時間:2022-10-09 07:31:28
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關鍵詞:機械加工;實訓;有效課堂
1我國機械加工專業實踐教學的改革方向
對于目前我國職業院校的機械加工專業而言,堅持貫徹集基礎知識、動手能力和專業技能相結合的教學模式,強調了該專業的核心綜合能力,對素質實踐教育原則更加重視,極大地鍛煉了學生解決問題的能力。
1.1加強學生的基礎知識掌握程度
為了有效提升職業學院學生的理論知識學習效果,轉變學生學習理論知識的態度。大部分職業學校都已經對校內一些機械加工類專業的理論教學設置了相應的實訓教學[1]。在實訓教學過程中,教師借助向學生演示動手和實訓來幫助學生在復習理論知識的同時鍛煉其實踐操作能力,幫助學生鞏固基礎知識,學會舉一反三,提升學生接受新事物的能力,鍛煉學生的創新意識。
1.2加強培養專業核心和綜合能力
對于職業學校的機械加工專業而言,專業核心能力培養是一個貫徹始終的培養過程。對于機械加工專業而言,其專業核心能力指的就是機械加工機床的操作能力。而在進行綜合能力訓練、課程設計以及實訓等模塊的時候,還應該適當地人為設置一些故障排查和缺陷分析子任務,以此來針對性地解決一些實際性問題,保證總體方案能夠順利設計實施。
2機械加工專業實訓有效課堂的創建措施
2.1提升實訓項目的設計水準,適當拓展機械加工專業的實訓教學
在目前我國職業學習機械加工專業的實訓教學過程,教師不僅需要給予學生充足的引導,還需要借助一系列措施來激發學生對實訓教學的興趣[2]。所以,職業學院教師在教學開始之前需要現結合教材實際內容來研究教材知識點中傳達的思想,并通過針對性的干預將一些相對較為落后的技術進行適當的完善,此外教師還需要及時收集相關素材、資料和圖片等數據,同時還需要結合相關資料制作出相應的可見,以此來為學生介紹加工技術的先進性,保證整個設計的獨創性都能夠得到提升,保證機械加工專業實訓教學的整體效果都能夠得到提升。比如:教師在實際的教學過程中,一定要積極激發學生的創新思維,鼓勵學生在生產加工過程中積極采用當下的實訓技術,嘗試借助自己的力量來生產出所需的工具和物品,在實踐過后,學生還可以把自己加工的物品帶回,通過這樣的方式保證學生學習能力的提升,拉近了學生生活與學習之間的距離,促進了職業學校實踐教學和理論教學之間的統一。比如:教師在進行典型零件加工相關內容的教學時,教師需要首先確定出實訓的教學課題是平面、輪廓以及槽加工,在教學開始之前教師需要先總結出上一次的加工工藝和操作步驟。其次,教師可以先出示實訓案例,例:由平面、輪廓以及槽組成的幾何形狀為平面二維圖形的零件。該零件毛坯為100×100×20的板材,采用材料為工件材料。各個工序刀具和切削參數選擇如表1。將所需數據給予學生,然后引導學生嘗試去獨立探索,探索結束之后教師再進行詳細講解。通過這樣的方式來鍛煉實習生自我探索能力。
2.2理論與實踐相結合的一體化教學模式
對于職業學校而言,主要的教學目標就是培養出一批社會需要的實用型人才[3]。因此,身為職業學校的教師,一定要在理論教學過程中融入一定的實踐性內容,做到理論與實踐的相結合。另外,機械加工專業教師在實訓教學的過程中一定要構建出一個完善的理論實踐結合一體化教學的體系。比如:教師在實際教學的過程中,可以先把所有學生分為不同的小組,然后每一個小組負責特定的不同項目,最后教師在將不同小組之間的任務進行隨機調換。但教師需要保證的是,小組之間的調換并不是一種機械的調換過程,在此之前教師需要將實訓項目內容詳細地解釋給學生,通過這樣的方式來改善理論教學的現狀,激發學生的積極性[4]。另外,教師還需要完成的是盡可能地減少理論教學并增加一部分實踐類的內容和集體探討類的項目。此外,在進行實訓的時候,不僅教師需要要求學生盡可能地發揮出自身的優勢,教師還需要為學生設置出一系列的需要經過獨立思考探索的內容,設置好內容之后,教師就需要引導學生動手操作參與到實踐中,以此來培養學生的創造力。另外,在實訓教學結束之后,教師還需要帶領學生獨立總結實踐過程中的操作技巧,以此來提升學生自主學習的能力和語言表達能力[5]。比如:教師在進行典型零件加工實訓教學的時候,教師在教學開始之前需要先引導實習生充分復習平面、輪廓以及槽加工刀具的特點,其次教師在進行加工方法的指令教學,在完成理論教學之后,教師就可以引導學生通過實際操作來鞏固強化知識。之后教師學生就能夠在實訓操作過程中提升自身實踐能力,保證實訓教學的教學效果得到提升。
2.3適當調整加工實訓教學措施,更新教學內容
另外,我國職業學校在進行人才培養的時候,還需要與當下社會對技術類人才的實際需求相結合,以此來制定出合理的人才培養模式和科學的教學方案,教師在教學過程中還需要結合實際的教學狀況來進行實訓課程的設置。通過保證實訓課時量的同時進一步完善機械加工的實訓大綱,實現傳統教學模式中理論教學體系的調整,促進考核評價模式的最終建立。另外,教師還需要針對性的進行教學內容的創新和改革,不僅要輔助學生進行現代化科技內容的學習,還需要積極培養學生的實踐能力和操作能力,使得學生的實踐技能能夠得到提升。另外,機械加工專業的教師還需要積極創新針對學生的考核和評價,可以將考核的內容分為:實訓記錄、表現評價、實訓紀律、實訓總結報告、理論知識運用以及操作能力等多個層面,以一種多樣化的方式來保證整個評價過程足夠真實[6]。這樣也可以讓教師的教學內容更加有針對性,促進了加工實訓教學質量的顯著提升。比如:教師在進行毛坯尺寸長×寬×高為100×100×28m的材料Ht200零件實訓教學時,在分析該零件的數控銑削加工工藝,編寫加工程序及主要步驟為分析零件圖工藝———確定裝夾方案———加工順序確定———切削用量選擇。首先是分析零件圖工藝,由于該零件是由平面和外輪廓組成的,而外輪廓表面粗糙度要求為Ra6.3,由此可知采用銑粗一精銑方案。其次,就是確定裝夾方案。在確定裝夾方案的時候需要結合零件特點,來進行上表面加工,用平口虎鉗對外輪廓進行定位。然后,下一環節就是確定加工順序,這一環節一定要按照“基面先行先粗后精”的原則來進行加工順序確定,也就是粗外輪廓銑削———精外輪廓銑削。最后就是切削用量的選擇。保證銑削外輪廓時留0.5M0M的精加余量,剩余的一次走完粗銑。在確定主軸轉速的時候,可以先查確削用量手冊,硬質合金銑刀加工鑄鐵時的速度為45~90m/min,然后結合銑刀直徑和公式來計算出主軸轉速并將其填入工序卡片中。
2.4積極打造雙師機械加工實訓教師團隊
對于我國的職業類學院的教育質量來講,保證教師隊伍的專業素養是非常重要的因素之一。而職業學校想要創建雙師隊伍首先需要保證的就是雙師隊伍教師的專業度和個人素質。所以,職業學校想要保證機械加工實訓教學的整體效果,就一定要積極培養出一支專業素養較高的雙師教師團隊,同時學校還需要針對傳統實訓教學中存在的一些教師問題進行及時的改善,加強對學生個能技能的考察,以此來提升機械加工專業實訓教師的個人技術水平,保證教師實踐水平能夠得到提升,有效推動實訓教學工作的展開。
2.5創建一種全新的合作教育模式
經過了教育改革之后,傳統的教育模式已經不再適用于當下社會的人才需求。同時也已經有越來越多的職業學校教師開始進行教學模式的創新。尤其是校企合作的教學模式已經逐漸成為當下職業學校教師廣泛應用的教學模式。校企合作的教學模式能夠將企業和學校進行有效融合,是一種理論性與實踐性并重的教學模式,提升了職業學校技能型人才的培養效果。職業學校在實行校企合作教學的時候,可以結合一些本區域內的企業來創建出學生的實訓基地,基地創建好之后學校就可以將學生送到實訓基地,通過讓學生參與到實際的生產過程來培養學生的理論知識和實踐能力,促進學生對理論知識的運用能力。在此過程中,學生解決實際問題的能力就能夠得到顯著的提升,學生也能在參與生產的過程中養成一定的經驗,為將來的就業打下基礎。
2.6堅持以人為本的教學理念
最后,職業學校在教學過程中一定要堅持以人為本的教學理念,一切教學行為都要以學生為主來開展[7]。保證以學生的個人利益為準。教學過程中,教師也要摒棄傳統的灌輸式教學模式,合理調整教學,嘗試通過教學來培養學生的主導意識,提升學生的實踐能力,幫助學生養成自主學習的習慣。
3結束語
綜上所述,本文結合當下我國職業院校的機械加工專業實訓教學展開了研究,通過分析機械加工專業實訓教學的現狀為創建機械加工專業的高校實訓課堂提出了針對性措施,希望能夠促進我國機械加工專業實訓教學質量的提升,緊跟社會發展腳步,培養出更多的實用型人才。
參考文獻:
[1]谷東偉,李奇涵,崔高健,等.基于案例教學/研發過程的校企合作教學模式探究[J].實驗室研究與探索,2020,39(07):212.
[2]日孜完古麗,陳宏.“普通機械加工與操作”課程思政建設的實踐與探索[J].科教文匯(上旬刊),2020(12):166-167.
