特种加工实训总结模板(10篇)

时间:2022-10-22 09:25:45

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特种加工实训总结

篇1

中图分类号:G642 文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2016)24-0165-02

Strengthen Teaching System of Special Working Technology and Enhance Teaching Connotation Level of Industrial Training//CHEN Yankun, MENG Chuicheng

Abstract The significance of special working technology is dis-cussed in this paper. According to different processing methods, it

offered different ideas to the course system and tried to carry out method exploration in building the perfect teaching system of special

working technology.

Key words engineering training; special working technology; tea-ching evaluation

1 前言

特种加工是工程实训课程中必不可少的一个环节,该课程是培养机械类人才所必需的一门高新技术专业课。特种加工亦称“非传统加工”,泛指用电能、热能、光能、化学能、声能等能量达到去除或增加材料的加工方法,从而实现材料被去除、变形、改变性能或被镀覆等。由于这些加工方法多数为非接触加工,因此,对于高硬度、高韧性材料和复杂形面、低刚度零件及模具加工是无法替代的加工方法,也是对传统机械加工方法的有力补充和延伸,并已成为机械制造领域中不可缺少的技术内容,如高能束加工、电火花加工、电解加工、物料切蚀加工和复合加工等,也是衡量一个国家先进制造技术水平和能力的重要标志。因此,特种加工实训作为培养未来制造业人才的一门必修课,在工程实践教学中的重要性不言而喻。从理论上讲,它充分体现了学科的交叉融合性,既涉及力、热、声、光、电、化学等基本物理、化学知识,又包含机械、数控等专业基础知识;从技术性看,特种加工机床几乎覆盖传统的数控机床的所有基本操作,并独具特色,如电火花线切割机床就是其中极具代表性的一种。

近几年来,中国石油大学(华东)工训中心为了更好地提高教学质量,在稳定夯实传统加工技术课程的基础上,不断加大对现代加工技术的投入,完善课程体系内容,改进教学方法和教学手段,取得很好的教学效果。

2 教学体系的设计

中国石油大学(华东)工训中心现有特种加工设备包括四大类型,分别是电火花加工(电火花线切割、电火花成型机、电火花高速小孔机)、激光加工(激光切割雕刻机、激光标刻机)、3D打印(熔融沉积成型机)、超声波清洗等。机床种类较为丰富,能基本体现特种加工的主要加工特色,为教学体系的构建提供了必要的硬件基础。但是这么多类型的机床在实训中应该怎样合理安排,使教学内容有次序、有重点,既有理论又重实践,既紧扣机械工艺流程又突出加工特色,既重视动手操作能力的培养又不忽视创新意识和职业素质的提高,以及怎样合理客观公正地评价教学效果,对于课程体系的建立是重点考虑的问题。经过不断摸索与实践,对课程进行如下设计。

课程定位 在体系构建方面,课程定位于使学生掌握电火花加工、激光加工、3D打印、超声波清洗等设备的基本原理、设备工艺、加工特点及适用范围,引导学生将现代加工与传统加工工艺作分析对比,将所学的特种加工工艺融入机械制造工艺流程,学会根据产品要求选择、优化机械制造工艺,以利于学生对机械加工工艺形成系统化认识,提高专业理论实践水平。

课程任务 因设备类型多,本课程将实习内容主次分级,分必修和选修两种级别,以便于按照各专业教学要求不同、课时不同灵活操作。本课程的主要任务是培训学生的操作技能,提高动手能力和应用新技术的能力,提高综合素质,增强工作竞争力。通过学习,要求学生能较熟练使用机床的基本功能、完成中等复杂程度零件的加工并初步具备现场分析、处理工艺及程序问题的能力。

综合要求 课程要求教师专业理论知识扎实,实践教学经验丰富,创设适宜的课堂互动情境,因材施教,注重学生的个体需求,实训内容严格按照教学大纲进行;要建立团体协作理念,将职业活动渗入教学内容,培养学生对工作的敬业、诚信、钻研、合作等职业道德意识。

3 教学体系构建

理论基础 课程以机械制造基础、特种加工实训的学习为理论基础,介绍特种加工的特点、发展背景及发展趋势。针对课程设计的几大类型的加工,要分别讲解分析机床原理、加工机理及应用。其中,电火花加工是我国非常成熟的加工方法,分线切割、成型机、小孔机3种类型的机床在制造业应用极为广泛,特别是线切割加工,因此,课程以线切割机床为重点,强调编程软件与加工工艺的学习。

体系框架的建立 本课程必修项目是电火花加工和激光加工,其中以电火花加工为重点,选修项目是3D打印和超声波清洗。

电火花加工机床有3个类型,内容比较烦琐而原理又有相关性,为了提高学习效率,课程将线切割与成型机进行整合,在线切割学习过程中,将零件O计制作环节与成型电极的制作相结合,两种机床合而为一,学生既要掌握两种机床的操作要领,又要掌握线切割编程软件的使用,加工过程中还需要同学之间的分工合作。这种教学模式既保证了课程的进度和高效性,又多方位锻炼了学生的动手能力,也起到了督促他们主动学习的作用。

线切割机床有着易于加工精细复杂曲线轮廓的特点,为了加强学生对机床的这种加工特色的认识,对于机械类专业的学生还开设了拓展训练项目,要求他们自主设计制作工艺品或零件,促使他们熟练掌握线切割机床的操作与制图软件的使用,且对培养他们的创新思维意识起到积极作用。

激光加工训练以激光标刻机为主,练习项目是设计制作标牌,后续结合电火花小孔机的学习,进行标牌穿孔操作,并可将制作完成的标牌进行超声波清洗。这三种类型的有机结合,既使得课程内容散而不乱、重点突出,又极大提高了学生的学习兴趣与主动性,教学效果很好。激光切割雕刻以演示剪纸的过程为主,使学生了解其基本操作过程和加工特点。

3D打印是目前国内外都非常火爆的先进技术,也深受学生喜爱,在工程训练教学中渐渐凸显优势,成为必不可少的一项内容。但是由于课时紧张,没有足够时间进行专项训练,课程主要是通过视频、图片等形式进行介绍,并且让学生观摩熔融沉积成型三维制品的过程,使他们开阔视野,对这种技术有一个感性的认识。

特种加工教学体系如图1所示。

教学评价 课程体系的教学评价环节是极为重要的,可以将教学效果和出现的问题及时进行反馈,以完善教学体系,对教师和学生也具有监督和强化作用,可以有效地推动实训的改革。本课程考核重点与教学重点相一致,多方位细化考核内容,不仅重视学生的考核结果,而且对教师与学生的互动教学过程进行评价,促进教师素质的自我提高,优化课堂环境,激发学生的学习主动性。

为了使评价体系更能公平、公正、客观地反映课程实际效果,评价主体分别从不同层面进行选择(包括课程专家、一线教师、参加实训的学生以及专业技术人员),实事求是地从不同角度分析课程体系存在的优点和不足(包括课程设计、课程内容、实施过程、教学情境以及教师素质等5个方面),再结合学生的过程考核与结果考核两项综合成绩,经过评价总结出整改方案,并及时进行决策调整,力争使课程体系合理优化,真正提高特种加工的教学质量,培养出优质的复合型人才。

参考文献

篇2

随着高新技术产业的发展,模具行业对模具技术人员的素质和能力要求越来越高.现阶段在模具专业人才的培养模式上存在两大误区:一是重理论,轻实践;二是教学与生产岗位脱节,导致学生毕业后还需要接受工厂较长时间的再培训,延缓了上岗的时间。面对模具制造业对“零距离”应用型人才的迫切需求,应优化课程体系、教学内容和教学方法,进行一些探索与实践。

一、改革培养模式,确立培养目标

思想观念的转变是一个根本性的转变。要进行专业教学改革,就必须要以教育思想、观念改革为先导,摒弃传统的教学理念和方法,把理论与实践、教学与生产紧密地结合起来,确立正确的培养目标和培养模式。一是“引进来”, 以专业教师、省市模具行业知名专家和大型模具厂家代表的建议和意见,来指导专业的发展方向。制定培养方案、教学计划,实训基地、师资队伍、教材建设;二是“走出去”, 组织专业教师到兄弟学校、多个模具厂家现场参观考察,了解中职模具专业的办学特点、岗位能力、要素和岗位需求情况;三是“再总结”, 组织教师对中职教育与普通专科教育在办学性质、培养目标、教学内容、课程设置等方面进行讨论,弄清专业的目标定位。中职教育有着特殊的内涵和特征,既不能把它办成高职教育的“压缩饼干”,也不能把它办成中学教育的“延伸”,要根据模具专业技术领域和职业岗位的要求,培养理论知识适度,技术应用能力强,服务于生产、建设、管理第一线的技术应用性人才。学生动手能力强应是中职教育的显着特征,应以“对准岗位设课程,对准实践抓教学”的思路来设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案,切实优化课程设置、教学内容、教学方法等方面,建立良好的中职人才特色培养模式。

二、优化课程设计,构建教学体系

(一)优化课程设计

根据模具专业培养目标要求,从课程内容的基础性、学生综合能力的发展和生产岗位的需要,通过认真调查、专家认证,在教学计划、课程设置、教学内容及教学质量评价体系等方面做调整与改进,减少一些课程上的理论重复,将一些理论知识有机地融人到实践教学中去。 在教学计划的安排上,将理论课与实践课的比例由原来的1∶0.8调到1∶1,加大实践教学比重。在质量评价中,实践课与理论课同等对待,实践技能考核不及格的应延缓毕业,保证优化课程的落实。

