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數(shù)控技術(shù)在現(xiàn)代制造技術(shù)中的應(yīng)用,最具代表性的是數(shù)控機床,所以數(shù)控機床的實訓應(yīng)是整個機械工程實訓的重點內(nèi)容之一,數(shù)控機床的實訓時間占訓練時間的比例應(yīng)大一些。常見的數(shù)控機床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床和數(shù)控加工中心,這3種機床的數(shù)量多,具有代表性。對于一臺數(shù)控機床來說,包括4方面的內(nèi)容:制造、操作、編程和維修。實訓的主要內(nèi)容以操作、編程和加工簡單的零件為主,增加學生的感性認識為主要目的。
1.1合理安排數(shù)控機床實訓的時間
由于機械工程實訓總學時的限制,青島農(nóng)業(yè)大學機械專業(yè)學生共實習4周。數(shù)控機床實訓的內(nèi)容較多,在訓練時間的安排上,數(shù)控車床2天、數(shù)控銑床和加工中心2天、其他數(shù)控機床1天,這樣既重點突出又全面。數(shù)控機床應(yīng)用了先進的數(shù)控技術(shù),和普通機床的實訓相比,講解的時間會多一些。一般操作講解、黑板上指令講解的時間約占1/2,讓學生能較深刻地理解數(shù)控機床是如何加工零件的;學生操作機床加工零件的時間約占1/2,使學生有較充足的時間增強對數(shù)控機床加工零件的感性認識。總之,實訓的重點雖為實踐,數(shù)控機床訓練的特點又決定了講解占了約一半的時間。
1.2合理安排數(shù)控機床實訓的內(nèi)容和方法
在數(shù)控機床實訓中,操作、編程和加工零件是主要內(nèi)容。首先對照機床講解基本的操作;然后學習數(shù)控的編程知識;最后加工出零件。編程方法的講解,只能在黑板上講解組成程序的指令字、程序的格式等,然后編寫一個簡單的程序。數(shù)控機床的坐標系是主要內(nèi)容之一,機械坐標系、工件坐標系(編程坐標系)的概念,它們的作用是什么,必須結(jié)合編程才能講清楚。數(shù)控機床是按程序自動加工零件的,刀具沿程序指令的刀路運動切削工件,刀路的位置必須使用坐標系描述。所以,首先講清各種坐標系的概念,進而才能講清對刀等關(guān)鍵的概念,才能理解為什么在編程坐標系下編寫的程序可以在機床上加工出零件等問題。數(shù)控機床的實訓內(nèi)容應(yīng)與數(shù)控機床理論課的內(nèi)容相輔相成,各有側(cè)重,通過數(shù)控機床的實訓為下一步學習數(shù)控機床理論課打下良好的基礎(chǔ)。數(shù)控機床實訓應(yīng)以機床操作、編程、日常保養(yǎng)和安全使用為基本內(nèi)容,重點應(yīng)放在編程和操作上。通過基本編程知識和操作的學習,學生可具備基本的編程和操作能力,為了提高學生的實訓興趣和創(chuàng)新意識,可以讓學生自己設(shè)計一個簡單的零件,自己編程,經(jīng)指導(dǎo)教師檢查無誤后上機加工;或者編程加工一些有趣的零件。如:數(shù)控車床上可以加工仿真子彈、仿真酒瓶等;數(shù)控銑床上可以加工一些漢字,如“歡迎實習”等。
1.3手工編程和自動編程
數(shù)控編程分手工編程和自動編程,形狀復(fù)雜的零件加工程序只能由計算機自動編程來完成。在實訓內(nèi)容上,應(yīng)手工編程和計算機自動編程并重。手工編程是數(shù)控車床實習的基本內(nèi)容,通過手工編程加工簡單的小零件,是普遍采用的訓練方法。但隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,CAD/CAM在機械加工中的廣泛應(yīng)用,計算機自動編程也應(yīng)是數(shù)控機床特別是數(shù)控銑床實習必講內(nèi)容之一。由于實訓時間的限制,這部分的內(nèi)容較多。所以,可以精簡為由實習指導(dǎo)教師通過一個例子演示給學生看,邊演示邊講解,講明形狀復(fù)雜及包含曲面的零件或模具的加工必須用計算機自動編程的方法編程,然后加工成所需的零件或模具。自動編程是通過計算機軟件完成的,常用的具有計算機編程功能的軟件有:CAXA、UG、Cimatron、Pro/E等。1.4數(shù)控機床仿真軟件的應(yīng)用機械工程實訓場地往往有限,數(shù)控機床價格較貴,配備的數(shù)控機床的種類和數(shù)量有限,平均到每一名學生的上機操作時間較少。為了解決這個矛盾,可以安排一定的時間,讓學生在機房使用數(shù)控機床仿真軟件練習數(shù)控機床的操作、編程和加工仿真。也可以不做統(tǒng)一安排,讓學生課后根據(jù)自己的情況自由上機練習。數(shù)控機床實訓的內(nèi)容多,時間相對較少,一定要制訂詳細可行的實訓計劃,明確每天的訓練任務(wù)、訓練目的、訓練方法和訓練設(shè)備。這樣學生面對從未見過的設(shè)備就不會感到茫然,教師指導(dǎo)學生也會有條不紊,順利完成實訓任務(wù)[5]。