【關鍵詞】數控車工實訓教學改革;實訓準備;項目實訓;師資隊伍
據教職成[2008]8號《教育部關于進一步深化中等職業教育教學改革的若干意見》的精神,要大力提高中等職業教育教學質量和辦學效益,推動職業教育又好又快發展,更好地適應全面建設小康社會對高素質勞動者和技能型人才的迫切需要。
中等職業教育機械類專業著力培養服務于機械制造業的中級技能人才,為了滿足企業對人才的需求,不斷深入企業開展調研,調整專業結構,改革教學內容及教學方法,不斷完善學生職業能力培養,進一步提高育人質量。《數控車工》實訓是機械類專業學生的專業核心內容,數控車床操作與編程是學生職業能力的重要組成部分,提高《數控車工》實訓質量,對本專業學生素質的提升打下堅實的基礎。
近年來,學校在國家級示范中職學校建設過程中對各專業進了一系列的改革,為了提高改革成效,本人對《數控車工》實訓教學進行了探索,對本專業的實訓教學起到了示范、引領的作用。
一、精選項目內容,做好實訓準備
1.認真構思做好項目選擇
實訓項目的選擇關系到課程目標是否能順利實現。組建機械制造類專業教學指導委員會,指導委員會一定要有行業企業技術專家及教育研究專家,全程指導數控車工技能訓練項目的選擇。依據行業調研報告和典型工作任務及職業能力分析報告,結合數控車工課程標準,設計好中職學校機械制造類專業學生數控車工課程要達到的能力標準,結合學校自身實際認真構思實訓項目,并經指導委員會專家簽定認可。
2.精心策劃做好實訓準備
實訓前的準備關系到實訓目標能否順利完成。實訓前準備應做好三方面:首先,管理人員、班主任及技能指導教師應做好學生的安全教育工作,并與學生簽定安全協議書,降低安全風險。其次,技能指導教師應先準備好技能訓練時所用的任務書,準備好老師及學生實訓用相關表冊,填寫好實訓準備通知單并交實訓車間負責人。另外,車間負責人應根據實訓準備通知單認真準備實訓所用刀具、量具及耗材,認真檢查車間有無安全隱患,認真檢查實訓用設備是否能正常運轉。
二、開展項目實訓,呈現工作過程
樹立實訓即工作的思想,開展項目實訓,參考機械制造企業機構設置,呈現企業員工工作過程,為了更好完成實訓任務,在開展數控車工實訓時可遵行以下五個步驟。
1.組建工作團隊明確各自職責
數控車工實訓指導教師先根據學生的實際情況,結合機械制造企業機構設置與學生一同先對學生進行分組,人數的多少可根據學校實際情況及機構設置而定,指定團隊負責人,明確各小組成員的工作職責,讓小組成員均能清楚自己的角色及任務并能準確的表達出來。
2.分析項目任務制定實施方案
各小組認真分析項目任務書內容,制定項目任務書實施方案。由小組負責人負責統一協調,根據以上分工,分解工作任務,明確目標,制定獎懲措施。
3.實施項目目標加強巡回指導
各小組根據實施方案經實訓指導教師審核后方可實施,指導教師巡回指導,及時解決學生在實訓中的問題,并對各小組及成員的工作情況作必要的記錄,以備在評估時進行點評。要求學生在規定時間內完成實訓任務,時間一到立即停止,以便對各小組進行公平評價。
4.任務分析總結評估完成情況
對各小組實訓情況進行總結評估,評估采取自評+互評+點評的方式進行,先由各小組組長組織進行小組內的自評及互評,再由指導教師組織各小組間的自評與互評,最后,指導教師根據各小組的工作情況及總結發言情況對各小組進行點評,并兌現相應的獎懲制度,以提高學生的工作熱情。
5.交替角色扮演提高協作能力
學生根據以上分組確定的崗位,采取輪崗的辦法,讓學生每次工作任務完成后均要進行評估,評估后下次實訓可保持小組成員不變,在小組內輪崗,讓學生扮演不同的角色,完成不同的工作任務,體會不同崗位的工作性質,直至輪崗完成進入下一實訓任務,以增強學生團隊協作能力。
三、優化師資隊伍,提高教師素質
師資是學校的靈魂,加強師資隊伍建設,為學校的發展,為學生的成才護航,數控車工實訓指導教師何不如此,為了提高指導教師的素質,我們從以下三方面做起。
1.學習教師模范,提高教師修養
數控車工實訓指導教師要不斷加強自身修養,為人師表。教師及園丁,是人類靈魂的工程師,是學生成長路上的鋪路石,要有奉獻精神。數控車工實訓指導教師要認真學習優秀教師模范事跡,不斷提高自我修養,不斷優化自身素質。
2.加強學習培訓,提升教學能力
學無止境,教師這一職業,擔負著教書育人的責任,尤其是中職學校的專業課教師,面對不斷變化的學生,面對不斷變化的技術,面對不斷變化的就業市場,怎能不學習。我們要加強學歷進修,不斷提高自身學歷;加強理論學習,不斷提高自己的專業理論水平;加強教學方法學習,提高課堂的生動性、能動性,讓理實一體化教學,項目教學等先進的職業教育方法來改變生硬的教學課堂。
3.參與企業實踐,把控行業動態
論文關鍵詞:機械工程類專業;創新能力;課程體系
在科技迅速發展、綜合國力競爭十分激烈的當今時代,培養大學生的創新精神和創新能力具有十分重要的意義,已愈來愈成為時代的要求。改革開放以來,機械工業取得了穩定、快速的發展,同時對機械工程類專業教育提出嚴峻的挑戰。根據本院制定的創辦“優勢突出、特色鮮明、水平較高,位居省內外同類院校先進行列的地方性、教學型、綜合性大學”的辦學定位和培養“素質高、基礎好、知識廣、能力強、有個性、會創新的應用型高級專門人才”的培養目標。結合邵陽學院機械工程類人才培養的實際,培養學生的創新能力作為邵陽學院大學生的重要培養目標之一,針對機械工程類創新型人才的專業特點,邵陽學院機械工程類專業探索出一條科學、完善的機械工程類大學生創新能力培養的路子。本文從創新型人才培養課程體系、實踐創新體系等方面構建機械工程類大學生創新能力培養模式,使邵陽學院能培養出具備素質高、能力強、會創新的應用型高級機械工程專業人才。
一、機械工程類創新人才培養的意義
科學制訂創新型人才培養體系對培養什么類型的人才有很大的作用。過去機械工程類專業的課程體系過度注重基礎課和專業課,而忽視了學生興趣愛好、個性特長方面的課程。教學內容則往往過分依賴教材,著重強調基礎知識、基礎理論傳授。對于科學技術的發展前沿,教材往往相對滯后。對學生往往采取“填鴨”式的教學,學生注重死記硬背,拼命忙于應付考試,培養出來的學生高分低能,缺少靈活性,缺少創新精神。所以,制訂創新型人才培養體系時,始終堅持學生全面發展的教育觀,堅持促進學生思想道德、科學文化和身體心理等素質的全面發展,注重知識、能力與素質的協調發展。
二、構建機械工程類專業創新型人才培養課程體系
創新型人才培養課程體系主要是由人文素養和科學態度相結合的通識教育平臺、多學科綜合交叉構成寬厚的學科基礎教育平臺、精深的專業知識和淵博的文化修養并重的課程模塊所構成。
通識教育課程平臺包括自然科學基礎知識、人文社科基礎知識、文體藝術修養知識、應用科學技術知識與基本技能等有機結合,改變過去教學內容偏窄、知識結構單一的格局。主要課程有中國近代史綱要、形式與政策、品德與法律、體育、健康教育、大學英語、大學語文、高等數學、大學物理、計算機基礎、演講與口才、技術經濟學、企業管理等。主要培養學生適應社會與進入社會后發展需要的通識教育知識,培養學生對時代和社會發展規律的正確認識,提高學生的道德情操,樹立正確的人生觀、價值觀和發展觀,培養學生的經濟意識與政治意識,提高學生的科學文化素養,促進學生的全面發展。
隨著現代工業化進程的飛速發展,現代工程逐漸凸顯創造性、綜合性、社會性、復雜性等特征,未來工程師在“非工程”方面面臨的挑戰越來越大。工科大學生在業務素質方面要加強與民族意識、工程意識、經濟意識的融合,并處理好人與社會、人與自然、自身發展與社會協調發展的關系。因而,必須進行多學科綜合交叉學科基礎教育平臺,即涵蓋機、電、液知識、檢測技術、控制技術、制造技術與經濟管理技術的寬厚的基礎課程體系。主要課程有機械制圖、理論力學、材料力學、金屬工藝學、計算機接口與應用、機械制造工藝、電工電子技術、熱工原理、液壓與氣動技術、控制工程基礎、工程檢測技術、汽車工程學、企業管理等。旨在加強學科基礎教育,拓寬專業口徑,培養學生對未來工作的適應性,增強自我發展的能力。
根據學生的興趣、專長、發展方向和社會需求,按專業大類招生,分專業方向培養。基于精深的專業知識和淵博的文化修養并重的原則,對專業課程學時減少的同時,課程內容進行精煉,突出應用廣、水平高、效果好的特點,對現代制造技術、機電一體化、熱能工程、模具設計制造、汽車與內燃機、制冷與空調6個專業方向的專業課程模塊結構進行優化,在每個專業方向均設置特色課程和探索性課程,針對發展學生個性和增強學生就業競爭性開設部分選學課。
高素質的機械工程類專業創新型人才不但要具備從事工業產品的設計制造、科技開發、應用研究、運行管理和經營銷售等方面工作的創新型、應用型人才的能力,同時還要具備一定的管理協調能力。因而,構建創新系列課程模塊要基于工程實際,注重培養學生的創新設計能力。結合機械工程學科發展前沿、創新理論與方法的學術前沿,著眼于整個機械系統,開設課程有機械原理與機械設計、產品技術創新、現代設計方法、CAD技術、機電系統動態仿真、機械優化設計、有限元分析、機械系統創新設計、工業機器人等課程,涵蓋了創造學、創新設計的基本理論與方法。一方面為學生提供夯實的理論知識,另一方面用現代機械設計理論與技術通過大量工程設計去實踐,為以后學生解決實際問題的能力奠定扎實的基礎。
三、構建工程類專業創新型人才培養實踐創新體系
實踐環節是機械工程專業教學中的一個重要教學環節,在培養學生的創新能力方面有著不可替代的作用。單靠理論教學是不能內化成學生創新能力。在教學中要與生產相結合,將科研活動引入教學,加強工程實訓和學生課外科技創新活動,使學生知識來源渠道多樣化,能力培養多元化。注重學生的競爭意識、創新意識、社會責任感和綜合實踐能力的培養;不斷完善以培養學生綜合素質、提高工程實踐能力、工程設計能力和創新精神為主要目標的工程實踐教學新體系。
