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【关键词】行动导向教学法 模具测绘 实训教学 改革
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2013)07C-
0157-03
高等职业教育培养的是生产、建设、管理、服务第一线的高等技术应用型人才,突出技术应用能力、创新能力的培养,并力求教学与生产实际紧密结合,因此如何提高学生的技能水平和综合职业能力,是高等应用型教育的核心和要求。以模具测绘实训教学为例,为了加深学生对理论知识的理解和实践应用,增强学生的动手能力,提高学生的综合素质和能力,可将行动导向教学法引入模具测绘实训,进行相应的改革。
一、行动导向教学法概述
行动导向教学法是上世纪80年代在德国兴起的一种职业教育的新理念和方法,它在德国的职业教育发展中产生了重大影响,而近年来,该方法也在我国高职教育中得到了广泛尝试,并逐渐推广运用。
行动导向教学法是一种职业教育教学模式和教学方法,以能力为本位,以行动为导向,强调学习者如何在学习中提高实际工作能力和解决问题的能力。在教学过程中,该教学法要求教师根据企业真实的工作过程,建构一种类似于企业实际工作氛围的学习环境和气氛,以企业典型工作任务为载体,以职业技能培养为主线,以学生为主体设计教学情境,引导学生独立自主地进行包括计划、实施和检查等在内的职业工作并解决工作过程中出现的问题。
行动导向教学法实现了知识与技能、过程与方法、工作与学习的统一,其“学习的内容是工作,在工作中实现学习”的理念体现了职业教育工学结合的本质特征。
二、基于行动导向法的课程目标和能力培养目标
模具测绘实训是高职院校中模具专业实践教学环节中的一个重要组成部分,是一门综合性和实践性很强的学科,也是模具专业学生在学习专业课程前一个重要的模具结构认知教学环节。模具测绘实训是在学生学习了机械制图、公差与技术配合、工程材料等课程之后,以对生产中使用的真实模具的拆装及主要结构认知为主线,完整测出模具零部件尺寸,画出零件草图,然后经过整理,再画出装配图和零件图的过程。这一过程主要培养学生的动手能力、分析和解决问题的能力,使学生能够综合运用已学知识和技能,对模具典型结构及零部件装配有全面的认识。模具测绘不仅是模具专业教学中的一种有效学习手段,更是模具制造岗位必须掌握的一项工作技能。
(一)课程目标
课程目标包括:认识典型模具结构,了解模具工作原理、模具零部件的功用、零件相互间的装配形式和配合关系以及模具零件的加工要求;能正确使用模具拆装常用的工具和辅具,掌握模具拆装的一般步骤和方法;学会常用量具的使用方法和技巧,培养产品测绘能力;学会模具零件的视图表达方法,能熟练使用CAD软件绘制模具零件图和装配图,培养制图能力。
(二)能力培养目标
1.专业能力。掌握模具拆装的步骤和方法,能正确使用常用测量工具,具备产品测绘能力;掌握对测量尺寸进行协调和圆整的原则和方法;熟悉模具行业常用相关标准、资料和手册,会正确选用并查阅;能正确选定模具零件的尺寸精度和配合公差、形位公差、表面粗糙度及其他技术要求;具备一定的识读、绘制模具零件图和装配图的制图能力。
2.方法能力。具有独立制订工作计划、协调计划和完成工作任务的能力,能对自己的工作成果进行展示、分析、评价和总结;具有独立学习能力及利用各种途径获取新知识、新技能的能力;具有提出问题、分析问题和解决问题的能力;具有敏锐的观察力和较好的空间想象能力。
3.社会能力。具有认真负责的工作态度、一丝不苟的工作作风;具有良好的团队协作意识、人际交往和善于沟通的能力;具备良好的工作责任心和社会责任感,有明确的职业理想;具有创新精神。
三、基于行动导向法的学习情境设计
根据模具测绘实训课程的实践内容和要求,可构建四个学习情境,见表1。
四、基于行动导向法的教学实施过程
不管在什么领域,所有职业的工作过程的结构大体上是相同的,一般都可以简要地划分为确认工作任务、计划、实施、检查、评价和结果记录等这几个阶段。针对模具企业工作过程,将工作内容与行动导向教学模式相融合,结合模具测绘实训要求,把整个教学过程划分为获取信息、制订工作计划、作出决策、实施工作计划、反馈信息、控制工作质量、评定工作成绩等环节,通过这一过程,培养学生独立计划、实施和评估的工作能力和职业素质。
(一)资讯
在实施的过程中以师生共同解读“任务背景”、“工作任务书”的方式,使学生明确工作任务和目标,并获取与完成工作任务有直接关系的信息。
1.基本知识技能回顾。学生对已经学过的制图、公差、材料等专业基础理论知识及钳工工具使用、检测量具使用等技能进行回顾。
2.搜集和整理资料、信息。每个小组思考讨论该项目的关键信息,领会任务要求,利用图书馆、网络等多种途径对“模具的分类、模具结构及其组成、模具的基本工作原理等模具原理性知识;模具拆装工具与使用技巧、模具测量工具与使用技巧等技能性知识;模具拆装步骤和方法及安全注意事项”等知识进行信息查阅、收集、学习理解并研讨、记录。在这个过程中,教师引导学生查找相关专业书籍,帮助学生梳理信息并对学生收集信息过程中出现的难点问题进行重点讲解。
通过此环节,学生可以领会到复杂的项目需要进行分解处理,同时通过分工、协作,其自学能力以及信息收集整理、交流协作等能力得到提高。
(二)计划
小组内每一个学生根据在资讯阶段收集和整理的信息,以报告的形式制订模具拆装、测绘工作计划,初步确定工作步骤和程序。教师不对学生的方案进行评价和干涉,只给出启发性建议和引导,并记录学生的参与过程和出现的问题。
此环节培养学生综合提炼信息、分析与解决问题、工程知识应用、技术方案写作等能力,以及交流与合作的团队协作精神。
(三)决策
每个学生在小组内展示各自的计划,并进行小组讨论、分析、交流和比较,然后形成一个统一的模具拆装和测绘工作计划,经与教师充分交流后形成小组最终工作方案和步骤。小组成员进行分工,如谁负责拆装模具、谁负责测量尺寸、谁负责画零件草图并记录尺寸等。
通过此环节,学生能提升独立思考问题能力、正确判断和制订工程方案的能力。
(四)实施
各小组按照确定的最佳工作步骤和计划开展工作。根据小组分工,做好模具拆卸、尺寸测量、草图绘制、模具装配复原、试模等工作,并单独绘制模具装配图和零件图CAD图纸。做好工作过程中出现的错误记录和要点记录,并完成工作总结报告。在实施过程中,教师应注意控制场面和观察细节,对各小组所画结构简图进行指导和检查;对学生的钳工基本操作方法、安全文明生产等进行指导和评价记录;对学生测量工具的使用、草图绘制质量等作评价记录;对模具装配质量作评价记录。
此环节培养学生利用所具有的理论知识和工程技能分析、判断和解决问题,形成理论联系实践的意识,提高学生结构化地运用知识完成某项具体工作的能力,同时使学生提升知识与技能综合应用能力,养成严谨细致的工作作风和职业素质。
(五)检查
1.小组自查。学生对装配复原的模具进行人工合模验证,并在成型设备上试模,验证模具工作是否正常,模具间隙是否调整均匀;检查图纸中视图表达是否正确、尺寸标注是否完整、形位公差是否正确、表面精度是否合理等。
2.教师检查。教师主要确认学生工作任务的完成情况,并记录问题情况。
通过此环节,学生在专业知识、职业精神、职业能力上实现了提炼升华,通过参与自己学习成果的展示和评价,品尝到了成功的喜悦,体验到成就感,认识到了自己的智力潜能;同时,老师也能发现每个学生的闪光点,促进师生间的交流,有利于优化组织教学。
五、基于行动导向法的考核评价体系