2演示教學法的應(yīng)用
2.1什么是演示教學法
由于機械工程實訓總學時的限制,學生不可能自己動手操作每一種機床,特別是一些比較危險、貴重和精密的設(shè)備,比如高壓水切割機床、三坐標測量機以及電火花線切割、電火花成型等機床。為了解決這個矛盾,基于學校的實際情況,采用了演示教學的實訓方法。所謂演示教學法即指導(dǎo)教師講解機床的加工原理、操作方法、編程方法,然后自己操作機床加工一個零件演示給學生看。通過演示教學的實訓方法,解決了實訓內(nèi)容多時間少、機床有限及教師有限的矛盾,還可以給學生打下進一步學習研究的基礎(chǔ)。
2.2以電火花線切割為例
電火花線切割屬于特種加工,特種加工是利用電能、化學能、光能或聲能等能量對工程材料進行加工的工藝方法。在特種加工中,加工工具(廣義的刀具)、加工工件與傳統(tǒng)的機加工不同,一般不是采用機械力加工,在實習時學生首先會想到加工工具是怎樣加工工件的。所以實習指導(dǎo)教師在實習的開始,應(yīng)首先講明電火花線切割的加工原理。實習步驟如下:(1)指導(dǎo)教師啟動機床,用薄鋼板切割一個小五角星演示給學生看。學生發(fā)現(xiàn)一根很長的光滑的金屬鉬絲可以切割鋼板時,一定會感到吃驚,想知道它的加工原理是什么。(2)在切割小五角星的過程中指導(dǎo)教師講解加工的原理,舉一個日常生活中簡單的電火花放電的例子:我們平時開關(guān)電器或插拔插頭時,會發(fā)現(xiàn)有時有電火花放電,嚴重時開關(guān)或插頭的導(dǎo)電部位有被燒的痕跡,甚至掉渣。電火花線切割的加工原理就是利用電火花放電產(chǎn)生的熱量使金屬被燒腐蝕而起到切割的作用。講完這個常見的現(xiàn)象后,再講電火花線切割的加工原理,學生就感到易于理解了。(3)指導(dǎo)教師再講解機床的操作方法。(4)簡單講解編程的方法,整個過程大約45min。
3多媒體技術(shù)在機械工程實訓中的應(yīng)用
隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,計算機的多媒體技術(shù)和仿真技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于各行各業(yè)。機械工程實訓是一種實踐教學活動,但是計算機的多媒體技術(shù)和仿真技術(shù)在機械工程實訓中也能發(fā)揮重要的作用。由于實訓的內(nèi)容不可能面面俱到,在學生實習完基本的內(nèi)容后,可利用多媒體技術(shù)補充和總結(jié),會起到良好的教學效果。
4結(jié)束語
在課堂教學中,積極探索教學方式、教學手段和考核方式的改革.摒棄傳統(tǒng)的填鴨式教學方式,結(jié)合計算機仿真技術(shù),注重采用啟發(fā)式、討論式、案例式等教學方式,讓學生參與到課堂教學中,充分調(diào)動學生學習的積極性、主動性,采取循序漸進、深入淺出的方法引導(dǎo)學習[5].數(shù)控課程一般分成6大教學模塊,包括數(shù)控原理及系統(tǒng)、數(shù)控加工工藝設(shè)計實訓、數(shù)控車削仿真加工、數(shù)控銑削仿真加工、加工中心仿真加工、數(shù)控電火花線切割仿真加工與其它特種加工技術(shù)、仿真模擬數(shù)控機床故障診斷與維修綜合實訓[6].課程內(nèi)容比較豐富,相應(yīng)地對教學手段的要求也比較高.在課堂教學手段方面,注重多媒體教學的輔助作用.如在講解機床結(jié)構(gòu)和刀具選擇的內(nèi)容時,用三維動畫和實物模型能夠較形象地介紹抽象的內(nèi)容[5];講解機床工作原理時,用動畫模擬配合現(xiàn)場零件加工演變圖片能增加課堂的趣味性,加深印象.在涉及到某些常見金屬材料的加工時,可以多插入一些圖片,加深學生對該性能材料的感性認識,并配合刀具實物進行講解不同的加工工藝應(yīng)該選擇什么樣的刀具.具體以某些現(xiàn)場的產(chǎn)品為例,比較不同的加工方法的區(qū)別和聯(lián)系.產(chǎn)品加工方法的選擇涉及到產(chǎn)品的加工質(zhì)量、加工效率和加工成本,是一個合格生產(chǎn)管理者的必備知識,使學生明白數(shù)控加工不僅僅是加工出一個產(chǎn)品,更要從企業(yè)角度出發(fā),如何在保證質(zhì)量和效率基礎(chǔ)上提高加工的經(jīng)濟性,使三者統(tǒng)一.充分發(fā)揮多媒體輔助優(yōu)點,不能把多媒體簡單地作為翻頁器,重點內(nèi)容都要標注出來,事先把課件發(fā)給學生,讓學生對上課內(nèi)容提前預(yù)習,在課堂教學中能夠積極參與進來,充分調(diào)動學生學習的主動性,極大地提高了課堂的教學質(zhì)量和學習效果.除了常規(guī)課堂面授和實訓外,上機仿真手段也必不可少.實踐證明,在篇章內(nèi)容講解完后,穿插上機仿真練習可以加強對課堂理論知識的鞏固.在計算機平臺上,目前主流是CAD/CAM軟件.要求學生至少掌握CATIA、POWMILL、PROE、UG、CIMATRON、CAXA和MASTERCAM等三維軟件中的一種.