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源于实际生产实践的总结与提炼,与实际生产息息相关的“公差配合与技术测量”,作为机械专业最重要的专业基础课之一,主要包括培养学生成为机械技术人员必备的专业性基础知识和技能。由于该课程概念多、名词术语多、公式多,课程教学过程中经常会出现“学生不好学,老师不好教”的现象。结合高职院校机械专业学生将来的就业方向与本学科特性,不难看出,提升“公差配合与技术测量”的教学效果需要以不断提升学生的实践动手能力为导向。
1.“公差配合与技术测量”课程教学现状
结合当前“公差配合与技术测量”课程的教学实际来看,该课程主要存在教学内容设置不科学、实践技能物质条件受限和教学引导不足等的问题。而现有高职院校所采用的“公差配合与技术测量”教材在微观内容的设计与编排上还远未跳出学科体系的束缚,使得教学过程与教学目标不协调。实践能力条件方面,一是任课教师难以彻底脱离重理论轻实践的误区,在教学过程中不注意对学生实践能力的引导和培养。二是受场地和实训设备等物质条件的限制,学生实践技能得不到充分锻炼和提高。
2.实践动手能力驱动下“公差配合与技术测量”教学方法改进对策
(1)科学安排教学内容,合理设置教学过程,尊重学生主体地位。针对当前“公差配合与技术测量”课堂教学内容设置不科学及缺乏对学生实践能力引导的教学现状,任课教师需结合教材科学安排教学内容,在课前做足功课,结合当前生产实际合理设置教学过程,同时在教学的过程中做到尊重学生主体地位。教师应根据“实用为主、够用为度”的教学原则,精选授课内容,适当缩减课堂理论教学的时间,增加技能学习等实践性教学环节的教学时间,提高学生的动手能力。课堂授课过程中,任课教师应当做到重点突出,利用多媒体、视频等教学手段讲解一些实际的例题,主要讲解思路和方法。这样既帮助学生理解理论,也引导学生积极思考,开拓思路,发挥主观能动性,培养学习兴趣。实训内容要紧跟本学科的发展方向,采用模块化实训,培养学生的实际读图能力、测量技术实际操作能力、对具体问题的分析和解决能力。
(2)提供多层次多方式的实践机会,着力培养和提高学生的实践能力。学以致用永远是学科教学的出发点与归宿。根据新课程改革所倡导的教学理念,“公差配合与技术测量” 课程着力培养和提高学生的实践能力应当尽可能地为学生提供多层次多方式的实践机会。一方面,改善当前教学实践器材及其他硬件不足的现状,加大对该课程教学物质基础的投入力度,改良和引进教学设备,不断巩固和提高硬件水平。另一方面,积极促成校企合作,与有一定规模的企业建立长期合作关系,建立校外定点实习基地,让学生分阶段进入企业参观,甚至是完成一部分实习,以培养和提高学生动手实践能力。
(3)任课教师应做到常学习,与时俱进,不断更新知识结构,提高专业水平。师者,所以传道受业解惑也。因此,任课教师应做到常学习,不断更新知识结构,提高专业水平。“公差配合与技术测量”源于生产实践,而随着科技的不断进步,经济水平的不断提高,该学科的教学也应当要跟上时代的步伐。在实践教学过程中,任课教师应当不断加强理论学习和提高自身的动手操作能力,进行下企业、技术服务等理论和实践相结合的活动,这对于教师业务水平的提高也是一大促进。
总之,“公差配合与技术测量”源于生产实际,提高其教学质量必然也得以实践动手能力为导向。任课教师应当及时转变观念,在教学过程中注意引导学生多实践多思考,不断提高自身的动手实践能力,坚持“实用、够用”的教学原则,充分调动学生的主观能动性,采用灵活的教学形式,把理论知识和实践操作有机地结合起来,为学生就业铺平道路。
参考文献:
[1]张小燕.《公差配合与技术测量》课程的教学与改革探讨[J].武汉工程职业技术学院学报,2005,17(03):82.
本课程教学内容多,学时少,如果不合理设计,必然影响教学效果。合理设计教学内容,是提高教学质量,激发学习兴趣的方法。设计教学内容首先要摆脱教材的局限,针对不同专业的学生,重新组织教学内容,按照“够用、适用”的原则,有些内容可以整合,有些不适用的内容可以删除。
国家级规划教材《互换性与测量技术》(修订版)有十二章教学内容,完成教学任务需要70学时,但目前职业院校机械制造及自动化专业人才培养方案中大部分规定的学时数为50左右。如不科学组织教学,很难完成教学任务,无法保证教学效果。因此,可以将教学内容设计为尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、锥度和角度、螺纹公差、齿轮精度6个学习模块,根据知识点又将学习模块分为若干小节。每个学习模块以“检测任务—相关知识—检测仪器—检测方案—检测实施—任务考评”为教学主线,检测任务选择一些企业的典型工作案例。如学习直线度公差时,将“检测车床导轨直线度误差并调试”作为该小节的检测任务。通过模式教学,学生不仅掌握了直线度公差的知识,还学会了校对车床导轨水平的技能,体验了工厂现场的检测工作过程。
紧密衔接相关课程教学
本课程有“桥梁”的作用,在教学过程中,必须与其它相关课程紧密衔接。在尺寸公差学习模块中,可以将减速器中的输出轴作为学习载体。因为前期学习《机械制图》时,已经安排了减速器测绘的实践环节,学生基本掌握了用游标卡尺测量输出轴的各段轴径,并对轴系零件的配合关系有初步的了解,这些可以作为学习该模块的基础,降低学习难度。同期开设有《机加工实习》课程,结合《互换性与技术测量》课程教学需要,合理安排教学进度,选择合适的加工工件,将《机加工实习》课程中的学生作品作为《互换性与技术测量》课程中的检测任务,使学生模拟从加工到产品验收的工作过程。如果验收合格,学生就会获得成就感,体会到学习的乐趣,激发了学习的兴趣。
创新教学方法与手段
教学方法与手段是教学实施重要的组成部分,而本课程具有综合应用性强的特点,仅采用传统的教学手段无法达到满意的教学效果,因此需要根据教学内容、学生基础等情况不断创新教学方法与手段,以利于提高教学效果。
多媒体在本课程教学中发挥了重要作用,通过PPT课件、模拟仿真软件、二维或三维动画演示,使得一些抽象的专业术语、定义等内容变得易懂难忘。在实训课教学中,多媒体尤为重要。每次实训课都需要教师为学生示范测量仪器的操作方法,而有的测量仪器较小,学生无法看清老师的操作过程和读数方法。更常见的是教师示范操作一台仪器时,学生围在仪器旁,一般只有靠近仪器的同学能够看清楚、听明白老师的讲解。要解决这个问题,可以利用多媒体,例如介绍用万能卧室测长仪测量轴径的操作要领时,老师可以事先将操作步骤录像,再配上语音讲解,制作多媒体视频课件,通过视频或模拟仿真教学,让全班的学生都可以掌握操作步骤,能够实现实训操作的规范性。