(二)推行模块教学

模具技术的发展对模具行业技术人员的素质和能力提出了更高的要求,在教学内容上直接反映出模具专业内涵的多样化和技术发展要求。应打破了“先学基础理论再进行实践实习”的传统教学方法,大力推行模块式教学方法,把能力培养贯穿于教学过程的始终,把知识的传授与技能的培养紧密结合起来。将整个教学内容分为两大模块,即教学内容模块和综合能力模块。模块确定后,对每一模块又提出具体要求,这样,专业针对性明显增强.学生对专业学习目的更为明确,学习的积极性大大提高。

(1)模具设计模块的要求:能运用常规设计手段和专业模具设计软件进行中等复杂程度的冲压模具、塑料模具设计。

(2)模具制造模块的要求:①普通机械加工模块。能熟练地编写模具零件加工工艺.并能熟练地使用普通机床加工出合格的模具零件;②数控编程加工模块:能熟练地使用和编写数控加工程序,并能熟练地操纵数控机床加工出合格的模具零件;③模具特种加工模块:能合理地选择电极材料,并能熟练地使用电火花成形机床及线切割机床加工出合格的模具零件;④模具装配调整模块:熟悉模具装配、试模、调整及维修的全过程,能熟练地使用模具钳工常用机械设备、辅助设备和相应的工装、工具进行模具装配,具备在现场分析、处理模具加工与装配工艺问题的能力。

为提高学生的综合能力,应专门设计职业综合能力模块,采用启发式、讨论式、案例式、现场教学等方式进行,提高学生的综合素质能力,以满足模具专业内涵的多样化和模具行业就业技术发展的要求。学生毕业后能从事模具设计、模具生产管理及模具企业管理工作。

(三)强化实践教学

改变教学方法变单一“灌输式”为现场教学、案例式教学、讨论启发式教学.在模具实习实训场地进行教学。使学生对所讲述内容有完全的了解和真正的认识,促使学生将所学理论与实践紧密地结合起来.以实践巩固理论,以理论指导实践,同时结合职业技能鉴定进行训练,使学生通过训练、经过考核考试获得相应的职业资格证书。在训练中,采取“三层次”的实训教学法;即基本技能训练、专业技能训练、综合能力训练。三个层次循序渐进.由简单到复杂,由单项操作训练到综合系统设计。每―层次都贴近工厂工程实际。例如,技能操作实训就是让学生在初步掌握机械加工理论知识后,在教师的指导下进行的多种实训,主要包括普通机械加工(铣、磨、钻、车、刨)、模具特种加工(线切割、电火花),通过实训,使学生能独立使用上述加工方式加工出合格的模具零件和产品.同时在实训中以工厂的标准和要求对学生进行管理,使学生在掌握技术的同时,也通过了岗前培训,毕业时能独立操作,做到“零距离”上岗。

篇3

20世纪40年代,前苏联科学家拉扎连柯夫妇发现电火花的瞬时高温可使局部的金属熔化、气化而被腐蚀掉,开创和发明了电火花加工。其加工原理是将电、热、光、声、化学等能量或其组合施加到工件被加工的部位上,以而实现材料去除。电火花线切割加工机床是教学中最为常用和典型的线切割加工机床之一。

一 线切割加工的特点

线切割是通过电火花放电产生的热来熔解去除金属的,所以加工材料的难易与材料的硬度无关,加工中不有着显著的机械切削力。它可以加工硬质合金等一切导电材料。线切割加工中最小角部半径为电极丝的半径加上加工间隙。

线切割加工是利用移动的细金属导线(铜丝或钼丝)做电极,对工件进行脉冲火花放电,切割成型的一种工艺策略。线切割加工中产品的形状是通过工作台按给定的制约程序移动而合成的,只对工件进行轮廓图形加工,余料仍可利用。

线切割加工用移动的细金属导线(铜丝或钼丝)做电极。加工中由于电极丝连续移动,使新的电极丝不断地补充和替换在电蚀加工区受到损耗的电极丝,避开了电极损耗对加工精度的影响。线切割加工只能加工通孔及边缘,能方便地加工出小孔、形状复杂的窄缝及各种形状复杂的零件。

二 提升学生学习线切割加工效率的重要性

由于线切割加工完全颠覆了传统的切削加工思想,因此,学生在初学时往往无法理解其特点和加工历程,感到不理解很难学。随着现代社会新材料、新加工技术的进展,对于机械类专业的学生又必须了解和掌握现代加工技术和手段,所以要求学生在校期间能够很好的理解和掌握线切割加工的基本策略和论述。这就需要教师在教学策略和教学手段上采取新的措施,一方面加深学生对课堂知识的了解、掌握,另一方面提升学生学习的兴趣。

三 目前《线切割加工》的教学情况

国内许多《线切割加工》教材开发了相应的CAI演示课件,配合书本,应能提升学生对各种特种加工策略的理解,但就笔者多年教学实践发现,单纯配合CAI课件的线切割加工教学虽能提升部分学生对特种加工基本历程的理解,但对教学效果提升并不是太大,究其理由主要有两方面:一是课件本身质量不高,制作粗糙、只能体现大致的加工历程,或者在投影仪上投影不清,学生对此印象不深;二是课后没有教学实践或实训教学相配合,达不到学以致用、强化认识的目的。上面陈述的理由导致学生学习流于形式,只是死记硬背一些加工的特点应付考试,考完就忘,因此,必须采取措施引导学生能够将所学知识充分运用到设计中,达到学有所用,学为所用和用为所学的目的。

四 《线切割加工》的教学策略

1.学习线切割加工基础内容。

其中包括: 线切割加工的物理本质及特点、线切割加工机床介绍、主要工艺指标、电参数对工艺指标的影响、非电参数对工艺指标的影响、合理选择线切割加工工艺、通过观看由往届学生参加的加工实训录像,进行总结。学生由于刚刚接触线切割加工,所以对所讲述的概念、工艺指标还很模糊,即使通过加工实训录像,对线切割有了初步的认识,但是还是不足重重,这个时候需要对不足进行总结。

2.解答。

对不理解的知识点提出的不足,教师对其一一进行解答,同时展示往届同学们加工成果来提升同学们的学习热情。对加工所用钼丝和加工的不同成品工件进行讲解。让学生进一步了解加工工具和加工工件的联系。学生明白了上次总结的不足,观看了加工工件和加工工具,产生了对生产加工的兴趣,尤其是看见往届同学加工的样品,自己也开始跃跃欲试。

3.针对学习 。

通过对线切割机床的说明书学习,掌握线切割加工机床基本术语和约定、界面及功能模块 通过实例进行强化学习。单一的教师教,学生学,已经吸引不了同学们的兴趣,把机床说明书发给大家,通过以上的学习,联系说明书进行自己的知识结构组建,形成一个自己的论述概念,之后教师在半辅助的操作讲解,让论述和实践达到统一。

4.针对总结 。

总结学生在操作的时候上丝、紧丝、加工起点的应注意的不足、工件的装夹技艺,对于以上关键不足和同学们提出的不足进行加强学习,对错误操作进行改正。学生的线切割准备工作尤为重要,因为它直接影响到加工工件的精度,是要求最为严格的部分。教师需要一边演示一边讲解,同学们操作时如有错误立即纠正,针对错误讲解这种做法所带来的影响,其中包括论述的理由和实践的理由,加深同学们对论述知识和实践知识的统一。

5.课堂实践。

给出练习题目,通过对题目的设计,让学生掌握设计技艺,之后加工,测量尺寸,改善补偿量,再进行加工,达到标准。此练习题目重点在于对加工零件的设计和尺寸补偿,反复练习到达要求,进行模拟加工,查看加工路线的正确性。最后进行加工,检查加工工件表面粗糙度和尺寸的范围。写出包涵系数选择在内的总结报告。

6.设计 。

参加到校企合作中的一个环节中去,对零件进行设计。通过校企合作的有利条件,挑选生产加工中可以线切割加工的零件部分,通过产品各个部分组装时候的精度和表面出粗糙度的制约,来检查学生生产实践的程度。

7.检测总结

对加工出的工件进行检测之后进行安装,总结出加工零件时各个参数的选择,加工各种零件时参数的范围。让学生参与到组装的环节,感受劳动成果,加强学习兴趣,增加成就感。

通过一步一步的深入学习、探讨、探讨、总结。教学的目的明确,以学生学会为目的,教师在教学的时候是采取反复指正的历程,通过教学的历程带动学生们主动深思,对有疑问的不足及时进行解答,实践,再解答。通过论述和实践的解答让同学们达到熟练掌握的程度。

参考文献

[1] 袁伟:数控线切割加工技术课程的组织与教学,《中国新技术新产品》,2012年第9期.

[2] 鄂大辛:数控线切割加工的开放实验,《实验室研究与探索》,2012年第7期.