在CAD上進行零件建模,利用CAM模塊自動生成刀具軌跡并在線仿真,最后生成NC代碼,同時要求學生進行手工編程,并進行自動編程和手工編程的比較,分析兩者優(yōu)劣.此仿真實踐教學過程既體現(xiàn)先進制造技術(shù)內(nèi)涵,又充分培養(yǎng)學生設(shè)計、分析和動手操作的能力,是提高應(yīng)用型學科教學質(zhì)量的有效嘗試[6].此外,課堂內(nèi)容還包含指導(dǎo)學生學會查閱資料,豐富課外知識,要求在大作業(yè)總結(jié)報告上體現(xiàn)相關(guān)內(nèi)容.鼓勵學生利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù),加入數(shù)控加工QQ群或知名的數(shù)控加工網(wǎng)站如“中國模具視頻網(wǎng)”等,學會利用優(yōu)秀的工程師們和豐富的論壇知識提供的常規(guī)教學外的巨大資源.
2考核方式的改革
考核方式的改革主要改變以往由期末試卷得分決定成績的方式,將學生總成績分三大部分,包括期末卷面成績、實訓成績和大作業(yè)成績.該考核方式更強調(diào)考核學生的專業(yè)知識應(yīng)用能力.其中期末成績主要考核學生的基礎(chǔ)理論知識掌握水平;實訓成績是考核學生的常規(guī)實踐水平;大作業(yè)考核是在前兩者結(jié)合基礎(chǔ)上考察學生綜合能力,教師對學生作品的質(zhì)量進行檢測,對學生的整個任務(wù)實施過程進行分析評價,指出存在的問題.學生將針對存在的問題,通過老師的指導(dǎo)和與同學的交流討論得以解決,達到對知識的進一步掌握.最后,學生結(jié)合具體的加工對象,加工過程的情境,對數(shù)控加工大作業(yè)的設(shè)計、加工工作進行總結(jié),撰寫任務(wù)總結(jié)報告,對在完成大作業(yè)任務(wù)中所用到的基礎(chǔ)理論知識點與技能點進行梳理總結(jié),以便深層次地理解和掌握,從而改變傳統(tǒng)教學對知識死記硬背的狀況[7].
3結(jié)語
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.
關(guān)鍵詞:CDIO模式;材料成型及控制工程;鑄造;綜合實訓
Key words: CDIO mode;material shaping and control engineering;casting;syntheses training
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2016)35-0205-02
0 引言
CDIO工程教育模式是麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學共同探索研究、創(chuàng)立的教育理念,是歐美20多年以來的工程教育改革的成果。CDIO代表構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(Design)、實現(xiàn)(Implement)和運作(Operate),它是以項目為載體、以項目為主導(dǎo)進行實施的,是“基于項目教育和學習”的集中體現(xiàn)。按CDIO模式進行教學安排,通過項目設(shè)計將整個課程體系有機地、系統(tǒng)地結(jié)合起來,可以實現(xiàn)學生知識、能力和素質(zhì)的共同發(fā)展,提升應(yīng)用型高等教育的教學水平,更好地為企業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)崗位需求的高素質(zhì)、應(yīng)用型工程技術(shù)人才,是當前大批普通高校向應(yīng)用技術(shù)型大學轉(zhuǎn)型發(fā)展廣泛采用的教學模式。
南陽理工學院地處河南省南陽市,是一所地方性應(yīng)用型本科院校,“地方性”和“應(yīng)用型”是學校的特點,也是立校之本。材料成型及控制工程專業(yè)是2012年機械與汽車工程學院新增專業(yè),專業(yè)開設(shè)的初衷就是服務(wù)南陽市材料成型行業(yè)。南陽市的材料成型行業(yè)發(fā)達,其中鑄造行業(yè)占主導(dǎo)地位,根據(jù)南陽市制造業(yè)的特色以及南陽理工學院服務(wù)地方經(jīng)濟的宗旨,材料成型及控制工程專業(yè)的辦學定位就是以鑄造為主,兼顧鍛焊。
材料成型及控制工程專業(yè)的培養(yǎng)內(nèi)容不僅包含掌握材料學科的理論知識,如金屬學基礎(chǔ)、材料成型原理等,還要求具備大量機械類專業(yè)的基本能力,如模具設(shè)計及加工能力。材料成型及控制工程專業(yè)是一個理論性與實踐性要求都很高的,寬口徑、多方向的專業(yè),畢業(yè)生主要在生產(chǎn)一線從事技術(shù)工作,這就要求學生必須有扎實的理論基礎(chǔ),還要有很好的動手實踐能力。綜合實訓是一種很好的將理論基礎(chǔ)與動手實踐能力相結(jié)合的實踐教學環(huán)節(jié)。