建立科学、合理的考核制度是促进和保护学生的学习积极性,有效监控教学质量的必要保障。传统的实训课程评价体系是从学生平时表现、学生上交实训作业的完成质量、实训总结的质量来综合评定学生成绩的。这种成绩只能体现学生某方面的学习效果,比如绘图能力、软件水平等,不能完全反映学生对整个实训过程中各阶段内容的掌握程度,比如学生是否真正理解并掌握了典型冲压模具结构组成及工作原理,是否掌握模具拆装方法,是否掌握拆装工具和测量工具的使用,是否在实训过程中抄袭和代画等。针对这些情况,可将考核内容分成五个部分来综合考核评定学生成绩,具体内容见表2。(下转第163页)
其中,现场答辩、实操考核环节以小组为单位进行。答辩过程中,教师对学生回答不完善或错误的地方及时补充和讲评,这样有利于学生及时补漏和巩固课程内容。实操考核主要是对学生掌握模具拆装步骤、拆装工具的使用、测量工具的使用等方面进行考核。在此过程中,教师可引导和启发学生对实训相关内容和知识进行拓展和延伸,以扩展学生的专业知识面。
总之,在行动导向教学过程中,教师是帮助者、促进者和引导者,帮助学生成为实践者、探索者和归纳者。教学实践证明,行动导向教学法能调动学生的积极性,以实践过程贴近实际工作过程吸引学生,以实践结果的成功体验吸引学生,使学生获得技能的同时获得职业发展能力。行动导向教学法不仅是现代教学方法发展的重要趋势,更是提高职业教育教学质量的一种有效途径。
【参考文献】
[1]边颖.行动导向教学法在《AutoCAD辅助设计》课程改革中的应用[J].职业技术教育,2008(20)
摘要:近几年,据学校就业部门统计,机械设备装配与自动控制专业的学生就业存在专业不对口、就业质量不高的现象。通过调查,笔者发现主要是因为机械装配工、操作工技术要求高,学生在校所学无法满足企业工作需求。这反映出学校课堂枯燥的理论教学、钳工实训沿用单一的基本功训练,与技校走内涵发展、毕业生高质量就业的趋势不相适应,因此进行实训教学改革势在必行。
关键词 :教学改革装配钳工实训
机械设备制造过程就是市场调研、设计、下料、制造毛坯、热处理、机加工成零件、热处理、装配成机器设备、检测合格、涂装、售后安装调试的过程。一台机械设备,包含机械、液压与气动、电气控制三部分零部件,三者有机结合,缺一不可。装配钳工实训教学,应该围绕学生高质量就业这一目标,培养学生具备一定的装配图读图知识,一定的机械装配、液压气动系统、电气设备系统的动手安装调试能力。
一、成立教改与安全管理机构
由机械专业科长任组长,负责调查研究、结合本校实际提出钳工实训教学改革思路和构建实训项目,负责项目实施过程的协调与改进。由相关专业教师任组员,负责项目实训教学内容的制定与实施。由科长、任课指导教师和学生安全员组成安全管理机构,负责进行课前学生安全教育、日常教学的安全检查与隐患整改,确保教学安全。
二、制定项目
以培养具备一定识图能力及机械装配、液压气动系统、电气控制系统安装调试能力的装配工为目标,制定实训教学项目如下。
项目一:平口钳拆装与零件测绘。主要内容为平口钳的拆装,平口钳零件图、装配图绘制,教学目的是让学生熟悉平口钳的结构与原理,掌握零件图绘制、装配图读图知识。
项目二:平口钳制作。主要内容为平口钳的非标零件钳加工,螺杆车削加工和平口钳装配,教学目的是让学生掌握钳工基本技能,普车基本技能和平口钳的装配技能。
项目三:CA6140主轴箱拆装。主要内容为CA6140主轴箱传动演示,CA6140主轴箱拆装,教学目的是让学生掌握皮带传动、齿轮传动、链传动的装配,掌握主轴传动精度的调整方法,掌握双向摩擦离合器和制动器的调整方法,熟悉传动系统图的读取方法。
项目四:液压与气动回路的组装与调试。主要内容为液压、气动、电气元件认识,液压、气动回路的组装调试与电气控制回路连接,教学目的是让学生掌握液压、气动元件的结构原理与应用,认识常用电气元件的应用与接线方法,掌握液压气动简单回路的组装与调试。
三、项目实施
1.平口钳拆装与零件测绘
机械制图与CAD科任教师作为项目负责人,对班级进行分组,发放平口钳和工量具,指导学生进行平口钳的拆卸,布置钳座、活动钳口、方形螺母、螺杆、钳口板五个非标零件的测绘任务。学生分组自行讨论,制订工作计划表,确定工作步骤和程序,经教师审核通过后,分工合作。教师依据工作计划表,对各组进度检查督促,巡回指导学生正确使用工量具、查阅制图资料,纠正绘图错误。测绘作业完成,各组内部自评后,教师逐组进行检查评价,图样归档保管。
2.平口钳的制作
钳工工艺学一体化教师作为项目负责人,对平口钳制作任务进行细分,下达各阶段的实训任务,分别是钳座制作、活动钳口制作、钳口板制作、方形螺母制作、螺杆制作、平口钳装配。
教师根据平口钳制作所涉及的钳工基础知识和技能进行讲授,要求讲透划线基准的选择,量具的读数原理和计数方法,钳工工具的应用范围和正确使用方法,钻床、车床的安全操作规程等专业知识;演示划线、錾削、锯削、锉削、攻丝等钳工基本技能和车床、钻床的操作规范,分阶段布置作业和进行安全知识考核。
学生以组为单位,在多功能教室阅读全套零件图和装配图,复习查阅《钳工工艺学》《装配钳工工艺学》,讨论制定各零件加工工艺规程,填写零件加工工艺卡片,提交指导教师审核。
按零件加工工艺卡片内容,学生领取工量具和毛坯,在钳工车间进行钳座、活动钳口、方形螺母、钳口板的加工,在普车车间进行螺杆的加工。
平口钳装配,依据装配图样和装配工艺卡片,领取标准件,采取修配方法进行装配,直至符合装配图样的技术要求。
学生作品的评价与优秀作品展示。首先各组分别对各自所制作的零件和平口钳成品进行自我评价,互相对照完成初评。然后教师依照图样要求和自评结果,结合平时作业完成情况和操作的规范性进行综合评价,选择优秀作品在车间展柜展出。
3.CA6140主轴箱拆装
钳工工艺学一体化教师作为项目负责人,对CA6140主轴箱拆装任务进行细分,制定各阶段教学内容,分别是主轴传动知识学习,拆卸工具选择与主轴箱拆卸,装配基础知识学习,装配工量具的选择与主轴箱装配,主轴箱的调整与主轴旋转精度检验,实训总结与答辩。
教师通过CA6140主轴箱传动演示、实物与多媒体结合讲授,让学生感性认识皮带传动、齿轮传动、链传动,掌握传动机构装配基本知识和装配基本要求。
学生以组为单位,编制CA6140主轴箱拆装进度计划,通过指导教师审核后,进行拆装实训,学习掌握以下装配知识和技能:CA6140主轴箱拆装所需的通用工量具和专用工量具的使用方法;螺纹连接、键连接、销连接、过盈连接的装配要求与方法;皮带传动、齿轮传动、链传动的装配要求与方法;摩擦离合器、滚动轴承、轴组的装配要求与方法。理论与实践相结合,实操训练有效促进了学生学习理论知识。
考核评价穿插在拆装过程中进行,拆装技能和工作页填写规范综合评价,技能考核项目有:卸荷式带轮的装配和带轮跳动量的检查方法,链传动装配与链条下垂度的调整方法,主轴箱箱体孔距、孔系平行度、孔中心线同轴度误差的检验,齿轮啮合质量检验方法,摩擦离合器和制动器的松紧调整方法、主轴旋转精度的检验与调整方法。
4.液压与气动回路的组装与调试
液压与气动技术一体化教师作为项目负责人,制定实训各阶段任务和工作页,下达任务到每位学生。实训内容与步骤依次为液压与气压传动原理学习,液压气压元件拆装与结构原理,液压气压传动回路与仿真训练,常用电气元件的认识与接线训练,电气控制回路连接与PLC编程训练,液压气压传动回路的组装与调试。
教师依据《液压与气动技术》教材编写液压与气压传动一体化讲义,向学生讲授液压气压传动原理和在机械设备中的应用,使学生明确液压气动的重要性,提高学习兴趣。
