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【關鍵詞】行動導向教學法 模具測繪 實訓教學 改革
【中圖分類號】G【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2013)07C-
0157-03
高等職業教育培養的是生產、建設、管理、服務第一線的高等技術應用型人才,突出技術應用能力、創新能力的培養,并力求教學與生產實際緊密結合,因此如何提高學生的技能水平和綜合職業能力,是高等應用型教育的核心和要求。以模具測繪實訓教學為例,為了加深學生對理論知識的理解和實踐應用,增強學生的動手能力,提高學生的綜合素質和能力,可將行動導向教學法引入模具測繪實訓,進行相應的改革。
一、行動導向教學法概述
行動導向教學法是上世紀80年代在德國興起的一種職業教育的新理念和方法,它在德國的職業教育發展中產生了重大影響,而近年來,該方法也在我國高職教育中得到了廣泛嘗試,并逐漸推廣運用。
行動導向教學法是一種職業教育教學模式和教學方法,以能力為本位,以行動為導向,強調學習者如何在學習中提高實際工作能力和解決問題的能力。在教學過程中,該教學法要求教師根據企業真實的工作過程,建構一種類似于企業實際工作氛圍的學習環境和氣氛,以企業典型工作任務為載體,以職業技能培養為主線,以學生為主體設計教學情境,引導學生獨立自主地進行包括計劃、實施和檢查等在內的職業工作并解決工作過程中出現的問題。
行動導向教學法實現了知識與技能、過程與方法、工作與學習的統一,其“學習的內容是工作,在工作中實現學習”的理念體現了職業教育工學結合的本質特征。
二、基于行動導向法的課程目標和能力培養目標
模具測繪實訓是高職院校中模具專業實踐教學環節中的一個重要組成部分,是一門綜合性和實踐性很強的學科,也是模具專業學生在學習專業課程前一個重要的模具結構認知教學環節。模具測繪實訓是在學生學習了機械制圖、公差與技術配合、工程材料等課程之后,以對生產中使用的真實模具的拆裝及主要結構認知為主線,完整測出模具零部件尺寸,畫出零件草圖,然后經過整理,再畫出裝配圖和零件圖的過程。這一過程主要培養學生的動手能力、分析和解決問題的能力,使學生能夠綜合運用已學知識和技能,對模具典型結構及零部件裝配有全面的認識。模具測繪不僅是模具專業教學中的一種有效學習手段,更是模具制造崗位必須掌握的一項工作技能。
(一)課程目標
課程目標包括:認識典型模具結構,了解模具工作原理、模具零部件的功用、零件相互間的裝配形式和配合關系以及模具零件的加工要求;能正確使用模具拆裝常用的工具和輔具,掌握模具拆裝的一般步驟和方法;學會常用量具的使用方法和技巧,培養產品測繪能力;學會模具零件的視圖表達方法,能熟練使用CAD軟件繪制模具零件圖和裝配圖,培養制圖能力。
(二)能力培養目標
1.專業能力。掌握模具拆裝的步驟和方法,能正確使用常用測量工具,具備產品測繪能力;掌握對測量尺寸進行協調和圓整的原則和方法;熟悉模具行業常用相關標準、資料和手冊,會正確選用并查閱;能正確選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術要求;具備一定的識讀、繪制模具零件圖和裝配圖的制圖能力。
2.方法能力。具有獨立制訂工作計劃、協調計劃和完成工作任務的能力,能對自己的工作成果進行展示、分析、評價和總結;具有獨立學習能力及利用各種途徑獲取新知識、新技能的能力;具有提出問題、分析問題和解決問題的能力;具有敏銳的觀察力和較好的空間想象能力。
3.社會能力。具有認真負責的工作態度、一絲不茍的工作作風;具有良好的團隊協作意識、人際交往和善于溝通的能力;具備良好的工作責任心和社會責任感,有明確的職業理想;具有創新精神。
三、基于行動導向法的學習情境設計
根據模具測繪實訓課程的實踐內容和要求,可構建四個學習情境,見表1。
四、基于行動導向法的教學實施過程
不管在什么領域,所有職業的工作過程的結構大體上是相同的,一般都可以簡要地劃分為確認工作任務、計劃、實施、檢查、評價和結果記錄等這幾個階段。針對模具企業工作過程,將工作內容與行動導向教學模式相融合,結合模具測繪實訓要求,把整個教學過程劃分為獲取信息、制訂工作計劃、作出決策、實施工作計劃、反饋信息、控制工作質量、評定工作成績等環節,通過這一過程,培養學生獨立計劃、實施和評估的工作能力和職業素質。
(一)資訊
在實施的過程中以師生共同解讀“任務背景”、“工作任務書”的方式,使學生明確工作任務和目標,并獲取與完成工作任務有直接關系的信息。
1.基本知識技能回顧。學生對已經學過的制圖、公差、材料等專業基礎理論知識及鉗工工具使用、檢測量具使用等技能進行回顧。
2.搜集和整理資料、信息。每個小組思考討論該項目的關鍵信息,領會任務要求,利用圖書館、網絡等多種途徑對“模具的分類、模具結構及其組成、模具的基本工作原理等模具原理性知識;模具拆裝工具與使用技巧、模具測量工具與使用技巧等技能性知識;模具拆裝步驟和方法及安全注意事項”等知識進行信息查閱、收集、學習理解并研討、記錄。在這個過程中,教師引導學生查找相關專業書籍,幫助學生梳理信息并對學生收集信息過程中出現的難點問題進行重點講解。
通過此環節,學生可以領會到復雜的項目需要進行分解處理,同時通過分工、協作,其自學能力以及信息收集整理、交流協作等能力得到提高。
(二)計劃
小組內每一個學生根據在資訊階段收集和整理的信息,以報告的形式制訂模具拆裝、測繪工作計劃,初步確定工作步驟和程序。教師不對學生的方案進行評價和干涉,只給出啟發性建議和引導,并記錄學生的參與過程和出現的問題。
此環節培養學生綜合提煉信息、分析與解決問題、工程知識應用、技術方案寫作等能力,以及交流與合作的團隊協作精神。
(三)決策
每個學生在小組內展示各自的計劃,并進行小組討論、分析、交流和比較,然后形成一個統一的模具拆裝和測繪工作計劃,經與教師充分交流后形成小組最終工作方案和步驟。小組成員進行分工,如誰負責拆裝模具、誰負責測量尺寸、誰負責畫零件草圖并記錄尺寸等。
通過此環節,學生能提升獨立思考問題能力、正確判斷和制訂工程方案的能力。
(四)實施
各小組按照確定的最佳工作步驟和計劃開展工作。根據小組分工,做好模具拆卸、尺寸測量、草圖繪制、模具裝配復原、試模等工作,并單獨繪制模具裝配圖和零件圖CAD圖紙。做好工作過程中出現的錯誤記錄和要點記錄,并完成工作總結報告。在實施過程中,教師應注意控制場面和觀察細節,對各小組所畫結構簡圖進行指導和檢查;對學生的鉗工基本操作方法、安全文明生產等進行指導和評價記錄;對學生測量工具的使用、草圖繪制質量等作評價記錄;對模具裝配質量作評價記錄。
此環節培養學生利用所具有的理論知識和工程技能分析、判斷和解決問題,形成理論聯系實踐的意識,提高學生結構化地運用知識完成某項具體工作的能力,同時使學生提升知識與技能綜合應用能力,養成嚴謹細致的工作作風和職業素質。
(五)檢查
1.小組自查。學生對裝配復原的模具進行人工合模驗證,并在成型設備上試模,驗證模具工作是否正常,模具間隙是否調整均勻;檢查圖紙中視圖表達是否正確、尺寸標注是否完整、形位公差是否正確、表面精度是否合理等。
2.教師檢查。教師主要確認學生工作任務的完成情況,并記錄問題情況。
通過此環節,學生在專業知識、職業精神、職業能力上實現了提煉升華,通過參與自己學習成果的展示和評價,品嘗到了成功的喜悅,體驗到成就感,認識到了自己的智力潛能;同時,老師也能發現每個學生的閃光點,促進師生間的交流,有利于優化組織教學。
五、基于行動導向法的考核評價體系