任务驱动法贯穿整个教学过程,每个教学模块均以“检测任务”导入,要求学生分组分析实际检测案例,确定完成任务需要掌握的知识点,提出相关问题,并讨论寻找答案。整个过程中,教师只起引导作用,学生作为学习主体,实现了从“要我学”到“我要学”的转变,充分发挥了学生的主动性。
现场教学法也得到广泛应用,针对本课程实践性较强的特点,在教学过程中增加实践教学学时,将理论知识融入实践操作中。例如讲解跳动公差时,可以将课堂搬到实训室,指导学生用偏摆检测仪测量轴的径向圆跳动、径向全跳动误差。学生边学习跳动公差带定义,边动手操作测量误差,能深刻理解跳动公差带的定义,并体会了圆跳动和全跳动公差的联系与区别,使抽象的概念变得可视化、具体化,便于学生掌握,同时又缩短教学学时,确保完成教学任务,真正实现了理论教学与实践教学、课堂与实训场所的一体化。
改革考核模式
传统的考核模式都是平时成绩(30%)+期末成绩(70%),期末考试采用笔试,做一份试卷。这种考核模式很难真实评价学生的学习情况,不少学生平时不学,仅靠考试周临时抱佛脚,也能通过考试,容易让学生产生学与不学一样的心理。改革考核评价模式势在必行。
过程式考核模式为:每个学习模块总分为100分,按表1中的6个考核指标单独评分,学期末计算出6个学习模块的平均成绩即可(如下表)。
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)01(a)-0034-01
在全国各高职院校开展以“做中学、学中做、学做合一”为主导的新一轮教学改革中,以“做”为核心,把“教”与“学”有机地结合为一体,从而达到了“教学做合一”的新型教学模式。专业课程教学模式的创新应以学生为主体、以学生为中心的教学方式,促进学生创新精神和实践能力的发展;重视在教学的过程中形成民主平等的师生关系,形成独立思考、独立解决问题的能力;既注重学生探索的成果,又重视科学探索的过程。本文参考我系开设《公差配合技术》与《金工实习》的专业课程,提出立足于机械制造类专业实行专业课程“干中学、学中做”一体化的教学模式。
1 分析单一课程知识点
《公差配合技术》课程是机械类专业技术基础课,它是将公差配合和计量学有机地结合在一起,从互换性角度出发,围绕误差与公差这两个概念来研究如何解决使用要求与制造要求的矛盾,是合理确定公差配合和采用适当的技术测量手段,其理论知识是产品进行检测的重要支撑。授课的主要知识点有:零件形状和位置公差、圆锥和角度公差、齿轮与螺纹公差、轴类零件与孔类零件及配合件公差的表示方法与公差的计算方式。在理论中讲授零件三视图公差带及公差标注的方法、公差的计算公式等等,以传统的授课方式讲授技术性较强的课程,显然需要改进教学模式。
《金工实习》又叫金属加工工艺实习,是一门专业实践基础课,是机械类各专业学生学习工程材料及机械制造基础等课程必不可少的专业实训课程,是非机类有关专业教学计划中重要的实践教学环节,它对于培养学生的动手能力有很大的意义。我系专业实训课程现主要开设《钳工技术实训》和《普通车床加工实训》二大项目。《钳工技术实训》项目中,主要由单一零件或装配件组成,学生则根据零件的三视图的技术要求进行加工与装配;《普通车床加工实训》项目中,主要是针对轴类零件或装配件的加工,且学生都是根据零件三视图的技术要求完成加工项目。在三视图的技术要求中,应用到《公差配合技术》课程中的知识点。因此,她们之间都存在知识的交点,我们可以将其知识进行整合,形成理论与实训的一体化模式。
在调查单一课程学习效果发现,在传统的课程教学模式下,学生在学习过程中较难与现场环境相联系,自然很难将理论知识与技能实训联系起来,导致学生自主学习的动力不强。
2 整合交点知识,提出教学模式改革方案
实施知识整合过程,关键在于将教材内容与实训内容的交点知识进行整合,整合的依据是根据学院现有的实习设备、教学资源及师资。实现在实训过程教学中更好地结合理论知识进行授课,同时,将整合后的交点知识结合实训项目内容编写一体化教材,将原来枯燥、单一的理论知识转变为灵活的实训技能课程,以加强、提高学生对知识的掌握与理解。
实行一体化教学,学生在实训课程中学习有关《公差配合技术》课程中的理论知识,而且可以更加直观、快速、容易的理解专业知识,更好的将知识进行系统化的学习。在学习过程中,若发现零件加工后的配合件难以配合。此时,我们可以应用专业理论知识对其进行论证,运用《公差配合技术》中的相关专业知识进行解决问题,以达到在一体化教学过程中实现“干中学、学中做”的目的。
实行一体化教学,应加强与专业相关的企业、科研单位进行合作,在条件允许的情况下将学生长期安排进行顶岗学习或根据企业、科研单位的生产模式在学院建立现代化的“模拟车间”,实现学生在“干中学、学中做”一体化教学模式中的梦想。
3 “干中学、学中做”一体化教学模式实施方案
改变传统的教学模式,采用项目、情景、角色扮演或案例教学法进行授课。强化学生职业能力、创新能力和就业能力,提高学生的综合技能水平。一体化教学模式立足于促进学生的自主发展、全面发展和可持续发展;提倡以学生为主体、以学生为中心的教学方式,促进学生的创新精神和实践能力的发展,培养学生独立思考、解决问题的能力。
在构建“干中学、学中做”一体化教学模式的同时,对每期实训的模式都应进行创新,除常用任务驱动法外,还可尝试应用“专业论文”的形式进行授课。达到“在实训中学习理论,在理论学习中提高实训水平”。
构建“干中学、学中做”一体化教学模式的同时,对我们的专业教师则要求更高。要求专业教师不仅掌握丰富的专业理论知识,还应有较强的实操技能水平。在条件允许的情况下,专业教师最好能在企业一线进行实习。同时还应完善我院“双师结构”,加强行业兼职教师队伍建设,积极聘请行业企业的专家和有丰富工作经验的专业人士参与专业课程,特别是实践技能型课程的教学。
4 结语
实施“干中学、学中做”一体化教学模式,既是一种教学方式的改革,更是一种对教学方式的创新,同时也促进专业课程的改革与发展,达到“以训导学、以训促教、以训促赛、以训促改”的目的。“干中学、学中做”教学模式是职业教育发展的一个永恒话题,在新的教学模式环境下我们才刚刚起步,在成长的过程中我们需不断探索与总结,相信在全体师生的努力和参与下,我们定会交出满意的答卷!
