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关键词:铣工;实训教学;课程设计
1课程设置
1.1课程的性质。《普通铣床加工》课程是机械设计与制造专业的一门专业实践课程,是在学习《机械图纸的识读与绘制》、《机械工程基础》、《普通车床加工》等课程,具备了单一的或具有一定综合能力的技能训练和相关知识储备的基础上,开设的一门机械加工操作实践课程,其功能是对接人才培养目标,面向机械设计与制造、技术系统装调岗位群,培养通用机械设备-普通铣床操作、零件加工和工艺设计能力,为《机械系统制造》、《将组件和部件组装成机械和系统》等后续课程学习奠定基础。1.2课程的设计思路。本课程是以机械设计与制造专业人才培养方案要求的专业工作任务与职业能力分析表中的机械制造加工工作岗位设置的,其总体思路是,参照德国的职业标准,以中德合作项目工业机械工AHK考试平台为基础,以机械零件加工实际工作过程为导向,锁定通用机械设备-普通铣床操作、维护和维修能力培养,培养机械设备操作、维护和维修、工艺设计、生产管理人员。紧贴产业需求,选取典型机械零件的铣削加工为载体,坚持以人为本,学生主体的教育教学理念,形成“课堂与车间、实训与生产”产学一体的工学结合课程教学模式;教学效果评价采取过程评价与结果评价相结合的方式,通过理论与实践相结合,重点评价学生机械设备操作、安全文明生产、质量管理等方面。
2课程的目标
本课程完成以下职业能力培养目标:①能力目标;②知识目标;③素质目标。通过课程的设计每一个阶段融入目标。
3课程内容及要求
课程具体内容及教育教学要求如表2所示。
4课程实施建议
4.1对象分析。铣工教学是一门专业课程,教学对象是大一和大二的学生。学生学习了《机械工程基础》、《机械识读与绘制》、《普通车削加工实训》等课程,具备了一定的机械识图、零件的公差与测量等知识的储备。通过实践操作完成从理论知识的转变。4.2教学引导。本课程从职业角度和岗位特点来看主要涉及机械制造与设备管理方面,岗位特点角度来看分析涉及零件图纸分析、加工、测量、“6S”等方面,从实施过程来看有“分析、计划、决策、实施、检查、评价”等环节,实践性强,针对不同知识面、任务、环节采用不同教学方法,引导学生逐步完成工作任务。4.3教学方法应用。本课程根据职业特点,我们以任务书的形式,把加工元素置放在模块中,授课时示范讲解和理论分析相结合,边学边做。把“教、学、做”融为一体。教师在教学中扮演不同的角色。以实际的任务场景进行角色的转换。时而是管理者(厂长),时而是“工程师”,时而是“师傅”。用真实的工作场景来引导学生进入职业环境。用真实的案例来驱动教学,提高学生判断和解决加工问题的能力。4.4教学实施与设计。结合课程内容,突出岗位特点,涉及岗位要求(安全文明生产、图纸分析、工艺制定、加工、测量、移交)的个个方面。学生在实训前由老师下达工作任务单,学生在资讯、计划、工艺制定(以小组为单位)阶段,利用课本、网络和多媒体进行相关知识的复习。做好安全文明教育。引入企业文化,为学生创造企业环境。加工(实施)阶段,基础训练中教师以师傅的角色传授动作要领。理论知识的穿插在动作要领中。使学生能够通过教师的演示反思自己的计划和工艺制定中存在的问题,拓展学生的思路。测量训练是加工中的重要环节。在这时教师以“检验员”的角色。学生进行自测和互测,从而提高检测能力。教师可通过此环节对学生的交流能力和诚信力进行锻炼。同时针对加工中出现的问题做重复讲解,使学生收获更大。移交环节形式有很多,选取典型的企业产品移交的形式。注重学生对产品的认可度培养,用比较法让学生对自己产品的评价。树立学生的信心,提高学生的交流能力。
5课程评价
课程评价是对学生对这门课知识点、技能点掌握情况的反馈,在这环节我们采用素质评价和能力评价相结合的评价方式,重过程,学生在实训期间不仅对学生的专业能力进行评价,同时对个人能力、社会能力进行评价。①重过程评估。对学生完成工作任务的全过程进行评价,如资料检索、小组讨论、制定工艺、加工过程、报告编写。②学生的产品是学生能力的表现,展示学生的产品是提升学生能力的方法,课程考核采用等级,同时学生进行成果展示与汇报。③强调教师引导。教师引导学生对评价标准及任务进行讨论和决定(小组和班级的形式),教师起引导作用,考察学生的素质能力。
6课程教学资源使用与建设
机械制造技术中心实训基地:配备X5030立式数显铣床及相关的机床附件,多媒体教室1间,同时可以容纳30名学生进行铣削加工实训,可以满足了本课程教学的需要;同时该实训基地也是校企合作实训基地,使实训教学与企业产品生产相互融合,提高了学生技能水平,增强了责任意识。
7结束语
好的铣工课程是,决定学生学习的动力和兴趣。提高教学质量和教学效率。同学们通过此次实训已经能掌握较多的机械加工技能。能胜任机械加工企业的工作岗位要求。拓展空间还是比较大的。从已经毕业的学生就业的岗位能力来看,课程是比较成功的,为后续的提升和发展打下了良好的基础。
参考文献:
[1]刘艳,李茹明主编.金工实训[M].西北工业大学出版社,2012.
[2]熊承刚,朱金鑫主编.机械加工实训指导[M].哈尔滨工程大学出版社,2008.