学生明确液压气动实训任务,按照认知渐进而强化的学习规律,分阶段进行训练。第一阶段对液压气动的动力元件、控制元件、执行元件、辅助元件、液压油分类认识,通过铭牌熟悉元件的符号、性能、应用范围;第二阶段通过元件拆装训练,学习元件内部结构原理,故障维修知识,进一步提高装配动手能力;第三阶段使用仿真软件学习液压气动的换向回路、压力控制回路、速度控制回路,然后在液压气动实验台进行回路组装与调试,记录学习回路的性能特性;第四阶段常用电气控制元件的分类认识,掌握元件符号、性能参数和应用,并进行接线训练;第五阶段通过PLC软件学习,了解常用编程指令,掌握简单控制回路的编程;第六阶段在实验台上组装自动控制的动作顺序回路,行程控制的自动换向回路。
考核评价从安全知识考核,应知理论知识,元件拆装、回路组装与调试技能,日常行为规范四方面进行评价。
四、小结
关键词:轴承部件;拆、查、测、绘;单元教学设计;反思
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2013)02-0101-02
在我校课程单元教学设计活动中,笔者的教学内容是中国劳动社会保障出版社出版的教材《高级机修钳工工艺与技能训练》(刘继福,2007)中的“轴承部件的拆、查、测、绘”。现对本次课的教学设计方案加以反思,旨在进一步提高自身的教育教学能力。
教学设计方案
(一)学习者分析
本课的学习者是高中起点的机械设备维修专业三年级学生,18名学生均为男生。在能力基础方面,他们思维较活跃,动手能力较强,求知欲强,乐于实践操作,熟悉设备拆装,对测绘有一定了解。在背景知识方面,他们已经完成《机械制图》、《机械基础》等专业基础课程的学习,并参加过一个学期的机械维修技能训练,具有一定的机械基础知识,达到了中级机修工技能水平。
(二)设计理念
项目课程已成为新一轮职教课程改革的共同选择。要把《高级机修钳工工艺与技能训练》这门课的课程结构转换为工作任务结构,将课程中的理论与实践进行有机整合,项目的选择及其结构设计显得特别重要。“减速器的拆装与测绘”这个项目是以一个具体的机器为教学载体,引出了减速器的组成、功用,减速器装配图的识读,零部件的拆装与测绘等制图专业理论知识与技能,使学生在完成各个子项目训练的过程中,逐渐展开对其他常用机械的专业知识、技能的理解和应用,培养机械设备维修专业学生的综合职业能力。“轴承部件的拆、查、测、绘”这一项目是“减速器的拆装与测绘”项目的一个子项目。
(三)教材分析与处理
本课内容的地位与作用 本课的内容选自中国劳动社会保障出版社出版的教材《高级机修钳工工艺与技能训练》第二单元课题1,需用6个学时完成。零件测绘是一个重要的实践教学环节,是对整个课程的综合化训练,是后续的机械装调技术综合实训的重要基础。为了给学生建立一个既符合认知规律,又遵循技能习得过程的知识结构网,笔者在教材原有内容的基础上,补充了查阅滚动轴承的代号与含义等环节,旨在学生学习完知识点后能够动手操作、亲自体验,把知识转化为技能。
单元教学目标的确定 根据教学大纲要求,结合教材内容和学生当前的心理特点和认知水平,笔者拟定了如下三个教学目标:(1)专业知识目标:能够正确拆装齿轮减速器;熟悉测绘滚动轴承的过程、步骤、注意要点;合理选择零件的表达方法,掌握草图的绘制方法和过程。(2)能力技能目标:培养学生正确拆装齿轮减速器、测绘零件、查阅资料、计算机操作等能力;锻炼学生自主学习、合作学习与团队学习等多种学习能力。(3)情感素质目标:通过小组分工合作,提高学生的参与竞争和团队协作精神,锻炼学生的查阅能力、自学能力、表达能力和评价能力;提升学生的自信心和赏识他人的胸怀,激发爱岗敬业的情怀,养成良好的职业道德;加强学生安全操作、文明生产的意识。
确定学习重难点 (1)学习重点:机械零部件拆卸方法、步骤及注意事项;正确使用常用工量具;测绘滚动轴承。(2)学习难点:滚动轴承的测绘。
教学准备 (1)准备三台圆柱齿轮减速器、若干拆装工具、测绘工具、专用工具等。(2)准备若干《机械手册》、《机械制图》、《机械零件》、绘图纸等。(3)给学生发放学习辅导资料。(4)按照小组之间学习能力基本相当原则进行分组,将学生分成3组,每组6人,组内推荐组长,自学《学习辅导策略》等资料。
(四)教法与学法的运用
教法:直观教学法、引导发现法、探究教学法、多媒体辅助教学法。学法:自主探究、查阅资料、合作学习、归纳总结。
教学实施过程
课后反思
(一)教学结果
反思本次课的教学实践,教学目标达成度高,重点难点突出,在课堂结构、教学方法、学法指导等方面教学过程顺畅,方法适当,学生能参与到课堂活动中来,积极思考、动手实践,教学效果较好。
(二)教学实施感受
单元教学设计落实三维目标 笔者按照戴士弘教授关于“职教课程的能力本位项目化改造”讲座和《高职教改课程教学设计案例集》进行教学设计,选取了基于工作过程的课程内容,体现了教学能力本位,采用了项目导向、任务驱动等形式,明确了培养学生的专业知识目标、能力技能目标和情感素质目标。
合理选择内容,学习难度适宜 本次课从轴承到机械装调技术综合实训装置,从零件拆装到零件测绘,从徒手画图到计算机绘图,由浅入深、由易到难、步步深入地进行教学,符合学生的认知规律。笔者立足于学校的现有实训条件,合理选择内容,学习难度适宜,极大地激发了学生的学习兴趣,并且能够实现能力的拓展与延伸,较为成功地完成了教学任务,体现了以人为本的教学理念。
以学生为主体,以教师为主导 笔者在整个教学环节中起着组织和引导作用,指导学生自主学习并掌握学习方法,把学生实践活动作为课堂主线,鼓励学生用自己的眼睛去观察,用自己的头脑去判断,用自己的语言来表达,积极主动地参与到教学过程中。在授课方式上采用任务驱动、项目引领、双线并行等教学形式,让学生在教中学、在学中做,努力突出“教学做”一体化。学生在整个教学过程中能够发挥主体作用,兴趣盎然,参与主动,体验深刻。
挖掘德育因素,启迪学生智慧 教育赋予我们的责任不仅是授之以知,教之以事,更重要的是要感之以德。笔者在专业实训课教学中,充分挖掘德育因素,在教给学生专业知识的同时,给予适时的思想品德教育。在本次课中,团队合作很重要,笔者引用减速箱上的齿轮来引导学生:“我们的班级就像一个大齿轮,而每位同学就是一个轮齿。我们从入学至今一起奋斗,一起成长,从最初的棱角分明打造成如同齿轮般齿齿相扣、紧密联系、缺一不可,希望同学们继续发扬机械精神,彼此推动,让班集体这个大齿轮正常、顺利转动,共同营造一个团结奋进的班集体!”在教学过程中,巧妙地将专业教学与德育融为一个有机整体,使德育工作“随风潜入夜,润物细无声”。
(三)不足之处
一是在整个教学过程中,整合设计的预设痕迹有些明显,学生自由拓展的空间较少,课堂张力稍显不足。二是教学环节之间过渡和时间秩序的调控上还有待提高和完善。三是教师要进一步熟悉教材教案,语言要简练确切,减少不必要的重复。四是上课时有很多听课教师,学生还是过于拘谨,出现了怯场的表现。笔者及时与他们沟通,给予他们鼓励,这就耽误了一些时间,出现了“前松后紧”的现象。
参考文献:
[1]戴士弘,毕蓉.高职教改课程教学设计案例集[M].北京:清华大学出版社,2007.
[2]曾良骥.高职课程“六位一体”教学设计范例[M].天津:天津大学出版社,2009.
[3]董必辉.基于工作过程的高职《机械制造技术》课程单元教学设计[J].职业教育研究,2012(11).
[4]卢培文,温盛红.行动导向教学法与《钳工制作》课程教学方案设计[J].职业教育研究,2009(8).
