互换性实验报告范文
时间:2023-03-17 05:10:46
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篇1
关键词: 《互换性与技术测量》 教学大纲 教学方式 考核方式
《互换性与技术测量》这门课是高等院校机械类及其相关学科各专业必修的一门重要的专业技术基础课[1]。这门课主要包括公差与配合及公差与配合的检测两大部分,目的是培养学生进行机械产品精度设计和技术检测能力,两者相辅相成,缺一不可[2]。由于这门课国家标准多,名词概念多,内容抽象,实践性强,知识之间的逻辑性不强,学起来枯燥无味,大部分同学学习兴趣不高,必须通过实验加强理论知识的学习[3][4]。尤其我校现在的办学方针是培养应用型人才,所以我们根据社会需求和学校的人才培养目标,必须及时地改进互换性与技术测量的实验教学。
1.实验教学改革的必要性
高等教育主要包括理论教育和实践教育,其中实验教育是实践教育中的一个重要部分,与理论知识的学习是相辅相成的,也是高等教育中的一个重要环节。实验课上好,有利于提高学生的综合素质,启发学生的创新思维,提高学生的动手能力,培养学生的协作精神。在以前的实验课中我们的弊端主要有三点:一是实验大多是验证性实验,这样同学们做实验时热情不高,对学生的创新性培养不够。二是上课方式不好,考核不严谨,导致学生不好好做实验。以前都是教师提前备好课,做好教案。课前准备好实验设备。上课时首先由授课老师按照教案的内容把本次实验的内容、实验的设备、实验的原理、实验数据的处理等一一告诉学生,然后学生只要按照老师说的去做即可,最后写好实验报告,老师根据实验报告情况打分。在这种教学模式下学生大多不用动脑,得出的结果差不多,所以在分组实验后,部分学生偷懒,最后抄袭同组同学的数据。三是新的人才培养方案对课时量大减,互换性与技术测量原来总学时是56个学时,期中实验是24个学时,可现在总学时被减到40个学时,实验只有8个学时,在新的课时量里如何教好这门课值得深思。必须实行教学改革,充分调动学生学习的积极性,提高课堂效率。
2.修改实验大纲
以前的实验大纲全部是验证性实验,不能充分调动学生的上课积极性。所以我们对实验大纲进行重新修订,首先根据人才培养方案的要求把实验由原来的24个学时改为8个学时。如何让学生在这个有限的学时内掌握机械上常用的测量器具的使用方法,实验内容设计非常重要。综合性实验是指在学生具有一定基本操作技能的基础上运用某一课程或多种课程的综合知识,对学生实践技能和实验方法进行综合训练。综合性实验的目的在于通过实验内容、方法,掌握综合的知识,培养综合考虑问题的思维方式,运用综合的方法、手段分析问题、解决问题,实现能力和素质的综合培养[5]。所以我们增设了“典型零件的测绘”这个综合性实验,在这个实验里学生可以练习使用机械上常用的线性测量工具,可以练习使用机械上常用的几何误差测量工具的使用,也可以使用一些光学测量器具测量。这样可以更充分地培养学生的应用能力和创新精神,提高学生对实验课的兴趣。
3.开放实验室,给学生提供更多的实践机会
由于新的人才培养方案实验课学时大减,在这种情况下如何保证学生的实践操作的时间值得深思。因此院领导与相关老师商量之后决定开放实验室,为大家的学习提供方便。这样感兴趣的学生就可以在业余时间去实验室测量,尤其是参加学科竞赛、课程设计、毕业设计的学生,他们可以随时来实验室测量。开放实验室调动了学生的学习积极性和创造性[6]。
4.改变教学方式和考核方式
