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一、引言
机械制图课是机械类高等院校学生的专业基础课,是后续专业课、课程设计、毕业设计不可或缺的基础,主要培养学生的空间想象能力、识读和绘制机械图样的能力。那么,如何引导学生有效学习,改观低分无能、高分低能现状,培养高素质技能型人才,以真才实学适应工程和市场,良性就业、发展成才。传统的制图课偏重理论、轻视实践的考核方法,不能适应现代高职教学的目标要求,不利于人才培养,因此,要运用好考核这一指挥棒,科学、合理的考核学生制图课学习的全过程,建构理论和实践考核、课堂内外考核、过程和结果考核相结合的多元考核评价体系,力求促使学生实现理论和实践相结合,切实掌握理论知识和具备动手能力,以培养高素质的技能型人才。
二、制图课考核的现状和弊端
(一)考核现状:制图课的第一学期,我校长期以来采用传统的闭卷笔试的考核方法,总评成绩100分,其中平时占5%,期中占25%,期末占70%。主要考核学生画法几何部分的投影基本知识、截交线、相贯线、组合体和图样画法等。第二学期以考查的形式考核,成绩按优、良、及、不及四等评定。内容有标准件、测绘零件图、装配图、计机绘图等。
(二)考核的弊端
1.方法太固化,真实性差。传统考核方法,采用100分钟的闭卷考试,以笔试成绩为主,题型一般为补漏线、补视图、单选某视图、由轴测图画三视图、改画剖视图、断面图等,由于受考试时间和试题数量的局限,题型老套单一,数量有限,知识覆盖面不全,有些试题是讲评过的练习题,有些试题多次使用,在考试内容上有很大的片面性,难能反映学生学习的真实状况。
2.比重不合理,针对性差。机械类专业如机制、模具、汽车、机电、数控等专业的学生进行制图课考试时采用统一的试卷,内容基本相同,不能体现对各专业学生人才培养目标的专业区别和特性。另外,期末成绩所占总评比重过大,平时成绩占比重过小,对制图课的学习过程失去管控,不能引导学生注重平时学习,导致有的经常旷课;有的睡觉;有的玩手机;有的人在课堂心在外;不做作业或相互抄袭,到了期末突击复习、猜题押题,为了考试而考试,成绩可信度低,教学效果差。
3.目标不明确,实践性差。机械制图的教学目标要求学生掌握国家标准、具有识读和绘制机械图样的能力。而现实的考核形式和内容并没有体现以素质、能力为核心,单纯的卷面考核方式并不能反映学生真实的学习成果。零件图、装配图部分的测绘考核,对学生尽管有动手实践的要求,但几种测绘件反复使用,极易是学生懒于动手而相互抄袭。由于没有按一线技术工人的要求注重实践能力的考核,学生现有的能力与企业的人才需求差距甚大,严重影响了学生的上岗就业。
三、制图课考核改革的实施和思考
首先,为了更好地激发学生的学习兴趣,发挥考试的引导、激励和调控功能,针对不同的学习内容,设置多样化的考核方式如试卷考试、课外实训考核、答辩、制作模型、徒手绘图、测绘零件图等。其次,考试命题类型主要有选择、判断、据轴测图画三视图、补画漏线、补画视图或剖视图、改画剖视图、断面图等,以多类型、多方向引导学生勤学苦练,提高识读和绘制机械图样的能力,使考试能反映学生的真实水平,培养学生的综合素质。最后,具体的改革方法:1.为了充分发挥考核指挥棒作用,在考核权重上要恰到好处,考核总评=出勤10%+课堂表现20%作业20%+期中20% +期末30%,加大了平时的出勤、上课表现和作业的比重以加强学习过程的考核,扭转上课不专心,作业不认真,突击求得分的不良学风。2.考卷考核:闭卷考试促使学生扎实、系统、真实地掌握基本知识和方法。开卷考试目的在于考核学生物图转换的能力和工具书的使用能力,从总体上考核学生实际应用知识的掌握程度,用已学的基本理论基本知识,解决生产实际问题。3.实训考核:对于零件图、装配图部分要加大实践考核比重,考核总评=出勤10%+作业10%+实训表现20%+阶段成绩20+结果考核40%。由于制图课的第二学期是标准件、零件图、装配图、计机绘图等基本技能知识,不便用考卷考核,而用测绘零件图、装配图、软件绘图进行考核,就必须加大实践考核的评分权重,在整个实训过程中不仅要考核出勤和作业,更重要的是考核实训投入和动手表现;实训每一阶段的成绩如:拆卸、测绘及数值、画草图等;测绘结果。4.答辩考核:为了防止测绘结果出现抄袭、代画等虚假现象,不能只由图面确定分值,采用学生当面答辩的方式,答辩的内容可广泛取材,紧密联系生产实际,针对学生的测绘结果,涉及不同的知识点,包括机件的表达方法、零件图和装配图中的特殊画法、工艺结构性、公差配合、装配关系等。这些知识含盖广实践性强,可以考核学生综合读图、绘图的能力,培养学生的专业技能。让实训考核的指挥棒督导学生深入实践,勇于动手,以提高学生综合素质,适应就业和企需要。5.几点思考:在改革考核的实施中,要保证考核实施的可靠性、有效性,必须加大试卷考核题库的题量,尽可能的覆盖各考点部分的精细处,同一知识点的题目不仅数量大而且要类型多,难点、重点把握好,难易程度要适当;可以吸纳实验实习老师出题入库;教考分离,并且出同分量的考题四份以上,考前随机抽取;相近专业的考题不能公用,要有区分和侧重;最重要的是要严格考核、严格把关,严格学籍管理,避免一杆过和高分低能现象出现,使考核的指挥引导作用落到实处。
四、结语
“考核”这一教学环节是引导学生学习、促进教师教学的“指挥棒”,只有结合制图课目标和教学实际,不断总结和革新,制定出切实可行,行之有效的模式,才能真正发挥它督导“教”与“学”的指挥、调控作用,使制图教学真正面向就业和社会,培养出具有综合素质的现代应用型人才。
一、改革原有的实训教学模式,推行模块化教学
在模具实训教学中推行四个教学模块,坚持“教、学、做”合一,工学结合的教学方法,并在教学实践中采用讲练结合、实践先行、趣味伴行、模块化教学方式组织实施。根据模具专业人才培养目标,基于就业岗位需求,基于工作过程将模具实训教学以四个教学模块的形式开展教学,模具实训教学模块内容如下:
1、专业技能教学模块:
1)模具钳工基础实训教学模块:
主要完成模具钳工基本操作技能教学,使学生熟练掌握模具钳工所有基本操作技能,打好模具钳工基本操作技能基础。
2)拓展实训教学模块:
主要完成车床的、铣床、磨床、焊接等设备的基本操作技能,使学生了解普通机械加工方法、加工工艺,培养学生“一专多能”,拓展就业途径。
3)数控实训教学模块:
主要完成数控编程与操作、数控仿真技能、CAD/CAM软件应用教学,了解先进的加工工艺和加工方法。
2、核心技能教学模块:
1)模具拆卸、测绘实训模块:
主要完成冲压模具、塑料模具的拆卸、测绘实训教学,将测量技术、机械制图、极限配合与技术测量基础、模具材料热处理、冲压工艺与模具结构、塑料工艺与模具结构等多门理论课程融会贯通,使学生在拆卸、测绘实训教学中应用所学的专业理论课程。
2)模具安装、调试、维修实训模块:
主要完成冲压模具、塑料模具的安装、调试、维修实训教学,了解模具使用设备冲床、注塑机等,掌握模具安装、调试、维修方法。
3、趣味课题制作实训教学模块:
通过趣味课题制作实训教学,主要是提高学生学习兴趣,激发学生学习热情,展示学生的学习成果。
4、技能鉴定实训教学模块:
主要完成技能鉴定实训教学。
二、合理安排模具实训四个教学模块,制定优化的实训教学计划
改变以往在2-3学期以模具钳工基本操作技能教学为主的模式,学生实训了很长时间还不知道模具专业到底是干什么的困惑。优化模具实训教学计划,合理安排模具实训四个教学模块的实施。
1、第一学期在以模具钳工基础实训教学模块为主的基础上,增加趣味课题制作实训教学模块,提高学生学习兴趣,激发学生学习热情,展示学生的学习成果。
2、第二学期在模具钳工基础实训教学模块和趣味课题制作实训教学模块的基础上,增加拓展实训教学模块和模具拆卸、测绘实训模块。使学生了解普通机械加工方法、加工工艺,培养学生“一专多能”;学生在拆卸、测绘实训教学中了解专业内容,巩固专业思想。
三、模块化教学在实训教学中的具体做法
根据自己在教学中的具体实施的情况,现将部分实训教学模块在实际教学中做法总结如下:
1、模具拆卸、测绘实训模块
模具拆卸、测绘实训模块教学目的:一是通过拆装了解模具结构,模具零部件的作用,模具的拆卸方法、组装顺序,模具工作原理,拆装工具的使用等;二是通过测绘了解模具零件的尺寸,绘制测绘零件草图,绘制零件正规图,标注零件的尺寸及公差,零件的材料,技术要求等。
