时间:2022-04-22 22:05:09
导语:在机械认识实训报告的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
门诊膀胱镜系统自xx年使用以来为我科的疾病诊治贡献了巨大的力量,成为了我科必不可少的诊治工具。但由于多年反复的使用,此系统各个部件已经老化,图像已不清晰,设备频繁出现问题,数次修理仍未彻底排除故障,曾多次影响病人疾病的诊断和治疗,引起病人的不满,为我院的医疗安全埋下隐患,在我科扩增床位后已远远不能满足实际需要。为了确保医疗安全,提高工作效率,我科急需更换门诊膀胱镜系统,申请采购。 请批示。
泌尿外科
20xx年x月x日
购置办公设备申请报告二局领导:
由于我中心刚刚成立,办公设备及日常办公用品尚未配齐,为适应现代化办公的需要,完善办公环境,进一步提高服务质量和工作效率。本着节俭开支的原则,现需申购办公设备及日常用品一批(见详表)。经初步询价共需资金约 元。
当否,请批示。
徐州市住房保障服务中心
20xx年x月x日
购置办公设备申请报告三尊敬的学院领导您好:
随着工业生产技术的飞速发展,国家对机械行业人才专业技能提出了更高的要求,为了适应企业生产的要求,提高学生综合操作技能,提升我院机械工程系同学生的专业水平,以及加强同学们对所学知识的理解和运用,同时也为了进一步方便我院老师进行教学,我特向学院申请机械拆装与维修实训室配备投影设备。
机械工程系是我院第一大系,也是第一主系,担负着兴盛学院的重大使命。近年来随着生源减少和其他本科学院的扩招,我院招生工作面临着严峻的考验,其中硬件资源的落后也大大影响了我校在同等院校中的影响力!我院机械拆装与维修实训室的硬件设施已经严重落后与其他同等院校。因此购置新设备、优化教学设施,全面提高我院的硬件教学水平已经迫在眉睫!
机械学科相对于其他学科有着枯燥、乏味、抽象难懂等特点,投影仪对于提高学生对典型零件的认识、方便教师授课以及和其他子弟学校进行学术探讨方面有着极其重要的作用。同时也可以激发学生的学习兴趣,使抽象的机械结构以幻灯片的方式展现在给学生面前,把抽象的知识通俗化、易懂化!
我们深知学院刚搬到新校区正面临着资金困难!但是几经思索我们还是提出了我们的要求!在此,我们承诺,充分运用好实训设备,提高我们的综合技能,用实际行动为学校、为社会赢得荣誉。我们已经做好了具体的购置方案!希望领导对我们的申请予以批准。
诚望批准
此致敬礼
关键词:校企合作;工学结合;互换式;人才培养模式
作者简介:胡新华,金华职业技术学院教师。
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1001-7518(2008)04-0050-02
近年来我国高职院校培养了大量机械类专业技术应用性人才,但为什么我国机械类人才仍然严重短缺?原因很多,但主要是目前高职院校实训条件、师资队伍等难以满足实际训练要求,传统的人才培养模式,虽然使学生具备了不同程度的英语水平、计算机应用能力、机械和电气基础理论知识、一定的数控编程和操作能力和CAD/CAM软件应用能力,但由于在校期间难以积累工艺经验,实际动手能力差,脱离了行业和企业,难以满足企业对机械类专业人才的要求,使得培养质量大打折扣。鉴于此,要提高机械类专业人才的培养质量,必须加强校企合作,建立起能适应企业需求的人才培养模式。我校通过积极探索,提出了校企合作“互换式”工学结合人才培养模式,并在机械制造与自动化专业进行了试点,为机械类专业人才培养提供了一个良好的范例。
一、校企合作“互换式”工学结合人才培养模式构建
坚持以就业为导向,突出核心职业技能和职业素质培养,强化与企业合作,校内引入真实产品进行生产性实训,校外下企业进行顶岗实习,全过程融入职业素质教育。学生在企业进行顶岗实习的同时,企业的职工则到学校进行专业知识的培训,实现“互换式”工学结合人才培养模式,如图1所示,使企业和学校真正实现双赢。第一学年,学生首先到企业进行电动工具的认识实习,然后在校内进行专业基础技能实训和引入真实产品的电动工具装配实训,暑期到电动工具企业进行电动工具装配顶岗实习,而被顶岗的企业职工到学校进行专业知识的培训;第二学年,学生在校内进行CAD/CAM软件应用和数控加工专业技能训练,进行职业技能证书考试,并引入真实产品进行专业技能实训,暑期到电动工具企业进行电动工具机加工顶岗实习,而被顶岗的企业职工到学校进行培训;第三学年,学生在校内完成引入真实产品的专业技能实训,并进行职业技能证书考试,然后到电动工具企业进行与就业岗位“零距离对接”的顶岗实习,并进行毕业综合实践教学。
实践教学环节按认识实习、专业基础技能实训、专业技能实训、生产性实训、顶岗实习六层次进行。在实践教学过程中,递进式地引入电动工具认识实习(第一学期)、专业基础技能实训(包括金工实习、机械零件测绘)、专业技能实训(包括CAD/CAM软件应用实训、电动工具检测与维修实训)、生产性实训(包括校内电动工具生产线装配实训、数控加工实训)、顶岗实习等,使学生从认识电动工具到逐步掌握电动工具设计、制造及检测与维修的相关技能,同时强化学生的职业素质教育,增强学生质量、成本和效率意识,以及合作精神,实现从学生到职工的“无缝”过渡,为学生就业打好基础。同时在实践教学过程中融入职业技能资格考证,进一步强化“双证制”,引入数控操作工、CAD/CAM软件应用、见习机械设计工程师、电机实验工等考证。
二、顶岗实习质量监控与考核体系构建
为保证顶岗实习的有效进行和学生实习质量,制订相应的顶岗实习过程管理规范。在学生顶岗实习过程中,指导教师定期检查和专业主任不定期检查相结合,学校评价和企业评价相结合,最终综合学生平时考勤、实习日记、实结对学生进行评分,合格后由校企双方共同签发工作经历证书,对表现突出的学生进行表彰,同时及时总结经验,进一步完善顶岗实习过程管理考核体系。具体过程管理流程见图2。
三、校企合作“互换式”工学结合人才培养模式实践
近几年来,我校积极践行“五位一体”的办学模式,目前机械类专业已与三十余家企业建立了紧密型合作关系,与浙江皇冠电动工具制造有限公司等七家企业组建了七个“订单班”,同时充分利用我校的优势,由我校提供场地,企业提供设备,引进电动工具生产线一条,为学生进行生产性实训奠定了基础,同时为学生进入企业进行顶岗实习做好准备。学校每年安排一定时间深入企业,了解企业培训需求,掌握企业用人信息,制订“互换式”工学结合培养计划。由于不同企业对培训要求不同,各有侧重。我校采取由企业提出培训内容和要求,学校负责培训的方式进行,培训时间一般安排在暑期,同时学生被安排到相应的岗位上进行顶岗实习。通过实践发现,采用该模式可使学生所学知识与实践相结合,同时也使自身能力素质得以提高,比如职业道德的建立,协作精神的培养、意志力的锻炼,工作环境的了解,人际交往能力,心理承受能力等等,同时企业的职工也进行了培训,并不影响企业的生产经营,做到真正的校企双赢。
参考文献
[1]詹忠根.高职实践教学存在的问题与对策.[J].高教研究,2006.8上,14-15.
[2]赵浩兴.校企联合的高职实践教学模式探讨[J].浙江师范大学学报(社会科学版),2001.4,66-68.
[3]黄亚妮.国外高职实践教学模式特色的评析和启示[J].高教探索,2005.4,69-71.
[4]付涛.高职实践教学的模式研究[J].实验室科学,2006.4,85-88.
[5]段长存,李怀伦.高职院校实践教学模式及实现路径的研究报告[J].河北能源职业技术学院学报,2005.3,17-19.