例如浇口的设计,课本一口气总结了九种浇口类型五条设计原则。学生根本就掌握不了,且没有实际的设计举例,使得学生就算死记硬背记住了,将来还是不会用。在第一轮教学实践的基础上,对模具课程的教学做了一些改革。以就业为导向、以能力素质为本位,确定一体化教学改革的方向。在课程的安排上,模具设计与UG课程一体化教学,取得了以下效果:①提高了学生的学习兴趣。相比单纯的讲解理论知识和软件操作命令。一体化教学的优点在于,可以使学生上课学习的理论知识迅速应用于模具设计中去,如:《塑料成型模具》课程“成型零部件设计”一节中首先说明了什么是分型面、分型面的分类、分型面选取的原则。这种概述性的知识内容较多、较抽象,学生很难完全掌握。然后安排上机,用UG软件,通过具体产品分型实例的讲解,使学生在掌握UG操作命令的同时,经一步加深对分型面的理解。理论知识迅速应用于模具设计的实践,大大提高了学生的学习兴趣。②丰富了教学手段。课本平面图很抽象,很难讲解。学生想象不出来的模具结构,在UG软件中把实体调出来,把相关的零部件分别隐藏和显示,就非常形象了,学生也很容易就可以看懂。③提高了学生设计模具的能力。通过一体化的教学,学生在学习模具设计理论知识和UG命令的同时进行简单和中等复杂模具的实际设计,提高了他们模具设计的实战能力。④丰富了考核手段。纯理论课的学习,一张试卷,很难考出学生的真实水平,也难以激发他们的创造力。一体化教学模具设计实例的考核,在考查学生知识掌握情况的同时,也考核了他们的创造力和实际应用知识的能力。
二、存在的不足
《塑料模具设计》课程的一体化改革,取得了一些成绩,但还存在不足。1.在教学过程中,缺乏实物。由于教学计划安排不合理,模具拆装实训安排在模具设计课程的后面,学生学习了一学期的模具,却从未见过真实的塑料模具,对模具结构的理解是不深刻的。2.模具设计纸上谈兵。模具设计是典型的弱理论的行业。很多的结构设计、参数的选择,靠的是经验。仅仅依靠设计手册,没有去相关的模具企业参观实习,这就使学生的设计缺乏实战。3.设计效果没法检验。学生设计的模具不加工,不安装到注塑机上生产,设计中存在的问题仅靠任课教师来评价,不直观,学生认识也不够深刻。因此,有必要把模具零件加工实训和注塑生产实训跟模具设计课程贯通,整合在一起。
三、一体化教学改革
作为教学一线的教师,我深刻的认识到,要培养技术过硬的注塑技术人才,就必须对我们现在的教学体系进行改革,以满足新时期人才培养的要求。1.教学目标。要进行课程教学改革,首先必须明确课程的教学目标。为了适应社会发展的需要,《塑料模具设计》课程教学目标要按照以任务为驱动、以工作为向导、以能力为目标的改革思路进行全面的设计,使其内容更细、更丰富、更具体、更具有操作性。《塑料模具设计》课程教学目标的设计我们围绕总体目标、能力目标、知识目标和素质目标来设计[2]。①总体目标。通过本课程的学习,使学生具有用UG软件设计中等复杂程度注塑模且具备模具加工、拆装和调试的能力。②能力目标。具有设计塑料注射模的能力;UG软件的使用能力;注射模具制造加工的能力。③知识目标。掌握塑料的分类、特性;掌握常用注塑模具的结构特点及相关零件的设计计算;掌握注射模拆装的基本常识;掌握注射成型机的操作及注射成型工艺参数的选择。④素质目标。设计是创造性的劳动,因此我们要培养学生独立分析问题、解决问题的能力;自我学习的能力;积极开拓创新的能力。2.教学内容。在传统的《塑料模具设计》的教材里,学生很难抓住要领。按照哲学“实践—理论—再实践”的认知理论,我们把教学内容分为三个模块,即注塑模具拆装实验模块、塑料材料及制品的认知和注射模设计模块、典型注塑模具设计实训模块。①塑料模具拆装实验模块。学生在学习专业理论课程之前,首先要有感性认识。本模块主要包括几套典型塑料模具的拆装、测绘、总装配图绘制。②塑料材料及制品的认知和注射模设计模块。整合旧教学计划中的《塑料模具设计》课程和《UGNX标准教程》两门课程。③典型注塑模具设计与加工实训模块。3.评价体系。要建立一体化教学体系,就必须建立相应的评价体系。显然以往一张试卷来考查学生的考试模式已经不再适用,需要建立完整的评价体系,综合考查学生的能力。评价体系包括:①基本知识的考查。包括塑料种类及特性的知识;塑料制品的结构工艺性的知识;注塑模具结构及零件设计的基本知识;UG注塑模块的基本命令。②基本操作能力考查。在模具拆装及测绘、模具加工的实训过程中,实习教师根据学生的表现给出学生的成绩。③综合素质考查。考查学生综合运用所学知识实际设计模具的能力。
四、面临的问题
关键词:机械制图 CAD 有机整合 教学改革
一、机械制图和AutoCAD课程的性质和关系
机械制图是“工程界的技术语言”,是主要研究绘图和读图的原理及方法的一门专业技术基础课,教学目的是要求学生掌握应用正投影理论绘制和阅读机械图样的基本知识和基本制图技能。AutoCAD是一种计算机辅助设计和绘图软件,它具有强大的绘图和图形编辑功能,其本身也可看作是一种绘图工具。CAD的绘图工具比手工绘图工具、仪器更丰富更细化,而且绘制图形更准确、方便、快捷,可大幅度提高作图的质量和速度。
许多人认为,有了AutoCAD课程就可以完全省去机械制图这门课程,其实不然,笔者认为这两门课程是相辅相承的。一方面,机械制图是CAD的基础。比如,用CAD绘图虽然取代了手工绘图的方法,但CAD技术再怎么先进发达也不能离开人脑的思维,其制图的原理、分析图形的方法、投影规律等均和制图的标准、规律等是一致的,并没有实质性的脱离制图知识,只是甩掉了实际的图板、图纸、绘图工具和仪器等,用上了虚拟的图板、图纸和工具等。笔者认为若是完全脱离制图知识的CAD工作人员只能称其为计算机抄图员。另一方面,CAD技术又可以有效地促进机械制图的教学。比如,讲授到组合体的组合形式时,运用CAD进行三维造型,绘制基本体,再进行布尔运算,可以很形象地用并集将组合体的叠加形式展示出来,用差集将组合体的挖切形式表现出来,且用CAD的3D旋转、动态旋转等工具可以直观、形象、多方位、准确地展示给学生。再比如,制图中学到剖视图内容时,可以应用CAD的3D旋转、3D剖切即slice工具等多方位观察零件的内外结构,这用传统的挂图是办不到的。所以在制图教学中穿插CAD技术丰富了制图理论,有效提高了学生的空间想象和思维能力,可以有效提高学生的兴趣,取得了制图教学事半功倍的效果。
二、机械制图和AutoCAD课程内容整合的必要性
加强实践教学,压缩理论课时是高职教育的特点。同样,机械制图课也面临着课时的缩减,由此,课程以“必需、够用”为度,将画法几何、点、线、面等作了大量的删减。在学时少、内容多的情况下,传统的教学模式满足不了现代企业生产对技术人员的技能要求。
随着计算机科技的飞速发展,计算机辅助设计软件在我国各企业的应用也日益广泛,大大提高了绘图的质量与效率。同时,三维设计成为CAD技术应用的必然趋势,这也给机械制图课的教学带来了很大的冲击,仅依靠传统的、独立的分开传授这两门课程已不能满足现代企业的发展需要。目前,学生对手工绘图的兴趣不高,而对计算机绘图软件有着较浓厚的兴趣,为解决这一问题,突出机械制图与其他学科的横向联系,注重各学科之间的相互渗透,以适应不断引进新技术、新知识,跟上技术发展的要求,机械制图和AutoCAD课程教学内容整合的改革已迫在眉睫。
三、机械制图和AutoCAD课程的有机整合
目前仍有许多院校把这两门有关系的课程分开独立讲授。他们往往在机械制图课程结束后再学习CAD,这样,学生很容易把前面所学的制图知识点忘记,达不到教学目的。也有部分院校采用的教材貌似将两门课程进行了结合,但也只是将这两门课程简单、笼统地结合。比如,在制图教材最后的装配图结束后,紧接着添加一章CAD绘图知识简介或是举几个图例,学生无法进行充分、系统的CAD上机操作练习,这样会适得其反,反而使学生认为CAD不好学,失去学习CAD的兴趣。
通过分析和理解两者之间的性质和关系,再结合学生的实际情况和培养目标,笔者编制了计划和教学方案,以各个知识点为单元,将制图与CAD课程同步开展,使其相辅相成,在实践中探索出一整套将这两门课程内容有机整合的教学方法,具体改革措施如下:
1.明确培养目标,调整、优化教学模式和教学内容