参考文献
培养高层次的技术应用型人才、创新型人才是目前我校人才培养的主要模式,也是本课程教学改革的指导思想,《互换性原理与测量》是机械类、机电类、仪器仪表类、材料成型等专业必修的一门实践性很强的专业技术基础课。其主要任务是使学生掌握公差与配合相关基本理论、了解标准化的生产思想、掌握精度测量的基本方法;能够看懂图纸中技术要求并对给定的零件进行精度设计。本课程的知识与贯穿于机械产品的设计、生产、使用、维修整个生命周期,是学生学习后继专业课程的基础,是联系设计类课程和工艺类课程的纽带,更是学生毕业后从事专业技术工作的基础。我校围绕应用型人才培养这一目标对该课程进行了一系列教学改革。
1传统教学中存在的问题
互换性原理与测量作为机械专业的一门专业技术基础课,该课程开设在大一下学期,学习本课程之前学生只学过《机械制图》《机械工程材料》两门专业课,因此学生专业知识薄弱,对机械专业术语接触相对较少,对教材中提到的很多概念、术语似懂非懂立理解不够深刻;另外,该课程符号多,概念多,传统填鸭式教学模式下,学生学习兴趣不高,积极主动性及自主学习能力较差,导致学生对知识的掌握不够牢固。在教学内容上,传统教学重点讲解基本理论知识包括尺寸的公差、几何公差、粗糙度、尺寸链等内容,对于具体零件的精度设计及检测往往讲的很少甚至不讲,这将导致学生在后期的机械设计课程设计、机床夹具课程设计、毕业设计中零件精度设计时对互换性原理与测量知识的运用能力明显较弱,甚至无法将所学知识进行熟练运用。本课程总学时一般为32学时,实验教学环节仅有4学时,设置尺寸的测量、几何公差及粗糙度检测两个实验环节,由于学时有限,学生对实验器材的结构原理,操作方法,数据处理等都不够熟悉,实验课上学生就像走马观花,看实验老师演示完后自己对实验仪器、操作方法、理论与实验的联系仍然糊里糊涂,对实验的内容稍作修改,让学生自己完成都很困难。因此学生的实践动手能力不够,难以适应以后的工作需求。传统的对课程的考核往往采取期末考试定成绩的方式,这种方式下考试内容多重理论轻应用,学生为了取得高分通常是死记硬背,忽略了对知识的应用。且因考试设置在期末,对于试卷中反馈的问题教师往往也不能及时对学生进行辅导及纠正。可见这种考核模式不利于应用型人才的培养。上述教学中存在的问题明显不符合我校应用型人才培养模式,因此如何提高学生对知识的运用能力、提高学生的实践动手能力、提高学生的学习兴趣是本次教学改革的重点。
2教学改革的措施
针对以上问题,我院从教学内容、教学手段、教学评价体系等多方面入手积极进行教学改革,探索出了一套适合我校学生的教学模式。
2.1教学内容以工作需求为导向
为适应人才培养目标,提高学生对知识的运用能力,在教学内容设计上充分考虑学生以后工作需要精选教学内容,将其划分为三个模块:模块一:基本理论知识,包括尺寸的公差及检测、几何公差与检测、表面粗糙度及其检测。模块二:典型零件精度设计与精度检测,内容包括齿轮、螺纹、轴承、键连接等零件的精度设计方法与精度检测方法。模块三:机械零件测绘与精度设计综合实训,该环节需学生综合运用所学机械制图及互换性原理与测量的知识对给定零件进行测绘及精度设计。在学时分配上,模块一:16学时,模块二:8学时,模块三:8学时。实验环节不再占据理论课时,实行开发性实验管理。通过教学内容的调整,有效改善了学生对知识理解不深刻,对知识运用能力差的问题。
2.2产品零件进课堂,理论实践一体化教学
针对上述提到的学生对教材中的概念术语似懂非懂的问题,我校在教学改革中充分利用现有教具模型、并从工厂搜集一些机械零件,包括齿轮,轴承,轴,箱体,端盖,螺纹,减速器,齿轮油泵等,上课时将零件带到课堂,并在讲解理论过程中及时与这些实物结合进行举例,将理论与实践有效结合,提高学生学习兴趣的同时加深学生对知识的理解程度。例如,讲解“孔和轴”的概念时,先给出基本概念并作出解释,后可以将轴承、齿轮、带轮等模型让学生观察,将“孔”的概念与轴承内圈、齿轮孔、带轮孔、键槽等实物结合起来,将“轴”的概念与轴承外圈、传动轴、键等实物结合起来。这样使得概念不再空洞,难以理解。学生既掌握了基本知识,又对典型的零件结构多了一份认识,很好地解决了学生对知识理解不深刻的问题。
2.3强调学生的主体地位,充分调动学生的学习积极性
在课堂上只有让学生的思想充分活跃起来,才能最大限度地发挥学生的主观能动性。针对不同的教学模块采取不同教学方法,包括启发式教学,任务驱动式教学、案例式教学、小组讨论方式教学。例如,讲解尺寸公差的选用,几何公差的选用,粗糙度的选用等章节时可采取小组讨论式教学方式。教师先给学生介绍选用公差的基本原则,并举例说明,之后可将学生进行分组,每个小组分一个零件,让同学针对具体零件进行讨论,要求明确零件的结构、工作原理、材料等常识,后讨论如何选用尺寸公差、几何公差及粗糙度。并规定每一小组推荐一名代表对讨论结果进行阐述。最后由老师点评、总结。在这个过程中,学生真正参与了,对理论知识的理解及运用都是一个很好的提升。
2.4建立开放式教学体系,让学生在学中做、做中学
为提高学生实践动手能力,我校对公差与测量实验室进行了充分的开发利用,并实现开放式管理,开发了十几项开放性实验,实验清单中既包括孔的尺寸测量、轴的尺寸测量、各种几何公差的测量,表面粗糙度的测量等基本的测量项目,也包括综合性测量项目,对于给定的零件按照图纸要求检测其尺寸、几何公差、粗糙度,并作出合格性判断。实验清单中的所有项目与理论课紧密结合,例如,理论课讲完尺寸公差与检测,学生课后可到实验室学习该部分相关的实验项目,在理论课讲到典型零件的精度设计及精度测量时,学生课后可到实验室学习综合性实验测量项目。实验教学不仅要完成使用仪器的训练,而且要培养学生分析处理实际问题的能力、学到有关量仪工作原理和读数原理方面的知识,养成严谨的科学态度,要全面完成这些任务实验应该:(1)要有真实性;(2)要有代表性;(3)要利用实验机会联系实际,使学生掌握仪器的工作原理和读数原理。每一实验操作前要求学生参考实验指导书,自己学习相关实验设备名称、结构、原理、使用注意事项、实验操作步骤、方法,进入实验室后先对学生前期准备知识进行考核,考核通过后才能进行相应的实验操作,操作过程中遇到问题由实验老师及时给予指导,实验完成后,要求提交实验报告的内容中需要有本次实验的详细记录,包括实验设备、实验步骤、零件图并在图中标注所测量的尺寸公差、几何公差、粗糙度等项目。开放性实验室的建立,改变了以往老师演示学生观察的实验课模式,学生的实践动手能力也得到了很好的提高。