真正意义上的机电一体化产品,应具备两个明显特征:第一,必须是机械产品;第二,采用电子技术,使机械产品的控制具有可编程和智能化的特性。一个机电一体化系统主要由机械装置、动力源、传感器、执行装置、控制器五个要素构成,因此,机电一体化实训内容、实训方法和实训设备的研制均必须围绕这些要素设计、展开。根据机电一体化技术的综合性及面向实践应用的特点,笔者对机电一体化实训内容、方法、方式等进行了探索。
1.实训课程的目标
机电一体化专业综合实训课程是集气压技术、液压技术、电机及电气控制技术、自动检测技术、PLC及其自动控制技术、网络通讯技术于一体的专业技能综合训练课程。课程紧扣机电一体化技术的核心技术环节,即检测、控制与执行三大技术环节展开,同时引入最新的网络控制技术。训练时应遵循以学生为中心、以培养学生实践能力为中心和以培养学生素质为中心的原则,通过实训使学生既能掌握机电一体化专业的理论知识,又能从事机电设备或自动化生产线操作、安装、调试、维修、维护及设计改造等方面的工作,并具有良好的职业素质。
2.实训内容紧扣相关知识点
机电一体化系统涉及机械设计、传感器、自动控制和微机原理等多门课程的知识,这些知识也是机电一体化产品设计的基础。尽管学生在学习机电一体化系统之前,已经学过一些相关的理论知识,但在机电一体化课程的实训中,对相关知识的回顾和加深是必要的,特别要关注知识之间的联系和实际应用方法。因此,应紧扣这些教学内容,安排若干典型的、与专业课程相对应的专题实训项目,通过在机电一体化系统中的应用,学生对专业知识有一个感性认识,为综合性实训和设计奠定基础。
3.实训方法由教师演示过渡到学生自我设计
从理论学习到实际实训设计,是一个从知识接受到知识应用的飞跃。由于机电一体技术包含了机、电、计算机、自动控制等多门学科的知识,实训的综合性程度高,因此,对大多数中职学生来说有一定难度。演示性实训是一种更直接的实训指导,能使学生对将要完成的设计性实训的过程和结果有一个直观的认识,提高完成设计性实训的自信心。实训的最终目的是学生能够在相关的实训设备上根据要求,在实训装置上进行系统设计,能够按照设定的方式正常运行。通过这个设计过程,可以更好地锻炼学生对机电知识的运用能力,理解机电一体化系统中各学科知识的关联性,进而提高学生解决实际问题的能力,达到实训教学的真正目的。
4.实训方式为课内和课外相结合、个人和小组相结合
由于教学课时有限,实训环节的教学要充分发挥学生的主动性,利用课余时间进行设计和准备工作,课内主要是利用实训平台调试和实现设计的内容。因此,机电一体化实训室应该建设成为开放式的实训室,便于学生课外进行训练。另外,由于机电一体化实训包含的知识面广,综合性实训项目包含多个内容,可以采用小组分工、合作完成的模式。这样,一方面培养学生在科学研究过程中的团队精神,另一方面也是对模块化设计的一种锻炼。
5.实训课程的考核方式
为突出学生的能力培养,对机电学生考核的标准为:(1)是否有创新,即能否运用所学的理论知识分析、处理实际问题,能否就所给的条件提出合理的观点和可行的处理方法;(2)识图能力和动手能力;(3)能否搜集资料,报告内容是否合理;(4)是否有团结协作精神:(5)写作与表达能力;(6)计算机应用能力,等等。考核的形式:理论与技能考核相结合。考核成绩的评定:理论测试成绩占20%;实训报告成绩占25%;实践环节占55%,其中拆装操作占20%,编程、调试与排除故障占25%,安全与环保意识考核占10%。
机电一体化综合实训的实施过程可促进教学与就业岗位的零距离对接,综合实训一般是针对岗位群,培养学生与就业岗位零距离对接所要求的综合职业能力,以往的课程教学比较强调课程中知识点和单项技能的掌握,忽视知识与技能在实际工作中的综合应用。
[关键词] 教学内容;阶段;实习项目;验证性;竞技性
[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 1008-2549(2017) 04-0086-03
一 引言
现代产业要求机械设计制造及其自动化专业学生不仅掌握扎实的工程基础知识和本专业的基本理论知识,具有综合运用所学科学理论、分析和解决问题方法和技术手段分析并解决工程实际问题的能力,还要具有良好的工程职业道德、较强的社会责任感和较好的人文科学素养及较好的组织管理能力、交流沟通、环境适应和团队合作的能力,并具有良好的质量、环境、职业健康、安全和服务意识等[1]。而“卓越工程师培养计划”正是以行业企业需求为导向,以工程实际为背景,以工程技术为主线,通过高校和行业企业的密切合作,制订人才培养标准、改革人才培养模式、着力提升学生的工程素养,工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力的教育改革的新尝试[2]。
二 金工实训在卓越计划中的作用
按照人才培养计划设置的各门课程在人才培养过程中发挥的不同作用,金工实训是工程实训的基础性实践教学课程,是我国现阶段教育模式下学生进入大学阶段接触到的第一个较长时间认识机械专业知识的工程实训教学环节,是机械设计制造及其自动化专业学生的必修课程,是学习工程材料成型、数控技术及机械制造技术基础等专业基础课的先导课程。通过金工实训,使学生熟悉机械制造的一般过程,掌握金属加工的主要方法,为后续专业理论课、专业实验课等建立感性认识,是专业基础知识与工程实际的纽带。同时,金工实训的过程也培养了学生团队合作、遵守纪律、安全意识、工程意识、创新能力等综合素养,机械设计制造及其自动化专业“卓越培养计划”中的通识平台课程,是最多地渗透和穿插行业企业岗位需求内涵的课程。因此,做为培养工程实践能力的平台和企业实训实践的基础先行课程,也必须按照卓越计划的宗旨进行课程内容改革。
三 卓越计划下金工实训课程的教学内容改革
任何一项教学改革主要是教学内容和教学方法的改革,金工实训也不例外,它是一个很有特点的实践教学,一是它具有学生首次接触机械知识及操作实际的基础性;二是兼备机械制图、公差互换、机械制造技术、材料成型工艺、数控技术、特种加工等多门课程基础知识的宽泛性;三是训练操作技能,应用现场学习基础专业知识的实践性。
根据金工实训教学的特点,它的教学内容不仅要体现在围绕预设教学目标的理论内容和掌握设备工具的操作技能,更要有体现合理选择应用、综合、实践理论内容的载体,即金工实训作品,同时兼顾卓越计划“以行业企业需求为导向”的培养模式要求的综合素质及创新能力。
金工实训虽要求教学内容重基础,但围绕卓越计划培养目标的教学内容宽泛,因此合理设置金工实训教学内容是实现“以工程实际为背景,以工程技术为主线” 卓越计划培养方案的重要体现。相对于传统金工实训,卓越计划下金工实训教学内容改革总的宗旨是让学生“印象深、多实践、打基础、立素质”。
1 分析学生特点,分阶段安排教学内容
多年的实训教学发现,学生在整个实训过程的表现可分为虚心求教、跃跃欲试和自我满足三个阶段。由于金工实训是学生第一个形式有别于理论教学的实践教学,加之受到实训动员的鼓舞,实训刚开始时大部分学生情绪高涨,学练积极性很高,这一时期是“虚心求教阶段”;随着几个工种的实践过后,学生具备了一定操作技能,已实训过工种的学习迁移效用也使得新工种的知识与操作接受理解起来更快,学生这个阶段往往表现出想按照自己的意愿加工作品,不满足于规定的实训内容,这一时期是“跃跃欲试阶段”;实训后期,由于体力疲乏,年轻人缺少恒心和只求已知不求熟练(甚解)的自满使得他们认为自己已经掌握了操作技能、工艺知识,有的学生丧失了实训积极性,往往在最后两个工种实训时松懈随意,这是“自我满足阶段”。