篇4

一、应用技术型本科对人才的培养模式特点

应用技术型人才的培养过程更强调与一线生产实践的结合,更加重视实践性教学环节如实训教学、生产实习、企业顶岗实习等,通常将此作为学生贯通有关专业知识和集合有关专业技能的重要教学活动。强调教学内容和实训内容与企业有机结合,校企合作,产教融合。

二、结合目前我校相对于应用技术型本科院校的要求在金工实习教学中存在的问题

1.金工实训教学的内容陈旧滞后,理论与实践脱节

金工实训教学的内容仍然传统的单一技能训练,而实训的工种侧重于车工、钳工、铣工、焊工等单一的工种,单一的操作手段机械地重复练习,往往是给出零件图,给出固定的怌料,指导教师手把手教,学生机械操作。没有理论联系实际,对设备的原理、特点、加工特点缺乏认识。

2.金工实训教学的模式落后,缺乏创新

传统的金工实训教学仍然是采取“师傅带徒弟”的模式,老师演示操作过程,然后学生“依葫芦画瓢”按部就班进行。从不涉及到怌料的种类及加工工艺的选用,缺乏加工工艺过程的完整性,极大地限制了学生的思维和创新能力,学生学习兴趣不高。

3.金工实训教学校企合作特色不突出

金工实训教学基地未与企业有效合作,实训内容没有与地方产业有效结合,开展的实训不能满足应用型人才培养的要求,实训中心的相关设备未能发挥其应用的作用,造成资源浪费。

显然,目前的金工实习教学方法对应用技术型人才培养模式的进一步深化和推行没有发挥到其本身的作用,在转型发展的背景下,金工实习是实践教学环节当中一门急需改革的课程。

三、根据应用技术型人才的特点,和我校的人才培养方针。以及我们工业中心现在的设备和在教学过程中的实际情况。我们提出以下几点教学改进办法

1.重理论、强实践操作

我们的对象是本科生,有别与技校生和高职高专。所以我们在强调实践操作的同时也要重理论。做到理论和实践有机结合。理论一直是高校金工实习教学中的薄弱环节。主要的原因金工实习的教学安排都是是时间比较短,如金工实习A、金工实习B都是安排三周至两周。安排的学生的人数也比较多,通常安排一个专业的学生人数在120左右分六个工种进行。而且我们工业中心的设备有限,比如特种加工只有两台线切割。磨工工种也只有三台设备。所以现实情况是时间短、人数多、设备少。这样造成传统的金工实习教学没有时间讲理论基础,几乎都是采取师傅带徒弟的教学模式,老师操作演示,然后学生“依葫芦画瓢”按部就班进行。都是以实际操作为主。学生缺乏对各种金工实习中的设备的工作原理,加工特点、方法、加工工艺等知识的了解。怎么做的到理论和实际操作有机结合,这是高校金工实习实践教学环节的瓶颈。为了解决这个难题,我校工业中心在领导的带领下,开拓新思路。利用目前流行的微课、慕课,利用网络开设工业中心金工实习慕课平台。平台上开设了金工实习中车、铣、焊、钳、磨、刨等普通加工方法的理论课程,主要包括了机床的原理、结构讲解、加工特点和应用。同时也开设各种工中的基本操作视频教程。同时增加现代先进制造技术的介绍,开设了机器人、数控铣、数控车、特种加工、3D打印、三坐标测量等先进加工技术课程,让学生了解当前先进加工技术的发展。增长知识。拓宽视野。这个慕课平台让学生不受时间和空间的限制,自主学习,利用业余时间在金工实习进行期间完成平台上相关课程的学习,同时在慕课平台上建立了金工实习理论考试题库,完成相关课程学习后,要在平台上完理论部分的考试。学习记录和考试成绩纳入金工实习成绩总评。这样的模式很受学生们的喜欢,取得了不错的效果。很好的解决了如果在有限的时间和设备的情况下金工实习理论和实践操作的有机有机结合。达到了重理论,强实践操作的目的。

2.对金工实习实训内容改革、转变金工实习实训模式

教学内容针对我校培养现代应用技术型人才为目标,在金工实训系列课程教学中增加现代工程所需的新内容,删减现有实训过时部分,结合学校的实际情况,提高数控类、加工中心等设备的实训比重。以车、铣、磨、钳、焊传统的实训方法为基础,结合新型工业、企业的要求具有综合性素质的人才,树立新的教育观,在金工实训教学中增加学生个性化产品设计环节。改变以往学生机械接受实训的模式,在实训的最后环节,通过通过特殊产品的设计、加工和制造,使大学生的动手能力得到锻炼,使学生的综合工程素质得到提高。在这个过程中,需增加金工实训中学生作品的类别。如果仅仅包括几乎贯穿全国工科高校实训的小榔头产品,金工实习的内容就显得十分单一,学生的思路也太狭窄。我们在金工实习后期,利用一天的时间,学生可以根据自己的需求设计并加工自己感兴趣的产品,然后加工制作。同时产品必须要经过指导教师的检验,确保达到紧扣教学大纲和切实训练的目的。同时个性化产品设计环节要作为金工实训教学学生实训成绩的考核的一部分。比如我在特种加工线切割中,利用CAXA软件设计一些图案、字体、个性签名等作品。在数控车实训中设计杯子、子弹等模型加工,在电焊实训中根据想法焊接作品,如学生自行设计焊接鞋架、烧烤箱等多种作品。学生的学习兴趣大大提高,学生原来的被动学变成主动学。

3.加强金工实训教学的“产教”结合

结合社会的发展,企业需求。学校的自身情况,增加特色实训教学内容,以企业的实际产品的加工作为实训教学内容,向学生传授具有专业技术实训业务,为实训中心基地创造经济效益。在以后的发展中向“教学工厂,校企合作”模式看齐。也许,刚起步对所有工种全面的开设产教结合,在金工实训中引入企业产品,由于各种制度和条件仍不是很成熟,难度比较大。但我们可以选择一两个工种作为试点,优先在线切割和数控铣实训中开展总结经验,不断完善,以点带面。从生活实践可知,实际产品可大幅度提高学生的兴趣,也更容易让学生分析和理解。把企业产品的加工工艺和制造的任务融入到解决具体的实际工程问题上来,使学生更多地在真正的设计工程和加工环境气氛中进行金工实训教学活动。为了使学生得到更充分的锻炼和技能的培养。指导教师平时加强与企业的交流沟通,指导教师首先要对企业的产品分析研究,选择有利学生实训的产品作为实训项目。指导教师按照工厂产品的生产流程,将实训的学生分成几个小组,有这几个小组联合在一起组建模拟工厂的部门或者成立加工工作室,也便于把最初独立的分散的设计方法、加工手段融质量检测合成一个整体,使之贯穿于实训教学的始终。这样也有利于培养大学生独立分析问题、解决问题和努力创新的综合能力。这样既让学生的实训教学与企业无缝接轨,也使实训中心的相关设备创造经济效益。

篇5

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)02-0045-02

一、概述

特种加工技术就是借助电能、热能、声能、光能、化学能以及特殊机械能等多种能量或其复合施加在工件的被加工部位上实现材料切除的加工方法,从而实现材料被去除、变形、改变性能或被镀覆等的非传统加工方法。特种加工是制造技术的重要组成部分。近年来,随着精密制造和微细制造领域的快速发展,特种加工技术的重要性日益突出。鉴于特种加工技术的重要性,在本科生中开设了《特种加工技术》课程。

根据多年从事教学的经验,笔者认识到要使特种加工这门课程达到最佳教学效果,并不是一件容易的事,受到各种因素的制约,首先学生对特种加工技术知之甚少,如果只是按照课本讲解,学生往往印象不深;其次,此门课程涉及电火花加工、线切割加工、电化学加工、激光加工、超声加工、电子束和离子束加工、快速成型加工等多种加工方法,如何在有限的课时内让学生掌握这些内容,在讲授时就要有些取舍;最后,学生在此门课程中究竟学到了什么,感兴趣的是什么,都要有所考虑。鉴于此,文章提出了一些教学改革的方法,以达到教学目标。

二、教学模式改革

1.采用比较式教学法。因为本课程中涉及多种加工方法,且学生在之前的实习或实训中接触较少,所以让学生明白各种加工方法的特点至关重要。在课堂讲解中,笔者引入了比较式教学方法,突出讲解此种方法和其他加工方法的不同。例如:在超声加工的课程中,首先提出“前面的电火花加工、线切割加工和电解加工都是针对导电的材料,那么对于半导体和非导体材料该如何加工”的问题,在引出超声加工的同时,学生们也明白了前者与后者在加工对象上的不同。在讲解完“快速成形”加工后,提出“请同学们将快速成形加工与前面讲到的电火花加工、激光加工、电解加工等进行比较,总结出其明显的不同点”这个问题,同学们思考后回答出“快速成形加工是将加工材料堆积成形,而其他加工方法都是在毛坯的基础上去除材料加工”,更有同学提出“快速成形加工是不是最近非常热门的3D打印技术”这样的问题,从而可以看出同学们在熟悉课堂内容的同时还在关注相关技术的最新动态,这就较好地完成了从“要我学习”到“我要学习”的过程的转变。通过比较式教学方法,学生的自我思考意识不断加强,各种加工方法的特点基本掌握,较好地达到了教学效果。