模具拆卸、测绘实训模块在实际教学中采取分阶段逐步实施,在第二学期引入模具拆卸、测绘实训模块时,因部分专业课还未开设,学生专业理论知识欠缺,那么这一阶段以模具拆卸教学为重点,通过拆装了解模具结构、模具零部件的作用、模具工作原理,掌握模具的拆卸方法、组装顺序、拆装工具的使用。
2、模具制造实训模块
模具制造实训模块教学目的:通过模具制造实训使学生掌握模具的加工方法、加工工艺、模具零件的加工、模具装配,巩固专业思想。模具制造实训模块内容包含冲压模具制造实训教学和塑料模具制造实训教学。
1)在模具制造实训模块教学实施中,采取个人独立完成到小组协作完成的教学模式;遵循渐进、有简到难的教学顺序;讲练结合、实践先行的教学手段。
2)学生第一次进行模具制造实训课题时,要求学生每一个人独立完成模具制造,使学生掌握模具制造从零件的准备、零件的加工、零件的组合、模具装配整个过程,锻炼学生独立完成模具制造的能力。
在后续进行模具制造实训课题时,采用小组协作完成的教学模式,小组成员四人,推选小组组长一人全面负责模具制造的进程、任务分配、协调小组成员零件加工精度和加工进度,通过模具制造实训培养学生团队协作共同完成课题,增强班级观念,团队观念。
其次模具制造过程组织管理,模具制造零件多、标准件使用多,如果组织管理安排不当,将可能造成零件丢失、标准件使用过多、钻头铰刀丝锥等工具损坏严重、零件加工精度不高、模具制造效果差等情况。在实际教学中对模具零件加工提出要求,零件精度按图纸加工,如果图纸未规定公差则由教师制定公差,将零件的加工按课题要求对待,每加工好一个工件先由组长进行初检,教师进行复检,然后教师按小组分类统一管理工件,这样教师可以掌握模具制造进度、零件加工精度、有效的控制原材料的使用和标准件使用等情况。在成绩评定中采取以小组为评定对象,展开小组间竞赛,综合考察模具制造中模具零件的加工精度、零件组合精度、模具装配精度、原材料的使用数量、标准件使用数量、工具损坏情况、团队协作情况、模具制造总体用时等方面评定出小组得分,再由小组成员根据小组得分、各自在模具制造中工作情况评定出小组每一个成员的成绩;以小组考核的方式评定成绩,可以有效地调动小组每一个成员,锻炼学生之间的相互协作能力,培养团队意识,增强团队观念。
传统教学是先由教师把非常系统的知识讲完,让学生进行知识储备,然后再应用某些知识点进行练习训练。“计算机工程制图”授课一般是先课堂授课,黑板板书加上一些PPT课件和教学模型展示,布置作业,而后是AutoCAD授课与上机练习,最后是零部件测绘实训。并且未能根据课程内容和学生特点,灵活运用现代教育技术和教学方法。这样教学的弊端是学生在毫无目的地被动接收,学习没有积极性,学习效果往往不够理想。
1.2课程实践性不够强
高等职业技术教育作为高等教育的一个重要组成部分,培养的是具有高素质的技能型复合人才。但当前多数学校制图课程教学中,重理论,轻实践,而且理论与实践教学不能有效结合,使在校学习的内容与生产企业的实际工作过程脱轨严重,没有很好地体现职业性、实践性和开放性的要求,因此很难培养出学生真正的职业技能。
2.课程建设思路
通过对课程教学中存在的主要问题进行分析和企业实际生产调研,结合国家级精品课程评估指标,课题组明确了建设《计算机工程制图》精品课程的思路。按照“实用为主、必须和够用为度”的原则重组与企业人才需求相适合的课程体系和内容;根据课程内容体系,建设与之相适应的教材、教学方法与教学手段;强化教师培训与再教育,建设一支教学观念新、教学水平高、教学手段先进、职称结构合理的“双师素质”教师队伍;坚持走工学结合的道路,开展校企交流与合作,建设一流的校内实训基地和校外实训基地,进而完善教学设施;完善学生专业基本技能、职业综合技能、创新意识和创新能力的培养,满足学生未来就业岗位需要。
3.课程建设内容与成果
3.1教学内容
课题组认真研究相关专业人才培养目标,遵循国家制图员职业资格考试的标准要求,进行了岗位需求调查,并且经过大量的企业调研,发现机械设计与制造、化工等工科类专业学生就业主要从事制图、产品检验与研发、机床操作、技术改造、设备管理与维修等职业岗位。2000年以前,我校的《机械制图》和计算机绘图《AutoCAD软件》课程分别单独设置,计算机绘图课程安排在学习完工程制图课后开设,总学时144学时,其中实践学时16学时,占总学时11%,课程内容强调知识的系统性、完整性与严谨性。2000年后合并为《机械制图及AutoCAD》,对教学大纲和教学内容进行了更改,适当降低了画法几何、机械制图部分内容的难度要求,开始注重生产实际需求,高度重视读、画工程图样能力的培养,总学时调整为124个学时,实践学时24,占总学时19%。2003年,我们将“机械制图”和AutoCAD软件课程整合,编写完成了面向21世纪规划教材《计算机工程制图》、《计算机工程制图实训教程》,获我校教学成果二等奖。2006年我们以我校机械制造与自动化专业被国家教育部确定为高职高专教学改革示范专业为契机,对课程进行了重新设计,探索基于工作过程系统化的课程开发,将《机械制图》、《计算机绘图》、《零部件测绘》有机整合,并注重“实用为主、必须和够用为度”,教学内容强化了实践教学,制定了新的教学大纲,总学时变为128学时,实践学时62,占总学时49%。2009年,我们编写出版了基于工作过程的《计算机工程制图与测绘》和《计算机工程制图与测绘实训教程》,内容选取力求与工作岗位的需求紧密相连,比如实训项目———减速器全套图纸测绘的主要学习任务就包括螺纹画法、轴类零件画法、箱体类零件画法、装配图画法、计算机绘图、公差知识及测绘方面知识的使用等,该教学内容的工作对象包括机械零部件、设计方案、要绘制的工程图样和三维造型等,运用CAD/CAM软件、绘图工具及仪器、测绘用工量具等各类工具。教材的使用取得了很好的教学效果。
3.2教学方法和手段
3.2.1教学模式设计把课程学习内容联系企业生产实际,提出各种任务,进行任务驱动式教学。将学生置于提出问题、思考问题、解决问题的动态过程中学习,比如利用常用的减速器模型,提出减速器的某个零件属于哪一类零件,如何表达绘制该类零件图,零件图上哪些尺寸是重要尺寸,哪些表面有表面粗糙度的要求,零件图有何用处等任务。引导学生进行主动思考,优化了教学过程,从而提高了课程质量和效率。课程实践教学充分利用校内外实习、实训基地,邀请工厂技术人员现场指导。由企业教师有针对性地安排与课程相关的任务并指导学生,使学生在学中做,在做中学,让学生在生产实境中体验图纸表达的内容,深切体验到知识的实用性,从而提高学生的读识图能力和绘图能力,也培养了团队合作精神及适应社会的能力。工学结合应该是课内结合与顶岗实习等相结合,课内结合应为最终的顶岗实习做好准备。通过顶岗实习,使学生在真实的环境中进行实践锻炼,在企业教师的指导下,完成真实工作环境下的测绘、计算机绘图及其它任务,强化学生专业能力和岗位适应能力。同时结合本课程的教学内容及进程,开展了创新设计大赛、计算机绘图竞赛,参加《计算机工程制图》课程网站开发的建设等实践性环节,取得了较好的实践效果。3.2.2根据不同内容采用相应的教学方法(1)采用现代化教学手段(利用多媒体课件等)讲授制图基本知识部分(体上的点线面、基本体与组合体),大量运用模型演示与动画模拟,对学生进行空间想象思维训练。同时讲解计算机绘图(CAD)的基本操作和绘图命令,使抽象的理论变得直观、形象,容易理解。(2)按工作过程导向讲授机件表达、零件图和装配图,对学生进行机械制图基础训练。打破章节界限,采用幻灯片、模型、零部件实物展示台和台虎钳等真实零部件进行教学,并利用多媒体课件加以操作演示,同时讲解计算机绘图(CAD)的零件图、装配图、标注等内容。模拟了生产工作过程,也提高了直观性与趣味性。(3)测绘实训教学。针对具有工程意义的减速器、台虎钳、齿轮泵等做零部件测绘、手工绘制草图能力训练,再利用计算机软件把全套工程图样绘制出来,而后总结撰写测绘实训报告。这样提高了学生动手和构图的能力,同时也强化了计算机绘制工程图样的能力。3.2.3采用多种现代教学技术手段采用先进的教学手段、利用多媒体课件和网络教学,可增加大学生获取知识的信息量。在理论和实训教学中,课程组教师制作了集图片、动画、flash和声音为一体的《计算机工程制图》教学课件,建立三维模型、虚拟项目等仿真教学环境,全部教学过程采用多媒体授课方式,并结合其它方式。多样的信息承载形式,丰富了学生的空间想象力,提高了教学效果。依托校园网,建设精品课程网站,将《计算机工程制图》课程的电子教案、多媒体课件、课程教学视频、三维模型、实训项目、练习题库等相关资料全部上网,实现开放式教学。丰富的网络资源可以满足本课程学生自主学习和上网学习的需要。
