機械制造課程設計范文
時間:2023-03-31 10:04:59
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篇1
課程設計(CurriculumDesign)是大學某一課程的綜合性實踐教學環節。一般是對該課程的理論和實踐內容的綜合性應用和考察,旨在使學生獲得促進其遷移的進而促使學生全面發展的具有教育性經驗的計劃和方案。課程設計突破了課程局限于課堂教學中的界定,把積累、遷移、促進學生創新能力培養等多方面因素作為指標,是教育過程中不可或缺的重要環節。機械制造技術基礎課程設計是工科類院校機械專業針對《機械制造技術基礎》這門課程展開的綜合性實踐教學環節,該課程整合了機械加工方法、機床、刀具、夾具和工藝規程設計等原來分屬多門課程的主要內容,其涵蓋內容廣、理論聯系實際密切,是在學生學習完理論基礎課和機械專業基礎課的基礎上開設的一門綜合性技術學科。本課程設計則是在課程理論教學的基礎上展開的,是對學生理論知識進行考察、鞏固和加深的非常好的實踐環節,其目的是“培養學生掌握機械零件的加工工藝過程所需要的機械制造技術知識,包括機床、夾具、刀具、量具等工藝裝備的選擇與使用,培養學生應用現代設計方法和手段解決工程實際問題的能力”。課程設計的創新性改革是進行《機械制造技術基礎》課程教學創新能力培養改革中不可或缺的一個環節。
二、課程設計主要內容
通常,機械制造技術基礎課程設計采用理論教學、生產實習、課程設計分段實施,學生在經過72學時的理論基礎課程學習后,由指導教師帶領,深入合作企業進行為期一個月的生產實習。通過觀察和學習,進一步了解和熟悉機械零件的典型加工和工藝過程,并在此過程中,對課堂學習所掌握的理論知識進行反復加深、掌握。接下來,學生們返回學校,集中三周進行課程設計,對所學習的理論、實踐知識加以應用。本課程設計的主要內容按下面四個階段進行:第一階段,由指導教師下達設計任務,為學生提供零件圖、設計要求,講解設計過程及注意事項。第二階段,學生針對設計題目進行零件的結構分析和工藝設計,通過分析、討論、計算,確定毛坯結構和尺寸,并設計完成該零件的詳細工藝規程,制作出工藝過程卡片及工序卡片。第三階段,針對工藝規程設計結果,選擇典型表面的加工工序進行專用夾具結構設計,通過方案分析,選取和設計定位元件、夾緊機構、導向元件、夾具體等關鍵部件,并做出夾具裝配圖、典型零件圖若干。第四階段,學生完成設計報告,提交設計成果,然后根據每個人的設計內容、平時成績,進行成績的評定。
三、教學問題及改革方案
近年來,隨著課堂教學的改革,工科院校的擴招,計算機等相關學科的發展,傳統的機械制造技術基礎課程設計逐漸顯現出教學質量下滑的傾向。因此,研究和探討如何改進和加強這一環節,切實提高機械制造技術基礎課程設計教學質量,充分利用課程設計培養學生的工程實踐能力,成為擺在我們面前的一個重大課題。通過對機械制造技術基礎課程設計的深入調查研究,并結合多年來的教學工作經驗,筆者針對課程設計中存在的幾方面問題提出相應改革方案。
1.充分調動學生積極性,解決學生對課程設計的重要性認識不足的現狀。在進行本課程設計時,學生已進入大四上學期,很多同學進入畢業前的忙亂或茫然階段,找工作、考研或對即將離校后的生活不知所措,對課程設計興趣不高,學習態度不夠端正,沒有正確認識到課程設計對學習和培養工程師基本設計素質的重要影響,這些不良情緒往往會造成他們不能積極主動地投入課程設計工作。在以往的教學實施過程中,總有部分學生對待課程設計不負責任、敷衍了事,無法達到預期的教學要求和課程設計目的。為改善現狀,本文筆者深入學生中與他們進行交流、溝通,了解學生所處的狀態,積極引導、解決他們面臨的問題。在課程設計開始之前集中召開動員大會,向學生講清楚課程設計的重要性和必要性,使學生明確課程設計的作用、地位以及對今后學習和工作的影響,同時結合設計任務對學生進行講解,使學生提高認識,端正態度,自覺地投入到課程設計工作中去。
2.注重課程設計選題的新穎性、先進性,避免選題單一,重復率高。多年來,大多數學校開設的機械制造技術基礎課程設計都是針對撥叉類零件進行加工工藝設計和機床夾具設計,這類零件結構典型,大多是金屬切削機床的操縱部件,可以很好地將教學和設計內容聯系起來,既有助于加深對機構的理解,又易于切入設計任務。但長期重復單一設計題目,很容易使學生懶于思考、相互抄襲,限制了學生的創新設計思維。結合《機械制造技術基礎》課程特點,通過參觀機械制造綜合實驗室熟悉各類機床零部件,同時結合生產實習環節中常見的零件進行考察、分析,遴選出結構典型、難度適中的零件進行設計題目的擴充和更新,盡量做到設計選題新穎、難度適中。同時,指導教師還積極鼓勵學生通過各種途徑自選題目,經老師審核后選用,保證各組題目不重復,組內每人的任務各有特色。這樣的設計不僅激發了學生的主動性,培養了學生創新能力,同時也減少或杜絕了抄襲現象。
3.合理安排設計時間,采用先進設計手段解決時間緊任務重、繪圖手段落后問題。機械制造技術基礎課程設計內容涉及大量的分析、計算和繪圖工作,設計難度較之前的課程設計大大增加,這就要求學生在設計過程中要積極思考,充分運用所學結合實踐來完成。而設計時間只有三周甚至是兩周,這往往會使學生在設計初期不知如何下手,自我思考的時間受到限制,解決工藝參數計算和定位誤差分析等問題時,為了趕進度加班加點,過于勞累。還有個別同學急于求成,照搬甚至抄襲別人的設計內容。在學生的設計中,多數仍采用手工繪圖,一方面手工繪圖時間長,增加設計的任務量;另一方面目前絕大多數企業均采用計算機繪圖技術,且學生們在校期間也學習過多種計算機繪圖方法,手工繪圖手段不能很好地鍛煉學生的計算機繪圖能力,與實際工作脫節。如此一來,課程設計的質量大大受到影響,無法達到預期的設計效果。針對上述現象,本文從改進課程設計的時間及安排著手,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環節中,提前下達設計題目,讓學生在課程學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,并在生產實習環節安排有針對性地參觀和學習,這樣既可以讓學生提前了解課程設計中零件的結構、特點和功用,也大大激發了學生的學習興趣。
4.課程設計中注重創新思維的培養,避免學生限于傳統陳舊的思維框架。一直以來,機械制造技術基礎課程設計都是基于傳統的設計模式,指導教師也是以簡單練習為出發點,讓學生按部就班地按照課本上的步驟、題目進行設計,雖說也可以讓學生得到一定的鍛煉,但也限制了學生思維的創造力。“設計”從一定意義上來說就是一種“創新”。沒有“創新”的設計只能是模仿別人的一種陳舊的設計,只有創新設計才有可能超越過去,創造未來,只有創新才能在激烈的市場競爭中占有一席之地,才有可能超越對手。
5.改革成績評定方式,進一步規范。由于設計過程中三四個學生一組,進行同一個零件的工藝分析和夾具設計,難免會有個別同學偷懶抄襲的現象,那么僅憑平時表現和設計成果由指導教師直接判定成績難免會出現偏頗,無法達到全面、公平的評定效果。我們應該在設計過程中采取自評、互評、教師置疑、小組答辯的方式,公平、公正地對學生的設計給予合理的肯定和評定,營造良好的學風和教風。自評即在設計過程中由學生結合評分標準進行自我評價,找出不足進行改善,爭取取得更好的成績;自評結束后,讓學生兩兩結合進行互評,給出成績并互相學習互相促進;最后由教師組織分組答辯,結合自評、互評、答辯成績給出最終成績。