为调动学生实训积极性,遵循学习认知规律,针对学生表现出的三个阶段,将金工实训教学内容划分为三个层次,按预设的教学目标和方式分别对应每个工种学习划分为基础训练阶段、综合应用阶段、设计创新阶段[3]。由于学生缺乏机械专业知识和操作能力,基础训练阶段在老师引领下按规定项目讲解基本理论和工艺,学习设备、工具等使用与操作技能,这阶段除学习基本操作外,作为知识与技能的应用与考核,每个学生需独立加工一件作品,如小锤。
综合应用阶段以3~4名学生为小组进行基于工程实际的项目化金工实训。学生在已掌握的基础工艺知识和操作技能上,自行讨论、制订一个多零件、多工艺的较复杂产品的加工,比如桌虎钳。学生小组独立制定各个零件的加工方法和工艺流程,基本独立完成产品的加工制作,将各种机械加工方法和所学工艺知识进行综合运用,以满足学生跃跃欲试的思维要求。
设计创新阶段以综合运用知识、发展创新思维和培养创新意识为目的,采用项目化教学方法,学生组成项目小组来共同完成产品的创意构思、结构设计、工艺制定和制作加工等整个产品实现环节[4]。三个阶段教学内容层次渐进,满足学生不断增高的知识渴求和实践欲望。
2 开发提升学生兴趣的验证性、竞赛性实训项目
金工实训项目是知识应用和能力训练的重要载体,项目的内容结构、功能检验与考核方式等会直接关系到实训内容是否充实,能否实现启发式、讨论式、互动式教学方法,能否体现探索性、研究性、项目化等的教学内容,更重要的是能否提高学生实训积极性。
基础训练阶段的实训内容主要是一些基础知识和练习,比如车削加工的基本知识,操作主要是车端面、车外圆、车圆锥、车内孔等,以及按照老师讲授的加工工艺车削一个锤柄,并以其做为本阶段考核的依据。那么接下来如何在基础训练阶段以后让学生的“跃跃欲试”得以满足。在以往的实训报告中很多学生提出能不能在掌握基本操作后不按老师给定的加工工艺,自己解决一下问题试试。因此,本次教改设想让学生依据所学操作技能及工艺知识,自主加工一件作品,并且作品蕴含其功能是否满足设计要求的可验证性,建立可验证、可竞技实训项目的目标,实现学生对自己加工作品功能的自我验证,并且可相互之间进行功能水平的比试,把竞赛引入实训。
基于此理念,在实训内容中开发出桌虎钳项目、油壶活塞项目和水管焊接项目等多个可验性、竞赛性实训项目。桌虎钳项目的零件需要在多个工种、用不同机床加工完成,由同台机床的学生自己讨论工艺过程、自主加工,钳工装配后,自己检验桌虎钳的动钳口滑动、配合间隙、钳口夹紧、与桌面的锁紧等功能。油壶活塞项目学生自己测试油壶上部小油缸内径,根据小油缸内径设计并加工小活塞杆及活塞,装配后油壶内装水检验能否将水喷出,学生之间可以比比谁的油壶喷水距离远,并将比赛结果做为第二阶段考核和加分的内容。水管焊接项目在焊接基础训练完成后进行,学生将两段水管对焊,然后将焊管的一端堵死,另一端连接试压水泵,检验所焊圆焊缝是否漏水。这些项目中融合了探究性、问题式、自主式学习,学生讨论积极,将学习延伸到了课堂外,遇到问题时教导老师启发,较好地促进了学生自主学习,大大提高了学生学习兴趣。验证性、竞赛性实训项目也较好地将教学内容融入其中。
学生在每个工种经过基础训练阶段以后培养了学生的动手能力,掌握了基本的机械工艺知识和设备操作技能,产生了跃跃欲试的想法。
3 增设加工难度系数大、多种加工方法的实训项目
实践需要以具体任务为中心将多学科知识综合运用。如果实训项目只是一些简单的零件加工,实训内容单调,不够充实,不能体现出实践知识的综合过程,是很难培养学生的工程素质和工程能力的,更说不上对后续课程如“机械制造技术基础”中有关选择合理加工方法、制定零件机械加工工艺过程等专业知识的学习起不到了解和铺垫作用。
以往机械设计制造及其自动化专业的实训项目是加工一个小锤子,车工再加工一个包含T形螺纹、圆锥面、半球面、圆柱面的综合件,实训项目结构过于简单、加工精度低,不具有明显的“真实”产品的特征,实训过程不能将各个工种联系起来,形成一个工程体系,这对于学生从真正意义上体验产品生产全过程,树立工程意识效果不明显。因此,在金工实训教学中开发出了微型桌虎钳。微型桌虎钳包括钳身、动钳口、静钳口、夹紧斜块、丝杠、手柄、压紧盘、钳口铁等11个零件,零件数量多、加工难度加大,加工精度也明显提高。加工内容大体包括车端面、车外圆、攻螺纹、套螺纹、锪孔、铰孔、铣平面、铣台阶、锯削、锉削、装配等多种加工方法,增加了加工方法和各工种之间的横向联系,让学生尽可能多地掌握各类加工方法和操作各种加工机床。综合应用阶段使用有难度、各工种相关联的实训项目,增强了学生实训的目的性,调动了实训积极性。
4 培养创新能力,实现学生自我满足感
学生在完成综合应用阶段的实训后,操作技能进一步熟练,专业基础知识获得了综合应用,初步完成了产品全过程的制造和运行环节,按照CDIO工程教育的核心要求及工程项目的实际要求,应把工程的“构思――设计――实现――运行”四个环节贯穿于教学的整个过程当中,尚缺少设计及工艺环节。结合实训中学生出现的“自我满足”状况,为使学生全面了解、体验工程的全过程,使大学以来所学专业知识综合运用,教学内容更加突出以学生为中心的思想,增强学生的学习主动性,培养学生创新思维、创新能力及分析问题解决问题能力,在实训的最后时期鼓励开展自选创新项目。
将学生分为小组,让学生自己设计产品,可以是运动机构、实用的工装具等,但必须是机械方面的作品,要求具有装配关系和一定的加工精度。各组学生按照真实企业的生产要求画出详尽的设计图纸,细致地标注尺寸和各项公差。尤其要求学生认真填写每个加工零件的加工工艺卡,分析其加工过程,选择要使用的机床、刀具、夹具等,学生虽然还没有学习“机械制造技术基础”课程中有关“工艺规程设计”的相关知识,但有意识地将“机械制造技术基础”课中的工艺规程内容提前安排在实训中,打破原来先学后干的顺序,让学生先接触和编制工艺卡片,初步了解和熟悉机械加工工艺规程的制订原则、步骤和方法,增加工艺规程设计的感性认识,为“机械制造技术基础”课程学习时打下知识对接的基础[4]。
四 教学改革的实施效果
这次的金工实训教学改革,从试点的情况来看,效果明显优于原有实训模式,主要体现在以下几个方面。
1 促进自主学习能力的加强和工程素养的提高
由于缩短了“基础训练”的实训时间,在后面两个阶段的学习过程中,必须掌握的专业内容学生通过自主学习完成了对知识与技能的掌握,将实训延展至课外,促进了学生的自学能力与后续专业知识的预习。在国内知名企业与毕业生座谈时,多名毕业生对金工实训学习过程和指导教师印象深刻,并反映说金工实训时学到的技能在就业后对本岗工作帮助很大,有些技能直接应用在平时的维修保养中。
2 分阶段实训强化学生的工程实践能力
分A段实训和“竞技性”项目训练,使学生的工程实践能力得以强化,学生在实训过程的热情明显高于教学改革前。2015年卓越金工实训 的8名学生分2组参加了“河南省大学生挑战杯”科技作品竞赛,分获第3名。实践证明,参加过该项目训练的学生应知应会能力明显强于其他学员。
3 创新实践贯彻始终,侧重实践创新意识的培养
在本次教改中,对每个实训项目都强调实践创新,鼓励学生在掌握基本操作的基础上,自行完成创意作品的设计制作,把实践创新贯彻于实训始终。按自己想法干,做自己想做的,大大提升了实训学生的学习兴趣,变被动学习为主动学习。
参考文献
[1]林健.“卓越工程师教育培养计划”通用标准研制[J].高等工程教育研究,2010(4):21-23.
[2]王浩程.面向卓越工程师培养 构建现代工程实训平台[J].中国大学教学,2011(6):83.