3.3教师队伍
我校极为重视青年教师的培养,采用培养和引进相结合的办法,大大提高了师资队伍素质。制订师资培养计划,鼓励青年教师参加理论进修和企业顶岗学习,每年完成不少于一个月到企业单位顶岗,以提高生产实践经验,增强职业能力。同时对企业兼职教师进行师德培训,支持其参加高等教育学和高等教育心理学的课程学习,以增强其执教能力。经过几年的培养,教师队伍中全部具有多种职业资格证书,专任教师全部是“双师型”教师,在企业中担任技术服务。部分教师为河南省成人制图学会成员,教师教学理论及实践水平大幅提高,教学观念新颖、教学水平较高、教学手段先进。已经形成一支老、中、青结合的较为理想的教学队伍,且各自所学专业形成交叉,知识结构很合理。组成了不同知识层次和年龄的教学梯队;教学队伍中从事课堂教学的教师6人(其中3人兼带实验),专职从事实践教学的教师4人;校外兼职教师4名,均系工学结合单位的生产实践经验丰富的技术人员,参与了课程的设置、教学内容的制定,负责本课程实践教学环节,实现了教学过程的开放性。
3.4教学条件
《计算机工程制图》是我校机电、化工、建筑等工科类专业的技术基础课程,学校对该门课程的建设、发展给予了高度重视。为保证该课程教学的顺利实施,已建设了良好的校内教学与实践环境。为保证学生在校学习与实际工作的一致性,强化学生专业能力、方法能力和岗位适应能力,学校加强了校外实习基地的建设,与河南中轴控股集团股份有限公司、焦作三岛输送机械有限公司、厦工机械(焦作)有限公司、焦作科瑞森机械制造有限公司、焦作市迈克冶金机械有限公司等5家单位建立了长期合作关系。可以满足学生企业认知实训、课程实训和生产性实习等实践教学的需要。
4.课程建设成效
《计算机工程制图》精品课程建设符合教育部教高[2006]16号文件精神,很好地实现了工学结合与一体化教学。课程组全体教师经过几年的努力,取得了较好的成效。清华大学著名教授王先逵在听取了《计算机工程制图》的教学汇报后,给予高度评价,认为这门课程的改革力度较大,具有较高的可操作性,走在了工程制图课程改革的前列,是一项有积极意义的尝试,能够提高学生的学习兴趣和课程的教学质量。近5年,在《计算机工程制图》课程教学团队的教师每学期期中教学检查中,学生的评价结果均为优秀、良好水平,平均得分97.75分,并多人次获得“受学生欢迎的教师”称号,均评为优秀,同行专家及我校督导组听课评价较高。根据对机械制造与自动化专业、应用化工技术专业近5届毕业生回访调查,毕业生认为《计算机工程制图》课程对自己的读画工程图、计算机绘图、协作能力等多项能力帮助很大,课程教学体系使自己学习了生产技能、团队意识,为尽快适应岗位打下了坚实的基础。近5年,通过对近20余家用人单位的问卷调查,用人单位对学生的制图水平给予了充分肯定。认为毕业生的制图功底较为扎实,识图能力很强,进入角色较快,适应能力强,基本达到了毕业能直接上岗的要求。目前有约60%的毕业生从事与设计、维修和测绘等相关工作,满意率达到95%以上。
1.技师机械制图教学存在的主要问题
技师院校设置机械制图课程,能培养学生的空间形象、识图和画图等能力,从而深入研究所学的专业。当前教学中存在问题有:教学是双边活动,就教师而言,首先,从教学内容看,教材容量较多,理论繁杂,课程进度紧,导致教师不能深入教授,学生一知半解。教学中缺少实践锻炼,理论不能更好联系实际,学生工作后不能直接上岗。其次,教学形式上,教具落后。传统的教具如黑板、模型、挂图等,基础较差的技校学生理解、想象起来都很吃力,因此课堂时效性差。教法单一,不适应新课改的理念,学生主体作用发挥不好。就学生而言,对图纸的重视程度不够,在意考试分数和机械的操作等,忽视识图、制图精准的重大意义。此外,学校的配套设施、场地、软硬件条件等陈旧,无法适应、更新。
如果继续沿用传统的理论和实习教学的方法,已很难适应现在生源素质的要求,难以激发学生的兴趣和动力。社会的进步迫使教学方法的变革。如果说以前教学受条件限制,缺乏器材场地等因素的制约,那么这几年随着国家对技工教育的大力投入,许多学校已经具备了开展一体化教学的条件。而注重实用,招之能用是用工原则的大势所趋。
2.如何在创新理念下探索机械制图教学一体化改革
2.1创新课程设置,使教材内容、教学计划、教学目标、实际效果一体化
《机械制图》、《Auto CAD》与典型零件测绘结合的教学内容要体现行业实用和够用的原则。根据不同行业应用需要选择教学内容,坚持“必须、实用、够用”的原则,突出行业应用性和岗位的针对性,体现职业应用的特色。如先从学生熟悉的长方体、圆柱体、圆锥体等基本形体的图纸绘制,以熟悉投影原理、图幅标准、线型使用、尺寸标注等机械制图基本常识,然后,以实际生产中机械零件的常用结构类型为依据,设置轴类零件识读与测绘、盘类零件识读与测绘、叉架类零件识读与测绘、箱体类零件识读与测绘等实训项目,如可选普通减速器为典型任务,再以减速器分解为许多子任务。这样通过零件测绘与总装配图的实训,使学生熟悉各类零件的常见结果、常用表达方法和绘图要点,熟悉公差与配合的概念,最后设计简单产品的装配测 绘。达到系统培训学生的目的。
2.2创新教学手段,使机械制图与计算机绘图教学一体化
现在企业生产已基本不用手工绘图,已全面普及了计算机绘图。把机械制图与计算机绘图结合起来上,把一部分手工绘图练习用计算机绘图替代,强化计算机绘图能力,使课程培养目标与企业需求零距离。计算机绘图的教学内容主要是典型软件AutoCAD的操作和应用。例如:在“第一章制图的基本知识”结束后,讲授“第二章AutoCAD基本知识”,介绍AutoCAD软件的基本操作、绘图界面及用AutoCAD绘制平面图形的操作方法。在讲授完“正投影和三视图”理论之后,即可插入“用AutoCAD绘制三视图”的教学,计算机绘图的内容、深浅度与制图理论教学同步。需要指出的是,计算机绘图融入机械制图教学,并非用计算机绘图完全代替手工绘图。手工绘图不仅包括动作技能训练,还包括智力技能训练(主要成分是思维训练)。绘制草图是这方面训练的较好方式,能迅速、形象、整体地记录头脑中各种思维的结果。因此,应加强草图训练。传统教学方法与多媒体课件教学方法一体化。优秀的多媒体教学课件,其应用可贯穿整个制图教学过程。
2.3新教学方法,使传统的教学方法与现代教学方法一体化
以往的技师机械制图教学,一般是教师讲授为主,为了让学生就业时掌握更多技能,教师不辞辛苦,一堂课从头讲到尾。学生基本是开头认真,中间糊涂,结尾睡着。单一的课堂教学方式不利于学生主体地位的发挥,积极性和兴趣很难调动起来,潜力和能力得不到很好的发挥。因此教师要起到主导地位,把课堂还给学生。根据这门学科学生实现目标较多的特点,可以采用高中教学中的合作探究学习方法。教师根据学生情况分成几个学习小组,由学生选择模型、共同分析图形、了解结构、探究绘图的方案、讨论注意事项,各组选出发言人总结陈述观点。教师在这个过程中巡视、启发、协助、发现问题、答疑解惑,最后总结归纳知识点,对重难点或学生解决不好的问题予以点拨。技校的学生更侧重动手和实际工作能力,这种现代教学方法与学法,较好的培养了学生的协作、沟通、动手、应变等能力,为将来顺利上岗就业发挥不可替代的作用。
2.4创新教学场地,使教学地点(教室、制图室、多媒体、计算机绘图)一体化
传统的机械制图的教学场景一直都很单一,一般都在普通的教室里上课,有些条件好的学校可以在多媒体教室。这样的教学场景与学生即将从事的工作没有直接的关联,导致学生毕业后到企业还需重新培训。因此,根据工学一体的要求,学校结合学生毕业后工作的实际情况,改传统单一的教学地点为多场地教学特别是参观工厂、工厂实训和开展与工作密切相关的教学工作,可以激发学生的学习兴趣,调动学生的学习积极性,使学生在校期间能学到工作知识,受到企业的欢迎,就业率、满意度均大幅度提升。
2.5创新教学评价方式,使机械制图的过程和结果评价一体化