2.5综合实训强化教学效果
在课程最后一个模块设置机械零件精度设计与综合实训环节,要求学生对给定的具体零件分析其工作原理,使用要求,对零件进行测绘并对关键位置进行精度设计,最终以零件的三视图并标注尺寸公差、几何公差、表面粗糙度及热处理方式等具体技术要求的形式提交大作业,这一过程将所学理论知识与实践紧密结合,并将机械制图、互换性、机械工程材料的知识有效结合在一起,让学生体会到各门课程之间不是孤立的。该环节的实施让学生对知识的综合运用能力进行了有效的锻炼,在后期的课程设计及毕业设计中对本课程知识的运用能力有了明显提升。
2.6建立合理的教学评价体系
在本次教改过程中,打破过去单一的考核模式,建立多元化考核方式,实行理论与实践双向考核,理论考核又分为阶段性考核、课堂现场考核、期末考核等方式。实践考核包括开放性实验动手能力考核,综合实训考核等。每次考核内容教师都要严格把关,对考核中发现的问题,也可以在后期的教学中给予及时的指导及训练。在理论与实践的双重考核下,改变了以往应试教育的弊端,让学生更加重视实践动手能力训练。
3结论
互换性原理与测量作为一门重要的技术基础课程,在教改中有效地提高了学生对知识的运用能力、培养了学生的实践动手能力、提高了学生的学习积极性,让学生在以后的工作中能够熟练运用所学知识,符合应用型人才培养的目标,另外在教学改革过程中,也存在一定问题,后期改革的方向如下:3.1师资队伍建设问题由于教师多年在高校承担理论教学工作与实践生产存在明显脱节,随着社会的进步,生产的发展,教师所教授的理论与实践紧密结合就需要教师了解生产发展前沿,在以后的教改中,应注重教师队伍的培养,利用假期让教师多参加生产实践。3.2教材建设问题针对教学内容的调整,传统的教材不再符合教学要求,因此编写适合我校学生使用的理论与实践结合的教材迫在眉睫。
4致谢
能够取得以上教学改革的成效,是我们机械基础教学团队各位老师共同努力的结果,在此对在教改中付出辛苦汗水的各位同事表示感谢。
参考文献:
[1]贾鑫.浅谈如何提高课堂教学效果[J].河南农业,2009,(5):41-49.
数控实训是数控技术专业教学的实践环节,学生通过实训掌握数控机床的基本操作、编程的基本知识、加工零件的方法,并在实践中培养良好的职业素质。在零件加工时保证零件加工精度,尤其是首件加工精度,学生需要在反复训练中不断总结经验,最终掌握零件加工精度的控制措施。
一、正确确定刀具补偿值
数控加工用的各种刀具长度和安装角度不同,为了简化编程,必须建立工件坐标系。这样,程序只需依据工件的轮廓进行编写;而刀具磨损只需修改刀补就可继续加工,因此使用每把刀之前,必须正确输入刀具补偿值,建立工件坐标系。刀具补偿值的输入须注意以下几点:
1.采用试切法对刀时,测量工件尺寸必须准确无误。
2.刀具安装在刀架上的位置与程序中所调用的刀具号一致。
3.刀具补偿值在刀具补正/形状画面中位置与程序中所调用的刀具补偿号一致。
二、零件的编程坐标必须正确合理
1.在加工方案和走刀路线确定后,要计算和检查刀位点坐标值的正确性。
2.合理确定编程尺寸的公差。零件图上有配合尺寸和自由尺寸,编程时不能用名义尺寸计算刀位点的坐标值,必须把尺寸公差计算在内。
3.考虑加工中的切削因素引起的尺寸变化。在加工中由于某些切削因素会使已加工尺寸产生变化,典型的例子是加工螺纹时,外螺纹外径变大或内螺纹孔径变小。这是因为在车削螺纹时,除了刀具在螺纹槽中的切削外,还有使槽中的金属向外挤压的作用,加工出的螺纹外径会增大,螺纹内孔会变小,影响螺纹的配合,所以在编程时要考虑这种变化量。
三、零件程序精加工前必须检测重要表面尺寸的正确性
在编制零件的加工程序时应该先粗加工,后精加工。由于机械加工中存在机床工艺系统误差、机床精度误差、对刀误差等因素,即使编制的程序非常正确,也不能保证加工的零件就一定合格。因此,在程序粗加工后检测零件的重要加工表面的尺寸精度和表面粗糙度非常重要,当检测结果预测精加工后能够达到图纸精度要求时就继续精加工。如果检测结果表明某尺寸有误差或粗糙度不符,就要在精加工前采取技术措施,避免程序精加工后产生尺寸超差或表面粗糙度不合格。程序加工中,粗加工后的尺寸误差调整方法如下。
在编制零件加工程序时,程序粗加工后用自动停止命令M00,便于及时而准确地使加工停止,然后进行检测和调整。编程举例如下。
在右图阶梯轴的加工程序中,粗加工外圆后检测有公差的尺寸是否符号精加工的余量要求。采用FANUC 0i―TB编程系统的程序如下
在上述程序中,当程序运行到N190程序段时,机床自动停车,这时要求学生对有精度要求的尺寸进行检测。具体的测量和调整方法如下。
1.外圆尺寸的测量和调整量计算
在上图中,粗加工后要测量Φ18、Φ28、Φ39三个直径尺寸。将测量结果分别记录,然后计算各实测尺寸与其精加工尺寸之差即是实际精加工余量。粗加工循环中U(ΔU)为程序的精加工余量,将所测尺寸的实际精加工余量减程序中的精加工余量得到的差就是程序调整量。例如,Φ180-0。02的编程尺寸为程序段N90中X17.99,若粗加工后测得尺寸为Φ18.49,两者的差为18.49-17.99=0.5,则等于精车余量U0.5,不需要调整;若测得尺寸为Φ18.86,与精加工尺寸之差为18.86-17.99=0.87,比精车余量大0.37,则须调整;若测得尺寸为Φ18.46,与精加工尺寸之差为18.46-17.99=0.47,比精车余量小0.03,亦须调整。其它尺寸的测量和计算方法相同。
2.刀具补偿值和程序调整
方法一:修改刀具补偿值法