关键词:虚拟现实;实训平台;职业角色扮演;无界化
中图分类号:G434 文献标识码:B 文章编号:1673-8454(2012)09-0046-03
近几年,由于高职院校招生人数大幅度增加、实践教学经费缺乏、实训设备陈旧落后,以及真正建立企业实习基地难度大等原因,学生实训教学难已经成为长期困扰高职院校实践教学的普遍性问题。运用虚拟现实技术开展实训教学有利于调动学生积极性,给每个学生提供在虚拟岗位中的动手操作机会,从而达到预期教学目的。因此,构建基于虚拟现实技术的机械制造专业实训平台,创设学习型岗位和相应的岗位场景,实现实训教学与职业岗位的无界化是非常有意义的。
一、机械制造实训教学现状分析
当前大部分高职院校都建立了校内外实训基地,但从实训教学方面来看,还存在以下几个问题:
(1)建一个机械制造实训基地需要造厂房、买设备、配置人员等,开支巨大,并且学生的实训成本极高,如刀具、材料的大量损耗及设备损坏折旧等。[1]
(2)校内实训基本上是某一工种的操作训练,企业生产中的“质量、成本、交期”要求无法体现,学生在实训场所体验不到真实的企业工作氛围。[2]
(3)部分学校使用仿真软件代替真实设备,但当前流行的数控仿真软件如宇龙、宇航、菲克等能模拟机床操作面板,能验证数控程序,能加工出零件大致轮廓,同时也存在几大缺陷:加工工艺性差,如工艺方案的优劣对加工结果的影响看不出,零件的尺寸精度和形位公差无法测量;无法切身感知车间现场环境,如刀具磨损时的声音异常,操作不规范导致的各种安全问题等。学生在使用模拟软件后对技术、工艺的掌握还很肤浅。
(4)校外实训学生仅参与某个生产环节,并未完整经历职业岗位的各个工作步骤;企业首先要完成的是生产任务,而不重视培养学生,学生实习效果受到很大的影响。[3]
(5)教师的企业经历较少,基本上只能指导学生操作练习,培养不了企业真正需要的高技能人才,其“双师”素质有待提高。
二、虚拟制造实训平台构建的基础探索
1.根据市场调查确定机械制造职业岗位群
本项目组首先组织开展了机械制造职业岗位群的市场调研,而机械制造职业岗位往往从属于汽摩配、家用电器、服装机械、机床设备、模具制造等行业,通过对上述行业上百家各类规模企业的实地调研,并在多位企业实践专家的协助下对调研结果进行了归纳分析,最后确定了以下几个职业岗位:普机操作工、数控操作工、检验员、工艺员。
2.根据岗位要求布置虚拟实训情境
虚拟实训的目的是让学生在模拟真实的职业环境下锻炼成一名准职业人,所以我们在布置实训场景时首先要满足工作环境的真实性和工作过程的完整性。这里的环境布置指的是软件环境,虚拟环境的空间布置和设施配置企业化,将学生的角色设为某个企业某个岗位的职员,以该职业岗位的工作步骤为依据编排虚拟实训步骤。如操作工的工作步骤包括生产准备、生产过程、生产结束三个阶段的工作内容,具体内容如图1所示。
数字化工厂的技术目的是利用IT技术统一管理原材料、设备、工厂(面积)和生产流程。[4]而我们的虚拟实训平台的技术目的是模拟各工作岗位的工作步骤,并在工作过程中学习相关知识。
3.各工作步骤中穿插了大量辅助学习内容
我们的虚拟实训平台并不是一个单一的数字化工厂,它既是一个虚拟工作平台,又是一个学习平台。企业里的工人或技术人员需要系统培训后才能完成一项较复杂的工作。同样,要完成虚拟实训平台的各项工作任务,也需要系统的学习和培训。学习内容主要包括各具体工作步骤的示范指导和相关知识相关技能的拓展学习两类。工作步骤的示范指导采用图文视频结合的方式展示,部分采用了交互软件。相关知识的拓展采取引导文的形式,告诉学生查找相关资料的路径,而不是直接把答案告诉学生。这样学生在虚拟实训中并不是简单地模仿操作,更多的是培养了自学能力和解决问题的能力,学习到了工作过程系统化的知识。
三、虚拟制造实训平台的系统结构
虚拟制造实训平台的开发应与相关职业岗位的工作情境相符,逼真地反应工作内容。同时又要有辅助学习的功能,是一个助学的平台。基于以上认识提出了支持虚拟制造实训平台的系统框架,该系统结构由数据层、业务逻辑层、Web层、用户层4部分组成,如图2所示。
虚拟制造实训平台的框架结构分为四层。(1)数据层用于存储支撑实训平台运行的各种数据,如零件库、刀具库、设备库和用户信息等。数据层为实训管理和应用提供数据支持。在实训平台系统中,提供数据库访问功能。通过这些应用程序接口,上层系统可以访问到实训平台的各种数据。[5](2)业务逻辑层是实训平台的核心,所有与Web信息相关的业务逻辑都在这一层实现。业务逻辑层是由一系列功能执行部件组成的,涵盖了实训平台所设计的认识实习、加工仿真、产品装配拆卸、用户管理、系统管理等主要业务功能。(3)Web层由Web服务器和Web容器组成,Web容器包含JSP、HTML、Applet等功能组件。[6]这些功能组件主要用于描述客户端浏览器的内容显示方式。Web层负责接受用户的信息服务请求,转递给业务逻辑层,并将响应的结果返回给用户,即通过Web浏览器向用户显示结果。(4)用户层负责与用户的交互。它的功能是提交用户请求,并显示服务器的处理结果。在具体应用中,可以根据具体的应用环境提供相应的交互方式:一种是通过浏览器;另一种是通过应用程序,跨越Web层,与业务逻辑层直接交互。
四、虚拟制造实训平台的实施案例
学生在虚拟制造实训平台内,先选择相应的职业岗位,阅读岗位职责,初步了解工作步骤。进入虚拟空间后,根据职责完成目标岗位的全部工作步骤。如无法完成某工作步骤,可以打开视频窗口学习,如需进一步学习相关知识可以打开知识导航,引导你学习相关的技术资料。在虚拟制造实训平台内学生边工作边学习,无需教师在场,就可以通过自己的努力完成各项工作任务, 并充分利用实训平台的导航、自测与自评的助学功能,达到岗位职责的要求,实现职业教育与工作岗位的无界化。
下面以数控操作工的虚拟实训为例,第一步是熟悉工作环境和工作内容。学生可以在机械加工车间参观漫游,具体能够实现:指定路径的漫游动画显示、不同视点的3D模型观察、机床设备、刀具、工装、零件等模型的整体和局部观察等。如图3所示。
第二步是生产准备阶段,包括:①领用图纸、工艺卡;②根据工单任务领料;③工装库借本道工序夹具、刀具;④上夹具调试。以上几步都是严格按照机械制造企业数控机床操作工的真实工作准备步骤来编排,学生能学习到去什么部门领取相关工作资料、工具,需办理什么手续,也能学到零件加工前怎么调试工装夹具等。如图4所示。
第三步是生产阶段,包括:①互检,检测上一道工序半成品的精度是否符合要求;②首件加工;③首件加工后的首检,包括自检、班组长、检验员检,检验合格后可以正式开始生产;④“三按”生产,即严格按图纸、按标准、按工艺的要求正式生产;⑤自检、互检,发现问题向班组长及时报告并注意工件防护、现场6S、设备维护、安全操作规定等,批量生产完成后需办理转序手续,在工序流程卡上登记记录。
零件加工仿真模块界面如图5所示,动画区主要分为工件区和机床设备区,分别仿真刀路和机床动作。系统菜单主要有文件、视图、分析等,设计适当的快捷按钮。制作典型零件加工仿真,包括毛坯定义、材料定义、工装定义、刀具定义和机床选择。
第四步是生产结束阶段,包括零件入库、交回工艺和图纸、清扫场地、机床并完成“三保”中的“一保”。
五、结束语
基于虚拟现实技术的虚拟实训与传统的校内外实训模式相比有着自身的优势和特点。它能全真模拟职业工种的工作环境、工作步骤和工作内容,学生通过完全沉浸式的职业角色扮演,真实地体验各个职业岗位,熟悉了工作步骤、工作内容,并能学习训练相关工作技能。虚拟现实技术在机械制造实训教学中的应用, 不但提升了本专业实践教学的现代化水平, 大大改善了教学条件,也为实现职业教育与工作岗位“零对接”提供了有力的保障。
参考文献:
[1]王艳戎,张远辉.高职机械基础实践教学中心建设探索[J].职业教育研究,2011(7):154-155.
[2]黄敏玲.高职院校校内实训教学存在的问题及对策探讨[J].高教论坛,2011(10):127-128.
[3]易洪雷.基于校企合作联盟模式的校外实习基地建设[J].实验技术与管理,2011(4):140-142.
[4]徐富亮.虚拟车间的研究、设计与实现[D].武汉理工大学硕士学位论文,2009.
