時間:2022-08-31 19:22:46
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機械制造課程設計總結,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞 創新能力培養 機械制造技術基礎 理論教學
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
1 概述
在知識經濟與經濟全球化的今天,培養具有創新精神和創新能力的高素質人才是社會對高校的要求和期望。①機械工業作為制造業的基礎行業,為國民經濟建設提供技術裝備,它的發展更是需要大量全面發展、綜合素質優秀的專業人才,機械工程教育模式必須與快速發展的機械工程技術相適應。從事機械工程高等教育必須創新教育理念和運行機制,跟上時代前進的步伐,大力推行以發展學生創新能力為核心的創造教育。
機械制造技術基礎是機械設計制造及其自動化專業非常重要的一門專業技術基礎課,該課程內容覆蓋面廣、信息量大,包含金屬切削原理與刀具設計、金屬切削機床概論與設計、機械制造工藝學、機床夾具設計原理等多門學科的內容。②③同時機械制造技術基礎也是一門重在實踐的課程,教材中的很多知識需要在實踐中學習和掌握,僅憑根據教材進行理論講解和習題練習遠遠達不到教學效果,學生不能真正地感受到所學知識的用途,更談不上如何應用。
為了適應現代社會對機械專業人才創新能力提出的新要求,培養學生既有動手能力、創新能力又要具備一定的理論深度,本文針對機械制造技術基礎課程進行了一系列的教學改革,構建了實踐教學體系,將理論教學與金工實習、課程實驗、專業課程設計、生產實習等實踐環節有效結合,提高學生在接受知識信息、綜合分析問題及工程實踐等方面的能力。
2 改革內容與舉措
針對機械制造技術基礎課程的上述特點,為達到創新能力培養的預期目標,本文從以下幾方面進行了課程教學的改革。
2.1 加強金工實習教學
金工實習是機械類專業學生學習機械制造技術基礎及工程材料等課程必不可少的實踐基礎課,是機類與非機類有關專業教學計劃中重要的實踐教學環節。④機械金工實習包括車工,銑工,特殊加工(線切割,激光加工),鉗工,砂型鑄造等實踐環節,它對于培養學生的動手能力有很大的意義,同時可以使學生了解傳統的機械制造工藝和現代機械制造技術。
按照本校本專業學生的教學計劃,金工實習在前,機械制造技術基礎理論教學在后,由于沒有針對性地建立兩者的有機聯系,導致學生們的學習是孤立、片面的進行,無法真正達到金工實習的教學效果。本文將機械制造課程的教學任務提前,在進行金工實習時,安排專業教師詳細講述金工實習與機械制造技術基礎課程的內在聯系,并向學生介紹課程的主要內容,在金工實習的整個過程中,指定專業教師對學生進行理論講解、輔導和答疑,深化實習內涵,使學生清楚地認識到金工實習并不是孤立的,提高實習的積極性和主動性,從而為將來的理論課程學習打下良好的基礎。
2.2 優化改革課堂教學體系
為實現學生創新能力的提高,首先要讓學生深入、扎實地掌握理論知識,考慮到該課程知識面廣、信息量大、理論性強的特點,本文運用先進的計算機技術,建立機械制造技術基礎課程的電子教案、多媒體課件等教學素材,在保持原有核心教學內容的基礎上,輔助以大量的圖片、三維動畫與實際加工影像等,豐富形象教學內容,增強學生學習的積極性;同時進行創新性教學模式的探討,變單一教學模式為多樣化教學模式,提高學生學習的主動性,達到較好的課堂教學效果。
2.3 構建實驗教學新模式
目前本課程的實驗內容包括:刀具幾何角度測量、工藝系統靜剛度測定、機床主軸箱拆裝實驗等,多半是傳統的驗證性實驗。⑤通常是由專門的實驗員教師進行題目的下達、內容的指導和成績的評定,實驗員教師無法了解課堂教學的進度和深度,專業課教師不能真正掌握學生實驗操作情況,同時驗證性實驗的目的是使學生掌握課程基本原理,通過親自動手操作驗證并加深學生對理論的認識,但沒有設計性實驗相輔助,就會欠缺了對學生研究創新能力的培養。
針對本課程的實驗教學進行以下改革:(1)對傳統的驗證性實驗(如刀具角度測量等)進行方法和手段的改進,讓專業課教師參與到學生的實驗過程中,結合課堂的講解情況與實驗員教師進行內容的協調與安排,由實驗員教師提前下達任務,學生在動手操作驗證后講解自己的實驗過程和結果,并給出必要的理論支持,變被動學習為主動學習,大大提高了實驗教學的效果。(2)增設創新性實驗環節,根據課堂所學知識和實驗室現有設備設計實驗,由學生自主搭建實驗平臺,在實驗中發現問題和尋找解決問題的方法等等,激發學生的創造性思維,提高學生的創新能力。
2.4 改革生產實習和課程設計
機械制造技術基礎生產實習和課程設計是對該課程進行實踐教學的兩個重要環節,⑥通過這兩個實踐環節,將學生們的課堂理論在實踐中加深理解和進一步驗證,可更好培養學生實踐創新能力。在生產實習過程中,學生可以進一步接觸到真正的企業生產,將對零件、刀具、夾具、機床等裝備的認識實現從理論到實物的轉換,借助課程設計中進行的機械制造技術基礎課程的總結與應用,實現對學生理論知識的考查、鞏固和加深。
本文針對機械制造技術基礎課程設計進行題目選編、時間進度改革、典型零件和夾具的建模與仿真等多項內容改革,⑦并將課程設計融合到機械制造技術基礎理論課程的教學和生產實習中,提前下達設計題目,讓學生在課程學習和生產實習的過程中熟悉設計任務,引導其積極、主動地學習相關知識。
3 總結
學生創新能力的培養是各高校面臨的一項重要任務,不僅涉及到教師的創新素質、學校的創新環境,還和學生自身的創新思維有關,目前在這方面的工作仍處于起步和探索階段。為配合創新能力培養的教學改革,檢驗改革成效,以筆者指導的機械設計制造及其自動化專業2010-2011級本科生十個班級為試點班級,從理論教學和實踐環節等多個方面對機械制造技術基礎課程的教學改革進行了初步嘗試,并取得了一定的效果。
基金項目:本文系“山東科技大學群星計劃項目”(項目編號:QX2013224)的研究成果;本文系“2013年山東省特色名校工程建設―機械制造技術基礎課程資源庫”的研究成果
注釋
① 劉秀蓮.培養機械專業大學生創新能力的方法探索[J].中國電力教學,2013(16):30-31.
② 王素玉.機械制造技術基礎[M].北京:清華大學出版社,2012.
③ 張樹森.機械制造工程學[M].沈陽:東北大學出版社,2001.
④ 傅水根.創建有中國特色的工程實踐教學體系[J].中國大學教學,2004(7):24-26.
⑤ 朱從容.機械制造技術基礎課程實踐教學改革探討[J].黑龍江教育(高教研究與評估),2012(3):6-7.
關鍵詞:卓越計劃;機械制造;教學改革;實踐
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)49-0177-02
“卓越工程師教育培養計劃”(簡稱“卓越計劃”)是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010―2020年)》和《國家中長期人才發展規劃綱要(2010―2020年)》的重大改革項目,旨在培養創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才。我校獲批第二批教育部“卓越工程師教育培養計劃”實施高校,機械設計制造及其自動化專業赫然在列。機械制造技術基礎課程在“卓越計劃”人才培養計劃中占據重要地位,目前本課程為我校校級重點課程,以江蘇省重點專業和重點學科為依托,在教學改革方面做了較多的理論探索和研究工作,并付諸實踐,取得了一定的成績。文中以我校在“卓越計劃”背景下“機械制造技術基礎”課程教學改革研究與實踐為主線進行探討,可為同類院校該課程改革提供一些有益的借鑒。
一、教學改革的定位及目標
根據學校定位和“卓越計劃”人才培養目標,課程改革從“應用性、工程性、創新性”等方面進行了定位。通過以工程項目為主線,優化課程體系和教學內容;主推案例法、項目法和現場教學等教學方法;推廣以賽事為導向的創新訓練活動;強化實踐教育及工程實際應用,加強網絡課程資源建設,從而達到培養學生樹立工程和創新意識,提高工程實踐能力,加強職業素養的最終目標。
二、教學改革的具體措施與實踐
1.教材和教學內容。教材是教學改革成果的集中體現。教材的建設應該緊跟學科的最新發展,貼近行業需求,與時俱進優化課程體系和教學內容。為適應應用型本科院校及“卓越計劃”機械類專業人才培養目標,課程組教師在長期的教學實踐及教學研究基礎上編寫了“卓越工程能力培養系列”“十二五”普通高等教育本科規劃教材《機械制造技術基礎》。編寫過程中以精、新、寬為原則,采用最新國家標準、構建符合認知規律的知識體系,強化案例教學,適當調整教學內容,注重實際工程的分析和理解。以機制工藝過程為主線,將基本理論、基礎知識與工程應用進行了有機的結合。各章節均以案例導入開篇,啟發學生,循序漸進,抽絲剝繭,使學生掌握工程實質。章節后配合大量習題,學生可自我檢測,強化課堂學習效果。同時建立網絡課程平臺,將教學活動從課內擴展到課外。
2.教學方法和教學手段。教學方法和教學手段決定學習成效。傳統的“填鴨式”以教師為主體,學生被動式學習的教學方法弊端日益凸顯,越來越不能滿足現代教學需要。而以能力為本位的項目驅動和案例教學法改變了傳統教學模式和師生互動形式,讓學生親自參與項目實踐過程,強調了學生的主體性和課堂教學的動態性,有效地激發了學生學習興趣,兼顧培養了學生團隊合作精神。多媒體教學手段可通過文字、影、音、動畫等方面創設教學情境,增強互動,有助于提高教學效果。針對課程特點,本次教改采用了多媒體與CAD/CAE/CAM軟件集成式教學手段。如:講解機床結構和傳動系統時,多媒體教學一般采用機床剖切圖或錄像進行演示,但學生無法看清機床內部結構,教學效果不明顯。為此教學團隊基于Pro/E軟件建立了CA6140整套機床的3D模型,并進行了運動仿真。可將機床各部件構成、空間位置關系、傳動過程等直觀地展現給學生,使學生能迅速掌握知識要點,并增強了課程學習的趣味性。在講解鉆、擴、攻絲、磨削等加工工藝時,將小型手工鉆、拋光機、磨平機等帶進課堂,現場在鋁板上進行鉆孔、攻絲,對板件進行磨邊、拋光等,讓學生的學習更為直觀。后續將知識點擴展到各種機床設備上,學生理解起來就相對容易。對于教學中的重難點,將問題提煉出來以項目的形式帶領學生進行研究。