设测量后计算的实际余量为Δa,程序的加工余量为Δb,调整量为c,c=Δa-Δb。
当c>0时,在磨耗画面该加工刀具刀补号的X值输入-c;当c=0时,刀具补偿值不需修改;当c
方法二:修改坐标值法
在程序停止后,将工作方式改为程序编辑状态,修改所测得X坐标值。当c>0时,将原坐标值减少c值;当c=0时,原坐标值不修改;当c
调整工作完成后,光标回到程序停止时的程序段N190,继续进行精加工。通过以上操作,只要测量的尺寸和输入的数据无误,零件的尺寸均能控制在要求范围。
结束语
以上措施可以有效的保证工件的加工精度,并且能够避免学生在操作机床时发生撞刀事故,对于实训教学会有很大的帮助。
参考文献
DOI:
10.16657/ki.issn1673-9132.2016.01.013
《公差配合与技术测量》是机械类、机电类各专业的重要技术基础课,是从平台课过渡到核心课。本课程培养学生能系统、简练地宣传贯彻国家颁布的几何量公差的有关标准和选用方法;对工件的精度进行检测、对产品缺陷进行初步分析与解决的能力;同时培养学生诚实守信、善于沟通、协作的品质。以世界大学城空间为平台,校企共同建设网络课程,将为学生的职业发展打下了良好基础。
一、网络课程改革思路
根据测量技术的发展对高端技术技能型人才的实际要求,将课程互换性和测量两大部分进行优化重组,把课程设计成7个学习项目:绪论&标准宣贯;极限配合及尺寸检测;滚动轴承的公差配合及选用;形状和位置公差的标注及其测量;表面粗糙度及检测;键、齿轮、螺纹的公差配合及测量;光滑极限量规的使用。
基于世界大学城空间,校企共建《公差配合与技术测量》网络课程,建设期为1~2年。建设过程中,根据教学过程中学生或学习者的具体情况边建设边改进,逐步完善。在世界大学城空间平台,将课程团队成员的微信和QQ嵌入到网络课程中,便于学生随时随地能接收教师布置的任务,也便于教师随时查看学生学习的反馈信息。
课堂教学主要采用面授式课堂和自学式课堂两种。以面授式课堂为主,自学式课堂为辅。在多媒体教室、实训室、车间实施面授式课堂,以企业整套图纸(包括零件图、装配图)为载体,以系列工作任务(看懂图纸上的公差――正确标注公差――学会选用公差――动手操作检测公差)驱动教学实施。自学式课堂中主要针对先进测量项目:如影像法测量螺纹、先进检查仪测量表面粗糙度等,因为高职院校实习实训设备限制,由学生课后自学完成。
二、课程团队共建网络课程并分工实施
网络课程建设与实施均由校企共同完成。课程团队成员由4人组成,其中2人为企业兼职教师,课程团队所有成员均为双师型教师,具体分工如附表所示。
三、将“翻转课堂”教学法用于部分项目教学中
借助世界大学城空间平台,在《公差配合与技术测量》网络课程部分项目教学中采用了“翻转课堂”教学法,能够提供个别化教学并且使得学生成为更加独立的学习者。
(一)课前设计好学习任务单
课前由课程团队集体备课,进行学情研究,共同收集素材,设计适合学生的学习任务单。通过QQ群、微信群或者世界大学城空间的微博栏目提前给学生发送学习任务单,内容包括:学习指南、学习任务、学习资源、问题回答、闯关测试和学习反思等。学习资源主要采用3~10分钟的短视频,能有效减少在线课程学习过程中学生发生“走神”的现象,有助于学生保持注意力,提高学习效率。视频中多采用跟学生息息相关的图片、照片等,这对学生更有吸引力。课前,教师需查看学生自学情况,如视频、课件点击率、发帖数等,还需回答学生在线提出的问题。根据学生反馈的信息,调整授课内容、教学方法和教学进度。
(二)课中以学生为中心,将知识和技能内化
课堂中,主要由学习团队分组完成各项学习任务,以“平行度公差的检测”为例,先由团队推荐一个队员完成某个产品的检测,其他队员协助完成。因为课前观看了操作视频或回答了部分测试问题,每个队员或多或少能记住部分操作要领,通过相互帮助、共同思考,团队一般能顺利完成产品平行度的检测任务。然后,由每个队员独立完成产品的检测任务,这时暴露出很多问题:有的学生不会操作百分表、有的不会读数、有的不会处理数据等。这时教师需要对学生进行个别指导或针对性地集中指导。这种以学生为主体的教学方式,不但每个学生都掌握操作要领,还能增强团队协作意识。
(三)课后探究难题,进一步丰富课程资源
根据学生的个体差异,为不同学习进度的学生设计不同的课后学习任务,对于学生能力强的学生可以进一步挑战难度较大的任务。如学习完“用百分表检测平行度”后,通过查找资料或观看其它的学习视频,寻找精度更高的检测方法。对于没有跟上进度的可以选择更容易的学习任务,如总结课中遇到的困难与解决对策等。教师可以根据学生课前和课中的情况做好下次课的教学设计,同时可以通过实景课堂,整理课中有学生参与操作的视频或图片资源。这些不管成功的还是失败的案例,都是很好的课程资源。
四、改革课程考核方式
课程评价由师生共同完成,针对7个不同的学习项目采用了不同的考核方法,有的项目考查各学习团队在世界大学城空间的网上学习历程:发帖数、回帖数、博客内容等;有的项目采用在线测试;有的项目采用作品评比;有的直接考核操作。每个学习项目均采用自评、互评、教师评价相结合。评价结果上传到世界大学城空间的对应栏目公示,做到公平公正。
五、课程改革中存在的问题与展望
(一)存在的问题
学生的自律性和主动性参差不齐,尤其是部分学生习惯了被动式地学习,还需要时间适应这种教学方式。有的学生团队合作意识不够,造成部分工作任务没有按期完成。大班级(60人以上)进行网络课堂教学实施时难度较大,教师难以及时针对学生进行个性化辅导。此外,还有课程资源建设任务繁重,企业兼职教师参与建设的主动性不强;社会上在线学习者偏少等。
(二)展望
课程团队成员还需进一步学习深造,继续扩大课程资源共享程度。希望政府、社会加大对高职院校的投入,鼓励更多企业参与课程建设,根据行业、企业的最新发展及时更新课程资源,吸引更多的学习者,扩大课程资源的共享程度。
参考文献:
[1]姚海滨,王庭俊.机械精度设计与检测基础[M].北京:高等教育出版社,2013.