目前,机械加工实训课程的教学主要是通过教师的讲解,然后让学生先模仿,在通过实际的操作进行相应的工件的加工,经过反复的练习,最终使学生获得相应的技能。在教学过程中往往是刚开始阶段学生的积极性很高,到后面往往是学生缺乏主动性。
1培养学生自学能力,开启创新的源泉
1)激发学生兴趣,提高学生学习主动性首先要向学生介绍本课程与自己专业的关系。比如第一次给学生上课,可以先给学生展示一些机械加工的零件或者组装的零部件,或者用机械加工的方法做的模型,让学生对机械加工产生学习的兴趣,提高他们学习的自主能动性。其次,要向学生阐述本课程的意义及学习本课程的重要性。随着科学技术不断发展,机械类行业的竞争越来越激烈,而生存的核心竞争力就是不断创新,并开发出新的产品,新产品必然要进行相应的机械加工。2)让学生养成课前预习,课后自学,不断夯实其基础知识。老师以问题的方式告知学生下节课的重点,让学生课后有针对性的预习,下次课可以集中精力解决预习中未解决的疑问,提高学习效率,缩短基本知识授课时间,增加老师发散性问题的教学时间,从而培养学生的创新思维。引导学生充分利用网络资源和图书馆资源更深入理解学习过程中的发散性问题的相关知识,拓宽思维方式,培养创新能力。
2训练学生根据已有的零件图进行机械加工的能力
从现有的零件图中选择一些具有代表性的零件图,并且零件图为标准的图纸。让学生通过读图可以熟悉制图国家标准中有关图幅、标题栏、比例、字体、图线和绘图方法以及尺寸标注;掌握零件图的基本表达方法、画法与标注以及零件图的识读;掌握零件图尺寸标注、基准的选择、技术要求等。熟悉图纸后,进行工艺的分析,运用实训现场的加工手段,如车床、钻床、铣床、加工中心及相关工卡量具及刀具等,按照零件图加工实物,使学生能够读识常见零件图的类型,如轴类、盘类、箱体类的零件,能进行工件及刀具的正确装夹及量具的使用。
3增强学生对不同结构零件进行测绘的能力
准备一些不同结构的零件,让学生进行现场测绘,要求学生综合运用所学知识,进一步掌握不同零件的测绘方法及使用测量仪器,并根据具体情况,选择零部件的方案,搞清楚零件间的装配关系。在此期间,学生可以在测绘和加工过程中弥补自己所欠缺的知识,如公差与配合的知识,如何标注及使用技术要求等,同时对量器具也增加了原理及如何使用的了解。在实践中运用自己所学知识,会有较大的收获。学生需在规定时间内,全都按要求完成零件的草图,校核无误后,绘制完整的零件图。这对于学生知识和能力的锻炼非常有实际价值。
4采用互换式分配任务的形式
在完成零件图纸后,采用互换式分配任务的形式:即不同组之间图纸进行互换,然后按照图纸进行实物加工。不同组拿到图纸后,首先检查一下零件图的基本内容;图形、尺寸标注、技术要求以及标题栏是否齐全。然后检查零件图的图形完整性,该图形能否完整地表达清楚零件的全部信息,是否有不清楚的结构表达;尺寸标注是否完备,有无多标或漏标的情况;技术要求是否合理;标题栏中是否缺少内容。发现问题,找相应的零件图绘图者将这些问题逐一解决。零件图完善之后,图纸再在实践中校验,然后实际地进行加工。在实际加工过程中很容易发现图纸中的错误,对于图纸中不清楚或者不完整的情况,在实际加工过程中是无法进行加工的。而在此过程中学生之间要及时地沟通,并把发现的问题及时纠正。遇到不懂的问题可以查阅相应的机械手册或询问教师,变学生被动地听课为主动地去学习知识,效果将十分突出。
5加工后的实物与原零件之间进行对照
零件加工完成后,学生根据加工的零件与原始测绘零件做一对比,观察两者之间的异同。寻找最终问题是出在测绘上、图形的绘制上还是加工上。各组之间可以进行相应的讨论,发表对出现问题的看法。通过讨论不仅增强学生对零件图的理解与实践加工的联系,也可以相互学习到知识。
6考核方法
可以将每一个项目过程写成相应的报告,针对自己在过程所做的工作、出现的问题、问题的解决方法以及自身的体会等所有有关这次实践加工的情况写成书面的报告,交指导老师评阅。教师要对学生的报告给予相应的评价,并按照一定比例计入课程期末成绩。在对学生的评价中,教师既要客观公正,又要热情诚恳,使学生体验到评价的严肃性和积极性。教师只有对学生给予厚望、尊重、理解,同时再给予他们正面积极的评价,学生才能够在轻松愉快的教学环境中充分发挥其创造性思维,创新才能得以发展。
7结语
Abstract: Based on the educational concept of CDIO, the syntheses training of Material Shaping and Control Engineering Specialty in Nanyang Institute of Technology has been set up with four links of conceive, design, implementation, operation. According to the implementation conditions of comprehensive practice training, the contents and assessment methods of the syntheses training are explored. Through the syntheses training, students' professional skills and employment competitiveness have been improved.
关键词:CDIO模式;材料成型及控制工程;铸造;综合实训
Key words: CDIO mode;material shaping and control engineering;casting;syntheses training
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)35-0205-02
0 引言
CDIO工程教育模式是麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学共同探索研究、创立的教育理念,是欧美20多年以来的工程教育改革的成果。CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate),它是以项目为载体、以项目为主导进行实施的,是“基于项目教育和学习”的集中体现。按CDIO模式进行教学安排,通过项目设计将整个课程体系有机地、系统地结合起来,可以实现学生知识、能力和素质的共同发展,提升应用型高等教育的教学水平,更好地为企业培养适应岗位需求的高素质、应用型工程技术人才,是当前大批普通高校向应用技术型大学转型发展广泛采用的教学模式。
南阳理工学院地处河南省南阳市,是一所地方性应用型本科院校,“地方性”和“应用型”是学校的特点,也是立校之本。材料成型及控制工程专业是2012年机械与汽车工程学院新增专业,专业开设的初衷就是服务南阳市材料成型行业。南阳市的材料成型行业发达,其中铸造行业占主导地位,根据南阳市制造业的特色以及南阳理工学院服务地方经济的宗旨,材料成型及控制工程专业的办学定位就是以铸造为主,兼顾锻焊。
材料成型及控制工程专业的培养内容不仅包含掌握材料学科的理论知识,如金属学基础、材料成型原理等,还要求具备大量机械类专业的基本能力,如模具设计及加工能力。材料成型及控制工程专业是一个理论性与实践性要求都很高的,宽口径、多方向的专业,毕业生主要在生产一线从事技术工作,这就要求学生必须有扎实的理论基础,还要有很好的动手实践能力。综合实训是一种很好的将理论基础与动手实践能力相结合的实践教学环节。