3.“雙師型”師資隊伍建設。對學生工程意識和工程能力的培養,離不開具有工程背景的教師。《機械制造技術基礎》課程理論性、實踐性、工程性和綜合性較強,對教師的要求較高,要求教師既要具備較為深厚的理論基礎和對專業前沿技術的準確把握,又要具有大工程意識和熟練的實踐技能。我校為突出應用型本科教育特色,構建理論豐富、實踐動手能力和技術應用能力強的“雙師型”教師隊伍,出臺了《“雙師型”教師培養與認定暫行辦法》。從學校層面鼓勵和支持“雙師型”教師隊伍的建立。目前本課程教師的“雙師型”比例為2∶3,為本課程的深入改革提供了政策保障和優秀師資基礎。
4.實踐教學模式。實踐教學環節對于工科課程來講尤為重要。通過實踐教學可加深學生對理論知識的理解,培養其實際動手操作能力。本課程實踐教學環節包括課內實驗、課程設計和生產實習。課內實驗充分考慮實用性設置了車刀幾何角度的測量、普通車床傳動及調整機床、夾具拆裝與調整、加工誤差的統計分析等。實驗分組確保3~5人小組形式,要求人人動手操作,并增加實驗成績在總成績中的比重。對于課程設計教師選擇實際生產中的典型零件讓學生完成零件圖、毛坯圖繪制,機械加工工藝過程卡編制,工序卡編制,夾具裝配圖繪制和設計說明書的撰寫。為控制設計質量任課教師組成答辯小組,對每個學生進行答辯,從圖紙、說明書、對知識的掌握程度等方面嚴格把關。生產實習環節集中在中國一拖集團有限公司進行,實施了“企業導師講解+校內導師講解+分組討論+教師總結+報告撰寫”的實習模式來保證實習效果。企業導師講解完畢后,校內導師必須將重點問題逐個講解,分廠實習結束后在非生產區分組討論,實習報告當前完成。
5.融入課程體系,貫通實踐環節全過程。本課程在專業課程體系中非常重要,但大部分學生在學習時存在共性問題:無法與先修課程有效銜接,對于制造環節不具備標準意識和精度意識,不知道零件如何選材,甚至不能完整繪制一張合格的工程圖。究其原因,先修課程《機械制圖》、《機械設計》、《互換性與技術測量》和《工程材料》等沒有真正理解和消化。因此在講授本課程時,任課教師必須在教學設計環節將本課程知識點融入到整個課程體系中,隨時告訴學生該知識點與先修課程間的聯系。如講解裝配工藝時,除講解本課程知識點外,要進行外延拓展,提問學生裝配環節需要用的螺栓如何選擇,不同場合螺栓及與之配套的螺母性能等級如何確定等。課內及時補充相關知識點,課外要求學生查閱專業書籍,逐步培養工程意識。此外,傳統教學中課內實驗、課程設計和畢業設計較為孤立,彼此間缺乏聯系,沒有起到相互促進的作用,學生即使做完夾具實驗,后續課程設計依然不會設計夾具。此次教改過程中貫通了課內實驗、課程設計和畢業設計全過程,課程設計任務書提前下發,學生在做“夾具拆裝與調整”課內實驗時就有帶著問題有針對性地、更為深入地拆裝各種夾具。在后續課程設計時對于每道工序需要自主設計的夾具就不會陌生,課程設計環節可以隨時返回開放實驗室查看夾具結構。在做課程設計時告訴學生往年畢業設計的相關工藝工裝設計題目,深度和要求。學生知道自己做的課程設計和畢業設計相關就會更為認真地設計。此外,畢業設計選題要求必須選擇具有工程背景的典型題目,有效承接學校到企業和理論到實際的脫節。教改過程中還實行了培優式做法,以點帶面逐步推廣。
6.強化科技創新訓練,以賽促學。卓越計劃對工程技術人才的要求不是停留在簡單的操作和應用層面,而是明確指出要具備較強的創新能力和適應社會發展需要。因此對學生的培養不能僅要求基本的工程設計、制造等能力,更重要的是培養其實踐創新能力,成為嫁接后續實際工作的橋梁。因此,除滿足正常學習要求外,任課教師要不斷強化學生的科技創新意識,鼓勵學生走進實驗室,動手實踐,鼓勵學生參與教師科研項目,給優秀學生配備科研導師,積極組織學生參加“全國大學生機械創新設計大賽”、“全國大學生工程訓練綜合能力競賽”等各大賽事,以賽事為導向,不斷形成科技創新氛圍,充分激發學生創新潛能,培養其團隊合作能力和工程實踐能力。鼓勵學生積極申報各類各級大學生實踐創新訓練計劃項目,鼓勵學生將課程中的相關問題進行提煉,通過創新平臺加以解決。指導學生進行專利申報和科技論文寫作,培養其科學素養。科學的培養可有效促進學生創新能力的提升,2014年我院學生在各大賽事中均獲佳績,獲全國大學生機械創新設計大賽二等獎2項;江蘇省大學生機械創新設計大賽一等獎2項,二等獎1項,三等獎2項;華東區大學生CAD應用技能競賽獲一等獎1項,二等獎3項,三等獎2項。營造了以賽促學的良好氛圍,使科技創新活動常態化。學生實踐能力的提高反哺了教師教學,學生思考問題的方式和所具備的工程意識以及實踐能力使其對后續專業課程輕松駕馭,既提高了學生自信心又使教師課堂教學壓力減小,從而形成一種良性循環。
教學改革對課程建設、專業建設、人才培養等非常重要。在“卓越計劃”背景下更要結合地方經濟發展,學校自身定位,學生綜合素質等因素作為一項長期任務,不斷豐富理論,不斷探索和總結、勇于實踐。實踐表明通過教學改革,學生的工程意識、實踐能力、技術水平都能得到較大提升,為培養合格的工程技術人才奠定了基礎。
參考文獻:
[1]江樹勇,趙立紅,張艷秋,等.大工程觀下《機械制造基礎》課程的教學改革與實踐[J].理工高教研究,2009,28(4):132-134.
一、注重學生實踐操作
機械制造專業的課程實踐性較強,其理論知識與實踐生產進行有效結合,才能實現學校教學目的。因此,加強課堂教學與實踐性教學的有機結合是必然的選擇,教師可以通過實踐教學,將學生從課堂領進操作現場,面向機械加工企業,通過科研和實踐教學中的聯系,收集更多富有特色的適合課程設計的典型零件,進一步擴充并更新課程設計題庫,為學生創造更多的實踐機會,在校期間能夠接受工廠訓練,加強實踐教學,有效減少機械設計過程中的盲目性、隨意性,培養學生工廠實踐、創新和動手能力,不斷開拓學生的視野,為企業生產一線培養高技能應用型人才。因此,機械制造課堂教學與實踐課程的結合,是社會發展的必然的選擇。
二、科學有序的課程設置
專業綜合性實驗課是實踐課程中的重要組成部分,教師可以通過各種實驗,培養學生對機械制造專業的喜愛,同時也進一步啟發學生在實驗教學中積極動手、思考,在不同實驗中總結所獲與所感,在實驗過程中反思還存在哪些需要在課堂學習中繼續完善的理論知識。學生實驗過程中,教師一定要做好示范和引領作用,課堂教學環境中需要實踐操作的環節,教師要組織學生多進行相關實驗課題的討論和研究,把課本上比較空洞枯燥的教學內容,轉化為實驗課題進行學習,增強學生的綜合應用能力。在考試檢測時,把實驗題目與綜合能力考察的題目進行有效整合,列入考試內容。以此激發學生對實驗的重視程度,引導學生重視自我實踐能力的培養。在教學中,我們要根據社會時展需求,緊跟社會對人才需求的趨勢,不斷調整課程設置,改進教學方式。在學校專業學科教學中抓好文化課教學,同時加強專業課教學,兩者相輔相成,互相促進。開設豐富的中職文化課,如語、數、外、計算機等課程,能夠有效提高學生的文化素質和基礎知識,形成正確世界觀、人生觀、價值觀,積極樂觀地面對學習、生活、人生,形成健全人格。專業是學生今后參加工作的基本,因此課時設置要結合今后工作崗位的實際需求來安排,狠抓專業課程,同時要跟蹤當前領域的發展趨向,及時向學生滲透新技術,保證所學技能的實用性。
三、充分運用現代教育手段
現代教育媒體在各課程中已廣泛應用。在中職機械制造教學中,教師要大膽嘗試,充分發揮現代媒體的教學優勢,利用現代媒體音、形、聲、視頻、動畫等手段,改進教學,不斷創新探索,把空洞的語言描述變得形象生動,把深奧抽象的道理變得淺顯易懂,把繁雜的專業知識變得簡單易解,真正實現課堂趣味性和有效性。
一、多種教學手段相結合的現代教學方法
(一)啟發式的理論教學在傳統的教學過程中,教師講授既成的理論知識,給學生灌輸事實,學生被動接受知識,教學多以“填鴨式”的方法進行,學生在課堂上很少主動參與,只是一味地聽老師講,學習沒有主動性,只是被動地完成作業、復習和應對考試,缺乏學習興趣和內在動力。此時應該采用啟發式教學,如在介紹車刀的角度時,如果采用實際刀具進行講解,由于刀具尺寸太小,在課堂上不容易看清楚。此時可以先給出三面兩刃一尖的概念,啟發學生去思考,并結合多媒體課件上放大的車刀立體圖,思考并討論何謂三面兩刃一尖。然后在教授講解概念之后,針對實際使用的車刀進行指認,這樣既調動了學生的積極性,又可以加深學習印象,鞏固學習效果。定位也是本課程的難點與重點,在講解定位時,可以引導學生思考在軸類加工時,為什么常采用固定頂尖和移動頂尖相結合的裝夾方式,如果采用兩個固定頂尖,會出現什么樣的后果,應該怎么解決,這樣,很自然地引出“過定位”的概念。這種啟發式的教學方法可激發學生的學習欲望,幫助學生實現從要我學到我要學,從被動接受到主動探求的轉變,提高教學質量和學習效率。