1 基于CDIO模式設(shè)置實訓環(huán)節(jié)
根據(jù)該校材料成型及控制工程專業(yè)的辦學定位,綜合實訓的設(shè)置以周邊鑄造企業(yè)實際生產(chǎn)的鑄件作為項目依托,結(jié)合學校軟硬件條件,按照CDIO模式構(gòu)思―設(shè)計―實施―運行四個環(huán)節(jié)設(shè)置實訓環(huán)節(jié)。實訓具體環(huán)節(jié)包括:企業(yè)現(xiàn)場調(diào)研選題環(huán)節(jié)、鑄造工藝設(shè)計環(huán)節(jié)、鑄件制造環(huán)節(jié)、檢驗總結(jié)驗收環(huán)節(jié)。
1.1 構(gòu)思――企業(yè)現(xiàn)場調(diào)研選題環(huán)節(jié)
根據(jù)人才培養(yǎng)方案的要求,聯(lián)系周邊校企合作單位,帶領(lǐng)同學到企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場進行參觀實習,并從企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場選取難度適合的鑄件,作為綜合實訓的工程項目,以整體項目的形式下發(fā)學生,供學生選擇。學生5~7人分成一組,分組按照能力均衡的原則進行,每組內(nèi)既有基礎(chǔ)知識扎實的、也有設(shè)備機床操作熟練動手能力強的同學,每組制定一名同學作為組長,負責整個項目組每位成員的工作任務(wù)指派以及任務(wù)時間節(jié)點控制。各項目組選定題目后,在指導(dǎo)教師的協(xié)助下,分析項目的需求,開始進行文獻檢索工作,通過圖書館、網(wǎng)絡(luò)等形式查找項目相關(guān)的文獻資料,結(jié)合在企業(yè)參觀實習心得,策劃項目的具體實施方案,指導(dǎo)老師審核后進入下一環(huán)節(jié)。
1.2 設(shè)計――鑄造工藝設(shè)計環(huán)節(jié)
指導(dǎo)老師協(xié)助項目組組長制定設(shè)計環(huán)節(jié)項目進展計劃,根據(jù)每名組員特點安排鑄造工藝的設(shè)計工作,明確每名組員的具體工作內(nèi)容及時間節(jié)點,將鑄造工藝設(shè)計環(huán)節(jié)劃分為三維建模、澆注系統(tǒng)設(shè)計、鑄造工裝設(shè)計、繪制二維工程圖、編寫鑄造工藝卡,鑄造模擬軟件分析等環(huán)節(jié),落實到每名組員。在此環(huán)節(jié)中,培養(yǎng)組員的團隊合作精神,以及《鑄造工藝學》、《鑄造合金及其熔煉》、《鑄造模具設(shè)計》等核心理論課程的知識的綜合運用。在設(shè)計的環(huán)節(jié)中,不僅要設(shè)計出合理的工藝方案,方案還必須具備可行性,即能夠在預(yù)定時間內(nèi),在學?,F(xiàn)有的實驗加工設(shè)備條件下能夠?qū)崿F(xiàn),要根據(jù)現(xiàn)場狀況及時調(diào)整初步設(shè)計方案。
1.3 實施――鑄件制造環(huán)節(jié)
鑄件制造環(huán)節(jié)主要培養(yǎng)動手操作能力,分為鑄造工裝加工、熔煉澆注兩個主要環(huán)節(jié)。在完成對前述環(huán)節(jié)方案的優(yōu)化調(diào)整后,開始項目的實施環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)工作量較重,老師指導(dǎo)項目組組長合理分配工作任務(wù),保證各個環(huán)節(jié)之間運行的連貫性,落實時間節(jié)點任務(wù)。通過該環(huán)節(jié)的進行,可以培養(yǎng)學生協(xié)同合作精神,以及機械加工方面、熔煉設(shè)備操作方面的專業(yè)技能。完成該環(huán)節(jié)后,項目要求的鑄件已經(jīng)制造完成,經(jīng)初步檢查后,進入下一個環(huán)節(jié)。
1.4 運行――檢驗總結(jié)驗收環(huán)節(jié)
在獲得項目要求的鑄件之后,要對鑄件進行嚴格的檢驗。進行鑄件的尺寸測量,性能測試、金相組織分析,并撰寫質(zhì)檢報告,并以項目組為單位進行總結(jié)匯報,每名組員都必須就某一設(shè)計生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行講解。老師作為產(chǎn)品客戶方,對產(chǎn)品、質(zhì)檢報告以及設(shè)計生產(chǎn)流程文件進行審核。該環(huán)節(jié)培養(yǎng)學生的表達展示自己的能力,給學生灌輸工程項目的最終目的是向客戶提供合格產(chǎn)品和優(yōu)異服務(wù)的理念。
2 實訓的條件保障
按照CDIO模式開展綜合實訓活動,要求學校必須具備一定的軟硬件條件。