职业教育培养的是具有良好的职业素质、动手能力强的应用型人才,培养的是“生产一线的技术工人”而并非“工程师”。因此,在教学模式上应突出实践操作及应用能力的培养和训练,降低对课程理论的要求,注重模块、项目式教学,且在教学内容上也要做相应的调整。本着“实用为主,够用为度”的教学原则,并针对职业院校学生的特点,结合教材实际,优化教学内容。如:对传统的画法几何内容进行必要的删减,以适应CAD技术发展的需要;适当降低仪器绘图的要求和难度,加强草绘技能训练和测绘能力培养;加强CAD二维绘图的实训,并突出绘图和识图能力的培养。
2.授课中充分应用多媒体和CAD技术
为提高学生对制图课程的学习兴趣,应充分利用现代多媒体技术授课,做到传统板书教授与多媒体教授的有机结合。如:利用CAD技术对平面图形进行拉伸、旋转等绘制三维实体,应用布尔运算等工具将实体进行编辑操作,可有效加强学生的空间概念,从而提高学生的学习兴趣。
3.结合教学实际,将两门课程内容有机整合
笔者将两门课程的内容整合为如下十二个部分:
(1)制图的基本知识和技能。
(2)AutoCAD简介。即CAD界面,配合以上内容讲解CAD中的绘图环境设置即图幅、图层等。
(3)投影理论、点、线、面及立体的投影。
(4)应用项目式教学将上述平面图形穿插CAD中的绘图和编辑等命令同步进行讲解,如将CAD的点坐标输入结合具体的平面图形来讲解。
(5)组合体、轴测图及尺寸标注。
(6)CAD的轴测图知识点,三维绘图简介、三维基本体绘制、布尔运算、二维绘图与编辑命令同步讲解,尺寸标注设置。
(7)机件常用的表示法穿插CAD中的三维绘图建模工具、旋转实体和slice剖切工具形象地讲解分析机件的内外结构,并讲解CAD中的图案填充命令的具体设置和使用。
(8)标准件、常用件及零件图中穿插CAD的图块制作、块插入、写块命令的使用。
(9)应用项目式教学丰富CAD的尺寸标注设置,通过零件图实例进行CAD标注,并介绍CAD中文字样式设置,标注出零件图的各项技术要求,针对零件图穿插标注工具栏中各个标注工具的用法,利用CAD三维动态观察将零件进行旋转,多方位观察来理解、看懂零件。
(10)装配图,其中包括画法、尺寸标注、序号、明细栏和技术要求等。
(11)利用AutoCAD绘制装配图,穿插CAD中图块的具体应用、设计中心的功能,利用引线标注注写装配图中的序号,再穿插表格设置等。
(12)部件测绘实训,编制CAD实验指导书,降低教师劳动强度。应用CAD技术把测绘的模型进行三维造型,提高学生的学习兴趣,降低学生的测绘难度。在两周的测绘期间,首先是安排学生手工绘制草图,标注尺寸,再用CAD将整套图绘制出来。
上述整合内容中所穿插的CAD知识点应与上机操作同步进行,互相渗透。教师要针对教学内容、学时和进度,合理地安排整合这两门课程的内容,尽量做到讲解内容与实际操作相结合,从而达到使学生在牢固掌握制图知识的同时能够灵活运用CAD技术绘图的目标。
【关键词】高职机械制图与测绘深程教学改革
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2013)03C-0081-02
“机械制图”作为一门实践性很强且重要的高职机械类专业技术基础课,是研究绘制和阅读机械图样的原理和方法的课程。而零部件测绘技术是工程技术人员必须掌握的基本技能,也是“机械制图课程设计”课程的重点和难点。如何有效融合制图与测绘课程的知识与技能,快速提升学生的读图、画图和测绘基本能力,是目前高职学校教师不断研究和探索的教改课题之一。
一、传统课程教学存在的问题
(一)分立课程教学,“教学做一体化”学习效果不明显
目前,我国大部分高职学校分别设置“机械制图”和“机械制图课程设计”两门课程来培养学生的读图、画图和测绘基本能力。学生先完成理论课程机械制图的学习后,再进行为期1至2周的实训课程“机械制图课程设计”的学习。分立课程独立教学,课程之间衔接突兀,学生往往因前者课程未及时消化理解,就仓促进入了“机械制图课程设计”的测绘环节,时常出现对所测数据不知如何处理的情况,导致不能按进度完成实训计划。因此,将两门课程整合为一门机械制图与测绘课程,实施理实一体化教学,提高“教学做一体化”教学效果,势在必行。
(二)沿用传统学科体系的教学内容设置,未突出高职教育特色
传统课程教学内容的设置,一直仿效本科教学模式,以学科为中心,按“画法几何基本结构-投影法基础-基本体的三视图-组合体的三视图-剖视图-零件图-装配图-部件测绘”的顺序组织教学内容,虽然内容全面、系统性强,但难以突出“少而精、实用够用为度”的高职教育特点,对高职学生实施本科教学模式,不能达到理想的教学效果。
(三)重传授轻参与的教学方法,学生的学习积极性不高
在传统的课程教学中,课堂教学主要采用“填鸭式”教学方法,教师按理论知识体系进行灌输,然后学生依葫芦画瓢进行“再现式”学习,缺乏有效互动,课堂教学显得枯燥乏味。且教学过程中缺少项目的贯穿和任务的驱动,制图理论知识过于抽象、难以理解,故学生的学习积极性不高,难以形成自觉主动的学习态度。缺乏了“质”和“量”保障的学习与训练,学生无法进一步消化理解知识,越发觉得课程难学,学习效率不高,进而制约了读图、画图能力的有效提高。
二、教学改革措施
针对上述传统课程教学中存在的问题,为全面提高学生读图、画图和测绘能力的培养,广西机电职业技术学院借鉴现代先进的教育教学理念,对机械制图与测绘课程教学进行探索研究,在课程设置、教学内容、教学方法、课程考核方式等方面积极实施教改,具体如下。
(一)整合课程、优化教学内容,实施“理实一体化”教学
根据高职学生学习的特点,以及本课程的教学要求,广西机电职业技术学院打破传统的理论课程“机械制图”与实践课程“机械制图课程设计”独立教学的课程内容体系,将两门课程整合为一门课程,即机械制图与测绘课程。同时引入职业岗位要求和行业企业技术标准,重新优化和整合课程内容。按照任务驱动和项目导向模式,将机械制图与测绘实训内容有机融合到典型项目和任务中,强调“学中做”和“做中学”,实现理论教学和实践教学的“理实一体化”。在“理实一体化”教学实施中,教师既进行理论讲解,又进行操作示范,随后学生进行操作实训。整个教学过程突出培养学生分析问题、解决问题的能力。
以学科为中心的本科教学模式强调的是理论体系的全面性、系统性,不符合高职学校的培养目标。同时,为了加强学生专业能力与企业岗位能力培养的对接,教师深入企业调研,与有关行业企业技术人员合作,积极探索和改革高职机械制图与测绘课程的知识体系,按照“实用、够用为度”的原则,大大删减课程中理论偏深而实际应用较少的知识。适当补充徒手绘图、测绘工具与方法等工程实践实用技术,同时加强图样的读图训练,特别是图样的表达方法、相关标注的识读和理解等教学内容,使课程教学更加贴近职业岗位和行业企业实际,更加符合高职学校学生学习特点和职业认知规律。
教学内容设置上,选用企业典型产品作为课程教学的载体,按企业岗位能力要求设计六个教学项目,分别是轴套类、盘盖类、箱体类、叉架类四种典型零件的工程图样,以及铣刀头、齿轮泵装配图的识读与绘制。在对课程的教学内容和编排进行优化时,把课程相关知识点都编排在各教学项目中,每个教学项目包含若干个识读和测绘教学任务;每一个教学项目都是按照由简单到复杂、由单一到综合的规律,以具体零部件为对象,根据每个教学项目的知识和技能要求,循序渐进地将机械制图理论知识、基本技能与测绘实践进行有机结合,按照“知识引入一相关知识―任务实施”的顺序来组织各任务的教学,力图使学习者在“教学做”的同时,尽快提高制图与测绘技能。
(二)改革教学方法,实施任务驱动式教学法
任务驱动式教学法是教师设置教学任务、学生围绕任务展开学习、以任务的完成结果检验和总结学习过程的一种教学方法。机械制图与测绘课程实施任务驱动式教学法,能较大地提高学生学习的积极性,帮助学生不断提高独立学习、开拓进取的能力。
在设计教学任务时,从学生的学习兴趣出发,围绕教学目标设计难度适宜的任务,依照由浅入深、循序渐进的原则,教学任务设计针对性强。对每个教学任务,精心选择企业典型产品作为任务案例,案例的教学既包含旧知识点的运用,也包含新知识点的学习,便于学生能按要求完成任务,达到预期的教学效果。学生完成任务后,教师要根据知识技能要求,对学生的表现、操作方法以及完成任务效果,组织小组交流与讨论,最后教师进行点评。
实施任务驱动式教学法后,教学过程不再是以教师传授知识为主的“教”和学生“再现式”的学,而是教师提出任务,学生以解决问题、完成任务为主的多维互动式学习。教学过程中,学生带着真实的案例任务在探索中学习,始终处于积极的学习状态,在学习过程中不断获得成就感,从而能更大地激发他们的求知欲望。
