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掌握典型塑料模具的工作原理、結構組成、模具零部件的功用、互相間的配合關系以及模具安裝調試過程:能正確地使用模具裝配常用的工具和輔具;能正確地繪制模具結構圖、部件圖和零件圖;能對所拆裝的模具結構提出自己的改進方案;能正確描述出該模具的動作過程。
模具拆裝實訓,培養學生的動手能力、分析問題和解決問題的能力,使學生能夠綜合實訓運用已學知識和技能對模具典型結構設計安裝調試有全面的認識,為理論課的學習和課程設計奠定良好的基礎。
二、模具拆裝實訓前的準備
1.拆裝的模具類型常見注射模具一套。
2.拆裝工具游標卡尺(大小各一套)、內六角扳手(公制)、橡皮錘、螺絲刀子等常用鉗工工具。
三、實訓地點
實訓樓二樓刀具實驗室。
四、模具拆裝時的注意事項
1.拆裝和裝配模具時,首先應仔細觀察模具,務必搞清楚模具零部件的相互裝配關系和緊固方法,并按正確的方法進行操作,以免損壞模具零件。
2.分開模具前要將各零件聯接關系做好記號。
3.不準用錘頭直接敲打模具,防止模具零件變形。
4.導柱和導套不要拆掉。
5.畫出模具的裝配草圖和重要的工作零件圖。
6.模具拆裝完畢要清楚模具的動作過程及每個零部件的功用。
五、裝配步驟及方法
1.確定裝配基準
2.裝配各組件,如導向系統、型芯、澆口套、加熱和冷卻系統、頂出系統等。
3.擬定裝配順序,按順序將動模和定模裝配起來。
六、實訓報告要求
(1)按比例繪出你所拆裝的模具的結構圖和工作零件(上模、下模)圖;(計算機繪圖、手工繪制均可)
(2)詳細列出模具上全部零件的名稱、數量、用途及其所選用的材料;若選用的是標準件則列出標準代號;
(3)簡述你所拆裝的塑料模具的類型、結構和工作原理(動作過程);
(4)簡述你所拆裝的模具的拆裝過程及有關注意事項。
(5)對模具拆裝實訓的體會和收獲進行總結
拆裝的塑料模具的類型、結構和工作原理
類型:注塑模系列——斜頂模
工作原理:
將已熔融狀態(即粘流態)的塑料注射入閉合好的模腔內,經固化定型后取得制品的工藝過程。
注射成型是一個循環的過程,每一周期主要包括:定量加料—熔融塑化—施壓注射—充模冷卻—啟模取件。取出塑件后又再閉模,進行下一個循環。
模具拆裝實驗注意事項
1、模具拆裝時,注意上下模(或動定模)在合模狀雙手(一手扶上模,另一手托下模)注意輕放、穩放。
2、進行模具拆裝工作前必須檢查工具是否正常,并按手用工具安全操作規程操作,注意正確使用工量具。
3、拆裝模具時,首先應了解模具的工作性能,基本結構及各部分的重要性,按次序拆裝。
4、拆卸零部件應盡可能放在一起,不要亂丟亂放,注意放穩放好,工作地點要經常保持清潔,通道不準放置零部件或者工具。
5、拆卸模具的彈性零件時應防止零件突然彈出傷人。
6、傳遞物件要小心,不得隨意投擲,以免傷及他人。
7、不能用拆裝工具玩耍、打鬧,以免傷人。
8、拆裝結束后,清點工具。
實訓總結
1工業工程專業實踐教學情況
實踐教學環節包括實驗、課程設計、社會調查、各類實習、實訓、畢業設計等。實訓能夠使學生把所學的各種理論知識綜合運用到一個事件當中去,對提高學生的綜合素質、培養學生的創新精神與實踐能力有著特殊作用。通過文獻分析和調研等方法,分析各高校在工業工程實踐教學方面主要根據教育部管理科學與工程教育指導委員會的要求,開設課程實驗、課程設計、各類實習和畢業設計等環節[5-8]。課程實驗主要為基礎工業工程課內實驗,包括人機操作分析、動作分析、雙手操作分析等;各高校會根據各自不同的學分要求,設置不同的課程設計,如技術經濟學課程設計、企業資源計劃課程設計、生產運作管理課程設計、設施規劃課程設計、人因工程課程設計、基礎工業工程課程設計等,時間在1~3周不等。實習環節主要包括,工業工程認識實習、生產實習、畢業實習。最后是畢業設計環節,不同高校要求學生完成畢業論文寫作或者工業生產環節的工業設計。