(二)先進的多媒體教學手段多媒體課件具有直觀、生動、形象的特點,使用多媒體課件進行輔助教學是一種較為理想的現代化教學手段。利用計算機輔助教學手段,模擬現場加工場景,或者仿真、拍攝、查找與實際生產相關的圖片和影像,制作多媒體課件。在教學中,多媒體課件的仿真動畫和反映生產實際的影像資料,把生產中常用的工藝方法等演示得一目了然、真實生動,使學生有一種身臨其境的感覺,從而既較好地理解了工藝方法,又了解了實際生產過程。如為了讓學生加深對銑削這種加工方法的理解,可以放映世界杯比賽獎杯大力神杯的加工動畫,學生的熱情瞬間高漲,原來大力神杯上面那些立體的復雜的紋路可以在數控機床上預先規劃加工軌跡,用球頭銑刀進行銑削,這個過程中,學生除了學習用銑刀進行銑削這種先進的加工方法外,也提前了解了五軸半加工機床的概念。在車刀的學習過程中,車刀的六個基本角度一直是學習的難點,學生對正交平面的定義即通過主切削刃選定點并與主切削刃在基面上的投影相垂直的平面[4]這個概念老是搞不清楚,進而不理解正負刃傾角的概念,因為書本上的車刀圖中主切削刃是平行于基面的,通過對具有不同主切削刃的車刀立體圖的講解,學生會容易理解主切削刃與基面的空間的位置關系。理解了這個概念以后,可以在電腦上用不同的顏色表示車刀的不同表面,演示刀具幾何角度參考系的建立,通過動畫展示各平面所處的位置,并對車刀的每個角度進行動畫展示,讓學生清楚各個角度形成的依據,得到相關的刀具標注角度圖形。再結合口訣“一俯一向兩剖”,理解并掌握了車刀角度的圖形表達。最后教師在黑板上,學生在自己的本子上,師生一起,一步一步把車刀的六個基本角度在二維圖上表達出來,這樣通過啟發式的思考討論、動畫的直觀演示和親自動手繪制,學生對車刀的角度這個難點掌握得非常透徹,教學效果很好。再如,夾具也是機械制造技術基礎課程的重點和難點,在學習時,可以用動畫直觀地表示不同類型夾具的工作原理、工件在夾具上如何被定位和夾緊,接著再介紹夾具的各組成元件,還可以用半透明的彩色區域表示出定位元件、夾緊元件,這樣有助于對夾具知識的掌握。因此,采用多媒體教學后,通過集文字、圖像、聲音、動畫和視頻等為一體的多媒體教學課件,不僅可以調動課堂的積極性,提高學生的學習興趣,促進學生對概念和知識點的理解,達到事半功倍的效果,還可以加大教學內容的信息量,拓寬學生的知識面。
(三)豐富的實踐教學———實驗、生產實習、課程設計機械制造技術基礎不同于純粹的理論課,它具有很強的實踐性和應用性。采用實踐性教學模式是學生理解本課程基本概念、基本原理以及學以致用的重要途徑。在本課程教學中,本課程組根據多年的教學經驗構建了實踐教學體系,即實驗、生產實習、課程設計三位一體的教學模式,根據學校已有或周邊生產工廠的條件,將理論教學和生產實踐結合起來,通過實踐與學習相互穿插的方式,或者理論教學與現場教學并行的方式,不僅能很好地消化所學的理論知識,而且能培養學生的獨立思考、提出問題并解決問題的綜合能力[5]。實驗是課堂教學有效的輔助環節,有助于學生及時加深對課程內容中抽象知識的理解,也有助于教師及時發現學生存在的問題,以便“對癥下藥'''',從而改進教學方法和教學手段[6,7]。對于課堂教學中的難點如車刀的角度、夾具、機床的靜剛度等,可在課程學習的過程中,通過安排相應的實驗內容加深理解。生產實習是課程教學的重要環節,可以使學生熟悉生產實際情況,對課堂中學習的理論知識如加工方法、刀具、加工精度、工藝規程、夾具等有感性的認識。讓學生帶著問題、任務去車間現場學習,結束后寫出實習報告,進一步理解課堂知識。而課程設計既是對前序課程的鞏固和綜合運用能力的培養,又是對機械制造技術基礎課程的總結與應用,針對設計任務即夾具設計和零件加工工藝規程設計,鞏固課堂所學知識,培養學生解決實際問題的能力,為將來的工作奠定了一定的基礎。總之,在機械制造技術基礎課程理論學習的過程中,將其與實驗、工廠實習和課程設計有效地結合起來,實現了學生對機械制造技術基礎知識的深入理解,提高了學生的實踐能力。
二、結束語
提高機械制造技術基礎的教學質量是現代社會和經濟發展的要求,是培養合格人才不可缺少的一部分。為了保證機械制造技術基礎課程的教學質量,宜采用靈活多變的教學方法和手段,提高教學質量,對提高學生的全面素質、培養高層次的工程應用型人才具有重要意義。
作者:倪衛華汪中厚單位:上海理工大學機械工程學院
一、機械制造技術基礎的教學現狀
(一)使用不恰當的教學方法隨著科技的發展,許多先進的教學儀器如幻燈片、投影儀、多媒體等走進了課堂,這使得教學內容由抽象變為直觀,有利于學生理解和掌握較難的知識點。但是,在目前的教學中存在這樣的情況:有些教學經驗和生產實踐經驗較少的青年教師,在教學的過程中過分依賴PPT,甚至把所有教學內容都寫進PPT,上課即成了機械的PPT放映,重點不突出;另外一個極端情況是有些教師喜歡采用傳統的教學方法,即采用講授和板書的形式,以“填鴨式”的方法進行,教師講授既成的理論知識,給學生灌輸事實。造成一些抽象的機械知識如各種加工方法、切削過程中的現象、機床結構等難以被學生理解,同時,板書耗費大量的教學時間,在如今的信息時代,滿足不了拓寬學生知識面的需求。
(二)理論與實踐脫節機械制造技術基礎是一門理論與實踐密切相關的專業課,切削過程中的現象、各種加工方法、刀具的角度、機床結構等,必須結合生產實踐才能得到更好的理解。學到相關內容時,結合生產錄像或是到生產現場參觀一下會更容易掌握。而現有的教學模式將理論和實踐相脫節,學生們在大一懵懵懂懂的時候完成了金工實習,在大三下學期學習機械制造技術基礎,僅有的實踐知識只停留在記憶中,缺少實踐的理論教學,由于缺少感性認識而變得難以理解。而生產實習則安排在大四上學期,這門課程學完之后,此時工廠里的參觀實習變成了走馬觀花,只獲得一些感性認識。因此,機械制造技術基礎這門課程,應針對各部分內容的特點,合理地運用多種教學手段,將抽象的內容直觀化,提高課堂教學的效率。同時,用不同的教學方法豐富課堂教學,激發學生對課程的學習興趣,發揮學生的主體作用,突破教學中的重點和難點。
二、多種教學手段相結合的現代教學方法
(一)啟發式的理論教學在傳統的教學過程中,教師講授既成的理論知識,給學生灌輸事實,學生被動接受知識,教學多以“填鴨式”的方法進行,學生在課堂上很少主動參與,只是一味地聽老師講,學習沒有主動性,只是被動地完成作業、復習和應對考試,缺乏學習興趣和內在動力。此時應該采用啟發式教學,如在介紹車刀的角度時,如果采用實際刀具進行講解,由于刀具尺寸太小,在課堂上不容易看清楚。此時可以先給出三面兩刃一尖的概念,啟發學生去思考,并結合多媒體課件上放大的車刀立體圖,思考并討論何謂三面兩刃一尖。然后在教授講解概念之后,針對實際使用的車刀進行指認,這樣既調動了學生的積極性,又可以加深學習印象,鞏固學習效果。定位也是本課程的難點與重點,在講解定位時,可以引導學生思考在軸類加工時,為什么常采用固定頂尖和移動頂尖相結合的裝夾方式,如果采用兩個固定頂尖,會出現什么樣的后果,應該怎么解決,這樣,很自然地引出“過定位”的概念。這種啟發式的教學方法可激發學生的學習欲望,幫助學生實現從要我學到我要學,從被動接受到主動探求的轉變,提高教學質量和學習效率。
(二)先進的多媒體教學手段多媒體課件具有直觀、生動、形象的特點,使用多媒體課件進行輔助教學是一種較為理想的現代化教學手段。利用計算機輔助教學手段,模擬現場加工場景,或者仿真、拍攝、查找與實際生產相關的圖片和影像,制作多媒體課件。在教學中,多媒體課件的仿真動畫和反映生產實際的影像資料,把生產中常用的工藝方法等演示得一目了然、真實生動,使學生有一種身臨其境的感覺,從而既較好地理解了工藝方法,又了解了實際生產過程。如為了讓學生加深對銑削這種加工方法的理解,可以放映世界杯比賽獎杯大力神杯的加工動畫,學生的熱情瞬間高漲,原來大力神杯上面那些立體的復雜的紋路可以在數控機床上預先規劃加工軌跡,用球頭銑刀進行銑削,這個過程中,學生除了學習用銑刀進行銑削這種先進的加工方法外,也提前了解了五軸半加工機床的概念。在車刀的學習過程中,車刀的六個基本角度一直是學習的難點,學生對正交平面的定義即通過主切削刃選定點并與主切削刃在基面上的投影相垂直的平面這個概念老是搞不清楚,進而不理解正負刃傾角的概念,因為書本上的車刀圖中主切削刃是平行于基面的,通過對具有不同主切削刃的車刀立體圖的講解,學生會容易理解主切削刃與基面的空間的位置關系。理解了這個概念以后,可以在電腦上用不同的顏色表示車刀的不同表面,演示刀具幾何角度參考系的建立,通過動畫展示各平面所處的位置,并對車刀的每個角度進行動畫展示,讓學生清楚各個角度形成的依據,得到相關的刀具標注角度圖形。再結合口訣“一俯一向兩剖”,理解并掌握了車刀角度的圖形表達。最后教師在黑板上,學生在自己的本子上,師生一起,一步一步把車刀的六個基本角度在二維圖上表達出來,這樣通過啟發式的思考討論、動畫的直觀演示和親自動手繪制,學生對車刀的角度這個難點掌握得非常透徹,教學效果很好。再如,夾具也是機械制造技術基礎課程的重點和難點,在學習時,可以用動畫直觀地表示不同類型夾具的工作原理、工件在夾具上如何被定位和夾緊,接著再介紹夾具的各組成元件,還可以用半透明的彩色區域表示出定位元件、夾緊元件,這樣有助于對夾具知識的掌握。因此,采用多媒體教學后,通過集文字、圖像、聲音、動畫和視頻等為一體的多媒體教學課件,不僅可以調動課堂的積極性,提高學生的學習興趣,促進學生對概念和知識點的理解,達到事半功倍的效果,還可以加大教學內容的信息量,拓寬學生的知識面。