(三)改革课程考核方式。实施多元化考核模式
传统的课程考核方式是以期末笔试考试为主、平时表现为辅的课程考核方式。广西机电职业技术学院根据实际教改情况改革课程考核方式,采取平时考核、实践考核、期末考核相结合的多元化考核模式。其中,平时考核成绩根据学生的课堂考勤情况、课堂表现、平时作业完成情况来综合评定,实践考核根据课堂任务完成情况(包括协作能力、任务公开演示情况、任务答辩情况等)来评定,期末考核以卷面成绩来评定。课程的总评成绩按平时考核占25%、实践考核占15%、期末考核占60%来计算。通过实施上述课程考核方式改革,实现更充分地、全面地考量学生的综合素质与能力。
(四)建设课程教学资源库,拓展教与学空间
高职教育的特点,决定了课堂教学时间的有限性。在有限的时间内要完成既定的教学目标,又要让学生充分消化知识、提高专业技能,课程教学的难度不小。
目前,现代化信息技术已经成为提高教学质量的重要手段。构建网络教学资源库,既可以实现教学资源共享,又可以作为课堂教学的补充,为学生提供一个开放式的学习平台,拓宽学生的学习空间和学习时间。网络教学资源库包括课程教学文件库(含专业教学计划、课程教学大纲、课程教案)、教学课件库、试题库、制图国家标准、资源库论坛等多项教学资源信息。很多课堂上不易消化掌握的知识,或是课堂上来不及介绍的拓展知识,学生都可以通过教学资源库平台加以学习和了解。从而不断提高学生的自主学习能力,进一步促进课程的教与学。
(五)开展技能大赛,提升学生综合素质
关键词:专业课教学;虚拟装配;运动仿真;开发
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)41-0234-02
职业院校的最大特点,就是培养学生既要有一定的理论知识,又要有较强的实际动手能力。毕业生到单位后能很快适应本职工作,成为应用型的高技能人才。学生实际动手能力的提高主要体现在专业课的教学中,多年来由于受各种因素的影响,专业课的教学效果并不能令人满意。究其主要原因是现有专业课教材中许多装配图较为复杂,有些装配图不仅学生看不懂,新走上教学岗位的年轻教师也感到吃力,这些都直接影响了学生学习专业课的积极性。对此,尝试开发专业课主要机器设备虚拟装配及运动仿真软件,能使学生直观的了解机器设备的结构原理,进而进行虚拟装配,在虚拟装配熟练的基础上带动实际操作,从而改善专业课的教学效果。
一、以前专业课教学存中在的两种倾向
(一)专业课偏重于理论讲解,学生缺乏实际动手操作能力
1.近几年,由于招生规模的不断扩大,学校原有的实训条件已远远不能满足学生实训的需要,本该在实训车间完成的课程,由于实训条件有限,机器设备及其他维修课程不得不改为在教室里进行理论讲解;
2.新老教师交替更新,一些实践经验丰富的老教师退休或调离,许多新的、高学历的年轻教师走上讲台,他们理论功底扎实,但大多缺乏实践动手能力,因此,他们更偏重于将专业课教学改为在理论教室讲解;
3.实际操作耗能耗材,操作不当容易造成机器设备损坏,实训成本较高,在学校教学经费比较紧张的情况下,学校只有压缩这部分经费。因此,本应该在实训车间完成的专业课教学只能在理论课堂讲解,使得原本比较简单的机器设备结构、原理变得复杂、抽象不好理解,许多学生觉得专业课教学枯燥无味,有些干脆放弃专业课的学习。
(二)强调学生动手实践,忽视专业课教学质量的提高
为了改变这种单纯理论教学现象,提高学生实际动手能力,学校将专业课教学改到实训车间或到企业去上,这些做法虽然较前面有一定的进步,但通过实践发现还存在一些不足。主要表现有两点:
1.许多实习指导教师多年来养成侧重于实际操作的习惯,理论讲解较少,在简单讲解完机器设备的结构、原理后,让学生去实际拆装,学生只会机械地模仿拆卸装配,拆卸方法不清、操作盲目。加上学生对机器设备的结构、原理了解得并不充分,学生操作时经常不按拆装程序操作、出现野蛮拆卸,造成有些机器设备在很短的时间内精度严重受损,甚至有些干脆报废,后续班级没办法使用,达不到预期的学习目标。
2.有些学校把专业课学习放到企业进行,但企业是以生产为主,学生实习培训为辅,受生产环境影响,许多专业课的学习在企业得不到保证,使得专业课学习达不到预期效果。
二、虚拟装配及运动仿真软件的开发
针对以上专业课教学中存在的两种倾向,通过计算机辅助绘图软件使用,尝试开发专业课主要机器设备三维虚拟装配及运动仿真软件,使得学生的专业课学习更加直观、形象。
(一)确定开发小组成员及开发项目
开发专业课虚拟装配及运动仿真软件,是一项工作量大、涉及多方面知识的工作,除了要有较强的专业知识外,还要具有吃苦耐劳、勇于钻研的精神,由经验丰富的老师带领部分青年教师组成课题小组并吸收个别基础知识比较扎实的高年级同学参与其中。开发的项目本着由易到难的原则进行,从较为简单的化工管路的管件及阀门开始。如弯头、三通、大小头和管阀、球阀、蝶阀、磁力阀等,在积累了一定经验后,开发化工机器设备的各种泵,前后开发了单级离心泵、齿轮油泵、双吸泵、多级泵、磁力泵、屏蔽泵、往复泵等,在此基础上,对风机、列管式换热器等实习车间现有的机器设备进行开发。
(二)开发过程
整个开发过程步骤如下:
1.制定开发计划。为了使开发工作有序、按计划完成,开发前制定了详细的开发计划。计划包括开发各项目的时间段、主要内容、开发所需工具、量具、具体步骤及各分项目的主要负责人。
2.现场实际测绘。进入现场后,对装配体进行逐件拆卸,为了保证工作顺利进行,对每个拆下的零件编号,然后徒手绘出各零件的草图,对标准件测量其主要尺寸并确定型号,研究每个零件的装配方法并徒手画出装配示意图或装配草图,然后将机器设备恢复原位。
3.在工作室核对草图,对表达不清或尺寸不全的草图再重新核对、订正,对标准件核对型号及尺寸,理顺各草图之间的关系,保证各装配体的零部件草图及标准件、常用件型号尺寸齐全。在此基础上用计算机CAD软件画出各装配体的零件图及装配图(或装配示意图)。
4.根据零件图,用Slid Works软件画出各零件三维造型。在工作室进行二维草图绘制以及三维零件造型。为了提高效率,可将装配体的所有零件三维造型都绘制好以后,再考虑下一步装配。
5.用已经建好的三维零件进行机器设备的虚拟装配,在虚拟装配的过程中对装不进去的零件及时调整,将其尺寸及形状进行修改,然后重新装配。
6.完成装配体的拆卸及装配爆炸图,在爆炸图中分步骤将装配体装配及拆卸步骤逐项交代清楚。
7.利用Slid Works软件的制作动画功能,制作出各机器设备的拆卸和装配动画,在动画中强调拆卸和装配中注意事项及重点,以便引起学生学习时的注意。
三、采用虚拟装配及运动仿真软件在专业课教学中传授知识和技能
开发出专业课机器设备的虚拟装配及运动仿真软件后,配合机器设备的实体,指导教师在一体化教室的授课发生了根本性的变化。首先,指导教师对要拆装的机器设备进行介绍,用三维动画展示机器设备的结构原理,机器设备在在马达的带动下旋转起来,形象、直观、工作原理一目了然,增加了学生学习的兴趣和积极性,学生能够直观的掌握机器设备的结构和工作原理。其次,指导教师演示虚拟拆卸,利用Slid Works创建爆炸图,将机器设备上的零件按正确的拆卸顺序进行虚拟拆卸,在虚拟拆卸的过程中指导教师边虚拟装拆边告诉学生要点和注意事项,为了使学生真正消化吸收,对此可反复演示,(有条件的学校可让学生在电脑上反复练习虚拟装配)。第三,在学生掌握上述内容的前提下,指导教师再带学生到机器设备的实体前,实际演示机器设备的装拆过程。第四,分小组让学生实际装拆,指导教师巡回检查指导。第五,装拆结束后,指导教师及时总结,对存在的不足重新演示纠正。最后,指导教师让学生按正确的方法将机器设备装配好,恢复场地原有布局。
四、开发虚拟装配及运动仿真软件在专业课教学中的应用成效
1.通过开发专业课机器设备虚拟装配及运动仿真软件,有效地锻炼了课题组成员的综合能力,参与开发师生的徒手绘图能力、CAD绘图能力、Slid Works三维建模能力及专业知识和能力都有了显著提高。
2.通过开发和使用专业课机器设备虚拟装配及运动仿真软件,减轻了专业课指导教师的教学负担,学生掌握专业课的情况明显好转,教学成效显著。
3.减少了盲目拆卸和装配,耗材、耗能和零部件损坏情况明显改观,机器设备的使用寿命大幅度增加。
参考文献:
[1]袁锋.计算机辅助设计与制造实训图库[M].北京:机械工业出版社,2013.