1 基于CDIO模式设置实训环节
根据该校材料成型及控制工程专业的办学定位,综合实训的设置以周边铸造企业实际生产的铸件作为项目依托,结合学校软硬件条件,按照CDIO模式构思―设计―实施―运行四个环节设置实训环节。实训具体环节包括:企业现场调研选题环节、铸造工艺设计环节、铸件制造环节、检验总结验收环节。
1.1 构思――企业现场调研选题环节
根据人才培养方案的要求,联系周边校企合作单位,带领同学到企业生产现场进行参观实习,并从企业生产现场选取难度适合的铸件,作为综合实训的工程项目,以整体项目的形式下发学生,供学生选择。学生5~7人分成一组,分组按照能力均衡的原则进行,每组内既有基础知识扎实的、也有设备机床操作熟练动手能力强的同学,每组制定一名同学作为组长,负责整个项目组每位成员的工作任务指派以及任务时间节点控制。各项目组选定题目后,在指导教师的协助下,分析项目的需求,开始进行文献检索工作,通过图书馆、网络等形式查找项目相关的文献资料,结合在企业参观实习心得,策划项目的具体实施方案,指导老师审核后进入下一环节。
1.2 设计――铸造工艺设计环节
指导老师协助项目组组长制定设计环节项目进展计划,根据每名组员特点安排铸造工艺的设计工作,明确每名组员的具体工作内容及时间节点,将铸造工艺设计环节划分为三维建模、浇注系统设计、铸造工装设计、绘制二维工程图、编写铸造工艺卡,铸造模拟软件分析等环节,落实到每名组员。在此环节中,培养组员的团队合作精神,以及《铸造工艺学》、《铸造合金及其熔炼》、《铸造模具设计》等核心理论课程的知识的综合运用。在设计的环节中,不仅要设计出合理的工艺方案,方案还必须具备可行性,即能够在预定时间内,在学校现有的实验加工设备条件下能够实现,要根据现场状况及时调整初步设计方案。
1.3 实施――铸件制造环节
铸件制造环节主要培养动手操作能力,分为铸造工装加工、熔炼浇注两个主要环节。在完成对前述环节方案的优化调整后,开始项目的实施环节。该环节工作量较重,老师指导项目组组长合理分配工作任务,保证各个环节之间运行的连贯性,落实时间节点任务。通过该环节的进行,可以培养学生协同合作精神,以及机械加工方面、熔炼设备操作方面的专业技能。完成该环节后,项目要求的铸件已经制造完成,经初步检查后,进入下一个环节。
1.4 运行――检验总结验收环节
在获得项目要求的铸件之后,要对铸件进行严格的检验。进行铸件的尺寸测量,性能测试、金相组织分析,并撰写质检报告,并以项目组为单位进行总结汇报,每名组员都必须就某一设计生产环节进行讲解。老师作为产品客户方,对产品、质检报告以及设计生产流程文件进行审核。该环节培养学生的表达展示自己的能力,给学生灌输工程项目的最终目的是向客户提供合格产品和优异服务的理念。
2 实训的条件保障
按照CDIO模式开展综合实训活动,要求学校必须具备一定的软硬件条件。
首先,实验硬件方面,必须有足够的机械加工设备以及熔炼浇注设备。目前南阳理工学院的金工实习基地、先进制造技术实验室拥有数量较多的常规加工设备,如铣床、车床、锯床、钻床、数控加工中心,以及特种加工设备如电火花、线切割等。材料成型及控制工程专业实验室有中频感应电炉、坩埚熔炼炉、热处理炉、铝合金精炼设备等全套的熔炼浇注设备及工具,以及三坐标测量仪、直读光谱仪、综合力学性能试验机、金相显微镜、扫描电镜等实验检测设备。软件方面,学院机房拥有的二维三维绘图软件以及铸造模拟软件ProCAST,用于铸造工艺工装的设计。
其次,指导教师必须是双师型教师。实训的指导教师均是有企业工程实践背景的教学经验较丰富的教师,能够帮助学生解决在项目实施过程中遇到的各种工程难题。
最重要的是必须有企业的合作。目前南阳市及周边7家规模较大的铸件生产企业均设有学院的校企合作实习实践基地,可以为综合实训提供多样性的题目及技术支持,可以实现“真题真做”,达到CDIO模式要求的的项目化教学安排。
3 实训的实施
综合实训一般开设在第7学期最后四周,是毕业设计前最后一个教学环节。各环节任务以及时间节点如下所示。
企业现场调研选题环节3天,包括实训动员及安全教育、企业现场参观实习选题、资料收集整理、制定项目总体实施方案。
铸造工艺设计环节5天,要求绘制铸件三维模型、设计浇注系统、设计铸造模具、绘制工装二维工程图、制定熔炼工艺、编写铸造工艺卡,铸造模拟软件仿真分析。
铸件制造环节8天,要求加工铸造模具和其他辅助工装、进行熔炼前准备工作、熔炼合金、配制型砂、造型或金属型直接浇注、铸件清理、热处理。
检验总结验收环节4天,铸件的尺寸测量、成分测试、力学性能测试、金相组织分析,撰写质检报告,项目总结材料、演示汇报。
4 实训的考核体系
实训的考核体系是对学生的实践环节教学目标是否实现及实现程度的综合价值判断,不能简单地使用一个分数来评价,而必须是一个综合指标,是一种过程考核加最终产品质量考核的符合模式。每个环节完成后都要求对项目组每名组员对项目的贡献度进行量化考核,作为每个环节的成绩,其中贡献度包括:考勤、小组讨论方案记录、分配任务的完成度以及时间节点的控制情况。该部分成绩占总成绩的60%。最终产品质量考核以项目产品质量的优劣进行打分,占总成绩的40%,按企业产品质量要求对铸件打饭,包括铸件尺寸、材料、粗糙度、力学性能、金相组织等内容。打分过程采用学生互评和导师评定相结合的形式进行,充分调动学生的积极性和责任心。
5 存在的不足
在四周内独立完成整个铸件制造的全流程,包括工艺设计、工装加工、熔炼、浇注、铸件检验等环节,内容繁杂,为了保证完成度,项目只能选用企业相对简单的铸件,对于工程认证要求的复杂工程问题处理能力的要求还有一定的差距,后续将进一步增加综合实训时间和更新实验加工设备等手段,逐步增加项目难度,更加贴近现场,贴近生产实际。
6 结束语
综合实训是南阳理工学院材料成型及控制工程专业学生进行毕业设计前,最后也是最全面的一次专业技能的综合训练。综合实训实施效果的好坏,直接关系到学校的人才培养质量的优劣。按照CDIO模式开展的综合实训,以企业真实产品为项目目标,比对铸造企业的实际的生产检验流程,设置实训环节,开展的以项目为引导和主要载体的实践教学,使学生成为教学过程的主体,参与项目的构思―设计―实施―运行全过程。经过综合实训环节的训练,既提高了学生学习的积极性和主动性,又可以使学生靠近生产实践,缩短从课堂到车间的空间距离,从普通大学毕业生到合格现场工程师的时间距离,从而提升学生的专业技能,提高了就业竞争力。采用CDIO模式开展综合实训,符合当代工程教育的发展趋势,为未来学校进行OBE工程教育模式改革,奠定良好的基础。
参考文献:
[1]顾佩华,沈民奋,陆小华,等.重新认识工程教育――国际CDIO培养模式与方法[M].高等教育出版社,2009,04.
[2]何柏海.模具专业综合实训模式的改革与探讨[J].模具制造,2010(5).
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金工热处理实习报告
20xx-20xx学年上学期,我们在新迎校区工程实训中心进行了为期13周的金工实习。期间,我们接触了铸、锻、焊、热处理、钳、车、铣、刨、滚齿、数控和特种加工等工种的基本操作技能和安全技术教程。每个星期,大家都要学习一项新的技术,并在4小时的实习时间里,完成从对各项工种的一无所知到制作出一件成品的过程。在老师们耐心细致地讲授和在我们的积极的配合下,我们没有发生一例伤害事故,基本达到了预期的实习要求,圆满地完成了13周的实习。