四、改革成效
篇2
關鍵詞:機械制造技術基礎;精品課程建設;工程能力培養;教學改革
作者簡介:王(1966-),女,河南鄭州人,北京信息科技大學機電工程學院,教授;張懷存(1956-),男,陜西延安人,北京信息科技大學機電工程學院,副教授。(北京 100192)
基金項目:本文系北京信息科技大學市級精品課程建設項目、北京信息科技大學2010教學改革項目(項目編號:2010JG06)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)01-0087-03
一、“機械制造技術基礎”精品課程建設的背景
隨著高等教育改革的不斷深入和發展,課程作為高等學校培養計劃的基本組成單元,是實現高等學校教育目標的基本保證。課程體系、內容的合適與否影響著培養目標實現。教育部在2003 年正式啟動國家精品課程建設項目并在《教育部關于啟動高等學校教學質量與教學改革工程精品課程建設工作的通知》中指出“國家精品課程是具有一流教師隊伍、一流教學內容、一流教學方法、一流教材、一流教學管理等特點的示范性課程”。[1]即精品課程應該具有體系的整體性、內容的先進性、資源的開放性和師生之間的互動性并具有強烈的示范作用。要求精品課程以多媒體信息技術為實現手段,基于互聯網,包括課程的歷史沿革、網上教學資源如大綱、電子教案、多媒體課件、教材和課堂錄像、教育理念、師資隊伍、教學方法手段與教學改革、學生和專家的評價考核等建設要素。[2]精品課程不單純是教學方法和教學模式的改革,更是一個包含教師、學生、教材、教學技術手段、教學制度等多種要素的系統工程。精品課程建設一般分為內容建設、隊伍建設、教學方法和手段建設、教材建設、實驗內容建設及機制建設等六個方面。[3]
1997年國家教委工科處委托制圖與機械基礎兩課委員會組織全國重點工科高校就工程材料和機械制造基礎課程召開會議,對原金工系列課程改革的必要性和基本思路進行了探討,會議通過了《高等工科院校金工系列課程改革指南》。提出根據“以培養學生創新能力為核心,以CAD/CAM為主線,拓寬基礎,重視實踐”的總體改革思路;重新規劃了機械制造系列課程的內容體系。按照其改革方案而設置的“機械制造技術基礎”課程是機械制造基礎系列課程中的一門主要專業基礎課程。1998年配合北京信息科技大學拓寬專業口徑和人才培養模式改革,進行專業改革,將原機械制造及其自動化、機械設計和機械電子等專業合并為機械設計制造及其自動化專業。為了適應擴寬機械類專業人才培養模式的需要,將“機械制造工藝學”、“金屬切削原理與刀具”、“金屬切削機床”和“機床夾具設計”四門課程按照重基礎、少學時、新知識、寬面向的原則整合優化合并為“機械制造技術基礎”。[4]“機械制造技術基礎”不僅是機械設計制造及其自動化專業的專業基礎課程,也是工業工程、車輛工程等專業的專業基礎課程。目前北京信息科技大學機械設計制造及其自動化、工業工程、車輛工程等專業均設置該門課程。機械設計制造及其自動化專業計劃80學時、工業工程專業計劃72 學時,其中實驗8學時;車輛工程專業計劃40 學時,其中實驗6學時。
北京信息科技大學一直以來非常重視精品課程建設。為了適應當今社會對機械專業人才需求,實現機械設計制造及其自動化專業應用型人才專業核心能力的要求,[5]學生既要具有必備的理論基礎,又要具有快速適應工作崗位的工程能力。2006年“機械制造技術基礎”被列為北京信息科技大學重點建設課程、2007年被評為校精品建設課程。經過多年的建設和完善,2009年被評為北京市精品課程。在精品課程建設過程中進行了深入思考,特別注重教學內容的與時俱進;注重教學方法和教學模式的改革;構建了公益勞動、金工實習、課程內實驗、生產實習、綜合實驗周、課程設計、制造綜合能力學科競賽的基于工程的實踐教學體系,實現對學生工程能力的培養。
二、與時俱進優化課程體系和教學內容,適應學科最新發展
“機械制造技術基礎”課程內容涉及知識面寬、知識點多、綜合性強,與實際工程結合緊密,圖多、層次多。科學技術的迅猛發展不斷促進制造技術的發展,新材料新技術不斷涌現。要實現與工業企業的無縫連接,教師需密切關注學科發展,與時俱進優化課程體系和教學內容,協調傳統內容與先進性。
課程的內容圍繞產品的加工制造,以機械加工工藝為主線,以優質、高效、低成本、節能減排為宗旨,將涉及到的機床設備、金屬切削原理與刀具、工藝裝備等有關內容有機結合起來,并根據這條主線的需求作為取舍的原則,強調以產品質量、生產率、經濟性、可持續發展為中心融入節約能源和綠色制造的理念。從培養學生的綜合工程素質出發,使學生熟悉和掌握基本理論和專業知識,具有能夠在理論上進行分析、在實踐上具有解決一般技術問題能力。補充新知識,增加現代工業領域采用的新刀具材料、新加工方法、數控機床的基本介紹、數控加工工藝的特點、計算機輔助工藝設計、綠色制造等內容,使教學內容能夠充分反映現代制造技術的發展。
目前,“機械制造技術基礎”教學內容多課時少,在教學內容的講授上既要加強基礎,又要拓寬知識面;既要保持經典,又要體現先進制造技術的發展;既要掌握基本理論,又要加強工程實踐能力和創新思維的培養。在教學內容上以少、精、寬、新為原則,對教學內容進行必要的調整,如減少車床進給和螺紋加工運動傳動鏈的講授,而將這部分內容放在實驗課中,學生在現場對著實物進行感性觀察,學得更快、記得更牢。對于機械加工工藝擬定、加工精度部分等重點內容仍進行重點講解,但是更加注重對實際工程問題的分析和理解,強化學生在實際工程中應用所學知識解決問題的能力。
高水平教材的建設是課程建設的基本,本課程選用韓秋實和王主編《機械制造技術基礎(第3版)》作為教材。該教材是普通高等教育“十一五”國家級規劃教材和北京市精品教材立項,該教材還獲得中國機械工業科技進步三等獎。編寫出版與之配套的《機械制造技術基礎習題集》,分為學習指導和習題(包括填空題、選擇題、判斷題、簡答題、分析題、計算題和參考答案)。編寫《機械制造技術基礎實驗指導書》和實驗報告,用于實驗教學。編寫《綜合實驗周大綱》和《綜合實驗周指導書》用于指導學生完成綜合實驗周的學習。建設了“機械制造技術基礎”的課程教學網絡化平臺。制作了網絡課件、編寫了多媒體教案,網上提供教學大綱、教案、電子講義等資料,實現教學資源的共享。開設網上答疑和交流通道。學生利用網絡資源鞏固課本知識的同時,進一步拓寬知識面,增強理論學習的深入性,使課堂教學得到擴展。
三、以工程能力培養為中心,構建層次式的實踐教學體系,實現理論教學和創新實踐活動的有機融合
深入企業調研,分析整合和提煉典型生產流程所需的知識、技能、核心能力和態度,構建專業認知與實踐-金工實習-課程實驗教學-生產實習-課程設計-綜合實驗周-制造綜合能力-數控加工學科競賽“多元結合”的實踐教學體系。在實踐性教學體系構建的過程中,特別注重學生實踐能力的培養,努力實現從模擬型向實戰型轉變,由限制性向自主性轉變,由驗證性向綜合性轉變,由理論性向應用性轉變。注重讓學生建立起工程的系統概念,了解工藝設計、制造、檢驗等過程。從機械制造技術基礎—先進制造技術—數控編程—實際加工操作,注重層次化、從設計、仿真到實際零件加工的動手能力培養,體現漸進性教學方式。