首先,實驗硬件方面,必須有足夠的機械加工設(shè)備以及熔煉澆注設(shè)備。目前南陽理工學院的金工實習基地、先進制造技術(shù)實驗室擁有數(shù)量較多的常規(guī)加工設(shè)備,如銑床、車床、鋸床、鉆床、數(shù)控加工中心,以及特種加工設(shè)備如電火花、線切割等。材料成型及控制工程專業(yè)實驗室有中頻感應(yīng)電爐、坩堝熔煉爐、熱處理爐、鋁合金精煉設(shè)備等全套的熔煉澆注設(shè)備及工具,以及三坐標測量儀、直讀光譜儀、綜合力學性能試驗機、金相顯微鏡、掃描電鏡等實驗檢測設(shè)備。軟件方面,學院機房擁有的二維三維繪圖軟件以及鑄造模擬軟件ProCAST,用于鑄造工藝工裝的設(shè)計。
其次,指導(dǎo)教師必須是雙師型教師。實訓的指導(dǎo)教師均是有企業(yè)工程實踐背景的教學經(jīng)驗較豐富的教師,能夠幫助學生解決在項目實施過程中遇到的各種工程難題。
最重要的是必須有企業(yè)的合作。目前南陽市及周邊7家規(guī)模較大的鑄件生產(chǎn)企業(yè)均設(shè)有學院的校企合作實習實踐基地,可以為綜合實訓提供多樣性的題目及技術(shù)支持,可以實現(xiàn)“真題真做”,達到CDIO模式要求的的項目化教學安排。
3 實訓的實施
綜合實訓一般開設(shè)在第7學期最后四周,是畢業(yè)設(shè)計前最后一個教學環(huán)節(jié)。各環(huán)節(jié)任務(wù)以及時間節(jié)點如下所示。
企業(yè)現(xiàn)場調(diào)研選題環(huán)節(jié)3天,包括實訓動員及安全教育、企業(yè)現(xiàn)場參觀實習選題、資料收集整理、制定項目總體實施方案。
鑄造工藝設(shè)計環(huán)節(jié)5天,要求繪制鑄件三維模型、設(shè)計澆注系統(tǒng)、設(shè)計鑄造模具、繪制工裝二維工程圖、制定熔煉工藝、編寫鑄造工藝卡,鑄造模擬軟件仿真分析。
鑄件制造環(huán)節(jié)8天,要求加工鑄造模具和其他輔助工裝、進行熔煉前準備工作、熔煉合金、配制型砂、造型或金屬型直接澆注、鑄件清理、熱處理。
檢驗總結(jié)驗收環(huán)節(jié)4天,鑄件的尺寸測量、成分測試、力學性能測試、金相組織分析,撰寫質(zhì)檢報告,項目總結(jié)材料、演示匯報。
4 實訓的考核體系
實訓的考核體系是對學生的實踐環(huán)節(jié)教學目標是否實現(xiàn)及實現(xiàn)程度的綜合價值判斷,不能簡單地使用一個分數(shù)來評價,而必須是一個綜合指標,是一種過程考核加最終產(chǎn)品質(zhì)量考核的符合模式。每個環(huán)節(jié)完成后都要求對項目組每名組員對項目的貢獻度進行量化考核,作為每個環(huán)節(jié)的成績,其中貢獻度包括:考勤、小組討論方案記錄、分配任務(wù)的完成度以及時間節(jié)點的控制情況。該部分成績占總成績的60%。最終產(chǎn)品質(zhì)量考核以項目產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣進行打分,占總成績的40%,按企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量要求對鑄件打飯,包括鑄件尺寸、材料、粗糙度、力學性能、金相組織等內(nèi)容。打分過程采用學生互評和導(dǎo)師評定相結(jié)合的形式進行,充分調(diào)動學生的積極性和責任心。
5 存在的不足
在四周內(nèi)獨立完成整個鑄件制造的全流程,包括工藝設(shè)計、工裝加工、熔煉、澆注、鑄件檢驗等環(huán)節(jié),內(nèi)容繁雜,為了保證完成度,項目只能選用企業(yè)相對簡單的鑄件,對于工程認證要求的復(fù)雜工程問題處理能力的要求還有一定的差距,后續(xù)將進一步增加綜合實訓時間和更新實驗加工設(shè)備等手段,逐步增加項目難度,更加貼近現(xiàn)場,貼近生產(chǎn)實際。
6 結(jié)束語
綜合實訓是南陽理工學院材料成型及控制工程專業(yè)學生進行畢業(yè)設(shè)計前,最后也是最全面的一次專業(yè)技能的綜合訓練。綜合實訓實施效果的好壞,直接關(guān)系到學校的人才培養(yǎng)質(zhì)量的優(yōu)劣。按照CDIO模式開展的綜合實訓,以企業(yè)真實產(chǎn)品為項目目標,比對鑄造企業(yè)的實際的生產(chǎn)檢驗流程,設(shè)置實訓環(huán)節(jié),開展的以項目為引導(dǎo)和主要載體的實踐教學,使學生成為教學過程的主體,參與項目的構(gòu)思―設(shè)計―實施―運行全過程。經(jīng)過綜合實訓環(huán)節(jié)的訓練,既提高了學生學習的積極性和主動性,又可以使學生靠近生產(chǎn)實踐,縮短從課堂到車間的空間距離,從普通大學畢業(yè)生到合格現(xiàn)場工程師的時間距離,從而提升學生的專業(yè)技能,提高了就業(yè)競爭力。采用CDIO模式開展綜合實訓,符合當代工程教育的發(fā)展趨勢,為未來學校進行OBE工程教育模式改革,奠定良好的基礎(chǔ)。
參考文獻:
[1]顧佩華,沈民奮,陸小華,等.重新認識工程教育――國際CDIO培養(yǎng)模式與方法[M].高等教育出版社,2009,04.