建立科學、合理的考核制度是促進和保護學生的學習積極性,有效監控教學質量的必要保障。傳統的實訓課程評價體系是從學生平時表現、學生上交實訓作業的完成質量、實訓總結的質量來綜合評定學生成績的。這種成績只能體現學生某方面的學習效果,比如繪圖能力、軟件水平等,不能完全反映學生對整個實訓過程中各階段內容的掌握程度,比如學生是否真正理解并掌握了典型沖壓模具結構組成及工作原理,是否掌握模具拆裝方法,是否掌握拆裝工具和測量工具的使用,是否在實訓過程中抄襲和代畫等。針對這些情況,可將考核內容分成五個部分來綜合考核評定學生成績,具體內容見表2。(下轉第163頁)
其中,現場答辯、實操考核環節以小組為單位進行。答辯過程中,教師對學生回答不完善或錯誤的地方及時補充和講評,這樣有利于學生及時補漏和鞏固課程內容。實操考核主要是對學生掌握模具拆裝步驟、拆裝工具的使用、測量工具的使用等方面進行考核。在此過程中,教師可引導和啟發學生對實訓相關內容和知識進行拓展和延伸,以擴展學生的專業知識面。
總之,在行動導向教學過程中,教師是幫助者、促進者和引導者,幫助學生成為實踐者、探索者和歸納者。教學實踐證明,行動導向教學法能調動學生的積極性,以實踐過程貼近實際工作過程吸引學生,以實踐結果的成功體驗吸引學生,使學生獲得技能的同時獲得職業發展能力。行動導向教學法不僅是現代教學方法發展的重要趨勢,更是提高職業教育教學質量的一種有效途徑。
【參考文獻】
[1]邊穎.行動導向教學法在《AutoCAD輔助設計》課程改革中的應用[J].職業技術教育,2008(20)
摘要:近幾年,據學校就業部門統計,機械設備裝配與自動控制專業的學生就業存在專業不對口、就業質量不高的現象。通過調查,筆者發現主要是因為機械裝配工、操作工技術要求高,學生在校所學無法滿足企業工作需求。這反映出學校課堂枯燥的理論教學、鉗工實訓沿用單一的基本功訓練,與技校走內涵發展、畢業生高質量就業的趨勢不相適應,因此進行實訓教學改革勢在必行。
關鍵詞 :教學改革裝配鉗工實訓
機械設備制造過程就是市場調研、設計、下料、制造毛坯、熱處理、機加工成零件、熱處理、裝配成機器設備、檢測合格、涂裝、售后安裝調試的過程。一臺機械設備,包含機械、液壓與氣動、電氣控制三部分零部件,三者有機結合,缺一不可。裝配鉗工實訓教學,應該圍繞學生高質量就業這一目標,培養學生具備一定的裝配圖讀圖知識,一定的機械裝配、液壓氣動系統、電氣設備系統的動手安裝調試能力。
一、成立教改與安全管理機構
由機械專業科長任組長,負責調查研究、結合本校實際提出鉗工實訓教學改革思路和構建實訓項目,負責項目實施過程的協調與改進。由相關專業教師任組員,負責項目實訓教學內容的制定與實施。由科長、任課指導教師和學生安全員組成安全管理機構,負責進行課前學生安全教育、日常教學的安全檢查與隱患整改,確保教學安全。
二、制定項目
以培養具備一定識圖能力及機械裝配、液壓氣動系統、電氣控制系統安裝調試能力的裝配工為目標,制定實訓教學項目如下。
項目一:平口鉗拆裝與零件測繪。主要內容為平口鉗的拆裝,平口鉗零件圖、裝配圖繪制,教學目的是讓學生熟悉平口鉗的結構與原理,掌握零件圖繪制、裝配圖讀圖知識。
項目二:平口鉗制作。主要內容為平口鉗的非標零件鉗加工,螺桿車削加工和平口鉗裝配,教學目的是讓學生掌握鉗工基本技能,普車基本技能和平口鉗的裝配技能。
項目三:CA6140主軸箱拆裝。主要內容為CA6140主軸箱傳動演示,CA6140主軸箱拆裝,教學目的是讓學生掌握皮帶傳動、齒輪傳動、鏈傳動的裝配,掌握主軸傳動精度的調整方法,掌握雙向摩擦離合器和制動器的調整方法,熟悉傳動系統圖的讀取方法。
項目四:液壓與氣動回路的組裝與調試。主要內容為液壓、氣動、電氣元件認識,液壓、氣動回路的組裝調試與電氣控制回路連接,教學目的是讓學生掌握液壓、氣動元件的結構原理與應用,認識常用電氣元件的應用與接線方法,掌握液壓氣動簡單回路的組裝與調試。
三、項目實施
1.平口鉗拆裝與零件測繪
機械制圖與CAD科任教師作為項目負責人,對班級進行分組,發放平口鉗和工量具,指導學生進行平口鉗的拆卸,布置鉗座、活動鉗口、方形螺母、螺桿、鉗口板五個非標零件的測繪任務。學生分組自行討論,制訂工作計劃表,確定工作步驟和程序,經教師審核通過后,分工合作。教師依據工作計劃表,對各組進度檢查督促,巡回指導學生正確使用工量具、查閱制圖資料,糾正繪圖錯誤。測繪作業完成,各組內部自評后,教師逐組進行檢查評價,圖樣歸檔保管。
2.平口鉗的制作
鉗工工藝學一體化教師作為項目負責人,對平口鉗制作任務進行細分,下達各階段的實訓任務,分別是鉗座制作、活動鉗口制作、鉗口板制作、方形螺母制作、螺桿制作、平口鉗裝配。
教師根據平口鉗制作所涉及的鉗工基礎知識和技能進行講授,要求講透劃線基準的選擇,量具的讀數原理和計數方法,鉗工工具的應用范圍和正確使用方法,鉆床、車床的安全操作規程等專業知識;演示劃線、鏨削、鋸削、銼削、攻絲等鉗工基本技能和車床、鉆床的操作規范,分階段布置作業和進行安全知識考核。
學生以組為單位,在多功能教室閱讀全套零件圖和裝配圖,復習查閱《鉗工工藝學》《裝配鉗工工藝學》,討論制定各零件加工工藝規程,填寫零件加工工藝卡片,提交指導教師審核。
按零件加工工藝卡片內容,學生領取工量具和毛坯,在鉗工車間進行鉗座、活動鉗口、方形螺母、鉗口板的加工,在普車車間進行螺桿的加工。
平口鉗裝配,依據裝配圖樣和裝配工藝卡片,領取標準件,采取修配方法進行裝配,直至符合裝配圖樣的技術要求。
學生作品的評價與優秀作品展示。首先各組分別對各自所制作的零件和平口鉗成品進行自我評價,互相對照完成初評。然后教師依照圖樣要求和自評結果,結合平時作業完成情況和操作的規范性進行綜合評價,選擇優秀作品在車間展柜展出。
3.CA6140主軸箱拆裝
鉗工工藝學一體化教師作為項目負責人,對CA6140主軸箱拆裝任務進行細分,制定各階段教學內容,分別是主軸傳動知識學習,拆卸工具選擇與主軸箱拆卸,裝配基礎知識學習,裝配工量具的選擇與主軸箱裝配,主軸箱的調整與主軸旋轉精度檢驗,實訓總結與答辯。
教師通過CA6140主軸箱傳動演示、實物與多媒體結合講授,讓學生感性認識皮帶傳動、齒輪傳動、鏈傳動,掌握傳動機構裝配基本知識和裝配基本要求。
學生以組為單位,編制CA6140主軸箱拆裝進度計劃,通過指導教師審核后,進行拆裝實訓,學習掌握以下裝配知識和技能:CA6140主軸箱拆裝所需的通用工量具和專用工量具的使用方法;螺紋連接、鍵連接、銷連接、過盈連接的裝配要求與方法;皮帶傳動、齒輪傳動、鏈傳動的裝配要求與方法;摩擦離合器、滾動軸承、軸組的裝配要求與方法。理論與實踐相結合,實操訓練有效促進了學生學習理論知識。
考核評價穿插在拆裝過程中進行,拆裝技能和工作頁填寫規范綜合評價,技能考核項目有:卸荷式帶輪的裝配和帶輪跳動量的檢查方法,鏈傳動裝配與鏈條下垂度的調整方法,主軸箱箱體孔距、孔系平行度、孔中心線同軸度誤差的檢驗,齒輪嚙合質量檢驗方法,摩擦離合器和制動器的松緊調整方法、主軸旋轉精度的檢驗與調整方法。
4.液壓與氣動回路的組裝與調試
液壓與氣動技術一體化教師作為項目負責人,制定實訓各階段任務和工作頁,下達任務到每位學生。實訓內容與步驟依次為液壓與氣壓傳動原理學習,液壓氣壓元件拆裝與結構原理,液壓氣壓傳動回路與仿真訓練,常用電氣元件的認識與接線訓練,電氣控制回路連接與PLC編程訓練,液壓氣壓傳動回路的組裝與調試。
教師依據《液壓與氣動技術》教材編寫液壓與氣壓傳動一體化講義,向學生講授液壓氣壓傳動原理和在機械設備中的應用,使學生明確液壓氣動的重要性,提高學習興趣。
學生明確液壓氣動實訓任務,按照認知漸進而強化的學習規律,分階段進行訓練。第一階段對液壓氣動的動力元件、控制元件、執行元件、輔助元件、液壓油分類認識,通過銘牌熟悉元件的符號、性能、應用范圍;第二階段通過元件拆裝訓練,學習元件內部結構原理,故障維修知識,進一步提高裝配動手能力;第三階段使用仿真軟件學習液壓氣動的換向回路、壓力控制回路、速度控制回路,然后在液壓氣動實驗臺進行回路組裝與調試,記錄學習回路的性能特性;第四階段常用電氣控制元件的分類認識,掌握元件符號、性能參數和應用,并進行接線訓練;第五階段通過PLC軟件學習,了解常用編程指令,掌握簡單控制回路的編程;第六階段在實驗臺上組裝自動控制的動作順序回路,行程控制的自動換向回路。