关键词:ISO9001 机械类实训基地 安全教育
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)03(c)-0233-01
实训基地是大中专(技工院校)学生进行实践训练的主要载体,是培养实用型、创新型人才的重要途径。加强实训基地建设,有利于推动人力资源、科技资源和创新资源向企业聚集,促进企业自主创新;有利于引导院校面向产业、企业需求调整专业结构和课程设置,促进传统人才培养模式的转变;有利于培养学生的专业技能和职业素质,促进学生就业,对于加快工业结构调整振兴、创建创新型省份、构建和谐社会具有十分重要的意义,实训基地已经成为高校不可缺少的一部分。
机械类实训基地不同于一般的实训基地,在实训中经常会发生安全事故,所以安全生产不仅是生产性企业日常工作的重中之重,在学校的机械类实训基地也是必不可少的。搞好安全工作必须要牢固树立安全第一的思想,切实把安全教育培训作为学院机械类实训基地安全教学管理的一项基础性工作来抓,学院要保证教师和学生在实训中不发生安全事件,就必须认识到提高员工安全防范意识和操作技能的重要措施。近年来,尽管各高校的安全教育培训有了长足进步,但由于长期以来受到“重教学、轻安全”思想的影响,安全教育工作并未真正引起各高校的足够重视,无论是教学员工还是学生在实训中的安全意识淡薄,自我保安能力较差等问题依然十分突出。为此,我院在建立机械类实训基地的质量管理体系时,把安全控制程序放在重中之重来抓,贯彻校园安全实训各项方针政策,坚持“安全第一,预防为主,综合治理”的方针和“管理、装备、培训并重”的原则,努力实现学院的长治久安。
从2007年开始,德资企业博世汽车部件(苏州)有限公司与我院合办的“订单式”中德合作(博世)班,在培训基地的运行与管理以及监控等方面引用ISO9001质量管理体系。使得博世公司培训基地的日常工作建立在完整的规范、记录、表格、报告基础上,内部质量审核和管理评审工作都做到有的放矢,纠正和预防措施明确,学员在培训中,严格按照质量程序文件规范自己的学习和工作,使培训员工责、权、利较好地结合。学员的工作已经形成一种规范,从而降低了企业设备的安全发生率,降低了职业培训基地日常行政开支和工作成本,提高了实践教学服务质量和实训基地管理工作效率,节约了实训基地日常开支和成本,学生的职业素养和能力有了显著提高,到目前为止,该培训中心的安全事件为零。
按照ISO9001标准要求和德资企业博世汽车部件(苏州)有限公司提供的意见,我校的机械实训基地建设应以实训安全、卫生与健康为依据保证学生和教职员工在一个安全、卫生与健康环境中学习和工作。机械类实训基地安全程序建设的主要工作是明确潜在事故和紧急突况发生的可能性,正确、及时、果断地采取切实可行的措施,预防和处理潜在事故和紧急突况,避免对学生和教职员工的人身损伤,降低学院的财产损失,预防或减少可能伴随的环境影响,加强安全教育培训,确保学院实训生产安全。安全事故的发生,除了学员安全意识淡薄是其根源外,还有一个重要的原因是学员的自觉安全行为规范缺失、自我防范能力不强。应加强安全教育培训,坚持重安全意识、重安全规程、重安全行为规范、重细节养成;应以安全意识教育为先,以提高安全技能为重,以养成安全生产行为规范为目的;培养学员的安全行为规范,全面提升安全防范技能。
机械类实训的设备基本都是使用三相交流电的大型设备,大部分设备都是高速运转的,有很大的安全隐患,一旦出现安全问题,基本都是大事故,轻则肢体损害,重则威胁生命;而且大型设备价格贵,动辄十几万,机械类实训基地可能发生的安全事件主要包括以下几个方面。
(1)火警、群体性或个人重大突发事件,如学生抽烟引起油路着火引发的火灾等等。
(2)学生在车间操作时发生食物中毒事件。
(3)从仓库运领取物料时乘坐电梯被困事故。
(4)操作设备时,发生的机械事故,如车床卷入学生衣袖和女生头发引起的事故,工件或刀具发出引起的事故,铁屑伤人事故等等。
(5)学生操作不当引起的机床电路短路,学生玩耍电源开关引发的事故等。
(6)交通事故,实训基地经常有运输车辆往来和叉车运送货物,学生在实训基地也要注意的交通事故。
针对机械类实训基地的特殊情况,我们在建设其质量管理体系中的安全控制程序,就不应该照搬体系,应该建立适合的安全控制程序。我校实训基地针对机械类实训基地学生的特点(该类学生男生比例大,比较好动,喜欢开玩笑,容易“玩笑”升级,引发安全事故)和老师的特点(师资不足,单人单岗,精神高度集中,难免有疏忽和照顾不周的时候)建立了我校的安全控制程序,主要包括以下几个方面。
(1)编写了《中德培训中心突发事件学生应急指导书》,建立和完善安全生产培训教育制度,开展经常性的安全生产培训教育活动。所有在机械类学生都要将安全生产教育纳入公共课范畴,确保一定课时,切实加强学生人身安全防范知识教育、岗位安全教育和安全生产教育,提高学生的安全防范意识和自我保护能力。
(2)机械类实训基地要加强现场实训安全教育,对可能存在的安全隐患及时提醒,规范实习学生的操作行为,确保实训学生的安全,维护实训正常的安全生产秩序。主要做四个工作,一个是编写操作指导书,保证每台设备一本,规范学生正确操作设备行为;二是做好日常规范宣传栏,该宣传栏也是放在场室入口处,宣传栏采用动漫形式反映场室规范,文字简明;三是做好场室的安全宣传,宣传栏内容包括急救措施、安全预防和逃生路线图,安全宣传栏安放在实训工场的入口处,宣传栏要色彩鲜艳,文字简明,便于引起学生的重视;四是做好监督工作,中德中心会不定时的安排人员对场室的规范、“5S”进行检查,在检查中排除安全隐患。
总之,通过积极有效的开展安全程序文件的设计,增长了学生的的安全知识,提高了学生的的安全防范能力安;除了要建立安全的程序文件以外,重要的是在于宣传和引导,让学生形成安全意识和观念,养成良好的工作行为态度和习惯,保障了学生安全素质的提高。
参考文献
[1]韦爱勇,王成端,周小波.试论加强在校大学生安全教育的必要性[J].西南科技大学高教研究,2006(3).
[2]刘芳丽.大学生安全意识及防范技能的现状调查和对策分析[J].当代教育论坛:管理版,2010(3).