实习期间,通过学习车工、锻工。我们做出了自己设计的工艺品,铣工、车工、刨工的实习每人都能按照图纸要求做出一个工件;最辛苦的要数车工和钳工,车工的危险性最高,在一天中同学们先要掌握开车床的要领,然后按照图纸要求车出锤子柄。所有工种中,钳工是最费体力的,通过锉刀、钢锯等工具,手工将一个铁块磨成六角螺母,再经过打孔、攻螺纹等步骤最终做成一个精美的螺母。一个下午下来虽然很多同学的手上都磨出了水泡,浑身酸痛,但是看到自己平生第一次在工厂中做出的成品,大家都喜不自禁,感到很有成就感。这次金工实习给我的体会是:
① 通过这次实习我们了解了现代机械制造工业的生产方式和工艺过程。熟悉工程材料主要成形方法和主要机械加工方法及其所用主要设备的工作原理和典型结构、工夹量具的使用以及安全操作技术。了解机械制造工艺知识和新工艺、新技术、新设备在机械制造中的应用。
② 在工程材料主要成形加工方法和主要机械加工方法上,具有初步的独立操作技能。
③ 在了解、熟悉和掌握一定的工程基础知识和操作技能过程中,培养、提高和加强了我们的工程实践能力、创新意识和创新能力。
④ 培养和锻炼了劳动观点、质量和经济观念,强化遵守劳动纪律、遵守安全技术规则和爱护国家财产的自觉性,提高了我们的整体综合素质。
金工实习对我们工程素质和工程能力的培养起着综合训练的作用,使我们不但要掌握各工种的应知应会要求,还要建立起较完整的系统概念,既要要求我们学习各工种的基本工艺知识、了解设备原理和工作过程,又要加强实践动手能力的训练,并具有运用所学工艺知识,初步分析解决简单工艺问题的能力。
在实习中,学校将各工种的实习内容如:结合制作榔头,将下料、车工、铣工、钳工、刨工、铸造、锻压、焊接等串联起来,使我们对机械产品的各个加工环节有一个整体的认识。使我们了解了各工种的先后顺序和作用。
⑤ 在整个实习过程中,对我们的纪律要求非常严格,制订了学生实习守则,同时加强对填写实习报告、清理机床场地、遵守各工种的安全操作规程等要求,对学生的综合工程素质培养起到了较好的促进作用。
⑥ 实训中心教师将我们加工产品的打分标准公布给我们,使我们对自己的产品的得分有明确认识,对于提高我们的质量意识观念有一定作用。对我们的金工实习成绩,实行综合考评制度,实行平时成绩 产品质量成绩 综合考试成绩=总成绩,使我们能认真对待每个工种和每个实习环节。
在各个工种的实习中,都安排了一定灵活时间和实习内容,使得动手能力强的学生有了发挥的余地。
在实习期间我有很深的感触,很感谢学校能给我们提供这个实习的机会,让我们提前体验到学工科的不易,获得了课堂里边得不到也想不到的知识,也许将来不会走上这个岗位,但是现在所学的知识和感受却是终生难忘。虽然脏点累点,这些都无所谓,重要的是我们有了收获、也有了成果。
我认为在数铣和数线这些科技含量相当高的实习项目中,应多分配点时间,让我们能够真正体验到高科技带来的乐趣。
在焊接方面我觉得应该引进一些比较先进的技术,虽然不一定就买来这些设备,但我觉得应该传授一些,以便让我们能知道自己与世界先进水平的差距。
另外,我觉得我校的金工实习课应该再减少一些讲解时间,增加一些动手时间。还可以将一些理论搬到学生动手操作时间时讲解,这样更有利于达到我们的目的。
钳工实操训练是技工机械类专业学生的必修课程之一,不同专业的学生在思想上会有不同的认识,汽修专业的学生认为自己是学汽车维修的,钳工学不学没多大关系;电工类专业的学生也认为电才是他们需要学习的,因而轻视钳工实习;而更多的学生会认为现在机械加工工业那么发达,加工零件可以用数控机床去完成,何必花那么多的时间、精力去干这苦力工作呢,因而鄙视钳工实习。面对学生以上种种复杂心态,我们应该及时给予纠正、引导,否则会对实习训练效果带来消极影响。所以在钳工训练前,应向学生介绍钳工工作在现代机械加工中的重要性及应用的广泛性,端正学生的错误认识。
应用举例,如日常生活中的配钥匙,工业生产中的配键、制作各种样板、专用检具,各种模具的制造、修配、调试等。通过举例让学生了解到钳工在生产中应用的广泛性,明白学习钳工的目的和要求,而使学生以一种积极、健康的心态投入到实习中去。
二、采用灵活有效的教学方法
1.改变传统教学
如果按照书本上的课题进行实操训练,时间长了大部分学生都会感到枯燥无味,此时指导老师应把实操项目设得有趣一些。例如,学生掌握了一定的制作技能和方法后,让他们根据图样要求和学过的知识与加工方法,设计出更多的加工工件的方法。然后,教师对那些正确可行的方法加以肯定,对那些不正确的、需要改进的方法加以分析。也可以搞“小制作”“小发明”,让学生自己设计并制作多功能工具、家用工具、玩具等。这样,既巩固了学过的知识和操作技能,培养了学生对钳工操作技能的学习兴趣,又培养了他们的想象力、洞察力以及对所学知识变通性的发展和独创能力。这样虽然课题不同,但训练内容不变,学生的兴趣高涨,大家都较好地完成了任务。
2.启发式教学法,加强工艺理解
例如,锉配训练不同于单件的锉削训练,锉配件通常是由两至三件组合而成,加工的先后顺序就需要预先确定,即制定加工工艺路线。教师要在工艺分析课堂上发挥其主导作用,根据课题内容向学生不断提出问题、设疑,启发学生的思维。例如提问:锉配时为何要先加工凸件,后加工凹件?如果调换加工顺序有什么影响?又如,为何在加工对称件时应先加工一侧,再加工另一侧?可否两侧同时加工?如果两侧同时加工又应采用什么测量方法?
通过一连串的提问,引导学生独立思考,积极探索。但是,教师在启发学生思考时要有耐心,提出的问题要适量、适度,并因人而异。最后由教师归纳总结解答学生疑问,做出科学解释,给出锉配件的参考加工工艺。学生也可以根据自己的思路确定加工步骤,只要符合锉配原则,能简便、有效地保证加工精度即为可行工艺步骤。实践证明,这种教学方法既培养了学生分析问题、解决问题的能力,又树立了他们的自信心。
3.分层次教学法,保证共同进步
分层教学的目的是因材施教,根据“材”的素质和水平,精心设计课堂教学活动,针对不同层次的学生选择恰当的教学方法和手段。经过两周左右的实践训练之后,据技能的掌握程度,一个班集体之中会明显地分出优、中、差三个层次,如果三个层次均采用同一进度或同一难度的训练课题,就会有两个层次的学生无法适应,无法达到理想的效果。针对这些问题,可以根据优劣将一个班分成A、B、C三个小组进行分层教学,也要做三个层次的教学准备,制定三个层次的教学质量目标。A组课题以增加难度、深度为主,B组课题以适当增加难度、速度为主,而C组则以要求保证精度、提高速度为主。
进行分层次教学,可以为不同层次的学生创造适合自己的训练学习氛围,减轻B、C两组学生的心理压力,增加A组学生的训练强度,充分调动学生的学习积极性,树立每一位学生的自信心,确保每一个学生都有进步。但分层教学要注意做好未能分到A组学生的心理辅导工作,避免学生出现自卑心理,造成恶性循环。
三、对学生的成绩及时做出评价,并做好实习后的指导工作
关键词:机械教学 生产实践 实践教学
中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(c)-0205-01
长期以来,在机械类专业教学中一直以课堂教学为主,往往忽视了生产实践教学的重要性,加之大部分院校由于经费紧张影响了对实践教学的投入,致使机械专业实践教学缺乏相应的硬件设施投入。在这种教学模式下,不利于学生综合素质的提高,难以培养学生成为能够满足社会和市场所需的应用型人才。因此,以机械教学与生产实践相结合为切入点改革现有实践教学模式已经势在必行。