以前实验课教学方式是老师在上课之前把实验课需要用到的实验器具全部提前准备好,放在桌子上。上课时学生先签到,然后由老师把实验目的、实验内容、实验方法、数据处理先讲解一遍,然后大家根据老师的讲解分组做实验,最后写好实验报告上交。最后老师根据学生的签到和实验报告给学生打分。在这一过程中经常会出现一些学生不认真做实验,最后抄袭同学的实验报告。新的教学方式改为第一步,学生上课之前必须预习且写预习报告,预习报告占实验成绩的20%;第二部,上课时先签到,签到占实验成绩10%;第三部,然后我们抽学生讲解实验目的、实验原理、实验方法、数据处理,其他学生可以订正其中的错误,可以补充说明,最后由老师把大家说得不明确的地方再补充完整。这一环节中表现积极的学生可以加分;第四步,分组做实验,实验器材老师不再事先准备好,而是由各小组自己选择。在这一步中老师会让各个小组成员根据各自在实验中的贡献给自己和本组成员打分,实现多劳多得。这一步占实验成绩的50%;第五步,大家做完实验写实验报告,这一步占实验成绩的20%。通过这五步方法可以充分激发学生的学习兴趣,培养学生的应用能力和创新能力,为日后走上工作岗位独立工作打下良好的基础。
在应用型人才培养模式下,在我校机械设计制造与自动化专业的教学实践中,通过对《互换性与技术测量》实验教学大纲的修改,实验室的开放,实验教学方式和考核方式的改进,激发学生的学习热情,调动学生学习的积极性和主动性,为培养机械创新性人才打下坚实的基础。上课时学生积极主动地做实验,一个实验内容不同的组往往有不同的测量方法,实验教学改进效果明显。
参考文献:
[1]韩凤霞.公差配合与测量技术试验教学的改革与研究[J].中国教育技术装备,2014(20):150-152.
[2]马宪婷.高职《互换性与技术测量》课程综合性实验教学改革实践[J].职业教育研究,2011(7):130-131.
[3]杨莹.转型背景下《互换性与测量技术》实验教学改革[J].科技资讯,2015(18):185-186.
[4]谢文涓.《互换性与测量技术》实验教学改革的探讨[J].实验科学与技术,2013,11(2):111-113.
篇2
情境学习的重要性在社会的互动活动与合作中已得到证明。发生在一个人头脑中的学习过程不再被视为一个认知的过程,而是一个社会活动过程。它往往是通过人与人之间的对话以及相关的讨论协同进行知识建构的。知识建构已成为教育界越来越强调以积极了解现有的获得知识和创新想法的能力。综合性的教学策略和协同学习相结合的方法常常被用于学生共同完成协同任务,一般可达到更好的学习效果和满意度。
1 引言
协同知识建构是一种鼓励学生进行洽谈和共享信息,通过小组互动和讨论进行知识建构的方法。在本文中,基于协同知识建构的研究背景,对如何支持协同知识建构、边学边做的教学环境及教学模式进行了讨论和分析,解决了学生以小组合作的学习方法来解决复杂环境和不良结构的现实问题。经实践证明其是一种有效进行协同知识建构的教学方式。
近来对教学中协同学习的研究更多集中在教学模式上。汤普森认为,社会共享的认知提供了关于人们如何创建,讨论等的见解,并在小组讨论中使用共享知识[1]。约翰逊?莱尔德发现思考模式往往通过分享想法来帮助成员协调任务和提高小组的综合表现[2]。有学者认为,小组成员需要共享个人想法的模式来获得对任务的共同理解和处理合作中的困难和适应不断变化的环境[3]。当新成员进入一个群体,他们必须学会共享的思考模式,以跟团队有效地开展工作。
2 协同教学模式
为促进协同知识建构,在教育领域中推行了四种行之有效的方法[4]。可以概括为边学边设计,以项目为基础的课题,基于问题的学习和知识建构。边学边设计,使学生树立目标,学生需要设想他们的设计原型,收集相关性能数据,并对设计进行优化。以项目为基础的课题定位于在基本项目的科学调查,同时学生需要通过创造真正的作品来解决具有挑战性的问题。基于问题的学习可以训练学生学习批判性思维和推理能力来解决复杂问题。知识建构使学生基于现有的知识通过求解和开发新知识的问题使所学知识系统化。以上四种策略让学生在不同的学习阶段都处于自主的学习过程中,学生需要协同合作共同创建一个项目,形式可以是方案,产品或报告,并通过对其想法不断地讨论与共享来扩展他们的知识,使现有知识之间的互相联系,并找到改进和整合方案的方法。