實踐基地已建立了一整套完善的實踐教學管理、崗位聘任及培訓等制度。在此基礎上,順利實現了人事改革,通過競聘上崗,擁有實驗專職技術人員9人,其中高級職稱3人,中級職稱5人,初級職稱1人;教學儀器設備852臺(套),總值達901.36萬元。按照工程模式進行實踐基地的設計與規劃,重視學生的工程能力、應用能力及創新能力的培養。按照省級示范建設實驗室、省級重點實驗室的建設標準來進行規劃和設置。整個實踐基地分成三大塊:動力機械實訓基地、基礎實訓基地、動力機械創新實訓基地和專業實驗場地。
動力機械實訓基地包括金工實習基地和動力機械拆裝實訓基地。機械實習工廠基地以數控設備為主,每年能承擔實驗教學任務達16000人次,除了承擔正常的實驗教學任務外,還承擔數控操作的認證培訓工作,學生在數控課程、數控實習的基礎上通過考試可獲得資質證書,有利于培養學生的應用能力及就業競爭力;動力機械拆裝實訓基地包括機械產品拆裝、機電產品拆裝、模具拆裝、制冷設備拆裝、內燃機拆裝以及拆裝準備間,每年可承擔拆裝實訓教學任務達2000多人次。
動力機械基礎實訓基地包括工程力學模塊(理論力學、材料力學)、金屬材料及熱處理模塊(互換性及測量技術、金屬材料熱處理)、傳動與控制工程模塊(控制工程基礎、微機原理與接口技術、液壓與氣壓傳動、機電傳動控制、PLC等)和熱工基礎實驗模塊(工程熱力學、傳熱學、流體力學、工程測試技術、能源與環境)。每年可承擔實驗教學任務達32000人次。并對實踐內容進行重組,實踐手段和內容體現了先進性、綜合性及設計性。
動力機械創新實訓基地包括機械創新模塊(機械原理、機械設計、機械創新設計)、機械工程軟件實訓模塊(AutoCAD、Pro-E、UG、Cimetron等)、虛擬實驗模塊。以前實驗要求給學生提供詳細的指導書,讓學生機械地去驗證。這樣,驗證性實驗極大地束縛了學生的手腳,使學生的思路打不開,也造成一部分學生的依賴思想。針對這種情況,我們提供了各種虛擬傳動零件、機構及各種仿真軟件,為學生自行設計和組合創新機構提供了良好的條件,不向學生具體提出要求,只提出需實現的功能,學生通過各種虛擬實驗機構驗證創新實踐成果,并通過機械工具制作出產品模型。整個實訓過程學生獨立做出,自己編寫和總結實驗報告。這種實驗方式以設計為主線,注重創新設計能力培養,提高學生方案設計創新能力和綜合應用知識解決實際問題的能力。
專業實驗場地包括機械工程實驗模塊、熱能工程實驗模塊、車輛工程實驗模塊、材料成型實驗模塊,承擔了三個機械工程類專業、六個培養方向的專業實驗教學任務,每年可承擔實驗教學任務達11000人次。
關鍵詞:項目教學法;CAD/CAM技術
CAD/CAM技術是一門多學科綜合應用新技術,其發展十分迅速,許多大中型企業,甚至小型企業都在努力引進這一新技術,以提高企業自身的技術素質,增強產品在國內外市場的競爭能力。目前,高職院校機械類專業都相繼開設了“CAD/CAM技術及應用”這門新課程。該課程特點是綜合性強、實踐性強。CAD/CAM實訓是理論教學結束后進行的實踐教學環節,目的是提高學生的CAD/CAM技術綜合應用能力,一般安排兩周時間。以往的CAD/CAM實訓都是教師找幾個實例,學生在機房應用CAD/CAM軟件完成零件造型和生成數控代碼。這種實訓模式以教師為中心,學生被動地完成任務,實訓結束后學生也只是提高了軟件操作的熟練程度,沒有真正掌握CAD/CAM技術。近兩年,我院在CAD/CAM實訓中引入項目教學法,調動了學生的積極性和主動性,實訓效果也有很大改善。
項目教學法的特點
項目教學法是以學生的自主性、探索性學習為基礎,以培養學生綜合能力為目標,采用類似科學研究的方法,師生通過共同實施一個完整的“項目”而進行教學活動,促進學生主動積極發展的一種新型教學方法。在職業教育中,項目是指以生產一件具體的、具有實際應用價值的產品為目的任務,能將某一教學課題的理論知識和實際技能結合在一起,具有一定的難度,不僅是對已有知識、技能的應用,而且還要求學生運用新學習的知識、技能解決過去從未遇到過的實際問題。
項目教學法在
CAD/CAM實訓中的應用
(一)確定實訓項目及任務
項目的設立應根據教學大綱有關知識技能的要求而定,必須認真斟酌,因為它是實訓成功的關鍵。本實訓項目選用機械行業比較典型的減速器來實現CAD/CAM應用,具體任務是應用Pro/Engineer實現一級齒輪減速器的幾何造型和箱體加工,減速器分解如圖1所示。該項目體現了如下特點:
基本包括了全部教學內容項目內容包括各零部件的幾何造型,零部件裝配,生成箱體的工程圖,上、下箱體及其組合加工等,幾乎涵蓋了本門課的全部教學內容。
圖1 減速器分解圖
難度適中并能適當拓寬學生的知識面既有對以前所學知識的進一步鞏固,又滲透了新知識,使學生運用已有知識、技能解決過去從未遇到過的實際問題。在項目中包含了以前課程中沒講過的內容,如齒輪參數化設計、螺紋加工、箱體夾具設計等。
綜合性強,覆蓋面寬本門課程在教學計劃中安排在最后階段,學生已經學完了大部分專業課,該項目涉及學生所學過的大部分專業知識,如機械制圖、機械設計、機械制造基礎、數控加工技術等。通過完成這個項目,學生可綜合應用已學過的知識。
學生對教學內容既熟悉又有興趣對于減速器學生比較熟悉,實訓室有實物模型。在機械設計課程教學中已經完成了減速器設計,在機械制造課程中也接觸過,但如何應用CAD/CAM技術實現造型和加工,學生對此有著強烈的興趣。
具有廣泛的實際應用價值減速器用于汽車、礦山機械、冶金機械、化工機械、建筑機械、輕工機械等各種機械的傳動,應用比較廣泛,是典型的機械傳動裝置。
(二)項目的具體實施
該項目的實施過程包括如下四個階段:
準備階段(1)布置本次實訓要完成的項目、實訓目的、要求和具體任務。任務按Pro/E提供的功能以模塊方式布置,共有四個模塊:零件幾何造型、零部件裝配和總體裝配、工程圖創建、數控加工。(2)教師與學生一起分析減速器工作原理和零部件的特點,畫出減速器的零件組成結構,確定所屬模塊圖,如圖2所示。(3)將學生分成幾個小組,每組6~8人,以小組為單位制定項目實施計劃,包括確定完成任務的方法、步驟、時間安排和每個人的具體任務分工;教師與各組學生一起修改完善實施計劃,最后確定計劃。(4)準備好減速器實物模型、資料、手冊、測量儀器等。(5)確定減速器各零部件尺寸,由各組自己決定實物測量方法或自己設計減速器各零部件尺寸。
圖2 減速器零部件的構成
實施階段項目實施按模塊進行,分成四個步驟:第一步,在Pro/E實體模塊中進行零件幾何造型;第二步,在組裝模塊中,裝配軸部件和整個減速器;第三步,在工程圖模塊中,創建箱體工程圖;第四步,在加工模塊中,對箱蓋、箱座和其組件進行數控加工。
編寫實訓報告編寫實訓報告是整個實訓教學的重要組成部分。它是制作者制作思想的體現,是項目成果的文字表達,也是學生撰寫技術性文件能力的體現,因此,它是培養學生分析、總結、歸納和表達能力的重要方面。從實訓開始時就應提醒學生將整個工作情況記入草稿本內,完成時將草稿本的內容整理歸納后編寫正式的實訓報告。根據本課程和項目特點,實訓報告要求學生在計算機上完成,通過抓圖和使用Word軟件,學生的計算機應用能力可得到很大提高。
項目評價與成績評定階段項目評價是對整個項目教學實施情況的驗收,也是對學生在該項目運作過程中所取得的成績做出的評價。項目成績評定包括四部分:任務完成(占40%)、答辯(占30%)、實訓報告(占20%)、平時表現(占10%)。每一部分都有評分標準,在實訓開始就發給學生。最后成績分為五個等級:優秀、良好、中等、及格、不及格。其中,任務完成情況由自評、互評、教師評三方面成績綜合構成。答辯成績由答辯委員會給出,答辯委員會由教師和每組推薦的一名學生組成,做到公平、公正、合理。通過這個過程,培養學生的獨立工作能力、綜合職業能力和協作精神。
項目教學法實施過程中應注意的幾個問題
在CAD/CAM實訓中應用項目教學法,應重視以下幾個問題:
鼓勵學生自己解決問題當學生遇到困難和新知識時,鼓勵學生自己解決,教師可以適當引導,提高學生在一定范圍內學習新知識、新技能的能力。如在項目中遇到齒輪的參數化設計內容,學生以前從未接觸過,感到無從下手,教師只講解決這類問題的關鍵點,然后引導和啟發學生自己去查資料,運用已有知識去解決問題。學生通過自己努力掌握了參數化設計的方法,完成了齒輪參數化設計并生成族表,各組又獨立完成了其他標準件庫的建立,學生體會到了戰勝困難和自己獲取新知的樂趣,也學會了學習。
采用“一題多解”形式在零件幾何造型和加工中,有多種方法可以實現,每一種方法不管難易都應該展示給學生,再由教師與學生共同評價各種方法的優缺點及適用范圍,這樣學生可以學到更多的操作技巧,全面吸收整個項目活動的精髓。如對于箱體零件造型有三種方法:第一種是整體造型再分割的方式;第二種是用箱座、箱蓋分別造型的方式進行;第三種是將箱座、箱蓋相關部分及共有部分集中造型,余下結構分開造型。這三種方式各有優缺點,整體造型方式造型方便,但形成箱座、箱蓋的模型數據較大,其中包含有不是本體的數據(即箱座含有箱蓋的數據,反之亦然);分體造型方式造型相對較為繁瑣,但數據量合適;第三種造型方式綜合了前兩種造型方式的優點。經過與學生分析比較,決定采用第三種方式。
與生產實際緊密結合學生對所學知識真正能融會貫通,需要到生產實際中通過體驗和感性認識而內化知識和技能。在加工模塊教學進行箱體加工時,學生對箱體在數控機床上的裝夾和工藝參數的選擇感到茫然。教師可讓學生帶著問題到校實習工廠觀察有關箱體加工,如箱體如何定位、如何夾緊,夾具的形式,壓板和螺栓的形狀,加工的整個過程等。這樣,學生對以前所學的知識及其應用有了更深的理解。