(三)豐富的實踐教學———實驗、生產實習、課程設計機械制造技術基礎不同于純粹的理論課,它具有很強的實踐性和應用性。采用實踐性教學模式是學生理解本課程基本概念、基本原理以及學以致用的重要途徑。在本課程教學中,本課程組根據多年的教學經驗構建了實踐教學體系,即實驗、生產實習、課程設計三位一體的教學模式,根據學校已有或周邊生產工廠的條件,將理論教學和生產實踐結合起來,通過實踐與學習相互穿插的方式,或者理論教學與現場教學并行的方式,不僅能很好地消化所學的理論知識,而且能培養學生的獨立思考、提出問題并解決問題的綜合能力。實驗是課堂教學有效的輔助環節,有助于學生及時加深對課程內容中抽象知識的理解,也有助于教師及時發現學生存在的問題,以便“對癥下藥'''',從而改進教學方法和教學手段。對于課堂教學中的難點如車刀的角度、夾具、機床的靜剛度等,可在課程學習的過程中,通過安排相應的實驗內容加深理解。生產實習是課程教學的重要環節,可以使學生熟悉生產實際情況,對課堂中學習的理論知識如加工方法、刀具、加工精度、工藝規程、夾具等有感性的認識。讓學生帶著問題、任務去車間現場學習,結束后寫出實習報告,進一步理解課堂知識。而課程設計既是對前序課程的鞏固和綜合運用能力的培養,又是對機械制造技術基礎課程的總結與應用,針對設計任務即夾具設計和零件加工工藝規程設計,鞏固課堂所學知識,培養學生解決實際問題的能力,為將來的工作奠定了一定的基礎。總之,在機械制造技術基礎課程理論學習的過程中,將其與實驗、工廠實習和課程設計有效地結合起來,實現了學生對機械制造技術基礎知識的深入理解,提高了學生的實踐能力。
三、結束語
提高機械制造技術基礎的教學質量是現代社會和經濟發展的要求,是培養合格人才不可缺少的一部分。為了保證機械制造技術基礎課程的教學質量,宜采用靈活多變的教學方法和手段,提高教學質量,對提高學生的全面素質、培養高層次的工程應用型人才具有重要意義。
作者:倪衛華汪中厚單位:上海理工大學
關鍵詞 機械制造技術基礎;教學改革;創新能力
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2016)23-0004-02
1 機械制造技術基礎課程的現狀和改革必要性
隨著科學技術的迅猛發展,各國競爭日趨激烈。培養具有機械設計制造及其自動化技術基礎知識與綜合應用能力,且能將機械制造技術、制造過程自動化技術和計算機應用技術等有機結合的應用型高級專門人才迫在眉睫[1-2]。然而,人才的培養又離不開高校教育課程的不斷改革。因此,建立系統優化的教育課程結構和培養模式,對我國的人才培養至關重要。而目前本科教育有些課程結構和培養模式不夠合理。如機械制造技術基礎課程涉及的知識面廣、實踐性強。除了注重理論教學外,還應該包括實驗課教學、課程設計、生產實習等教學環節。然而,事實上很多高校卻以開設的課時少、內容多為由,過于注重理論知識的教學,而忽視了實踐環節,導致理論學習與工藝實踐常常脫節,進而也影響學生的學習興趣[3-4]。
因此,如何在教學過程中調動起學生對機械制造技術基礎課程重要性的認識,激發他們對本課程的興趣,如何提高學生的機械制造技術應用能力和創新能力等一系列問題都值得我們進行深刻的探討。
2 機械制造技術基礎課程教學改革
教學內容改革 機械制造技術基礎課程包含機械制造工藝學、金屬切削機床、金屬切削原理與刀具以及機床夾具設計等內容,這些內容抽象而零散,不具有系統性,并且還存在一些內容聯系不夠緊密等問題。這使得學生無法整體把握好課程側重點,不能充分理解課程中的概念、原理和專業術語。因此,形成以制造工藝學為主線,金屬切削原理為理論基礎,以產品質量、加工效率與經濟性三者之間協調發展為目標,兼顧工藝裝備知識和現代制造技術新發展內容的新課程體系是非常重要的[5]。另外,課程內容還應加大實踐活動的比例,讓學生能夠從形象具體的課程實踐中獲得理論課程所不能提供的知識和經驗,從而建立起系統化、形象化的新型教育課程結構體系。
教學方法改革 學生對于某課程學習的熱情不僅與專業性質有關,同時與老師講授的方法有關。因而,要提高教學效果,就必須重視教學方法。改變以教師為中心,以課堂講授為主,以理論考試成績評價學生的傳統教學方法;形成以學生主動實踐為主,教師輔導為輔的新型教育模式。從而形成學生、教師和管理的縱向管理模式和課堂、實踐、課后作業的橫向教學模式。
1)重視緒論課,把握整體思想。對于一門課程來講,緒論內容不僅體現課程的整體思想,而且往往是全課程的精煉總結,它將直接影響學生對該課程的“第一印象”,是激發學生學習這門課程的“觸發器”,這一點必須引起教師的足夠認識。緒論部分整體思想的體現就在于它的課程主線,如機械制造技術基礎課程就是按機床、刀具、制造工藝學和夾具設計這個主線貫穿整個課程。而緒論部分篇幅往往偏少,如果僅僅是按照簡單的主線來講,必定枯燥乏味,學生對這門課程的“第一印象”也會弱化,進而影響他們對本課程的興趣。因此,在授課之前可事先下載有關國內外先進制造技術的視頻,通過多媒體軟件向學生展示,這樣不僅能夠讓學生了解當今我國與其他國家在制造技術上的差距,而且也讓他們在正式接受這門課程之前對行業有總體的了解,激發學生的責任心和使命感。顯然,通過學習緒論部分內容,既調動了學生學習本課程的動力,又為整個課程的學習建立一個良好的開端。
2)指導學生從個人“單打獨斗”向團隊協作轉變。正如一個諺語中所講的“你有一個蘋果,我有一個蘋果,我們彼此交換后各自仍有一個蘋果;而你有一種思想,我有一種思想,彼此交換后各自都具有了兩種思想”。τ諢械制造技術基礎課程的學習也該如此,如果只是偏重讓學生自己學習課本內容,不進行思想交流,很容易進入學習誤區,影響學生的學習興趣。而通過成立學習討論小組,可以讓他們獲得不同的學習心得和思想。如工藝路線的設計,不同的學生對于同一個零件的加工工藝路線會有不同的設計方案。這些設計方案沒有正確與錯誤,只有合理與不合理,這樣不僅可以使學生了解到自己設計方案的缺陷,從而開發出更加優秀的設計方案,而且提高了學生的團隊協作能力,這種教學方法也會讓學生畢業后能快速融入新的設計團隊,從而取得更好的發展。
3)采用交叉互補的授課方式。不同的教學內容,采用不同的授課方式。如講授傳統的CA6140普通車床與現代數控機車床時,可利用實驗室內的普通車床,先讓學生了解普通車床內部結構布局、傳動、操縱,刀具的類型、用途、結構特點,車削用量的選擇以及夾具中選用的通用標準,零件的加工及裝配內容,然后給學生展示一些當今世界上先進的數控機床加工視頻,讓學生意識到兩種機床各自的優缺點。以此有效地將理論與實踐相結合,在較短的教學時間內解決單憑教師口授與板書甚至多媒體等無法講清楚的問題。通過這種方式可以讓學生很容易掌握兩種機床在成本、效率、精度及各自適合加工不同表面的區別,從而彌補理論教學的不足。這種理論教學與現場教學并行的教學方法,解決了課時少、內容多的問題,有利于加強學生對相關知識的吸收和鞏固,因此這是一種行之有效的教學模式。
教學手段改革 根據機械制造技術基礎課程教材內容不同、學生理解能力的不同,并結合教學理念,及時掌握現代制造技術的最新發展動態,尋求最佳的教學手段,最大限度地激發學生對此課程的學習興趣。
1)突出機械制造技術基礎內容的系統化和整體思想,強化實踐教學。對于機械制造技術基礎來講,很多高校卻偏重于理論,忽視了課程的實踐性、系統性,使得學生很難理解課程內容。因此,研究機械制造過程所涉及的問題時也應采用系統工程的理論和方法。首先明白整個系統是什么,它能分成哪些子系統。通過研究這些子系統與整體系統以及子系統與子系統之間的關系進而準確把握課程內容。對于本課程來講,就是利用機械制造工藝內容的系統化、整體性,將機床、刀具和夾具設計相關知識融為一體,從而增強教學效果。
2)采用擬三維模型及仿真方法,提高學生對課程的理解。在課堂上講授機床、刀具、工藝過程及夾具設計的內容是很抽象的,如果通過一些如SolidWorks、UG、Pro/E
等三維繪圖軟件,建立三維虛擬模型并進行仿真,能夠讓學生們更直觀地了解機械制造技術這門課程。如機床主軸箱傳動系統、機床電主軸系統等內容。另外,教師可以給予學生一些適當的課題,要求他們以CAD/CAE/CAPP/CAM為設計理念,利用三維繪圖軟件來完成一些簡單的模具設計、制造及檢測一體化工作。通過這種教學手段不僅鍛煉了學生運用軟件的能力,同時也訓練提高了學生處理實際問題的能力。
3)采用貼近生活的實例,鼓勵學生參加科技創新研討會。首先,機械制造技術基礎課程中的許多知識點是與實際生活有著千絲萬縷的聯系,大到一輛汽車生產,小到一個螺栓的制造。在教學過程中教師若能把握住這一點,將非常有利于教學。如討論定位原理時,教師可以通過類比法來講述:如何理解普通車床中三爪卡盤的定位問題?如不在同一條直線上的三個點可以確定一個平面,自行車與三輪車比較:前者易倒,后者能保持穩定。
另外,對于自由體不考慮力的影響,如判斷過定位對加工的影響時必須考慮的問題。教師可以舉方凳的例子:當凳子與地面接觸是過定位,若地面平面度且四條腿等高,則凳子與地面接觸良好,加力穩定;若地面平面度差,則凳子與地面不能穩定接觸,最多有三條腿接觸地面,具體哪三條需視情況而定,此時不加力無法判定凳子是否穩定。通過這樣的實例就能夠讓學生明白為什么在過定位時一定考慮力的影響。
其次,鼓勵學生積極參加科技創新研討會,給出一個特定生活課題,讓學生給出各自的設計理念(類似德國的紅點設計大賽),這些教學手段既提高了學生的創新意識,又活躍了課堂。
3 結束語
教學有法,教無定法。機械制造技術基礎本身就是內容多、實踐性強的復雜課程,而且也是機械專業必修的專業基礎課。因此,建立系統化的培養模式,處理好老師、學生和管理人員的協調關系,才能使我們培養出的學生人盡其才,才盡其用,才能滿足專業改革的要求,實現以應用能力和工程素質為培養主線的教育特色,從而更加有利于國家科技的快速發展。
參考文獻
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1.1課程考核評價體系難以使學生的創新能力得到有效提高
