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機械制造工程是機械設計制造及其自動化專業學生必須學習的一門主要專業必修課,其為專業核心課程。課程內容涵蓋刀具的結構與材料,金屬切削加工的基本要素和基本規律以及機械加工設備的基本結構、工作原理等方面的專業知識。教學內容覆蓋面廣,技術原理及其方法的論述較多。如果按照傳統教學方式按部就班地講解各個知識點,學生學習主動性和動力不足,教學效果不佳。因此需要采取相應措施改進教學方法,增強學生的學習積極性,提高教學質量。
一、教學中存在的幾個問題
(1)機械制造工程課程內容枯燥,知識點較多,知識點與知識點之間缺乏銜接,且比較零碎。如果以簡單的講授法上課,學生課上很快就會失去興趣。所以提高學生的學習興趣,課上吸引學生注意力,這是改善教學質量的關鍵。
(2)一些學生已有一定的專業基礎,自認為老師所講的都已學過,于是思想懈怠,不愿認真聽講。技本學生在入校時已學習與機械相關的專業知識,對機床的結構和金屬切削要素等相關理論知識有了一定的了解;部分擁有車工中級證書或高級證書的學生在實訓過程中對機床的實際操作和結構比較了解,具備較好的專業基礎;前期的學習使學生們更容易接受和理解機械制造工程課程中的知識點和專業詞匯,如“進給量”“切削深度”“積屑瘤”“機床的剛性”等。但是,很多學生認為自己對課本上的內容已有所了解,因此上課時不注意認真聽講、玩手機等情況較多。殊不知,在技校中學習的機械知識內容一般比較淺顯,而大學專業課程教學中的學習內容更加深入和系統。
(3)基礎理論知識缺乏,學習興趣不高。在技校學習過程中,學生以練習實際操作為主,基礎理論課程如高等數學、物理等學習不夠深入,稍微遇到有點理論深度的知識點,學生就難以接受。如在講解如何理解切削力經驗公式時,大部分學生表示很難理解單因素法和對數坐標系。此外,部分學生養成了不重視理論知識學習和學習不求甚解的習慣,而這會直接導致其專業知識掌握不扎實,對復雜、深入的專業知識無法理解。
二、改進措施
1.結合教學內容,采用啟發式教學
機械制造工程課程中,闡述切削加工設備及加工工藝的基本概念、組成及原理的內容較多,內容冗雜,比較枯燥。教師可采用啟發式教學引導學生課上思考,調動學生的主動性和積極性。采用這種方式不但可以使學生學好基本概念和原理,還可以培養學生的推理能力和分析問題的能力。如在講解切削熱時,教師可先給學生講解古人鉆木取火的實例,然后提問切削熱是怎樣產生的,學生很容易就能想到切削熱是由于機械能轉化為熱能而產生的。隨后再提問學生機械能主要通過哪兩種方式轉變為熱能的。這就要求學生結合前面學習的“切削力產生的兩種方式”進行思考。通過這種教學方式,學生可主動參與教學環節,發展了邏輯思維能力,同時將前后知識點銜接起來,理解更加深刻。
2.采用多媒體和三維繪圖軟件進行輔助教學
教師采用多媒體和三維繪畫軟件進行輔助教學可使各知識點循序漸進地出現,使上課內容層次鮮明、生動,學生更容易接受。另外,教師還可以利用多媒體播放實際加工過程中的高速攝影、錄像,豐富課堂內容。如在講“積屑瘤的生長為一個動態過程,同時生長,同時剝落”這一特點時,給學生播放積屑瘤的高速攝影錄像,學生就能很容易地理解積屑瘤的生長動態過程。另外,在講解積屑瘤對切削過程的影響時,通過播放實際加工錄像,學生就能理解積屑瘤具有增大刀具的前角和增大切削厚度等作用。
3.采用教具進行輔助教學
機械制造工程是一門實踐性很強的課程,課上僅通過語言表達和視頻播放方式對某個知識點進行闡述則很難達到很好的效果。而配合實物對某些知識點進行講解能使教學更加直觀、形象,提高學生的感性認識,同時增強學生的學習興趣。例如,在講解車刀和麻花鉆的結構及標注幾何角度時,借助錄像或三維軟件教學,學生基本上能夠準確掌握各角度的概念。在此基礎上,再對實體刀具如45°外圓車刀、切斷刀等知識進行講解,引導學生在實物上建立坐標系,在黑板平面(通過旋轉使其與基面或切削平面或主剖面平行)上進行投影,這樣學生能夠較快地畫出刀具的各個角度,如前角、后角、主偏角、刃傾角等,對這些角度的概念理解更加透徹。