教師指導要恰到好處項目教學法的根本宗旨是讓學生自己發現知識、提高技能,因此,教師一定要把握好指導尺度。在完成項目的過程中要因材施教,針對不同層次的學生教師指導的深度要有所不同。如果學生有問題,教師應該給予啟發性、提示性指導,不但使學生記憶深刻,還能鍛煉學生的思維,培養其創新能力。
項目教學法有其獨特的優勢,它體現了職業教育教學的特征。在CAD/CAM實訓中采用項目教學法激發了學生的學習興趣,使學生在整個實訓過程中充滿熱情。通過實訓,學生理解了知識,學會了操作,提高了分析問題和解決問題的能力,培養了團隊精神和合作能力。
參考文獻:
江西理工大學應用科學學院是一所三本性質的獨立學院,經過多年的辦學實踐,培養“應用型”和“創新型”人才已成為學院培養目標[3-4]。依托學科開展多種科技競賽活動進行創新人才和應用人才的培養是一種行之有效的辦法[5]。我院于2008年首次參加了第三屆機械創新設計大賽,作品“全自動計量售飯機”獲得江西省賽區一等獎,這是江西賽區唯一獨立學院獲獎作品。改進后的第二代作品代表江西賽區參加全國大賽,榮獲二等獎。該作品已申請專利,并有一些企業對此作品很感興趣,計劃進行市場開發。在首次參加比賽就取得較好成績的基礎上,我們積極備戰,2010年攜3項作品參加了全國第四屆機械創新設計大賽江西賽區選拔賽,作品“機械手式機井救援機”獲江西省一等獎,“土壤滅火器”獲三等獎,“球型抗風暴救生艇”獲優勝獎。“機械手式機井救援機”作為江西省選送項目參加全國比賽,并獲二等獎。成績的取得,來源于學生、教師、學校各方面的努力和堅持。在參賽過程中,我們分析問題,總結經驗,制定出一套行之有效的操作模式。
一、以賽促學,調動學生學習積極性,激勵學生創新欲望
獨立學院的學生整體素質與重點高校相比有較大的差距,與省屬本科院校相比也有一定的差距。學生的學習興趣不高,厭學情緒較大,部分學習較主動的學生也容易被大環境同化。在課堂教學過程中,學生總是處于被動狀態,很難發揮主觀能動性,學習興趣提不起來。為了更好將大賽融入到學生的學習生活中,以賽促學,我們進行了如下舉措:
(一)成立機械創新協會當今大學生對學習興趣不濃厚,但對社團活動卻情有獨鐘。在機械創新設計大賽組織實施過程中,學院利用學生心理作用于2008年成立了機械創新協會,吸引了一批對機械創新有興趣的學生,在課余時間以科研興趣小組為單位開展課外實踐活動,包括創新課題討論、校外實習基地參觀、小產品制作、基本加工技能培訓、學術報告等。實踐活動中,教師以創新理念引導學生,為學生提供了足夠的思維發展空間,放手讓學生大膽嘗試,充分培養學生的創新思維能力、自學能力和動手能力。學生通過課外實踐活動,加強了團隊合作意識,拓寬了機械創新基礎知識面。
(二)建立專用實驗室固定的實驗場所是順利開展課外實踐活動的基本保障。江西理工大學應用科學學院在實驗樓建立專門實驗室供學生使用。此實驗室由機械創新協會管理,配備專門指導教師和常用加工工具如老虎鉗、扳手、電鋸、小型鉆床等,并與學院實訓中心建立聯系,利用實訓中心現有設備進行機械零部件加工并完成創新小產品的制作。這樣學生可以充分利用課余時間,有計劃地開展實踐活動,避免了受常規實踐教學的干擾,提高了學生參與課外實踐活動的自覺性和主動性。
(三)定期開展學術報告和專業講座針對機械愛好者定期開設系列講座如:機械設計與創新能力培養、機械制造技術現狀與發展趨勢、傳感檢測技術在機電產品中的應用、單片機技術應用現狀與發展趨勢等,涉及設計方法、先進制造技術、測試技術、控制理論等專業技術方面知識。通過啟發式、討論式等多種方式,調動學生的積極性,引導學生思考,激發學生的創造性思維。還有一類報告是由學生自己主持的,由已畢業返校的校友和參加過往屆比賽的學生講述自己的經驗,并對學弟學妹提出期望和告誡。系列講座和學術報告的開設,拓寬了學生的基礎,擴大了學生的知識面,培養了學生的創新思維,激勵了學生的創新欲望。
二、以賽促教,加強教師隊伍建設
教師是培養學生的關鍵,優秀的指導教師不僅應有較高的理論水平,更需具備較強的動手能力和豐富的實踐經驗。江西理工大學應用科學學院是2001年組建的獨立學院,師資隊伍結構不太合理,年輕教師居多,這些教師大多是畢業后直接進入學校參加教學和管理工作,動手能力和實踐經驗都有欠缺。機械創新設計比賽周期很長,從項目創意、立項、方案設計、具體零部件設計、加工制作、試驗調試到參賽答辯準備等工作,需要指導教師長時間關注指導項目,并對指導教師的綜合能力提出較高的要求。針對以上問題,學院在教師培養和提高教師綜合素質方面做了很多工作。
(一)加強教師培訓江西理工大學歷來重視對青年教師的培訓工作,通過多種途徑來提高教師的水平。針對機械創新設計大賽,安排《機械設計》《機械加工工藝》《機電傳動控制》《液壓傳動》等課程教師參加了教育部高等教育司舉辦的高校教師網絡培訓,通過學習先進教學理念和教學技法,借鑒其他院校的教學經驗來改變教學觀念,提高教學水平。鑒于青年教師實踐經驗欠缺、動手能力較差等因素,每年利用寒暑假時間,聯系實習單位,送教師到工廠和企業進行實地培訓,專門針對加工工藝、數控加工等專業操作進行培訓。另外,還與本地的多家機械加工企業建立校企合作,定期派教師到生產一線去進行實踐,并在合作單位與工人師傅共同指導完成《機械加工工藝課程設計》等實踐環節。
(二)豐富課堂教學內容,創新實驗教學現如今大學教育還是以課堂教學為主的教育模式,因此課堂教學水平的高低反映了學校的建設水平。江西理工大學應用科學學院針對機械創新設計大賽,豐富《機械原理》《機械設計》等基礎課程的教學內容[6-7]。利用校內實訓基地、功能實驗室和機械創新設計大賽,形成有較強工程背景的教學環境,使直觀式教學、現場式教學方式的采用如魚得水。在這樣的教學環境下,通過一系列以機械產品為對象的實訓項目,以及采用大量的源于生活、源于生產一線的案例,使教學內容注入更多的工程因素,達到基本知識、基本理論與工程實際緊密結合的目的。為了培養學生的創新設計能力,在課程建設中對實驗室進行擴充,在原有傳統機械零件模型和機構模型基礎上,進行機構創新、軸系創新、機械系統創意組合和慧魚創新設備的購進,在試驗內容上,增加機構創意設計、組合式軸系結構設計、機械傳動綜合實驗等。
(三)建立教師工人相結合指導模式鑒于教師、學生動手能力較差,參賽模型或實物制作過程比較困難這一問題,結合江西理工大學實際情況,制定了教師工人相結合的指導模式。學院的目標是培養應用型人才,因此在實習環境的投入上比較大。學院有完整的金工實習工廠,其中包含了機加工的全部工種:鉗、車、焊、熱處理和數控機床加工,并配備經驗豐富的生產工人進行實習指導。利用學院現有優勢,在參賽初期的選題和方案設計階段由教師指導完成,在模型或樣機的加工制作階段,由教師和工人共同指導,學生具體操作完成零部件的加工和參賽樣機的裝配。
三、以賽促改,制定科學的教學計劃
機械創新設計大賽每兩年一次,不利于學校教學計劃的安排,難以保證每屆學生都有機會參加;比賽籌備時間太長,從題目的公布到參加地區預賽要一年多時間,容易與正常的課程教學相沖突;大賽沒有納入教學計劃,作品的設計、制作場地易與教學相沖突;大賽對學生知識面要求很廣,涉及的課程多,包括力學系列課程、機械設計基礎系列課程、電工電子、計算機控制、程序設計系列課程、機械加工工藝等,學生在低年級沒有掌握好大賽需要的一些基本知識和技能,為了完成比賽任務臨時抱佛腳,卻又耽誤了新課程的學習,高年級學生又忙于考研和找工作沒有充足的時間參加大賽。針對這一問題,楊叔子院士在《再論機械創新大賽很重要》的報告中已經提出“:這一大賽不是可有可無,建議納入個性化教學計劃,并從體制上加以保證。”鑒于此問題,江西理工大學應用科學學院進行了系列教學改革。
(一)優化課程體系針對機械創新設計大賽我們已完成省教改課題“培養高素質應用型機械專業人才的綜合課程設計改革”(課題編號:JXJG-06-84-1)和校級教改課題“以創新設計大賽為切入點的《機械原理》教學改革”的研究工作。通過兩課題的研究在原有教學計劃基礎上,針對機械創新設計大賽和綜合課程設計改革[8],將機械專業09級教學計劃中的機械原理課程設計、機械設計課程設計和專業課程設計分別改為機械創新設計(一)、(二)、(三),使之成為連續的實踐教學環節,并在課題的設置上,增加創新專題,培養學生的創新意識。在課程設置上,增加了《機械創新設計》選修課程,開設互動式和討論式教學環節,通過參與課堂教學提高學生學習興趣、培養學生創新思維、掌握創新方法。在10級教學計劃中增加了為期一周的《機械創新實訓》實踐環節,該實訓是基于慧魚創意組合模型和機構創新組合平臺開展的,意在培養學生的創新意識和動手能力。
(二)提供政策保障、建立激勵措施學院教學改革的重點是放在實踐教學改革方面,因此在實驗室建設和開展課題研究上給予大力支持。江西理工大學立足學院實際,專門成立了由分管科研的副院長任組長,由教務辦公室主任、各系教學主任組成的大學生科技創新領導小組,對不同渠道、不同學科、不同類型、不同級別的賽事,進行策劃、組織和管理,統一協調參賽學生、指導教師、方案評審、作品制作、組織參賽、動員宣傳等各項工作,有計劃有組織地開展學生課外科技創新活動,參與各類科技競賽。學校投資140萬,正在籌建機械創新實驗室、機器人實驗室和液壓測控試驗系統(含機械手等設備)。另外學院每年對大賽設立專項資金支持,保證大賽順利進行,對參賽老師和學生給予充分的支持和一定的獎勵。
關鍵詞:機械工程類專業;創新能力;課程體系
作者簡介:張桂菊(1979-),女,布依族,貴州貴陽人,邵陽學院機械與能源工程系,講師;肖才遠(1979-),男,貴州威寧人,邵陽學院城市建設系,講師。(湖南邵陽422000)