在之前的“機械制造技術”課程教學中,教師在考核評價體系中非常強調其選拔和甄別的功能,這種評價體系從某種程度上來說會極大地限制學生的創新能力發展和個性發展。在這種模式下,教師的教學改進實踐和教學質量也難以得到有效的完善和提高。由此可見,建立合理的考核評價體系指標在衡量教學改革是不是成功方面具有非常重要的作用。“機械制造技術”的課程考核指標必須要將出發點建立在本專業的實踐教學特點上,只有這樣才能夠充分體現實踐能力教學和素質教學的目標和重要性。事實上,考核并不是教學目的,而僅僅是一種教學手段,借助于這種手段以促進學生的全面發展和教師教學的改進。但是傳統的教學主要以理論筆試為主,考核的形式也非常的單一,難以對學生的綜合素質給予較為全面、正確的反映。在今后的教學中,“機械制造技術”必須要將現代制造業的發展需要作為重要的教學參考依據,并結合其職業技術特點,來對學生的實踐動手能力進行培養,在考核評價體系中不僅要涉及理論筆試,同時還要涉及實踐方面,從而充分發揮學生的主觀能動性和積極性,并在此基礎上促進學生創新開拓思維能力的培養和提高。
1.2課程內容和教學方法難以在學生分析和解決問題能力
的培養上發揮作用“機械制造技術”所涉及的都是機械應用方面的內容,近年來,隨著社會經濟的發展和工業的進步,機械制造方面的技術也在不斷地更新和發展。但是在傳統教學中,“機械制造技術”課程內容仍然采用很多陳舊、繁雜的內容,過于注重書本知識的現狀,并且在教學中也主要采用教師講述,學生被動接受的理論教學方法。除此之外,在課程設計方面,“機械制造技術”的課程還是保持著傳統機械制造工藝的設計方式,很少會設計實踐環節的相關工藝檢驗。從整體上來說,現階段“機械制造技術”的課程內容難以與現代社會及科技發展相匹配,難以引起學生的學習興趣和學習欲望,缺乏與教學經驗的總結,不利于教學方法的改革和完善,在教學過程中存在嚴重的理論脫離實踐等問題,在這種教學模式下,要想實現對學生分析問題、解決問題能力的培養幾乎是不可能的[2]。“機械制造技術”教學要想更好地適應現代制造技術的發展趨勢,就必須要對其課程內容進行更新,對教學方法進行改進。首先,從內容上來說,教師要更加注重知識結構基礎的構建,精選一些必備的基礎知識和技能,并遴選出一些比較重要的重點和難點知識進行課堂講授。其次,從教學方法上來說,在教學中教師要注意采用產品成型方法為體系,對工藝原理、工藝方法與產品質量的關系進行綜合分析,同時可以安排必要的課堂討論或者自學等活動,從而對學生的工藝知識的自學能力和解決實際問題的能力進行培養的提高。
1.3課程功能難以實現對學生學習能力的培養和提高
高等院校的學習中要求學生有更強的自我學習能力,但是從“機械制造技術”課程的傳統教學中可以看出,教師在課程講授的過程中,仍然采用教師講、學生聽的方式,并且教師的講授力求面面俱到,這樣就會使學生在學習中始終處于被動接受的狀態,慢慢地就會失去思考、質疑等能力,不利于學生未來的發展。再加上,隨著科學技術的發展,制造技術日新月異,然而由于“機械制造技術”課程內容比較多,并且課時也有限,因此就導致課程教學中信息量過大,給學生造成了很大的壓力,教師也不斷地加強對知識的篩選和壓縮,但是卻并沒有獲得較好的教學效果。在今后的教學中,“機械制造技術”課程要想提高教學效果,就必須更加重視對學生知識的遷移和學習主動性的培養和激發,使學生在獲得知識與技能的同時提高自學能力和綜合能力。與此同時,在教學中還要使學生形成觸類旁通、舉一反三的良好思維。例如,教師在講解外圓車刀的結構、角度及其相關參數之后,可讓學生通過自學掌握其他刀具的特征。
2項目教學法在“機械制造技術”教學中的具體實施
2.1項目教學法的內涵及其作用
項目教學法始終堅持以學生為本的教學理念,更加注重根據學生有關的學習內容所具有的特點進行教學項目的設計,在教學中則主要體現為以民主和任務驅動作為教學思想和指導思想,從任務的收集到設計以及最后解決方案的實施過程全部由學生負責,以解決實際生產和生活中的一些技術項目。在這個過程中,學生通過獨立完成項目,實現對教學內容和教學重點以及難點的掌握,學習效率更高,知識掌握更牢靠和靈活,這對于促進教學水平的提高具有重要意義。另外,項目教學法的實施與學生的學習內容有著緊密的聯系,學生通過這種方式能夠在掌握所學知識的同時,還能將其用于指導實際的學習,有利于加強學生對于知識的延伸理解。
2.2項目選取
在項目教學法中,最為關鍵、同時也是最為重要的一個環節就是項目的選取。工程項目貫徹于整個教學過程中,因此要盡可能選擇優秀、實用的項目,這樣可以有效提高學生的參與積極性和主動性,并幫助學生在真實的問題情境下,對所學知識進行理解、掌握、鞏固、加深和遷移,從而實現教學效果的提高。選取項目要以教學內容為依據,從現實對象中進行選擇,項目一方面要包含課程教學中的內容,另一方面還要能夠吸引學生的學習興趣。在“機械制造技術”的教學中,可將教學內容分為工藝模塊、技能訓練模塊、裝配模塊等三種類型。在選擇的時候可由教師和學生共同完成,項目內容要滿足兩個條件,一個是便于教師的管理和引導,二是學生最終能夠實現。與此同時,還必須要注意加強理論知識與實際生產之間的聯系,這就要求教師要在項目活動中引導學生積極觀察自己生活中的一些機械素材,從而實現理論與實踐的有機結合和過渡。
2.3項目分析
一般來說,“機械制造技術”是在第三學年的第一學期開設的,這個時期學生只進行過一些機械基礎方面的學習,還沒有接觸加工工藝,因此比較陌生。教師可對項目進行適當的分析,使學生對項目的目標有充分的了解,并明確項目完成必須要具備的知識,從而激發學生的求知欲。同時,教師還可以為學生提供必要的參考資料,避免接受能力較差的學生在面臨項目的時候不知道該做什么。
2.4項目實施
教師要為學生的學習創造一個工業實際背景,這樣可以幫助學生對知識有更好的理解。例如在裝配項目中,教師可以對機械的裝配工藝進行必要的講解,但是要讓學生通過自學掌握其裝配方法、工藝技術以及裝配圖的繪制方法等。此后,教師可以對學生進行分組,一般每組3人,學生可以根據自己的特長和興趣愛好自由組合,通過項目分析,學生對一些機械制造技術有很好的掌握,為今后的學習打下堅實的基礎。當學生在完成項目過程中遇到困難的時候,教師可以針對不同的學生給予必要的指導。指導中不能直接出具體的答案,指導的原則是要具有啟發性和提示性,讓學生通過自己的尋找和探索來獲得知識,促進自身技能的提高和思維方式的完善,培養自己的創新能力。
2.5效果評價
項目完成之后,要對項目的思路和技巧等方面進行總結。在評價上,首先可使學生進行自我評價,然后由小組漸進性互評,最后由教師對項目進行檢查評分。項目評價要根據項目完成情況并結合生產實際,從方案的質量、可行性、效率、經濟性以及先進性等方面進行評比,這樣可以使學生對工程實際問題的靈活性和復雜性有更加深刻的認識,并且在今后的設計中能夠更加全面地考慮問題。除此之外,教師還可以與學生共同討論,對項目工作中出現的問題進行分析和探討,找出差異的原因,對項目進行改進。
3總結
第一,工業工程大部分專業定位于工程專業,美國的工業工程專業的課程設置以工程學科課程為主,輔以管理學科課程;
第二,國外的工業工程專業第一學年就開始安排管理類及工程類課程,基礎課程相對較少;
第三,國外的工業工程非常注重學生實踐能力培養,很早就通過與企業合作安排實際工業工程項目研究方面的實習,來提高學生對工業工程專業的感性認識為學生提供直接接觸生產過程的機會,為以后專業學習打下了良好的基礎。1992年我國才開始試辦工業工程專業,工業工程本科教育還處于摸索階段。相對國外院校,我國工業工程專業存在專業定位模糊,有的學校是定位于工程專業,有的學校定位于管理專業。同時工業工程還存在課程數量多,基礎課比例高,以及實踐環節不足等現象。
2卓越工業工程師的人才培養模式研究工業工程是“以科學的方法,有效地利用人、財、物、信息、時間等經營資源,優質、廉價并及時地提供市場所需要的商品和服務,同時探求各種方法給從事這些工作的人們帶來滿足和幸福”的工程專業[1]。工業工程專業本科畢業生應該既具有較扎實的自然科學理論知識,又具有較扎實的社會科學理論知識;同時掌握一定的工程專業理論與技術和熟悉現代管理理論,成為能夠熟練地運用現代工業工程的基本理論與方法,對企業的生產、服務與管理系統進行分析、規劃、設計、評價、控制和創新活動的高級工程人才
根據工業工程專業是多學科交叉的復合型專業的特征,充分考慮東莞制造業發達的地方產業優勢,我們將工業工程專業專業設置設在機械工程學院,定位于主要為機械、電子等相關工業企業培養應用型專業技術人才;并為工業工程專業確立“寬口徑,懂技術,重實踐,求創新”的教育理念和確立“會管理、懂工程”的專業培養目標。“寬口徑,懂技術,重實踐,求創新”的人才培養模式,強調以科學的教育思想觀念為指導,注重工程教育與人文教育互相融合的發展方向,實行在通識教育的基礎上實施寬專業口徑教育的人才培養模式,同時要對學生進行創造、創新和創業的“三創”教育[4]。而且工業工程的教學遵循以下基本原則:1)強化工程,拓寬專業口徑的原則;
2)突出實踐,理論與實際相結合的原則;
3)多學科知識和課程體系的整體優化原則。因此,工業工程專業建設應體現以機械制造過程技術為主線,以制造工程技術與現代管理理論為核心,以計算機信息技術為手段,強化實踐性環節教學的思路。卓越工業工程師的培養計劃包括公共基礎課程體系、學科基礎課程體系和專業課程體系三個不同層次課程體系構成。公共基礎課程體系進行必要的通識教育和提供專業學習和應用必要的基礎理論:包括外語、數學、工程數學、體育、政治理論、計算機等公共基礎課;專業基礎課和專業課主要根據工業工程專業培養目標所要求應該具備的專業知識結構和專業能力來設置課程體系,包括工業工程研究對象模塊、工業工程技術與方法模塊、計算機輔助技術手段模塊和實踐教學環節4個模塊:
1)工業工程研究對象模塊:工業工程是以制造過程為研究對象的,機械制造工程是經典的制造工程,所以工業工程專業選擇機械制造過程為代表。機械制造工程模塊:主要設置工程制圖、工程力學、機械設計與制造、電工學、控制工程等機電工程課程。