用于评估学生互换性与技术测量课程学习情况的标准之一是精度设计的能力。学生需要根据学习过程中对基本概念的理解,学会在设计过程中运用公差和标准。一些学者认为,这一方法成功与否,关键在于如何将基本概念融入设计,实现精度设计的准确性[5]。另一种看法则针对广义的协同教学模式的研究,采取教师用传统方法授课,学生的学习采取与他人协同互动,教师协助参与的教学策略[6]。这些课程评价策略在互换性与技术测量课程中对学生对概念的理解和实际解决问题能力的评估起到关键作用。为客观评价协同学习在互换性课程教学应用的影响效果,定义了影响评估的Hake影响因子[7]:
(1)
式中:g为测试的实际得分与最大可能得分的比值;
为采用协同教学模式前测试结果的百分比;
为采用协同教学模式后测试结果的百分比。
另一个课程改革热门方向是,互换性课程理论教学与实验实践的整合。在以往的课程评价中,实验室通常会收到比过程的任何其他部门更多的诟病。学生们常常质疑理论教学和实验教学之间的协调不力。尽管我们在不断的改革实验教学内容,改善实验条件,但在大多数情况下,实验教学的目的旨在加强和验证理论教学的知识点,并在实验报告中详细给出实验步骤和实验数据,这些实验和数据让学生很困惑,他们通常不明白这样做的意义何在。
为此,根据以上描述,我们采取“按需减少理论教学,只以少量的学时引导学生,扩大实验规模至项目水平,同时缩减观摩性实验,通过具体项目(包括实验项目)加强理论与实验之间的关系,包括协同小组合作学习经验,在课程进行过程中整合而不是叠加知识点。
3 协同模式的教学经验
在互换性与技术测量课程的教学研究中,通过以学生为中心,结合自主学习和协同学习理论,改进互换性与技术测量的教学计划。目标是使学生通过不断的参与项目实践、体验设计学会公差的核心理念。
3.1 简洁的理论讲解
互换性与技术测量课程历来采用30学时的理论教学和10学时的实验教学的教学模式。传统的教学通常会带来以下问题。学生们常常认为公差是通过课本学习并通过实验验证的概念。但在实际应用中,学生则不知该如何将符号标注在图纸上。而另一方面,学生单独的学习比协同学习则浪费了更多的学习时间。为了解决以上问题,在查阅了有关教学方法的大量文献后,我们设计了一些展新的教学计划。这些教学方法离不开计算机的帮助。通常情况下,一个课程的开始,由教师分配相关项目任务前,学生应对相关内容进行预习。学生们在被分配了项目任务后,则专注于解决实际工程的细节。计算机则作为一种工具被用来解决问题,运行仿真,模拟分析或采集实验数据。
3.2 快速的实验反馈
实验课题直接整合到课程中是确保实验与理论的阶段一致性,使实验教学更具相关性。在实验期间,教师在整个实验过程巡视实验室,监控学生的学习进度并在需要时提供帮助。大多数实验都借助计算机完成。仪器测量尺寸,位置,形状等的误差会直接被快速、精确地采集到计算机上,并进行数据的处理和分析。此外,数字化仪器让学生轻松地直接测量感兴趣的量。例如:对复杂零件的误差测量时,三坐标测量机可以轻松地同时测量体块的尺寸和其上的孔的位置。
3.3 体验式学习
体验式学习的过程是比任何其他学习方法都要重要得多。学生经过专业课程的学习后,要进行精度设计的学习。如同实际设计一样,体验式学习通常需要经过调查,反思,研究,开发,教学,实践,口头和书面沟通的程序。学生都力求实现针对自己的项目进行学术专题汇报的机会。在教学上,教师也鼓励他们参加地区,国家和国际研究会议,并尽可能参与大型项目或与国际合作的机会,使其成为本科毕业设计课题的一部分。以各种不同的方式使学生分享他们的设计专长的同时,获得接触到当地的公司的机会,这样,大多数学生都有机会做独立的设计工作。
3.4 协同学习小组