4.結合工程實例和實驗實訓,講授理論知識
機械制造工程課程與實際生產結合緊密,實用性強,課上結合工程實例來講解,宏觀上可使學生了解制造技術的現狀和發展趨勢,明白制造科學知識源于生產實踐又服務于生產實踐的道理。此外,可讓學生感受到知識的實用性,增強學習興趣和主動性,同時可使學生提前了解各種機械企業和企業中的工作環境,提前做好人生規劃。例如,在講解拉床的特點與原理時,為學生播放哈量集團加工游標卡尺時游標尺上的鍵槽加工過程,學生就能很明確地理解拉床的加工過程和特點,增強感性認識。教師課上還可向學生介紹哈量集團的生產狀況以及企業對人才素質的要求,讓學生明白課上學習的內容與就業息息相關,只有認真學習,才能發揮自身競爭優勢。進行工程實例講解可以拓寬學生的視野,使知識學習變得具體化、形象化,激發學生學習該課程的動力和興趣。
另外,實驗實訓一方面可以增強學生動手能力,另一方面可加深學生對基本知識的理解。如在講解切削力理論公式的建立時,剛開始大部分學生不明白什么是單因素法和對數坐標系。在完成切削力測量和測力系統標定實驗后,學生通過實驗建立了工藝條件下的切削經驗公式,對單因素法和對數坐標系有了一定的了解。
三、小結
教學是一個不斷探索、逐步完善的過程。為提高教學質量,教師需要針對學生的特點,因材施教。針對技本學生在學習過程中存在的一些問題,采用啟發式教學方式,結合多媒體、教具、工程實例和實驗實訓,使枯燥、抽象的專業知識生動化、具體化、形象化、實用化,能夠提高學生的學習興趣,激發學生內在學習主動性,鍛煉學生的邏輯思維能力,為我國的職業院校培養出合格的雙師型教師。
參考文獻:
關鍵詞:中、高職銜接;機械加工技術;模具設計與制造;課程銜接方案;教學實施
分類號:G622,G42 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)04-0250-02
一、中職機械加工技術專業和高職模具設計與制造專業的課程銜接方案
1.中、高職課程銜接的課程體系。在高職階段側重人文素質培養、崗位核心能力、專業拓展能力的培養,以及對新知識、新技術、新工藝、新標準、新方法、新設備的掌握。中、高職階段的能力遞進式課程體系框架如圖1、圖2所示。
2.課程銜接方案。根據中、高職各職業崗位的要求來設置相關專業課程,以實現崗位與專業課程的對接,同時實現中、高職院校專業課程教學內容的無痕銜接,中職機械加工技術專業和高職模具設計與制造專業的課程銜接方案見表1。
3.中、高職銜接課程核心課程。根據中、高職院校各自的專業優勢,以及中、高職銜接班技術技能型人才的培養需求,現確定6門中、高職銜接課程的核心課程:《模具制造技術與實訓》(含數銑、加工中心,綜合實訓)、《特種加工》(含電火花、慢走絲)、《模具制造工藝編制與實施》(含課程設計)、《塑料模設計》(含課程設計)、《冷沖模設計》(含課程設計)、《模具裝配調試與維護》,這6門中、高職銜接核心課程均在高職階段完成。(1)中、高職銜接核心課程《模具制造技術與實訓》(含數銑、加工中心,綜合實訓)是模具設計與制造專業開設的銜接中職《機械零件普通車削加工》(含金屬切削原理與刀具)、《機械零件普通銑削加工》、《數控編程與仿真》、《機械零件數控加工》(數車)等課程的一門專業核心能力課程。(2)中、高職銜接核心課程《特種加工》(含電火花,慢走絲)是模具設計與制造專業開設的銜接中職《機械零件線切割加工》(快走絲)課程的一門專業核心能力課程。(3)中、高職銜接核心課程《模具制造工藝編制與實施》(含課程設計)是模具設計與制造專業開設的銜接中職《機械制造工藝》的一門專業核心能力課程。(4)中、高職銜接核心課程《塑料模設計》(含課程設計)是模具設計與制造專業開設的銜接中職《機械原理與機械零部件設計》(含課程設計)、《AutoCAD》、《模具拆裝與測繪》的一門專業核心能力課程。(5)中、高職銜接核心課程《冷沖模設計》(含課程設計)是模具設計與制造專業開設的銜接中職《機械原理與機械零部件設計》(含課程設計)、《AutoCAD》、《模具拆裝與測繪》的一門專業核心能力課程。(6)中、高職銜接核心課程《模具裝配調試與維護》是模具設計與制造專業開設的銜接中職《鉗工工藝與實訓》、《機械零件手工制作》的一門專業核心能力課程。