[2]邓劲莲.机械产品三维建模图册[M].北京:机械工业出版社,2014.
[3]赵罘.常用机械机构虚拟装配及运动仿真40例[M].北京:机械工业出版社,2015.
[4]匡照忠.化工机器与设备[M].北京:化学工业出版社,2013.
[5]吴先文.机械设备维修技术[M].北京:人民邮电出版社,2014.
Application of Virtual Assembly and Motion Simulation Software Development in Specialized Course Teaching
JIA Ke-wen
(School of Mechanical Technique,Xin Jiang Institute of Light Industry Technology,Urumqi,Xinjiang 830021,China)
关键词: 高职《机械制图》课程 教学改革 教学内容 教学形式 教学实施
机械制图是研究绘制和阅读工程图样的原理和方法的一门学科,既具有系统的理论,又有较强的实践性。它研究的对象是机械图样,而图样被称为工程界的“技术语言”,掌握和运用好这样的特殊语言,对于机械、机电类专业的高职学生来说至关重要。它将为学生后续专业课的学习提供有力的前期准备,同时为培养学生的工程实践能力及为学生形成较强的创新意识和职业能力奠定坚实的基础。通过学习机械制图绘制和识读机械图样,设计师可以表达设计意图,工艺师可以进行组织生产,工人则可以根据图样表达的形状、尺寸要求进行生产,检验人员根据图纸要求进行检查鉴定。
对机电类高等职业而言,教育人才培养目标的定位就是为企业培养机械制造、生产、加工一线的高等应用型和技能操作型人才。作为专业主要基础课程的《机械制图》,同样必须服从人才的目标。根据调查可知,其工作过程的主要任务是绘制和识读简单图样,通过学习机械制图,正确理解图样内涵,忠实执行图样要求,准确实现图样设计目标,因此在课程中通过设置与生产过程一致的工作情景,培养学生识图能力。
作为机械大类诸多课程的选修课,机械制图课程的重要目的之一是为后续课程打下良好的基础,为进一步学习机械设计类、机械制造类和工程实践类后续课程提供必备的制图基础知识与基本技能。
课程主要教授对象为五年制高职一年级学生,为了更好地实施该项课程,制订《五年制高职机电一体化专业人才培养方案》,针对高职的培养目标,以能力为本位,组织骨干教师修订已有理论与实践教学大纲,构建新的课程标准,了解行业岗位能力对本课程知识与技能需求,及时调整课程内容,并结合教师调研及学生现状。由于学习本课程的学生是初涉专业知识的新生,读图能力和专业知识都很有限,对专业领域只停留在感兴趣和普遍的表面认识阶段,因此在教学实施中,通过采用多种教学手段,注重直观教学和学生空间想象能力的培养,针对上述分析进行相应课程设置。
由于传统教学模式下培养出来的学生难以较好地达到现有的人才培养目标,因此必须进行相应的课程的教学改革。按照高职教育教学规律的要求,要实现三个中心的转移,即以教材为中心向以职业岗位需求为中心转移;以教师为中心向以学生为中心转移;以课堂为中心向以工作过程和工作现场为中心转移。在理清了高等职业教育的这些新思路和新观念的基础上,对《机械制图》进行相应的教学改革,实行项目化教学。
一、教学总体设计思想
1.采用研究型教学方式。结合不同阶段的教学内容,布置多种开放性的训练题目,强化对学生能力的培养,鼓励学生通过研究问题,自觉拓展知识,最终解决问题。
2.采用结合工程实际的实践性教学方式。结合工程实际中典型的形体结构,通过与产品的加工过程紧密结合的工作任务,进行测量绘制,引导学生将形体结构和表达与工程实际相结合,从而加强了学生对制图基本能力的理解和掌握。
3.促进学生自主学习。通过提供内容丰富的、有针对性的项目任务书,使学生自主学习机械制图相关知识,达到“会学、会用”的要求。
二、教学内容
为了更好地做到课程建设与行业岗位能力需求的对接,对现有课程进行优化整合。把画法几何、公差与测量和金属材料学三门课程进行融合,将制图和测绘技术融为一体,以技术应用能力为主线突出课程的特色,突出实践教学,按照“基于工作过程,以任务为驱动、以行动为导向”的原则,改革教学内容,重新确定适合高职特色的教学内容。
为了改变过去将制图传统内容与现代产品实际分开,教材各章节之间的系统性、典型性的不足,根据工程上常见的零件种类和实际,把机械制图中涉及的内容分为轴类零件、盘盖类零件、叉架类零件、箱体类零件与装配图五部分。通过讲解零部件读图及绘制方法,布置相应工作任务,从特殊到一般,引导学生总结规律,进一步掌握常见零部件识读与绘制方法,使课程更具先进性、适应性及针对性。
三、教学形式
课程组织形式以集中讲课、集体参观和学生独立或分组进行研究式学习等多种方式进行。
1.集中讲课:教师集中讲解机械制图基本知识,零件图、装配图及标准件等的绘图方法,使学生对要掌握的知识有深入的了解。
2.集体参观:组织学生参观典型的机械加工过程,融入情境式教学,明确学习目的,激发学习兴趣。
3.独立学习:独立完成基本形体的分析和表达,培养学生独立思考、严谨求学的工作作风。
4.分组学习:学生以分组的协作学习方式,完成花键轴、泵盖和齿轮油泵拆装分析及表达。通过协作,培养学生合作意识,提高职业素养。
5.课堂讨论:根据教学任务,组织各种讨论,交流讨论不同产品的结构特点和加工过程,分析表达侧重点,扩大学生知识面。
在教学模式方面,采用研究式和抛锚式教学,由于制图课程的教学不同于其他专业基础课的教学,应突出直观性和应用性,需从课程特点出发考虑教学方法,通过在情境中,选择出与当前学习主题密切相关的真实性事件或问题作为学习的中心内容,让学生认识到问题与他们自身的关联性,激发学生的学习动机。
四、教学实施
在教学实施过程中,通过不断改进教学方法,修订教案,不断完善教学过程。积极采用基于项目化教学内容,同时制定项目任务书,通过指定工作任务、目的,布置相关工作内容,提出任务要求,增强学生独立思考、团结协作、合作创新的工作意识。项目化教学的最终成果质量虽然很重要,但项目化课程的真正价值体现在成果的“加工制作过程”,在此过程中学生显性知识和隐形知识的积累及专业技能、方法能力、社会能力的提高,才是我们真正的教学目的。因此项目化课程评价应更重视对实施过程的理性评价。在项目任务书中,在评价该项目时,分为过程性评价及结果性评价两部分,可以更好地评价学生学习积极性程度、课堂参与情况、合作创新意识,促进学生自主学习。通过改进评价方式,引导学生发现问题、分析问题和解决问题,以培养学生综合素质为根本目的,以全面发展为终极目标。
五、课程建设规划
为进一步推动教学改革,提升教学质量,从课程建设规划、师资建设规划、教材建设规划及实训设施建设规划四个方面着手。
在课程建设方面,要紧密联系社会实际,修订完善与专业人才培养方案相吻合、符合课程教学基本要求,具有高职特色的课程标准。课程内容与职业标准或认证考试的内容相对接,学生获得“制图员”国家职业资格证书。
在师资建设规划方面,通过大力引进或聘请具有丰富实践经验和高级技术职称的,具有企业操作背景的人才充实教师队伍,改善教师队伍结构。同时不断提高在编教师的专业素质。采取在岗培训,老、中、青教师传帮带,短期培训,在职进修,脱产进修,攻读硕士研究生等多种形式提高教师的学历结构和业务水平。
在教材建设规划方面,加强教学内容和课程体系改革,制定与人才培养方案相适应的校本教材。
1.加强教学内容和课程体系改革。实行机械制图课程内容与职业标准内容相衔接,具有鲜明的地方技术、职业教育与培训的特色。
2.广泛吸收先进的教学经验,积极整合优秀教改成果,进行校本教材的编写。
3.根据课程需要不断完善教学课件。
4.建立习题库,引导学生系统学习。
在实训设施建设规划方面,职业教育中关键是实训教学,这是最难的也是最重要的教学环节。实训教学应强调以企业需求为核心,以实际应用为导向,这样才能培养出受市场欢迎的人才,为进一步确保实践教学质量,目前对主要零部件及测量工具进行补充,作为长期发展应建立保证实践教学质量的实验室和稳定的校内外实习、实训基地。
六、主要特色及创新要点
1.建立基于应用背景的教学方式,增强学习的目的性和主动性。