金工實習使學生了解基本的機械制造知識和方法;生產實習使之了解機械產品加工與裝配工藝過程和工藝裝備,將所學理論知識與生產實際緊密聯系起來;課程實驗教學將科研成果引入教學,教師運用現代實驗手段開出綜合性、設計性實驗,讓學生親自動手,提高了學生實驗技能和實際動手能力;課程設計選自實際生產課題,要求學生獨立完成,同時注意發揮團隊作用。重點培養學生制訂零件機械加工工藝規程和分析工藝問題的能力;綜合實驗課使學生受到一次接近實際的工程訓練,全面實踐和了解產品從設計、分析、制造、裝配的全過程,提高學生綜合分析能力、解決工程實際問題能力、協同工作能力和系統集成能力。制造綜合能力-數控加工學科競賽滿足學生進行創新的需求,進一步融合理論與實踐,使學生的工程能力得到進一步提升。
在課程建設過程中,本校進一步強化和加強生產實習組織、指導教師隊伍的建設,設立長春一汽生產實習基地,使生產實習取得實效。綜合實驗周通過學生對產品的設計建模,進行工藝設計、數控編程和在機床上加工出產品,使學生綜合運用知識解決問題的能力大大提高。
實驗指導教師在實驗中只講述實驗中的難點、應注意的事項,而實驗原理、儀器的工作原理和使用方法由學生自己在實驗預習中完成。另外,安排學生生產實習,使學生對機械制造工藝及設備有一個切身的感性認識,每年還鼓勵學生參加各種比賽和見習工程師考試,取得了較好的效果。
在專業課程設計中融入現代計算機工程軟件的應用,實現與先進制造技術和信息技術的融合。從計算機輔助設計進行產品的建模分析,然后基于計算機輔助制造軟件進行零件的數控編程,通過DNC系統將程序傳到數控機床上進行加工,得到零件。通過實驗為學生建立起制造系統的概念。專業課程設計過程中教師的指導和討論環節規范化,使學生的課程設計真正取得實效。
面向工程實際,為學生營造現代工業背景的工程大環境。利用北京市的相關資源為學生提供實踐機會。與機床協會密切合作,每年組織學生參觀機床展覽會并進行討論和研討。邀請相關企業的技術工程師到校講座、聯系北汽福田、現代等現代化企業組織學生進行參觀,為學生創造機會接觸了解先進制造技術的最新發展動向和行業發展趨勢,增加對現代化企業實際的感性認識。學校購置了各種教學模型、高檔加工中心、數控車床、FMS系統、機床靜剛度測試儀、主軸動態特性測試試驗臺等實驗設備,設有專門的制造實驗室,為學生構建了實際的工程環境,使從未接觸過工程實際的學生建立應用的整體概念,突出實驗的演示性、設計性和綜合性,追求實驗手段的先進性。
為了適應應用型高級人才培養目標的實驗體系研究和實驗環節的建設,學校開設綜合性和設計性實驗,構建實驗平臺,編寫實驗指導書和任務書;編寫相關的課程設計指導書。開設綜合性和設計性實驗,初步設想設定加工某零件要求達到的精度目標,讓學生自主設計實驗項目和方案,并獨立完成實驗。利用綜合實驗周的時間開設計算機輔助工藝設計和先進制造技術實驗等。主要安排反映制造工程領域技術先進性和技術發展動向的實驗,包括數控機床加工操作、計算機輔助工藝設計、計算機輔助制造等實驗,使學生了解先進制造技術的研究發展和基本技術方法,建立現代制造工業先進技術的實際概念,完成先進技術設備實際操作的基礎訓練。
四、實施工程意識培養和實踐能力提高的基于項目的教學改革
1.以建構主義理論為指導,以工程應用為主線,研究基于項目的教學模式,注重工程能力的培養
針對目前普遍存在的教學與科研相脫節,課堂教學內容缺乏現實感,學生缺乏對先進制造技術的認識和專業學習積極性;課堂教學與企業的實踐操作彼此割裂,學生運用學科理論與方法解決工程實際問題的能力得不到培養和鍛煉;校園生活與工業實際彼此分離等問題,以建構主義理論為指導,在機械制造及其自動化專業方向實施基于項目的教學模式改革的實踐,整個過程貫穿學習—實踐—再學習—再實踐,以項目引領、任務驅動、教學做一體化課程教學模式設計和組織教學內容。
從“機械制造技術基礎”課程的第一節課,提出基于項目研究的學習。給每個同學發一份項目研究任務書,一個“機械制造技術基礎課程”項目研究活動一覽表。學生自愿組合,1~3人為一個小組,以小組為單位開展研究。隨著教學內容的開展,基于項目的要求,在教師的指導下,學生通過課堂學習、下課到圖書館查閱相關資料,遇到問題請教教師,循序漸進地完成項目的研究。學生成為學習主體,充分調動學生的主觀能動性,將教師的教學與學生的學習活動融為一體。學生以小組為單位通過解決實際問題而學習,通過討論與小組其他成員進行積極的良性互動,相互交流想法、相互鼓勵和溝通,培養了學生的團隊合作意識和工程能力。實行新的教學模式后,學生的學習積極性和主動性提高,解決工程實際問題的能力得到了鍛煉和提高。
2.課堂討論法
在課程講授過程中常注意提出一些思考問題啟發學生積極主動思考。結合課程的重點、難點,設計課堂討論題目,通過討論、質疑和總結提高學生學習的興趣和課堂活力,使學生對知識易于理解和掌握。對于習題中的錯誤,教師設計題目,供同學們討論。比如對于機械加工關鍵工序的工序尺寸的擬訂,如何判斷封閉環是關鍵,教師給出一個實例,給同學們討論,然后通過正確和不正確方法的比較,和同學們一起總結出“尺寸鏈很重要,基準轉換用得著;先看封閉環,再判增和減,極值和概率法幫計算;多尺寸計算,圖表法最有效” 等朗朗上口的口訣,便于學生記憶。注重結合生產實踐,講課過程中還經常結合科研項目中的問題與學生進行課堂討論得出解決方案。
3.案例教學法
本課程主講教師近年承擔國家高檔數控機床科技重大專項、國家和北京市自然基金、北京市科技計劃等多項科研項目,得到科研經費上千萬,獲得省部級科技獎勵7項。在高端數控裝備的研制和開發上取得多項科研成果。在教學過程中,將科研成果作為案例介紹給學生,從實際需求、方案的構思、方案的設計和實施方式,使學生較真實地接觸工程實際,將其中的科學規律與教學內容有機地結合起來,培養學生科學思考問題的工程能力。比如在講到提高生產效率的時候,將研制的復合機床作為實例,使學生深刻理解提高效率的各種不同途徑。在講到機床傳動鏈時,介紹傳動鏈的長短的優點和不足。在介紹數控機床時,以研究的電主軸為例,提出電主軸概念的來源,在于縮短傳動鏈,揭示機械制造科學技術進步內在規律,開闊了學生的學術眼界。其次,鼓勵學生參與科研,積極拓展第二課堂,吸收學生參與教師科研項目,依托科研項目培養學生的綜合素質、實際解決問題的能力和創新能力。
在“機械制造技術基礎”精品課程建設中,基于工程能力培養的精品課程的建設是一個長期的工作,需要不斷凝練課程特色、持續完善課程體系和優化教學內容、在教學模式和教學方法的改革等方面不斷探索實踐改進,才能將“機械制造技術基礎”課程建設成真正意義上的精品課程。
參考文獻:
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[3]段遠源,楊蕾.以提高人才培養質量為核心 深入推進精品課程建設[J].中國高等教育,2008,(Z3).