基金項目:本文系湖南省普通高等學校教學改革研究項目“湖南邵陽學院教學改革研究項目”(項目編號:2009JG26)的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)08-0022-02
在科技迅速發展、綜合國力競爭十分激烈的當今時代,培養大學生的創新精神和創新能力具有十分重要的意義,已愈來愈成為時代的要求。改革開放以來,機械工業取得了穩定、快速的發展,同時對機械工程類專業教育提出嚴峻的挑戰。根據本院制定的創辦“優勢突出、特色鮮明、水平較高,位居省內外同類院校先進行列的地方性、教學型、綜合性大學”的辦學定位和培養“素質高、基礎好、知識廣、能力強、有個性、會創新的應用型高級專門人才”的培養目標。結合邵陽學院機械工程類人才培養的實際,培養學生的創新能力作為邵陽學院大學生的重要培養目標之一,針對機械工程類創新型人才的專業特點,邵陽學院機械工程類專業探索出一條科學、完善的機械工程類大學生創新能力培養的路子。本文從創新型人才培養課程體系、實踐創新體系等方面構建機械工程類大學生創新能力培養模式,使邵陽學院能培養出具備素質高、能力強、會創新的應用型高級機械工程專業人才。
一、機械工程類創新人才培養的意義
科學制訂創新型人才培養體系對培養什么類型的人才有很大的作用。過去機械工程類專業的課程體系過度注重基礎課和專業課,而忽視了學生興趣愛好、個性特長方面的課程。教學內容則往往過分依賴教材,著重強調基礎知識、基礎理論傳授。對于科學技術的發展前沿,教材往往相對滯后。對學生往往采取“填鴨”式的教學,學生注重死記硬背,拼命忙于應付考試,培養出來的學生高分低能,缺少靈活性,缺少創新精神。所以,制訂創新型人才培養體系時,始終堅持學生全面發展的教育觀,堅持促進學生思想道德、科學文化和身體心理等素質的全面發展,注重知識、能力與素質的協調發展。
二、構建機械工程類專業創新型人才培養課程體系
創新型人才培養課程體系主要是由人文素養和科學態度相結合的通識教育平臺、多學科綜合交叉構成寬厚的學科基礎教育平臺、精深的專業知識和淵博的文化修養并重的課程模塊所構成。
通識教育課程平臺包括自然科學基礎知識、人文社科基礎知識、文體藝術修養知識、應用科學技術知識與基本技能等有機結合,改變過去教學內容偏窄、知識結構單一的格局。主要課程有中國近代史綱要、形式與政策、品德與法律、體育、健康教育、大學英語、大學語文、高等數學、大學物理、計算機基礎、演講與口才、技術經濟學、企業管理等。主要培養學生適應社會與進入社會后發展需要的通識教育知識,培養學生對時代和社會發展規律的正確認識,提高學生的道德情操,樹立正確的人生觀、價值觀和發展觀,培養學生的經濟意識與政治意識,提高學生的科學文化素養,促進學生的全面發展。
隨著現代工業化進程的飛速發展,現代工程逐漸凸顯創造性、綜合性、社會性、復雜性等特征,未來工程師在“非工程”方面面臨的挑戰越來越大。工科大學生在業務素質方面要加強與民族意識、工程意識、經濟意識的融合,并處理好人與社會、人與自然、自身發展與社會協調發展的關系。因而,必須進行多學科綜合交叉學科基礎教育平臺,即涵蓋機、電、液知識、檢測技術、控制技術、制造技術與經濟管理技術的寬厚的基礎課程體系。主要課程有機械制圖、理論力學、材料力學、金屬工藝學、計算機接口與應用、機械制造工藝、電工電子技術、熱工原理、液壓與氣動技術、控制工程基礎、工程檢測技術、汽車工程學、企業管理等。旨在加強學科基礎教育,拓寬專業口徑,培養學生對未來工作的適應性,增強自我發展的能力。
根據學生的興趣、專長、發展方向和社會需求,按專業大類招生,分專業方向培養。基于精深的專業知識和淵博的文化修養并重的原則,對專業課程學時減少的同時,課程內容進行精煉,突出應用廣、水平高、效果好的特點,對現代制造技術、機電一體化、熱能工程、模具設計制造、汽車與內燃機、制冷與空調6個專業方向的專業課程模塊結構進行優化,在每個專業方向均設置特色課程和探索性課程,針對發展學生個性和增強學生就業競爭性開設部分選學課。
高素質的機械工程類專業創新型人才不但要具備從事工業產品的設計制造、科技開發、應用研究、運行管理和經營銷售等方面工作的創新型、應用型人才的能力,同時還要具備一定的管理協調能力。因而,構建創新系列課程模塊要基于工程實際,注重培養學生的創新設計能力。結合機械工程學科發展前沿、創新理論與方法的學術前沿,著眼于整個機械系統,開設課程有機械原理與機械設計、產品技術創新、現代設計方法、CAD技術、機電系統動態仿真、機械優化設計、有限元分析、機械系統創新設計、工業機器人等課程,涵蓋了創造學、創新設計的基本理論與方法。一方面為學生提供夯實的理論知識,另一方面用現代機械設計理論與技術通過大量工程設計去實踐,為以后學生解決實際問題的能力奠定扎實的基礎。
三、構建工程類專業創新型人才培養實踐創新體系
實踐環節是機械工程專業教學中的一個重要教學環節,在培養學生的創新能力方面有著不可替代的作用。單靠理論教學是不能內化成學生創新能力。在教學中要與生產相結合,將科研活動引入教學,加強工程實訓和學生課外科技創新活動,使學生知識來源渠道多樣化,能力培養多元化。注重學生的競爭意識、創新意識、社會責任感和綜合實踐能力的培養;不斷完善以培養學生綜合素質、提高工程實踐能力、工程設計能力和創新精神為主要目標的工程實踐教學新體系。
實踐基地已建立了一整套完善的實踐教學管理、崗位聘任及培訓等制度。在此基礎上,順利實現了人事改革,通過競聘上崗,擁有實驗專職技術人員9人,其中高級職稱3人,中級職稱5人,初級職稱1人;教學儀器設備852臺(套),總值達901.36萬元。按照工程模式進行實踐基地的設計與規劃,重視學生的工程能力、應用能力及創新能力的培養。按照省級示范建設實驗室、省級重點實驗室的建設標準來進行規劃和設置。整個實踐基地分成三大塊:動力機械實訓基地、基礎實訓基地、動力機械創新實訓基地和專業實驗場地。
動力機械實訓基地包括金工實習基地和動力機械拆裝實訓基地。機械實習工廠基地以數控設備為主,每年能承擔實驗教學任務達16000人次,除了承擔正常的實驗教學任務外,還承擔數控操作的認證培訓工作,學生在數控課程、數控實習的基礎上通過考試可獲得資質證書,有利于培養學生的應用能力及就業競爭力;動力機械拆裝實訓基地包括機械產品拆裝、機電產品拆裝、模具拆裝、制冷設備拆裝、內燃機拆裝以及拆裝準備間,每年可承擔拆裝實訓教學任務達2000多人次。
動力機械基礎實訓基地包括工程力學模塊(理論力學、材料力學)、金屬材料及熱處理模塊(互換性及測量技術、金屬材料熱處理)、傳動與控制工程模塊(控制工程基礎、微機原理與接口技術、液壓與氣壓傳動、機電傳動控制、PLC等)和熱工基礎實驗模塊(工程熱力學、傳熱學、流體力學、工程測試技術、能源與環境)。每年可承擔實驗教學任務達32000人次。并對實踐內容進行重組,實踐手段和內容體現了先進性、綜合性及設計性。
動力機械創新實訓基地包括機械創新模塊(機械原理、機械設計、機械創新設計)、機械工程軟件實訓模塊(AutoCAD、Pro-E、UG、Cimetron等)、虛擬實驗模塊。以前實驗要求給學生提供詳細的指導書,讓學生機械地去驗證。這樣,驗證性實驗極大地束縛了學生的手腳,使學生的思路打不開,也造成一部分學生的依賴思想。針對這種情況,我們提供了各種虛擬傳動零件、機構及各種仿真軟件,為學生自行設計和組合創新機構提供了良好的條件,不向學生具體提出要求,只提出需實現的功能,學生通過各種虛擬實驗機構驗證創新實踐成果,并通過機械工具制作出產品模型。整個實訓過程學生獨立做出,自己編寫和總結實驗報告。這種實驗方式以設計為主線,注重創新設計能力培養,提高學生方案設計創新能力和綜合應用知識解決實際問題的能力。
專業實驗場地包括機械工程實驗模塊、熱能工程實驗模塊、車輛工程實驗模塊、材料成型實驗模塊,承擔了三個機械工程類專業、六個培養方向的專業實驗教學任務,每年可承擔實驗教學任務達11000人次。
四、創新實踐教學成果
根據以上內容構建的大學生創新能力培養體系在機械工程類專業實踐近兩年來成績顯著。到目前為止,邵陽學院熱能與動力工程專業、機械設計制造及其自動化專業入選教育部第一類特色專業;動力機械及工程學科被評為湖南省“十一五”重點建設學科;小型內燃機及先進制造技術被評為湖南省高校重點實驗室,發表學術論文40余篇。現承擔包括國家自然科學基金項目、湖南省重點科研項目、湖南省自然科學基金項目在內的省部級以上項目3項。學生參加全國大學生節能減排競賽、湖南省挑戰杯競賽和湖南省第三屆大學生機械創新設計大賽等大賽取得優異的成績,2008年獲得湖南省第三屆大學生機械創新設計大賽一等獎2項、二等獎1項;2008年榮獲第八屆湖南省大學生挑戰杯課外科技作品競賽三等獎1項;2009年獲得第二屆全國大學生節能減排競賽三等獎1項,2009年獲得中南地區港澳特區第四屆大學生機械設計制造創新大賽二等獎1項;2010年第四屆“挑戰杯”湖南省大學生創業計劃競賽金獎1項、銅獎3項。2009年“挑戰杯”比賽中獲得全國三等獎1項。2009年教育部、住房和城鄉建設部高等學校土建學科專業指導委員主辦的第一屆“亞龍杯”全國大學生智能建筑工程實踐技術競賽在邵陽學院舉行,學校成功地承辦了該項大賽,并獲得了大賽唯一的特等獎。在今后的工作中我們將繼續探索地方院校機械工程類專業大學生創新能力培養體系的構建問題,進一步完善培養體系,推廣所取得的成果。
參考文獻:
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機械生產實習個人工作總結1
今年暑假,學院為了使我們更多了解機電產品、設備,提高對機電工程制造技術的認識,加深機電在工業各領域應用的感性認識,開闊視野,了解相關設備及技術資料,熟悉典型零件的加工工藝,特意安排了我們到幾個擁有較多類型的機電一體化設備,生產技術較先進的工廠進行生產操作實習.