改变单一的评价方式,传统评价方式仅限于考试成绩,这对应试型或理论性人才的培养有必要,但是对技校学生明显片面。教学评价标准应该包括专业、考试等成绩外的如自主学习、合作学习、自我管理、沟通协调等综合能力。教学评价不能只看考试结果,还必须与教学过程相结合,教学过程中,教师要关注各学习小组及每个学生的表现、参与态度及能力,看到学生的不足和进步状况。每学期可以周评、月评、相结合,在动态中不断发现问题,及时解决和调整,每个阶段从个体到整体都有所收获和改进。期中和期末再形成书面化的材料,由学生自评,上交作业或总结,教师再做主要评价。这样就让学生对制图水平真正重视并能实现提高。从而达到教学目的,节省教学资源。
当然,要实现机械制图的一体化教学的良好效果,需要国家对技师教育的投入,如学校教学场地和配套设施的建立,现代化综合性教室和模型的投资等。技师院校本身要注重对教师队伍的培养,安排进修和培训,使教师的专业水平和教学理念不断提高,为机械制图教师创造出良好的学术研究和教法理论创新的氛围和平台。教师自身也要不断完善自己,掌握新技能,更好的实现机械制图一体化教学改革目标,更好的完成教学任务。
根据学生的反馈情况,我们研究了中职模具教学过程和该课程的特点,并重点针对中职学校学生的特点及具体课程教学方法中存在的一些问题进行讨论,提出要注重技能培养和应用,降低理论的深度,尝试对模具专业课程教学进行改革。为适应中等职业技术人才的培养,课程应突出模具制造工艺的综合性、针对性和实用性。由于模具制造工艺是专门针对模具零件的加工制造及模具的装配,其工艺特点较为专业,需要学生具备一定的模具设计、模具结构知识,同时,还需要熟悉各种加工设备及方法。模具制造工艺的学习要求学生有一定的基础知识,否则学生就会觉得该课程的内容空洞、抽象,无法理解,就达不到预期的教学效果,也不符合中职学校学生的培养目标。
1.改革原有的实训教学模式,推行模块化教学
在模具实训教学中推行四个教学模块,坚持"教、学、做"合一,工学结合的教学方法,并在教学实践中采用讲练结合、实践先行、趣味伴行、模块化教学方式组织实施。根据模具专业人才培养目标,基于就业岗位需求,基于工作过程将模具实训教学以四个教学模块的形式开展教学,模具实训教学模块内容如下:
1.1 专业技能教学模块
1.1.1 模具钳工基础实训教学模块
主要完成模具钳工基本操作技能教学,使学生熟练掌握模具钳工所有基本操作技能,打好模具钳工基本操作技能基础。
1.1.2 拓展实训教学模块
主要完成车床、铣床、磨床、焊接等设备的基本操作技能,使学生了解普通机械加工方法、加工工艺,培养学生"一专多能",拓展就业途径。
1.1.3 数控实训教学模块
主要完成数控编程与操作、数控仿真技能、CAD/CAM软件应用教学,了解先进的加工工艺和加工方法。
1.2 核心技能教学模块
1.2.1 模具拆卸、测绘实训模块
主要完成冲压模具、塑料模具的拆卸、测绘实训教学,将测量技术、机械制图、极限配合与技术测量基础、模具材料热处理、冲压工艺与模具结构、塑料工艺与模具结构等多门理论课程融会贯通,使学生在拆卸、测绘实训教学中应用所学的专业理论课程。
1.2.2 模具安装、调试、维修实训模块
主要完成冲压模具、塑料模具的安装、调试、维修实训教学,了解模具使用设备冲床、注塑机等,掌握模具安装、调试、维修方法。
1.3 趣味课题制作实训教学模块
通过趣味课题制作实训教学,主要是提高学生学习兴趣,激发学生学习热情,展示学生的学习成果。
1.4 技能鉴定实训教学模块
主要完成技能鉴定实训教学。
2.合理安排模具实训四个教学模块,制定优化的实训教学计划
改变以往在2-3学期以模具钳工基本操作技能教学为主的模式,学生实训了很长时间还不知道模具专业到底是干什么的困惑。优化模具实训教学计划,合理安排模具实训四个教学模块的实施。
1、第一学期在以模具钳工基础实训教学模块为主的基础上,增加趣味课题制作实训教学模块,提高学生学习兴趣,激发学生学习热情,展示学生的学习成果。
2、第二学期在模具钳工基础实训教学模块和趣味课题制作实训教学模块的基础上,增加拓展实训教学模块和模具拆卸、测绘实训模块。使学生了解普通机械加工方法、加工工艺,培养学生"一专多能";学生在拆卸、测绘实训教学中了解专业内容,巩固专业思想。
3.模块化教学在实训教学中的具体做法
根据自己在教学中的具体实施的情况,现将部分实训教学模块在实际教学中做法总结如下:
3.1 模具拆卸、测绘实训模块
模具拆卸、测绘实训模块教学目的:一是通过拆装了解模具结构,模具零部件的作用,模具的拆卸方法、组装顺序,模具工作原理,拆装工具的使用等;二是通过测绘了解模具零件的尺寸,绘制测绘零件草图,绘制零件正规图,标注零件的尺寸及公差,零件的材料,技术要求等。
模具拆卸、测绘实训模块在实际教学中采取分阶段逐步实施,在第二学期引入模具拆卸、测绘实训模块时,因部分专业课还未开设,学生专业理论知识欠缺,那么这一阶段以模具拆卸教学为重点,通过拆装了解模具结构、模具零部件的作用、模具工作原理,掌握模具的拆卸方法、组装顺序、拆装工具的使用。
3.2 模具制造实训模块
模具制造实训模块教学目的:通过模具制造实训使学生掌握模具的加工方法、加工工艺、模具零件的加工、模具装配,巩固专业思想。模具制造实训模块内容包含冲压模具制造实训教学和塑料模具制造实训教学。
1)在模具制造实训模块教学实施中,采取个人独立完成到小组协作完成的教学模式;遵循渐进、由简到难的教学顺序;讲练结合、实践先行的教学手段。〖HJ1.0mm〗
2)学生第一次进行模具制造实训课题时,要求学生每一个人独立完成模具制造,使学生掌握模具制造从零件的准备、零件的加工、零件的组合、模具装配整个过程,锻炼学生独立完成模具制造的能力。
在后续进行模具制造实训课题时,采用小组协作完成的教学模式,小组成员四人,推选小组组长一人全面负责模具制造的进程、任务分配、协调小组成员零件加工精度和加工进度,通过模具制造实训培养学生团队协作共同完成课题,增强班级观念,团队观念。
其次模具制造过程组织管理,模具制造零件多、标准件使用多,如果组织管理安排不当,将可能造成零件丢失、标准件使用过多、钻头铰刀丝锥等工具损坏严重、零件加工精度不高、模具制造效果差等情况。在实际教学中对模具零件加工提出要求,零件精度按图纸加工,如果图纸未规定公差则由教师制定公差,将零件的加工按课题要求对待,每加工好一个工件先由组长进行初检,教师进行复检,然后教师按小组分类统一管理工件,这样教师可以掌握模具制造进度、零件加工精度、有效的控制原材料的使用和标准件使用等情况。在成绩评定中采取以小组为评定对象,展开小组间竞赛,综合考察模具制造中模具零件的加工精度、零件组合精度、模具装配精度、原材料的使用数量、标准件使用数量、工具损坏情况、团队协作情况、模具制造总体用时等方面评定出小组得分,再由小组成员根据小组得分、各自在模具制造中工作情况评定出小组每一个成员的成绩;以小组考核的方式评定成绩,可以有效地调动小组每一个成员,锻炼学生之间的相互协作能力,培养团队意识,增强团队观念。
总而言之,结合中职教育的目标和对学生的要求,课程教学方法的改革将会更加突出理论与实践的结合,具备一定理论知识的技能型人才将会受到社会欢迎。《模具制造工艺学》课程教学方法的改革可使学生在理解知识的同时还能了解相关加工工艺及设备,更好地达到教学目的。在课程的教学过程中,还需要进一步细化工艺过程,以培养学生独立思考及创新学习加工工艺的能力,培养一批既懂理论,又会实际操作的应用型高级技能型人才。
近段时间,由于学院数控专业进行专业示范性建设,专业课程需要进行新课程标准的制订或修改。本人参与到了《制图测绘与CAD应用》这门实训课课程标准的制订。接到任务后,本人首先发现该课程标准要求用六步教学法填写学习情境,包括收集资料、计划、决策、实施、检查、评估等六步。对于该教学法本人是又爱又恨,爱的是经过传统教学的熏陶,学院总算决定引进先进的教学方法了,恨的是该课程是否适用于大专院校的专业性较强的学科还未得到验证。
