略論機(jī)械技術(shù)的課程建設(shè)
時(shí)間:2022-03-06 04:45:00
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與時(shí)俱進(jìn)優(yōu)化課程體系和教學(xué)內(nèi)容,適應(yīng)學(xué)科最新發(fā)展
科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展不斷促進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展,新材料新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。要實(shí)現(xiàn)與工業(yè)企業(yè)的無縫連接,教師需密切關(guān)注學(xué)科發(fā)展,與時(shí)俱進(jìn)優(yōu)化課程體系和教學(xué)內(nèi)容,協(xié)調(diào)傳統(tǒng)內(nèi)容與先進(jìn)性。課程的內(nèi)容圍繞產(chǎn)品的加工制造,以機(jī)械加工工藝為主線,以優(yōu)質(zhì)、高效、低成本、節(jié)能減排為宗旨,將涉及到的機(jī)床設(shè)備、金屬切削原理與刀具、工藝裝備等有關(guān)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合起來,并根據(jù)這條主線的需求作為取舍的原則,強(qiáng)調(diào)以產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)性、可持續(xù)發(fā)展為中心融入節(jié)約能源和綠色制造的理念。從培養(yǎng)學(xué)生的綜合工程素質(zhì)出發(fā),使學(xué)生熟悉和掌握基本理論和專業(yè)知識(shí),具有能夠在理論上進(jìn)行分析、在實(shí)踐上具有解決一般技術(shù)問題能力。補(bǔ)充新知識(shí),增加現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域采用的新刀具材料、新加工方法、數(shù)控機(jī)床的基本介紹、數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)、計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)、綠色制造等內(nèi)容,使教學(xué)內(nèi)容能夠充分反映現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展。目前,“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”教學(xué)內(nèi)容多課時(shí)少,在教學(xué)內(nèi)容的講授上既要加強(qiáng)基礎(chǔ),又要拓寬知識(shí)面;既要保持經(jīng)典,又要體現(xiàn)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展;既要掌握基本理論,又要加強(qiáng)工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。在教學(xué)內(nèi)容上以少、精、寬、新為原則,對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行必要的調(diào)整,如減少車床進(jìn)給和螺紋加工運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈的講授,而將這部分內(nèi)容放在實(shí)驗(yàn)課中,學(xué)生在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)著實(shí)物進(jìn)行感性觀察,學(xué)得更快、記得更牢。對(duì)于機(jī)械加工工藝擬定、加工精度部分等重點(diǎn)內(nèi)容仍進(jìn)行重點(diǎn)講解,但是更加注重對(duì)實(shí)際工程問題的分析和理解,強(qiáng)化學(xué)生在實(shí)際工程中應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決問題的能力。高水平教材的建設(shè)是課程建設(shè)的基本,本課程選用韓秋實(shí)和王紅軍主編《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)(第3版)》作為教材。該教材是普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材和北京市精品教材立項(xiàng),該教材還獲得中國機(jī)械工業(yè)科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。編寫出版與之配套的《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題集》,分為學(xué)習(xí)指導(dǎo)和習(xí)題(包括填空題、選擇題、判斷題、簡(jiǎn)答題、分析題、計(jì)算題和參考答案)。編寫《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》和實(shí)驗(yàn)報(bào)告,用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)。編寫《綜合實(shí)驗(yàn)周大綱》和《綜合實(shí)驗(yàn)周指導(dǎo)書》用于指導(dǎo)學(xué)生完成綜合實(shí)驗(yàn)周的學(xué)習(xí)。建設(shè)了“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”的課程教學(xué)網(wǎng)絡(luò)化平臺(tái)。制作了網(wǎng)絡(luò)課件、編寫了多媒體教案,網(wǎng)上提供教學(xué)大綱、教案、電子講義等資料,實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的共享。開設(shè)網(wǎng)上答疑和交流通道。學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源鞏固課本知識(shí)的同時(shí),進(jìn)一步拓寬知識(shí)面,增強(qiáng)理論學(xué)習(xí)的深入性,使課堂教學(xué)得到擴(kuò)展。