為期23天的生產實習,我們先后去過了杭州通用機床廠,杭州機密機床加工工廠,上海閥門加工工廠,上海大眾汽車廠以及杭州發動機廠等大型工廠,了解這些工廠的生產情況,與本專業有關的各種知識,各廠工人的工作情況等等。第一次親身感受了所學知識與實際的應用,傳感器在空調設備的應用了,電子技術在機械制造工業的應用了,精密機械制造在機器制造的應用了,等等理論與實際的相結合,讓我們大開眼界,也是對以前所學知識的一個初審.通過這次生產實習,進一步鞏固和深化所學的理論知識,彌補以前單一理論教學的不足,為后續專業課學習和畢業設計打好基礎.
杭州通用機床廠
7月3日,我們來到實習的第一站,隸屬杭州機床集團的杭州通用機床廠.該廠主要以生產M-級磨床7130H,7132H,是目前國內比較大型的機床制造廠之一.在實習中我們首先聽取了一系列關于實習過程中的安全事項和需注意的項目,在機械工程類實習中,安全問題始終是擺在第一位的.然后通過該廠總設計師的總體介紹.粗略了解了該廠的產品類型和工廠概況.也使我們明白了在該廠的實習目的和實習重點.
在接下來的一端時間,我們分三組陸續在通機車間,專機車間和加工車間進行生產實習.在通機車間,該車間負責人帶我們參觀了他們的生產裝配流水線,并為我們詳細講解了平面磨床個主要零部件的加工裝配工藝和整機的動力驅動問題以及內部液壓系統的一系列構造.我最感興趣的應該是該平面磨床的液壓系統,共分為供油機構,執行機構,輔助機構和控制機構.從不同的角度出發,可以把液壓系統分成不同的形式.按油液的循環方式,液壓系統可分為開式系統和閉式系統。開式系統是指液壓泵從油箱吸油,油經各種控制閥后,驅動液壓執行元件,回油再經過換向閥回油箱。這種系統結構較為簡單,可以發揮油箱的散熱、沉淀雜質作用,但因油液常與空氣接觸,使空氣易于滲入系統,導致機構運動不平穩等后果。開式系統油箱大,油泵自吸性能好。閉式系統中,液壓泵的進油管直接與執行元件的回油管相連,工作液體在系統的管路中進行封閉循環。
其結構緊湊,與空氣接觸機會少,空氣不易滲入系統,故傳動較平穩,但閉式系統較開式系統復雜,因無油箱,油液的散熱和過濾條件較差。為補償系統中的泄漏,通常需要一個小流量的補油泵和油箱.由于閉式系統在技術要求和成本上比較高,考慮到經濟性的問題,所以該平面磨床采取開始系統,外加一個吸震器來平衡系統.現代工程機械幾乎都采用了液壓系統,并且與電子系統、計算機控制技術結合,成為現代工程機械的重要組成部分,怎樣設計好液壓系統,是提高我國機械制造業水平的一項關鍵技術.在專機車間,對專用磨床的三組導軌,兩個拖板等特殊結構和送料機構及其加工范圍有了進一步的加深學習,比向老師傅討教了動力驅動的原理問題,獲益非淺.在加工車間,對龍門刨床,牛頭刨床等有了更多的確切的感性認知,聽老師傅們把機床的五大部件:床身,立柱,磨頭,拖板,工作臺細細道來,如孢丁解牛般地,它們的加工工藝,加工特點在不知不覺間嵌們我們的腦袋.
在通機工廠的實習,了解了目前制造業的基本情況,只是由于機械行業特有的技術操作熟練性和其具有的較大風險性,很遺憾地,不能多做一些具體實踐的操作,但是觀察了一臺機床的各個零件的生產加工過程及其裝配過程,使許多自己從書本上學的知識鮮活了起來,明白了本專業在一些技術制造上的具體應用.
機械生產實習個人工作總結2
去年十一月三號,我懷著激動的心情來到了達涅利。在這里,我將完成自己的畢業實習;在這里,我將完成從學生到員工的身份轉變;在這里,我將收獲走向社會的第一筆經驗。毋庸置疑,這段經歷對于我來說將會是多么的重要,人們常說,“好的開始是成功的一半”,而這段經歷將是我太多的“開始”,我要盡自己的努力讓這個“開始”變得盡可能的好,我也期待這里能夠為我的“努力”提供較好的舞臺。
時間飛逝,不經意間,我來達涅利實習半年了,這里提供的舞臺讓我經歷了很多,這些經歷中,大多是快樂的,當然,也會有痛苦的。然而,這些快樂亦或痛苦的經歷,都會讓我在不斷學習和歷練中成長。我想,這些成長也一定會成為我以后職業生涯的一大筆寶貴財富!