篇3
機械設計制造及自動化專業主要課程有哪些
主要課程:工程力學、機械設計基礎、電工與電子技術、微型計算機原理應用、機械工程材料、制造技術基礎。主要實踐性教學環節:包括軍訓,金工、電工、電子實習,認識實習,生產實習,社會實踐,課程設計,畢業設計(論文)等,一般應安排40周以上。
主要專業實驗:現代制造技術綜合實驗、測試與信息處理實驗。
專業選修課:機械動力學、軟件工程、網絡技術、多媒體技術及應用、數據庫原理及應用、機械創新設計、工業機器人基礎、機械故障診斷學、文獻檢索、專業外語、有限元方法、機械優化設計、工藝過程自動化、先進制造技術、特種加工、成組技術與CAPP、智能機械概論、微小機械概論、虛擬樣機技術、市場營銷學、在線檢測與控制、實用控制系統設計、數控機床與編程。
機械設計制造及自動化專業就業前景如何
機械設計制造及其自動化專業的學生們將來可以從事科技研發、運行管理、應用研究、銷售等機械制造領域的一些職位。該專業的學生們需要具備機械制造方面的一些基礎知識,學會運用專業知識解決實際工作中的一些相關問題。畢業生們可以參加到機械制造以及設計、機械、電氣、氣壓、液壓等控制設備的維修維護的一些工作中去,為我們國家的機械工程作出自己的貢獻。
篇4
【關鍵詞】機械設計 雙語教學 滲透式教學
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)10-0167-02
一、雙語教學背景
我國加入WTO和新課程改革給我國教育帶來前所未有的機遇和挑戰,學校課堂教學如沐春風,注重學習的體驗和知識的運用成為目前教學的最為核心的內容。英語作為一種語言交流工具,日益成為人們關注的焦點。現在,純知識的外語教學已經落后,不再適應社會及經濟的發展;英語教育中除了知識性,還有工具性、交際性和文化性。然而,我國現行的英語教學存在的弊端是:學生在課堂上學習英語知識,在日常生活中無處應用。學生們面臨的最大問題就是缺乏彼此之間的交流,沒有學好英語和運用英語的外部環境,結果就導致“啞巴英語”這一現象的產生,嚴重地影響了人才的培養。雙語教學,在高校的應用進一步充實了英語教育的工具性和交際性。
所謂“雙語教學”,即用兩種不同語言作為教學語言的教學。一般是指在用母語進行部分學科教學的同時或在母語教學過關的情況下,用部分非母語或全部非母語進行學科教學的稱為雙語教學。
二、《機械設計》雙語教學的可行性:
1.從大環境來說,我們要吸收國外的先進的教育理念和方法,所以要用英語作為溝通的橋梁,而在高校里加強這一溝通的橋梁的最好的辦法就是雙語教學。
2.從課程本身來說,《機械設計》是機械工程專業的最后一門技術基礎課,要求學生能夠綜合應用所學知識聯系生產實際去設計適用的零部件和簡單的機械。理論推理不多,難度相對適中,非常適合開展雙語教學.
3.從學生角度出發,這門課一般放在第五學期,這時學生英語的水平基本過英語四級,所以從知識的角度他們也已經具備開設雙語課程的能力了。況且,先修課程也有開設雙語的經歷,他們更容易適應。
三、《機械設計》雙語教學擬采取的辦法以及效果,
通過六年的雙語教學,我得出了以下經驗:用英語作為課堂語言對《機械設計》進行教學,需注意的是英語只是教學的手段而不是主要目的。要想雙語教學的效果好要從授課教師的選拔和培養,上課所用教材的選取,授課模式和對學生的評價等幾個方面入手開展雙語教學。
1.雙語教師選擇
首先對《機械設計》雙語教學的教師應該有多年的《機械設計》教學經驗,對該課程有深刻的理解和把握.同時,也應該有一定的科研基礎,對該學科的前沿知識有深入的了解,從而在講解基礎內容的同時能夠做到前沿的延伸.更重要的是教師還要有較好的英文基礎,能夠用英文流利地進行表達.建議學校選雙語教師時能夠選拔那些在教學一線長期從事機械專業課教學的歸國留學人員擔任.另外,學校可以資助教師出國進修和訪學來培養雙語教學教師,也可以通過與國外高等院校的交流與合作的形式來培養雙語教學教師.
2.教材選用
建議選用 楊明忠 編著的《MACHINERY DESIGN》該書內容深淺適宜,與中文版,濮良貴編著的《機械設計》章節的布置基本一致,可作為中文輔導教材,例題和習題豐富,基本符合國內的教學大綱.還要引導學生多參閱國內外的知名教材,如:Robert L Mott 《Machine Elements in Mechanical Design》, Joseph E Shgley 《Mechanical Engineering Design》等。從而加深對教材內容的理解.
3. 教學模式的選用
雙語教學時,教師可采用部分英文滲透式教學.教師上課時可以先給學生介紹些常用的專業英語詞匯,如Machinery design(機械設計),Failure models(失效形式),Stress(應力),Strain(應變),Threaded fastener and joints(螺栓緊固件與連接件), Strength calculation(強度計算)等.讓學生先熟悉專業詞匯,使之很自然地接受英文表達.教師上課時可采用全英文板書,并恰當地處理英文表達,大部分用英文表達,中文作為必要的補充.教師上課時還應該引導學生用英文方式思考,用英文提問題,逐步增強學生的英文水平,使英文與專業課學習共同進步.注意應用啟發式和討論式教學,在課堂教學時盡可能多地使用些貼近生活的的實例,如:兩個螺釘連接兩塊板,螺栓型號已知,那么最大能承受多大的橫向載荷等,鼓勵學生去挖掘更深層次的思考.
4. 考核形式及效果
考試成績應由平時成績、實驗成績和期末成績3部分組成,其中期末成績占70%,平時成績占 10%.實驗占20%。平時成績教師可通過讓學生翻譯英文定義和概念,用自己的話英文表述分析過程,如:用英文表達螺栓連接承受橫向載荷強度校核的分析過程。從而了解學生對專業知識和英語的掌握程度.試卷采用一半英語一半漢語.經過一個學期的雙語教學訓練,學生能夠讀懂一些簡單的機械相關英文文獻。
如下是從2010-2015年同一專業的漢語班和雙語班的各項指標的對比如圖1,2。
由圖可以看出,就《機械設計》雙語班的教學效果呈現逐漸上升的趨勢。雙語教育的模式和效果逐漸成熟,無論是從該課程的及格率、四級通過率,考研上線情況看雙語班都已經有明顯優勢。所以雙語教育需要持續進行,使其優勢能充分發揮。
四、雙語教學中的問題
雖然教學效果明顯,但也暴露了一些問題,從全國其它高校尤其是近幾年安陽工學院各個院系的雙語教學課程實踐過程來看,雙語教學存在著一些問題.