1 理论教学与实践教学相结合
教师应当在机械理论教学中适当插入实践教学环节,不但可以激发学生参与教学活动的兴趣,提高机械类专业教学效率,而且有助于学生理解相关理论知识,加深对知识的记忆。首先,在基础理论教学中融入机械认知实践环节。如,教师带领学生参观或拆装典型机械,包括差速系统、内燃机、制动系统、包装机械、牛头刨床、汽车转向系统等,使学生将理论知识与实物操作相对应;其次,在理论教学中增加现场教学内容。将原本在课堂上进行的有关零部件类型、结构等方面的教学内容转移到实物或模型现场进行教学,既有利于在不增加教学设备投入的前提下,加大实践教学比重,又有利于增强理论教学的直观化、形象化,提升理论教学效果;再次,在机械类专业教材中渗透实践教学环节。根据教材实际情况,在每一章节的理论教学完毕之后,增加相应的实践教学环节,通过让学生动脑、动手来增强理论知识的实际应用能力。
2 加强实训基地建设,为生产实践教学提供有力保障
加强校内实训基地的建设,有利于培养学生的实践应用能力,这也是加深学生对理论基础知识理解的一种有效途径。实训基地的建设应以解决实际生产过程中可能发生的问题为出发点,将实训的过程与生产、管理、服务及建设等环节紧密联系到一起,以此来形成一个仿真或真实的职业环境。各院校在实训基地的建设过程中,应按照具体学生人数及教学资金的实际投入情况,来购置设备和分析软件,为实验教学的有效开展创造一个良好的软硬件环境。实训基地的建设不要仅作表面功夫,应讲求一定的时效性,必须根据学生实际的专业需求及相关专业特点,进行认真规划逐步完善。学校要坚持走校企合作之路,与企业进行深度的校企合作,建立校外实训基地,建立稳定的合作关系,这样可以为学生提供真实的企业环境和充足的实训岗位,满足学生实习教学需要。实训基地的师资力量也比较重要,学校和企业应为学生配备专业水平和综合素质高的实习指导教师,这样可以在学生进行实践时给予其正确的引导。此外,在课时以外的时间里,学校也应以兴趣班、技能大赛班等形式经常性地开放实训基地,使学生能够在课余时间按照自己的兴趣到基地中进行实践操作和技能训练,这样有利于调动学生的学习积极性,也充分地体现出实训基地建设的真正作用。
3 专业课程设计与生产实践相协同
专业课程设计与生产实习是在完成机械制造技术课程教学之后而安排的生产实践性教学环节。通常情况下,专业课程设计被安排于生产实习环节之后,这主要源于在机械制造技术教学中所学习到的机械加工工艺设计、加工方法选择、夹具定位原理、机床和刀具的选择等知识均会在生产实习环节加以应用,使理论知识实践化。所以,在此环节的基础上合理安排专业课程设计,能够使学生根据课堂教学中所获取的基本理论知识和生产实习中所掌握的实践技能,实现课程设计理论与实践相结合,有利于学生充分发挥创造性,设计出具有实用性、合理性、创新性的工艺装备和规程。此外,学校鼓励学生自主进行产品零部件开发,从零件结构设计环节到加工环节均由学生独立完成,从而提高学生的参与生产实践的兴趣,培养创新意识和创新能力。同时,通过让学生合作完成训练内容,有利于增强学生的团队意识,提高集体合作能力、组织管理能力。
4 改革生产实习方式,实施多层次实践教学
校外生产实习一直是各大院校实践教学的难点,由于绝大多数企业不愿意耗费人力、物力支持学生到企业进行实习,所以致使机械教学中生产实习环节往往流于形式。针对这一现状,学校应当改革生产实习方式,实施分段式、多层次的实践教学模式。学校可将生产实习分为以下三个阶段:第一阶段,组织学生进行专业实习。由学校安排到具有代表性的企业内参观、学习,让学生重点了解机械制造的工艺、技术和流程及专业工种操作技能。增强学生理论联系实际的能力。第二阶段,开展顶岗实习,根据学生专业特点,由学校安排到与专业相近企业顶岗实习,使学生完全履行其实习岗位的所有职责。第三阶段,展开自主实习,在完成前两阶段实习基础上,学生可根据自身发展意向,自主选择机械制造类企业进行实习,这种实习方式对于学生毕业后自身发展起到积极作用。在各阶段实习的过程中,教师应当要求学生认真完成实习报告。
参考文献
[1] 吉卫喜,顾瑾,孙大跃,等.加强工程实践教学,培养创新型人才—— 江南大学机械类专业实践教学改革与实践[J].实验室研究与探索,2008(2).
关键词:金工实习;车工实训;突出实用;实践教学
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)39-0175-02
金工实习是高校工科学生的一门重要的实践教学课程,是高校大学生认识和了解制造技术的接口、通道和桥梁。车床是机械制造中重要设备之一,约占金属切削机床总量的20%~35%,所以车削加工在机械加工中占有极其重要的地位。相对于理论教学,实践教学更具有直观性、综合性和创新性,是培养学生实践能力、创新能力的关键环节[2]。但近年来,国内大多数高校在车工实训教学方面还停留在师傅带徒弟的传统教学方式上,按照指导教师绘制好的实训图样和工艺路线,在规定的时间内完成作品,教师在按要求对作品进行检测与评定后,最终给定分数,即可算完成了实训。而这样的教学比较机械,学生得不到系统学习,得不到创新锻炼,更得不到高素质的发展。所以,在此情况下,特对车工实训教学进行研究。作者认为车工实训教学应从如下几个方面进行。
一、修订培养计划,增加实训学时
许多高校的金工实习车工实训的学时较少,对于基础制造来说,最多的只有一周,对于数控加工来讲,一般只有一到两周,学生只能了解和认识一些浅薄的车削加工工艺知识,体验一些简单的基本操作技能,而还有许多的基础知识和操作技能教师无时间传授,学生也没有时间学习,教师只能按师傅带徒弟的方式机械简要教学,更谈不上创新意识的培养和设计制造,所以希望各高校应高度重视,把人才培养方案按其培养应用型和实用型人才的方向进行修改,增大学生实训时间,为培养与社会接轨的实用型人才全面推进实践教学方案改革。
二、构建合适的教学内容
高校是培养工程技术人员的摇篮,构建合适的教学内容有利于提高学生的操作技能和创新意识,教育部课程教学指导组在金工系列课程改革指南中指出:要不断更新实习内容,尽可能创造条件,增加新技术、新工艺、新设备实习的比例,并引入现代教育技术,逐步代替“作坊式、师傅带徒弟”的落后方法。构建合适社会发展需求的车工实训教学内容,有助于培养学生的实操能力和认知能力以及创新意识能力,因此,本文以贵阳学院金工实习为个案,根据自身的条件和特色原则以及社会资源,将车工实训内容分为五大模块进行实训,即:安全操作技术、基础制造技术、检验测量技术、数控制造技术和创新制造技术。如图1所示。
1.安全操作技术。安全操作技术是实习教学中的重中之重,是提高实习教学正常进行的安全保障。在进行实操前,老师应在实习环境下进行安全操作讲解,把车削加工的安全注意事项、安全操作规程和安全防范措施的具体内容讲透彻,让每位学生都了解,并要求学生牢记,对车削过程中易发生的安全事故通过现场示教和多媒体图片展示相结合的形式进行解说,对发生安全事故时应采取的正确措施进行讲解,以提高学生对安全的重视,增加学生的安全防范意识。