考核評價從安全知識考核,應知理論知識,元件拆裝、回路組裝與調試技能,日常行為規范四方面進行評價。
四、小結
關鍵詞:軸承部件;拆、查、測、繪;單元教學設計;反思
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2013)02-0101-02
在我校課程單元教學設計活動中,筆者的教學內容是中國勞動社會保障出版社出版的教材《高級機修鉗工工藝與技能訓練》(劉繼福,2007)中的“軸承部件的拆、查、測、繪”。現對本次課的教學設計方案加以反思,旨在進一步提高自身的教育教學能力。
教學設計方案
(一)學習者分析
本課的學習者是高中起點的機械設備維修專業三年級學生,18名學生均為男生。在能力基礎方面,他們思維較活躍,動手能力較強,求知欲強,樂于實踐操作,熟悉設備拆裝,對測繪有一定了解。在背景知識方面,他們已經完成《機械制圖》、《機械基礎》等專業基礎課程的學習,并參加過一個學期的機械維修技能訓練,具有一定的機械基礎知識,達到了中級機修工技能水平。
(二)設計理念
項目課程已成為新一輪職教課程改革的共同選擇。要把《高級機修鉗工工藝與技能訓練》這門課的課程結構轉換為工作任務結構,將課程中的理論與實踐進行有機整合,項目的選擇及其結構設計顯得特別重要。“減速器的拆裝與測繪”這個項目是以一個具體的機器為教學載體,引出了減速器的組成、功用,減速器裝配圖的識讀,零部件的拆裝與測繪等制圖專業理論知識與技能,使學生在完成各個子項目訓練的過程中,逐漸展開對其他常用機械的專業知識、技能的理解和應用,培養機械設備維修專業學生的綜合職業能力。“軸承部件的拆、查、測、繪”這一項目是“減速器的拆裝與測繪”項目的一個子項目。
(三)教材分析與處理
本課內容的地位與作用 本課的內容選自中國勞動社會保障出版社出版的教材《高級機修鉗工工藝與技能訓練》第二單元課題1,需用6個學時完成。零件測繪是一個重要的實踐教學環節,是對整個課程的綜合化訓練,是后續的機械裝調技術綜合實訓的重要基礎。為了給學生建立一個既符合認知規律,又遵循技能習得過程的知識結構網,筆者在教材原有內容的基礎上,補充了查閱滾動軸承的代號與含義等環節,旨在學生學習完知識點后能夠動手操作、親自體驗,把知識轉化為技能。
單元教學目標的確定 根據教學大綱要求,結合教材內容和學生當前的心理特點和認知水平,筆者擬定了如下三個教學目標:(1)專業知識目標:能夠正確拆裝齒輪減速器;熟悉測繪滾動軸承的過程、步驟、注意要點;合理選擇零件的表達方法,掌握草圖的繪制方法和過程。(2)能力技能目標:培養學生正確拆裝齒輪減速器、測繪零件、查閱資料、計算機操作等能力;鍛煉學生自主學習、合作學習與團隊學習等多種學習能力。(3)情感素質目標:通過小組分工合作,提高學生的參與競爭和團隊協作精神,鍛煉學生的查閱能力、自學能力、表達能力和評價能力;提升學生的自信心和賞識他人的胸懷,激發愛崗敬業的情懷,養成良好的職業道德;加強學生安全操作、文明生產的意識。
確定學習重難點 (1)學習重點:機械零部件拆卸方法、步驟及注意事項;正確使用常用工量具;測繪滾動軸承。(2)學習難點:滾動軸承的測繪。
教學準備 (1)準備三臺圓柱齒輪減速器、若干拆裝工具、測繪工具、專用工具等。(2)準備若干《機械手冊》、《機械制圖》、《機械零件》、繪圖紙等。(3)給學生發放學習輔導資料。(4)按照小組之間學習能力基本相當原則進行分組,將學生分成3組,每組6人,組內推薦組長,自學《學習輔導策略》等資料。
(四)教法與學法的運用
教法:直觀教學法、引導發現法、探究教學法、多媒體輔助教學法。學法:自主探究、查閱資料、合作學習、歸納總結。
教學實施過程
課后反思
(一)教學結果
反思本次課的教學實踐,教學目標達成度高,重點難點突出,在課堂結構、教學方法、學法指導等方面教學過程順暢,方法適當,學生能參與到課堂活動中來,積極思考、動手實踐,教學效果較好。
(二)教學實施感受
單元教學設計落實三維目標 筆者按照戴士弘教授關于“職教課程的能力本位項目化改造”講座和《高職教改課程教學設計案例集》進行教學設計,選取了基于工作過程的課程內容,體現了教學能力本位,采用了項目導向、任務驅動等形式,明確了培養學生的專業知識目標、能力技能目標和情感素質目標。
合理選擇內容,學習難度適宜 本次課從軸承到機械裝調技術綜合實訓裝置,從零件拆裝到零件測繪,從徒手畫圖到計算機繪圖,由淺入深、由易到難、步步深入地進行教學,符合學生的認知規律。筆者立足于學校的現有實訓條件,合理選擇內容,學習難度適宜,極大地激發了學生的學習興趣,并且能夠實現能力的拓展與延伸,較為成功地完成了教學任務,體現了以人為本的教學理念。
以學生為主體,以教師為主導 筆者在整個教學環節中起著組織和引導作用,指導學生自主學習并掌握學習方法,把學生實踐活動作為課堂主線,鼓勵學生用自己的眼睛去觀察,用自己的頭腦去判斷,用自己的語言來表達,積極主動地參與到教學過程中。在授課方式上采用任務驅動、項目引領、雙線并行等教學形式,讓學生在教中學、在學中做,努力突出“教學做”一體化。學生在整個教學過程中能夠發揮主體作用,興趣盎然,參與主動,體驗深刻。
挖掘德育因素,啟迪學生智慧 教育賦予我們的責任不僅是授之以知,教之以事,更重要的是要感之以德。筆者在專業實訓課教學中,充分挖掘德育因素,在教給學生專業知識的同時,給予適時的思想品德教育。在本次課中,團隊合作很重要,筆者引用減速箱上的齒輪來引導學生:“我們的班級就像一個大齒輪,而每位同學就是一個輪齒。我們從入學至今一起奮斗,一起成長,從最初的棱角分明打造成如同齒輪般齒齒相扣、緊密聯系、缺一不可,希望同學們繼續發揚機械精神,彼此推動,讓班集體這個大齒輪正常、順利轉動,共同營造一個團結奮進的班集體!”在教學過程中,巧妙地將專業教學與德育融為一個有機整體,使德育工作“隨風潛入夜,潤物細無聲”。
(三)不足之處
一是在整個教學過程中,整合設計的預設痕跡有些明顯,學生自由拓展的空間較少,課堂張力稍顯不足。二是教學環節之間過渡和時間秩序的調控上還有待提高和完善。三是教師要進一步熟悉教材教案,語言要簡練確切,減少不必要的重復。四是上課時有很多聽課教師,學生還是過于拘謹,出現了怯場的表現。筆者及時與他們溝通,給予他們鼓勵,這就耽誤了一些時間,出現了“前松后緊”的現象。
參考文獻:
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例如澆口的設計,課本一口氣總結了九種澆口類型五條設計原則。學生根本就掌握不了,且沒有實際的設計舉例,使得學生就算死記硬背記住了,將來還是不會用。在第一輪教學實踐的基礎上,對模具課程的教學做了一些改革。以就業為導向、以能力素質為本位,確定一體化教學改革的方向。在課程的安排上,模具設計與UG課程一體化教學,取得了以下效果:①提高了學生的學習興趣。相比單純的講解理論知識和軟件操作命令。一體化教學的優點在于,可以使學生上課學習的理論知識迅速應用于模具設計中去,如:《塑料成型模具》課程“成型零部件設計”一節中首先說明了什么是分型面、分型面的分類、分型面選取的原則。這種概述性的知識內容較多、較抽象,學生很難完全掌握。然后安排上機,用UG軟件,通過具體產品分型實例的講解,使學生在掌握UG操作命令的同時,經一步加深對分型面的理解。理論知識迅速應用于模具設計的實踐,大大提高了學生的學習興趣。②豐富了教學手段。課本平面圖很抽象,很難講解。學生想象不出來的模具結構,在UG軟件中把實體調出來,把相關的零部件分別隱藏和顯示,就非常形象了,學生也很容易就可以看懂。③提高了學生設計模具的能力。通過一體化的教學,學生在學習模具設計理論知識和UG命令的同時進行簡單和中等復雜模具的實際設計,提高了他們模具設計的實戰能力。④豐富了考核手段。純理論課的學習,一張試卷,很難考出學生的真實水平,也難以激發他們的創造力。一體化教學模具設計實例的考核,在考查學生知識掌握情況的同時,也考核了他們的創造力和實際應用知識的能力。