关键词:中职;钳工;实训教学
中等职业教育是基于能力本位,基于工作过程的教育;其实训教学不再是纯粹的专业理论知识的模拟验证实验,而是注重职业实践的工作过程分析和归纳,所确定的职业能力的培养,这就要求转变观念,改革传统实训教学的固有习惯。变注重理论知识模拟实验为注重职业技能培养;变课堂验证评价为企业评价,让学生形成企业生产意识及市场论证意识;变模拟训练为真实工作情景操作,提升学生岗位工作适应能力和从业能力。针对中职学校模具设计与制造专业学生应具备“模具制造”“模具装配”“模具维修”三大职业能力的要求,做到理论与职业实践过程紧密结合。突破传统实训过程的模拟训练,突出企业完成工作任务的过程,以工作任务引领实训过程,培养学生的实践能力。
一、强化钳工技能实训的实践意义
(一)提高认知意识。理论与职业实践相结合是加工制造业的重要的工程概念,是巩固知识、掌握工艺方法,形成职业能力的有效途径。如基准、测量、检验、精度、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度及互换性等相关概念在加工业出现频率高,这些概念都能在实训和考核得到强化和检验。
(二)培养岗位意识。钳工技能实践教学是模具设计与制造专业的重点内容。要求学生理解并熟练掌握其质量评价标准、方法,检测工具使用。通过实训使学生建立产品质量意识和经济价值观。
(三)培养安全意识。树立安全文明生产意识,在任何时候、任何场合,都要严格遵守安全文明管理规章制度,强化安全与保护能力,环境保护能力养成,保障设备安全,工作环境安全,养成文明生产习惯。
(四)培养创新意识。由于实训目标、内容、考核方法等贴近职业工作过程,实训过程不仅能提升学生的技能技巧,更能促进学生浓厚探求意识的形成等。
(五)情感意识的培养。明确专业学习目的,调动学生参与实训的动机;使学生在完成任务的同时,体验成功的快乐,不仅培养学生的求知欲望,而且增强了自信心。
二、钳工实训的教学特点
(一)钳工技能是以手工加工为主:錾削、锉削、锯削、划线、攻丝、套扣、刮削、检测、装配、维修、焊(割)等内容;机械加工为辅:车、刨、钻、铣、电火花、线切割等内容。知识面广、专业性强,综合运用各种技能的能力要求高,要求教师做好集中辅导和个别辅导。
(二)加工工艺复杂、尺寸精度高,常用工具和设备的使用正确与否,直接影响模具装配性能,要求教师技术全面而精湛。
(三)对《机械制图》识图、读图要求高,且应具有相应的机械设计常识,金属材料工艺学等专业知识,要求教师精心设计教学组织程序,利于学生接受和掌握。
(四)技能训练重手工操作,单调、枯燥, 耗时,重复动作多,劳动强度大。要求教师合理设计训练方案,确保学生身心健康。
三、紧凑渐进型实训教学实践与体会
(一)近三年模具设计与制造专业钳工实训教学实践。
在教学实践中合理地安排好实训时间和内容,既能实现实训目标,又能激发学生的学习兴趣。现以一周时间完成“手摇冲压机”零件加工制作、装配、检验为例,谈谈梅州农业学校模具设计与制造专业钳工实训的做法。
1. 实训前的准备。实训前,制图教师安排学生画重点零件的三视图,让学生对实训图形熟透;重点要求学生按实训小组对重点零件(滑块、凸轮)的结构形状、技术要求、加工工艺进行分析、讨论;教师强调基准的重要性,突出设计基准、工艺基准、测量基准、装配基准一致性原则,使学生实训时对加工误差有较深刻的认识。
实训指导教师编制好《手摇冲压机实训指导书》,材料(板料由各小组负责分割、裁料。凸轮、压杆、手柄由同学车工实训时制作)、工具、量具等准备好。
学生按4~5人为一实训组,由动手能力出众,责任心强的学生担任组长。成立质量评定小组,学生个人质量评分由个人自评、质量评定小组和指导教师评定。
2. 具体实训步骤。(1)下达实训任务,要求每人完成一套装配件,作实训动员,强调劳动纪律,安全文明生产及注意事项。(2)指导教师对本次实习的重点和难点,对个别特别重要零件进行详细加工工艺分析并作加工示范。
如滑块(附图)的加工制作:形状22×24×30四方体,通孔¢8H9,而8mm凹槽尺寸窄小,长度加工方向受限,加工困难。孔¢8H9在尺寸24中间、左右对称。此滑块加工的重点是保证¢8H9的中心线对基准面的平行度公差为0.03mm;难点在于8mm凹槽的加工。表面粗糙度要求最高为Ra1.6μm,总体而言加工难度大,如果加工误差较大将造成安装困难。加工工艺:加工基准面加工相互垂直面立体划线加工划线表面钻孔¢7.8(铰孔底径) ¢8H9铰孔钻孔¢9深8mm8mm凹槽钻¢7孔(去除材料)后用窄錾錾削整形锉削成方形槽验收。
3. 出现废品的主要原因与应对方法。 在零件加工过程中也将遇到许多问题和困难。如钻头磨损、铰刀崩刃、材料缺陷、丝锥折断以及材料表皮较硬锉不动等现象,学生要主动和指导教师商讨、查找原因及时解决问题。
4. 指导学生对加工零件进行装配调试、检测(组装、配钻、测量、修配等)。装配时强调每个零件的尺寸精度、形位误差的重要性以及对装配性能的影响,对使用性能的影响,使学生对互换性概念有更深刻的理解。
5. 实训考评后评选出优秀小组、个人,学校张榜表彰。促学生在练中赛,赛中练以增加个人和团体的荣誉感,形成良好的竞争氛围。
6. 编写《手摇冲压机实训报告》。内容包括:1)实训任务、实训内容、实训目的、实训要求等。2)实训过程:要求突出对典型零件加工工艺进行详细编写。抓住难点,对安装、调试、检测过程中出现的问题进行分析。3)市场调查:对总装需要的所有材料、工具、量具、标准件的规格、性能、价格进行市场调查,并比较手工加工和机加工成套件成本。4)用CAD画装配图,对本次实训的感想、体会和建议。
7. 实训效果分析。由于学生从准备图纸下料(毛坯)工艺制定加工制作测量装配调试检验实习报告。从事完整的学习过程,摆脱了理论教学与实践教学相脱节的传统教学模式,达到教学目的与要求且更加接近于工厂、企业的用工要求,为学生今后发展奠定扎实的基础。
(二)体会。
1. 理顺实训项目与内容。
结合多年的教学实践,笔者认为提高实训效果,可把实践教学分为四个阶段:
第一阶段:强调基本功训练,普通零件图形,技术要求低。第二阶段:图形相对难些,重点偏向零件制造加工、装配与检测。第三阶段:侧重对机械零件、部件的修复、装配、精度检测等内容。第四阶段:综合提高学生提出问题、分析问题、解决问题的能力。
2. 优化实训教学的组织过程。
(1)分解阶段训练目标。第一目标是认识图形,掌握基本加工技能。第二目标是掌握三视图的识图、读图知识,掌握编制零件加工工艺方法及加强基本功综合训练。图形相对难些,对尺寸精度、形位公差、表面粗糙度、装配与检测等提出要求。无疑这一过程使学生在原有知识面基础之上有深层次的认识,旨在提高学生在实践中综合运用各种专业知识、技能的能力。第三目标是掌握复杂零件的加工工艺、测量方法;掌握装配图的相关知识,能分析装配图的工作原理、基本结构,掌握模具装配的拆装工艺及模具维修技能。第四目标是掌握复杂模具、典型设备的拆装工艺;掌握机床故障分析处理及设备的安装、调试、验收等技能。有针对性地解决生产实际问题,初步具备排除典型机床故障能力。
(2)动态辅导训练,提高学生动手能力。实际训练根据学生的实际动手能力进行组织实施,做到因人而异,不搞一刀切,顾及全体;关照落后,引导、示范、鼓励。对优秀学生提出更高的要求,重点加强他们的基本功训练,让他们脱颖而出。
(3)实训主题突出,训练指标各环节一一突破,每次训练结果有考核、评价。阶段训练项目期中集中整合考核、评价,最后全面整合考核、评价,达到质与量的提高。
(三)应注意事项。
1. 教师能力培养。由于钳工教学、实训的特点,要求教师具有一定的课程开发能力、课程整合能力和课程设计能力,教师要有探究问题与解决问题能力和娴熟的操作技能。做到实训组织工作周密细致,日常管理及时有效,对存在问题能迅速指导与解决,确保实训方案科学合理。
2. 理论知识的处理。结合专业培养目标要求教师对理论进行必要的处理,做到精讲多练,因材施教。学生在实训过程中,能正确理解和把握课程要求的知识和技能,体验实训的艰辛与成功的乐趣,培养发现问题、分析问题和解决问题的思维方式。