2.基础制造技术。通过基础制造技术训练,培养学生对普通车床的操作和对简单零件生产过程的动手与认知能力,对加工工艺的理解与分析能力;了解车床的主要结构和各组成部分的使用性能、工作作用和相互间的位置关系,了解车床的传动原理和主要加工范围,懂得和使用车床的夹具及附件,熟悉基本零件加工的装夹和操作技能的方法;了解金属切削加工的原理,了解刀具结构和材料,了解各种车刀及成型刀具的使用方法,了解车削加工工艺基本方法,让学生懂得和理解更多的基础制造技术知识。
3.检验测量技术。通过检验测量技术的训练,让学生了解量具的使用方法,能正确使用量具(如:游标卡尺、千分尺、百分表、塞规、环规等)检测零件,从而确定零件的合格与否。车削加工的质量主要是指外圆表面、内孔及端面的表面粗糙度、尺寸精度、形状精度和位置精度,而由于各种因素的影响,车削加工可能会产生多种质量缺陷,每个工件车削完毕都需要对其进行质量检验。通过对零件公差的检测,知道未注尺寸公差怎样查找,权限尺寸公差怎样确定,形位公差怎样检测等;通过对表面质量的检测,了解表面质量在零件中的重要作用,会运用比对块对各加工表面粗糙度进行比对判定,了解表面粗糙度的原理和运用;从而对零件的合格与否有个正确的判断和认识。
4.数控制造技术。通过数控制造技术训练,使学生能运用基础制造工艺知识与数控制造技术工艺知识有机结合在一起,能正确地熟悉和了解CAD/CAM在工程设计与制造中的运用,了解和掌握好基础的数控车编程,数控车的操作技能和加工方法,从而提高学生应用现代科学理论与技术、分析和解决实际工程中的基本问题的能力和素质,为创新制造技术奠定好坚实的基础。
5.创新制造技术。通过创新制造技术的培养训练,使学生会运用二维和三维工程制图设计机械零件,对零件进行合理的工艺编程;了解创新的概念,培养学生创新精神与创新意识,全面树立学生的成才意识和创业意识,提高同学之间的协作能力和团队精神。让学生的大脑充分开动起来,在对设备、零件的生产工艺进行设计创新时,不再感到无从下手,而是能够运用各种较为合理的思维方法,进行灵活转换,以其新颖的独创方法和方式去解决实际问题,给学有余力的学生提供个性化发展空间,使他们更好地发挥聪明才智,充分去实现自我,表现自我,完善自我。
三、实训报告的撰写
实训报告是培养学生对实训作品生产过程的记录,是提高学生对实践过程的分析能力和写作能力。所以,本人认为:车工实训报告应以实训作品的切削加工为主,其他教学内容为辅。从实训作品加工开始入手,到零件加工完成,通过实训中的观察、分析、操作、加工、测量、判断,如实地把完成作品的全过程和加工结果用文字加表格的形式记录整理下来。其撰写内容应有:基本情况、加工内容(采用流程图)、加工步骤(加工部位、装夹方法、加工方法、使用刀具、测量量具、加工简图等)、检验报告(检查部位、检查内容、使用量具、检查结果等)、质量缺陷分析(质量缺陷、产生原因、预防措施等)、实训总结等,对上述一系列活动从开始到结束进行阐述,通过实训中的人和事物及有关知识的有机结合,完整表述作品的加工工艺活动情况。
四、构建合理的教学体系
实习教学体系,是实习教学过程的基本理论与操作结构、框架,是教学内容设计、教学方法和教学过程的设计以及教学结果评价而组成的统一整体。它包含了许多教学要素,如:教学方法与方式、教学顺序与过程以及形式等,所以实习教学体系应结合现有的教学设施与教学资源和专业师资的特性以及当前社会的需求和今后社会的发展,因地制宜、与时俱进、突出实用、科学发展地进行合适构建,构建的层次应清晰、内容精湛、层层递进、相互关联,并按“夯实基础、突出实用、树立特色、增加创新、优化教质”的指导思想贯穿到整个实训教学体系中去。
当前,各高校对培养突出实用人才非常重视,特别是普通本科院校,国家教育部的改革方向已经明确:1200所国家普通高等院校中,将有600多所转向职业教育[7],所以,车工实训教学需要从职业教育方向进行规划和改革,更新培养目标、教学方式和方法,加强和完善实训体制和教学内容,迫切需要进入现代的应用型、实用型教学模式。从而终结人才培养与市场不对接的扭曲格局,让高校的实践教学尽到本来的职责,真正成为学生步入社会的通道和桥梁。随着科学技术的快速发展,普通高校的金工实习必须要不断地加强教学改革和更新,各实践环节都要全面推进素质教育,努力培养学生的认知和创新能力,提高学生的动手能力以及分析问题和解决问题的能力,从而全面提高学生的综合素质。
参考文献:
[1]董丽华.金工实习实训教程[M].北京:电子工业出版社,2006:89.
[2]许亚岚,罗雄麟.优化实践教学体系 培养复合型人才[J].实验室研究与探索,2013,32(7):175-177.
[3]国锐.强化金工实习教学,培养工程实践能力[J].职业,2010,(14):5.
[4]张晓琪.加强实践教学,推动创新教育[J].中国高等教育,2002,(10):24-26.
[5]王伟祖,郑旭明.构建实验教学新体系,培养学生创新能力[J].实验室研究与探索,2007,26(2):70-72.
关键词:中职;钳工;实训教学
中等职业教育是基于能力本位,基于工作过程的教育;其实训教学不再是纯粹的专业理论知识的模拟验证实验,而是注重职业实践的工作过程分析和归纳,所确定的职业能力的培养,这就要求转变观念,改革传统实训教学的固有习惯。变注重理论知识模拟实验为注重职业技能培养;变课堂验证评价为企业评价,让学生形成企业生产意识及市场论证意识;变模拟训练为真实工作情景操作,提升学生岗位工作适应能力和从业能力。针对中职学校模具设计与制造专业学生应具备“模具制造”“模具装配”“模具维修”三大职业能力的要求,做到理论与职业实践过程紧密结合。突破传统实训过程的模拟训练,突出企业完成工作任务的过程,以工作任务引领实训过程,培养学生的实践能力。
一、强化钳工技能实训的实践意义
(一)提高认知意识。理论与职业实践相结合是加工制造业的重要的工程概念,是巩固知识、掌握工艺方法,形成职业能力的有效途径。如基准、测量、检验、精度、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度及互换性等相关概念在加工业出现频率高,这些概念都能在实训和考核得到强化和检验。
(二)培养岗位意识。钳工技能实践教学是模具设计与制造专业的重点内容。要求学生理解并熟练掌握其质量评价标准、方法,检测工具使用。通过实训使学生建立产品质量意识和经济价值观。
(三)培养安全意识。树立安全文明生产意识,在任何时候、任何场合,都要严格遵守安全文明管理规章制度,强化安全与保护能力,环境保护能力养成,保障设备安全,工作环境安全,养成文明生产习惯。
(四)培养创新意识。由于实训目标、内容、考核方法等贴近职业工作过程,实训过程不仅能提升学生的技能技巧,更能促进学生浓厚探求意识的形成等。
(五)情感意识的培养。明确专业学习目的,调动学生参与实训的动机;使学生在完成任务的同时,体验成功的快乐,不仅培养学生的求知欲望,而且增强了自信心。
二、钳工实训的教学特点
(一)钳工技能是以手工加工为主:錾削、锉削、锯削、划线、攻丝、套扣、刮削、检测、装配、维修、焊(割)等内容;机械加工为辅:车、刨、钻、铣、电火花、线切割等内容。知识面广、专业性强,综合运用各种技能的能力要求高,要求教师做好集中辅导和个别辅导。
(二)加工工艺复杂、尺寸精度高,常用工具和设备的使用正确与否,直接影响模具装配性能,要求教师技术全面而精湛。
(三)对《机械制图》识图、读图要求高,且应具有相应的机械设计常识,金属材料工艺学等专业知识,要求教师精心设计教学组织程序,利于学生接受和掌握。
(四)技能训练重手工操作,单调、枯燥, 耗时,重复动作多,劳动强度大。要求教师合理设计训练方案,确保学生身心健康。