2.甄选多媒体资料,激发学习兴趣。由于特种加工方法离学生的学习生活较远,学校的现有设备仅有电火花加工机床和线切割加工机床,所以如何全面地掌握其他加工方法也是个难题。为了使同学们更直观地了解特种加工的方法和特点,需要尽可能地利用网上资源添加加工视频、机床图片等多媒体资料,力求拉近学生和加工制造之间的距离。在选择多媒体资料时,也并非越多越好,本着“贴近生活,激发兴趣”的宗旨进行选取。例如在讲到快速成形加工时,选择了采用LOM技术制作的神五返回舱的坐垫;在激光加工中,引入了采用激光三维切割技术制造的铝合金材料的奥运火炬模型,能很好地激发同学们学习的兴趣。

3.引导式教学,变被动学习为主动思考。在讲授完核心内容后,需要让同学们掌握这些知识,主要采用课堂作业和课后调研相结合的方式,让每一位同学都能参与进来。课堂作业主要针对本次课堂讲到的重点内容,让同学们能及时巩固所学的知识。可是光有课堂作业还不够,为了避免有些同学对于课堂作业的回答“动手不动脑”,必须想出一种方式能调动其学习的主动性。主要采用将同学们分为几个小组,并指派或推选一位组长,每组分配不同的任务,要求课余时间通过图书馆、网络、期刊等途径查找相关内容的资料,交给组长整理归纳,写出调研报告。例如讲完激光加工章节后,将同学们分为三组,一组的内容是“目前粒子数反转是激光产生的前提条件,除此之外还有没有其他激光产生的条件,其国内外的研究现状如何”;第二组的内容为“激光加工目前的应用领域有哪些,请找出具体的应用实例”;第三组的内容为“激光加工的发展趋势主要集中在哪几个方面”。经过一周的准备后,同学们给出的报告内容非常精彩,图文并茂,甚至配上了视频等形式的资料,而且几乎每一位同学都积极主动地参与进来,形成了一个良好的主动学习的氛围。

4.强调动手操作,培养创新设计能力。特种加工设备的机床自动化程度较高(如可以自动找正、对刀等),操作相对简单,结合学校现有设备,本课程安排了“电火花穿孔成型加工”和“线切割加工”两个实验。在实验教学环节中,主要分为三个部分。首先参照机床详细讲解特种加工的加工原理,机床的硬件组成,各部分的作用;其次讲解机床的加工界面,包括自动找正系统、各种编程方法、程序传输方式、加工参数的设置及作用等;最后为实际加工环节,包括教师演示和自我创新设计实验两部分。通过教师演示,在机床上加工一个实体零件来说明机床的操作步骤、注意事项和安全须知,在指导学生利用现有的特种加工设备进行实际操作。

实验教学是学生难得的贴近加工制造现场的机会,也是能较好地加深其对课堂内容理解的环节,可以说实验教学环节很大程度上决定了学生们学习的质量。为了让每一位同学都能有亲自动手的机会,笔者把学生分成若干小组,每组最多5人,在实验过程中,由学生动手装卡工件,进行工件的找正。自己设计所要加工的图形,选用编程软件如CAXA进行3B代码或者G代码编程,设置关键的加工参数把图形加工出来。在整个实验过程中,同学们手脑并用,会发现许多平时未注意的细节。在工件加工出来后,有的同学并不满意自己作品的粗糙度,还会通过更改加工参数等设置来加工出自己满意的作品。在实验教学中,学生的动手能力得到加强,自主创新能力也有了提高,取得了比较显著的教学成果。

三、结论

在特种加工课程中,采用一系列的教学改革模式,既突出学生在学习过程中的主体地位,又注重理论环节与实践环节相结合,以激发学习兴趣为主导,以提高创新设计能力为检验方法,充分挖掘了学生的创造潜能,体现了以学生为主体、教师为引导的作用,极大提高了学生的学习主动性,全面培养了学生分析问题和解决问题的能力。实践表明,采用上述教学改革后,学生理解和把握课程要求知识和技能的能力得到了提高,体验了创新的乐趣,具有良好的教学效果。

参考文献:

[1]刘晋春,白基成,郭永丰.特种加工[M].北京:机械工业出版社,2008.

[2]王利利,闫秀芳,等.特种加工实训教学改革与创新研究[J].现代商贸工业,2013,(5):149-150.

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学分制是把规定的毕业最低总学分作为衡量学生学习量和毕业标准的一种教学管理制度,它要求按照培养目标和教学计划中各门课程、教学环节的学时量,确定每门课程的学分,设置必修课、限选课和选修课,规定各类课程的比例,以及准予学生毕业的最低总学分。学分制管理能够充分发挥学生学习的主动性和独立性,使学生在学习过程中能够扬长避短,把兴趣爱好融入学习中去,激发学生的学习积极性,同时有利于多学科交叉,因材施教,优化知识结构,培养一专多能的复合型现场工程师,更有利于充分利用学校的教学资源,提高办学效益。

在学分制教学管理模式下,机械制造实践教学的管理难度远大于课堂教学的教学管理。在学分制下的课堂教学,选课学生和授课教室在开课前都基本确定,并且在授课过程中不存在学生和授课教室的变化。但是,学分制下的机械制造实践教学,每天的上午、下午、晚间参加训练的学生和训练模块都在不断的变化,因此,机械制造实践教学体系的建立一直是学分制教学改革的短板。

一、传统机械制造实践教学体系的特点

一直以来,虽然机械制造实践课程的目标是培养学生的创新意识和工程意识,但是在以往的传统模式下,在实施教学的过程中仍然继承金工实训的教学模式。就教学形式而言,在这种模式下学生以固定班级为单位在几周时间内集中参加金工实训。学校会将各专业实训学生划分为机类、近机类和非机类这三个大类,并安排不同的实训学时以适应各专业的课堂教学需要。就教学内容而言,传统模式依旧承袭了金工实训中的车工、钳工、铣工、磨工、铸造、锻压、金相分析、热处理等工种的基本训练,而对现代制造技术中的数控车床、数控铣床、数控电火花、激光内雕、雕刻、3D打印、五轴三维扫描等先进技术涉及较少。就教学方法而言,传统模式以教为主,强调实践指导教师的主导作用,学生则通过细致观察、步骤模仿,再现实践指导教师的操作过程,从而达到学习技能的目的。就教学性质而言,传统模式重在强调职业技能的熟练程度,而忽视了学生在实践过程中的主观能动性,因此,属于高等职业教育和技能教育的范畴,与真正意义上的技术应用型工程教育有明显差距。

二、机械制造实践教学改革的基本思路

固有的金工实训教学模式,主要是以了解普通设备和熟悉基本操作技能为主。就教学安排而言,基本上是采用整体一致的教学模式,在实际教学过程中主要是采用师傅带徒弟的效仿式教学方法。学生的创造性和创新意识得不到施展。因此,现代机械制造实践教学改革的基本思路是:在确保基本技能训练的同时加强先进制造技术实践教学,以项目驱动为主线,更新实践内容,拓宽知识领域,建立相对灵活的实践教学模式,充分发挥学生的学习主动性,开拓学生的创意空间,激发学生的学习兴趣和创新灵感,使学生具备创新设计、生产制造等方面的从事现代工程实践活动的能力。

为了激励学生培养创新意识、发展实践意识,必须打破固有的金工实训教学模式,结合现代机械制造实践教学的要求,实现三个转变:(1)由固有的金工实训向通用设备、数控设备和特种设备的整体性、关联性训练转变。(2)由师傅带徒弟的传统教学模式向创新性、开发性思维转变。(3)由单一零件加工向以项目驱动为主线的设计与制造一体化转变。通过这三个转变,加强对先进制造技术及其新工艺、新材料的学习与实践,让学生把自己所学的课堂理论与实践项目结合在一起,在实践指导教师的引导和启迪下,由简入繁、循序渐进,熟练掌握项目的整个生产过程和加工工艺规程。拓展思维空间,学会分析、归纳、总结具有规律性的创新技法,提高学生独立分析问题和解决问题的能力,培养工程实践的创新意识和创新能力,将复合型现场工程师的培养落到实处。

三、基于工程能力培养的项目驱动实践教学改革

由于受到传统工程教育观念的影响,目前在传统本科教学中重视课堂理论教学,忽视工程能力培养的教学理念没有得到根本改变;实践教学环节相对薄弱,必要的实践教学条件尚未得到有效的保证;专业教师队伍的工程实践经验和能力还不能很好地适应大学生工程能力培养的需要;学生的思维能力、自学能力、研究能力、创造能力较弱,工程意识、经济意识、质量意识不强。因此,针对传统本科实践教学中存在的问题,提出学分制下以项目驱动为教学导向的机械制造实践教学改革模式。

(1)传统的实践教学将金工、数控、特种加工各自分开,具有封闭的、单向的、灌输式的缺点;而项目驱动实践教学具备开放的、双向的、互动式的优点,赋予学生较多的自主学习的时间和空间,学生可以将掌握的专业技术进行综合运用和开拓发挥,可以与实践指导教师进行平等的交流,同时可以提出自己的独特见解。这样可以将专业技术活学活用,进一步激励学生的创新意识和创新能力。

(2)项目设计必须结合传统机械制造和现代制造技术,同时具备一定的创新性、寓教于乐性,改变以往金工、数控、特种加工各行其是、各自为政的教学模式,并且设计的项目能够引起学生足够的学习兴趣。