2)工業工程技術與方法模塊:主要包括傳統和現在的工業工程方法和技術,設置運籌學、系統工程、工程經濟學、人因工程、財務會計、市場營銷、先進制造系統、工業工程基礎、設施規劃與物流分析、系統仿真技術、質量管理、供應鏈管理、生產計劃與控制及等課程。
3)計算機輔助技術手段模塊:計算機技術是現代工業工程的重要輔助技術,本模塊設置:計算機文化基礎、高級程序設計、數據庫技術、計算機網絡技術、管理信息系統等課程。
4)實踐教學環節模塊:包括金工實習、專業認識實習、生產實習、工業工程專題訓練、機械設計課程設計、生產計劃與控制課程設計、機械制造技術基礎課程設計、設施規劃與物流分析課程、計算機綜合訓練設計和畢業設計(論文)環節等內容。專業基礎課和專業課課程模塊體現了工業工程專業以機械制造工程為主線,以工業工程方法與理論為核心,以計算機為輔助,突出實踐性環節教學的人才培養模式。通過四年的專業教育使學生具備較扎實的制造工程基礎,掌握豐富工業工程理論和技術技能,并具備組織協調能力和與人溝通的能力;學生畢業后能從事工廠規劃設計和改善、產品制造工藝設計、生產制造工程管理、信息系統軟件開發等方面的技術和管理工作,拓寬了學生的就業面,能較好地適應制造業的用人要求[5-6]。
3卓越工業工程師的人才培養模式的實現途徑
3.1合理規劃課程教學內容,實現相關知識大融合工業工程專業作為復合型專業,工業工程專業涵蓋的知識范籌十分寬廣,教學內容多。必須有效解決教學學時少和教學內容多的矛盾,因此,需要精選課程、壓縮課堂教學學時,利用現代信息技術手段進行多媒體教學來提高教學效率。為了擴大學生的知識面,需要增加人文藝術類的選修課,并安排有關本專業的學術講座,使學生了解先進的制造技術和管理知識,了解工業工程的最新動態,增強學生綜合素質能力。與此同時,由于專業知識涵蓋面大,如果我們只是將多個學科的知識簡單的堆積和拼湊,那么不同學科的知識之間就缺乏關聯性。培養出來的學生可能就成了“四不象”。實現復合型專業知識的有機融合是工業工程專業教學改革所面臨的重要問題。
根據機械工程學院工業工程專業幾年的辦學實踐,我們認為實現復合型專業知識的有機融合關鍵在于建立一個科學適用的教學體系。它包括專業培育方案、課程教學大綱、實驗設置、實驗室建設、綜合實踐環節安排、師資隊伍建設、科研與教學的協調等。為此,我們將在總結機械工程學院工業工程專業幾年的辦學經驗的基礎上。從理論和實踐多方面進行復合型專業知識的有機融合的嘗試。專業知識結構的厘定,從簡單上說,就是確定工業工程專業涵蓋的知識范籌。工業工程專業是機械工程、管理工程和計算機技術相結合的產物[7]。但是由于科學技術日新月異,制造模式、制造技術的不斷變革。使制造工程管理專業涵蓋的知識范籌十分寬廣。目前,已基本獲得認同的核心知識范籌因此,我們有必要根據東莞建設國際制造業名城的產業特色(如中小企業偏多、企業生產管理水平不高、企業集群現象突出等),以及東莞對制造工程管理專業人才及其知識能力結構的需求情況,進行知識的取舍和專業知識結構的厘定,建立有東莞特色的制造工程管理專業人才教學體系。
3.2加強實踐性教學工業工程專業實踐環節要實現多層次多角度教學,具體包括:
1)多開實驗課;
2)增強金工實習、認識實習、生產實習教學,使學生從大學二年級就能開始認識工廠及其運作模式;
3)加強課程設計的安排。我們開設了“網絡與數據庫原理”、“電工電子”、“機械設計”、“管理信息系統”、“生產計劃與控制”和“設施規劃與物流系統設計”等課程設計;
4)應用ERP沙盤進行專業綜合模擬實踐,模擬企業進行實際運作,把企業搬進課堂。通過ERP沙盤實踐使學生熟悉企業,認識了專業,提高了學生專業理論知識和專業技能的綜合運用能力,同時培養了學生的團隊協作精神,提高了學生的組織協調和溝通能力;
5)綜合性實驗的設計。通過綜合性實驗能夠提高學生系統地掌握學科知識及相關技能的能力,鞏固課程知識。綜合性實驗要求學生對一個企業的生產情況進行調查、分析,要求學生在對生產過程、生產計劃、編制物料需求、制造資源計劃、生產作業計劃、生產成本核算等教學研究分析后。對企業現有的生產計劃、物料需求計劃及生產作業計劃提出合理的改進意見。綜合性實驗內容可以涵蓋工作研究、作業測定、裝配作業仿真、現場管理、質量管理、設備監控、設備管理、生產線分析等方面內容
;6)利用當地和國內知名的企業,如中國一拖集團公司、東風汽車公司等,作為IE教學實踐基地,使實踐環節全部結合企業生產和科研活動進行,以增強學生的實踐能力。并且鼓勵學生從大三開始積極參加教師的科研項目,以鍛煉學生的動手能力和知識的應用能力。
3.3加強師資隊伍建設專業師資隊伍建設是學科建設的關鍵,特別是新建專業的學校更是如此。針對工業工程專業實踐應用性的專業特點,積極引進具有高學歷并有企業實際工作經驗的優秀人才,有助于建設一支結構優、素質好、活力強的高水平的教師隊伍。應該聘請國內外知名學者或專家為兼職教授;舉辦學術報告,開闊教師的學術視野,加強學術交流,加強校企合作,實行產學研相結合。此外,學校還可以鼓勵在職教師攻讀本專業方向的博士學位,選送青年教師進修或做訪問學者。
《機械制造基礎》是機電專業、近機類等專業的一門重要的專業基礎課程,是在傳統的工程材料、金屬切削機床、金屬切削原理、金屬工藝學和公差與技術測量五門課程的基礎上整合的一門綜合課,具有理論內容多、實踐性強的特點,教學內容主要包括工程材料與熱處理、金屬切削加工、鑄造、鍛壓、焊接等,要求學生在較好的掌握理論知識前提下,具有扎實的實踐操作能力,學生對該課程的掌握將直接影響后續課程學習的質量,也對培養學生的工程實踐能力起著舉足輕重的作用。再加上理論知識枯燥、抽象、學生基礎知識較薄弱、認知能力較差等,傳統教學很難達到預期的教學效果。為此,本文就該課程實施理實一體化課堂教學模式進行了深入的分析探討,以期收到更好的教學效果。
1 理實一體化教學的特點與意義
理實一體化教學即將理論與實踐一體化進行教學的方法,它打破了原本的理論與實踐相脫節的現象,強調任課教師的主導作用,注重對學生的專業技能和實踐動手能力的培養,該教學模式將理論學習和項目實踐緊密結合起來,并借助對教學任務與教學目標的設定,充分使學生與教師互動,達到“教中學,學中做”,把技能培養和素質教育全程構建在課堂中,較好的提高教學質量。
《機械制造基礎》課程理論內容繁多、抽象,傳統的教學方法使得學生被動的接受知識,學生很容易感到興趣不高、乏味枯燥,再加上實訓課程與理論相脫節,教學效果不是很理想,而采用理實一體化教學將具有積極的意義。
2 《機械制造基礎》理實一體化課程實施
任課教師首先要把《機械制造基礎》課程設計成以學生為中心、工作過程系統化、情境化的學習領域課程,并依據實際的工作過程,遵循科學性、情境性、人本性的原則,把該課程的內容進行順序化,將學習領域細化成具體的學習情境,并以典型的工作任務為載體來開展教學。學生在學習過程中,要對機械制造相關的職業內容與工作環境有一個較明確的感性認識,進而獲得和工作過程、工作崗位緊密相關的專業知識與技能。為了實施好《機械制造基礎》課程的理實一體化教學,需要把握好理實一體化教材的選擇、理論“必需、夠用”取舍、實踐“項目教學、任務驅動”結合、評價體系構建等四個方面。
2.1 理實一體化教材的選擇
選擇好一本優秀的教材是實施理實一體化教材的基礎,目前市面上《機械制造基礎》教材種類繁多,但基本都是按照知識點的銜接關系進行編排,不能很好的滿足理實一體化教學的需要。任課教師要根據自身情況,結合學校的設備、實訓基地、師資結構等情況來開發教材或實訓任務指導書。編寫時應注重以學生為中心、工作過程系統化與情境化,并以典型工作任務為驅動,強調對學生的實踐技能培養,注重實用性、可操作性,同時與項目相關的理論知識也要做到淺顯易懂,簡潔明了,使教材可以更好的滿足教學需要。
2.2 理論“必需、夠用”取舍
《機械制造基礎》課程理論知識內容繁多、抽象、面廣。如果還是傳統教學的那種面面俱到灌輸式教學,很難調動學生的積極性,學生也容易感到疲倦,興趣不高。因此,任課教師必須根據高職學生特點和理實一體化教學模式的要求,對該課程的理論知識進行取舍,在取舍的時候要以“必需、夠用”為原則,以掌握基礎知識、培養實踐技能、注重實際應用為重點??,兼顧學科間知識的整合,對理論知識進行優化與重組,以典型的工作任務為載體,做到理論與實訓教學的一體化。
“必需”不但包括實踐中必需的機械制造工藝基礎知識,也包括對教材優化重組后的理論講清講透,重點突出、難點講透。?“夠用”主要是指減少課程中繁瑣的理論推導、分析與計算,并刪除偏離教學目標的內容,保留突出應用型內容。
2.3 實踐“項目教學、任務驅動”結合
項目選取時要以教材主要的知識點為依據,以典型的制造加工項目來覆蓋主要的機械制造基礎知識,每個項目的教學實施又是通過若干個教學任務來實現。另外,選取項目時要考慮到項目的知識性、趣味性、實用性、可操作性以及完成項目過程中所涉及技術的先進性。鑒于這些情況,對項目做了以下選擇:以減速器中的主要零部件為載體,如軸套、減速器傳動軸、齒輪軸、箱體等的加工制造為項目,按照任務分析、制定工作計劃、選擇機床、選擇并安裝刀具、選擇材料、安裝工件、零件的加工制造、零件的質量檢測以及教學考核這幾個方面來完成每個項目任務。在實訓的時候,教師要親臨現場,利用任務驅動法,將企業中機械加工常用的量具、工件、夾具的工藝原理,金屬切削加工、鑄造、鍛壓、焊接等內容演示說明,并讓每一位學生直接面對對應的設備,這樣學習目標明確、針對性強,學生興趣高,有利于對學生的實踐能力培養和實作能力。
2.4 課程評價體系構建
理實一體化教學的目的就是體現直觀性教學,將理論與實踐有機結合,因此評價體系也應淡化理論知識而突出對實踐能力的考核,同時還要輔助學生平時表現以及學生對項目任務的完成情況進行綜合評價,這樣既可以很好的考察出學生實踐能力,又可以加強對學生的學習習慣與學習方法的引導,實踐人性化的教育理念.