三、紧凑渐进型实训教学实践与体会
(一)近三年模具设计与制造专业钳工实训教学实践。
在教学实践中合理地安排好实训时间和内容,既能实现实训目标,又能激发学生的学习兴趣。现以一周时间完成“手摇冲压机”零件加工制作、装配、检验为例,谈谈梅州农业学校模具设计与制造专业钳工实训的做法。
1. 实训前的准备。实训前,制图教师安排学生画重点零件的三视图,让学生对实训图形熟透;重点要求学生按实训小组对重点零件(滑块、凸轮)的结构形状、技术要求、加工工艺进行分析、讨论;教师强调基准的重要性,突出设计基准、工艺基准、测量基准、装配基准一致性原则,使学生实训时对加工误差有较深刻的认识。
实训指导教师编制好《手摇冲压机实训指导书》,材料(板料由各小组负责分割、裁料。凸轮、压杆、手柄由同学车工实训时制作)、工具、量具等准备好。
学生按4~5人为一实训组,由动手能力出众,责任心强的学生担任组长。成立质量评定小组,学生个人质量评分由个人自评、质量评定小组和指导教师评定。
2. 具体实训步骤。(1)下达实训任务,要求每人完成一套装配件,作实训动员,强调劳动纪律,安全文明生产及注意事项。(2)指导教师对本次实习的重点和难点,对个别特别重要零件进行详细加工工艺分析并作加工示范。
如滑块(附图)的加工制作:形状22×24×30四方体,通孔¢8H9,而8mm凹槽尺寸窄小,长度加工方向受限,加工困难。孔¢8H9在尺寸24中间、左右对称。此滑块加工的重点是保证¢8H9的中心线对基准面的平行度公差为0.03mm;难点在于8mm凹槽的加工。表面粗糙度要求最高为Ra1.6μm,总体而言加工难度大,如果加工误差较大将造成安装困难。加工工艺:加工基准面加工相互垂直面立体划线加工划线表面钻孔¢7.8(铰孔底径) ¢8H9铰孔钻孔¢9深8mm8mm凹槽钻¢7孔(去除材料)后用窄錾錾削整形锉削成方形槽验收。
3. 出现废品的主要原因与应对方法。 在零件加工过程中也将遇到许多问题和困难。如钻头磨损、铰刀崩刃、材料缺陷、丝锥折断以及材料表皮较硬锉不动等现象,学生要主动和指导教师商讨、查找原因及时解决问题。
4. 指导学生对加工零件进行装配调试、检测(组装、配钻、测量、修配等)。装配时强调每个零件的尺寸精度、形位误差的重要性以及对装配性能的影响,对使用性能的影响,使学生对互换性概念有更深刻的理解。
5. 实训考评后评选出优秀小组、个人,学校张榜表彰。促学生在练中赛,赛中练以增加个人和团体的荣誉感,形成良好的竞争氛围。
6. 编写《手摇冲压机实训报告》。内容包括:1)实训任务、实训内容、实训目的、实训要求等。2)实训过程:要求突出对典型零件加工工艺进行详细编写。抓住难点,对安装、调试、检测过程中出现的问题进行分析。3)市场调查:对总装需要的所有材料、工具、量具、标准件的规格、性能、价格进行市场调查,并比较手工加工和机加工成套件成本。4)用CAD画装配图,对本次实训的感想、体会和建议。
7. 实训效果分析。由于学生从准备图纸下料(毛坯)工艺制定加工制作测量装配调试检验实习报告。从事完整的学习过程,摆脱了理论教学与实践教学相脱节的传统教学模式,达到教学目的与要求且更加接近于工厂、企业的用工要求,为学生今后发展奠定扎实的基础。
(二)体会。
1. 理顺实训项目与内容。
结合多年的教学实践,笔者认为提高实训效果,可把实践教学分为四个阶段:
第一阶段:强调基本功训练,普通零件图形,技术要求低。第二阶段:图形相对难些,重点偏向零件制造加工、装配与检测。第三阶段:侧重对机械零件、部件的修复、装配、精度检测等内容。第四阶段:综合提高学生提出问题、分析问题、解决问题的能力。
2. 优化实训教学的组织过程。
(1)分解阶段训练目标。第一目标是认识图形,掌握基本加工技能。第二目标是掌握三视图的识图、读图知识,掌握编制零件加工工艺方法及加强基本功综合训练。图形相对难些,对尺寸精度、形位公差、表面粗糙度、装配与检测等提出要求。无疑这一过程使学生在原有知识面基础之上有深层次的认识,旨在提高学生在实践中综合运用各种专业知识、技能的能力。第三目标是掌握复杂零件的加工工艺、测量方法;掌握装配图的相关知识,能分析装配图的工作原理、基本结构,掌握模具装配的拆装工艺及模具维修技能。第四目标是掌握复杂模具、典型设备的拆装工艺;掌握机床故障分析处理及设备的安装、调试、验收等技能。有针对性地解决生产实际问题,初步具备排除典型机床故障能力。
(2)动态辅导训练,提高学生动手能力。实际训练根据学生的实际动手能力进行组织实施,做到因人而异,不搞一刀切,顾及全体;关照落后,引导、示范、鼓励。对优秀学生提出更高的要求,重点加强他们的基本功训练,让他们脱颖而出。
(3)实训主题突出,训练指标各环节一一突破,每次训练结果有考核、评价。阶段训练项目期中集中整合考核、评价,最后全面整合考核、评价,达到质与量的提高。
(三)应注意事项。
1. 教师能力培养。由于钳工教学、实训的特点,要求教师具有一定的课程开发能力、课程整合能力和课程设计能力,教师要有探究问题与解决问题能力和娴熟的操作技能。做到实训组织工作周密细致,日常管理及时有效,对存在问题能迅速指导与解决,确保实训方案科学合理。
2. 理论知识的处理。结合专业培养目标要求教师对理论进行必要的处理,做到精讲多练,因材施教。学生在实训过程中,能正确理解和把握课程要求的知识和技能,体验实训的艰辛与成功的乐趣,培养发现问题、分析问题和解决问题的思维方式。
3. 指导教师每天对学生实训情况进行总结、归纳、点评。重点针对学生所学专业概念进行解释,以强化学生对专业概念的理解。
论文摘要:金工实训是理工科院校重要的实践环节,旨在培养具有创新意识和创新能力的工程技术人才。在分析金工实训教学现状的基础上,结合教学实践,阐述了金工实训教学在全面培养学生能力和综合素质等方面所起的重要作用,并对邮电类高校学生金工实训的教学内容和教学方法的改革方向进行了探索,提出了金工实训教学的改革思路。
论文关键词:金工实训;教学改革;创新训练
高校的工程训练中心是以“实践”为主要载体,培养学生工程设计、制造和创新等综合能力的一体化实训平台。金工实训是实现工程认知和基础工程、现代工程以及工程创新三个层次的训练。这三个平台根据培养方案的需求,贯穿于整个本科教学阶段,同时拓展到研究生和工程博士培养阶段。每个工程训练平台之间既是密切联系不可分割的又可以简单划分为三个阶段(认知阶段、熟悉阶段和精练阶段)。各阶段可通过组合形成不同学校、不同专业所需的培养模块。在金工实训过程中,通过这种“模块”形成有效的工程训练体系。从需求的角度看,社会对具有创新精神、实践和综合能力较强的工程型大学毕业生非常渴望,国家和地方政府也非常重视大学生的创新能力、实践能力和综合能力的培养。很多学校制订实施了“卓越工程师”培养计划、“专业论证”计划等,其目的都是为了提升大学生的创新能力、实践能力和综合能力。在这种大背景形势下,许多高校纷纷成立工程训练中心,目的是为学生营造一个具有工程场景的训练环境,为国家培养更多的实践型人才。以上所述的各种计划都是从社会需求的角度培养复合型人才,其具体内容均涉及到金工实训的教学改革,所以研究金工实训的教学改革也十分必要。
邮电类高校学生是一个特殊的实训对象,既要兼顾传统的金工训练又要体现出电子、通信类专业的特色。所以,在邮电类高校的金工实训中要做到有特色的针对性实训,就要求针对传统的教学内容进行改革。本文还对教学方法进行了讨论,并对相应的教学手段进行了研究,从而形成了金工实训教学的改革思路,以期提高大学生的创新能力和生产实践能力。