二、存在的不足
《塑料模具設計》課程的一體化改革,取得了一些成績,但還存在不足。1.在教學過程中,缺乏實物。由于教學計劃安排不合理,模具拆裝實訓安排在模具設計課程的后面,學生學習了一學期的模具,卻從未見過真實的塑料模具,對模具結構的理解是不深刻的。2.模具設計紙上談兵。模具設計是典型的弱理論的行業。很多的結構設計、參數的選擇,靠的是經驗。僅僅依靠設計手冊,沒有去相關的模具企業參觀實習,這就使學生的設計缺乏實戰。3.設計效果沒法檢驗。學生設計的模具不加工,不安裝到注塑機上生產,設計中存在的問題僅靠任課教師來評價,不直觀,學生認識也不夠深刻。因此,有必要把模具零件加工實訓和注塑生產實訓跟模具設計課程貫通,整合在一起。
三、一體化教學改革
作為教學一線的教師,我深刻的認識到,要培養技術過硬的注塑技術人才,就必須對我們現在的教學體系進行改革,以滿足新時期人才培養的要求。1.教學目標。要進行課程教學改革,首先必須明確課程的教學目標。為了適應社會發展的需要,《塑料模具設計》課程教學目標要按照以任務為驅動、以工作為向導、以能力為目標的改革思路進行全面的設計,使其內容更細、更豐富、更具體、更具有操作性。《塑料模具設計》課程教學目標的設計我們圍繞總體目標、能力目標、知識目標和素質目標來設計[2]。①總體目標。通過本課程的學習,使學生具有用UG軟件設計中等復雜程度注塑模且具備模具加工、拆裝和調試的能力。②能力目標。具有設計塑料注射模的能力;UG軟件的使用能力;注射模具制造加工的能力。③知識目標。掌握塑料的分類、特性;掌握常用注塑模具的結構特點及相關零件的設計計算;掌握注射模拆裝的基本常識;掌握注射成型機的操作及注射成型工藝參數的選擇。④素質目標。設計是創造性的勞動,因此我們要培養學生獨立分析問題、解決問題的能力;自我學習的能力;積極開拓創新的能力。2.教學內容。在傳統的《塑料模具設計》的教材里,學生很難抓住要領。按照哲學“實踐—理論—再實踐”的認知理論,我們把教學內容分為三個模塊,即注塑模具拆裝實驗模塊、塑料材料及制品的認知和注射模設計模塊、典型注塑模具設計實訓模塊。①塑料模具拆裝實驗模塊。學生在學習專業理論課程之前,首先要有感性認識。本模塊主要包括幾套典型塑料模具的拆裝、測繪、總裝配圖繪制。②塑料材料及制品的認知和注射模設計模塊。整合舊教學計劃中的《塑料模具設計》課程和《UGNX標準教程》兩門課程。③典型注塑模具設計與加工實訓模塊。3.評價體系。要建立一體化教學體系,就必須建立相應的評價體系。顯然以往一張試卷來考查學生的考試模式已經不再適用,需要建立完整的評價體系,綜合考查學生的能力。評價體系包括:①基本知識的考查。包括塑料種類及特性的知識;塑料制品的結構工藝性的知識;注塑模具結構及零件設計的基本知識;UG注塑模塊的基本命令。②基本操作能力考查。在模具拆裝及測繪、模具加工的實訓過程中,實習教師根據學生的表現給出學生的成績。③綜合素質考查。考查學生綜合運用所學知識實際設計模具的能力。
四、面臨的問題
關鍵詞:機械制圖 CAD 有機整合 教學改革
一、機械制圖和AutoCAD課程的性質和關系
機械制圖是“工程界的技術語言”,是主要研究繪圖和讀圖的原理及方法的一門專業技術基礎課,教學目的是要求學生掌握應用正投影理論繪制和閱讀機械圖樣的基本知識和基本制圖技能。AutoCAD是一種計算機輔助設計和繪圖軟件,它具有強大的繪圖和圖形編輯功能,其本身也可看作是一種繪圖工具。CAD的繪圖工具比手工繪圖工具、儀器更豐富更細化,而且繪制圖形更準確、方便、快捷,可大幅度提高作圖的質量和速度。
許多人認為,有了AutoCAD課程就可以完全省去機械制圖這門課程,其實不然,筆者認為這兩門課程是相輔相承的。一方面,機械制圖是CAD的基礎。比如,用CAD繪圖雖然取代了手工繪圖的方法,但CAD技術再怎么先進發達也不能離開人腦的思維,其制圖的原理、分析圖形的方法、投影規律等均和制圖的標準、規律等是一致的,并沒有實質性的脫離制圖知識,只是甩掉了實際的圖板、圖紙、繪圖工具和儀器等,用上了虛擬的圖板、圖紙和工具等。筆者認為若是完全脫離制圖知識的CAD工作人員只能稱其為計算機抄圖員。另一方面,CAD技術又可以有效地促進機械制圖的教學。比如,講授到組合體的組合形式時,運用CAD進行三維造型,繪制基本體,再進行布爾運算,可以很形象地用并集將組合體的疊加形式展示出來,用差集將組合體的挖切形式表現出來,且用CAD的3D旋轉、動態旋轉等工具可以直觀、形象、多方位、準確地展示給學生。再比如,制圖中學到剖視圖內容時,可以應用CAD的3D旋轉、3D剖切即slice工具等多方位觀察零件的內外結構,這用傳統的掛圖是辦不到的。所以在制圖教學中穿插CAD技術豐富了制圖理論,有效提高了學生的空間想象和思維能力,可以有效提高學生的興趣,取得了制圖教學事半功倍的效果。
二、機械制圖和AutoCAD課程內容整合的必要性
加強實踐教學,壓縮理論課時是高職教育的特點。同樣,機械制圖課也面臨著課時的縮減,由此,課程以“必需、夠用”為度,將畫法幾何、點、線、面等作了大量的刪減。在學時少、內容多的情況下,傳統的教學模式滿足不了現代企業生產對技術人員的技能要求。
隨著計算機科技的飛速發展,計算機輔助設計軟件在我國各企業的應用也日益廣泛,大大提高了繪圖的質量與效率。同時,三維設計成為CAD技術應用的必然趨勢,這也給機械制圖課的教學帶來了很大的沖擊,僅依靠傳統的、獨立的分開傳授這兩門課程已不能滿足現代企業的發展需要。目前,學生對手工繪圖的興趣不高,而對計算機繪圖軟件有著較濃厚的興趣,為解決這一問題,突出機械制圖與其他學科的橫向聯系,注重各學科之間的相互滲透,以適應不斷引進新技術、新知識,跟上技術發展的要求,機械制圖和AutoCAD課程教學內容整合的改革已迫在眉睫。
三、機械制圖和AutoCAD課程的有機整合
目前仍有許多院校把這兩門有關系的課程分開獨立講授。他們往往在機械制圖課程結束后再學習CAD,這樣,學生很容易把前面所學的制圖知識點忘記,達不到教學目的。也有部分院校采用的教材貌似將兩門課程進行了結合,但也只是將這兩門課程簡單、籠統地結合。比如,在制圖教材最后的裝配圖結束后,緊接著添加一章CAD繪圖知識簡介或是舉幾個圖例,學生無法進行充分、系統的CAD上機操作練習,這樣會適得其反,反而使學生認為CAD不好學,失去學習CAD的興趣。
通過分析和理解兩者之間的性質和關系,再結合學生的實際情況和培養目標,筆者編制了計劃和教學方案,以各個知識點為單元,將制圖與CAD課程同步開展,使其相輔相成,在實踐中探索出一整套將這兩門課程內容有機整合的教學方法,具體改革措施如下:
1.明確培養目標,調整、優化教學模式和教學內容
職業教育培養的是具有良好的職業素質、動手能力強的應用型人才,培養的是“生產一線的技術工人”而并非“工程師”。因此,在教學模式上應突出實踐操作及應用能力的培養和訓練,降低對課程理論的要求,注重模塊、項目式教學,且在教學內容上也要做相應的調整。本著“實用為主,夠用為度”的教學原則,并針對職業院校學生的特點,結合教材實際,優化教學內容。如:對傳統的畫法幾何內容進行必要的刪減,以適應CAD技術發展的需要;適當降低儀器繪圖的要求和難度,加強草繪技能訓練和測繪能力培養;加強CAD二維繪圖的實訓,并突出繪圖和識圖能力的培養。
2.授課中充分應用多媒體和CAD技術
為提高學生對制圖課程的學習興趣,應充分利用現代多媒體技術授課,做到傳統板書教授與多媒體教授的有機結合。如:利用CAD技術對平面圖形進行拉伸、旋轉等繪制三維實體,應用布爾運算等工具將實體進行編輯操作,可有效加強學生的空間概念,從而提高學生的學習興趣。
3.結合教學實際,將兩門課程內容有機整合
筆者將兩門課程的內容整合為如下十二個部分:
(1)制圖的基本知識和技能。