《制图测绘与CAD应用》这门实训第一个任务(即学习情境)就是进行球阀的测绘。广大机械类专业的教师或者学生都肯定了解,该项目用到的球阀是一类比较典型的装配体,它里面包含了箱体类、盘盖类、轴类以及叉架类零件,可以说机械制图学习中主要介绍到的典型零件该装配体中都有。对该装配体进行测绘是对机械制图这门课程的一次总结,也为今后的专业课学习打下基础。本门课的实训流程是这样的:首先介绍球阀在生活中的应用场合,引起学生的兴趣。然后拆装该球阀,让学生认清该装配体的组成零件。接下来学生对非标准件进行测绘,根据测绘出的数据绘制装配图,最后完成零件工作图及总结。该项目一共进行30个学时左右。但是,要将如上安排完美的填入表格中给我带来了深深的压力。因为本院学生水平普遍不高,高考成绩绝大多数都是两、三百分,学习兴趣也不浓,布置下去的课后作业基本都不会做,所以收集资料这一步根本就无法进行。计划这一步也只能是教师安排好任务流程然后介绍给学生。后面的决策更是无从说起。实施、检查和评估这三步倒是可以进行。但是,某权威人士主持的《六步教学法解读》中说到:收集资料要包含教师的问题、情景驱动,学生的阅读、思考与活动。计划包含教师的观察与倾听,学生的交流、合作与分享。决策包含教师的举例启发与点拨,以及师生思维交锋。实施包含追问与反思。检查包含评价与提升,学生应及时反馈、提升到学科思想方法。评估是指动脑思考、动手实践、出声表达。
对比此文章和我自己做的表格,我觉得我们应进行深思。教学到底是应该因为产生了新的教学法就直接套用,还是应该根据学生水平和专业需要进行教学法的灵活安排?我相信对于广大教师来说,不管教学方法是否采用所谓的六步教学法,这张六步教学法的表格都能很完美的填完,不让主管领导找到一丝漏洞,并在教学中仍采用自己认为合适的教学方法。所以对于特定学生来说,一份无法进行的课程标准或者说教学方法有没有必要花费大量人力、物力甚至财力来完成或推广,值得广大专家思索。
对于六步教学法的产生背景,本人做过一定的了解。魏书生先生具有五多的工作环境:兼职多、会议多、来访客人多、信件多、稿债多。用于语文教学时间,仅占全部时间的十分之一,要提高教学质量,出路只能在深化课堂教学改革上。魏书生千方百计使学生成为学习的主人,他从五方面入手,实现他的理念:老师要树立为学生服务的思想;建立互助的师生关系;发展学生的人性和个性;决策过程与学生商量;教给学生参与教学管理的机会。他通过建立计划系统、监督系统和反馈系统,提高语文管理自动化的程度。就我个人观点,魏书生先生对于教师的本职工作我认为是不合格的,但是究其工作环境,魏书生先生提出六步教学法也是一个无奈之举,由于上课时间不多只能要求学生进行自学。而且语文这门课的学科性质也适合学生进行自学,适合学生感受作者的思想,适合学生提出自己的看法。但是对于广大专业性极强的工科课程来说,有些内容是国家标准规定的,不能按照学生自己的理解进行,老师都恨不得把一节课掰成两节课来上,哪来时间给学生进行自学。可能有人会说,自学不一定要在课堂上。但是请大家想想,课后会自学的学生大多数都上本科学校了,有多少会在一个一般的专科学校里面。而且某些专业一周34节课甚至更多,课后作业都无法完成哪还有时间进行自学。再加上现在的教材良莠不齐,如果遇到一些错误较多的教材,反而会给学生一个错误的第一印象,不利于教学。笔者也与一位同事讨论过该问题,该同事对《技术测量》这门课的一部分内容进行过一次六步教学法的尝试。提出了一些针对性的问题后,留出了充分的时间给学生自习,以及上网查阅相关资料。但是最后的结果并不理想,大部分学生课后根本就忘了自学这件事,少数自学的学生表示课本上的一些解释或者图形根本看不懂。所以笔者认为,要实现六步教学法应该选择具有一定水平或者学习热情的学生,而不是大面积的不加挑选的施行。
再比如对于《制图测绘及CAD应用》实训的第二个部分CAD应用来说,其内容主要是实践操作,巩固并强化计算机绘图软件的操作。那么收集资料、计划、决策这三步有何意义?
所以说六步教学法实际上前三步是把大部分时间留给学生自学的一种教学法。此方法也用如下四步描述:自习——实施——检查——评估,这与传统教学方法有何本质区别?对于一些专业课程来说,学生很难理解一些术语及定义,那么六步教学法中的教师与学生的思想碰撞如何产生?对于大专院校来说,用传统教学模式反而更能适应广大学生的情况。所以,六步教学法的推广及实施应该做深入的调研,而不应该盲目套用。
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2013)02-0040-03
我国机械制造业已广泛使用先进的数控技术,数控技术技能人才尤其是高技能型人才需求旺盛。高职院校如何适应市场需求培养企业急需的高质量数控人才,是一个亟须解决的现实问题。教育部文件明确提出:“高等职业院校要积极与行业企业合作开发课程,根据技术领域和职业岗位(群)的任职要求,参照相关的职业资格标准,改革课程体系和教学内容。”因此,探索工学结合人才培养模式的改革实践具有重要的现实意义。我校近三年来在数控技术专业人才培养模式改革方面做了大量的探索与实践,并取得了一些成果与经验。
“1233”人才培养模式的内涵
根据人才市场需求、学校办学层次和区域经济发展,江苏建筑职业技术学院确定的数控专业培养目标是:面向江苏机械制造业,尤其是徐州工程机械装备制造业,培养拥护党的基本路线,具有现代机械制造的基础理论知识和专门知识,具备较强的从事机械工艺设计、数控编程、数控维修及操作等实际工作能力,适应生产、管理第一线需要的,德、智、体等方面全面发展的高素质高技能应用型人才。职业岗位群主要包括工艺编程、数控维修及操作岗位。
根据培养目标、专业特点、区域经济发展及学校情况,经过近三年的探索实践,我院数控专业逐步形成了“1233”工学结合人才培养模式。“1”即一条主线,以职业能力培养为主线,构建课程体系;“2”即双元合作,校企合作育人,合作就业;“3”即三阶段,基本能力专项能力综合能力三阶段能力提升培养;“3”即三融合,在培养过程中注重教学环境与职业环境融合、专业教育与职业素质融合、课程与证书融合。
培养过程如图1所示,前两学年除第一学期企业岗位认知实习外,均为校内课堂教学和技能训练教学,第一学年培养学生基本能力,第二学年培养学生专项能力,实施“任务驱动,学做合一”的教学模式,提高教学质量。第五学期为实践教学学期,上半学期校内综合实训,下半学期和第六学期为就业实习,第三学年培养学生综合能力,最终实现双证融通和人才培养目标。
“能力主线,三段提升”课程体系的构建
原有的学科课程体系已不能适应新的人才培养模式和教学模式的需要。根据数控专业岗位群和人才培养目标,我院对岗位群工作任务和职业资格标准进行了分析、归纳、总结,确定了数控岗位群主要职业能力,构建了以能力培养为主线的课程体系,根据职业能力设置课程,如表1所示。职业能力课程是课程体系的主体,再加上基本素质课程和专业拓展课程,构成数控专业的整个课程体系结构,拓展能力课程开设了《多轴加工技术》、《模具技术》、《工程机械构造》、《特种加工》、《生产组织与管理》等课程,学生可以根据兴趣和未来职业发展需要进行选修。
在“1233”人才培养模式下,依据人的认知规律和实践专家的成长规律,安排课程开设顺序,并根据实践进行课程体系整体性优化和完善,目前课程体系已成熟稳定。第一学年开设基本素质课程,包括《计算机应用基础》、《工程数学》、《实用英语》、《创业就业指导》、《体育》、《思想道德修养和法律基础》、《思想和中国特色社会主义理论体系概论》等;基本能力课程包括《机械制图》、《电工电子技术》、《机械设计Ⅰ》、《公差配合与测量技术》、《零件车削加工》、《零件手工制作》等,培养学生基本素质和基本能力。第三学期开设《机械设计Ⅱ》、《机械制造技术Ⅰ》、《数控机床编程与操作》、《液压与气动技术》、《机床电气控制》、《零件车削加工》、《机械测绘》等课程,第四学期开设《数控机床》、《计算机辅助设计》、《计算机辅助编程》、《数控加工实训及拓展》等课程,培养学生各项专项能力和职业素质。第五学期上半学期开设《数控机床故障诊断与维修》、《CAD/CAM综合实训》课程并安排毕业设计,下半学期至第六学期结束进行就业实习,培养学生综合能力和职业素质。
项目课程的建设