1.雙語教育的師資力量不足
雙語教學的基本要求要常年從事機械設計的教學,具有豐富的授課經驗,且能順利的實現全英文上課。發音準確很重要,其次是流利組織語言的能力。但我們都是非英語專業出身,閱讀不是問題,但是口語水平參差不齊,能滿足講雙語課要求的老師不多。
2.學生的英語水平
我們中國的孩子學習英語聽力、口語都是弱項,而且學生的英語水平落差較大,有的大三已經通過六級考試,而有的同學四級還沒過,所以講雙語課時學生的接受情況也不盡相同。所以成績懸殊較大。
3.忽略了學生的主體地位
有些教師在對學生進行雙語教學時,除了所用教材增加了英文版本,上課板書用英文外,與普通教學并無大的區別.教師只是一味地講解,不顧及學生是否能聽得懂,如果在授課過程中不能做到由淺入深,循循善誘,很可能導致部分學生因跟不上教師的進度而放棄學習.這就違背學生在教學中的主體地位。
篇5
關鍵詞:機械裝備制造設計;課程改革;專業特色
我國是以工業為主的發展中國家,裝備制造業更是國家工業的堅實基礎,因而機械制造類人才的培養成為國家工業發展的關鍵因素。目前在機械設計制造及其自動化專業中,機械制造裝備設計是該專業本科學生必修的一門專業主干課。該課程具有涉獵內容廣、實用性和針對性強的特點,其課程內容在機械專業學生后續的學習、設計、就業中至關重要。尤其是在地方本科高校轉型發展時期,如何能夠更加突出該門課程與應用型相符合的專業特色,高效地培養出滿足地方經濟建設所需要的工程技術應用型人才將成為該課程的改革與建設的主要內容。
1課程改革背景
我校早在2004年就開設了機械制造裝備設計課程。在2008年對機械設計制造及其自動化專業人才培養方案系統論證中,根據人才培養目標的調整,將機械制造裝備設計課程改為機械裝備制造設計課程。在2010年,我校開展了校級教研課題“機械設計制造及其自動化專業本科應用型人才培養模式改革、建設的研究與實踐”的研究工作,對該專業的人才培養目標進行重新定位,對教學計劃進行了重新修訂。對此圍繞新的人才培養目標,以基于專業特色,突出面向和能力培養為目標進行該課程的改革與建設成為實現人才培養目標的有力保障。
2課程現狀及存在的問題
機械制造裝備設計是機械設計制造及其自動化專業本科學生必修的一門專業課程。該課程主要講授機械制造及裝備設計方法、金屬切削機床及其典型部件設計、工業機器人設計、機床夾具設計、物流系統設計和機械加工生產線總體設計。目前針對機械制造裝備設計課程建設和教學改革方面的研究還沒有足夠的重視,相關方面研究還很不足。已開展的課程建設和教學改革主要集中在調整教學內容、重視實踐教學、創新思維培養、實踐能力培養等方面〔1-4〕。而對于我校來說,自重新確定專業特色和人才培養目標以來,機械裝備制造設計課程大綱雖然已制定,但該大綱仍然以機械制造裝備為主要內容,未能全面體現機械裝備概念范圍和突出專業特色,與培養目標缺少符合度;還不能完全適應我校的人才培養目標,主要不足之處如下:
1)教學內容不系統,特色不突出,教材內容相對滯后的問題。現行的教學體系大都采用傳統的教學理念,很少涉及到新的技術、方法和理念,知識過于古老和陳舊,未能與時俱進,致使學到的理論知識與實際應用之間不能很好的銜接。
2)教學資源單一,授課效果不好。雖然網絡資源已非常豐富,但是與機械裝備制造相關的教學資源卻仍然十分匱乏,導致學生學習興趣不高,教學效果不盡人意。
3)傳統教學模式所包含信息量較少,教學效率不高。
4)仍然采用傳統的考評機制,即期末以試卷形式,考核理論知識為主,這種考核方式過于死板和教條,無法適應工程技術應用型人才的培養目標。
5)教學與科研脫離,師資隊伍發展遲緩。脫離實際的教學內容是空洞的,因此應該把教學內容與科研相結合,建立一支科研與教學能夠相輔相成的教學團隊。綜上,現有的這些方面將導致學生沒有實踐經驗和動手能力差,只掌握了死記硬背的理論知識,學生缺乏積極主動性,學習興趣不高,甚至出現厭學情緒。因此,為了突出“培養面向冶金行業和地方裝備制造業的生產工程師和服務工程師”這一專業特色,為地方經濟建設輸送更多的工程技術應用型人才,機械裝備制造設計課程的改革與建設勢在必行。
3課程改革思路
1)教學內容系統、先進、突出專業特點的課程體系的建立
把圍繞專業特色和人才培養目標作為定位,以面向共性知識、面向領域特色和面向工程應用為指導思想,以培養工程技術應用能力為出發點,根據專業人才培養方案課程設置的實際情況來規劃教學內容。同時,根據設計理論與技術、機械裝備的發展和企業的所需,對教學內容進行更新與優化,保持授課內容的實用性,先進性、更能體現專業特色。
2)課程教學資源的建設
由于本課程所具有的特點,機械裝備設計的新技術和新產品不斷產生,為了跟蹤教學內容的最新發展狀況,體現教學內容的先進性,應將重視教材建設轉變為重視教學資源建設,建設教材、新技術專題資料和新產品的樣本、圖片、錄像等相結合的課程優質教學資源。
3)教學模式與教學方法的改革
為了有效地培養學生自我學習能力、工程技術應用能力、團隊協作能力和創新思維,大力開展教學模式與教學方法的改革,實現教學模式與方法多樣化,如采用啟發式、討論式等行之有效的教學方法,采用模擬仿真技術、多媒體技術等現代教學技術手段,充分利用flash、錄像、模型等資源將聲音、圖像、文本、實物等有機組合。同時,針對不同的教學內容,使用與其相適應的教學模式與方法,如在講述某類機械裝備設計理論與方法的內容時,可以采用學生團隊自主學習、互動學習、師生合作教學的工程實踐項目形式開展教學。
4)課程考核方式的改革
本課程以往的考核方式是在期末以試卷測試理論知識為主進行考核。這種方式無法適應培養工程技術應用能力的教學目標,往往造成高分低能的現象。對此應在課程講授過程中,結合課程內容特點,采取相應的考核方式對學生應用該部分課程知識的技能水平進行考核,從而在整個課程過程中建立了一種以考核應用技術能力為主的形成性考核方式。
5)把課程建設與科研工作、大創項目相整合,提升教師的學術與教學水平
以機械裝備研發類科研項目和大學生創新創業訓練計劃項目為突破點,進行項目導向式課程體系建設,實現以課程建設帶動科研工作,將科研結果用于課程建設,使教研相輔相成,同時提高了教師的科研與教學能力。
4結束語
本文以體現專業特色和適應人才培養為目標,針對機械裝備制造設計課程中存在的不足之處,提出了在課程體系、課程資源、教學模式與方法、考核機制及與科研相結合等方面的看法和建議,使該門課程與實際應用更好的銜接,切實的改善教學質量,提高同學的綜合設計應用的能力,為我國機械裝備行業培養更多的優秀人才。
參考文獻
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關鍵詞:機械制造;資源庫;建設方案
作者簡介:張翼飛(1982-),男,河北石家莊人,中國人民軍械工程學院,講師;許寶才(1972-),男,河北石家莊人,中國人民軍械工程學院,講師。(河北?石家莊?050003)
基金項目:本文系2010年軍械工程學院基礎部教學研究與改革基金項目(項目編號:JXJJ1009)的研究成果。
中圖分類號:G642.0?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)28-0063-02
“機械制造基礎”作為機械類、近機類專業技術基礎課,在培養學員工程素質和綜合能力上發揮極其重要的作用。該課程在教學上有自身鮮明的特點:首先,機械產品加工制造涉及的資源信息十分龐雜,內容和形式多種多樣,主要包括冷熱加工幾十種加工方法的原理、工藝及設備,對教員的理論知識儲備量、綜合素質等要求較高;其次,該課程與工程實際聯系緊密,實踐性強,內容更新快,隨著各種先進制造技術不斷應用于工業生產,傳統的教學內容和方式與不斷涌現的新材料、新技術、新工藝的矛盾十分突出,給廣大教學工作者帶來不小的挑戰。因此,為了提高教員備課效率,改善教學質量,根據“機械制造基礎”課教學的需要,將各種教學資源(CAI課件、教案、圖片、動畫、音頻、視頻等素材)進行有效地更新和整合,對組建該系列課程教學資源庫進行了有效地嘗試,并詳細探討了該資源庫建設的特點、內容和實施方案,取得了良好的教學效果。