(2)AutoCAD簡介。即CAD界面,配合以上內容講解CAD中的繪圖環境設置即圖幅、圖層等。
(3)投影理論、點、線、面及立體的投影。
(4)應用項目式教學將上述平面圖形穿插CAD中的繪圖和編輯等命令同步進行講解,如將CAD的點坐標輸入結合具體的平面圖形來講解。
(5)組合體、軸測圖及尺寸標注。
(6)CAD的軸測圖知識點,三維繪圖簡介、三維基本體繪制、布爾運算、二維繪圖與編輯命令同步講解,尺寸標注設置。
(7)機件常用的表示法穿插CAD中的三維繪圖建模工具、旋轉實體和slice剖切工具形象地講解分析機件的內外結構,并講解CAD中的圖案填充命令的具體設置和使用。
(8)標準件、常用件及零件圖中穿插CAD的圖塊制作、塊插入、寫塊命令的使用。
(9)應用項目式教學豐富CAD的尺寸標注設置,通過零件圖實例進行CAD標注,并介紹CAD中文字樣式設置,標注出零件圖的各項技術要求,針對零件圖穿插標注工具欄中各個標注工具的用法,利用CAD三維動態觀察將零件進行旋轉,多方位觀察來理解、看懂零件。
(10)裝配圖,其中包括畫法、尺寸標注、序號、明細欄和技術要求等。
(11)利用AutoCAD繪制裝配圖,穿插CAD中圖塊的具體應用、設計中心的功能,利用引線標注注寫裝配圖中的序號,再穿插表格設置等。
(12)部件測繪實訓,編制CAD實驗指導書,降低教師勞動強度。應用CAD技術把測繪的模型進行三維造型,提高學生的學習興趣,降低學生的測繪難度。在兩周的測繪期間,首先是安排學生手工繪制草圖,標注尺寸,再用CAD將整套圖繪制出來。
上述整合內容中所穿插的CAD知識點應與上機操作同步進行,互相滲透。教師要針對教學內容、學時和進度,合理地安排整合這兩門課程的內容,盡量做到講解內容與實際操作相結合,從而達到使學生在牢固掌握制圖知識的同時能夠靈活運用CAD技術繪圖的目標。
【關鍵詞】高職機械制圖與測繪深程教學改革
【中圖分類號】G【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2013)03C-0081-02
“機械制圖”作為一門實踐性很強且重要的高職機械類專業技術基礎課,是研究繪制和閱讀機械圖樣的原理和方法的課程。而零部件測繪技術是工程技術人員必須掌握的基本技能,也是“機械制圖課程設計”課程的重點和難點。如何有效融合制圖與測繪課程的知識與技能,快速提升學生的讀圖、畫圖和測繪基本能力,是目前高職學校教師不斷研究和探索的教改課題之一。
一、傳統課程教學存在的問題
(一)分立課程教學,“教學做一體化”學習效果不明顯
目前,我國大部分高職學校分別設置“機械制圖”和“機械制圖課程設計”兩門課程來培養學生的讀圖、畫圖和測繪基本能力。學生先完成理論課程機械制圖的學習后,再進行為期1至2周的實訓課程“機械制圖課程設計”的學習。分立課程獨立教學,課程之間銜接突兀,學生往往因前者課程未及時消化理解,就倉促進入了“機械制圖課程設計”的測繪環節,時常出現對所測數據不知如何處理的情況,導致不能按進度完成實訓計劃。因此,將兩門課程整合為一門機械制圖與測繪課程,實施理實一體化教學,提高“教學做一體化”教學效果,勢在必行。
(二)沿用傳統學科體系的教學內容設置,未突出高職教育特色
傳統課程教學內容的設置,一直仿效本科教學模式,以學科為中心,按“畫法幾何基本結構-投影法基礎-基本體的三視圖-組合體的三視圖-剖視圖-零件圖-裝配圖-部件測繪”的順序組織教學內容,雖然內容全面、系統性強,但難以突出“少而精、實用夠用為度”的高職教育特點,對高職學生實施本科教學模式,不能達到理想的教學效果。
(三)重傳授輕參與的教學方法,學生的學習積極性不高
在傳統的課程教學中,課堂教學主要采用“填鴨式”教學方法,教師按理論知識體系進行灌輸,然后學生依葫蘆畫瓢進行“再現式”學習,缺乏有效互動,課堂教學顯得枯燥乏味。且教學過程中缺少項目的貫穿和任務的驅動,制圖理論知識過于抽象、難以理解,故學生的學習積極性不高,難以形成自覺主動的學習態度。缺乏了“質”和“量”保障的學習與訓練,學生無法進一步消化理解知識,越發覺得課程難學,學習效率不高,進而制約了讀圖、畫圖能力的有效提高。
二、教學改革措施
針對上述傳統課程教學中存在的問題,為全面提高學生讀圖、畫圖和測繪能力的培養,廣西機電職業技術學院借鑒現代先進的教育教學理念,對機械制圖與測繪課程教學進行探索研究,在課程設置、教學內容、教學方法、課程考核方式等方面積極實施教改,具體如下。
(一)整合課程、優化教學內容,實施“理實一體化”教學
根據高職學生學習的特點,以及本課程的教學要求,廣西機電職業技術學院打破傳統的理論課程“機械制圖”與實踐課程“機械制圖課程設計”獨立教學的課程內容體系,將兩門課程整合為一門課程,即機械制圖與測繪課程。同時引入職業崗位要求和行業企業技術標準,重新優化和整合課程內容。按照任務驅動和項目導向模式,將機械制圖與測繪實訓內容有機融合到典型項目和任務中,強調“學中做”和“做中學”,實現理論教學和實踐教學的“理實一體化”。在“理實一體化”教學實施中,教師既進行理論講解,又進行操作示范,隨后學生進行操作實訓。整個教學過程突出培養學生分析問題、解決問題的能力。
以學科為中心的本科教學模式強調的是理論體系的全面性、系統性,不符合高職學校的培養目標。同時,為了加強學生專業能力與企業崗位能力培養的對接,教師深入企業調研,與有關行業企業技術人員合作,積極探索和改革高職機械制圖與測繪課程的知識體系,按照“實用、夠用為度”的原則,大大刪減課程中理論偏深而實際應用較少的知識。適當補充徒手繪圖、測繪工具與方法等工程實踐實用技術,同時加強圖樣的讀圖訓練,特別是圖樣的表達方法、相關標注的識讀和理解等教學內容,使課程教學更加貼近職業崗位和行業企業實際,更加符合高職學校學生學習特點和職業認知規律。
教學內容設置上,選用企業典型產品作為課程教學的載體,按企業崗位能力要求設計六個教學項目,分別是軸套類、盤蓋類、箱體類、叉架類四種典型零件的工程圖樣,以及銑刀頭、齒輪泵裝配圖的識讀與繪制。在對課程的教學內容和編排進行優化時,把課程相關知識點都編排在各教學項目中,每個教學項目包含若干個識讀和測繪教學任務;每一個教學項目都是按照由簡單到復雜、由單一到綜合的規律,以具體零部件為對象,根據每個教學項目的知識和技能要求,循序漸進地將機械制圖理論知識、基本技能與測繪實踐進行有機結合,按照“知識引入一相關知識―任務實施”的順序來組織各任務的教學,力圖使學習者在“教學做”的同時,盡快提高制圖與測繪技能。
(二)改革教學方法,實施任務驅動式教學法
任務驅動式教學法是教師設置教學任務、學生圍繞任務展開學習、以任務的完成結果檢驗和總結學習過程的一種教學方法。機械制圖與測繪課程實施任務驅動式教學法,能較大地提高學生學習的積極性,幫助學生不斷提高獨立學習、開拓進取的能力。
在設計教學任務時,從學生的學習興趣出發,圍繞教學目標設計難度適宜的任務,依照由淺入深、循序漸進的原則,教學任務設計針對性強。對每個教學任務,精心選擇企業典型產品作為任務案例,案例的教學既包含舊知識點的運用,也包含新知識點的學習,便于學生能按要求完成任務,達到預期的教學效果。學生完成任務后,教師要根據知識技能要求,對學生的表現、操作方法以及完成任務效果,組織小組交流與討論,最后教師進行點評。
實施任務驅動式教學法后,教學過程不再是以教師傳授知識為主的“教”和學生“再現式”的學,而是教師提出任務,學生以解決問題、完成任務為主的多維互動式學習。教學過程中,學生帶著真實的案例任務在探索中學習,始終處于積極的學習狀態,在學習過程中不斷獲得成就感,從而能更大地激發他們的求知欲望。
(三)改革課程考核方式。實施多元化考核模式