[2]丁建英,黄烟波等.翻转课堂研究及其教学设计[J].中国教育技术装备,2013(21).
[3]王远,王贺省等.《互换性与测量技术》课程难点内容的教学技巧[J].实验科学与技术,2014(4).
[4]李光苹.“互换性与测量技术基础”课程教学探讨[J].重庆科技学院学报:社会科学版,2006(3).
[5]宋玲,亢银霞.互换性与测量技术基础课程教学改革与实践[J].科教导刊,2013(8).
应用项目教学法的意义
现代的高等工程教育就是要结合工程实践的教学,培养符合产业需要的具有全面能力和素质的工程人才。项目教学是一种能力本位的教学方法,按照各种完整的项目组织知识,交给学生去做、去学,在反反复复的基于项目的学习中,学到一些必要的知识,形成各种能力。其指导思想是将一个相对独立的任务项目交给学生独立完成,从信息的收集、方案的设计与实施到完成后的评价,都由学生具体负责;教师起到咨询、指导与解答疑难的作用,不仅仅是把教师掌握的现成知识技能传递给学生;通过对一个个项目的实际操作,要使所有学生能够了解和把握完成项目的每一环节的基本要求与整个过程的重点、难点,在教学的过程中培养学生获取知识、运用知识解决问题、总结实践经验发现新知识、团队合作、与人沟通和交流的能力以及创新的能力,从而达到培养学生的综合专业素质的目的。
应用项目教学法进行课程改革的目标
由于《互换性与技术测量》这门课程理论性较强,结合传统的教学方法,我们做了些创新和改革,课改的目标的是想培养学生具有公差和配合等方面的理论知识,同时掌握技术测量的手段和方法,既能根据图纸的要求生产出合格的产品,又能进行正确的质量检测。
具体可以从以下几个方面来说:(1)在技能方面,学生要能认知和熟悉各种计量器具,掌握常用计量器具的使用方法和维护方法,正确选择和使用生产现场的常用计量器具,能对一般几何量和典型零件进行测量与检测,懂得如何保养测量仪器,并建立这种意识。(2)在知识层面上,要求学生初步建立互换性的基本概念。熟知和理解孔和轴的极限偏差与配合,形状和位置公差及检测,表面粗糙度及检测,测量技术基础,滚动轴承的互换性、键配合的互换性及检测,圆锥互换性及检测、齿轮传动的互换性及测量,螺纹的互换性及检测,尺寸链等知识,加深对互换性基本概念的理解,了解常见几何参数公差与配合的应用。(3)在学生自身学习的过程中,培养学生的学习主动性、沟通交流和互动能力、团队合作和协调能力等。学生能主动积极地学习和思考问题,能在检测中找到问题,通过与他人沟通交流,寻求解决问题的方法。
《互换性与技术测量》课程实训项目的设计
经过多次的课程改革探讨,构建了“教、学、做”一体化课程教学模式。理论课程的实施使学生在专业知识方面打下坚实的基础,尽量引导学生独立思考和提出问题,应用所学的知识解决综合问题,培养学生独立思考的习惯,不是仅仅依靠课本灌输的有限的通用知识。实践环节是通过设计一系列具体测量项目来开展,为了能够顺利开展实训,本院教师精心设计编写实训指导书和实训报告,内容如表1所示。
在实训过程中,强调调动学生的学习主动性,使学生由被动角色转换为主动角色,能运用所学的理论知识和测量方法等完成项目中设定的任务,解决项目中遇到的实际问题。在整个实训过程中,教师起引导作用,学生进行小组讨论,提出解决问题的方案完成实训项目。同时通过完成实训报告和回答发散性的问题,学生能更加灵活地把握、运用知识,去思考专业知识之间的关联性。通过协作培养学生的团队合作协调能力与语言交流沟通能力。
实训项目的实施
根据以上的课改思路和设计内容,教师做了相应的准备,对实训课的内容进行调整,课程的进度、上课方法、情境的设置等都在商讨中达成一致,实训项目的实施方案如表2所示。
实训项目实施效果和存在的问题
从课程开展的效果来看,学生对实物、测量器具有很大的兴趣,都很乐意亲自动手测量,希望有较大的自主性,想通过自己的想法去解决问题,学习效率和热情比较高。学生反映这种边学、边做的课程安排效果好,增强了他们的实际操作能力,开拓了思维方式。
但在课程的实施过程中也存在着一些问题:(1)学生管理难,学生太多,实训课课堂很难控制。(2)仪器管理难,学生好奇心很强,保证设备的完整性有一定的难度。目前采取的措施是教师要对学生实训操作有严格的要求,每次对使用过的仪器进行检查,并且做详细的记录,这样教师增加了很大的工作量。(3)教师之间的联系、沟通,进度、实验的教学统一也有一定的困难。
尽管难度大,但目前跟学生交流后,感觉效果还不错,学生有主动性,有很大的兴趣,乐意自己去测量,用自己思考的方法去解决问题,提高学习热情,在潜移默化中提高了自身的综合能力。总之,对《互换性与技术测量》这门课程引入项目教学法进行教学改革的初次探索和实践,目前看来还是初见成效的。
参考文献
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[2]蔡金美.PLC项目教学之探索与实践[J].福建电脑,2008,(5).
[3]薛海,朱青松.《液压与气动技术》项目教学设计与研究[J].硅谷,2008,(17).