(3)在项目驱动实践教学中,实践指导教师不再是教学活动的主宰,而是从传统教学的主导者转变为教学活动的组织者、督促者与引导者。反之,学生成为教学活动的主导者,由传统的被动学习转变为现在的主动学习,充分提高了学生的学习兴趣和学习热情。

(4)项目驱动实践教学以自组团队的形式进行,学生之间互助协商,充分发挥团队中每个人的智慧,培养彼此之间合作共事的能力。我国以独生子女为主的家庭中,孩子协作能力本就欠缺,在项目驱动实践教学中潜移默化加以锻炼,对于培养学生的团队合作精神尤为重要。

(5)项目驱动实践教学对教师的整体素养提出了进一步的要求,实践指导教师不仅能讲解专业理论知识,还要能精通专业实践项目;不但要会讲,还要会动手实施,同时能够发现并纠正学生操作中的不足之处,深入浅出的解释整个教学过程中学生提出的相关问题。

项目驱动实践教学是以学生的主动性、探究性学习为基础,以培养学生专业技术的综合应用能力为目标,采用新产品试制的方法,师生通过共同实施一个综合性项目从而完成实践教学活动。在技术应用型本科教育中,项目是以制作一件具有实际应用价值的作品为目的教学,能将多个教学课题的课堂理论和实践能力结合在一起,而且还要求学生运用先进制造技术解决过去从未遇到过的实际问题。

四、项目驱动实践教学的实施――以吉普车项目为例

项目驱动实践教学围绕图1所示的吉普车项目展开讨论,运用传统和现代制造的专业知识模块,根据机械工程专业能力培养要求制定项目任务,并且组织学生充分讨论实施方案,确定项目的最终目标是制定合理可行的加工工艺流程,按照自己制定的步骤和程序分组完成零件制作,同时将零件装配成型。

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图1 吉普车装配图

针对装配图分析吉普车项目需要加工的零件规格和数量,如表1所示。引导学生制作项目分析表,同时分配加工设备,制定合理可行的工艺卡片和刀具卡片,保证每人一台计算机,每3人一台设备进行项目制作。在组织项目的实施过程中,教师要明确学生各自的任务和团队的目标,指导学生有效的按照自己设想的实施方案开展工作,在实施过程中遇到问题时,要引导学生及时交流讨论,寻求解决问题的优化方案。

五、机械制造实践教学改革的特色

机械制造实践教学改革,正处于探索和尝试阶段,我们经过教学改革的实践,总结出了以下几项特色。

(1)打破了固有的金工实训模式,强化了通用设备、数控设备和特种设备的混合应用,利用项目驱动进行从设计到制造的一体化训练,具备整体性和实用性。(2)思维与实践紧密结合,既动手、又动脑,充分激发学生的工程意识和创造性,增强了学生对机械工程实践活动的广泛兴趣。(3)在实践教学过程中全面考虑、突出重点,既要兼顾各种训练模块,又要侧重主要训练模块,贴近现代的训练模块,注重学习现代科技手段。(4)改革后的机械制造实践教学强化了“创新”,突出了“创意”。以启发、培养、提高、优化为目标,进行较为全面的从设计到制造的一体化训练,培养了学生的创造力。(5)加深了学生对工程意识和工程素养的理解,建立了从机械设计、工艺分析、机械制造到整个生产过程的整体概念,为更好地适应企业环境打下坚实的基础。

现场工程师在企业的生产、管理、服务等一线岗位上,能够迅速熟悉产品、设备及其应用,运用科学技术手段创造性地解决工程问题,是连接研究工程师和普通技术操作人员的桥梁。技术应用型本科培养的现场工程师,必须具备以创新意识和实践意识为核心的工程素养,而机械制造实践教学则是创新意识和实践意识培养的主要环节,是工程素质教育课程体系中不可缺少的组成部分,能够把工程意识的培养融入实践教学的各个环节,有利于培养未来合格的现场工程师。

参考文献:

[1]李冀.教育管理辞典[M].海口:海南人民出版社,1989.

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中图分类号:G718 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2012)04-0133-02

近年来,随着市场经济结构调整,模具、数控及计算机等新技术的广泛应用,改变了传统制造业的生产方式、产品种类以及产业结构,同时也对模具人才设计和制造能力的培养提出了新的挑战。对毕业生及用人单位回访及调研时发现,高职学生尽管经过2~3年的模具专业课程学习,但在实际工作中处理模具设计、制造和生产问题时不知如何分析与解决,所掌握的实际技能与企业的需求还有很大的差距。

模具综合实训是学生在校期间完成所有专业理论知识及单项技能训练后,走向工作岗位前的最后一个综合技能实训。在设立教学目标并构建实训教学模式时,不仅应考虑提高学生动手实践的能力,还应考虑如何提高学生在生产过程中对知识的灵活应用、分析判断及探究创新的能力。

我院模具专业在构建“职业化三级递进”的人才培养模式中,提出模具综合实训以模具设计制造工作项目为载体,采用企业管理运作模式。实践证明,该实训模式能有效使学生熟悉企业模具生产流程,掌握模具设计与制造的核心职业技能,培养发现、分析研究和解决实际问题的能力,树立创新意识及培养团队合作精神。

构建模具综合实训模式的教学背景

在传统模具技能实训中,侧重于学生对技能熟练程度的训练,教师先讲授并操作后,学生依葫芦画瓢重做一遍,不能有效激发学生的学习能动性和自主创新性,属于被动学习,难于举一反三。

模具综合实训不仅应实现将产品造型设计、工程图设计、模具设计、CAD/CAM设计、钳工修配、数控加工、模具装配检验等相关专业知识融会贯通,达到综合应用多种知识和技能的目的,还应符合模具生产工作过程,达到生产要求,实现将模具设计理论应用于实际的加工制造过程。

能力培养内容和实训目的

如图1所示,目前企业的产品和模具生产流程为:产品设计―模具设计―模具加工―模具装配―模具调试―产品检验。根据以上模具工作过程,相应地将模具专业学生核心职业能力分解为产品设计能力、模具设计能力、机械加工能力、钳工操作能力、数控加工能力、模具装配调试能力、产品质量检验能力等6个部分。

基于企业需求和模具生产工作过程,模具专业教学需着重培养和加强学生的职业能力和核心技能,增强学生实践动手能力,加深模具设计与制造的专业知识,熟悉模具制造与装配的流程和制造方法,了解安全文明生产要求,熟练运用模具制造的常用设备和工具,增进学生对模具制造过程的感性认识。

模具综合实训具体实施

在整个模具设计及制造过程中,以模具工作过程为主线,通过在综合实训中完成模具和产品制作的项目,将前修模具设计及加工的理论知识与CAD/CAM软件结合起来,强化学生CAD产品设计、模具设计及CAM数控编程加工的能力,同时训练机械加工及模具钳工装配等基本操作技能。

(一)确立模具综合实训的内容和目标

实训内容:利用4周时间,各个项目小组自行选择或设计产品(塑件),在产品测量基础上完成产品设计,设计模具结构,加工制造模具零件,完成模具装配、安装与调试。

实训目标:完成符合使用要求的产品开发与模具制作。

在整个实训过程中,项目小组按照企业工作岗位要求以企业模式管理运作,制定工作分配和项目进度计划,学生以企业员工角色参与项目工作,教师以工程师的身份指导学生,引导学生进入职业角色,在培养职业技能的同时,逐步培养学生的职业道德、职业意识及团队合作精神。

(二)模具综合实训的实施阶段

准备阶段 在进行模具综合实训之前,学生应具备塑料模具设计与制造、模具CAD/CAM、机械加工及特种加工等课程基本知识,完成产品模型、材料特性、模具结构、加工要求等方面资料的收集工作。将学生按每组8人设置若干项目小组,每组推选组长,在组长的带领和调配下,以企业班组的形式组织小组成员一起实施模具设计及制造工作。教师负责设备及实训材料准备工作。需要提供的设备主要有机械加工设备(车床、普通铣床、平面刨床、平面磨床、外圆磨床和摇臂钻床)、钳工设备、数控设备(数控铣床、线切割、电火花)、成型设备(注塑机)及各种工具、刀具、夹具、量具等。

设计阶段(产品设计、模具设计CAD/CAM) 在设计阶段,项目组长组织成员讨论,根据小组能力及兴趣选择或自主创造难度恰当、外形合适的产品,并确立模具设计方案,利用所学的CAD软件(如PRO/E、Cimatron、UG等)进行产品数据的三维建模,并采用CAD软件完成分模及模具整体结构的设计。经教师审核模具后,进行CAM软件的电极设计及CNC编程。由于学生初次进行实际模具设计和CAM编程,教师应按企业生产要求,及时指出学生在设计中出现的错漏结构和不合理的工艺操作,引导学生理解并修正,直至模具结构设计合理、CNC工艺恰当为止。

制造阶段 由于各个项目模具各不相同,每套模具的加工工艺也灵活多变,在模具设计工作完成后,项目小组针对本组的模具零件在教师指导下进行全面讨论,分析模具零件的结构工艺性,确定需加工零件的工艺路线、加工参数、采用的加工设备,小组组长根据小组成员能力和进度安排分配加工任务。在此阶段,学生应掌握模具零件的加工方法、制定工艺和加工顺序,运用机械加工、钳工等方法进行毛坯的机械粗加工,再采用CAD/CAM软件生成零件的数控加工程序进行零件的数控加工,并使用特种加工的线切割、电火花完成零件的精加工,以保证达到工艺设计的要求。