傳統的課程考核方式是以期末筆試考試為主、平時表現為輔的課程考核方式。廣西機電職業技術學院根據實際教改情況改革課程考核方式,采取平時考核、實踐考核、期末考核相結合的多元化考核模式。其中,平時考核成績根據學生的課堂考勤情況、課堂表現、平時作業完成情況來綜合評定,實踐考核根據課堂任務完成情況(包括協作能力、任務公開演示情況、任務答辯情況等)來評定,期末考核以卷面成績來評定。課程的總評成績按平時考核占25%、實踐考核占15%、期末考核占60%來計算。通過實施上述課程考核方式改革,實現更充分地、全面地考量學生的綜合素質與能力。
(四)建設課程教學資源庫,拓展教與學空間
高職教育的特點,決定了課堂教學時間的有限性。在有限的時間內要完成既定的教學目標,又要讓學生充分消化知識、提高專業技能,課程教學的難度不小。
目前,現代化信息技術已經成為提高教學質量的重要手段。構建網絡教學資源庫,既可以實現教學資源共享,又可以作為課堂教學的補充,為學生提供一個開放式的學習平臺,拓寬學生的學習空間和學習時間。網絡教學資源庫包括課程教學文件庫(含專業教學計劃、課程教學大綱、課程教案)、教學課件庫、試題庫、制圖國家標準、資源庫論壇等多項教學資源信息。很多課堂上不易消化掌握的知識,或是課堂上來不及介紹的拓展知識,學生都可以通過教學資源庫平臺加以學習和了解。從而不斷提高學生的自主學習能力,進一步促進課程的教與學。
(五)開展技能大賽,提升學生綜合素質
關鍵詞:專業課教學;虛擬裝配;運動仿真;開發
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)41-0234-02
職業院校的最大特點,就是培養學生既要有一定的理論知識,又要有較強的實際動手能力。畢業生到單位后能很快適應本職工作,成為應用型的高技能人才。學生實際動手能力的提高主要體現在專業課的教學中,多年來由于受各種因素的影響,專業課的教學效果并不能令人滿意。究其主要原因是現有專業課教材中許多裝配圖較為復雜,有些裝配圖不僅學生看不懂,新走上教學崗位的年輕教師也感到吃力,這些都直接影響了學生學習專業課的積極性。對此,嘗試開發專業課主要機器設備虛擬裝配及運動仿真軟件,能使學生直觀的了解機器設備的結構原理,進而進行虛擬裝配,在虛擬裝配熟練的基礎上帶動實際操作,從而改善專業課的教學效果。
一、以前專業課教學存中在的兩種傾向
(一)專業課偏重于理論講解,學生缺乏實際動手操作能力
1.近幾年,由于招生規模的不斷擴大,學校原有的實訓條件已遠遠不能滿足學生實訓的需要,本該在實訓車間完成的課程,由于實訓條件有限,機器設備及其他維修課程不得不改為在教室里進行理論講解;
2.新老教師交替更新,一些實踐經驗豐富的老教師退休或調離,許多新的、高學歷的年輕教師走上講臺,他們理論功底扎實,但大多缺乏實踐動手能力,因此,他們更偏重于將專業課教學改為在理論教室講解;
3.實際操作耗能耗材,操作不當容易造成機器設備損壞,實訓成本較高,在學校教學經費比較緊張的情況下,學校只有壓縮這部分經費。因此,本應該在實訓車間完成的專業課教學只能在理論課堂講解,使得原本比較簡單的機器設備結構、原理變得復雜、抽象不好理解,許多學生覺得專業課教學枯燥無味,有些干脆放棄專業課的學習。
(二)強調學生動手實踐,忽視專業課教學質量的提高
為了改變這種單純理論教學現象,提高學生實際動手能力,學校將專業課教學改到實訓車間或到企業去上,這些做法雖然較前面有一定的進步,但通過實踐發現還存在一些不足。主要表現有兩點:
1.許多實習指導教師多年來養成側重于實際操作的習慣,理論講解較少,在簡單講解完機器設備的結構、原理后,讓學生去實際拆裝,學生只會機械地模仿拆卸裝配,拆卸方法不清、操作盲目。加上學生對機器設備的結構、原理了解得并不充分,學生操作時經常不按拆裝程序操作、出現野蠻拆卸,造成有些機器設備在很短的時間內精度嚴重受損,甚至有些干脆報廢,后續班級沒辦法使用,達不到預期的學習目標。
2.有些學校把專業課學習放到企業進行,但企業是以生產為主,學生實習培訓為輔,受生產環境影響,許多專業課的學習在企業得不到保證,使得專業課學習達不到預期效果。
二、虛擬裝配及運動仿真軟件的開發
針對以上專業課教學中存在的兩種傾向,通過計算機輔助繪圖軟件使用,嘗試開發專業課主要機器設備三維虛擬裝配及運動仿真軟件,使得學生的專業課學習更加直觀、形象。
(一)確定開發小組成員及開發項目
開發專業課虛擬裝配及運動仿真軟件,是一項工作量大、涉及多方面知識的工作,除了要有較強的專業知識外,還要具有吃苦耐勞、勇于鉆研的精神,由經驗豐富的老師帶領部分青年教師組成課題小組并吸收個別基礎知識比較扎實的高年級同學參與其中。開發的項目本著由易到難的原則進行,從較為簡單的化工管路的管件及閥門開始。如彎頭、三通、大小頭和管閥、球閥、蝶閥、磁力閥等,在積累了一定經驗后,開發化工機器設備的各種泵,前后開發了單級離心泵、齒輪油泵、雙吸泵、多級泵、磁力泵、屏蔽泵、往復泵等,在此基礎上,對風機、列管式換熱器等實習車間現有的機器設備進行開發。
(二)開發過程
整個開發過程步驟如下:
1.制定開發計劃。為了使開發工作有序、按計劃完成,開發前制定了詳細的開發計劃。計劃包括開發各項目的時間段、主要內容、開發所需工具、量具、具體步驟及各分項目的主要負責人。
2.現場實際測繪。進入現場后,對裝配體進行逐件拆卸,為了保證工作順利進行,對每個拆下的零件編號,然后徒手繪出各零件的草圖,對標準件測量其主要尺寸并確定型號,研究每個零件的裝配方法并徒手畫出裝配示意圖或裝配草圖,然后將機器設備恢復原位。
3.在工作室核對草圖,對表達不清或尺寸不全的草圖再重新核對、訂正,對標準件核對型號及尺寸,理順各草圖之間的關系,保證各裝配體的零部件草圖及標準件、常用件型號尺寸齊全。在此基礎上用計算機CAD軟件畫出各裝配體的零件圖及裝配圖(或裝配示意圖)。
4.根據零件圖,用Slid Works軟件畫出各零件三維造型。在工作室進行二維草圖繪制以及三維零件造型。為了提高效率,可將裝配體的所有零件三維造型都繪制好以后,再考慮下一步裝配。
5.用已經建好的三維零件進行機器設備的虛擬裝配,在虛擬裝配的過程中對裝不進去的零件及時調整,將其尺寸及形狀進行修改,然后重新裝配。
6.完成裝配體的拆卸及裝配爆炸圖,在爆炸圖中分步驟將裝配體裝配及拆卸步驟逐項交代清楚。
7.利用Slid Works軟件的制作動畫功能,制作出各機器設備的拆卸和裝配動畫,在動畫中強調拆卸和裝配中注意事項及重點,以便引起學生學習時的注意。
三、采用虛擬裝配及運動仿真軟件在專業課教學中傳授知識和技能
開發出專業課機器設備的虛擬裝配及運動仿真軟件后,配合機器設備的實體,指導教師在一體化教室的授課發生了根本性的變化。首先,指導教師對要拆裝的機器設備進行介紹,用三維動畫展示機器設備的結構原理,機器設備在在馬達的帶動下旋轉起來,形象、直觀、工作原理一目了然,增加了學生學習的興趣和積極性,學生能夠直觀的掌握機器設備的結構和工作原理。其次,指導教師演示虛擬拆卸,利用Slid Works創建爆炸圖,將機器設備上的零件按正確的拆卸順序進行虛擬拆卸,在虛擬拆卸的過程中指導教師邊虛擬裝拆邊告訴學生要點和注意事項,為了使學生真正消化吸收,對此可反復演示,(有條件的學校可讓學生在電腦上反復練習虛擬裝配)。第三,在學生掌握上述內容的前提下,指導教師再帶學生到機器設備的實體前,實際演示機器設備的裝拆過程。第四,分小組讓學生實際裝拆,指導教師巡回檢查指導。第五,裝拆結束后,指導教師及時總結,對存在的不足重新演示糾正。最后,指導教師讓學生按正確的方法將機器設備裝配好,恢復場地原有布局。
四、開發虛擬裝配及運動仿真軟件在專業課教學中的應用成效
1.通過開發專業課機器設備虛擬裝配及運動仿真軟件,有效地鍛煉了課題組成員的綜合能力,參與開發師生的徒手繪圖能力、CAD繪圖能力、Slid Works三維建模能力及專業知識和能力都有了顯著提高。
2.通過開發和使用專業課機器設備虛擬裝配及運動仿真軟件,減輕了專業課指導教師的教學負擔,學生掌握專業課的情況明顯好轉,教學成效顯著。
3.減少了盲目拆卸和裝配,耗材、耗能和零部件損壞情況明顯改觀,機器設備的使用壽命大幅度增加。