一、共享資源庫建設特點
1.分散建設,資源共享
機械制造基礎資源庫內容豐富,信息量大,單靠某個人收集、制作材料、編制課件,力量十分有限,必須由機械專業教學組牽頭,通過多渠道、多方式分散建設,并在統一的界面環境下實現共享。在分散建設過程中,數字資源本身存儲在分散于校園網內的個人電腦中,而不是僅存儲在某臺服務器上,通過加盟制、獎勵制、交換制等方式鼓勵、引導教員甚至學員將自己的教學經驗、教學成果、學習成果等充實到資源庫中,并且保證這些教學資源內容能快速檢索、歸檔、上傳、下載,在統一的界面環境下對這些分布式存儲的教學資源進行集中管理,實現在網絡環境下的資源共享。
2.信息先進,實用性強
信息源是資源庫的核心,信息源采集的先進性和實用性某種意義上決定了資源庫的質量。其先進性體現在各種文獻資料要能及時反映最新的教學和科研成果,各種動畫、視頻等多媒體素材要能真實地反映工藝的原理和過程,為確保資源庫的質量,必須不斷地修改、更新和充實資源庫的信息內容,使資源庫經常有新資料、新信息,從而保持其信息的先進性和旺盛的生命力。同時,該資源庫主要是滿足特定教員的教學需求,因此其實用性、易用性同樣重要,這就要求對資源信息進行有序、有效的配置和規范,宜將現有各載體上的相關數據、引進的數據、網絡上搜索下載的數據等按統一格式進行預處理和標引,最大程度滿足用戶獲取所需信息的便利性。
3.服務教員,促進教學
機械制造基礎教學資源庫的建設有效地推動了教學方法和教學手段的改革,使教學方法更加新穎、教學手段更加先進、教學內容更加豐富。對一些抽象的、學生難以理解的、傳統教學手段很難表達的教學內容或無法觀察到的現象,可通過圖、文、聲、像的綜合功能生動、直觀地顯示出來,從而調動學生學習的積極性、主動性和創造性,加深學生對所學知識的理解。同時,該資源庫的應用也會極大地提高教員的參與意識和教學興趣,通過該共享平臺教員可以集中備課、議課,教員之間可以更有效地交流,形成一種研究型教學模式,全方位促進教學。
二、共享資源庫建設內容
根據資源庫的建設思想,收集、制作、整理及編排與機械制造基礎課程內容相關的輔助教學媒體資源,建設中的機械制造基礎課程輔助教學資源庫是以機械制造工程領域內反映制造基礎內容的,以文字、圖形、聲像媒體等形式進行總體規劃建設,體現若干個工程(或工藝)過程及其基本原理。同時,對上述這些數字資源進行計算機網絡化處理,以現代教育理念為指導思想,結合機械制造基礎課程的要求和特點,構建了機械制造類課程數字化教學資源體系的系統模型,如圖1所示。
該模型針對機械制造基礎課程的理論授課、實踐教學、綜合考核三個環節,整合和完善各類教學資源,形成了理論教學資源庫、實踐教學資源庫以及知識與技能強化訓練資源庫三大模塊。其中,理論教學資源庫是整個教學資源庫的基礎模塊,按照學科及課程設置進行分類,主要包括多媒體課件庫、標準教案庫及學科知識庫(學科論文、文獻資料、教學錄像等);實踐教學資源庫構成了該體系的應用模塊,針對金工系列課程實驗多、實踐環節豐富等特點,構建了網絡虛擬實驗庫、工程實踐多媒體素材庫以及實踐案例庫;知識技能強化訓練庫構成了對教學結果的評價模塊,它由課程習題庫、課程試題庫(需要權限)以及綜合測評系統組成。通過以上三大模塊內容構建一個全方位、開放性的數字化教學資源支撐下的全新的教學體系和模式,為實施素質教育和創新教育提供了一個有效的平臺。
三、共享資源庫建設方案
1.數字化資源的設計與制作
機械制造課程共享資源庫建設的基礎是數字化資源的建設,從內容形式看主要包括文字、文檔、圖片、表格、動畫、音頻、視頻等。應用Dreamweaver、Auto CAD、UG、Pro/E、3ds max、Flash、Premiere、Photoshop、Fireworks、Mp3matePro、Deform3d、Microsoft Office等多媒體制作及模擬仿真軟件可以有效地制作、展示反映機械制造基礎技術和工藝的視頻資源、典型零件加工工藝過程資源、動畫資源、計算機模擬仿真資源、文檔文獻等。例如,傳統的齒輪范成實驗是利用齒輪范成儀來實現輪坯與刀具之間的相對運動過程,并用鉛筆將刀具相對輪坯的各個位置記錄在圖紙上,由于不能夠演示切削運動,學生只能看到一個平面的齒廓外形,對齒輪的范成法加工原理還是不易理解。利用3ds max軟件制作三維齒輪加工模擬動畫,學生可以通過視頻直接觀看到車間的齒輪加工實際過程,直觀形象,教學效果良好。因此,對廣大機械制造類課程教員而言,除了掌握專業基礎知識外,熟練掌握該類軟件的運用十分必要,這也是設計與制作優良的機械制造數字化資源的基礎。
教員通過軟件自己設計與制作數字化資源的同時,還可通過互聯網大量搜集和精心選取,諸如國家精品課程網、數字化圖書館、國內外高校主站、專業加工制造論壇等等。這些網站能搜集到大量具有價值的數字化資源,諸如具有前沿性、熱點性、廣泛影響性的文章和經典著名的教材、著作,反映各種加工方法的歷史、現狀及發展趨勢的資料,體現有關工藝的原理、過程、生產設備的圖片、視頻素材,以及各種優秀的教學錄像等等。
2.網站建設
機械制造基礎共享資源庫系統采用瀏覽器/服務器(Browser/Server)架構模式,客戶端運行環境為Windows/2000/XP+IE6.0以上版本,服務器端采用Windows 2000 Server+IIS5.0+ASP框架,后臺數據庫采用SQL2000Server、Access 2000。網站內容包括前述的理論教學資源庫、實踐教學資源庫、知識與技能強化訓練資源庫三個模塊,在建設過程中注重用戶的交互作用,使教員和學員既是網站內容的消費者,又是網站內容的制造者,所有功能都能通過瀏覽器完成。
四、結束語
建設“機械制造基礎”課共享資源庫,是為了整合優秀的教學資源,從而實現教育資源的廣泛共享,凸顯專業的示范與輻射效應。在該資源庫建設過程中,文中初步探討了其建設特點、建設內容和實施方案,為下一步實質性建設該資源庫打下了一定的基礎,同時筆者也充分認識到,教學資源庫建設是一項長期的任務,是一個復雜的系統工程,需要充分發揮廣大專業教員的積極性,共同參與到教學資源庫的建設中。
參考文獻:
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篇7
關鍵詞:NX系統;機械設計;課程設計;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)03-0215-02
隨著國家推進“中國制造2025”,“互聯網+”與傳統制造業全面融合,制造業信息化技術不斷深入制造企業,對應用型人才的要求不斷提高。機械設計作為應用型高校機械方向核心專業教學科目,其課程設計是強化課堂理論教學的綜合型、應用型環節,涉及多方面機械專業基礎課程知識的實際應用。貼近企業現實生產需求的機械設計課程設計,將切實增強應用型高校大學生分析解決實際機械設計相關問題的實戰能力,培養學生的創新意識。傳統的課程設計題目所涉及的機械傳動裝置或結構較為簡單,大部分構件在機械設計課程中已經學過。課程設計對于學生的訓練要求依舊突出手工計算、尺筆繪圖,難以滿足制造業信息化技術時代企業對信息化應用人才的能力要求。針對上述問題我校對機械設計課程設計的教學方案進行了全面改革,制定了基于NX系統軟件設計過程的機械設計課程設計教案,任務指導書,形成了機械設計課程設計教學質量檢驗評價標準。通過與西門子公司的深度合作,利用信息化設計制造技術克服傳統課程設計的枯燥煩瑣,使學生能夠將有限的時間、精力側重于課程設計任務的機構方案設計、結構優化等應用性、創造性較強的內容上,從而提高學生的學習興趣,培養學生先進的設計理念[1,2]。