在“能力主线,三段提升”的课程体系下,根据职业任职要求,以职业核心能力为主线,确定《机械制图》、《机械制造技术》、《数控机床编程与操作》、《计算机辅助设计》和《数控机床故障诊断与维修》5门核心能力课程,并进行校级立项重点建设,并与企业合作开发适合学校条件的项目课程。2010年11月已完成课程标准、教学课件、校本教材及网络课程建设任务并通过验收,付诸实施,效果良好。以《数控机床编程与操作》课程为例,建设成果如图2所示。每个项目以零件为载体,教学过程分为工艺规划、程序编制、操作机床加工零件、质量检测与评价4个教学环节,在数控车间实施教学,以学生为主体,任务驱动,学做合一,评价以过程评价为主,结果评价为辅。学生学习课程结束后,经后续数控加工实训,数控技能可达到高级工水平。为鼓励教师根据课程性质、内容和特点进行其他课程改革,机电学院制定了工学结合课程改革教学实施工作量奖励方法,有效地推动了项目课程的改革与实施。
技能训练课程是课程体系的重要组成部分,是培养学生职业素质和职业技能的主战场。目前全部实施项目教学,确定以《机械测绘》(绘图员)、《零件车削加工》(车工中级)、《数控加工实训》(数控高级)、《CAD/CAM综合实训》(CAD/CAM应用师)为课证融合课程,学生学习结束时技能水平可达到职业资格要求,考取相应的职业资格证书。校内技能训练课程项目教学由企业兼职教师和校内专任教师共同指导。校外就业实习学生已是企业的准员工,培养准员工是企业的内在要求,可使合作育人成为现实。
校内外实训基地建设
校内实训基地建设 人才培养模式改革必须要有硬件作支撑方能实现。为此,我院根据新课程体系建设的需要和专业群资源共享的原则建设了实训室,投资300余万元建设了机电工业中心,为零件车削加工实训、零件铣削加工实训和机械制造技术课程新建了机械加工实训室,为数控机床故障诊断与维修和数控机床与数控系统课程新建了数控维修实训室,共计新建了6个实训室,再加上原有的数控加工实训室、钳工实训室和机械基础实训室3个实训室,面积达三千多平方米,满足了前四个学期校内课堂教学、技能训练和第五学期校内综合训练的硬件要求。硬件是基础,软件是灵魂,为此应大力加强机电工业中心的内涵建设。具体举措如下:(1)采用企业化的运作模式,教学环境融合企业环境和文化。(2)引入企业产品作为技能训练项目载体,企业兼职教师和校内专任教师共同指导实训,实现合作育人,合作双赢。(3)每年举行一次职业技能大赛,以赛促学,以形成良好的学习氛围。(4)依托机电工业中心积极开展技术服务和教科研工作。近两年来,院级以上立项教育科研课题8项,《机电类创新创业教育实习实训基地建设研究》立项作为我院的江苏省大学生创业教育示范校建设子项目进行研究,并多次为企业培训员工、承办企业技能大赛,获得了企业的好评。
校外实训基地建设 面对企业接纳学生顶岗实习积极性不高的问题,可以通过“合作就业,合作育人”的途径加以解决,使顶岗实习变为就业实习。通过调研,企业乐于接受这种模式,但前提是要有企业接纳学生就业实习。为此,机电学院专门成立了校企合作办公室,负责就业实习基地建设。经过不懈的努力,开拓了就业实习基地10家,我院与徐工集团签订了战略合作协议,每年在新生中组建“徐工班”,优先接收本校数控等专业学生就业实习,满足了数控专业人才就业实习的需要。
我院进行的“1233”数控技术人才培养模式改革实践取得了良好的效果。2010年以来,数控技术专业学生获得数控机床操作工证书的占99.4%,其中获得中级证书的占53.9%,获得高级资格证书的占45.5%,获得CAD中级证书的达到100%,在华东区首届高校大学生CAD技能大赛上获得三等奖以上的有10人。近两年来,毕业生一次性就业率达95.4%以上,50%以上毕业生到徐工集团就业,就业质量明显改善。该模式的可操作性强,有利于开展校企合作育人,就业实习方式颇受企业欢迎,解决了企业参与人才培养积极性不高的问题,具有借鉴意义。
参考文献:
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[3]隋秀梅,刘宏伟,等.数控技术专业人才培养模式的改革与实践[J].教育与职业,2010(29):118-119.
模具产品从设计到生产是一个十分复杂的过程,它包括模具产品设计、模具结构设计、模具加工制造和塑件生产等方面,需要产品设计师、模具设计师、模具加工工人协同完成。笔者所在学校是中职技校,学生来源主要是初中生和少数高中生,培养的学生就是生产第一线的工人,就业岗位定位在模具制造熟练操作工或模具加工工艺师(极少数)。因此,笔者觉得笔者所在学校应推行专业针对性和实用性强的模块式教学方法(见图1)。
1. 模块一:模具拆装测绘
作为直接生产操作工人,看懂读懂机械工程图是关键。因此,组织学生拆开各种模具教具实物进行测绘练习,让学生把所有零件图和装配图在纸上草绘,再用电脑软件绘图。此法有以下优点:
(1)能结合以前所学模具基础理论知识进一步熟悉模具典型结构,为模具装配实训做准备。
(2)制图知识得以学以致用,并强化AutoCAD电脑绘图。
(3)把原来逐件制作纯消耗材料实训变为逐渐引导学生把图纸绘制出来的零消耗实训,
团队合作精神的培养。
(4)为CAXA实训做准备。
2. 模块二:实训教学结合理论知识学习CAXA(或Pro/E、UG)
实训时,可分组发放产品图纸,学生根据模具制品的形状、精度、大小、工艺要求和生产批量,用模具设计软件选择相应的设计步骤、参数、计算公式以及标准模架等,最后给出全套模架结构设计图。要求学生利用软件对此模具进行开模、合模、制品推出的全过程仿真练习,了解了模具制造全过程,从中找出设计的不合理处,为下一步加工实训做准备。
3. 模块三:普通机械,数控编程加工
对模具来说,一般标准零件是可以直接订购的,如标准模架、导柱、导套、顶针等,但模具的凸凹模(或型腔)是要进行加工得到的。任何零件的加工基本上都是要经过粗加工半精加工精加工的这一过程。模具一般是单件产品,因此加工一般是普通机械加工去除余量,再经数控机床编程进行半精或精加工。所以,这就要求学生能编写模具零件加工工艺规程,并能熟练地使用普通机床(如车、铣、刨、磨等)加工出合格的模具零件,且在下道工序能用手工方式和CAM方式编写数控加工程序,操作数控机床(加工中心、数铣、线切割、电火花等)加工出合格模具零件。
4. 模块四:模具装配、修配、调整模块
模具装配、调整不可能直接进行,此模块就要求学生具备钳工的一般技能。钳工一般内容包括:划线、工量具的使用、錾削、锯割、锉削、钻孔、攻螺纹、套螺纹等,而这些基本技能的学习不能像学普通钳工那样照搬应用,要结合模具结构进行研究、总结,发现冲压模具的凸凹模、塑料模具里的镶件是钳工技能训练中的旁证,可将四方体、六方体、圆弧锉配、十字配作、角度配作、钻孔、攻丝、套丝与装配等综合在一起制作一本可行性的实训校本教材,既可减少实训材料的消耗,又可提高学生的动手能力,同时可检验学生模具课程学习完成的情况。
在此模块中,装配最难点应属配钻、攻丝。因为孔的形位精度、尺寸精度关系到装配的位置。教学中,我们要学生自己设计所需孔深,把在理论课学到的螺纹底孔直径计算公式运用到实训操作中,在废料上按钻通孔、钻小孔、钻斜孔、扩孔、锪孔、铰孔、逐步过度到钻盲孔、钻多工件。尽管图纸上不一定要求螺丝清根,但实际的工况是要清根的。这样学生知道了在盲孔攻丝中为了满足图纸规定要求,必须准备好空间让出丝攻到足够深度。这就要把孔钻深点,但若钻的太深超过切口就会钻到下一个零件上去,则会造成偏心问题。因此,应设计些简单的配合组装图,让学生进行加工并装配,为下一步装配模具做准备。
等掌握一定的技能技巧后,可把前面机加工合格的模具零件进行装配、调整、试模实训,试模合格后把此模具进行点评、展示,会让学生有成就感。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。经过该实训,学生能够将既往所学的相关专业知识进一步巩固,达到融会贯通的目的。
以上模块可打乱顺序进行,以解决机床、电脑设备少,学生多的矛盾。有针对性的让学生分批分模块进行实训,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,尽量做到“零距离”上岗。
二、实际案例
图2手柄
工件名称:手柄(见图2)
生产批量:中批量
材料:Q235-A钢
材料厚度:1.2mm
经过模具设计软件的学习之后,发放模具成品图纸给学生,让学生分组(5~10人/组)用Pro/E等模具设计软件在专业教师的指导下,根据图纸的技术要求等进行模具设计计算(见图2)并转化为二维的装配图(见图3),零件图。此阶段是建立在模块一、二的基础上才可进行。
图3二维装配图