以工程能力培養(yǎng)為中心,構(gòu)建層次式的實(shí)踐教學(xué)體系
實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)和創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的有機(jī)融合深入企業(yè)調(diào)研,分析整合和提煉典型生產(chǎn)流程所需的知識(shí)、技能、核心能力和態(tài)度,構(gòu)建專業(yè)認(rèn)知與實(shí)踐-金工實(shí)習(xí)-課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)-生產(chǎn)實(shí)習(xí)-課程設(shè)計(jì)-綜合實(shí)驗(yàn)周-制造綜合能力-數(shù)控加工學(xué)科競(jìng)賽“多元結(jié)合”的實(shí)踐教學(xué)體系。在實(shí)踐性教學(xué)體系構(gòu)建的過程中,特別注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng),努力實(shí)現(xiàn)從模擬型向?qū)崙?zhàn)型轉(zhuǎn)變,由限制性向自主性轉(zhuǎn)變,由驗(yàn)證性向綜合性轉(zhuǎn)變,由理論性向應(yīng)用性轉(zhuǎn)變。注重讓學(xué)生建立起工程的系統(tǒng)概念,了解工藝設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)等過程。從機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)—先進(jìn)制造技術(shù)—數(shù)控編程—實(shí)際加工操作,注重層次化、從設(shè)計(jì)、仿真到實(shí)際零件加工的動(dòng)手能力培養(yǎng),體現(xiàn)漸進(jìn)性教學(xué)方式。金工實(shí)習(xí)使學(xué)生了解基本的機(jī)械制造知識(shí)和方法;生產(chǎn)實(shí)習(xí)使之了解機(jī)械產(chǎn)品加工與裝配工藝過程和工藝裝備,將所學(xué)理論知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)際緊密聯(lián)系起來;課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)將科研成果引入教學(xué),教師運(yùn)用現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)手段開出綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生親自動(dòng)手,提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)際動(dòng)手能力;課程設(shè)計(jì)選自實(shí)際生產(chǎn)課題,要求學(xué)生獨(dú)立完成,同時(shí)注意發(fā)揮團(tuán)隊(duì)作用。重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生制訂零件機(jī)械加工工藝規(guī)程和分析工藝問題的能力;綜合實(shí)驗(yàn)課使學(xué)生受到一次接近實(shí)際的工程訓(xùn)練,全面實(shí)踐和了解產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、分析、制造、裝配的全過程,提高學(xué)生綜合分析能力、解決工程實(shí)際問題能力、協(xié)同工作能力和系統(tǒng)集成能力。制造綜合能力-數(shù)控加工學(xué)科競(jìng)賽滿足學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新的需求,進(jìn)一步融合理論與實(shí)踐,使學(xué)生的工程能力得到進(jìn)一步提升。在課程建設(shè)過程中,本校進(jìn)一步強(qiáng)化和加強(qiáng)生產(chǎn)實(shí)習(xí)組織、指導(dǎo)教師隊(duì)伍的建設(shè),設(shè)立長(zhǎng)春一汽生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地,使生產(chǎn)實(shí)習(xí)取得實(shí)效。綜合實(shí)驗(yàn)周通過學(xué)生對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)建模,進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)、數(shù)控編程和在機(jī)床上加工出產(chǎn)品,使學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力大大提高。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師在實(shí)驗(yàn)中只講述實(shí)驗(yàn)中的難點(diǎn)、應(yīng)注意的事項(xiàng),而實(shí)驗(yàn)原理、儀器的工作原理和使用方法由學(xué)生自己在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)中完成。另外,安排學(xué)生生產(chǎn)實(shí)習(xí),使學(xué)生對(duì)機(jī)械制造工藝及設(shè)備有一個(gè)切身的感性認(rèn)識(shí),每年還鼓勵(lì)學(xué)生參加各種比賽和見習(xí)工程師考試,取得了較好的效果。在專業(yè)課程設(shè)計(jì)中融入現(xiàn)代計(jì)算機(jī)工程軟件的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)與先進(jìn)制造技術(shù)和信息技術(shù)的融合。