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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)
關鍵詞: 高職《機械制圖》課程 教學改革 教學內容 教學形式 教學實施
機械制圖是研究繪制和閱讀工程圖樣的原理和方法的一門學科,既具有系統的理論,又有較強的實踐性。它研究的對象是機械圖樣,而圖樣被稱為工程界的“技術語言”,掌握和運用好這樣的特殊語言,對于機械、機電類專業的高職學生來說至關重要。它將為學生后續專業課的學習提供有力的前期準備,同時為培養學生的工程實踐能力及為學生形成較強的創新意識和職業能力奠定堅實的基礎。通過學習機械制圖繪制和識讀機械圖樣,設計師可以表達設計意圖,工藝師可以進行組織生產,工人則可以根據圖樣表達的形狀、尺寸要求進行生產,檢驗人員根據圖紙要求進行檢查鑒定。
對機電類高等職業而言,教育人才培養目標的定位就是為企業培養機械制造、生產、加工一線的高等應用型和技能操作型人才。作為專業主要基礎課程的《機械制圖》,同樣必須服從人才的目標。根據調查可知,其工作過程的主要任務是繪制和識讀簡單圖樣,通過學習機械制圖,正確理解圖樣內涵,忠實執行圖樣要求,準確實現圖樣設計目標,因此在課程中通過設置與生產過程一致的工作情景,培養學生識圖能力。
作為機械大類諸多課程的選修課,機械制圖課程的重要目的之一是為后續課程打下良好的基礎,為進一步學習機械設計類、機械制造類和工程實踐類后續課程提供必備的制圖基礎知識與基本技能。
課程主要教授對象為五年制高職一年級學生,為了更好地實施該項課程,制訂《五年制高職機電一體化專業人才培養方案》,針對高職的培養目標,以能力為本位,組織骨干教師修訂已有理論與實踐教學大綱,構建新的課程標準,了解行業崗位能力對本課程知識與技能需求,及時調整課程內容,并結合教師調研及學生現狀。由于學習本課程的學生是初涉專業知識的新生,讀圖能力和專業知識都很有限,對專業領域只停留在感興趣和普遍的表面認識階段,因此在教學實施中,通過采用多種教學手段,注重直觀教學和學生空間想象能力的培養,針對上述分析進行相應課程設置。
由于傳統教學模式下培養出來的學生難以較好地達到現有的人才培養目標,因此必須進行相應的課程的教學改革。按照高職教育教學規律的要求,要實現三個中心的轉移,即以教材為中心向以職業崗位需求為中心轉移;以教師為中心向以學生為中心轉移;以課堂為中心向以工作過程和工作現場為中心轉移。在理清了高等職業教育的這些新思路和新觀念的基礎上,對《機械制圖》進行相應的教學改革,實行項目化教學。
一、教學總體設計思想
1.采用研究型教學方式。結合不同階段的教學內容,布置多種開放性的訓練題目,強化對學生能力的培養,鼓勵學生通過研究問題,自覺拓展知識,最終解決問題。
2.采用結合工程實際的實踐性教學方式。結合工程實際中典型的形體結構,通過與產品的加工過程緊密結合的工作任務,進行測量繪制,引導學生將形體結構和表達與工程實際相結合,從而加強了學生對制圖基本能力的理解和掌握。
3.促進學生自主學習。通過提供內容豐富的、有針對性的項目任務書,使學生自主學習機械制圖相關知識,達到“會學、會用”的要求。
二、教學內容
為了更好地做到課程建設與行業崗位能力需求的對接,對現有課程進行優化整合。把畫法幾何、公差與測量和金屬材料學三門課程進行融合,將制圖和測繪技術融為一體,以技術應用能力為主線突出課程的特色,突出實踐教學,按照“基于工作過程,以任務為驅動、以行動為導向”的原則,改革教學內容,重新確定適合高職特色的教學內容。
為了改變過去將制圖傳統內容與現代產品實際分開,教材各章節之間的系統性、典型性的不足,根據工程上常見的零件種類和實際,把機械制圖中涉及的內容分為軸類零件、盤蓋類零件、叉架類零件、箱體類零件與裝配圖五部分。通過講解零部件讀圖及繪制方法,布置相應工作任務,從特殊到一般,引導學生總結規律,進一步掌握常見零部件識讀與繪制方法,使課程更具先進性、適應性及針對性。
三、教學形式
課程組織形式以集中講課、集體參觀和學生獨立或分組進行研究式學習等多種方式進行。
1.集中講課:教師集中講解機械制圖基本知識,零件圖、裝配圖及標準件等的繪圖方法,使學生對要掌握的知識有深入的了解。
2.集體參觀:組織學生參觀典型的機械加工過程,融入情境式教學,明確學習目的,激發學習興趣。
3.獨立學習:獨立完成基本形體的分析和表達,培養學生獨立思考、嚴謹求學的工作作風。
4.分組學習:學生以分組的協作學習方式,完成花鍵軸、泵蓋和齒輪油泵拆裝分析及表達。通過協作,培養學生合作意識,提高職業素養。
5.課堂討論:根據教學任務,組織各種討論,交流討論不同產品的結構特點和加工過程,分析表達側重點,擴大學生知識面。
在教學模式方面,采用研究式和拋錨式教學,由于制圖課程的教學不同于其他專業基礎課的教學,應突出直觀性和應用性,需從課程特點出發考慮教學方法,通過在情境中,選擇出與當前學習主題密切相關的真實性事件或問題作為學習的中心內容,讓學生認識到問題與他們自身的關聯性,激發學生的學習動機。
四、教學實施
在教學實施過程中,通過不斷改進教學方法,修訂教案,不斷完善教學過程。積極采用基于項目化教學內容,同時制定項目任務書,通過指定工作任務、目的,布置相關工作內容,提出任務要求,增強學生獨立思考、團結協作、合作創新的工作意識。項目化教學的最終成果質量雖然很重要,但項目化課程的真正價值體現在成果的“加工制作過程”,在此過程中學生顯性知識和隱形知識的積累及專業技能、方法能力、社會能力的提高,才是我們真正的教學目的。因此項目化課程評價應更重視對實施過程的理性評價。在項目任務書中,在評價該項目時,分為過程性評價及結果性評價兩部分,可以更好地評價學生學習積極性程度、課堂參與情況、合作創新意識,促進學生自主學習。通過改進評價方式,引導學生發現問題、分析問題和解決問題,以培養學生綜合素質為根本目的,以全面發展為終極目標。
五、課程建設規劃
為進一步推動教學改革,提升教學質量,從課程建設規劃、師資建設規劃、教材建設規劃及實訓設施建設規劃四個方面著手。
在課程建設方面,要緊密聯系社會實際,修訂完善與專業人才培養方案相吻合、符合課程教學基本要求,具有高職特色的課程標準。課程內容與職業標準或認證考試的內容相對接,學生獲得“制圖員”國家職業資格證書。
在師資建設規劃方面,通過大力引進或聘請具有豐富實踐經驗和高級技術職稱的,具有企業操作背景的人才充實教師隊伍,改善教師隊伍結構。同時不斷提高在編教師的專業素質。采取在崗培訓,老、中、青教師傳幫帶,短期培訓,在職進修,脫產進修,攻讀碩士研究生等多種形式提高教師的學歷結構和業務水平。
在教材建設規劃方面,加強教學內容和課程體系改革,制定與人才培養方案相適應的校本教材。
1.加強教學內容和課程體系改革。實行機械制圖課程內容與職業標準內容相銜接,具有鮮明的地方技術、職業教育與培訓的特色。
2.廣泛吸收先進的教學經驗,積極整合優秀教改成果,進行校本教材的編寫。
3.根據課程需要不斷完善教學課件。
4.建立習題庫,引導學生系統學習。
在實訓設施建設規劃方面,職業教育中關鍵是實訓教學,這是最難的也是最重要的教學環節。實訓教學應強調以企業需求為核心,以實際應用為導向,這樣才能培養出受市場歡迎的人才,為進一步確保實踐教學質量,目前對主要零部件及測量工具進行補充,作為長期發展應建立保證實踐教學質量的實驗室和穩定的校內外實習、實訓基地。
六、主要特色及創新要點
1.建立基于應用背景的教學方式,增強學習的目的性和主動性。
在本課程中注重以生產實際為背景、以產品加工過程為線索組織教學內容。強調如何運用所學到的知識解決實際問題及為了解決實際問題需要學習哪些知識。學習的目的性更加明確,學生由被動學習轉變為主動學習,不僅增強了學習的積極性,更重要的是加深了對所學知識的理解,既知其然又知其所以然,提高了解決實際問題的能力。