[2]何柏海.模具專業(yè)綜合實訓模式的改革與探討[J].模具制造,2010(5).
[3]葛茂忠.模具專業(yè)課程體系的改革與實踐[J].機械職業(yè)教育,2009(9):34-36.
關(guān)鍵詞:項目教學法;特種加工;實踐能力;能力突破
一、項目教學法及其特點
項目教學法與傳統(tǒng)教學方法相比。在人才培養(yǎng)方面獨具特色:
第一,注重知識的應(yīng)用。項目教學有效地建立了課堂與社會的聯(lián)系。這是由項目的屬性決定的。項目是圍繞所學理論知識設(shè)計的具有一定現(xiàn)實意義的任務(wù)。在完成項目的過程中,學生需要用所學理論解決現(xiàn)實問題,使學生的理論應(yīng)用能力得以提升。
第二,注重學習的主動性。在項目教學法中。學生獨立或者以小組形式自主收集信息、設(shè)計方案、實施項目.并且參與最終的項目評價。在學習中,學生成為主體,這可充分調(diào)動學生學習的積極性。教師的作用也發(fā)生了變化,教師從理論的灌輸者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W習的輔導(dǎo)者。
第三,注重學習的探索性。學生在學習過程中,不是從教師那里得到現(xiàn)成的答案。而是通過一些探索環(huán)節(jié)學到知識。項目需要學生經(jīng)過探索過程發(fā)揮創(chuàng)造能力。
第四,注重培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)。項目是第四,注重培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)。項目是具有一定現(xiàn)實意義的任務(wù)。因此在完成項目的過程中能夠鍛煉學生多方面融入社會的能力。這些能力包括:實踐能力、觀察能力、自學能力、分析能力、管理能力、應(yīng)變能力、交流能力,等等。
第五,注重學習過程中的相互合作。較復(fù)雜的項目需要學生以小組形式共同完成。在這過程中,小組成員能夠起到相互啟迪、相互補充的作用。與他人的協(xié)作能力。是現(xiàn)代企業(yè)人必備的一項素質(zhì),項目教學有利于培養(yǎng)這方面的素質(zhì)[1]。
二、常用的教學模式
項目教學法本質(zhì)上是依靠師生共同參與一個完整的項目而進行的一項教學活動。在具體過程中,教師依據(jù)具體的工作過程將該項目細分為若干個模塊,每個模塊又可以分解為一系列的任務(wù)并與特定的知識點建立關(guān)聯(lián)。
三、角色的轉(zhuǎn)變的必要性
傳統(tǒng)的項目教學法是通過教師的教學指導(dǎo),使學生把一個或若干個獨立的項目分解并完成。在特種加工實訓教學中引入項目教學法之后,在原有的單調(diào)理論知識和機床操作的基礎(chǔ)上,按項目進行教學,使學生在做中學,教師在做中教。教法優(yōu)點很多,但是有缺陷存在:
首先,教師面對的不是一個學生,而是一組或者一個班級的學生,在教學的時候不能保證涵蓋整個學生。站位有前有后,注意力有集中和松懈的,有的想認真聽,但是如果被擠在隊伍后面,也是聽不清楚,教學效果未必有預(yù)想的要好。其次,由于存在成績獎學金的競爭,學會的學生不太愿意與同樣實力但是沒有聽清楚的同學分享知識。
最后,對學習沒有熱情的同學,單靠最后加工出的零件作品是否合格是無法制約他的學習,在正??荚嚨臅r候抄襲其他同學的成品,也會及格,對理論知識沒有掌握,在變化的機械加工生產(chǎn)中就不能自如的運用知識。以上三點是造成了教學沒有達到預(yù)期效果的原因。
四、角色轉(zhuǎn)變優(yōu)勢具體實施過程
轉(zhuǎn)換教學角色,加強學生自主、自探、自研、自提高的學習方式。為了對每種方式結(jié)果進行更準確的分析,我們把總?cè)藬?shù)201人的機制專業(yè)學生分成20組,每組10人,剩余一人跟隨教師做記錄。其中按以往成績和能力劃分均等,保證每組都有優(yōu)良差學生混搭。
第一組以7組進行這種方式進行學習。按項目進行教學,使學生在做中學,教師在做中教。教師為主導(dǎo),學生為主體。正常的進行項目教學任務(wù)。
第二組以6組進行這種方式進行學習。由教師整體做幾遍,之后教師不再參與,讓同學們自己以組為單位討論進行練習加工。分發(fā)教師操作錄像,提供課下臨摹與學習。
第三組以7組進行這種方式進行學習。由教師挑出每組的優(yōu)秀學生,與學生一起進行探討教學學習,首先進行實踐操作,之后進行會談研討,最后再進行問題解答與細節(jié)指正。之后分組進行學習,讓優(yōu)秀學員負責組長一職,負責教會學生們的所有應(yīng)用知識點。教師對各個組進行不間斷問題答疑。