学生建立的协同小组以3人或5人一组为佳,这样有利于群体的讨论和互动。教师在这些小组活动时加以引导。学生在课堂上进行积极讨论和解决问题,获得测量数据或分析结论,而将课余时间花在练习和设计上。当学生和他们的老师都积极参与课题时,课堂环境应是愉快和嘈杂的。无论是在课堂上还是在课外,都可以采用一套用于指导和促进合作的工具,使学生之间或学生与教师之间既可以面对面的沟通又可以实现远程通讯,讨论问题,提出解决策略,并协调合作。该工具还应提供以下功能,包括背景资料和教学视频,可以获取信息的电子白板等。
篇3
关键词:电子技术 ;实验实训; 能力培养
电子技术是一门理论深,实践性强的课程,实验实训在教学中占有非常重要的地位,教师在教学过程中,由于条件限制或主观认识不够,实验实训开设不足的现象较为普遍,成为制约教学质量提高的主要因素,因此要想真正地提高教学质量,培养学生热爱专业,提高学习兴趣,并具有一定的操作技能的实用人才,必须重视实践性教学,尤其是重视实验实训。
如何保证实验实训的质量,教师对实验实训的认识和准备至关重要,如果教师没有做好细致的实验实训准备工作,包括没有掌握实验实训的目的、要求,以及实验实训前的准备,例如实验实训器材、仪器仪表的准备、检查、校正等,会造成学生实验目的不明确,手忙脚乱、实验误差大,以致使学生对书本上的结论产生怀疑,不能使实验起到配合理论教学的作用,会造成实训效果差。笔者就个人的经验,对如何开好实验实训谈些体会。
一.教师要认真做好实验前的准备
实验前教师应作好充分的实验准备,包括:
(一)实验元器件的准备,按实验要求准备好,检查有无故障的元器件,并准备足够的连接导线。
(二)实验仪器仪表的准备,检查实验用的仪器仪表是否能正常工作,例如稳压电源可调范围,示波器光栅是否正常,电子电压表调零及量程互换性如何,信号发生器是否有信号输出,以及仪器配备的电缆线,探头等是否齐全,是否连接牢靠。
(三)教师要提前亲自做一遍实验,因为教材中的实验参数和实验线路可能有错误或不合理,教师在做的过程中会发现问题,并对参数和线路进行必要修改,以期达到最直观的实验效果。有时实验的元器件参数与书本上的实验图中的参数不配套,也要从新设计实验线路。
(四)编写实验指导资料。
二.引导学生规范操作,培养良好的作风。
学生实验课时必须要规范操作,养成良好的操作习惯,主要有以下几方面:
(一)准备好实验指导书或者实验指导资料、实验报告、纸和笔。
(二)实验操作前,检查元器件的数量、规格,例如电阻、电容参数是否正确;二极管、三极管等半导体器件型号有无差错。
(三)正确连接实验线路,最好两人一组,一人连接完后,另一同学检查线路连接是否正确,认为无误后,请指导教师检查,经允许后方可通电。
(四)测量数据时,需要调零的仪器仪表应先调零,例如万用表、电子电压表;对电流电压的测量,若不明的范围,应将仪表置于最大量程档,然后选择合适的量程进行读数。
(五)作好实验数据的记录。
写实验报告,内容包括实验过程、实验数据、作图等,并回答问题及分析误差产生原因。
实验课是教学内容的重要组成部分,课本上的一个定理、一个公式,或一个电路的功能,通过实验课验证后,使学生将抽象的概念变成了看得见的东西,可以使学生加强理论知识的理解。完成实验后,学生会有一种成功的喜悦,并形成较深刻的记忆。通过实验学生还学会了使用各种常用的电子仪器仪表,如示波器、毫伏表、信号发生器等。学生通过实验课学到了多方面的知识,例如在多级放大器有关参数测试的实验中,通过短短的一次实验课可达到以下效果。
1.学会连接电路,加强对多级放大器电路的印象。
2.掌握多级放大器的电压放大倍数的计算,即AV=Av1·Av2。
3.通过测出的数据,描点作图,作出放大器的频率特性曲线,将抽象的频率特性变成了自己作出来的实际曲线。
4.观察波形,掌握合理设置静态工作点的意义。
5.学会示波器、毫伏表、信号发生器等仪器的正确使用。
三.加强电子技术实训,增强学生的实际动手能力