課程實驗主要以驗證性實驗為主,課時少、內容單一,主要目的為加深對于理論理解和方式方法的簡單認知;部分教指委規定的核心課程未能開設部分實踐內容,僅有理論教學部分,缺乏實踐運用過程;課程設計方面,各課程設計相對獨立,多為具體的課程服務,無法同時針對各個學科的知識進行綜合型的科學實踐,設計內容與理論內容缺少銜接紐帶,缺乏有效的綜合實踐;實習環節由于目前各高校所處環境不同,能夠接觸到的校外企業差別較大,對于統一提升學生實踐能力幫助有限;畢業設計環節更是在很多時候,由于學生就業壓力的沖擊而缺乏系統性,不能完整體現對所學的總結和再認識。對于解決以上問題,尤其是在學生所學理論知識綜合運用能力方面,有必要在立足培養應用型工業工程人才的目標下,以增強學生綜合實踐能力為核心,增加校內綜合實訓環節,形成課程實驗、課程設計、綜合實訓、學科競賽、畢業設計等一體化的實踐教學過程。
2開展實訓教學的重要性
實訓教學是加深學生對理論知識的鞏固和利用理論解決實際問題的有效途徑,是培養學生具有創新意識,鍛煉實踐能力的最佳方法。隨著我國經濟的不斷發展,社會各領域對人才需求的理念發生了變化,大多數用人單位要求應聘的高校畢業生取消見習期,能直接上崗工作,而且對人才素質的要求已由原先的專業單一型轉向復合型。無論是工業企業的基礎工業工程工作還是工業工程師資格,不但要求從業人員必須具備相關的專業理論,更注重從業人員的實際應用和解決問題的能力。為了在工業工程專業人才培養方面更好地與企業實際銜接起來,中國機械工程分會工業工程分會開展了見習工業工程師資格認證工作,其目的,就是為了提高普通高校工業工程專業畢業生就業能力,提高新進入工業工程領域的工程技術人員的從業適應能力,強化這類人員的綜合能力和專業技能,滿足用人單位對人才的需求。以此為指導,在學生學完大部分專業理論和完成單項課程設計等環節之后加入綜合實訓環節,通過對所學的理論知識、操作技能的綜合運用,將一個個獨立的知識、技能進行
融合、提升形成一個完整的知識技能體系,用以完成實際工作中的任務。這樣可以更好地讓畢業生融入企業生產實踐,提升學生上手工作的能力。綜合實訓課程在整個教學體系中有特殊的地位,開發綜合實訓環節更加有效地實現就業導向目標。以就業為導向體現在內容上,就是建設好實訓內容與崗位的密切聯系,努力實現畢業就能上崗的目標。綜合實訓環節是教學與時間最近距離銜接的橋梁。
3工業工程綜合實訓模式的建立
綜合實訓環節的建立是一項系統工程,需要各專業課程知識的協調統一、相關教師密切配合。對于這項工作必須做好總體設計方案和具體實施方案。根據我校具體情況,確立以校內實訓為主,校外實訓為輔的原則。重新整合校內實驗實踐條件,在整個實踐環節中增加綜合實訓環節,建立新的專業實踐教學體系[9-10],如圖1所示。綜合實訓環節主要是為了鍛煉學生多方面綜合運用工業工程相關知識的能力,這些知識包括:基礎工業工程方面,人因工程學方面,生產計劃方面,設施布置方面以及質量管理方面。按照我校的教學培養計劃,綜合實訓環節開設在完成基礎工業工程,人因工程,生產計劃與控制,設施布置與物流分析等課程結束后,把質量管理方面的課程放在實訓環節之后進行學習。這種設置方式是為了在實訓過程中激發學生自主學習的能力,讓學生在實訓過程中真實感受到質量的重要,自學相關質量控制統計方法,并運用到實訓過程中。按照這種思路,我們編寫了綜合實訓教學大綱,為專業知識的系統性和連貫性提供保障。我們把實訓環節分為5個階段來實施,并且在綜合實訓結束后鼓勵學生參加中國機械工程學會的見習工業工程師資格考試,對自己的在工業工程方面的基本素質和實際運用能力進行初步的認證。
(1)實訓的前期準備階段。對如何進行產品在流水線上的裝配設計,學生在之前的理論學習和課程設計中并未接觸過,為了讓學生更好的了解這個過程,完成整個實訓過程,我們采取案例分析的方法。首先,讓學生對所給案例進行詳細分析。這些案例,來自于教師多年的科研實踐和對往屆學生的畢業設計的提煉總結。我校為了培養學生的解決實際問題的能力,在畢業設計環節一直要求學生完成一個生產系統的設計或優化,不允許采用論文的形式完成畢業環節。這個要求,不僅全面檢驗了學生在4年中對學習工業工程,也收集了大量的企業真實案例。這些資料通過總結提煉作為很好的案例提供給學生進行分析,讓學生從整體上了解組裝設計的工作過程和工作內容,建立對綜合實訓這個環節的整體認識,便于進行其后的工作。