模具装配和调试阶段 项目小组在教师的指导下设计装配方案,选择相应的工具、量具、设备,将加工完成的模具零件装配成完整的模具,并能处理装配过程中出现的问题。在试模过程中,指导学生在注塑机上安装模具,经过教师讲解注塑机的操作步骤和安全生产要求后,学生进行模具调试,直至调试出合格产品,以检验模具设计和制造的合理性及生产性。通过试模,学生可进一步了解和掌握拆装模具、注塑机的操作,注塑工艺参数的设定和调整、试模不成功或产品出现缺陷等实际问题的解决。

评价与考核阶段 在项目实施过程中,参照企业模式,通过建立严格的岗位工作制度,包括考勤和学生填写工作日志,教师适时参与评价。项目结束后,项目小组进行综合实训过程的总结和教学反馈,教师根据实训中学生的实训态度、理论知识运用、模具制造装配、动手技能、独立工作能力、小组合作能力以及模具完成情况综合评定。

教学实践效果和教学建议

在实训过程中,需要学生自主开发、自主设计产品及模具,学生在设计过程中独立思考,可充分发挥他们的创造力设计有趣实用的日用产品,学习主动性和积极性可大大提高。同时,在动手制作模具的过程中,学生综合运用各项制造操作技能,可学会应对故障分析处理,完成整副模具的加工及试生产,可极大地增强学生的成就感和自信心。

经过三年模具综合实训的项目实施,已先后为广西纺织工业学校、广西石化技校、合浦第一职业高中成功开发和生产了“塑料粘钩产品及模具”、“塑料玩具小锅产品及模具”、“塑料月饼刀叉产品及模具”、“塑料梳子产品及模具”等10余套模具和20余套模仁镶件,如图2、图3所示。

首先,在新实训模式教学中,需综合运用模具设计、CAD/CAM技术、机械加工、数控加工等知识和技能,这也对教师提出了更高的要求,需要教师具备丰富的专业知识和实践操作经验。同时,在教学过程中教师应注意合理统筹实训过程,制定合理的机床使用进度计划,尽量避免设备不足出现待工现象,以保证整个环节的顺利进行。

其次,由于学生初次设计并制作模具,出错在所难免,教师在指导过程中也会由于检查不到或交接环节出错,特别是加工错误发生后(如数控铣床崩刀或加工尺寸超差),学生的心里既焦急又紧张,教师应及时耐心地引导学生发现问题并帮助解决问题,以免挫伤学生的积极性。

再次,由于采用项目驱动比较灵活,各项目小组的进度和工作由组长调配完成,学生实践的自由度较大,对于小组成员的管理,除了早班考勤外,主要是依靠学生自律。

另外,将女生单独做为一个项目小组,更有利于培养模具专业女生的独立思考和操作能力。实践证明,女生小组虽然弱势,但她们常常主动寻求指导并且工作细致认真,其模具往往较早完成,同时质量也较高。

在我院模具综合实训模式的构建中,以企业模具设计与制造的工作过程为切入点、以模具设计制造工作项目为载体,通过工作项目将职业活动中所要求的知识和技能融合为一体;在培养学生各种职业技能的同时,锻炼学生的探究思辨和创新能力,并让学生熟悉企业模具生产流程和管理模式,强化学生的职业意识以及团队合作精神,养成良好的职业道德,综合提高了学生的职业竞争力。不仅取得了良好的实训效果,也深受学生和用人单位的好评,毕业生就业率连年达到98%以上。

参考文献:

[1]王卫军,于昂.基于CAD/CAE/CAM的注射模具实训[J].南京工业职业技术学院学报,2009,(6):95-97.

[2]谢玉敏,张美丽.浅谈模具专业教学方法改革[J].广西轻工业,2007,(11):136,142.

[3]谢伟东,模具设计与制造专业项目作业的实践与研究[J].职业技术,2008,(4):22.

[4]雷波,模具专业教学浅析[J].科教文汇,2009,(9):95.

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技工院校主要为社会培养技能型人才。技工院校培养出来的学生通过工学交替、顶岗实习等生产实践很快就能适应企业岗位的技能需要。随着社会经济的快速发展,学校的专业教学过程会遇到一些问题,例如,岗位需求及需要的技能发生变化,学校的专业课程设置不合理,教学方式不能有效激发学生的学习兴趣,考核方式不够全面、客观,教学设备短缺、陈旧,师资力量不足,急需提高等。为了解决这些问题,技工院校必须建立专业建设动态调整机制。

建立专业建设动态调整机制必须考虑几个原则:一是专业调整需要符合本区域经济产业发展对各类人才的可持续需求;二是专业的调整需要符合学校的整体专业布局;三是专业调整必须考虑学校的教学设备和师资队伍状况。

下面笔者以学校模具设计与制造专业为例,从专业课程体系和技能评价体系两个方面来阐述专业建设动态调整情况。

一、模具设计与制造专业课程设置和调整

1.模具设计与制造专业课程设置的依据

笔者学校模具设计与制造专业设置的依据是学生通过六年的学习,能系统掌握本专业的基础理论、基本知识和技能,在专业知识方面达到本科毕业程度,在专业技能方面达到模具制造工国家职业资格二级(技师)水平。同时,毕业生还可考取电切削工、数控铣工等国家职业资格证书以及CAD/CAM职业技能证书等。

2.模具设计与制造专业的课程设置及调整

模具设计与制造专业是机械类专业中需掌握的理论和技能较全面、较系统的一个专业,除了要掌握基础知识、专业理论知识外,在技能方面还要学习钳加工、金属切削加工、数控加工、特种加工、逆向造型等。现在,每年都有省、市、全国及世界模具大赛,为了尽早选拔参赛选手,也为了让学生充分掌握模具制造技能,专业基础课和实训课程要尽量提前安排。

首先是模具设计与制造专业学生培养特点。模具设计与制造专业的学生要参加成人高考,在校期间要完成函授本科的课程学习,还要依次考取模具制造工中级工、高级工和技师的国家职业资格证书,部分优秀学生还可以通过第二专业的学习考取模具设计师(三级)、电切削工(四级)等相关职业资格证书。因此,笔者学校技能操作课安排得较多,学生参加成人高考后,上实训操作课,一周安排理论课教学,下一周则安排实训操作课,交替进行,实训课的课时量逐年增加。

其次是模具设计与制造专业课程设置。笔者学校模具设计与制造专业所有的课程可归为三大类:公共课、专业课(含实习课)和综合实践课。公共课主要是一年的高中课程和大学基础课程。专业基础课,例如机械制图课,提前到第一学期开课,其他课程也在前两年完成。专业课程主要开设模具材料与热处理、机械制造基础、模具工程技术基础、冲压工艺与模具设计、机床夹具设计、塑料成型工艺与模具设计、模具CAD/CAM、压铸成型工艺与模具设计等。综合实践课主要有模具制造工中级技能训练、金加工技能训练、数控铣床编程与操作、模具制造工高级技能训练、模具制造工(设计师)技师研修课题训练、模具制造工(设计师)技师技能训练、毕业设计、综合技能实习。

最后是模具设计与制造各阶段技能的教学内容及教学方式。各阶段实训教学采用理实一体的项目教学方式,每个阶段要求完成的项目不同,每个项目的难易程度是逐渐提高的。项目教学过程也是小组成员共同合作的过程,由于小组成员分工不同,完成任务的情况也不一样,因此,针对每个任务的完成过程和结果,可根据评分表对每个小组成员进行评分。

模具制造工中级工阶段:按组完成一幅简单的冲裁模,例如水果刨落料模或冲孔模,完成模具零件的加工、热处理,模具的装配和试模。安排的技能操作内容有:钳加工、电火花线切割加工、平面磨削加工、金切加工、冲压机床的操作调整等。

模具制造工高级工阶段:按组完成一幅复杂的冲裁模,例如水果刨落料、冲孔模复合模或冲孔落料级进模。要求掌握的机床操作内容与中级工相同,但模具结构复杂,模具零件多,装配制造技能更进一步。

模具制造工技师阶段:完成一幅塑料模,模架采用已加工好的快换模架,每人设计一个塑料件,利用UG三维软件造型,再进行模具分型;采用MOLDFLOW软件分析,确定模具结构;编程数铣加工,模具装配修模,试模等。安排的技能操作内容有:分析软件、三维软件设计、逆向工程、数控电火花加工、数控铣削加工,抛光研磨,注塑机操作等。

二、模具设计与制造专业技能评价体系的调整

1.过程鉴定意义

以往笔者学校模具设计与制造专业所有课程都采用期末一次性考核的方式对学生的职业资格进行鉴定,即按职业鉴定要求分别进行理论试卷和技能操作卷的考核,两者的考试成绩都在60分以上视为合格。这种一次性鉴定方式存在很大的弊端:集中考核导致操作设备紧张;考核模块多、时间长;有些教学结束较早的模块,学生生疏了,不能充分反映学生的技能掌握情况。这种终结性的一次性考核,其结果不能全面反映学生的综合素质,教学评价不能发挥积极的导向作用,使学校片面重视考核前的短期强化训练,过分突出教学内容的针对性,缩小了知识和技能的涉及面,容易出现学生基本技能薄弱、专业技能单一、吃苦耐劳精神缺乏等弊病。为了激发学生的学习积极性,充分、全面地展示学生的各方面技能,学校现采用过程鉴定方式。