3. 指导教师每天对学生实训情况进行总结、归纳、点评。重点针对学生所学专业概念进行解释,以强化学生对专业概念的理解。
(一)企业调研
天津航空机电有限公司,天津市杰立信模具有限公司,天津龙舟工控设备有限公司,光电集团有限公司,天津汽车模具有限公司,三星电子显示器有限公司,中环三峰电子有限公司,东华医疗系统有限公司,天津索思仪表测控系统有限公司等十多家企业的数控技术专业的用人方向和岗位需求数据表明:目前,高职毕业生整体技能水平偏低、就业质量不高,不能在技能上适应企业的技术岗位。大中型企业对高职院校数控技术技能型人才的需求方向主要集中在:数控机床操作、数控编程与工艺、CAD/CAE/CAM设计、数控机床的维护与保养等。这也为数控技术专业人才培养指明了方向。
(二)院校调研
针对需求方向,分析了多所院校现开设相关职业技术课程如下:数控编程、数控操作、数控加工工艺、CAD/CAM(自动编程)、数控原理、数控机床的维修与维护等。院校开设课程的合理性调查统计数据显示:69%的被调查者认为“数控加工工艺”与“数控编程”为专业核心课程;41%认为“数控加工工艺与编程”课程应加大实践操作比例;61%认为仿真加工与机床操作的课时应增加;49%被调查者认为目前最感兴趣的课程为数控机床操作;认为数控机床的维修与维护知识在未来数控行业更重要的占被调查总数的42%。数据表明,围绕零件设计与加工及机床维修与保养等专业技能相关的课程,理论与实践脱节,毕业生就业质量不高,达不到应有的教学效果,与现存教学模式和课程体系安排有直接的关系。院校教学调研中暴露的问题主要有:课程体系缺乏职业性;理论与实践课程脱节;任务驱动教学模式趋于形式化。这就要求学校针对现行课程进行调整,将理论内容融于实际操作之中,重视操作技能的培养,重视关键能力的提高。
二、调研成果初探
教育部关于加强高职高专人才培养工作的意见中指出:高职教育的培养目标为高素质劳动者和高技能专门人才。以“应用”为主旨和特征构建课程体系和教学模式;实践教学的主要目的是培养学生的技术应用能力。针对企业用人方向和现有课程中理论与实践脱节的问题,我们结合学生的学习兴趣,将数控技术专业培养目标分为两方面:零件设计与加工人员,机床维修与保养人员。根据这一目标把本专业核心知识作模块细分:机械制造基础、数控车工实训、数控铣工实训、计算机辅助设计与制造、数控机床调试与维修。在教学上改进单一的“理论+实训”模式,根据企业的技能需求,采取“教、学、做”一体化的教学模式。
(一)教学改革实施
教师结合企业用人方向,制定教学目标,针对数控机床维护与维修模块进行了大胆的教学改革尝试。在数控机床维修实训教学中,学生通过亲自打开机床,自己动手拆卸零部件,认识各种零部件及其安装结构特点,先形成感性认知,后作理论理解,之后教师再引导学生对零部件做功能分类。先分出:机械部件、电器部件、液压控制元件等,再结合不同零件进行细化分析。机械部件又分为机床主体、主轴组件、导轨、滚珠丝杠螺母副等。与机械部分相关的理论,如零部件的工作原理、材料、装配关系、强度与刚度的校核等,尽可能在学生拆卸零部件环节中进行讲解。液压控制部件,主要明确液压系统的控制原理,要求学生能够看懂液压回路图,能分析执行元件的工作过程。电器部分在学生直观电器控制柜后,讲解柜中的所有电器元件的功能、作用以及电路的连接,要求学生看懂电路图。这样,可以将学科知识重新整合,将理论融于实践,使学生学有所获,迅速掌握专业技能。例如,在讲解机床机械结构部分时,把滚珠丝杠螺母副作为教学的基本载体,演示部件运动过程,讲解其传动原理,再讲零件结构,及其它相关类型的机械传动结构并绘制其零件图,从而学习零件的测量与绘制,认识零件材料的区别及用途。有了实践动手经验,再加上理论知识的学习,再次让学生动手,将拆卸的机床复原。这样,将所学多门课程的知识融合于实践操作训练之中,达到获取知识有深度、培养技能有特点的综合目标,满足企业高素质、技能型人才培养的需求。
(二)课程体系模块化
课程改革中,我们坚持“以服务为宗旨,以就业为导向,以能力为本位”的高等职业教育改革发展方向,不断探索,将专业知识和技术技能融合为一体,对陈旧的单科课程重新整合,改为模块化教学,建立“基于工作过程”教学模式,突出技术技能型人才培养的特点,制作了数控技术专业人才培养方案。根据就业方向不同,将本专业知识与技能划分为五个核心模块:机械制造基础、数控车工实训、数控铣工实训、计算机辅助设计与制造、数控机床维护与维修。每个核心模块涉及不同的专业基础知识与实践操作技能,面对不同的就业岗位。其中针对普通机加工人员,需要以机械制造基础为核心模块,包含:机械制图与公差配合、材料及热处理、普通机械加工实训(车、铣、钳工)、刀具与机床、切削原理等为基本知识与技能;数控加工人员,分为两个典型方向:数控车工和数控铣工,分别对应两个核心模块,包括:数控加工工艺知识、数控加工编程知识、数控仿真软件的应用、数控机床操作等基本知识和技能;零件设计与自动编程人员,核心模块为计算机辅助设计与制造,包括:机械制图与公差配合、材料及热处理、数控加工工艺、计算机辅助设计(AutoCAD软件应用)、计算机辅助制造(UG三围造型与自动编程)等基本知识和技能;机床维修与保养人员,核心模块为数控机床的调试与维修,包括:电工基础知识(电器元件介绍、电路图的绘制与识读)、安全用电常识、机床电气控制与PLC应用、液压与气压传动、数控机床与数控原理、数控机床使用及维护等基本知识和技能。综上,构建了数控技术专业以职业岗位(群)知识能力为核心的模块化教学内容,为实现理实结合的一体化教学提供了依据。
三、构建高职院校数控技术专业技能型人才培养模式
(一)实施“三明治”人才培养模式
“三明治”人才培养模式由教育家杜威提出,其核心是:“从活动中学,从经验中学”,即把知识的学习与具体的活动联系起来,充分体现了学与做的结合,知与行的统一。遵循“三明治”精神,以“实践—理论—实践”教学模式组织专业课程教学,要求学生对所学专业知识,先有感性认识,再上升到理论高度,最后用所学理论知识,指导实践操作,解决实践环节出现的一些问题,达到学有所用。在机械制造基础模块中,新模式教学将原有的车工实训、铣工实训及机械制造基础课程深层次结合,将原有的实践与理论知识点具体化。课程中先安排车工、铣工等实践操作练习,其间,学生认识机床、练习磨刀、加工小轴、六面体等,通过这些基本实操练习,学生了解切削加工的一般过程,理解刀具角度的定义及不同角度对加工的影响。先获得车削、铣削加工的感性认识;再学习切削原理知识,了解切削过程中的受力、变形、温度变化、刀具磨损等现象发生的原因,从而能够自己想办法,改变切削条件,控制加工过程,使得切削状态达到最佳,生产效率提高,加工质量提高等等。学习理论过程,结合第一阶段面临的诸如“抗刀”等实际问题,重点分析原因,明确加工条件的重要性,在方向上为第二阶段的实践练习奠基,从而提升下一阶段的实践操作练习的技能。通过知识迁移,会举一反三,学生根据零件质量要求,合理选择切削用量、刀具角度,加工出中等难度的零件,满足企业需求。这种“实践--理论--实践”交替的“三明治”教学模式,为企业培养技能型人才提供了可靠保证。学生毕业后,基本上能够动手操作,凭借学到的专业知识分析研究产品的加工方法,改进生产技术,凸显课程设置的职业化,对接岗位需求,能够为企业输送高素质高技能人才。
(二)编写任务驱动型教材
教学改革中注重深化基于工作过程的“做中学、学中做”的人才培养模式,与企业深度融合,使企业参与学生培养全过程,共同构建基于工作过程的实践教学课程体系。教学改革的核心任务是依据企业需求,编写任务驱动型教材。技能就像教材的骨骼一样,而知识是肉,要根据骨骼的状况来生长。传统教材以"肉"为主线,“骨头”居次,这样的教材基本是没有技能训练的。任务驱动型教材根据培养技能,分析学习需要,然后让学生学习这些知识并掌握这种技能。任务驱动型教材的特点是以任务为载体,以任务实施过程为线索,将专业知识穿插到任务实施过程中,在教师的指导下由学生自主完成任务,从而掌握所学知识点,并具备实践操作能力。针对这五门核心课程,本着工学结合的原则,本课题选用企业代表性产品,编写了任务驱动教材,配合实际教学。数控实训课程是集数控加工工艺、数控编程等多门理论课知识于一体的操作性很强的综合实训课程,是培养数控机床操作人员的核心课程。学生利用任务驱动型教材,不仅懂得了相关专业知识点,而且具备一定的实践操作能力,同时了解了企业常见的产品类型。任务驱动型教材使学生在加工产品的过程中获得成就感,有利于实践技能的获得。