二、中、高職階段課程的設置
按照教學設計分層遞進、教學組織梯度推進、教學內容編排由簡到繁的總體思路,根據圖1、圖2所示課程體系,分中職階段、高職階段安排中、高職銜接課程。中、高職公共課程依據湖南省中職機械加工技術專業和高職模具設計與制造專業課程結構標準的要求設置。中、高職階段按一體化設計和開設專業課程。
三、中、高職銜接課程的教學實施
按照教學設計分層遞進、教學組織梯度推進、教學內容編排由簡到繁的總體思路,將中職階段機械加工技術專業課程和高職階段模具設計與制造專業的課程安排如表2所示。該中、高職階段課程的教學達到了中、高職階段課程不重復開設、重點突出、難易適當的要求。目前,已經在合作的中職學校中實施了四個學期,效果良好。
參考文獻:
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The Design and Implementation of the Joint Project of the Mechanical Processing Technology in the Secondary Vocational School and the Design and Manufacture of Mold Design and Manufacturing
SUN Zhong-gang,XIONG Jian-wu,GONG Yan-li,YI Jie,JIAN Zhong-wu
(Hunan Industry Polytechnic,Changsha,Hunan 410208,China)
機械工程包括:機械工程及自動化、材料控制與成型、飛行器制造、以及工業設計。
簡介:機械工程是一門涉及利用物理定律為機械系統作分析、設計、生產及維修的工程學科。機械工程是以有關的自然科學和技術科學為理論基礎,結合生產實踐中的技術經驗,研究和解決在開發、設計、制造、安裝、運用和修理各種機械中的全部理論和實際問題的應用學科。
(來源:文章屋網 )
工業設計教育的特點在于它的綜合性、創造性和實踐性。綜合性是指工業設計專業學生除掌握必要的機械工程技術知識、美學知識、繪畫技法以外,還涉及人機工程學、消費心理、生理學、市場學、廣告學等多學科的綜合性知識。它要求將產品的功能、技術、文化和人文意識、民族風格等各種要素以恰當的形式表現于產品設計當中。創造性是工業設計的靈魂。產品設計追求新穎、獨特、合理,新造型、新功能、新技術、新材料、新結構、新工藝都會導致新產品的出現,從而推動企業的發展。
(一)工業設計專業建設的指導思想我校本專業人才培養目標是德、智、體全面發展的,熟悉職業教育教學規律,掌握較扎實的工業設計專業基本知識、基本方法和基本技能,具備工業設計領域工程審美意識、設計能力、藝術創造能力、工程實踐能力、管理能力,能在中等職業技術學校從事本專業理論教學與實踐教學工作,并能夠從事產品設計與開發等方面工作的專門人才。在培養規格方面,掌握本專業領域的基本理論知識。主要包括工業設計工程基礎、設計基礎、設計表達、人機工程、設計材料及工藝、計算機輔助設計和產品設計等方面所必備的專業知識。具備產品設計的一般原則和方法,具有一定的分析解決工程實際問題能力及工程設計能力;手繪表現能力、鑒賞與創造能力、計算機輔助設計能力以及模型制作技能。
(二)重新調整課程體系,優化教學內容使課程與課程之間無重復,做到有序銜接。通過十幾年的實際操作和專家的評審,發現了一些課程上的問題并作了及時的修正。在修正的過程中,本著優化課程體系、改革課程內容和方法、突出專業特色的人才培養模式的原則,逐步對不合理的課程進行調整。例如:注重手繪能力的提高,為后繼課程產品設計速寫打下良好基礎,因此增設了“設計速寫”、“快題表現”等課程。注重計算機繪圖軟件技術的應用和提高,增設了“計算機輔助平面設計CAD”和“計算機輔助設計Pro/E”等工程繪圖軟件課程。為了提高學生的實踐動手能力,增設了“視覺傳達設計”、“計算機輔助設計”等課程的課程設計。