從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)進(jìn)行產(chǎn)品的建模分析,然后基于計(jì)算機(jī)輔助制造軟件進(jìn)行零件的數(shù)控編程,通過DNC系統(tǒng)將程序傳到數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行加工,得到零件。通過實(shí)驗(yàn)為學(xué)生建立起制造系統(tǒng)的概念。專業(yè)課程設(shè)計(jì)過程中教師的指導(dǎo)和討論環(huán)節(jié)規(guī)范化,使學(xué)生的課程設(shè)計(jì)真正取得實(shí)效。面向工程實(shí)際,為學(xué)生營造現(xiàn)代工業(yè)背景的工程大環(huán)境。利用北京市的相關(guān)資源為學(xué)生提供實(shí)踐機(jī)會(huì)。與機(jī)床協(xié)會(huì)密切合作,每年組織學(xué)生參觀機(jī)床展覽會(huì)并進(jìn)行討論和研討。邀請(qǐng)相關(guān)企業(yè)的技術(shù)工程師到校講座、聯(lián)系北汽福田、現(xiàn)代等現(xiàn)代化企業(yè)組織學(xué)生進(jìn)行參觀,為學(xué)生創(chuàng)造機(jī)會(huì)接觸了解先進(jìn)制造技術(shù)的最新發(fā)展動(dòng)向和行業(yè)發(fā)展趨勢(shì),增加對(duì)現(xiàn)代化企業(yè)實(shí)際的感性認(rèn)識(shí)。學(xué)校購置了各種教學(xué)模型、高檔加工中心、數(shù)控車床、FMS系統(tǒng)、機(jī)床靜剛度測(cè)試儀、主軸動(dòng)態(tài)特性測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)等實(shí)驗(yàn)設(shè)備,設(shè)有專門的制造實(shí)驗(yàn)室,為學(xué)生構(gòu)建了實(shí)際的工程環(huán)境,使從未接觸過工程實(shí)際的學(xué)生建立應(yīng)用的整體概念,突出實(shí)驗(yàn)的演示性、設(shè)計(jì)性和綜合性,追求實(shí)驗(yàn)手段的先進(jìn)性。為了適應(yīng)應(yīng)用型高級(jí)人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)體系研究和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的建設(shè),學(xué)校開設(shè)綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),構(gòu)建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),編寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和任務(wù)書;編寫相關(guān)的課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書。開設(shè)綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),初步設(shè)想設(shè)定加工某零件要求達(dá)到的精度目標(biāo),讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和方案,并獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。利用綜合實(shí)驗(yàn)周的時(shí)間開設(shè)計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)和先進(jìn)制造技術(shù)實(shí)驗(yàn)等。主要安排反映制造工程領(lǐng)域技術(shù)先進(jìn)性和技術(shù)發(fā)展動(dòng)向的實(shí)驗(yàn),包括數(shù)控機(jī)床加工操作、計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造等實(shí)驗(yàn),使學(xué)生了解先進(jìn)制造技術(shù)的研究發(fā)展和基本技術(shù)方法,建立現(xiàn)代制造工業(yè)先進(jìn)技術(shù)的實(shí)際概念,完成先進(jìn)技術(shù)設(shè)備實(shí)際操作的基礎(chǔ)訓(xùn)練。
實(shí)施工程意識(shí)培養(yǎng)和實(shí)踐能力提高的基于項(xiàng)目的教學(xué)改革
1.以建構(gòu)主義理論為指導(dǎo),以工程應(yīng)用為主線,研究基于項(xiàng)目的教學(xué)模式,注重工程能力的培養(yǎng)針對(duì)目前普遍存在的教學(xué)與科研相脫節(jié),課堂教學(xué)內(nèi)容缺乏現(xiàn)實(shí)感,學(xué)生缺乏對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的認(rèn)識(shí)和專業(yè)學(xué)習(xí)積極性;課堂教學(xué)與企業(yè)的實(shí)踐操作彼此割裂,學(xué)生運(yùn)用學(xué)科理論與方法解決工程實(shí)際問題的能力得不到培養(yǎng)和鍛煉;校園生活與工業(yè)實(shí)際彼此分離等問題,以建構(gòu)主義理論為指導(dǎo),在機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)方向?qū)嵤┗陧?xiàng)目的教學(xué)模式改革的實(shí)踐,整個(gè)過程貫穿學(xué)習(xí)—實(shí)踐—再學(xué)習(xí)—再實(shí)踐,以項(xiàng)目引領(lǐng)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、教學(xué)做一體化課程教學(xué)模式設(shè)計(jì)和組織教學(xué)內(nèi)容。