2.过程鉴定促进了模具专业的发展

多年来,笔者学校的专业课程都采用理实一体化教学,通过多年的教学实践,总结出了“实施课程模块化教学,学历教育体系与职业资格培训体系衔接”的思路。

过程鉴定和一体化教学首先要有相应的教材,经过多年一体化教学实践,笔者学校模具组教师编写并出版了《冷冲模制造实训》《模具制造工(高级工)鉴定指南》《模具制造工(高级工)技能训练》等教材,完成了校级精品课程冲压工艺与模具设计和模具制造工(中级工)训练题库、模具制造工(高级工)训练题库和模具制造工技师训练题库等。

过程鉴定和一体化教学促进了学校实训室建设,目前,笔者学校的模具专业实训室有:特种加工实训室、模具拆装、试模实训室、数控铣工作站、数控车工作站、金切实训室、精密制造与测量工作站、创新设计电脑房等。

过程鉴定和一体化教学加速了“双师型”教师的培养步伐,实施一体化教学要求教师必须是“双师型”教师,笔者学校模具专业一个班级学生的技能教学主要由两位教师完成。其中,主带教师要完成模具制造工的中级、高级甚至技师阶段的教学工作,因此,对每位教师的专业理论和技能水平提出了很高的要求,学校也非常重视专业教师的培养。

3.中级、高级模具制造工过程鉴定方案

以家职业技能鉴定大纲为标准,根据模具制造工职业资格的鉴定内容(国家职业资格二至五级),结合笔者学校相应的专业教学计划,编制过程鉴定的初步方案。在专业课程模块结束时或理论实践一体化教学实施过程中,选择若干关键的质量控制点,将其确定为教学过程鉴定考核点,实现教学过程中的多次技能鉴定考核。

参照模具制造工的国家职业资格标准,模具设计与制造专业选取了以下14个模块作为过程鉴定的考核点,各考核点所占比重以及计分说明如表1所示。

说明:表1中1~10项为中级模具制造工过程鉴定考核点,要取得中级模具制造工职业技能等级证书必须满足以下三个条件。

完成中级阶段教学考核,总学分在36分(满分为60分)以上;其中,冲压工艺与模具设计(含课程设计)单项学分在15分以上;中级模具制造工技能训练单项学分在15分以上。

11~14项为高级模具制造工过程鉴定考核点,取得高级模具制造工职业技能等级证书必须满足以下三个条件。

已取得中级模具制造工职业技能等级证书;高级阶段,总学分在24分(满分为40分)以上;高级模具制造工技能训练单项学分在18分以上。

通过对模具专业课程体系和技能评价体系的调整,笔者学校的模具专业建设更加合理,培养出了更多的一专多能的高技能人才,为满足社会人才需求、促进产业结构升级和当地经济发展做出了贡献。

参考文献:

[1]王新淑.浅谈技工院校模具专业建设[J].中国电子商务,2012(11).

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一、高职机械铣工实训教学的重要性

机械铣工在制造业是很重要的工种,是特种工具零件复杂的加工工序。机械铣工不仅要掌握经常使用的机床工具的知识,还要熟练掌握计算和调整,例如分度测角等等。齿轮花键涡轮成形等都是机械铣工的“拿手好戏”。工具模具更离不开铣工的参与。在新的历史时期,培养高职机械铣工人才的重要性愈加凸显。如何培养出既肯动脑又能动手,理论知识扎实,又具备较强实践能力的学生,是事关高职教育生存与发展的重要问题。

二、高职铣工实训教学存在的主要问题

当前,高职铣工实训教学取得了较好成绩,但是也存在一些问题,主要有以下几点:

1.教学理念转变不到位。根据新的课程改革,高职机械铣工实训教学,坚持德育为先、全面发展、能力为重、以人为本、与时俱进,突出“一切为了每一位学生的发展”的核心理念。可是,有的“穿新鞋,走老路”,严重制约了学生的发散思维的培养。根本就没有把学生主动学习的积极性调动起来,所以也就谈不上学生对机械铣工实训教学有特别的兴趣了。

2.教学主体性被忽视。根据新的课程改革,高职机械铣工实训教学要求“发挥学生的主体作用”,“让学生成为课堂教学的主体”成为教学改革的中心。然而有的机械铣工实训教学,仍然存在着学生的主体作用被忽视的现象。还有的教师在学生自学或活动时,提示过来提示过去,这样不利于学生独立思考和学习,甚至打断了学生的学习和思考思路。

3.直观实教学不重视。如理论课缺乏实物讲解。学生需要掌握的理论知识在课堂上都讲过,但是由于脱离了实际实物,学生理解较为空洞,所以掌握的不太深刻,在实训的时候遇到同样的问题,这时候学生体现出来的感觉是朦胧的,似曾相识却又模棱两可。

4.信息技术手段不能恰当运用。高职机械铣工实训教学的理论比较抽象,特别是铣工机械制图,机械制图是用图样确切表示机械的结构形状、尺寸大小等都有技术要求。图样由图形、符号、文字和数字等组成,是表达设计意图和制造要求的技术文件,是重中之重,没有图纸,就没有产品,没有任何效益。这样抽象的机械图纸,完全可以在信息技术环境下进行教学,让学生看得清清楚楚,明明白白,而且能够增加教学信息,有效地启迪学生思维,多快好省地提高机械铣工实训教学的效率与质量。

三、怎样加强高职铣工实训教学

(一)让学生明确机械铣工的重要性

什么是机械铣工?铣工就是根据设计零件图纸用铣床(加工零件的设备)进行零件加工的技术工人,分为初级工、高级工。零件加工精度要求高。机械铣工铣工在制造业是很重要的工种,是特种工具零件复杂的加工工序。机械铣工不仅要掌握经常使用的机床工具的知识,还要熟练掌握计算和调整,例如分度测角等等。齿轮花键涡轮成形等都是铣工的“拿手好戏”。工具模具更离不开铣工的参与。机械铣工工艺--主要应用于使用铣床加工各种异形或凹槽等,如齿轮的齿面、零件的键槽等。

(二)让学生懂得机械铣工的安全操作规程

一是机械铣工 进入工场地必须穿戴工作服。操作时不准戴手套(防止手套挂在刀具上,从而导致事故的发生),女同学必须戴上工作帽(防止头发过长,卷入机器中);二是开车前,检查机床手柄位置及刀具装夹是否牢固可靠,刀具运动方向与工作台进给方向是否正确;三是将各注油孔注油,空转试车(冬季必须先开慢车)2分钟以上,查看油窗等各部位,并听声音是否正常;四是切削时先开车,如中途停车应先停止进给,后退刀再停车;五要集中精力,坚守岗位,离开时必须停车,机床不许超负荷工作;六是工作台上不准堆积过多的铁屑,工作台及道轨面上禁止摆放工具或其他物件,工具应放在指定位置 ;七是切削中,禁止用毛刷在与刀具转向相同的方向清理铁屑或加冷却液;八是机床变速、更换铣刀以及测量工件尺寸时,必须停车;九是严禁两个方向同时自动进给;十是铣刀距离工件10毫米内,禁止快速进刀,不得连续点动快速进刀;十一是经常注意各部情况,各运转的连接件,如有发现异常情况或异常声音应立即停车报告;十二是工作结束后,将手柄摇到零位,关闭总电源开关,将工卡量具擦净放好,擦净机床,做到工作场地清洁整齐。

(三)理论联系实际,培养学生机械加工工艺理念

理论课上学生学习了机械加工工艺理论后,就应该趁热打铁,与实践结合,如果没有与实际生产相结合,理解起来比较空洞,最重要的是,如果在实践教学环节中没有有意识的与课堂上讲的这些工艺理论相结合做强调,最终的结果是,学生就没有真正意义上理解这些工艺理论。教学中理论联系实际,最主要的是要正确处理好书本知识和现实生活实际的关系,关键在于保证理论知识的主导作用;同时在理论知识指导下,使学生从事各种实际活动。恰当地联系社会主义具体实际,使学生了解所学理论知识的实际意义,帮助他们获得必要的直接经验和事实材料,以便他们更好地掌握书本知识和间接经验。

(四)教学手段现代化,提高机械铣工实训教学的质量

1.优化学习资源 激发实训教学兴趣。杜威先生说过:“兴趣是生长中的能力的信号和象征。……兴趣显示着最初出现的能力。”因此,对所学知识的内容的兴趣可能成为学习动机。我们深知兴趣是学生学习知识,增长智慧的动力,是激发学生不断创新的源泉。

2.创新教学结构,激励自主学习。教学结构是指在一定的教育思想、教学理论和学习理论指导下的一定环境中展开的教学活动过程的稳定的结构形式。信息技术进入高职械铣工实训教学,充分发挥信息技术的功能优势,采取 “情境―探究”、“资源利用―主题探究―合作学习”基本模式,再结合传统的教学方法,如讲―演示―讨论―试作―交流;观察思考―范例激趣―自主探究―创新实践;设疑―练习―演示―总结―创新;加上按兴趣重组学习小组,多向反馈,培养合作精神,学生自主选择,自主发挥,创造性地培养学生机械铣工的能力。