這三組的教學活動中,有相同之處,都是首先教師進行教學,但是不同之處在于在教室教學之后對學生們的學習方式分配不同。第一組為邊學邊做,教師教,學生學。第二組為學生學完之后繼討論論學習再討論再學習。第三組為教師教會一部分同學,之后由這部分同學進行持續(xù)的教學活動,對于大家都弄不明白的問題,教師給予幫助。
測試結(jié)果如下:考核項/組別一組二組三組理論平均值908785實踐平均值949495分析平均值858095獨立操作平均值859094協(xié)作能力平均值818987創(chuàng)新能力平均值787591合計513515547
從統(tǒng)計表格中我們不難發(fā)現(xiàn),第三組的綜合分值最高。其中實踐、講述、獨立操作能力和創(chuàng)新能力都高于其他二組。特別是創(chuàng)新能力更是顯現(xiàn)突出。
五、實踐結(jié)果的總結(jié)
項目教學可以整合教學資源,將不同課程內(nèi)容組合在一起.將教學活動設(shè)計成為學生和教師克服學科教學所造成的知識和技能條塊分割的過程。鼓勵使用課程學習的一切資源,建構(gòu)良好的知識獲取和技能訓練網(wǎng)絡(luò),開展協(xié)作互動式的學習,獨立地、有評價性地思考問題,理解所學,交流成果[2]。
總之,項目教學法的特征與高職培養(yǎng)目標相一致,這為高職教育中應(yīng)用項目教學法提供了廣闊的空間。但目前還處于探索階段。高職教育中的項目教學還存在較多的問題,有待深入研究。本文提到的問題及解決對策。是這方面的初步探索,也需進一步的完善。(作者單位:遼陽職業(yè)技術(shù)學院)
參考文獻:
關(guān)鍵詞:模具;特種加工;解惑;項目教學
中圖分類號:G718.5 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)36-0079-02
一、前言
模具特種加工技術(shù)是直接利用電能、光能、化學能、電化學能等進行加工,可以加工高強度、高硬度、高韌性、高脆性、耐高溫等材料,主要有電火花成型加工、數(shù)控線切割加工等,是模具設(shè)計與制造、數(shù)控應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的重要課程。模具特種加工技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)中具有重要地位,從業(yè)人員技術(shù)要求高,市場需求大。
為了培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才,目前模具特種加工課程主要采用的是傳統(tǒng)教學方式和項目教學模式,項目教學是以學生為中心而設(shè)計的一種教學模式,更適合于學生技能的掌握,但在實際教學中,無論是傳統(tǒng)教學還是項目教學都似乎缺少點什么,學生接受新知識的能力和速度仍然不很樂觀,自我約束和自我學習創(chuàng)造能力并未得到充分體現(xiàn)。如何能提高學生的學習興趣和動力,如何讓學生自主自發(fā)的學習,并能快速適應(yīng)市場需求,成為技術(shù)能手,成為市場的搶手資源,是廣大教師需要思考和探索的問題。
古人有云:師者,傳道、授業(yè)、解惑也。授業(yè),即專業(yè)技能培養(yǎng),是教師們絞盡腦汁要解決的問題,并且取得了一定的成果,比如項目教學,實訓教學,多媒體教學等。而解惑卻似乎做的還不夠。對于學生來講,模具特種加工技術(shù)是一門新課程,學生在學習前是否已經(jīng)準備好,他們了解這門學科嗎?都有哪些困惑?如果我們能深度剖析學生的困惑,研究學生的思想認識、認知規(guī)律、心理變化等問題,給學生一個清晰的認知和方向,將會使教學事半功倍。我們要的不是學生被動地接受知識,而是學生能夠自主自發(fā)地學習和創(chuàng)造,有興趣、有動力、有方向。為了達到這個目標,我們把教學分成兩大部分,解惑和授業(yè)。
二、提高學生的學習興趣和動力,促使學生自主自發(fā)地學習
1.解惑。面對一個新的課程,學生大多是困惑的,因為他們不了解的太多了,所以對學習的課程沒有原始的興趣和動力,興趣和動力對是否能學好課程起關(guān)鍵作用,產(chǎn)生興趣和動力我們需要從解惑開始。學生要知道這是一門什么課程,這門技術(shù)有什么應(yīng)用,就業(yè)時能否用到,工作環(huán)境怎樣,薪水如何,未來發(fā)展如何,這樣的企業(yè)是如何運轉(zhuǎn)的,學習起來是否容易、有趣,學習前需要做好什么準備,學習中要怎樣做,這些都是我們在教學中要給學生解惑的內(nèi)容。