学生在实验室里认真地完成每一个实验是电子技术课程教学的重要部分,学生通过连接线路,测量数据、观测波形,加强了书本上知识的理解,初步学会了电子仪器仪表的使用,但在技能的提高和创新能力的培养上仍显欠缺,解决这一问题的方法,是尽量开设一些电子技术实训。
电子技术实训中,仍然要求学生必须规范操作,养成良好的操作习惯,可以要求学生编写工艺文件,然后按工艺文件进行组装调试。
四.实验实训课对教师提出的要求
实验实训的老师一般由本课程的任课教师担任,指导教师在实训的整个过程中起着组织、指导、调控的作用。要求指导教师要有较强的动手能力和维修经验,以指导学生正确的进行实验实训操作,当电路出现故障时,能帮助和指导学生迅速排除电路故障,使学生能顺利完成实验实训任务。实际教学中,我们发现有些指导教师不能迅速发现学生实验实训线路中出现的故障,不能正确指导学生检查、排除故障,造成实验不能进行下去,学生只好抄袭他人的实验数据来完成实验报告,造成实训效果差。同时还要求教师有高度的责任心,吃苦耐劳的精神和严谨的教学态度;刻苦钻研专业知识,熟练掌握实验实训操作技能及各种电子仪器仪表的使用,掌握新的元器件的性能和功能,关注新技术的发展。
篇4
关键词:应用型本科;实践课程;开发思路
以应用型办学定位的本科院校称为应用型本科,是高层次的技术能力培养的院校,它既不是普通的本科教育,也不是专科层次的高职高专的教育。应用型本科教育的课程体系有别于普通本科的课程体系,尤其是它的实践教学体系,因此要开发出合理的适用于应用型本科实践课程体系。
1机械制造及其自动化专业实践课程现状
目前,机械制造及其自动化专业实践课程按照实验、课程设计、校外实习和毕业设计模块进行设置,各个实践环节互相独立,缺乏系统协调的管理。实验课过多依赖于理论课,有些课程过于强调理论知识的重要性,实验项目大都是一些验证性实验。课程设计、毕业设计和校外实习等实践教学活动没有达到其真正实践的目的,使实践课流于形式。
2应用型本科课程体系的开发思路
机械制造及其自动化的专业人才培养目标是主要面向机械制造行业,服务发达地区和沿海地区,培养具备机械产品造型、设计与开发、完成机械制造工艺编制、机床系统调试与改造、机械设备操作与维修等工作任务的能力,主要从事机械产品造型、设计与开发、机械加工工艺编制等工作的高端应用型人才。其课程体系的开发要从专业人才培养目标出发,以就业为导向,通过专业人才需求与预测的专业调研,按照“循岗设课”的原则,构建出应用型本科专业课程体系,突出实践课的作用,开发出一套适用于应用型本科的实践教学课程体系。从专业才培养目标出发,构建实践教学的课程体系,分为四个模块,实验模块,实训模块,设计类模块,一体化教学课程,如图1所示。(1)实验模块。有些课程理论性很强,比如理论力学、材料力学,机械设计基础、互换性与技术测量、机械设计创新课程。这些课程主要以做实验为主,根据专业和岗位需求对实验项目进行综合分析,打破传统实验模式,便于学生全面了解材料的各项性能指标,开设拉、压、扭等实验项目,各种变形等实验。互换性与技术测量主要安排一些公差测量项目实验,形状误差(圆度、直线度),位置误差(圆柱度、垂直度、平行度、跳动)等公差项目测量,提高学生对零件的测量能力,使学生毕业后,不需要培训就直接进入企业员工角色。机械设计基础安排一些动平衡、滑动轴承、螺栓连接、带传动、链传动等实验,熟练掌握各种参数的测量方法和技巧。(2)一体化教学模块。有些课程实践性比较强,可采用一体化教学模式,是实践比例占60%以上。如机械制图、CAD绘图、pro-e,CAD/CAM,液压与气压传动技术,电气控制与PLC技术等课程。机械制图、CAD绘图、pro-e、CAD/CAM等课程以减速器为载体,以减速器的设备的零件讲解绘图的基本知识,常用的国家标准,讲解绘制零件图的基本方法,零件的常用的表达方法。CAD绘图等绘图课程也以机器中常见的零件为实例,讲解计算机绘图的基本方法和常用的命令。