3.扩大知识领域,培养创新人才。当今世界是竞争的世界,各国的竞争已日益转化为综合国力的竞争,而综合国力的竞争实质是科技和人才的竞争,而人才的竞争有赖于教育事业。国际教育界已把二十一世纪定为“创新人才培养”的世纪,世界许多国家都把培养具有创新精神的人列入战略计划,越来越多的国家都重视开发人的创造力。现代各国政治、经济、军事竞争的背后,都是一场“创新人才的竞争”。从而有效地启迪学生思维,激发学生的求知欲,促使思维转化,智力发展,寻求最优化的教学过程,优化课堂教学,培养学生创新精神及创新能力。

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论文关键词:金工实训;教学改革;创新训练

高校的工程训练中心是以“实践”为主要载体,培养学生工程设计、制造和创新等综合能力的一体化实训平台。金工实训是实现工程认知和基础工程、现代工程以及工程创新三个层次的训练。这三个平台根据培养方案的需求,贯穿于整个本科教学阶段,同时拓展到研究生和工程博士培养阶段。每个工程训练平台之间既是密切联系不可分割的又可以简单划分为三个阶段(认知阶段、熟悉阶段和精练阶段)。各阶段可通过组合形成不同学校、不同专业所需的培养模块。在金工实训过程中,通过这种“模块”形成有效的工程训练体系。从需求的角度看,社会对具有创新精神、实践和综合能力较强的工程型大学毕业生非常渴望,国家和地方政府也非常重视大学生的创新能力、实践能力和综合能力的培养。很多学校制订实施了“卓越工程师”培养计划、“专业论证”计划等,其目的都是为了提升大学生的创新能力、实践能力和综合能力。在这种大背景形势下,许多高校纷纷成立工程训练中心,目的是为学生营造一个具有工程场景的训练环境,为国家培养更多的实践型人才。以上所述的各种计划都是从社会需求的角度培养复合型人才,其具体内容均涉及到金工实训的教学改革,所以研究金工实训的教学改革也十分必要。

邮电类高校学生是一个特殊的实训对象,既要兼顾传统的金工训练又要体现出电子、通信类专业的特色。所以,在邮电类高校的金工实训中要做到有特色的针对性实训,就要求针对传统的教学内容进行改革。本文还对教学方法进行了讨论,并对相应的教学手段进行了研究,从而形成了金工实训教学的改革思路,以期提高大学生的创新能力和生产实践能力。

一、教学内容的改革

针对我国邮电类现代化人才的培养目标,在金工系列课程教学中增加了现代工程中所需的新内容,删减了现有实训的过时部分。结合学校实际情况,提高数控、加工中心等新设备实训的比重。以车、钳、铣、刨、磨、铸、锻、焊等传统实训方法为基础,引入了最先进的金工实训方法。结合21世纪的新型工业、企业要求具有综合性素质人才的特征,树立新的教育观念,破除陈旧的实践、实训模式,以锻炼本科生的工程技术应用能力为核心,注重综合创新能力的培养,不断改革实训的教学内容,增加现代技术的含量。

1.结合社会需求,增加特色教学内容,向学生传授具有专业技术特色的实训业务

为增强培训中心的特色,将实训中心的加工装备建设过程分成了多个阶段。在一期建设中,注重传统设备的积累,确保教学中不丢传统知识;在二期建设中,增加了数控加工设备,包括数控加工中心、PCB电路板加工中心、数控系统、机器人示教系统,使学生在了解各种先进设备的同时能够有更开阔的眼界,增加动手实践的机会;在三期建设中,将数控系统和示教机器人教学与学院科研联系在一起,结合研究方向,学院的科研团队设计了一些控制系统,研制了一系列特种机器人,建立了示教机器人实验室、工业机器人实验室。

2.进一步加强引入现代化的设计方法、加工手段和制造工序

即将最先进的现代化理念融入到大学生的金工实训教学中。现代化的设计方法,如并行设计,是在设计产品原型的过程中就开始考虑材料加工的各种工艺过程,在产品设计之初就开始进行市场调研、产品需求分析;在产品概念设计之初就考虑原材料计划等环节。在综合设计的基础上,进行先进的加工和制造,进一步提高加工效率,节省加工成本,增加产品效益。通过现代化的教学方法和教学内容使学生明白:机器的制造既要着眼于工厂里的生产、制造活动和实验室的科学研究,又要建立起现代化制造的大工程观念,保持大局观,建立正确的总体目标。

3.支持个性化的产品设计

通过特殊产品的设计、加工和制造,使大学生的动手能力得到锻炼,使学生的综合工程素质得到提高。在这个过程中,需增加生产实习中学生作品的类别。如果仅仅包括几乎贯穿全国工科高校实训的小榔头产品,金工实习的内容就显得十分单一,学生的思路也太狭窄。应该做到在教师设置的产品造型外,学生可以根据自己的需求设计并加工自己感兴趣的产品,但该产品必须要经过指导教师的检验,确保达到紧扣教学大纲和切实训练的目的。

从生活实践可知,应用现实中实用的产品可大幅度提高学生的兴趣,也更容易让学生分析和理解。把学生的设计、产品的加工工艺和制造的任务融入到解决具体的实际工程问题上来,使学生更多地在真正的设计工程和加工环境气氛中进行实践活动。为了使学生得到更充分的锻炼,指导教师应该更合理灵活地安排课时,在课程刚开始就布置各种作业,能够让学生充分了解自己整个实习过程中的任务。学生可根据自己的兴趣,以自由组合的方式分成多个小组,也可以相近的几个小组联合在一起组建成模拟公司,也便于把最初独立的分散的设计方法、加工手段融合成一个整体,使之贯穿于生产实践的始终。这样也有利于培养大学生独立分析问题、解决问题和努力创新的综合能力。例如:第1组负责产品的设计(设计部),第2组可负责工艺方案的制订和编制(模拟工艺部),第3组负责实践加工操作(模拟生产部)。每个小组在“生产”过程中都应与指导教师做好充分互动,在交流期间不间断地修改、完善本组的方案,最终由指导教师把关,各小组之间互相监督、检查(模拟质检部门)。应用这种分组的形式能够做到从构思到设计图纸(包括加工工艺、加工工序)再到制造零件、部件,乃至整个产品生产的全过程都在“模拟公司”中进行了训练。学生经过“模拟公司”的实践能够进一步整合课本上的理论知识,联系到实践生产中,有助于学生创新意识的培养和提高。同时,采用几个小组联合对产品的“质量”进行讨论和检验,能够让学生在产品质量控制、培养协调管理能力等方面得到模拟锻炼。同时,为了培养学生对产品模块化分析的能力,了解个性化装配、个性化订制过程,建立个性化设计的思想,每个小组可分工设计不同的产品或零部件,最后组装成各种功能成品,即不同功能、不同性价比的产品,这样可以满足社会对产品的多方面需求。

二、教学方法的改革

由于邮电类高校学生的学习、就业、工作都具有十分突出的学科、行业特点,其专业设置普遍偏向于通信、电子、自动化和计算机类方向,这就要求邮电类院校在专业课的实训上一定要体现出自身的特点、突出特色。根据用人单位对不同专业学生的特殊技能的要求,邮电类高校金工实训根据专业的特点实行了分类式、差别式的教学方法。

1.机械电子工程类专业、精密仪器科学、测控技术与仪器类专业

以上几个专业的学生,在实习过程中应侧重于机械设计基础技术和创新设计能力的培养。根据往届的经验,建议实训的时间至少达到4个星期。在实训的初期,应全面地参加各种基础工种,包括车、钳、铣、刨、磨等常规的切削加工实训,这样学生可以对传统的实习内容有了总体的了解;在实训的中期,适当参加铸、锻、焊与热处理等基本的热加工、热处理等实训,可扩大学生在金属材料方面的知识;在实训的中后期,要抽出一定的时间完成相应的数控加工实训,包括数控程序的编制、计算机仿真、现场的加工实验,可使学生掌握各种先进的数控加工方法。在数控实训过程中,还应安排自主的产品设计和加工,可独立完成,也可在教师指导下进行创新训练。总之,在机械类专业的学生实训中,既要全面又要突出重点和特色。

2.通信、自动化、电气和计算机类专业

通信、自动化和计算机类的实训应注重特色教学内容。让学生更多地参与数控加工操作、加工中心操作、控制系统的设计。在实训过程中可多使用PCB电路板加工中心、机器人的专业加工、机器人焊接,结合电子设计软件进行机器人示教系统实训。另外,可应用多样化的教学手段和教学方法,如采用多媒体、视频教学、示教方法。在进行专业加工训练的同时,尽可能多地联系大型企业来进行参观性教学,为避免影响正常生产活动,可进行视频和参观结合的方法。还可组织学生参观先进的装备展(如机床展、宝马展),这样能让学生了解更多的国外、国内先进的制造装备,以弥补学校对传统加工装备投入的不足。在通信电子类专业的学生实训中,要突出特色,做到精益求精。

3.管理类、经济类专业