關鍵詞: 教學改革 實驗教學 機械制造
《機械制造技術基礎》課程的教學目的是讓學生了解和掌握機械產品制造過程的基本原理和方法,為專業課學習、畢業設計及畢業后從事機械產品的設計、制造及生產管理等工作打下堅實的理論基礎。從知識結構上講,該課程在機械類專業學生的知識結構中是基礎中的基礎,正因為如此,國家規定工科機械類各專業的學生都必須學習該課程。同時,《機械制造技術基礎》是實踐性、應用性非常強的一門課程,地方性應用型本科院校機械專業應該從培養具有創造性的高素質應用型人才要求出發,不斷改革課程實踐教學體系和教學模式[1]-[4],提高教學質量。
1.實驗教學現狀
1.1教學內容陳舊。
《機械制造技術基礎》是機械類專業的專業基礎課,具有很強的實踐性和應用性,是機械制造工藝學、金屬切削原理與刀具、機床夾具設計等課程的有機整合,內容知識點較多。由于實驗課時的限制,目前驗證性實驗開設比例高,綜合性、設計性實驗比例少,需要學生動手、思考、設計性的內容不多,因此學生上課積極性不高。
1.2教學過程機械、死板、按部就班,未發揮學生主體作用。
實驗前,學生未參與實驗準備工作,基本實驗預習報告,只是簡單地摘抄實驗指導書的部分內容,對實驗目的、原理、器材、步驟等并未做到心中有數,有時頭腦一片空白就參加實驗。實驗時,老師講解、示范,學生被動接受,按實驗步驟機械操作,記錄實驗數據。實驗后,按老師要求完成實驗報告。
1.3考核機制不夠刺激,學生做實驗的動力不足。
課程內的實驗,實驗成績占比通常只有10%左右,只要理論課成績考好了,實驗成績分數對本門課程影響微乎其微。獨立的實驗課程通常由于涉及實驗操作,一個一個地考核,學生多,老師少,很難實現。傳統考核方法以看實驗報告為主,很多學生存在抄襲現象。學生對實驗課程缺乏應有的壓力,沒有壓力就沒有動力,造成學生對實驗的態度普遍不重視。
1.4實驗教師隊伍缺乏多元化。
由于分配機制的不盡合理,實驗學時打折,機械基礎實驗既臟又累,設備陳舊,很多高職稱老師不愿上實驗課。實驗教師隊伍結構比較單一,缺少高層次人才。另外,實驗教師下企業的經歷較少,很多教學內容已與企業生產實際相脫節,實驗教師隊伍中缺乏具有豐富企業一線生產實踐經驗的人才。
2.以《機械制造技術基礎》課程實驗教學為例,提出如下改革措施
2.1整合實驗教學內容,使學生學有所用。
為了幫助學生及時理解、消化吸收課程原理的一些基本知識,保留部分經典的驗證性實驗項目,例如車刀幾何角度測量,專用夾具模型拆裝分析,加工誤差統計分析,計算機輔助工藝規程等實驗項目,應去除一些教學效果不明顯的驗證性實驗項目。增設一些設計性、綜合性強的實驗項目,使學生學以致用,培養獨立思考、獨立操作的能力。學生在金工實習期間有學習鑄造的實踐性環節,要求學生保留好自己的鑄造毛坯,待《機械制造技術基礎》課程講授完畢后,開設相應的實驗項目,如給出與學生毛坯相對應的零件圖,要求學生加工出滿足技術要求的零件實物。學生獨立設計零件的加工工藝,利用學校現有設備加工出相應的零件,最后用專業的計量器具檢測零件各項技術要求的合格性。班級學生分成幾個實驗小組,專業老師全程陪同,實驗結束時由老師進行講解、評比。通過這個綜合性實驗,加深學生對切削原理、刀具、機床、機械制圖、互換性與技術測量等專業知識的理解與應用,同時激發學生主動思考、主動參與的熱情,學習效果可事半功倍,對學習知識的印象也很深刻、牢靠。
2.2教學形式多樣化,發揮學生的主體作用。
2.2.1利用學校現有實驗設備條件,開設能正常進行的實驗項目。
突破傳統教學方法,老師主導,學生主體,老師通過設計問題、師生互動的方式,逐步引導、啟發學生,培養學生獨立操作的能力。特別是調動學生的積極性,在現有機械設備結構的基礎上,讓學生主動發現并設計新的實驗項目,并在考核時予以正面反饋。
2.2.2利用多媒體教學手段開闊學生眼界。
實驗設備硬件條件跟不上科技發展的步伐,但是老師的教學理念必須與時俱進。老師平時可以多收集一些有關新工藝、新裝備等視頻資料,與學生一起分享,讓學生及時了解最新行業技術動態,保證教學內容與企業生產實際同步。
2.2.3利用計算機軟件三維建模、仿真的功能增設開放式實驗。
實驗室真正實現開放管理具有一定的難度,與機械加工裝備有關的實驗室還有安全性的問題,所以利用學生自己的電腦,老師提供相關軟件,開設一些開放式實驗是可行的。《機械制造技術基礎》課程實驗中可開的開放式實驗項目很多。如普通車床主軸箱結構剖析實驗,傳統教學中,老師對照實物跟學生講解幾個傳動鏈,沒有動態的過程,學生只是被動地聽,印象不深刻。如開設開放性實驗,讓學生利用課余時間把主軸箱所有零部件三維建模并裝配在一起,利用軟件運動仿真功能,讓機構動起來。學生能夠深刻理解機構的原理,使復雜問題簡單化、理論問題直觀化,另外,學生專業綜合能力也會得到很大的提高。
2.3加大實驗考核力度,引起學生對實驗的重視。
傳統實驗教學中,實驗補考現象很少甚至沒有,導致學生上實驗課沒有壓力,久而久之,學生對實驗課就敷衍了事。為了引起學生對實驗課的重視,考核改革勢在必行。加大課程內實驗成績分值占比,其中應加大實驗表現成績占比,縮小實驗報告成績占比。獨立的實驗課程實施傳統的考試制度,不及格者沒有補考機會,只有與下一屆重修。加大學生實驗創新突破分,對于積極思考、設計新的實驗項目等創新性活動,給予實驗滿分,突破原有考核機制的局限。
2.4努力提高實驗教師隊伍的整體水平,使實驗教學與時俱進。
改革分配制度,吸引一部分高職稱教師,甚至具有博士學位教師加入到實驗教學隊伍中,一方面推進現有設備技術改造,另一方面對年輕實驗老師起到傳、幫、帶的作用,并對現有實驗教師進行定期培訓,鼓勵進修、下企業進行實踐鍛煉,努力提高實驗教師的理論和實踐操作水平。與企業搞合作交流,定期聘請經驗豐富的高級工程師來校交流經驗,聘用有實踐經驗的企業退休人員加入實驗室隊伍。
3.初步教學效果
經過幾年教學初探,我院機械基礎實驗室已成為學校重點建設的實驗室之一,機械基礎實驗室管理與教學平臺建設連續受到了專家的好評。近年來,機械基礎實驗室面向全校二十幾個專業開放,每年受益學生達1000多人次。由于創造了良好的環境和優化了教學環節,許多學生在機械科技創新大賽中獲獎,其中全國競賽一、二、三等獎近30項,省級一、二、三等獎50余項。畢業生一直受到用人單位的普遍歡迎,就業率達98%以上。
4.結語
實驗教學改革是一項長期的、復雜的系統工程,不是教學內容和教學方式等的簡單改變,也不能期望一蹴而就、一步到位。實驗教學各個環節都需要在實踐過程中不斷摸索、總結和完善,逐步把實驗教學改革推向深處。
參考文獻:
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論文關鍵詞:實踐能力培養;課程體系;基地建設;師資隊伍;質量保障體系
面向2l世紀的機械類專業人才,不但要有較扎實的理論基礎,還要有較強的獨立工作和解決問題的能力。目前,從人才市場反饋的信息來看,機械類專業的學生普遍存在的問題是:學生平時書本知識學的多,較系統。但是,接觸工程實際少,學生不善于將書本知識應用到工程實際中;課程中的實驗教學零散,彼此孤立,缺乏系統性和連貫性,難以形成解決工程問題的完整印象。從培養者角度來看,教師自身的工程素質亟待提高。隨著高校的連年擴招,教師隊伍也在大幅度膨脹,年輕教師學歷高,但往往實踐經驗少;教師忙于繁重的教學工作,與企業的聯系少,真正從事工程設計研究的也少。從學校和社會提供的培養條件來看,自改革開放以來,特別是實行市場經濟后,學生的生產實習面臨很尷尬的局面。一方面,生產實習更為重要,企業對人才的實踐經驗更為看重;另一方面,企業對學生的生產實習的態度較過去計劃經濟時代消極了很多,主要原因是擔心影響生產和怕出現安全事故。在這種情況下,如何提高學生具有解決實際問題和創新設計的能力,是一個急需解決的重要課題。
一、課程體系的構建
根據我校機械類專業學生的培養目標與定位,即培養具備機械設計、制造基礎知識及應用能力,能在工業生產第一線從事機械制造領域內的設計制造、科技開發、應用研究、運行管理等方面工作的高級應用型工程技術人才。構建了由通識教育課程占32.9%、學科平臺課程占28.6%、專業平臺課程占13.2%、集中實踐教學環節占25.3%組成的課程體系。
課程設置是課程體系構建的基石,也是實現人才培養的具體內容。河南工業大學機械類專業在人才培養上一直堅持重基礎、強實踐的觀念,課程體系能夠保證英語、計算機類、實踐環節四年不斷線;確保通識類課程學時和質量;專業類課程形成有機的課程群;將基礎實驗串聯起來,獨立設課;課程設計循序漸進;社會實踐扎實有效,豐富多彩;畢業設計真題真做,過程管理規范、嚴格。通過近幾年的實踐取得了可喜的成效,學生的實踐應用能力有了明顯提升,收到用人單位的好評。
(一)理論課程設置
通識教育課程包含:思想政治類、體育、數學、物理、英語類、計算機類、人文素質類、集中實踐類。學科平臺課程:機械工程導論、機械制圖、工程數學、工程力學、機械工程材料、材料成型工藝基礎、機械原理、機械設計、電工電子技術、互換性與技術測量、液壓與氣壓傳動、機械工程測試技術、機械工程控制基礎等。