2.建立研究型的教學方式,增強學生自主拓展知識的能力。
改變單純由教師傳授知識、學生接受知識的傳統教學方式,建立研究型教學方式,結合不同階段的教學內容,布置了一些開放性的訓練題目,強化對學生能力的培養,鼓勵學生通過研究問題,自覺拓展知識,最終解決問題。
3.開展專題實踐活動,提高解決問題的能力。
結合教學內容,安排了不同層次的實踐活動,有參觀、動手拆裝、測繪等。這種在實踐中學的方式調動了學生的積極性,強化了學生的實踐意識和解決問題的能力。
4.積極采用基于多媒體技術的現代化教學手段。
用豐富多彩的多媒體課件取代粉筆和板書,顯著增加了講課信息量,提高了講課效率,提高了學生的學習興趣和積極性。
關鍵詞:塑料模具;一體化;課程設計
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)29-0053-02
《塑料模具設計》是模具設計與制造專業的一門核心專業課,是一門綜合性、實踐性非常強的課程。隨著社會發展,企業用人要求不斷提高,急需既能看懂圖紙、熟練掌握UG、Pro/E等軟件,又具有實際操作技能的高素質技能型人才[1]。如何適應目前市場對本專業人才培養的要求,成為擺在高職院校教師面前的一個難題。
一、兩輪課程教學實踐總結
本人多年擔任《塑料模具設計》課程的主講教師。在教學實踐中,進行了一些教學改革,取得了一些經驗也存在著一些不足。在第一輪課程教學中,沿用了一般高職院校的教學模式,即把《塑料模具設計》課程作為一門純理論課來上,選用的教材為沈言錦主編的《塑料工藝與模具設計》,教材內容分為四大部分共十章內容:(1)塑料。介紹塑料的基礎知識、性能及常用塑料種類。(2)塑料成型的工藝與裝備,簡要介紹塑料成型的工藝過程及各種塑料成型設備。(3)塑料制品。介紹塑料制品的結構工藝性。(4)模具。介紹注射模、壓縮模、壓注模、擠出模、氣動成型模具的設計。內容面面俱到,涉及內容廣,但是教學效果并不理想,這主要表現在以下幾方面。
1.學生的學習興趣不大。課程的內容及教學安排像本科院校,教材內容枯燥,且知識量較大,我們高職的學生學習起來比較吃力,不愿意學習。
2.教學手段單一。《塑料工藝與模具設計》課程的核心是模具設計,課本中有大量的模具總裝圖及各種機構的示意圖(如:各種頂出機構、側向分型與抽芯機構等)。要求學生有較高的空間想象能力及分析能力,學生要讀懂這些圖的難度較大。
3.教學內容全面但重點不突出且缺乏實踐。例如澆口的設計,課本一口氣總結了九種澆口類型五條設計原則。學生根本就掌握不了,且沒有實際的設計舉例,使得學生就算死記硬背記住了,將來還是不會用。在第一輪教學實踐的基礎上,對模具課程的教學做了一些改革。以就業為導向、以能力素質為本位,確定一體化教學改革的方向。在課程的安排上,模具設計與UG課程一體化教學,取得了以下效果:①提高了學生的學習興趣。相比單純的講解理論知識和軟件操作命令。一體化教學的優點在于,可以使學生上課學習的理論知識迅速應用于模具設計中去,如:《塑料成型模具》課程“成型零部件設計”一節中首先說明了什么是分型面、分型面的分類、分型面選取的原則。這種概述性的知識內容較多、較抽象,學生很難完全掌握。然后安排上機,用UG軟件,通過具體產品分型實例的講解,使學生在掌握UG操作命令的同時,經一步加深對分型面的理解。理論知識迅速應用于模具設計的實踐,大大提高了學生的學習興趣。②豐富了教學手段。課本平面圖很抽象,很難講解。學生想象不出來的模具結構,在UG軟件中把實體調出來,把相關的零部件分別隱藏和顯示,就非常形象了,學生也很容易就可以看懂。③提高了學生設計模具的能力。通過一體化的教學,學生在學習模具設計理論知識和UG命令的同時進行簡單和中等復雜模具的實際設計,提高了他們模具設計的實戰能力。④豐富了考核手段。純理論課的學習,一張試卷,很難考出學生的真實水平,也難以激發他們的創造力。一體化教學模具設計實例的考核,在考查學生知識掌握情況的同時,也考核了他們的創造力和實際應用知識的能力。
二、存在的不足
《塑料模具設計》課程的一體化改革,取得了一些成績,但還存在不足。
1.在教學過程中,缺乏實物。由于教學計劃安排不合理,模具拆裝實訓安排在模具設計課程的后面,學生學習了一學期的模具,卻從未見過真實的塑料模具,對模具結構的理解是不深刻的。
2.模具設計紙上談兵。模具設計是典型的弱理論的行業。很多的結構設計、參數的選擇,靠的是經驗。僅僅依靠設計手冊,沒有去相關的模具企業參觀實習,這就使學生的設計缺乏實戰。
3.設計效果沒法檢驗。學生設計的模具不加工,不安裝到注塑機上生產,設計中存在的問題僅靠任課教師來評價,不直觀,學生認識也不夠深刻。因此,有必要把模具零件加工實訓和注塑生產實訓跟模具設計課程貫通,整合在一起。
三、一體化教學改革
作為教學一線的教師,我深刻的認識到,要培養技術過硬的注塑技術人才,就必須對我們現在的教學體系進行改革,以滿足新時期人才培養的要求。
1.教學目標。要進行課程教學改革,首先必須明確課程的教學目標。為了適應社會發展的需要,《塑料模具設計》課程教學目標要按照以任務為驅動、以工作為向導、以能力為目標的改革思路進行全面的設計,使其內容更細、更豐富、更具體、更具有操作性。《塑料模具設計》課程教學目標的設計我們圍繞總體目標、能力目標、知識目標和素質目標來設計[2]。①總體目標。通過本課程的學習,使學生具有用UG軟件設計中等復雜程度注塑模且具備模具加工、拆裝和調試的能力。②能力目標。具有設計塑料注射模的能力;UG軟件的使用能力;注射模具制造加工的能力。③知識目標。掌握塑料的分類、特性;掌握常用注塑模具的結構特點及相關零件的設計計算;掌握注射模拆裝的基本常識;掌握注射成型機的操作及注射成型工藝參數的選擇。④素質目標。設計是創造性的勞動,因此我們要培養學生獨立分析問題、解決問題的能力;自我學習的能力;積極開拓創新的能力。
2.教學內容。在傳統的《塑料模具設計》的教材里,學生很難抓住要領。按照哲學“實踐―理論―再實踐”的認知理論,我們把教學內容分為三個模塊,即注塑模具拆裝實驗模塊、塑料材料及制品的認知和注射模設計模塊、典型注塑模具設計實訓模塊。①塑料模具拆裝實驗模塊。學生在學習專業理論課程之前,首先要有感性認識。本模塊主要包括幾套典型塑料模具的拆裝、測繪、總裝配圖繪制。②塑料材料及制品的認知和注射模設計模塊。整合舊教學計劃中的《塑料模具設計》課程和《UG NX標準教程》兩門課程。③典型注塑模具設計與加工實訓模塊。
3.評價體系。要建立一體化教學體系,就必須建立相應的評價體系。顯然以往一張試卷來考查學生的考試模式已經不再適用,需要建立完整的評價體系,綜合考查學生的能力。評價體系包括:①基本知識的考查。包括塑料種類及特性的知識;塑料制品的結構工藝性的知識;注塑模具結構及零件設計的基本知識;UG注塑模塊的基本命令。②基本操作能力考查。在模具拆裝及測繪、模具加工的實訓過程中,實習教師根據學生的表現給出學生的成績。③綜合素質考查。考查學生綜合運用所學知識實際設計模具的能力。
四、面臨的問題
1.師資問題。推行一體化的塑料模具設計課程體系,要求教師要有豐富的模具設計的實踐經驗,有大量的時間跟學生共同解決模具設計中遇到的問題。
2.設備問題。推行注塑模具設計與加工的一體化以后,實訓設備不能在各平行班之間輪換使用,使得設備明顯不足。要解決設備平時閑著都不用,大家一個時間擠著用又不夠的問題。設想以下解決方案:各班采用不同的注塑模具設計實例,學時安排上有的設計少、加工多,有的設計多、加工少,交替進行。這樣在一體化教學的過程中,既保證了各班級都有設備可用,同時也可提高設備的利用率。
參考文獻:
[1]劉海慶.高職院校《塑料成型工藝與模具設計》課程教學改革與實踐[J].科技信息,2008,(2).
[2]莫盛秋.淺談《塑料模具設計》課程教改實踐[J].常州信息職業技術學院學報,2009,(8).