我在達涅利的實習崗位是儲備干部,分在裝配部門,具體從事的是相關冶金設備的裝配工作,另外還要協助主管和區域長做一些維持車間良好運轉的日常工作。我認為這份工作需要的技能主要有以下幾個方面:扎實的識圖能力;完善的裝配知識;一定的鉗工技能;良好的溝通水平等。通過這幾個月實習,我的收獲主要有兩個方面:一是裝配知識的掌握;二是溝通水平的提高。
下面我想通過在車間實踐的一些經歷,講一些我對裝配工作的體會:
1.裝配工作應把安全放在首位
“人是會思想的蘆葦”,這句話告訴了我們人的偉大的同時,更強調了生命的脆弱,所以我們應時刻保持著畏懼之心,處處留意。對于從事大型設備裝配工作的人來說,尤其應該注意,在工作中一定要掌握原理,遵守規范,防微杜漸,小心謹慎,把危險降低到最低。在這里工作的幾個月里,我看到過一次比較大的工傷事故,感觸很深,也第一次感受到工傷帶來的痛心。實習期間,我也有過一次到現在仍然心有余悸的經歷:那是在軋機底座液壓缸試壓的過程中發生的,記得那批液壓缸正常工作時要求承受350公斤壓力,為了安全起見,購買的液壓缸承受的壓力應該大于該值,我們在試壓時會加壓到450公斤壓力。前幾個液壓缸在試壓過程中并沒有出現問題,到第四個的時候,所加的壓力剛到400公斤,就聽見“砰”的一聲,液壓缸炸裂了。幸虧先前老師傅提醒過我,試壓有危險,操作時應該站在哪個方位會比較安全,即使這樣,我還是親眼看到了一塊炸裂的小碎片,撞擊到工作臺后反彈并飛速從我眼前劃過。那一次我真的嚇到了,也從那時起,我真切體會到了安全的重要性。
2.裝配工作特別忌諱返工
記得很清楚,在我剛進車間的前幾天,帶我的師傅就告訴我:裝配工作最忌諱返工,裝配時按照合理的順序一步一步來,每一步都做仔細,哪怕不太熟練,效率也不會太低,最怕的是做事不動腦筋,不考慮前后關系,悶頭蠻干,錯了重來,哪怕再熟練,效率也不會高到哪里去。當時我也不太懂,犯了一些錯誤過后,才慢慢體會其中的意思。記得有一次,我在配油管時,考慮不周,直到回裝管路時才發現與水管產生干涉,導致后來返工花了好長時間。類似的錯誤還犯過好幾次,但正是這些錯誤讓我逐漸成長。“磨刀不誤砍柴工”,在做任何裝配之前,都要先想一想,考慮全面了再動手,這樣才能事半功倍。
3.裝配工作要統籌兼顧,注重效率
一個新的項目發到工位上,首先要統籌安排它的完成計劃:哪些一定要先裝配,哪些可以后裝配,哪些可以并行進行,哪些一定要串行進行,哪些地方需要工時多一點,哪些地方則不需要那么多,哪些工作誰比較熟悉,哪些工作誰還不能勝任等等。只有這些統籌兼顧好了,項目執行時才能有的放矢,提高效率。
4.裝配工作要善于發現問題,解決問題,總結經驗
每個人的水平都是在不斷地發現問題,解決問題中提升的,對于從事裝配工作的人來說尤其重要,很多問題提前發現,耐心解決會大大提高效率,降低成本,減少損失。裝配工作很多時候還特別注重經驗的積累,設備完成的質量高低很多時候與工人的經驗豐富與否有很大關系。
在達涅利實習的這段時間,我于人溝通的水平也有了很大提高。前輩們經常告訴我們這樣一個道理:現今社會,智商固然重要,但很多時候情商的高低更容易決定一個人的層次,一個人的發展前景。工作了以后,我對這些話的感受尤其深刻,對于剛從學校走出來稚氣未脫的我們,情商的提高真的迫在眉睫。怎么更好的與人相處,怎么更輕松的與別人溝通交流,怎么更穩定的控制自己的情緒等等,這些都需要我們在以后的工作中不斷提升。
“因為年輕我們一無所有,也正因為年輕我們將擁有一切”,這是我很喜歡的一句話。前半句告誡自己,對于剛出校園走向社會的我們,一定要清楚自己的劣勢,擺正自己的心態,戒驕戒躁,踏實做事,真誠做人;后半句激勵自己,我們一定要對未來充滿信心,敢于迎接挑戰,不懼失敗,努力拼搏,前方的路可能會曲折,但一定堅信未來會迎來光明。既然選擇了遠方,那么就注定了風雨兼程,真心的希望自己能夠在達涅利走的更遠,更好。
機械生產實習個人工作總結3
作為一名機械設計專業的一名學生,掌握機械的制圖與測繪的必要性可想而知。 測繪實訓是我們機械設計專業的一個重要實踐環節,學校就根據專業情況學校開設了為期兩周的實訓課,我堅持聽從老師的安排,按計劃完成每天的實訓任務讓學生從中更加深刻的了解機械的設計,制造與研發 ,認真的完成好這次實訓,為學好更深層次的專業知識打好基礎。
一、實訓目的
①具體應用和鞏固本課程的理論知識,了解測繪的一般方法和步驟,掌握測繪技能及繪圖能力,并為后繼專業課及工作扎下初步基礎;
②通過零件草圖,裝配圖和零件工作的繪制,培養自己實際動手能力和零部件測繪能力。使自己能恰當選擇表達方案、合理布圖,正確繪圖,并在老師指導下完成尺寸標注及各項技術要求注寫;
③了解簡單機器的裝配工藝。通過全面、系統的零部件測繪訓練,培養自身初步的工程設計能力。
④熟悉運用有關資料(如國家標準,規范及規定畫法等)。初步培養查閱標準資料的能力;
⑤培養自己團結協作的工作作風和嚴謹的學習態度,增強責任感。
二、 實習時間地點
20xx年3月18日到20xx年3月29日
一號教學樓610機械制圖測繪實訓室
三、實訓計劃
18日、拆卸部件,熟悉臺虎鉗的結構及工作原理,進行畫小零件草圖
19日、繼續完成零件草圖的繪制。
20日、完成零件草圖繪制,測量尺寸并標注,擬定技術要求。
21日、 畫關鍵部位的裝配草圖,修正零件草圖的差錯。
22日、畫裝配草圖
25日、畫零件圖
26日、畫零件圖及標注尺寸及技術要求
27日、根據裝配草圖圖和零件圖畫裝配圖
28日、畫裝配圖標注尺寸及技術要求,檢查尺寸,對比所有零件的尺寸標注
29日、寫實訓報告、遞交作業
四、實訓過程
1、在測繪之前,對部件進行全面的分析研究,通過觀察、研究、分析該部件的結構和工作情況進行了解。
2、學會各個測量工具的使用,進行合理的分析和測量,運用各個尺寸計算公式來繪制圖形。
3、對不懂得地方我都經過請教同學老師進行學習和畫圖,確保零件圖的正確性。
4、參考書本進行尺寸的標注,以及對國家標準結合實際繪圖進行實踐。考慮并畫出標注零件尺寸的全部尺寸界線和尺寸線。標注尺寸時,可再次檢查零件結構形狀是否表達完整、清晰。
5、測量時應盡量從基準出發減少測量誤差,盡量避免尺寸換算以減少錯誤,有配合關系的尺寸(配合孔軸)只測量它的基本尺寸,其配合性質和相應公差值,進行查閱。
五、設計小結
在為期兩周的測繪實訓中,我每天按時到實訓室進行實踐操作,每天完成計劃任務后才給自己放學。在測繪中自己做到了獨立,認真,仔細地進行操作。在遇到問題時和同組同學互相討論,請教其他懂得的同學。通過對安全閥的測繪,是我掌握了零件測繪的方法和步驟,學會了一些常用工具的使用方法,能夠根據測量數據準確畫出零件圖形,讓我進一步復習鞏固了《機械制圖》課中的有關知識,讓我的制圖技能有了較大提高,能夠在圖紙上更加正確,合理的表達出零件圖形。在測繪安全閥過程中我了解懂得了一些零部件的作用和各零件之間的裝配聯結關系。
我在繪圖過程中發現自己畫圖技巧不夠靈活。有時主視圖復雜難以表達而俯視圖或左視圖較為簡單些時,由于習慣我還先繪制主視圖,因而給繪圖帶來麻煩,導致效率低。通過這次實訓讓我復習鞏固了三視圖基本畫法,知道先畫簡單視圖再利用三視圖基本畫法一一完成其他視圖。在測繪圖形過程中發現自己對剖視圖的知識不夠清楚,例如,有的圖形在畫剖視圖是有的線是否要畫出連接起來自己不是很清楚。通過這一周的實訓我知道了自己的很多不足,對《機械制圖》課中的一些細節只是不夠了解,課本知識還需要進一步學習,專研,同時也要及時復習鞏固已學知識。
關鍵詞: 作用;效率;研究內容;研究方法;研究條件
中圖分類號:TG519.1 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)17-0039-02
1 作用和意義
本次設計的機床的卡(夾)盤液壓系統設計,運用液壓傳動系統地各方面知識綜合運用設計通過對卡盤液壓系統地工作循環和工況分析計算其技術參數,來選擇系統的回路、元件、附件等。本次設計中完成一個集成塊由兩組液壓閥的順序動作來保證系統地高壓和低壓工作需要,而且在夾盤夾緊保壓的過程中始終保持系統壓力,通過選用蓄能器來防止夾緊保壓過程中的壓力損失,而且也吸收了系統在工作中的壓力沖擊。該液壓系統在滿足原有的要求的情況下實現重量輕、體積小、成本低、效率高、結構簡單、使用維護方便的要求。
也可通過對本項目的研究,可以充分了解液壓卡盤的工作原理及內部結構,在多元化教學的今天,尤其是要求理實一體化教學,可將此次研究的詳細過程做為液壓課程教學的一種教具,一個教學項目。
2 國內外研究現狀分析
液壓傳動相對于機械傳動來說,是一門發展較晚的技術。自18世紀末英國制成世界上第一臺水壓機算起,液壓傳動技術只有二三百年的歷史。直到20世紀30年代它才較普遍的用于起重機、機床及工程機械。在第二次世界大戰期間,由于戰爭需要,出現了由響應速度、精度高的液壓控制機構所裝備的各種軍事武器,第二次世界大戰結束后,戰后液壓技術迅速轉向民用工業,液壓技術不斷應用于各種自動機械及自動生產線。從而使它在機械制造、工程機械、農業機械、汽車制造等行業得到廣泛的應用。
近些年來隨著電子工業的迅猛發展,機械行業及機械加工業也受到了不同程度的影響,高效先進的生產力成為了相應加工行業的主力軍。在普通機械加工領域上,液壓卡盤裝置在車床上的應用,夾持力適中成為了主導思想。液壓卡盤的誕生大幅提高單機效率,同時夾持精度高,大幅度降低成品報廢率。
在人工成本日益增加的今天,企業面臨的管銷費用越來越大,就要求工廠的生產效率越來越高,越多的車床生產廠家開始選用油浴送料機和數控車床液壓自動化改造,從而提高生產效率,實現1人負責多臺車床和料機,最終達到減少生產人工成本。
此項目在國內以及國際機械加工領域發日益成熟,在我國已有多家機械生產廠商開發此項目,但在產品的創新方面以及對相應技術的合理利用方面還存在著發展空間。
3 研究內容
本次設計機床的夾盤液壓系統,運用了液壓傳動系統的各方面知識,通過對夾盤液壓系統的工作循環和工況計算其技術參數,選擇系統的回路、元件、附件等。在滿足其使用要求的前提下使系統質量輕、體積小、性能完善,維護方便。
研究過程及步驟:
3.1 液壓系統設計
(1)液壓系統的設計要求;
(2)液壓系統的功能設計;
①工況分析;②夾盤工作技術參數;