1.示范指导到位
职业教育的教师应是"双师型"教师。教师本身不但要有丰富理论知识更要有很强的动手能力和专业技能。教师在带领学生进入普车实训车间,教师首先应按照安全要求严格要求自己,这样会给学生起到示范和榜样作用。同时严格要求学生,不断强调安全的重要性,检查学生的穿戴,严防事故的发生,遇到学生存在的不安全因素,坚决要求学生改正,确保万无一失。学生进入车间,教师一定要详细介绍车床的构造和原理,开车,停车的正确步骤和加工工艺,教师边示范,边讲解,指导每一位学生亲自动手开车,停车,调整转速,大,中,小托盘的横,纵进给,转动刀架等。对学生边示范,边讲解,对遇到操作错误的行为及时纠正,并亲自指导学生正确操作,这样不但让学生熟悉和了解车床,而且对学生以后的顺利实训起到了很好的效果。砂轮磨车刀时,首先给学生们讲了砂轮机安全操作规定及各种车刀的刃磨知识,亲自给学生磨车刀做示范,并逐个指导学生磨车刀,这样学生很快掌握了前刀面、后刀面、主切削刃、副切削刃、前角、后角等基础知识,同时经过教师的示范,学生很快磨出合格的车刀,这为以后加工工件起到了事半功倍的效果。
2.巡回指导到位
学生在实训操作过程中,面对的是几十名学生共同在实习场地实习,这就要求教师必须在车间巡回检查和指导,及时发现学生在实习中遇到的问题,(如:安全问题,动作规范、测量姿势、各种工、量、刃具的摆布是否合理,加工步骤和加工工艺是否符合要求等);发现学生在实习中遇到的问题,要及时对学生出现的问题进行纠正,在保证操作安全的前提下,对学生在加工中出现的问题进行启发和点拨,启发和点拨到位是实习教师的一项重要教学任务与教学方法,也就是说教师要在学生在实习的过程中去发现问题、解决问题。培养学生探究能力。3.项目教学法激发学生的兴趣
项目教学法,是教师在教学过程中把理论与实践教学有机地结合起来,充分发掘学生的创造潜能,提高学生解决实际问题的综合能力。这是搞好"项目教学法"的关键。 更是激发学生学习兴趣的关键。经过一个阶段的实训教学后,学生对车床的结构和基本操作已经掌握。但是由于接受知识的程度不一样,学生身心发展的不同,出现了知识层次、动手能力层次的差异。在教学过程中,由于每个学生接受、理解、分析、运用能力不同,再做同一个课题时,会出现一些学生"吃不饱",一些学生"吃不了"的情况,如果教师不及时正确引导,会让部分学生不愿学,部分学生不想学的情况发生,从而产生更大差异。这就违背了因材施教原则。这时候应采用项目教学的方法培养学生的兴趣,激发学生学习欲望。这就要求教师明确任务项目教学,提倡在教师指导下的以学习者为中心的学习方法,既强调学习者的认知主体作用,又不忽视教师的主导作用。教师是构建的帮助者、促进者,而不是知识的提供者与灌输者,学生是信息加工的主体,是构建活动的主体。加工零件又好又快的学生自己去确定一个项目,也就是想加工什么零件学生可以根据自己的爱好设置项目;对加工水平和质量一般的学生,及时进行反思,分析不足,多做几次同课题练习,温故知新;对加工水平和质量不高的学生多多鼓励,及时总结,教师多多帮带。这样,在实习车间实习的学生人人有事干,人人有目标,比学赶超的学习氛围浓厚,学生学习兴趣极大激发。
4.课后要及时总结
学生按要求完成课题后,上交工件,教师要按要求测量,检查工件是否合格,并进行评定。教师让学生测量自己加工的工件后,教师再亲自测量,并告知学生工件尺寸是否符合要求,符合要求是怎样加工的,不符合要求的是怎样加工的,你会怎样改正等。这样学生会明确下一次该怎么加工。同时具体分析工件哪些地方比较好,哪些地方需要修整,是什么原因。对整个班级的实习存在的共性问题要详细分析。分析到位就是教会学生以后碰到类似问题自己去分析,自己去解决问题的能力。
总之,车工实训的目的是让每一名学生顺利掌握专业知识和加工技能,最大限度地发挥自己的潜能。在普通车工实训教学中还有许多问题值得我们去思考,如何在这项实训教学工作中做得更好,还需要我们教师不断地去探索。参考文献:
[1]蒋增福.《车工工艺与技能训练》 高等教育出版社
[2]李新德.《普车加工技能训练》大连理工大学出版社
[3]黄克孝.《职业与技术教育》 华东师范大学出版社用表面K,轴向用端面C,这样的定位加工方法也能加工,但是这样选择的定位基准不统一,本身G、K之间就存在加工误差,再用它们作为定位基准,那样的话定位误差就会很大,况且这种定位方式,还得采用径向夹紧的方式,这样也同样不能克服因夹紧不慎使零件容易变形的困难。
(一)课程目标
课程目标包括:认识典型模具结构,了解模具工作原理、模具零部件的功用、零件相互间的装配形式和配合关系以及模具零件的加工要求;能正确使用模具拆装常用的工具和辅具,掌握模具拆装的一般步骤和方法;学会常用量具的使用方法和技巧,培养产品测绘能力;学会模具零件的视图表达方法,能熟练使用CAD软件绘制模具零件图和装配图,培养制图能力。
(二)能力培养目标
1.专业能力。掌握模具拆装的步骤和方法,能正确使用常用测量工具,具备产品测绘能力;掌握对测量尺寸进行协调和圆整的原则和方法;熟悉模具行业常用相关标准、资料和手册,会正确选用并查阅;能正确选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术要求;具备一定的识读、绘制模具零件图和装配图的制图能力。2.方法能力。具有独立制订工作计划、协调计划和完成工作任务的能力,能对自己的工作成果进行展示、分析、评价和总结;具有独立学习能力及利用各种途径获取新知识、新技能的能力;具有提出问题、分析问题和解决问题的能力;具有敏锐的观察力和较好的空间想象能力。3.社会能力。具有认真负责的工作态度、一丝不苟的工作作风;具有良好的团队协作意识、人际交往和善于沟通的能力;具备良好的工作责任心和社会责任感,有明确的职业理想;具有创新精神。
二、基于行动导向法的教学实施过程
不管在什么领域,所有职业的工作过程的结构大体上是相同的,一般都可以简要地划分为确认工作任务、计划、实施、检查、评价和结果记录等这几个阶段。针对模具企业工作过程,将工作内容与行动导向教学模式相融合,结合模具测绘实训要求,把整个教学过程划分为获取信息、制订工作计划、作出决策、实施工作计划、反馈信息、控制工作质量、评定工作成绩等环节,通过这一过程,培养学生独立计划、实施和评估的工作能力和职业素质。
(一)资讯