经专业指导教师检查合格后,可根据零件图和装配图编制工艺并进行加工,加工的方法很多,可以是机加工,数控特种加工,也可选用钳工加工。工作量大的可选用机加工,如模架,可用加工中心数控编程或用MasterCAM软件进行编程方法进行加工(机加工模块实训);精度高的可用特种加工,如落料凸模,直通式,采用线切割加工,2个M8螺钉固定在垫板上,与凸模固定板的配合按H6/m5。整体凹模,各冲裁的凹模孔均采用线切割加工(特种加工模块实训);而简单的,可采用模具钳工技能,如导料板、卸料板可先锉削、磨削后再钻孔(模具钳工技能实训)。
最后等所有的零件都加工好以后,就可以进行装配、调整、试模。根据级进模装配要点,选凹模作为装配基准件,先装下模,再装上模,其中要注意孔的配钻并调整间隙、试冲、返修(模具钳工技能实训)。
三、结束语
由于每个学校的设备、条件、资源等不一,教学方式的不同,普通固定的教材不适于每个学校。因此,针对“实用、够用”原则及模块式教学,应开发相应的校本教材,如已开发的《钳工技能实训》和待开发的《模具测绘实训》以及《机加工、数控实训》。这样针对性的进行模块式教学,会使教学目的明确,技能的掌握更简明快速,学生的适应会更好更快。模具专业实训课程的开发,是一个过程很长很远的研究方向,模具实训老师的专业进取也得不断更新和提高,才能适应新技术的改革和创新。
项目教学法是由美国著名儿童教育家、伊利诺易大学教授凯兹博士和加拿大儿童教育家、阿尔伯特大学教授查德博士共同推创的一种以学生为本的活动教学法。项目活动教学法的引用可以促进素质教育和整体教学,此教学法的目的在于开发学生智力,尊重个体差异,培养学生动手能力、生存能力以及学习能力。
笔者一直担任机械制图的教学任务,在教学中基本上是以讲、练为主,在每一学年后期留有一至两周的时间进行零件图的测绘,对于这样的教学方法和过程总结下来有利有弊,利的是对于基础部分来说,讲、练为主可以帮助学生很快地掌握机械制图的绘制与识读基础。但在图样的表达上,讲、练就起不了多大的作用,而且学生在接受程度上也有不同,基础好的学生觉得很简单不想听,基础差的学生又有些听不懂不想学,而到后面的零件图及装配图上更是达不到预期的效果。所以在去年开始在讲完基础部分后,逐步引进项目教学法进行教学,进行了一些尝试,初步取得了一些效果。现将自己开展的一次“项目教学活动”过程简单的汇报如下:
螺纹的测绘:项目教学主要分为三个阶段,即活动的开始、活动的展开、活动的结束。每一阶段的活动都要由师生共同参与设计、制定。
第一阶段:活动的开始
老师与学生共同讨论“项目”的题目,以便了解学生已有的经验以及他们对此项目已有的知识。学生在讲述他们的经验和表达他们对已知概念理解的同时,对此项目的兴趣不断增加,并能在老师的帮助下,逐步设计自己的活动,老师启发和帮助学生设计项目活动中要调查和解决的问题。
在这一阶段上先提出要求:4-5人一组;把螺纹给学生做一个简单的介绍:如螺纹的作用、用途、常见螺纹的分类等,并和日常生活结合起来引起学生的兴趣;观看一组螺纹图形;启发他们从哪里入手来做这个项目。
第二阶段:活动的展开
创造机会让学生走出课堂到实地工作。例如:安排他们与项目的有关人员、专家等谈话(实地考察);老师提供资源(利用多媒体及相关的录像、相片、故事和音乐等)以帮助学生进行调查;老师为学生进行调查提供各种建议。在此阶段老师组织学生在小组内对各自的工作进行讨论并相互提供建议和帮助。
在这一阶段,由学生自己搜集一些不同种类的螺纹,并自己给这些螺纹分类,做一份档案,并且尝试着自己来测量螺纹的尺寸并画图,在这个过程中,各组同学互相帮助、互相检查所画图形的正确性。
第三阶段:活动的结束
由老师安排一次项目活动总结会。老师帮助学生选择不同内容和不同方式,让他们有目的地展示自己开展活动的全部成果,让学生表达自己学会了什么,并分享他人成果的快乐。同时激发学生新的兴趣,转向新的项目活动或对该项目活动的后续发展。
结束后,利用一节课的时间进行总结汇报,每组同学把自己组内的成果向大家展示并介绍自己是怎样完成的,查找了哪些资料,画了哪些图形,由其他组的同学提问检查正确性。在这个过程中,因都是同学们亲手制作的,所以同学们的参与性也是百分百的,而且讨论非常热烈,达到了很好的效果。
通过开展项目教学活动,我体会到:
1.项目教学只是教学的一个部分,项目教学不可能替代全部的正规教学。因为传统教学的目的在于传授知识和技能;项目教学的目的在于运用已有技能和知识,在于培养学生的自学能力、观察能力、动手能力、研究和分析问题的能力、协作和互助能力、交际和交流能力以及生活和生存能力。
机械制图学科是中职机械类专业学生必修课,主要以培养学生正确的图形表达能力及空间思维能力为课程目标,以培养学生的识图、读图、绘图能力为具体的教学目标。传统的机械类专业课程设置是单独开设机械制图、AutoCAD、公差与配合测量课程,甚至由不同的教师去教授这三门课程,导致课程之间的知识衔接度较差,达不到理想的教学效果。根据实际教学经验与学科的相关度,笔者对课程进行了新的整合尝试:以机械制图基础理论为主,AutoCAD为辅,并穿插相关的公差与配合测量课程知识。改革效果相较于传统教学,学生的学习兴趣激增且教学效率明显提高。
1 课程内容的整合设置
当前社会用人单位较为看重技校生的实际动手操作能力,所以我们在课程设置中,要注意以实际技能操作为主、以理论教学为主线、以项目教学为手段,从而达到激发学生学习兴趣、提高学生实际技能操作水平、提高课程效率的课程整合目标。笔者的课程整合教学内容设置如下所示:
(1)制图的基础知识,包括课程的基本要求、制图的国家标准等;(2)AutoCAD 基础知识,包括AutoCAD用户界面、设置绘图环境和绘图的概念术语;(3)投影与视图的基础知识,包含点、线、面的投影、基本几何体的三视图;(4)简单图形的创建,通过平面图形绘制讲解AutoCAD中的绘图和编辑命令;(5)组合体的三视图及尺寸标注,包括画组合体视图的方法、组合体的尺寸标注;(6)AutoCAD的尺寸标注及常用绘图命令的综合应用,上机绘制组合体视图并标注其尺寸;(7)零件图,包括视图选择、尺寸标注、极限与配合、表面粗糙度、形位公差、零件上常见工艺结构、读图方法以及AutoCAD绘制零件图,并进行文字、尺寸、形位公差及粗糙度等标注;(8)装配图,包括装配图的画法,装配图的尺寸标注、技术要求、明细栏,并要求AutoCAD绘制装配图;(9)专题项目测绘,强调综合技能的训练,利用两周的时间进行实体零部件的测绘,要求手工画出草图,再用AutoCAD绘出整套图纸。
2 课程整合实施后教学方法的改革
机械制图与AutoCAD课程整合的终极目标就是在提高教学效率的同时将学生培养成符合时代要求的应用型人才,所以在教学中,笔者采用多媒体教学、项目教学法,着重强调加强机械制图与CAD课互动实践教学。
2.1 利用多媒体教学,课程内容穿插讲授
运用多媒体教学的过程就是教师精心对教学内容再梳理的过程。笔者将每一部分的教学内容都以ppt的形式呈现,再结合声音、动画等效果,让枯燥、晦涩的理论知识变得立体、生动,学生课堂参与积极性也高。在讲完相关基础后,可以同时利用AutoCAD 软件授课:(1)复习巩固。可以把基础知识中所涉及到的图形提前在AutoCAD 软件中建立模型,在授课时,通过对模型的旋转、剖切等操作,加深学生对图形的理解,从而更加有效地培养学生的空间想象能力。(2)承上启下,导入新知。可以把手工绘制图形的过程,在AutoCAD中演示,通过两种方式的对比,学生更能直观地体验到计算机绘图的高效、美观、便于修改的优势,激发学生的学习兴趣。借助多媒体教学将两门课程的内容穿插起来讲授,大大提高了课堂的教学效率。
2.2 实施项目教学,将课程内容应用于实际
项目教学法是在老师的指导下,由学生自己分析、解决、处理一个相对独立的项目。从信息的收集、方案的设计、项目实施至最终评价,都由学生自己负责,教师仅为项目的开发者、指导者。学生通过所选项目的实施,了解和把握整个过程及每一个环节中的基本要求,并获得最终的结果。例如:在进行制图测绘教学环节时,教师可以通过学校联系一些附近的工厂,合作绘制一些有实际应用价值的零件图纸。根据工厂提供的零部件,要求学生独立完成零件的测绘,从尺寸测量到手工图纸的绘制,然后根据手工图纸利用AutoCAD软件绘制出实用的零件图和装配图,最后进行分组答辩。答辩由指导老师及工厂项目负责人组成,从中评出最优秀的作品作为工厂拟用图,并将优秀作品在全班展览。项目教学的关键是“项目”是真实的,且项目实施的结果是“有用”的,真实情境下的学习与实践对学生学习态度的端正及主动学习的习惯养成起着比较积极的作用。