液压与气压传动技术以企业常用的液压回路为项目进行教学设计,划分小组指定不同人员分别扮演车间技术人员,让学生搭接动力滑台液压系统、汽车启动机液压系统,液压压力机系统等常用的回路,通过回路的搭接,讲解各种元器件作用和用途,通过实例分析各种基本回路的工作原理,是学生轻松地掌握液压与气压传动的理论知识和使用。电气控制与PLC课程以项目为载体,以掌握基本知识,强化技能培养为重点,让学生在做典型项目的同时,能完成基于企业工作过程的任务,是学生能够体验到企业文化,并引导和帮助学生完成创新项目的设计开发,最终能够独立开发简单的PLC控制系统。(3)实训模块。实训模块分为校内实训和校外实训。校内实训为常用加工设备和工具的使用,简单零件的加工,让学生学会基本的加工操作,如钳工实习和车工实训,通过校内训练让学生了解机床的基本操作,维护和保养方法。建立和完善学校、企业双平台实践教学机制,形成学校、企业双管齐下的实验教学模式。通过走访调研相关企业,了解企业对人才的具体需求,结合学生实际,制定、完善、更新实践教学内容;通过与企业合作共同开发实验项目等途径让学生了解企业需求,有针对性的学习,提高学生的就业能力,实现零距离就业。(4)设计模块。设计模块分为课程设计和毕业设计。机械制图课程设计以齿轮油泵、台钳、球阀和千斤顶为模型,分组让学生拆装、测绘、绘制零件图、绘制装配图,并按国家标准标注尺寸,画出一套标准图纸。机械原理则以牛头刨床为载体,对其运动进行分析,设计出牛头刨床的运动机构。机械设计以圆柱直齿轮和圆柱斜齿轮为载体设计计算轴、齿轮、键等零件的尺寸,选择轴承、螺栓和联轴器等标准件,并按设计尺寸画出主要零件的零件图和装配图,通过课程设计培养学生设计的思路,为毕业设计奠定基础。传统毕业设计由于学生受老师选题和自身知识积累的局限,毕业设计(论文)流于形式,有的同学为了凑字数堆砌大量文字,有的甚至互相抄袭,违背毕业设计的初衷。因此在教学过程中,教师就应把毕业设计的理念和重要性参透给学生,使学生通过专业课的学习就能深刻理解毕业设计的作用,在进行毕业设计时,学生能够根据自身的兴趣和职业能力进行选题。例如机械制造及其自动化类本科毕业设计选题以数字化设计和制造为主,结合教师的科研课题,选择机电设备改造或机械加工工艺方面的题目,诸如:数控机床的设计或改造;工业机械手、机器人的设计;自动化生产线的设计或改造等,去除虚拟课题,同时与企业建立毕业设计校外实习实训基地,并鼓励学生到就业单位进行毕业设计,毕业设计题目与企业生产相结合,设计的内容要与当前科技发展水平相适应,通过毕业设计学生可以了解国内外在该领域发展动态,运用的新技术。
3实践教学的考核方式
实验和实训模块的考核实行单独考核,期末考试总成绩为平时考核和期末考核,平时考核主要考核学生实验态度、实际操作技能、数据处理分析、实验理论、实验报告撰写能力和创新能力等。期末通过学生抽签的方式检查学生做实验的能力。期末实验总成绩=平时实验40%+期末考试60%。一体化教学模块主要按项目或任务考核,按项目或任务的权重打分,然后综合评定出平时成绩。期末考试选一个综合的项目应该覆盖本课程的知识点,终期末考试总成绩=平时成绩50%+期末考试50%。实训成绩根据平时学生的操作情况和实训作品的给出实训成绩,实训成绩=实训平时成绩50%+实训作品50%。设计的考核,课程设计的考核主要考查学生对课程知识点的掌握情况,并根据学生课程设计的作品给出合理的成绩,作为课程设计的总成绩。毕业设计的考核,主要看学生的选题特点,设计思路,检索文献的能力,答辩情况,给定一个毕业设计成绩。
4结论
通过对机械制造及其自动化实践课程的开发,激发了学生的学习兴趣,提高了学生的动手能力,能够能学生更快地适应企业的环境,完成学生到企业员工的角色转换。
作者:杨海如 陈国治 单位:黄冈师范学院机电工程学院
参考文献
[1]徐余宝,张晓东,方杰,等.电气工程及其自动化专业实践课程体系研究与改革[J].中国电力教育,2014,(31).