我們先準備好這些困惑的答案,然后再以合適的方式來給學生們解惑,通過生動、有趣和直觀的方式將各種豐富的信息展示給學生,讓學生在不知不覺中喜歡上這門學科,并且有自己要學的沖動,這樣才能達到最佳的教學效果。
選擇具有吸引力的教學方式,主要有以下幾種:(1)多媒體介紹。設(shè)計多媒體課件,以PPT的形式播放;錄制視頻影像,記錄電火花機床的工作情況、工廠的環(huán)境以及加工的工件等豐富的內(nèi)容,視頻中增加背景講解及現(xiàn)場采訪,對電火花加工的技術(shù)、場地、維修、調(diào)整等進行多方面的介紹。(2)實地參觀。到不同規(guī)模的工廠參觀,進一步加深對電火花加工的認識,同時邀請工廠培訓師講解公司的運營模式,讓學生提前體會企業(yè)的運作和未來可能的工作環(huán)境。(3)模型、實物以及實習場地的參觀與講解。同樣是以直觀的方式讓學生在學習新課程前對這門技術(shù)有個整體的概念。學生有了一個比較完整的認知,再進行課程學習就會更容易接受,并且會提出更多的問題。(4)典型案例分享。聯(lián)系畢業(yè)后在企業(yè)中表現(xiàn)優(yōu)秀的畢業(yè)生,請他們來分享職業(yè)發(fā)展過程,講講他們是如何獲得成功的,如何一步步成為技術(shù)能手和企業(yè)主管的,分享他們遇到的困難和困惑,以及他們對在校學生的建議和看法。倡導(dǎo)積極向上的、自我約束和主動學習的思想,給學生以精神上的鼓勵和指導(dǎo)。
好的方法再配上豐富的內(nèi)容,解惑的工作就一定會收到好的效果。通過對企業(yè)的調(diào)研和同學之間的交流,為學生的一些困惑找出了答案。模具特種加工技術(shù)的主要內(nèi)容是電火花成型加工和數(shù)控線切割加工,主要的應(yīng)用是加工高強度、高硬度、高韌性、高脆性、耐高溫等材料,比如凸凹模等,電火花及線切割技術(shù)的技術(shù)能手市場需求很大,薪水在基礎(chǔ)加工行業(yè)中屬中上水平,工作的環(huán)境有好也有壞,但勞動強度不高。這門技術(shù)學精了在行業(yè)內(nèi)會很搶手,同時未來容易成為企業(yè)的骨干。教學方式會采用項目教學法,由簡單任務(wù)到復(fù)雜任務(wù),達到掌握全面技術(shù)的目標。學習中會采用很多形象的、通俗易懂的教學方法,以及校內(nèi)及企業(yè)實習的方式,學習起來會比較輕松。為提高和擴展學習提供條件,學生可以申請課外機床操作等。
項目教學前的解惑課程安排十分必要,可以安排8到10個課時。解惑課程的安排是各門技能學科都可以借鑒的好方法,為接下來的授業(yè)做足夠的鋪墊,促使學生自主自發(fā)地學習。
2.授業(yè)。傳統(tǒng)的教學方式理論和事件脫節(jié),不容易讓學生接受。而項目教學卻將理論和實踐緊密的結(jié)合起來,以任務(wù)為驅(qū)動,以工作過程為導(dǎo)向,以學生為主體,引入企業(yè)的真實案例作為教學案例,并按照工作過程分解成為若干個學習任務(wù),從最簡單的學習任務(wù)開始,逐步過渡到具有中等復(fù)雜程度的學習任務(wù)。學生在剛開始不是很適應(yīng)項目教學形式,角色的轉(zhuǎn)變讓他們有些無所適從,但通過前面的解惑過程,學生們已經(jīng)對新課程有了整體的認識,很快便進入了角色。為了更好地推動項目教學,向?qū)W生推薦了《成功的項目管理》和《高效能人士的七個習慣》兩本書,作為學生課后自學書籍,增長學生的見識,并從“傳道”的角度提高學生的能力和素質(zhì),其中的很多方法和理念也為項目教學提供了很好的參考。
教學環(huán)節(jié)的設(shè)計堅持學生是學習過程的中心,教師是學習過程的組織者與協(xié)調(diào)人,遵循資訊、計劃、決策、實施、檢查、評估這一完整的行動過程序列,在教學中教師與學生互動,讓學生在自己的動手實踐中,掌握職業(yè)技能、習得專業(yè)知識,從而獲得經(jīng)驗。
在項目教學的教學改革中編制了校本教材,將教學內(nèi)容分成了五個項目,分別為方孔沖模的加工任務(wù)、注塑模型腔的加工任務(wù)、沖裁模的電火花線切割加工任務(wù)、應(yīng)用ISO及3B代碼編程加工零件任務(wù)、CAXA數(shù)控線切割自動編程軟件。項目中又分配了多個任務(wù),分別為電火花加工的基本知識任務(wù)、電火花加工的工藝知識、電火花成型加工任務(wù)、數(shù)控電火花加工方法、電火花線切割的使用、維護和保養(yǎng)任務(wù)、數(shù)控電火花線切割的工藝、采用補償方式加工凸模零件任務(wù)、應(yīng)用3B代碼編程加工落料凹模。
三、結(jié)束語