(三)根據就業市場的需求,調整課程設置,使課程銜接更合理規范在調查中發現,徒手表達課程和計算機繪圖軟件課程尤為重要。由于我校工業設計專業是工科,學生在入學前沒有繪畫基礎,在學習繪畫課程很困難,面對學生的薄弱環節,除了加強課堂訓練之外,帶學生參觀各類藝術設計作品展,來開闊學生的視野,提高學生的審美能力。在計算機軟件的學習中,鼓勵學生報考與本專業相關的各類國家勞動人力資源部下發的正規資格證書。另外,帶學生到設計公司實習實踐,真正提高學生的設計水平。
(四)重視機械類產品的內部設計國內傳統工業設計教育在教學過程中普遍存在著強調外觀造型而忽視技術的現象。在教學過程中盡可能地從設計的角度來講解相關的知識,從產品的外形、結構到生產工藝等因素全面要求,促使學生運用所學知識去深入地研究產品,將書本知識轉化為實際的設計能力,完善自身的知識結構。由于我校工業設計專業開設在機械工程學院,而且地處汽車重工業發源地,因而在培養方案中工程技術方面的課程就顯得非常重要。為了提高學生的實踐能力,我校工業設計專業與汽車廠建立了實習基地,使學生深入了解汽車生產線,了解機械產品的內部結構,了解產品外觀與內部的緊密結合過程。在不斷的實踐過程中,我校工業設計專業已經與企業合作完成了大型收割機的設計工作,從而提高了學生的實踐能力和對學習的積極性。
關鍵詞:計算機;工業;設計系統;體系結構
將計算機與現代工業結合在一起,形成計算機輔助工業設計系統,不僅符合現代工業未來的發展趨勢,也使現代工業得到了更深層次的發展。現代工業設計需要考慮的不僅是工業產品的設計目標,還要做到產品與人、環境之間的緊密聯系。基于這樣的發展目標,計算機輔助工業設計系統可以使現代工業設計向這一方向進行深化發展,實現深層次的發展目標。
1計算機輔助工業設計概念
要想對計算機輔助工業設計系統進行分析,就需要先對其概念進行相關分析掌握。計算機輔助工業設計這一系統之所以會得到應用與發展,主要還是建立在計算機技術的發展與工業設計發展這兩方面主要內容上的,這兩方面的發展是計算機輔助工業設計系統得以產生的重要基礎。計算機輔助工業設計系統主要指的就是在工業設計的各個環節與相關內容中,將先進的計算機技術進行引入應用,讓計算機技術對現代工業設計工作起到積極的促進作用與輔助作用。這一系統的主要應用,可以幫助相關人員將計算機技術與現代工業設計中的內容進行整合聯系,使現代工業設計得到更為合理的發展。與此同時,將計算機技術與現代工業設計進行結合,主要可以在工業設計中的產品設計、環境設計、色彩設計等方面起到積極的促進作用。
2計算機輔助工業設計系統體系結構及主要技術
2.1計算機輔助工業設計系統體系
計算機輔助工業設計系統的體系架構,主要是根據計算機輔助工業設計體系在未來的發展趨勢所確定的。計算機輔助工業設計在未來的發展趨勢,主要有以下幾個方面:應用軟件、應用技術及相應的設計方法。基于以上三點主要內容,計算機輔助工業設計體系的架構可。可以清晰看出,在計算機輔助工業設計的主體系之中,有設計方法學這一主要層面,在這一層面中,還包括了相應的知識基礎與設計方法的相關內容層面。在知識基礎這一部分相關內容中,主要包括了相關的設計符號、計算機圖形學、人工智能等多種內容,并且還包括了工業設計的相關知識與計算機知識。這一部分的重點內容主要是計算機技術在現代工業的應用過程中與工程技術等進行交叉,在交叉過程中所體現出來的新的方法與知識。此外,這一部分的設計符號、計算機圖形學等主要內容在該系統未來應用中會具有很強的重要性和現實意義。這些相關內容的深化發展不僅可以推動計算機輔助工業設計系統的合理運行,還能實現較為先進的人機交互及智能設計等。這一系統中的計算機應用層,也可以被稱作是系統的支持層,內部主要包含了工業設計所要使用的主要方法及工業設計的相應基礎。