一、教学内容的改革
针对我国邮电类现代化人才的培养目标,在金工系列课程教学中增加了现代工程中所需的新内容,删减了现有实训的过时部分。结合学校实际情况,提高数控、加工中心等新设备实训的比重。以车、钳、铣、刨、磨、铸、锻、焊等传统实训方法为基础,引入了最先进的金工实训方法。结合21世纪的新型工业、企业要求具有综合性素质人才的特征,树立新的教育观念,破除陈旧的实践、实训模式,以锻炼本科生的工程技术应用能力为核心,注重综合创新能力的培养,不断改革实训的教学内容,增加现代技术的含量。
1.结合社会需求,增加特色教学内容,向学生传授具有专业技术特色的实训业务
为增强培训中心的特色,将实训中心的加工装备建设过程分成了多个阶段。在一期建设中,注重传统设备的积累,确保教学中不丢传统知识;在二期建设中,增加了数控加工设备,包括数控加工中心、PCB电路板加工中心、数控系统、机器人示教系统,使学生在了解各种先进设备的同时能够有更开阔的眼界,增加动手实践的机会;在三期建设中,将数控系统和示教机器人教学与学院科研联系在一起,结合研究方向,学院的科研团队设计了一些控制系统,研制了一系列特种机器人,建立了示教机器人实验室、工业机器人实验室。
2.进一步加强引入现代化的设计方法、加工手段和制造工序
即将最先进的现代化理念融入到大学生的金工实训教学中。现代化的设计方法,如并行设计,是在设计产品原型的过程中就开始考虑材料加工的各种工艺过程,在产品设计之初就开始进行市场调研、产品需求分析;在产品概念设计之初就考虑原材料计划等环节。在综合设计的基础上,进行先进的加工和制造,进一步提高加工效率,节省加工成本,增加产品效益。通过现代化的教学方法和教学内容使学生明白:机器的制造既要着眼于工厂里的生产、制造活动和实验室的科学研究,又要建立起现代化制造的大工程观念,保持大局观,建立正确的总体目标。
3.支持个性化的产品设计
通过特殊产品的设计、加工和制造,使大学生的动手能力得到锻炼,使学生的综合工程素质得到提高。在这个过程中,需增加生产实习中学生作品的类别。如果仅仅包括几乎贯穿全国工科高校实训的小榔头产品,金工实习的内容就显得十分单一,学生的思路也太狭窄。应该做到在教师设置的产品造型外,学生可以根据自己的需求设计并加工自己感兴趣的产品,但该产品必须要经过指导教师的检验,确保达到紧扣教学大纲和切实训练的目的。
从生活实践可知,应用现实中实用的产品可大幅度提高学生的兴趣,也更容易让学生分析和理解。把学生的设计、产品的加工工艺和制造的任务融入到解决具体的实际工程问题上来,使学生更多地在真正的设计工程和加工环境气氛中进行实践活动。为了使学生得到更充分的锻炼,指导教师应该更合理灵活地安排课时,在课程刚开始就布置各种作业,能够让学生充分了解自己整个实习过程中的任务。学生可根据自己的兴趣,以自由组合的方式分成多个小组,也可以相近的几个小组联合在一起组建成模拟公司,也便于把最初独立的分散的设计方法、加工手段融合成一个整体,使之贯穿于生产实践的始终。这样也有利于培养大学生独立分析问题、解决问题和努力创新的综合能力。例如:第1组负责产品的设计(设计部),第2组可负责工艺方案的制订和编制(模拟工艺部),第3组负责实践加工操作(模拟生产部)。每个小组在“生产”过程中都应与指导教师做好充分互动,在交流期间不间断地修改、完善本组的方案,最终由指导教师把关,各小组之间互相监督、检查(模拟质检部门)。应用这种分组的形式能够做到从构思到设计图纸(包括加工工艺、加工工序)再到制造零件、部件,乃至整个产品生产的全过程都在“模拟公司”中进行了训练。学生经过“模拟公司”的实践能够进一步整合课本上的理论知识,联系到实践生产中,有助于学生创新意识的培养和提高。同时,采用几个小组联合对产品的“质量”进行讨论和检验,能够让学生在产品质量控制、培养协调管理能力等方面得到模拟锻炼。同时,为了培养学生对产品模块化分析的能力,了解个性化装配、个性化订制过程,建立个性化设计的思想,每个小组可分工设计不同的产品或零部件,最后组装成各种功能成品,即不同功能、不同性价比的产品,这样可以满足社会对产品的多方面需求。
二、教学方法的改革
由于邮电类高校学生的学习、就业、工作都具有十分突出的学科、行业特点,其专业设置普遍偏向于通信、电子、自动化和计算机类方向,这就要求邮电类院校在专业课的实训上一定要体现出自身的特点、突出特色。根据用人单位对不同专业学生的特殊技能的要求,邮电类高校金工实训根据专业的特点实行了分类式、差别式的教学方法。
1.机械电子工程类专业、精密仪器科学、测控技术与仪器类专业
以上几个专业的学生,在实习过程中应侧重于机械设计基础技术和创新设计能力的培养。根据往届的经验,建议实训的时间至少达到4个星期。在实训的初期,应全面地参加各种基础工种,包括车、钳、铣、刨、磨等常规的切削加工实训,这样学生可以对传统的实习内容有了总体的了解;在实训的中期,适当参加铸、锻、焊与热处理等基本的热加工、热处理等实训,可扩大学生在金属材料方面的知识;在实训的中后期,要抽出一定的时间完成相应的数控加工实训,包括数控程序的编制、计算机仿真、现场的加工实验,可使学生掌握各种先进的数控加工方法。在数控实训过程中,还应安排自主的产品设计和加工,可独立完成,也可在教师指导下进行创新训练。总之,在机械类专业的学生实训中,既要全面又要突出重点和特色。
2.通信、自动化、电气和计算机类专业
通信、自动化和计算机类的实训应注重特色教学内容。让学生更多地参与数控加工操作、加工中心操作、控制系统的设计。在实训过程中可多使用PCB电路板加工中心、机器人的专业加工、机器人焊接,结合电子设计软件进行机器人示教系统实训。另外,可应用多样化的教学手段和教学方法,如采用多媒体、视频教学、示教方法。在进行专业加工训练的同时,尽可能多地联系大型企业来进行参观性教学,为避免影响正常生产活动,可进行视频和参观结合的方法。还可组织学生参观先进的装备展(如机床展、宝马展),这样能让学生了解更多的国外、国内先进的制造装备,以弥补学校对传统加工装备投入的不足。在通信电子类专业的学生实训中,要突出特色,做到精益求精。
3.管理类、经济类专业
管理专业学生的实训重点是了解生产过程中所使用的各种机械加工设备,从总体上认识生产作业中所运用的加工方法、工艺、工序流程。在此基础上,进行产品的成本控制、物料管理和产品数据的管理。针对邮电类高校金工实训的基本要求和所要达到的目标,结合管理类专业学生特点,在教学环节上应当降低实训过程中加工操作技术方面的要求,更侧重训练学生在生产制造过程方面的管理水平,着重要求撰写制造过程的成本预算、决算、产品质量管理等方面的内容、实践报告,并学会进行产品管理等方面的成本合理性论证。要从管理的角度重点培养学生的成本意识和质量意识,在实训过程中始终向学生灌输经济效益是所有生产活动的主要目的之一,企业或部门的一切加工活动必须以取得经济效益为目标进行,这就要求在教学过程中综合产品的开发成本、市场需求、产品质量、销售和利润等经济指标的概念,并将这些指标与生产实践相联系,使学生更好地理解提高生产效率与确保加工质量之间的关系。通过实训过程中的教师引导和训练,使邮电类高校学生了解企业成本管理的重要性,成本管理的运作情况直接影响生产过程是否顺利;让学生清楚企业产品质量是企业的命脉,引导学生从多方面查找影响产品质量的各种因素,并对不良因素及时分析形成的原因,找到最优解决方案。在管理类专业的学生实训中,要求学生了解产品生产过程,弱化加工内容,突出产品质量、管理和销售内容。