在实施的过程中以师生共同解读“任务背景”、“工作任务书”的方式,使学生明确工作任务和目标,并获取与完成工作任务有直接关系的信息。1.基本知识技能回顾。学生对已经学过的制图、公差、材料等专业基础理论知识及钳工工具使用、检测量具使用等技能进行回顾。2.搜集和整理资料、信息。每个小组思考讨论该项目的关键信息,领会任务要求,利用图书馆、网络等多种途径对“模具的分类、模具结构及其组成、模具的基本工作原理等模具原理性知识;模具拆装工具与使用技巧、模具测量工具与使用技巧等技能性知识;模具拆装步骤和方法及安全注意事项”等知识进行信息查阅、收集、学习理解并研讨、记录。在这个过程中,教师引导学生查找相关专业书籍,帮助学生梳理信息并对学生收集信息过程中出现的难点问题进行重点讲解。通过此环节,学生可以领会到复杂的项目需要进行分解处理,同时通过分工、协作,其自学能力以及信息收集整理、交流协作等能力得到提高。
(二)计划
小组内每一个学生根据在资讯阶段收集和整理的信息,以报告的形式制订模具拆装、测绘工作计划,初步确定工作步骤和程序。教师不对学生的方案进行评价和干涉,只给出启发性建议和引导,并记录学生的参与过程和出现的问题。此环节培养学生综合提炼信息、分析与解决问题、工程知识应用、技术方案写作等能力,以及交流与合作的团队协作精神。
(三)决策
每个学生在小组内展示各自的计划,并进行小组讨论、分析、交流和比较,然后形成一个统一的模具拆装和测绘工作计划,经与教师充分交流后形成小组最终工作方案和步骤。小组成员进行分工,如谁负责拆装模具、谁负责测量尺寸、谁负责画零件草图并记录尺寸等。通过此环节,学生能提升独立思考问题能力、正确判断和制订工程方案的能力。
(四)实施
各小组按照确定的最佳工作步骤和计划开展工作。根据小组分工,做好模具拆卸、尺寸测量、草图绘制、模具装配复原、试模等工作,并单独绘制模具装配图和零件图CAD图纸。做好工作过程中出现的错误记录和要点记录,并完成工作总结报告。在实施过程中,教师应注意控制场面和观察细节,对各小组所画结构简图进行指导和检查;对学生的钳工基本操作方法、安全文明生产等进行指导和评价记录;对学生测量工具的使用、草图绘制质量等作评价记录;对模具装配质量作评价记录。此环节培养学生利用所具有的理论知识和工程技能分析、判断和解决问题,形成理论联系实践的意识,提高学生结构化地运用知识完成某项具体工作的能力,同时使学生提升知识与技能综合应用能力,养成严谨细致的工作作风和职业素质。
(五)检查
1.小组自查。学生对装配复原的模具进行人工合模验证,并在成型设备上试模,验证模具工作是否正常,模具间隙是否调整均匀;检查图纸中视图表达是否正确、尺寸标注是否完整、形位公差是否正确、表面精度是否合理等。2.教师检查。教师主要确认学生工作任务的完成情况,并记录问题情况。通过此环节,学生在专业知识、职业精神、职业能力上实现了提炼升华,通过参与自己学习成果的展示和评价,品尝到了成功的喜悦,体验到成就感,认识到了自己的智力潜能;同时,老师也能发现每个学生的闪光点,促进师生间的交流,有利于优化组织教学。
《公差配合与测量技术》这门课程概念多、名词术语多、公式多、内容多、涉及面广。在教学过程中,教师必须掌握该课程的特点及各章节内容的重要性及实际应用性,同时在教学中要重视对学生的了解,注意倾听学生的反馈信息,从而使教材的处理和教法的选择更加贴近学生的实际,努力提高教学效果。
一、认真备课。精心设计教学思路;上好第一节课。激起学生的学习兴趣
在上课之前,笔者首先认真地深入理解和钻研教材,在“备教材”上下功夫。在此过程中笔者着重解决好这样几个问题:确定教学目的、任务和要求;明确教材的体系和内容的主次;突出重点、抓住关键;注重研究和解决教材中的难点。同时在教学中总结以前的教学经验,不断提高教学效果。在“教法”上努力寻求自己的特色,力求突破传统的以教师为中心,教学围绕“教案”进行的陈旧模式,而是充分尊重学生的主体地位,充分考虑学生的实际,以学生为中心,以学定教。上好第一节课很重要,新的学期,学生看到新的教师、新的课本,对新课总怀有一种好奇心,迫切想知道该课程要讲一些什么内容和它有没有使用价值,对自己以后找工作是否有用等。教师必须在第一节课抓住学生的好奇心,激起学生的学习兴趣,笔者认为第一节课教师要结合专业讲清课程的所用教材、参考书;课程的产生、发展和主要内容,明确教学任务,讲清课程性质、特点,结合实际生产,明确开设本门课程的重要性及要求达到的目的,最后讲述如何学习及考核方法等。
二、采取多种形式的教学方法。尽可能理论联系实际,以培养学生应用知识的能力
本门课程一个重要的特点是概念多、术语多、标准多,如何理解这些概念、术语、标准,是学好该课程的关键,笔者采用的教学方法是理论联系实际。例如在第二章光滑圆柱的公差与配合中,包含了基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸、间隙配合、过盈配合、过度配合、基准制等术语和定义,可以以学生在机加工实习所做的机械零件——齿轮轴为载体讲解。首先让学生分析图纸信息,提出图纸中包含哪些尺寸,用什么形式表示,用具体的数值或数值计算,使学生能够理解和掌握这些概念;接着根据图纸上的公差带代号,介绍有关国家标准,如何查表等内容;最后提出如何选择光滑圆柱的公差与配合。
对于一些比较重要的概念,还可用提问的方式来启发学生。一方面,鼓励学生主动提问,大胆提出在听课过程中遇到的问题和困难,以求得解决。另一方面,教师要主动提问,以考查的方式检查学生是否掌握重要的知识概念。这样,在与学生进行信息交流中,课堂气氛会更加活跃,学生在参与活动的过程中获得了知识,同时也极大地激发了学生表现自我、展示才干和锻炼胆识的热忱。 三、合理选择多媒体。激发学习兴趣
多媒体教学的目的在于帮助学生理解与掌握教学内容,给学生展示教师的思维过程、教学内容内在的联系以及相应的背景。在教学过程中,恰当地选择运用多媒体技术,可以激发学生创造性思维,提高学生的洞察力,有效地实施素质教育。如在讲解形位公差带时,为了更好地激发学生学习兴趣,体现教师自身的教学思路,笔者选择了制作多媒体课件,利用动画模拟、逐步显示的方式演示给学生看。这样,书本上静态的概念变成生动、形象、直观的动态形式展现在学生面前,充分发挥了学生的观察力、想象力,引起学生的求知欲,增强教学的趣味性,提高学生的辨析能力,激发学生的学习积极性。
在运用多媒体技术进行教学时,也要认清其作为一种辅助教学手段,应以提高教学质量为宗旨,不应该“一刀切”、“一哄而上”。如上课补充的知识点或例题,学生有时上课来不及抄录,课后在学生头脑中没有留下深刻的印象,所以教学效果受到影响。所以此部分我采用了传统的“黑板+粉笔”的教学方式,目的是让学生了解自己的思维过程,加强对理论知识的理解。
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。