一、信息化技術在機械設計中的應用
融入制造業信息化技術的工業產品三維仿真設計制造:三維軟件智能造型―>實體零部件數控機床加工―>產品組裝調試,許多制造企業已實現這一生產流程。西門子NX系統軟件融合了三維智能造型、二維工程圖生成、虛擬裝配、機構運動仿真、運動學分析、裝配干涉檢驗及結構受力分析等智能制造技術,功能強大。制造業信息化技術的應用,提高了機械產品設計的效率,在接下來的零部件CAE分析、CAM加工過程中,智能化設計的優勢更加顯著,與傳統機械產品設計相比,產品質量也得到了大幅度提升。智能化設計可以使得復雜的產品設計及工程問題簡單化,通過設計人員的規范化管理、設計任務的合理分工,使得機械產品設計過程中團隊的協同性與個人的獨立性并行,基于制造業信息化技術的機械產品設計流程如圖1所示。
二、借助信息化技術開展機械設計課程設計
1.課程設計選題。目前機械產品設計可以是按照市場導向、沒有參照的全新的創新設計,也可以是在現有產品的基礎上模仿和改進的創新設計。我校機械設計課程設計的選題范圍比較廣,如結合教師科研課題,融合學生機械創新項目,參照課程設計任務書中的傳統帶式運輸機傳動裝置、卷揚機傳動裝置等。但是對課程設計題目的完成要求基本一致:①理解機械產品的工作原理,對產品的零部件進行三維造型設計,運動學仿真、結構受力分析,完成機械產品二維裝配工程圖1張;②繪制重要承載軸、傳動齒輪等部分零部件的二維工程圖各1張;③編寫機械產品設計說明書1份。本機械設計課程設計以三維虛擬模型總成及傳統實物模型總成作為參照,學生通過對三維虛擬模型、傳統實物模型的零部件測量核算、獲取模型結構尺寸參數,對課程設計任務產品總成及其零部件進行設計。課程設計根據工作量的不同,以個人或小組團隊為單位進行,各單位課程設計不同題,或者同題不同數據規格,以常見的減速器課程設計為例:根據減速器輸出軸的輸出功率選擇合適的傳動類型,經校核計算選擇對應的齒輪類型、材料、參數,計算軸徑、選擇軸承等,各單位完成各自課程設計任務[3,4]。
2.課題三維智能設計。作為西門子NX授權教學培訓高校,NX系統軟件是機械類專業學生必修課程,經NX系統軟件教學課程的訓練學習,學生掌握了基本的NX系統軟件三維智能設計、虛擬裝配及運動學仿真的方法步驟,能夠獨立熟練的進行機械產品零部件設計。基于NX系統軟件的三維智能設計,可以將學生的機械產品設計意圖用虛擬三維模型形象的表達出來,當設計過程中發現產品零部件需要修改時,方便學生對任務產品結構尺寸參數進行修改,在面對構造較為復雜的大型課程設計任務產品時,也便于實現學生間的分工設計,團隊合作。二級三軸式減速器箱體、箱蓋、各級傳動齒輪、軸等的設計,綜合運用了機械設計專業課程中的典型零部件設計知識,零部件三維智能造型如圖2所示。在NX系統軟件上,將減速器各零部件的三維智能造型進行虛擬裝配,通過裝配爆炸圖分析各零部件之間的裝配關系。利用裝配干涉檢查功能,查看減速器總成設計是否合理,如存在干涉現象,則需優化設計參數,修改零部件三維模型。減速器裝配總成及爆炸圖如圖3所示。
3.關鍵零部件的運動學分析。NX系統軟件的運動學分析模塊,可以方便快捷的對減速器傳動軸、傳動齒輪等關鍵零部件進行運動學分析,驗證減速器總成設計效果是否合理。在確定輸入或者輸出任一運動參數的情況下,使用NX系統軟件運動學分析即可計算獲得整個減速器的運動參數,進而效驗傳動齒輪等關鍵零部件是否符合減速器的設計要求。對任務產品的裝配總成進行干涉分析,可檢查減速器各運動零部件在運行過程中是否與其他零部件發生碰撞等干涉現象,尤其齒輪與齒輪之間、齒輪與箱體之間,進而檢查零部件的設計及裝配方案是否合理。
4.主要零部件的受力分析。NX高級仿真和其他有限元分析軟件基本操作一致,分為創建有限元模型、創建仿真模型和后處理。確定減速器輸入軸的功率后,即可根據減速器的設計參數,計算獲得各軸及傳動尺寸的受力情況。通過NX系統軟件對關鍵零件進行受力分析,進一步檢驗零部件和減速器整體設計裝配是否合理。當確定某個零部件其結構關鍵部位受力情況超出了材料本身的許用應力時,需要對該零部件的結構參數進行重新效核計算,優化受力結構,從而使任務產品符合設計要求。
5.二維工程圖的生成。將虛擬裝配和模擬分析沒有問題的減速器總成三維模型,及所有定型的零部件,經NX系統軟件的工程圖模塊,智能轉換生成包含三視圖、軸測圖等的二維工程圖。對自動生成的尺寸標注進行檢查修改,或手動添加尺寸標注,然后根據實際機械加工需要,標注相關加工信息、技術要求、工程圖編號等,完成所有零部件及裝配總成的二維工程圖制作。
NX系統軟件作為高端CAD/CAE機械產品信息化設計軟件,將其引入到應用型大學生機械設計課程設計中,符合當前“創新驅動、智能轉型”大環境下企業、社會對應用型人才的迫切需求,改善了機械設計專業課程的教學質量,激發了學生的學習興趣。但要制定出一套完整,且行之有效的基于NX系統軟件的課程設計指導規范,仍有很多工作等待完善,如:如何檢驗及評判學生機械設計課程學習的質量?如何評價學生的創新設計能力?等等,都需要進一步實踐、探索,開發出一套實用的基于制造業信息化技術的機械設計課程設計體系。
參考文獻:
篇8
關鍵詞:精品課程群 建設 創新 資源庫 微資源
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)07(c)-0207-01
機械制造與自動化技術是綜合工業中應用最廣泛、結合最緊密的機、電兩大方面內容,具有實用能力強,應用廣泛的特點,是企業中崗位需求量最大、最容易就業的專業。我院的機械制造與自動化專業自創建以來,遵循“因材施教”的原則,堅持“踐行德育為先,鑄就技術品質”的辦學理念,在“學院汽車生產專業群”的輻射引領和“機電系數控技術專業群”的帶動下,以“知崗”“貼崗”“頂崗”為特征的遞進式人才培養模式推廣到教學改革過程和專業建設中,培養了大批從事“機電產品的生產與加工,機械設備的裝配、維護維修和技術管理等工作”的高素質技能型人才,彌補了煙臺地區以汽車生產為龍頭的制造業人才需求缺口,為各個行業培養了一大批優秀畢業生和實習生。
1 精品課程群的建設
課程群就是把具有相關性或一定目的的不同課程編排到一起,組成一個"群",進行系統地學習和教授,這些課程的教學內容不重復,同時知識點之間存在相對獨立性和離散性,并且關系親和,實踐實訓環節或技能培養環節是連貫、遞進的。
根據機械制造與自動化專業人才培養目標的要求,校企共同深入研究,根據崗位需求,將本專業分為機械制造與電氣維修兩個培養方向,圍繞電氣維修方向專業崗位核心能力的需求和課程群的建設要求,把《機電設備電工電子技術》、《機電設備液壓與氣動技術》、《機電設備可編程控制》、《機電設備電氣控制》、《機電設備故障診斷與維修》五門課程組建為機電設備電氣維修系列課程群。
《機電設備電工電子技術》是本課程群的專業基礎課程,按照“以能力為本位,以職業實踐為主線,以具體產品制作為載體,以完整的工作過程為行動體系”的總體設計要求,以培養電工電子應用技能和相關職業崗位能力為基本目標,緊緊圍繞工作任務完成的需要選擇和組織課程內容,將技能鑒定和職業標準的內容融入課程教學,實現實訓、考證兩者相通。通過本課程的學習使學生具備一定的電學專業基礎知識,掌握電氣控制、電氣維修的基礎知識,培養學生綜合職業能力和職業素養。
《機電設備液壓與氣動技術》也是本課程群的專業基礎課程。該課程打破原來學科以理論教學為主,以知識全面性為本的理念,突出“夠用為主”的思路,采用“項目驅動、任務引領”的職業教育新理念進行設計,體現以人為本的教學特色,注重學生的實踐能力的培養。通過本課程的學習,使學生掌握液壓與氣動元件的基本原理、液壓與氣壓傳動系統的組成以及在設備和生產線上的應用。熟練掌握液壓與氣動控制系統的組裝及一般故障排除。培養學生的傳動系統故障的診斷和排除能力。