[2]张继平,宋岩,张颖.适应部队岗位需求构建新的机械基础实践体系[J].中国现代教育装备,2012,(21):50-52.
篇5
关键词 工程意识;机械制造技术基础;课程教学改革
中图分类号:G642.0 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2013)33-0105-02
工程意识是现代工程师最重要、最基本的素质之一,也是当今高等院校工程教育的薄弱环节之一。工科教育侧重于解决工程中遇到的实际问题,这些问题往往是不确定的,有的甚至包括未知领域,所以必须用解决工程问题特有的手段和方法来解决。高等工程教育的改革必须注重加强学生工程意识的培养,使他们能独立思考各种工程问题,抓住复杂多变的实际问题的主要矛盾,具备工程简化能力,建立合理、经济、简便解决实际工程的能力及结合实践自我学习、自我完善的能力,使他们成为合格的高级工程技术人才[1]。
“机械制造技术”是高等院校机械类专业开设的一门专业技术课程,是适应现代科学技术的发展和社会环境变化的一项课程改革。课程的知识体系中既含有制造理论知识,也含有制造工程实践知识。因此,在课程教学活动中,以工程观为导向,突出工程这一主题,帮助学生建立工程概念,树立学生的工程意识,培养学生的工程实践能力,提高学生的工程综合素质,具有重要的意义。本文以应用型人才培养目标的南昌航空大学科技学院的“机械制造技术”课程的教学实践作探讨。
1 以重视工程意识的培养作为课程教学改革的指导思想
首先,课程的教学内容改革要符合工程应用型人才培养目标的要求。作为应用型工科院校,培养目标应是基础知识扎实、技术水平过硬,而且工程意识强的高素质工程技术人员。工程教育应该是根据现代工程特点,重新整合工程教育体系,将工程意识的培养分散到工程教育的课程体系上去,使之与知识的教授融为一体,为现代工程复杂问题的合理解决提供更为集成化的知识体系和工程人才[2]。
作为机械类专业的核心课程,机械制造技术课程教学的指导思想为:以制造工程为主线,按照“重基础、少学时、低重心、新知识、重实践”的原则,打破原来的多门课程分立的格局,将多门专业课程中的核心教学内容整合提炼,删除不同课程中的相同的内容,补充现代制造技术和工艺,整合后的知识模块主要有金属切削原理、机械制造工艺及装备和先进制造技术[3-4]。
其次,要在全体教师中加强工程意识的学习,提高综合工程素质。要使学生在校期间获得较强的工程意识的培养,教师工程素质的水平是有决定意义的。工程意识强、高水平的教师在课程教学过程、日常交流中对学生工程能力的提高起到潜移默化的作用。为此,南昌航空大学科技学院一方面在青年教师的入职培训中加入工程教育环节,安排有工程背景的教授为青年教师授课,组织青年教师去企业参观学习,了解生产过程;另一方面,通过选派教师到企业挂职锻炼,鼓励教师与企业合作开展工程项目等方式,提高教师的综合素质和工程观念。另外,聘请企业具有丰富经验的工程技术人员到学院任兼职专业课教师,学院的青年教师通过与企业工程技术人员的交流和学习,也是培养专业课程教师的有效途径。
2 以理论课教学为基础,加强工程意识培养
首先,在理论课程的教学中,正确认识本课程在培养计划中的作用和地位。机械制造技术基础是在学习了金工实习、画法几何与机械制图、互换性与技术测量和工程材料与热加工工艺等专业基础课程之后的课程。在学习本课程之前,学生对课程之间的相互联系以及制造过程是比较模糊的,因此,在教学过程中要以制造工程为主线,将已学课程和本课程以及后续课程的相互关联性介绍清楚,并贯穿到整个教学过程中,加强学生的工程意识训练。这样有助于学生明确学习目的,调动学习积极性。