3 评价、考核方式的改革助力课程整合实施
机械制图与AutoCAD课程整合要达到理想的效果,除了优化教学内容、改进教学方法,评价与考核方式的改革也是必不可少的。对学生的评价与考核应注重以能力为先,全面考核学生的知识、能力、素养。考核与评价的标准以实践操作为主、笔试为辅,通过手工绘图作业、理论基础笔试及利AutoCAD实际上机绘图、独立完成的项目成果,综合评定学生的成绩。
4 机械制图与AutoCAD课程整合实施前的准备
4.1 培养能够胜任课程整合新课程模式的教师
职业学校的教师的教育教学水平及能力上也存在着差距。机械制图基本功扎实的往往是有着多年教学经验及工厂实践经验的老教师,但其计算机绘图能力水平就相对较弱。而计算机绘图能力强的新教师,机械制图基本功又不够扎实、教学经验不足。培养综合教学素养强的能够胜任课程整合的教师,便成为学校亟需解决的问题。因此,一方面学校应该搭建平台,让新老教师互相学习,共同提高;另一方面,应该多创造机会让有潜质、肯学的青年教师与经验丰富的技术人员交流,通过去工厂和下实训车间获取直接的实践经验从而加速育成集理论与实践教学的双能教师。
4.2 教材的研发
学校应开组织教师编写适合本校机械类专业教学使用的《机械制图与CAD》教材。加强课程整合的集体备课,提倡教学资源的共享,创建学科课件库、习题库、试题库,不断完善教学系统,促进提高教学质量。
实践证明,将机械制图与AutoCAD两门课程有机结合的教学改革,有效地提高了课堂教学效率,可以充分调动学生的学习积极性,学生在掌握机械制图基础理论的同时,空间想象力、绘图能力、读图能力得到了提高。在教学中,两门课程相互融合,相辅相成,在教学内容上避免了重复,有效地减轻学生的学习负担,学生的技术应用能力、职业实践能力和创新能力得到较好的培养。机械制图与CAD 课程的教学改革,是一个持续、动态、循环反复和逐步完善的过程,只有边实践边思考边总结,才能将这两门课程整合得更优、更高效。
教学工厂的内涵是将工厂环境引入学校,在校内建起技术先进、设备完善、环境逼真的教学工厂,将学校和工厂合二为一,教学工厂以学校为本位,企业项目研发是教学工厂里不可缺少的一个重要环节。
目前,教学工厂常规做法是:学校向生产厂家承揽工业项目,生产厂家以提供或借用的方式在学校装备一个完全与实际工厂一样的生产车间,学生在教师和师傅或技术人员的指导下进行实际生产操作。在学校揽不到工业项目的情况下,教学工厂就成为了实验室,学生只能在教学工厂里看师傅或教师进行演示教学或参观教学。目前,我国不少学校的教学工厂就处于这样的尴尬境地。
我国高等职业教育引入教学工厂模式,不是要照搬套用新加坡的教学理念,而是要与本校、本地区的实际情况结合起来。每所学校、每个地区都有自己的实际情况,不能套用新加坡教学工厂的现成模式,而应根据专业设置、学生层次及本地区经济发展状况等,创造性地加以利用,建立具有本校特色的教学工厂新模式。
对教学工厂新模式的探索
根据对教学工厂模式的多年探索,我们采取了两个比较成熟的做法:一是直接把企业引进学校,形成教学工厂,我们称这种教学工厂为“校内教学工厂”。学校提供场地供企业无偿使用,学生可以根据需要随时进入教学工厂学习和实践。教学工厂在没有学生学习和实践的时候就是企业,在有学生学习和实践的时候就是教学工厂,学生实践的内容就是测绘或加工企业的实际产品。二是经过两年的理论与基本技能训练后,将部分学生直接送到学校之外的企业学习和实践,我们称这种教学工厂为“校外教学工厂”。为了和企业达到互惠互利的目的,我们和企业联合开发“共享型校企合作课程”。这样的课程以解决企业面临的问题为目标,以职业生涯需要为导向开发课程,为合作企业量身定制共享型校企合作课程,课程内容既适合学生,也适合企业工程技术人员。我们称这种模式为“共享型校企合作课程模式”。这种模式采用的是多批次、少批量的形式,也就是说,在每个企业安排不超过8人的学习和实践团队。为了让更多的学生可以得到这样的学习机会,应多选定一些企业。通过一段时间的实践,这两种教学工厂模式均运作良好。
(一)校内教学工厂
校内教学工厂是主要探索以项目为中心的教学方法,并运用于理论教学。以项目为中心的教学,即教学内容的设计以企业项目为主题,从而使学生获得真实的工作经验,为将来独立面对工作和生活打下扎实的基础。
项目教学实践主要在《机械制图与AUTOCAD》课程中开展,按照“以胜任职业岗位需要为目标,以职业能力培养为主线,以用人单位需求为导向,以制图员职业资格要求为标准”的原则,对课程教学过程进行实践性、开放性和职业性的教学改革,重点创新以生产性实训为特征的教学工厂人才培养模式,以培养学生的创新思维和实践技能、强化学生的实践意识和职业道德为重点。
教学工厂教学实施途径:(1)企业现场认识(参观)实训。在讲授完《机械制图与AUTOCAD》课程绪论后,就安排学生参观校内教学工厂,在参观过程中让学生认识制造企业生产是离不开图纸的,从而认识《机械制图与AUTOCAD》课程的重要性,并使学生储备大量的形体信息,身临其境地感受工厂环境。(2)测绘教学工厂的实际零件。在完成零件测绘的理论学习后,将教学工厂里相对简单的实际零件借用到测绘教室,供学生测绘使用,并绘制出正规的零件图,最后要求学生与企业的加工零件图进行对比,找出自己存在的问题,并写出总结报告。 转贴于
在教学举例、习题、实验课题等方面尽量取材于企业实际生产的零部件。(3)根据图纸装配部件。学生根据教学工厂提供的装配图,帮助企业进行零件装配,实现理论联系实际,巩固所学理论知识,增强实践操作技能的教学目标。(4)利用假期组织部分学生为教学工厂绘制实际生产中使用的图纸,使学生得到实际生产锻炼。
(二)校外教学工厂
校外教学工厂主要进行了三个方面的探索实践。
根据苏州地区实际需要,开发符合教学工厂需求的校本课程苏州存在大量外资和台资制造企业,而这些企业大量使用第三角投影的图纸。虽然我们在机械制图课程中也简单介绍了第三角投影,但学生在实际工作中还是存在一定的识图困难。针对这一现象,我们在收集大量企业第三角图纸的前提下,开发了机械制造与自动化专业的第一门校本课程——外国图纸的识读,并在2007级机械制造与自动化专业开设了限定选修课。这一校本课程的开发使专业技术知识与生产实践需要紧密结合。
选择并设计出符合技能教学需要的企业环境,提高教学工厂实践的科技含量苏州的中小制造企业数量众多,如何为本专业学生选择符合大纲要求的企业成为我们研究的又一课题。以机械制造与自动化专业为例,首先选择制造加工手段全面、加工的零件种类较多的企业;其次,选定的企业技术含量较高,学生进入企业前需要进行特殊培训。
根据教学大纲需要,为学生量身定制满足企业需要的“共享性校企合作课程”新的校企合作式课程——共享型校企合作课程以解决企业面临的问题为目标,以职业生涯需要为导向开发,为合作企业量身定制共享型校企合作课程。具体来说,就是学校通过对签约企业、学生需求进行科学的评估,依据学校自身的性质、特点、条件,充分利用企业和学校的课程资源,确定合作式课程目标,选择组织课程内容,决定课程实施方案,进行课程评价,进行持续的和动态的课程改进。
结论
校内教学工厂的培养模式适合理论与实践穿行的教学,教学内容以企业项目的形式展开。校外教学工厂的培养模式适合学生在掌握了一定的理论与基本技能后需要集中对相关技能进行实训的课程。针对苏州地区中小企业多的特点,我们采用将整班学生分散到不同企业来完成后续课程的学习与实训。
对于常规的机械制造企业而言,学生前二年所学的理论知识完全可以满足企业的生产实际需要,学生缺乏的是企业实际生产经验,我们要求企业让学生在6~8个月内完成主要岗位的“轮学”。在此期间,学校为学生和企业提供与本企业一致的理论联系实际的理论课程,企业为学生提供符合专业要求的较为全面的实践课程。
参考文献
[1]秦建华.“教学工厂”全面培养学生综合能力[J].扬州工业职业技术学院学报,2007,(1).
[2]明廷华.“教学工厂”:一种值得借鉴的教学模式[J].职教论坛,2007,(16).