從“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程的第一節(jié)課,提出基于項(xiàng)目研究的學(xué)習(xí)。給每個(gè)同學(xué)發(fā)一份項(xiàng)目研究任務(wù)書,一個(gè)“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程”項(xiàng)目研究活動(dòng)一覽表。學(xué)生自愿組合,1~3人為一個(gè)小組,以小組為單位開展研究。隨著教學(xué)內(nèi)容的開展,基于項(xiàng)目的要求,在教師的指導(dǎo)下,學(xué)生通過課堂學(xué)習(xí)、下課到圖書館查閱相關(guān)資料,遇到問題請(qǐng)教教師,循序漸進(jìn)地完成項(xiàng)目的研究。學(xué)生成為學(xué)習(xí)主體,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,將教師的教學(xué)與學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)融為一體。學(xué)生以小組為單位通過解決實(shí)際問題而學(xué)習(xí),通過討論與小組其他成員進(jìn)行積極的良性互動(dòng),相互交流想法、相互鼓勵(lì)和溝通,培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和工程能力。實(shí)行新的教學(xué)模式后,學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性提高,解決工程實(shí)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(fā)學(xué)生積極主動(dòng)思考。結(jié)合課程的重點(diǎn)、難點(diǎn),設(shè)計(jì)課堂討論題目,通過討論、質(zhì)疑和總結(jié)提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和課堂活力,使學(xué)生對(duì)知識(shí)易于理解和掌握。對(duì)于習(xí)題中的錯(cuò)誤,教師設(shè)計(jì)題目,供同學(xué)們討論。比如對(duì)于機(jī)械加工關(guān)鍵工序的工序尺寸的擬訂,如何判斷封閉環(huán)是關(guān)鍵,教師給出一個(gè)實(shí)例,給同學(xué)們討論,然后通過正確和不正確方法的比較,和同學(xué)們一起總結(jié)出“尺寸鏈很重要,基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換用得著;先看封閉環(huán),再判增和減,極值和概率法幫計(jì)算;多尺寸計(jì)算,圖表法最有效”等朗朗上口的口訣,便于學(xué)生記憶。注重結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐,講課過程中還經(jīng)常結(jié)合科研項(xiàng)目中的問題與學(xué)生進(jìn)行課堂討論得出解決方案。3.案例教學(xué)法本課程主講教師近年承擔(dān)國家高檔數(shù)控機(jī)床科技重大專項(xiàng)、國家和北京市自然基金、北京市科技計(jì)劃等多項(xiàng)科研項(xiàng)目,得到科研經(jīng)費(fèi)上千萬,獲得省部級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)7項(xiàng)。在高端數(shù)控裝備的研制和開發(fā)上取得多項(xiàng)科研成果。在教學(xué)過程中,將科研成果作為案例介紹給學(xué)生,從實(shí)際需求、方案的構(gòu)思、方案的設(shè)計(jì)和實(shí)施方式,使學(xué)生較真實(shí)地接觸工程實(shí)際,將其中的科學(xué)規(guī)律與教學(xué)內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合起來,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思考問題的工程能力。比如在講到提高生產(chǎn)效率的時(shí)候,將研制的復(fù)合機(jī)床作為實(shí)例,使學(xué)生深刻理解提高效率的各種不同途徑。在講到機(jī)床傳動(dòng)鏈時(shí),介紹傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)短的優(yōu)點(diǎn)和不足。在介紹數(shù)控機(jī)床時(shí),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(dòng)鏈,揭示機(jī)械制造科學(xué)技術(shù)進(jìn)步內(nèi)在規(guī)律,開闊了學(xué)生的學(xué)術(shù)眼界。其次,鼓勵(lì)學(xué)生參與科研,積極拓展第二課堂,吸收學(xué)生參與教師科研項(xiàng)目,依托科研項(xiàng)目培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)、實(shí)際解決問題的能力和創(chuàng)新能力。在“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”精品課程建設(shè)中,基于工程能力培養(yǎng)的精品課程的建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期的工作,需要不斷凝練課程特色、持續(xù)完善課程體系和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、在教學(xué)模式和教學(xué)方法的改革等方面不斷探索實(shí)踐改進(jìn),才能將“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程建設(shè)成真正意義上的精品課程。
本文作者:王紅軍張懷存鐘建琳劉國慶工作單位:北京信息科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院