專業平臺課程按照專業方向設定,大三進行專業分流,即現代制造工程方向、機械電子工程方向。強調計算機技術及應用能力的培養,使學生在校期間就將計算機知識與專業培育相結合,形成新型機械工程專業人才所必須的工程信息技術應用和開發能力。如開設計算機仿真、cad原理與應用技術、數據庫及其在工程中的應用、自動化控制技術、產品造型設計、機電一體化實驗技術、電子商務技術、技術經濟學等,以增加學生畢業后的職業適應能力和發展潛力。
(二)實踐課程設置
1、實驗課
(1)獨立開設專業基礎實驗課
機械工程基礎實驗(含17個實驗)是一門獨立的實驗課程,所有實驗都在機械工程實驗教學示范中心進行。本實驗課與機械原理、機械設計、互換性與技術測量基礎等課程的理論教學相銜接。
(2) 課內實驗
其它專業課程所含的實驗主要有:液壓與氣動、控制與機電測試、材料及熱處理、微機原理及應用、plc應用、數控技術等。這些實驗專業性較強,是機電設計制造必要的知識,這類實驗主要在加強應用性上做文章,推出了綜合性、設計性和研究性實驗。
(3)開放型實驗
開放型實驗拉近了學生與專家教授的距離,拓寬了學生的眼界,提高了學生的工程應用水平,增加了學生學習專業知識的興趣,自開設以來,參與的學生大量增加,也為學校參加諸如機
設計大賽、電子設計大賽、機器人大賽等提供了人員和平臺保證,取得了驕人成績,連續取得全國機械設計大賽“二等獎”,河南省電子設計大賽“一等獎”等榮譽。
2、集中實踐教學環節
集中實踐教學環節包括:課程設計、各類實習、實訓、畢業設計等。它們是學生獲得感性認識,培養工程實踐能力必不可少的教學環節,是學生理論初步聯系實際的橋梁。因此,精心設計和安排這一環節對培養學生的意義重大。這些環節應該本著循序漸進的原則,隨著學生專業知識的積累不斷鍛煉和提高。
(1)課程設計
課程設計一般安排在該課程結束后開始,常放在學期末或剛開學時集中進行,按順序從機械測繪與計算機繪圖、機械原理課程設計、機械設計課程設計、機械制造綜合設計、機電系統綜合設計等逐步展開。經過系統的訓練,逐步提高學生分析和解決專業問題的能力,使理論與實踐得到了初步的聯系。
(2)各類實習、實訓
實習、實訓是高校工科學生教學計劃中規定的一個重要的實踐性教學環節,它能夠使學生了解社會,接觸生產實際,了解本行業傳統技術、先進技術、最新發展動態和前沿,增強勞動觀念和職業素養,鞏固所學知識,獲得本專業初步的生產技術和管理知識,培養學生獨立工作的能力。
金工實習是機械類學生的第一個必經的環節,重點訓練學生機械加工及工藝實踐方面的基本技能,使學生掌握各類常用機床的操作與使用,鉗工與焊接等工種的操作等,初步了解機械加工的基本概念。一般放在大二開學時進行,為陸續開設的專業基礎課和專業課提供必要的感性認識基礎。
數控技術實訓緊連金工實習安排,讓學生親自操作數控機床通過模擬加工和實際加工演示,為數控技術課程和實驗提供了必要的操作技能準備和感性認識。
生產實習在大三下(第六學期末)安排,在校外國家認可的專業實習基地進行,我校機械類學生一直與河南洛陽一拖集團、湖北十堰東風汽車公司保持良好的合作關系。生產實習以親身經歷與現場感受等特征,有著其他教學過程無法替代的顯著作用。學生還能夠在與現場工程師、工人師傅的交流中獲取寶貴的實踐經驗,培養觀察力、交流能力、適應能力等。
畢業實習是畢業設計的必經環節,通過畢業實習使學生對畢業設計的對象有了一個較為全面的了解,學生的工作任務應包括:該設備設計制造的國內外發展現狀和進展,關鍵技術有哪些,以及進行設計的必要資料和知識儲備等。
(3)畢業設計
畢業設計是機械類學生畢業前最后的綜合教學實踐環節,它要用學生所有的知識和能力去完成一項較為復雜、功能相對完整的機電設備的設計任務。要經過文獻翻譯、方案論證、初步設計、詳圖設計、計算制圖、撰寫設計說明書、畢業設計心得、答辯等環節。
畢業設計的選題應該盡量真題真做,若果條件達不到,也必須要有真實的工程背景。根據任務的難易程度和學生的知識水平,應進行合理的分組和分工。大家互提設計資料,各自為戰,還要協調配合。這樣,既可以鍛煉學生獨立工作的能力,與此同時還鍛煉了組織協調能力和團隊精神。
畢業設計吸收企業專家參與指導也是提高實戰經驗的好的做法,大大提高了真題真做的比例。經學院論證有條件的企業可以直接吸收一些學生到現場進行設計工作,企業導師輔以校內導師共同指導,設計題目即為企業的技術難題。
3、課外科技活動、競賽、社會實踐
其他實踐教學模塊包括學科競賽、科技活動和社會實踐等。我們積極組織學生參加各類科技競賽。鼓勵學生利用寒暑假課余時間接觸社會,培養適應能力,提高綜合素質。學生通過這些科技活動與實踐,把理論知識融入到研究過程,開拓了學術思想,培養了團隊協作精神及創新精神。另外,擬通過請領域內專家、技術人員、校友來校作專題講座形式,拓寬師生的知識面,了解技術的最新進展。
二、加強校內外實踐基地建設
(一)實驗平臺建設
實驗教學平臺是機械類專業人才培養必須保證的硬件條件,它搭建的科學性直接影響專業建設的良性發展。少花錢多辦事、辦好事是追求的目標,總結起來實驗教學平臺的建設應該注意以下幾點[3]:
1、盡可能綜合應用多課程專業基礎
和專業知識,有助于提高學生分析問題、解決問題的能力。
2、盡可能將實驗系統模塊化,通過提供實驗組件的方法,實現實驗系統的可組裝和可重構。以滿足不同年級、不同專業和不同課程的教學需要。
3、有助于提高學生獨立思考、發散思維和實際動手操作能力培養。
4、具有開設創新型實驗和開展科學研究的軟、硬件擴展條件。
5、平臺應該滿足經濟、安全、可靠、節能、低消耗、低嘈聲和環保的技術要求。
6、鼓勵和激勵教師自行開發和研制。
我校的機械綜合實驗中心是河南省第一批批準的“實驗教學示范中心”,有機械設計、機械制造、材料組織與性能、液壓與氣動、機電傳動與控制、汽車、模具、計算機輔助設計、包裝、數控中心等實驗室,實驗設施省內一流,實驗室管理上采取專兼職教師模式。
(二)建立工程技術實訓中心
學校極為重視實踐教學,在市場經濟時代,為了保證實踐教學的質量,要立足自己建設,我校在新校區建成了總建筑面積12704平方米(其中生產場地 3224平方米,教學實習場地8932平方米,地下設備間548平方米)的工程技術實訓中心,主要功能為車工、銑工、磨工、磨床裝配、磨料模具實習場地及現代制造技術中心,專職人員35人,擁有勞動部認可的《數控培訓基地》,以及勞動部授權的合格證頒發資格。為機械類專業學生的培養提供了國內一流的實訓條件。
(三)校外實習基地建設
在繼續保持好原有校外實習基地合作單位的前提下,根據專業特點不斷拓展合作企業,為畢業實習和社會實踐提供充足的基地。另外,通過與企業的接觸也了解人才的需求狀況和對人才培養要求的第一手資料。
三、加強師資隊伍建設
優良的師資隊伍是辦學條件中非常重要的條件,對于機械類學生實踐能力要求高的特點,加強“雙師型”人才非常迫切。通過對新進教師進行企業培訓,將新引進的有博士學位而無兩年以上實際企業工作經歷的教師安排到產學研合作企業鍛煉半年到一年。一方面,可以充實企業的技術力量,與企業技術人員一道解決生產中的實際問題;另一方面,真刀真槍的工作,年輕教師自身的實踐能力得到提升,為今后的教學工作積累了寶貴的實際工作經驗。
四、建立實踐教學質量保證體系
領導重視、制度健全、管理有序是建立實踐教學質量保障體系的關鍵。學校一名副校長負責全面工作,教務處一名副處長負責管理工作,教務處設有實踐教學科、質量管理科、督導組;學院由主管副院長牽頭,系主任、專業負責人負責具體工作。做到任務有布置,工作有檢查,責任有分工,上下齊努力。
一、思想方面
本人熱愛黨的教育事業,始終將教書育人作為自己追求的目標,遵守學校的各項規章制度,積極參與學校和學院組織的各項活動,關愛集體,以身作則,在抗震救災活動中盡自己力量積極奉獻愛心。
二、教學工作
認真履行教師職責,精心備課,注重教學方法的改進,嚴謹認真,注意與學生的交流與互動。
1. 本年度主講三門課程,輔講兩門課程。主講課程為“互換性與技術測量”、“機械制造裝備設計”、“金屬切削機床”;輔講課程為:“質量管理與可靠性”,作為工業工程專業負責人,負責組織“工業工程導論”的教學,并主講該課程2次。
2. 指導本科畢業設計10人,指導專業課程設計1次。所指導的畢業設計有1人獲得校級優秀畢業論文,該論文被學院答辯委員會推薦至每個專業優選2篇的學校論文集。全年完成工作量約560學時。
3. 指導研究生3人,其中1人7月份畢業,其畢業論文獲得校級優秀碩士畢業論文。
4. 作為成果首位完成人,其“工科大學生創新能力培養研究與實踐”獲得校級教學成果二等獎;在教學團隊支持下,認真整理近三年的課程建設成果,通過了“機械制造及自動化基礎課程群”的驗收工作;2009年被評為校級優秀教師。
三、科研工作
1.積極參與科研工作,主持省級科研項目2項,企業委托項目1項,到賬經費17萬元。
(1)成功申報山東省科技攻關項目1項,總經費12萬元,2009年到帳經費6萬元;
(2)積極準備2009年省級科技攻關項目的驗收工作;
(3)主持企業委托項目1項,2009年到賬經費11萬元。
2.發表b類科研論文2篇。
3.申報專利1項。
4.積極參與指導學生的科技創新設計大賽,獲得山東省科技創新大賽二、三等獎2項(第2位)。
四、機制系管理及其他工作