(三)实施项目教学法
调查发现,以课本为中心的传统教学模式不能满足现今的教学要求;理实一体化教学因脱离企业项目和生产产品而流于形式。教师通过编写与企业技能需求对接的任务驱动型教材,开展与企业生产相关的产品项目教学法。“项目教学法”的特点是“以项目为主线、教师为指导、学生为主体”,改变了以往“教师讲,学生听”的被动教学模式,创造了学生主动参与、自主学习、开发创新的新型教学模式。项目教学法注重理论与实践相结合。每一个项目中包含来自生产车间的实际产品,与之相关的知识点,仿真加工,车间操作,实训报告等多个环节的内容,要求学生从认识项目开始,结合相关知识分析项目、制定工艺、编写程序、仿真加工、机床操作等最终加工出产品。通过转变学习方式,将课堂理论教学转为理实结合的一体化教学,营造了实践教学的学习环境,激发了学生的好奇心和创造力,培养了他们分析和解决实际问题的能力。教师通过对学生的指导,转变了传统的灌输式的教育观念和教学方式,从单纯的知识传递者变为学生学习的指导者和组织者。建立了全新的教学理念,提升了办学目标,通过项目教学法的实施,探索教学过程的组织形式,逐步完善核心课程在专业教学中的作用。
四、结语
一、引言
机械类机械制造基础系列课程包括机械制造技术基础、机械制造实习和实验。其历史悠久,在1980-2000年期间,机械制造技术基础课程学时数最高达到120学时,机械制造实习(原金工实习)和实验最长达到8周,一般由金工教研室教师负责教学组织和安排,通过教师设计和参与指导实习和实验将理论课与实践课紧密结合。但2000年后,由于课程改革,很多学校的机械制造技术基础课程被分解为材料成形技术基础和机械制造技术基础两门课,而且两门课被分散到材料和机械两个学院,原金工实习拓展为工程训练课程独立归属到工程训练中心,导致理论与实践严重脱节[1]。单方面强调理论的重要性,或者单方面强调实践的重要性都不利于工程知识的构建。制造工程科学是建立在工程实践和工程理论基础上,理论可以指导实践,实践反过来又能丰富理论的内涵。因此,理论课教师应积极设计相关教学环节,将理论与实践紧密结合,实践课教师应该积极配合理论课教师实现教学设计。从而拉近理论与实践的距离,而不是将两者脱节和分离[2]。国内高校中近年来对理-实一体化课程的研究逐步增多[3-5],但其方法有将课堂放到车间的边讲边练,学用结合;有制定模块,讲练交替的;还有给予职业发展取向,强化技能应用的。总的来看还是停留在用实践来理解工艺原理,进一步提高工艺技能。职业化教育的倾向比较明显。国外一些知名大学,通过综合性实践课程和项目来实现理论与实践的有机结合[6],例如,加拿大滑铁卢大学所开设的机械工程实践入门1和2,机械工程设计项目1和2;将有关机械制造工艺、机械设计通过项目和实践紧密联系在一起,更加强调理论与实践的有机结合。通过借鉴国内外在理论与实践课程方面的改革经验,通过对课程中一个特定章节的案例分析,为构建机械制造技术基础综合课程的理实一体化课程体系和教学内容打下实践的基础。本文作者在学校教学质量工程研究项目和湖北省教学研究项目的支持下,通过文献研究和调研,提出了构建“机械制造技术基础综合课程”的研究项目,并做了大量的研究工作,形成了旨在提高学生分析问题解决问题的能力的课程体系和教学内容及方法。
二、理实一体化课程体系及教学内容设计
“机械制造技术基础综合课程”课程体系:以现代制造技术为基础、以典型案例实践与分析为先导、以计算机辅助工艺设计为核心、了解传统工艺方法的特点、培养综合工程能力和创新精神[7]。根据课程体系要求,按照教学内容,将每一知识点的教学按照先到实习车间进行实践教学,获得工程实践的感性认识和动手能力。然后在课堂上进行归纳,总结。同时提出问题和项目任务,学生通过自学、设计、制作获得产品功能;最后,再到课堂对存在的问题进行研讨、获得解决问题的方案和创新报告。根据上述课程体系要求和分析,确定“机械制造技术基础综合课程”的教学内容为:体念传统制造工艺方法,掌握先进制造工艺装备操作,讲授与讨论制造工艺基本知识,进行典型零件工艺分析与制作实践,项目设计与工艺设计研讨,项目实施与制作、运行考核、报告与答辩。主要针对机械类专业原来金工实习和机械制造技术基础两门课合计学时为200,经过整合实际学时为176,其中实践内容所占比例不能与理论教学完全分开,只能根据教学需要,有时可能要进行分析、讨论,有时需要实验、制作。按照课程章节内容同时安排认识实践、讲课、动手操作、工艺分析讲课、项目任务实施与答辩。其中铸造工艺理实结合课程教学内容设计如表1所示。
三、铸造工艺章节案例实施方案
1.教学目标。根据机械类专业对毕业生能力要求,本章节可以贡献给专业论证中毕业生能力指标中的第3、6、7,具有初步铸件结构设计能力、铸造工艺设计能力;掌握砂型铸造的操作技能;了解其他铸造方法特点及应用、铸造合金的特点及应用,能够用3D打印技术实现工艺设计,并实施工艺过程。
2.实施步骤与教学方法。①铸造工艺认识实践。以班为单位到铸造实训室,优先由实习指导教师演示砂型铸造过程,然后学生亲自动手铸造十二生肖工艺品。学生参观实训室,记录相关设备、工模具。由教师组织看录像片,了解其他特种铸造工艺过程。②铸造工艺基础知识讲座。由教师讲授金属及合金的流动性、收缩性、偏析与吸气,铸造性能与力学性能间的关系,讨论铸造合金的选择。认识零件图与铸造工艺图,分析铸造工艺参数与铸造工艺图设计。③砂型铸造工艺实践。由实习指导老师安排学生铸造两通铸件,从零件图分析、铸造工?图设计、到选择模样、芯盒、造型、制芯、合箱、浇注、清理和质量分析[8]。其他造型方法(整模、活块、三箱)的演示性示范讲解。④铸件结构设计原理讲座。由教师讲授砂型铸造的铸件结构设计,包括外形、内腔、壁厚、壁间连接的设计原则、减小铸造应力的设计;其他特种铸造方法的铸件结构设计。⑤铸造工艺综合设计与制作项目。教师下达项目任务书(如图1所示),组织学生分析典型铸件的结构设计与铸造工艺间的关系。结构设计与铸造工艺的多样性,分组设计不同铸件结构和工艺方案。
四、教学效果分析
2016年3―7月,在材控1404-06,工程1401-02班中进行改革试点,学生经过有关铸造工艺知识的学习和操作实践,初步学会采用铸件的结构工艺性设计原理和铸造工艺设计方法完成槽轮铸件的结构工艺性设计,铸造工艺设计;并用FDM3D打印制作模样和芯盒,然后用砂型铸造工艺实现了铸造工艺设计。取得了良好的教学效果。
1.学生结构设计和工艺设计结果。通过结构设计获得如下两个结构的铸件,由于结构设计中,中心轮毂高于轮缘,为了实现大批量机器造型,应采用分模两箱造型,芯盒也采用两半分开式芯盒。
2.FDM3D打印制作的模?雍托竞小Mü?工艺设计,将三维图转换为3D打印文件,控制3D打印机打印获得了模样和芯盒。见图2中所示。
3.砂型铸造的槽轮铸件。用模样和芯盒砂型造型后获得的铸型以及浇注的铸件见图2。学生通过实践―理论学习―实践―设计―再实践,获得了本质上的飞跃。从过去金工实习完了就只知道造型、学了机械制造技术基础课后也不知道如何指导实践,到现在可以理解相关知识,不仅能动手造型、还能利用课程相关理论设计工艺、用3D打印制作模样和芯盒、通过铸造实施分析设计方案的合理性。
4.学生报告与答辩。学生根据各自的任务分工,首先完成各自的报告,然后由项目负责人完成整体项目设计与制作报告,报告提交后,由学生组成答辩委员会,教师也是答辩委员会成员之一,学生每个项目选一人,全班组成5―7人的答辩委员会,经过项目自述、提问和回答问题等环节,使学生得到一次完整的学习与实践经历,取得较好的教学效果。学生反映“通过项目设计与制作,对课堂所学有了更深的理解,通过团队协作解决一系列问题更是增强了团队合作能力。”“通过这次实验,我们逐渐学会将理论的设计与实践的铸造相结合,以结合实际为出发点,让我们对机械制造工艺这门课程及铸造这门技术学问有了一个更深层次的认识与理解,对我们今后这方面的学习及工作有很大的帮助”。