在本课程中注重以生产实际为背景、以产品加工过程为线索组织教学内容。强调如何运用所学到的知识解决实际问题及为了解决实际问题需要学习哪些知识。学习的目的性更加明确,学生由被动学习转变为主动学习,不仅增强了学习的积极性,更重要的是加深了对所学知识的理解,既知其然又知其所以然,提高了解决实际问题的能力。
2.建立研究型的教学方式,增强学生自主拓展知识的能力。
改变单纯由教师传授知识、学生接受知识的传统教学方式,建立研究型教学方式,结合不同阶段的教学内容,布置了一些开放性的训练题目,强化对学生能力的培养,鼓励学生通过研究问题,自觉拓展知识,最终解决问题。
3.开展专题实践活动,提高解决问题的能力。
结合教学内容,安排了不同层次的实践活动,有参观、动手拆装、测绘等。这种在实践中学的方式调动了学生的积极性,强化了学生的实践意识和解决问题的能力。
4.积极采用基于多媒体技术的现代化教学手段。
用丰富多彩的多媒体课件取代粉笔和板书,显著增加了讲课信息量,提高了讲课效率,提高了学生的学习兴趣和积极性。
关键词:塑料模具;一体化;课程设计
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)29-0053-02
《塑料模具设计》是模具设计与制造专业的一门核心专业课,是一门综合性、实践性非常强的课程。随着社会发展,企业用人要求不断提高,急需既能看懂图纸、熟练掌握UG、Pro/E等软件,又具有实际操作技能的高素质技能型人才[1]。如何适应目前市场对本专业人才培养的要求,成为摆在高职院校教师面前的一个难题。
一、两轮课程教学实践总结
本人多年担任《塑料模具设计》课程的主讲教师。在教学实践中,进行了一些教学改革,取得了一些经验也存在着一些不足。在第一轮课程教学中,沿用了一般高职院校的教学模式,即把《塑料模具设计》课程作为一门纯理论课来上,选用的教材为沈言锦主编的《塑料工艺与模具设计》,教材内容分为四大部分共十章内容:(1)塑料。介绍塑料的基础知识、性能及常用塑料种类。(2)塑料成型的工艺与装备,简要介绍塑料成型的工艺过程及各种塑料成型设备。(3)塑料制品。介绍塑料制品的结构工艺性。(4)模具。介绍注射模、压缩模、压注模、挤出模、气动成型模具的设计。内容面面俱到,涉及内容广,但是教学效果并不理想,这主要表现在以下几方面。
1.学生的学习兴趣不大。课程的内容及教学安排像本科院校,教材内容枯燥,且知识量较大,我们高职的学生学习起来比较吃力,不愿意学习。
2.教学手段单一。《塑料工艺与模具设计》课程的核心是模具设计,课本中有大量的模具总装图及各种机构的示意图(如:各种顶出机构、侧向分型与抽芯机构等)。要求学生有较高的空间想象能力及分析能力,学生要读懂这些图的难度较大。
3.教学内容全面但重点不突出且缺乏实践。例如浇口的设计,课本一口气总结了九种浇口类型五条设计原则。学生根本就掌握不了,且没有实际的设计举例,使得学生就算死记硬背记住了,将来还是不会用。在第一轮教学实践的基础上,对模具课程的教学做了一些改革。以就业为导向、以能力素质为本位,确定一体化教学改革的方向。在课程的安排上,模具设计与UG课程一体化教学,取得了以下效果:①提高了学生的学习兴趣。相比单纯的讲解理论知识和软件操作命令。一体化教学的优点在于,可以使学生上课学习的理论知识迅速应用于模具设计中去,如:《塑料成型模具》课程“成型零部件设计”一节中首先说明了什么是分型面、分型面的分类、分型面选取的原则。这种概述性的知识内容较多、较抽象,学生很难完全掌握。然后安排上机,用UG软件,通过具体产品分型实例的讲解,使学生在掌握UG操作命令的同时,经一步加深对分型面的理解。理论知识迅速应用于模具设计的实践,大大提高了学生的学习兴趣。②丰富了教学手段。课本平面图很抽象,很难讲解。学生想象不出来的模具结构,在UG软件中把实体调出来,把相关的零部件分别隐藏和显示,就非常形象了,学生也很容易就可以看懂。③提高了学生设计模具的能力。通过一体化的教学,学生在学习模具设计理论知识和UG命令的同时进行简单和中等复杂模具的实际设计,提高了他们模具设计的实战能力。④丰富了考核手段。纯理论课的学习,一张试卷,很难考出学生的真实水平,也难以激发他们的创造力。一体化教学模具设计实例的考核,在考查学生知识掌握情况的同时,也考核了他们的创造力和实际应用知识的能力。
二、存在的不足
《塑料模具设计》课程的一体化改革,取得了一些成绩,但还存在不足。
1.在教学过程中,缺乏实物。由于教学计划安排不合理,模具拆装实训安排在模具设计课程的后面,学生学习了一学期的模具,却从未见过真实的塑料模具,对模具结构的理解是不深刻的。
2.模具设计纸上谈兵。模具设计是典型的弱理论的行业。很多的结构设计、参数的选择,靠的是经验。仅仅依靠设计手册,没有去相关的模具企业参观实习,这就使学生的设计缺乏实战。
3.设计效果没法检验。学生设计的模具不加工,不安装到注塑机上生产,设计中存在的问题仅靠任课教师来评价,不直观,学生认识也不够深刻。因此,有必要把模具零件加工实训和注塑生产实训跟模具设计课程贯通,整合在一起。
三、一体化教学改革
作为教学一线的教师,我深刻的认识到,要培养技术过硬的注塑技术人才,就必须对我们现在的教学体系进行改革,以满足新时期人才培养的要求。
1.教学目标。要进行课程教学改革,首先必须明确课程的教学目标。为了适应社会发展的需要,《塑料模具设计》课程教学目标要按照以任务为驱动、以工作为向导、以能力为目标的改革思路进行全面的设计,使其内容更细、更丰富、更具体、更具有操作性。《塑料模具设计》课程教学目标的设计我们围绕总体目标、能力目标、知识目标和素质目标来设计[2]。①总体目标。通过本课程的学习,使学生具有用UG软件设计中等复杂程度注塑模且具备模具加工、拆装和调试的能力。②能力目标。具有设计塑料注射模的能力;UG软件的使用能力;注射模具制造加工的能力。③知识目标。掌握塑料的分类、特性;掌握常用注塑模具的结构特点及相关零件的设计计算;掌握注射模拆装的基本常识;掌握注射成型机的操作及注射成型工艺参数的选择。④素质目标。设计是创造性的劳动,因此我们要培养学生独立分析问题、解决问题的能力;自我学习的能力;积极开拓创新的能力。
2.教学内容。在传统的《塑料模具设计》的教材里,学生很难抓住要领。按照哲学“实践―理论―再实践”的认知理论,我们把教学内容分为三个模块,即注塑模具拆装实验模块、塑料材料及制品的认知和注射模设计模块、典型注塑模具设计实训模块。①塑料模具拆装实验模块。学生在学习专业理论课程之前,首先要有感性认识。本模块主要包括几套典型塑料模具的拆装、测绘、总装配图绘制。②塑料材料及制品的认知和注射模设计模块。整合旧教学计划中的《塑料模具设计》课程和《UG NX标准教程》两门课程。③典型注塑模具设计与加工实训模块。
3.评价体系。要建立一体化教学体系,就必须建立相应的评价体系。显然以往一张试卷来考查学生的考试模式已经不再适用,需要建立完整的评价体系,综合考查学生的能力。评价体系包括:①基本知识的考查。包括塑料种类及特性的知识;塑料制品的结构工艺性的知识;注塑模具结构及零件设计的基本知识;UG注塑模块的基本命令。②基本操作能力考查。在模具拆装及测绘、模具加工的实训过程中,实习教师根据学生的表现给出学生的成绩。③综合素质考查。考查学生综合运用所学知识实际设计模具的能力。
四、面临的问题
1.师资问题。推行一体化的塑料模具设计课程体系,要求教师要有丰富的模具设计的实践经验,有大量的时间跟学生共同解决模具设计中遇到的问题。
2.设备问题。推行注塑模具设计与加工的一体化以后,实训设备不能在各平行班之间轮换使用,使得设备明显不足。要解决设备平时闲着都不用,大家一个时间挤着用又不够的问题。设想以下解决方案:各班采用不同的注塑模具设计实例,学时安排上有的设计少、加工多,有的设计多、加工少,交替进行。这样在一体化教学的过程中,既保证了各班级都有设备可用,同时也可提高设备的利用率。
参考文献:
[1]刘海庆.高职院校《塑料成型工艺与模具设计》课程教学改革与实践[J].科技信息,2008,(2).
[2]莫盛秋.浅谈《塑料模具设计》课程教改实践[J].常州信息职业技术学院学报,2009,(8).