在工業設計的基礎部分內容中,主要包括了工業產品自身的模型與實現信息交流的主要平臺。工業產品的自身模型就是為了將工業產品的各種內部信息進行統一的整合與分類,如產品的設計過程、用戶的具體需求及產品本身體現的信息等。這些信息被整合在一起,可以利用相應的框架來進行表示,將工業產品的整體設計過程全部表現出來。信息交流平臺是為了產品的各部分信息進行溝通交流才建立的,為的是提高產品在設計過程中各項信息之間交流的準確性,為工業產品設計奠定堅實的基礎并提供相應保障。工業產品設計過程中的信息在進行溝通交流的時候,一般采用的是類的方式或組件方式。采用這兩種方式進行交流,可以很好地提高信息交流的效率,保證信息交流的準確性與時效性,為產品設計提供相應的科學依據。除了上述兩個層面之外,計算機輔助工業設計系統還包括了設計應用層這一主要內容,這一部分主要就是為了體現計算機技術在工業設計的相關過程當中到底是如何進行的。這一部分內容主要包括了需求分析、概念設計、再設計等環節,可以很好地將用戶自身的具體需求與工業設計的主要環節進行緊密結合,保證產品設計可以符合用戶的具體需求。這樣一來,就使得計算機輔助工業設計體系具備了較強的實踐作用,保證了工業設計的具體過程與內在的科學性。
2.2計算機輔助工業設計系統主要使用的技術
2.2.1CAD技術在工業設計的過程中,CAD技術的應用范圍相對較廣,具有一定的現實意義。CAD技術的具體應用,可以很好地將設計師自身的內在創意進行很好地體現,并且可以進行效果很好的視覺傳遞。將CAD技術用于視覺傳遞這一環節,主要需要依靠計算機技術的支持。在具體的應用過程中,CAD技術的的傳播性相對較好,可以幫助設計師完成視覺傳遞,保證產品的視覺效果。
2.2.2ASP技術ASP技術主要指的就是動態服務器頁面,在工業設計中應用這一技術,可以使工業設計變得相對柔和,更好地滿足制造業發展。某工業設計公司在設計產品的過程中,就應用了ASP技術。該公司的工作人員先將ASP技術作為一種媒介,再利用CAID軟件進行相應的計算,讓ASP技術提品的部署、托管等服務。這樣一來,ASP技術就發揮了自身的實際作用,也保證了工業產品設計的最終效果。該設計公司在應用了ASP技術之后,不僅保證了工業設計的合理運行與相關發展,也使產品的設計更加符合用戶的需求及市場需求,保證了產品的設計效果。
3計算機輔助工業設計的未來發展趨勢
計算機輔助工業設計系統的應用效果相對較好,符合現代工業在未來的主要發展趨勢,因而具有廣闊的發展空間,具體表現在以下幾個方面:第一,建立知識庫。計算機輔助工業設計系統在未來的發展趨勢,首先就體現在知識庫的建立方面。工業設計師可以將所要進行表達的產品內在形態、產品的外在顏色、產品設計所使用的材料等集中建立在一個知識庫中。這樣一來,就很方便工業設計師進行更高層次的創新型產品設計,加強工業設計具體效果。第二,豐富生成方法。目前,計算機輔助工業設計系統在產品生成方法方面相對較為薄弱,設計師一般都是通過將點或線進行一定程度的改變,來生成曲面造型等不同的產品造型。計算機輔助工業設計系統在未來的應用與發展,可以讓設計師通過草圖就將產品形態進行生成,提高產品生成效率。第三,虛擬設計。計算機輔助工業設計體系在未來的發展,還可以進行虛擬設計。設計師只要將這一系統應用在特定環境中,就可以進行虛擬設計,實現多種感官的同時交流。一般來說,要想實現虛擬設計,離不開先進的多媒體技術及虛擬的網絡環境。
4結語
計算機輔助工業設計系統不僅可以將先進的計算機技術與現代工業結合在一起,還能保證現代工業設計的效率與效果,促進其未來的合理發展與深度轉變。想要合理應用計算機輔助工業設計系統,需要相關人員先對其自身的概念及系統體系進行分析,還要著重把握系統內部應用較為廣泛的CAD技術,并且要對這一系統的未來發展趨勢進行預見性分析。只有這樣,才能保證計算機輔助工業設計系統的應用效果。
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