其次,在理论课的教学过程中,正确认识课程知识点之间的相互关系。机械制造技术课程涉及的内容多,影响因素复杂。根据多年一线生产实践和教学经验,笔者在教学过程中主要围绕制定机械加工工艺过程中所需的各种能力要求,内容包括材料的选用和热处理、机床和刀具设备及其运动参数的选择、专用夹具的设计、加工过程中的质量控制和加工后的质量分析等,以真实航空制造背景开展教学,并注重单个零件制造过程和整台设备制造完成知识的综合应用。
因此,明确课程在培养计划中的作用,通过课程的学习和实践,对已学的专业知识是一个综合运用的过程,而不是离散性的知识点,围绕零件加工过程中所涉及的工艺系统考虑,突出“质量意识”“效率意识”和“安全意识”等培养,提高学生的工程素养。
3 以实践课程教学为载体,加强工程实践能力的培养
机械制造技术课程理论来源于生产实践并最终服务于生产实践,通过实践课程教学加强学生工程意识的培养。课程的主要实践课程有实验课程、生产实习和课程设计。
实验课程 教师着重对实验原理进行介绍,要求学生独立完成实验的设计与数据收集和分析,并撰写实验报告,提高他们的实验技能,从而提高学生的实践动手能力、分析和解决问题的能力。如刀具几何角度测量实验,可通过刀具模型现场演示,使学生建立起刀具的空间模型,通过课程实验,让学生测量常用的刀具几何角度。学生通过亲自动手实验,可以巩固课堂所学知识,做到对理论知识的融会贯通。
生产实习 生产实习可以引导学生重视实践操作技能,培养理论联系实际、分析问题和解决实际问题的能力,同时也为后续的专业课程设计、毕业设计和从事创新性科学研究工作奠定必要的基础。通过扩大学生实习基地建设,和聘用企业具有丰富实践经验的工程师担任生产实习指导教师,一方面使得学生的理论课所学内容用以指导实践,另一方面也通过实践验证理论的科学性,从而提高学生的学习兴趣和实践动手能力。
课程设计 以航空制造企业为背景,以零件的加工工艺为主线,通过学生运用所学的制造技术理论进行零件的结构分析、毛胚的选择、加工装备的确定和切削用量的最优化确定等,通过真实场景下的课程设计实现理论学习和工程实践的零距离对接。通过专业课程设计,既解决了课程教学的纯理论化问题,又有利于学生对相关知识的吸收和巩固,是培养学生工程实践能力、具有工程师素质的重要途径。
4 创新教学方法和手段,强化工程意识培养
在课程的教学过程中,采用好的教学方法可以调动学生学习的积极性和能动性。在实际教学中,一方面积极探索新的教学方法,根据课程内容有选择地使用基于问题的学习、基于项目的学习、案例教学法和学生上讲台法等多种教学方法,使学生模拟真实的工程环境,以解决实际工程问题为出发点,在此基础上提高工程意识和工程实践能力;另一方面注重加强多媒体教学素材库建设,除了传统的PPT课件之外,开展多媒体素材库的建设和积累,如机械加工过程音像资料建设,让学生在课堂重新体验生产真实情景、典型机床的结构及装配三维模型、典型零件的加工工艺工程动画(包括机床、夹具、刀具等)等。通过真实工程环境下的图片、虚拟场景、视频加大工程知识的容量,扩大学生的知识面。通过这种方法,使原本枯燥、乏味的内容变得生动、吸引人,增强学生兴趣,收到事半功倍的效果。
通过多个角度对机械制造技术课程教学的探索与实践:明确课程的特点和教学改革的主导思想;加强课程内容的实践性、工程性和综合性教学,使教学内容尽可能与工程实际要求相一致,争取做到课堂与工作岗位的零距离对接,以提高学生的就业技能;丰富教学方法,教学过程密切联系生产实践,加强学生工程意识的培养,提高教学质量和效率。本文介绍的方法经过几年的教学实践,取得较好的教学效果。
参考文献
[1]王贵和,吕建国.工科大学生工程意识的内涵与培养途径[J].中国地质教育,2006(4):62-64.
[2]王贵成,崔迪.培养学生工程意识的制约因素与解决对策[J].高校教育管理,2012,6(6):88-93.