(3)執行元件流量的確定。
3.2 液壓系統方案確定和原理圖的擬定
基本方案的確定:
①右路循環方式的分析和選擇;②調速方案的分析和選擇;③油源形式的分析與選擇;④液壓回路的分析、選擇與合成;⑤液壓原理圖的擬定與設計。
3.3 計算和選擇液壓元件
(1)液壓泵的確定:
①液壓泵的類型選擇;②液壓泵的計算與選擇;③液壓泵站組件的選擇;
(2)液壓控制閥的確定;
(3)液壓附件的計算和選擇:
①蓄能器的選擇;②過濾器的確定;③確定油箱容積;④確定管件的尺寸。
3.4 液壓油的選擇與維護
(1)液壓油的種類;
(2)設備擁有的選擇;
(3)液壓油的維護:
①防止油污染;②防止空氣混入;③控制液壓油的使用溫度;
(4)密封裝置的維護。
3.5 計算液壓系統技術性能參數
(1)驗算壓力損失:
夾盤油缸的壓力及損失驗算;
(2)估計系統效率;
(3)系統的發熱和散熱計算。
3.6 液壓控制專職的設計
(1)液壓控制方式的確定:
①液壓控制裝置的集成方式;②液壓控制裝置的疊加閥式集成;
(2)集成塊設計。
3.7 液壓系統的安裝、使用與維修
(1)液壓系統的安裝:
①液壓元件的安裝;②液壓缸的安裝;③液壓泵的安裝;④液壓器的安裝;⑤油管的安裝;
(2)液壓系統的使用與維護:
①保持液壓油的清潔;②排除系統中的氣體;③系統油溫適當;④保證系統中有足夠的油量;
(3)系統應注意的其他問題。
總結出:至少需要配置4大部分:三爪液壓卡盤、主軸連接套、油壓回轉器及液壓泵站的完成,如圖1所示。
4 研究方法
1)現場調查法;
2)行動研究法;
3)實驗研究法;
4)問卷調查法;
5)文獻研究、調查研究、實踐總結、教學反思、集體研討等方法進行。這些研究方法基本要貫穿在整個課題研究過程中。
5 研究進度計劃(含預期目標、階段成果)
第一階段:課題準備、啟動階段。
1)成立課題小組進行任務分工;
2)課題組成員學習相關課程研究理論,主要有課題開發的基本思想、基本內容、要求及一般步驟,進一步更新觀念,建立以能力為本位、以綜合實踐能力提高為主要目標的思想;
3)完成課題設計和開題報告。
第二階段:課題研究起始階段。
1)從市場和企業調研入手,在這個階段,主要走訪渤船重工、中航黎明錦西化工機械(集團)有限責任公司透平廠、山海關船廠等多家附近著名企業,通過與企業管理人員、人事干部、員工的交流、溝通,了解液壓夾具在機床尤其是數控機床上的應用情況,及改造結構特點;
2)根據調研結果,進行此項目建設、課題小結、結構設計。
第三階段:理實一體化教學研究實驗階段。
1)分析項目要求,明確項目目標。分析確定項目,討論項目具體實施過程。整個改造系統比較復雜,是理實結合的典型項目;
2)進一步分工完成項目各部分元件、工作原理及運行過程的編寫,在編寫之前,課題組成員將這項目都實際操作一遍。大大提高此項目的實用性和可行性;
3)對目前課題研究中的心得、做法及思考加以反思,積極撰寫論文。
第四階段:實驗總結、結題階段。
研究內容:按數控機床液壓夾具改造項目方案具體要求,進行資料整理,成果收集,進行理實一體化的研究課題成果展示,完成論文匯總和成果匯編,并做好課題的結題報告。
6 研究工作基礎和條件
6.1 研究工作基礎 課題負責人已參加過理實一體化學習培訓,渤海船舶職業學院作為國家骨干校建設中,《液壓與氣壓傳動》作為核心課程建設。課題組成員分別具備液壓傳動方面的理論知識和實踐動手能力,對于此項目的完成應該具備相當實力。
比較完善的液壓實訓中心,還有“校中廠”機加實訓中心等。例如,液壓綜合實驗臺如圖2所示,和ck6132型數控車床如圖3所示。
6.2 研究的外部條件 在研究過程中, 有部分成熟技術可以借鑒,充分開發、充分利用液壓實訓基地和國家數控實訓基地及機加實訓中心的教學設備和學校圖書館的圖書資料進行一體化教學的研究。
現有“校中廠”校辦實習工廠,還有錦西泵業基地,葫蘆島船舶重工(液壓與氣壓泵的生產車間)等校外實訓基地,通過校外實訓基地的建設,地方企業的聯系,促進產學合作,提高職業能力。
參考文獻:
[1]數控機床故障檢測與維修問答.出版社:機械工業出版社,2005.02.01.
關鍵詞 CDIO模式;實訓項目;機電一體化
中圖分類號:G642.44 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2015)22-0165-02
在即將邁出大學校門之際,部分學生心里存在一種焦慮:畢業是否就意味著失業?形成這種現象的原因有學生個人方面的原因和社會方面的原因,筆者認為主要包括:1)社會主義核心價值觀還沒有真正樹立起來,缺乏明確的社會責任感;2)心理脆弱,攀比心強;3)實踐能力差,缺少職業經歷、就業競爭力;4)知識掌握不扎實,缺乏團結協作能力。
以上因素造成畢業生的能力素質與用人單位的要求存在較大差距,加大了畢業生就業的難度 [1]。針對存在的問題,沈陽工業大學機械工程學院積極開展卓越工程師教育培養計劃的實施工作,目標是培養能夠解決工程實際問題、創新能力強、適應經濟社會發展需要的具有國際視野的高質量應用型工程技術人才。
1 教學體系中CDIO教學模式的有機融入
現有的機自專業課程設置中每門專業基礎課和專業課都配有相應的實踐環節,但缺少綜合運用多學科知識的實踐環節。學生通過金工實習、認識實習及生產實習等環節,雖然能從企業的現實生產環境中了解理論知識在實踐中的應用,可是仍然無法親身體驗整個工程項目是怎樣設計、搭建及生產運行的。
為了解決這個問題,認真學習和理解美國和瑞典的四所高校創立的CDIO(Conceive,構思;Design,設計;Implement,實現;Operate,運作)工程教育理念。CDIO強調工程實踐教學的重要性,強調培養學生主動學習和動手實踐的能力,以及分析問題和解決問題的能力,強調培養學生職業技能和道德,以及團隊協作和交流[2-3]。這正是解決面臨的教學問題的金鑰匙。
將CDIO工程教育理念應用到實踐教學環節中,立足本校的培養目標,整合機電方向多門核心專業課程知識,為機自專業大學三、四年級的學生增設機電傳動與控制大型集中項目訓練課程。該課程立足于機械原理、機械設計、液壓與氣壓傳動、機電傳動與控制技術及測試技術等多門課程的理論知識,以工程設計任務的方式下達給學生,要求學生在設計過程中主動尋求解決問題的知識和方法,以實際工程設計方案的形式完成課題,并在實訓工作室的成組設備上實現設計方案。
2 實訓項目的實施策略
實訓項目的工程基礎 沈陽工業大學與亞德克(中國)有限公司聯合建立了“卓越工程師”聯合培養實習實訓基地,實訓項目就是基于該實習實訓基地的模塊式柔性自動生產線實訓系統展開的。基本系統由六個站組成,每站各有一套PLC控制系統獨立控制,在基本單元模塊實訓完成以后,又可以將相鄰的兩站、三站直至六站連在一起,學習復雜系統的控制、編程、裝配和調試技術。學生在實訓過程中要綜合運用現代實際生產中較流行的、較先進的各種很實用的技術知識點,其中包括PLC控制編程技術、電氣控制技術、氣動應用技術、傳感器技術、機器人應用技術等知識,充分發揮自己的創新思維,采用模塊化的設計對設備進行擴展改造。
實訓項目的實施途徑 學生在認真閱讀實訓指導書的基礎上,掌握實訓工作臺的機械結構、氣動單元和電器單元的組成。根據設備自擬訓練任務或者由教師下達設計任務,學生為完成設計任務需要做以下工作:
1)啟動并觀察裝置的運動過程,繪制出裝置的機構運動簡圖、氣動控制原理圖、系統的機械裝配圖;
2)根據裝置的實際電器接線情況,繪制出電氣控制原理圖及I/O分配表;
3)列出工作臺上所有電器元件、氣動元件的明細表,注明型號等信息;
4)讀出PLC的控制程序,并結合實際運動過程,熟練掌握電器元件、氣動元件及機械機構的工作原理,熟練掌握運動控制程序;
5)根據訓練任務搭建電氣控制系統,編制裝置的運動過程控制程序。
6)在自動生產線上調試控制程序,完成設計任務要求的設備運動。
實訓項目實施過程的管理
1)每五名學生組成一個實訓小組,實行組長負責制,由各小組組長協助指導教師共同完成實訓設備的使用調度工作;
2)實訓時間為期一周,進程安排如表1所示。
3 本實訓項目的特色
以項目設計為導向的綜合能力培養理念 課程體系中與課程對應的實驗和課程設計只是對一門課程知識點的驗證及總結,而本項目是借鑒國外CDIO培養模式,將機電方向所涵蓋的多門專業基礎課和專業課的知識點融于工程項目設計之中,這樣培養出來的人才才能做到與企業工作崗位的零距離銜接。
培養學生基于項目、問題的主動學習方法 實訓項目成為專業基礎課和專業課學習的主線。由于實訓項目的任務下達時間是在學校教學的第六學期,學生將圍繞工程設計任務主動地在第六、七學期開設的各門課程中搜尋專業知識,極大地調動了學生學習的主動性,這也正是CDIO培養模式所提倡的[4]。
工程項目驗收的考核方式 課程考核以工程項目驗收的形式,根據學生講解設計思路、設備運行演示、現場答辯及設計項目報告等環節,由多名指導教師給出最終成績。評選出考核成績高的小組為全體學生演示設計的成果,促進全體學生共同進步。
注重學生綜合素質提升 實訓課中每組學生都承擔了工程性極強的設計任務,目的是突出培養學生的創新精神、實踐能力、自學能力、綜合能力、交流溝通與表達能力、團隊合作精神和對大系統的適應與調控能力,只有友好合作、不怕挫折的團隊才能交上滿意的答卷。
4 結論
通過完成生產過程控制任務的設計及實現,對學生進行貼近生產現場的工程實訓,使學生很好地掌握了機械設計、工業自動化控制系統設計的過程和方法,培養了工程設計能力,提高了學生學習的方向性和主動性,提高了參與研制開發高技術附加值產品的能力和從事工程技術或協調管理的技能。在整個教學過程中,指導教師充當知識的引領者、項目進行的督查者、實訓生產線的管理者,實現了引導式實踐教學。筆者希望教改經驗對其他工程院校的機械類專業以及其他工程類專業的人才培養起到有價值的借鑒作用。■
參考文獻
[1]馬德全,王立民.當前大學生存在的主要問題、成因及對策[J].內蒙古民族大學學報,2008,14(5):117-118.
[2]齊建家,劉桂波,何文廣,等.基于CDIO模式的機床電氣控制與PLC課程項目化教學設計[J].中國科技信息,
2012(10):231-232.