《機電設備可編程控制》課程以工作過程為導向、任務為驅動的方式,配合各種實訓、虛擬仿真、生產實習,由淺入深,循序漸進,重點培養學生分析問題、解決問題的能力,以適應現代制造業自動化程度不斷提高的需要,同時培養學生的社會能力,適應電氣裝配、設備檢修、自動生產線安裝與調試等崗位任務和項目對人才的要求.該課程在整個課程群中起到一個承上啟下的作用。
《機電設備電氣控制》、《機電設備故障診斷與維修》兩門課程是本課程群的主干課程,主要針對電氣控制和診斷維修技能展開學習。培養學生在電氣維修工作過程中的綜合職業能力,加強學生職業判斷能力和綜合就業能力。
2 精品課程群的創新
2.1 開發特色資源庫,信息容量龐大
本課程群開發團隊開發特色資源庫,包括:教學資源庫、專業標準庫、虛擬仿真庫、教學視頻庫等八個資源庫,資源類型多種多樣,有文本、多媒體、動畫、視頻、圖片等等,資源數量豐富,信息容量龐大。
2.2 引入微資源,使學習內容碎片化
為了幫助學習者在最短的時間,更好的學習某一個知識點,我們引入了微資源的概念,把系統的知識打碎,把一個個小知識點單獨提煉出來,以視頻、圖片或者PPT的形式展現給大家,使學習者在最短的時間學會他所想學習的東西。在我們現在這個以微博作為傳播媒介代表,以短小精煉作為文化傳播特征的“微時代”來說,微資源無疑是給學習者提供了最快捷,最直接、最有效的信息。
2.3 提供多種資源,學習輻射范圍廣
在我們的精品課程群里,給學習者提供了多種學習資源,除了精品課程所包含的教學資源,如:教學課件、引導文、學生工作頁等等之外,我們還提供了行業資源、技能資源等多種資源供學習者使用,如圖1所示。我們所面向的學習群體非常龐大,輻射的范圍非常廣,除了學生之外,還可以是想從事這個崗位的從業者或者是想學習這個課程群知識的學習者。
3 結語
本課程群的建設理念先進,信息容量大,輻射范圍廣泛,適應社會需求和時代變化。充分發揮課程群結構整體優化、整合功能效益,利用課程內容上的關聯性相互支撐和強化,實行大課程建設,有利于電氣維修崗位群相關人員的學習和使用。
參考文獻
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篇9
關鍵詞:機械制造工藝學;教學方法;高職學院;特點;內容;能力
中圖分類號:G712 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2013)32-026-01
機械制造工藝學是數控技術專業的一門必修專業深,主要以機械制造過程中的工藝問題為研究對象,包括零件加工、裝配和夾具3個方面,其指導思想是在保證質量的前提下,實現高效、經濟的加工與裝配。為達到良好的教學效果,就要采用符合該課程特點和學生實際的教學方法。為此,結合機械制造工藝學的內容和特點以及聽課學生的層次特點,總結了高職學院機械制造工藝學課程應用的幾種教學方法。
1、機械制造工藝學課程的內容和特點
任何機械產品都是由合格的零部件組裝而成的各種機械零件(如軸、盤、套、箱體、齒輪等).都要經過毛坯制造、機械加工來達到圖紙設計的結構形狀和質量,然后經過組件、部件和掛機裝配來滿足產品的性能要求。因此,機械制造工藝學研究的主要對象是機械零件加工和產品裝配工藝中具有共性的問題。
1、工藝分析
工藝規程制訂主要是設計一個零件完整的加工工藝。雖然機械產品的結構各不相同,但其制造工藝所遵循的原理、方法和步驟卻有很多相似之處。因此,機械制造工藝學課程就是要通過有關的教學環節,使學生對機械制造工藝的基本原理和概念、基本理論和方法以及基本規律有系統而全面的了解和掌握。機械制造工藝學課程的一個重要任務就是培養學生對工藝的分析能力,使他們能在高效率、低成本的目標下,設計出最優的工藝過程方案,同時對實際生產過程中出現的問題進行正確分析和處理。
在實際生產中經常會發現同一零件可以用不同的工藝方案來完成。工藝方案不同,加工的質量、難易程度、生產率及成本也有很大差別。
2、課程特點
(1)實踐性強。授課時應注意基本理論與生產實際相結合,分析生產實際中遇到的問題,重視實踐性環節。
(2)綜合性強。該課程與金工、機械加工基礎、公差、刀具、機床、夾具、企業管理等課程都有聯系,要注意聯系及綜合應用以往所學知識。
(3)靈活性大。工藝理論與工藝方法的應用具有很大的靈活性,在不同的條件甚至在相同的條件下都可以有不同的處理方法,因此必須根據具體情況進行辯證分析。
機械制造工藝學的授課對象是數控技術專業學生,他們在第一學期已經學習了機械制圖、工程力學農業科技與裝備等專業基礎課,而該課程在第二學期開設,課程設置是合理的。
二、多種教學方法應用研究
1、多媒體教學與傳統教學相結合
課程講授時應采取多媒體教學與傳統教學相結合。傳統教學所使用的板書、圖表與教具等在教師的講授中還占有重要地位,高職教師依然應該認真對待教學內容的直觀顯示方式,如術語、新詞、概念、推導過程等適合于板書的內容要標題明顯、書寫工整、關系明確。課程講述時可配合課件進行演示,課件制作采用動畫效果會更加直觀,如講述齒輪零件的加工過程,通過多媒體可以清楚地看到每種方法在加工齒輪時的運動方向,這樣既增強了教學內容的可視性四,又降低了知識掌握的難度。可以結合教學內容,采用自制掛圖、利用教具、放錄像、帶學生到工廠參觀進行現場教學等方法,使教學內容直觀、形象,易于被學生掌握。還可以請有經驗的工人師傅做報告和講解,從而了解工廠的生產管理情況和主要產品的加工工藝,開闊學生視野,提高感性認識。
2、靈活運用教材,精選授課內容
機械制造工藝學不是孤立存在的,在內容上與其聯系比較緊密的課程有互換性與技術測量、金屬材料及熱處理等。為方便學生學習,各課程教材中往往存在較多的重要知識點,教師在課堂上不應重復講授,應根據培養目標,結合實際對教材進行詳略處理或補充完善。
3、合理安排課程設計
理論教學是課程設計及實習的基礎,課程設計、實習是理論教學的實施與提高,要使理論教學、課程設計和實習相互滲透、相互促進,成為一個有機整體,從而提高學生的實驗實習與設計能力。在課程設計中,可重點講授夾具的組成、典型定位和夾緊機構、夾具設計的方法和步驟等,這樣既可使實踐性教學環節更加充實,也完善了機械制造工藝學的教學過程。
總之,因機械制造工藝學課程實踐性、靈活性和綜合性較強,其內容更具有實用性與針對性,強調動手能力的實踐鍛煉與工程意識和工程素質的培養。因此,結合高職學院實際,機械制造工藝學課程教學應突出做好以下幾點:一是應特別突出數控專業的特點,在實習、課程設計等環節充分利用校內實訓的條件,使學生的工程能力得到較為全面的鍛煉:二是各部分教學均應結合實際,采用生動形象的直觀教學,從而激發學生學習熱情,增強其對該專業課的感性認識;三是要徹底打破理論教學與實踐教學相脫節的現象,使學生在實習中靈活運用所學理論知識,真正做到學用結合。這樣,學生不僅能牢固地掌握理論知識,也大大提高了實踐技能,為以后的課程設計和實際應用打下堅實基礎。
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篇10
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。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。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,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,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
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10機械工程測試技術