(2)產品組裝設計階段。在這個階段,學生分成8~15人的小組,集體討論確定對一種產品,由于校內條件的限制,我們對產品的選擇提出了具體的要求:①尺寸大小合適,不能超過流水線傳送尺寸;②結構上不能過于簡單,也不能過于復雜;③產品及其各個零部件足夠牢靠,要能夠滿足多次拆裝而不易損壞的要求;④具有可檢測性,用以檢測裝配結果;⑤考慮實驗的性質,產品價格要合適[11]。因此,我們選擇小型閥門、繼電開關、鎖具等產品作為本環節的主要裝配產品。選定產品后,學生要完成對產品的結構分析、零部件裝配順序的選擇、工序工位的確定、流水線速度的選擇、節拍的分析以及相應的人因工程學問題。
(3)流水線裝配改善階段。確定好產品裝配設計以后,學生要把自己的設計落實在小型流水線上,分派小組人員工作,實現裝配加工過程,檢驗組裝設計。自主完成人員工作空間的確定,各工位工作人員的動作分析,雙手操作分析等內容,通過不斷實踐修改,形成最滿意的該產品流水線裝配設計,并確定各工位的標準作業指導書,工時定額和生產過程的各種參數等內容。
(4)系統仿真階段。本階段,根據教師指定的工期和產量等約束條件,以修正的裝配線設計相關參數為依據,運用FLEXSIM仿真軟件對生產過程進行仿真,并完成對生產線的布置和生產計劃安排,計算具體結果[12]。
(5)演示交流階段。學生最后完成一個綜合實訓報告,對實訓過程進行詳細記錄,并總結實訓過程的收獲。以小組為單位用答辯的形式評定小組方案的實用性和效率性。充分調動參與同學的積極性,通過演示交流中,各小組交流方案,分享成果。經過這5個階段,作為一個實踐體系的延續,在學生完成整個綜合實訓環節之后,組織學生參加中國機械工程協會工業工程分會的見習工業工程師資格考試和全國性的工業工程應用大賽,多渠道的拓展和鍛煉學生的實踐能力,增強學生就業能力。
4結語
通過綜合實訓教學鍛煉,學生們學會了在解決實際問題中,鞏固理論知識和應用理論知識的能力,拓寬思維的廣度和深度,充分鍛煉了自己的綜合能力,取得了良好的效果。
(1)培養了學生學習的自主性。綜合實訓的教學模式,為學生提供了更多的自主學習空間和時間,學生們在實訓過程中發現自己哪部分理論環節薄弱,就自覺自動地去學習,提高了對理論知識的理解和學習興趣。
(2)提高了學生綜合實踐能力。經過實訓鍛煉,使學生有了理論應用于實踐的過程,提高了他們的綜合能力。
(3)培養了學生團隊合作精神。在實施實訓教學中,所有的實訓內容,實訓課題都要求按照小組的形式開展,這就鍛煉、培養了學生的團隊意識和合作精神。
(4)縮短了學校與企業的距離。經過實訓鍛煉,使學生走向工作崗位后,很快進入角色。
項目教學法的主要特點在于避開傳統的學科知識體系的完整性和系統性,從以邏輯思維方式為主轉向以形象思維方式為主,始終圍繞著項目是否能夠完成而進行,對知識結構的要求本著“夠用”的原則,重在培養學生的動手能力、獨立獲取信息和自主建構知識的能力,重在實踐能力和創新能力的培養。
一、模具專業項目教學中的項目內容設置
模具專業項目內容的設置必須切合實際,作為教師必須清楚要給學生講什么?達到什么樣的教學目的?這一點在模具專業的項目設置中尤其重要。因此,模具專業項目的設置可以根據國家的模具專業職業技能鑒定的標準要求及考慮學生的興趣來設置。通常,模具專業的整個教學內容可分為兩大項目,即模具設計項目和模具制造項目。
模具設計項目主要包括基礎項目、機械基礎項目、proe基礎項目、機械制圖項目、機械測量項目等,此項目要求學生能夠根據相關的設計資料,運用常規設計手段和專業模具設計軟件(如proe)進行一般構件的沖壓模具和塑料模具設計。
模具制造項目,包括模具鉗工項目、電加工項目、數控銑床項目、沖壓模拆裝項目、塑料模拆裝項目、模具制作項目、CAXA制造工程師2006應用及自動加工項目等。
根據以上教學內容的設置,模具專業實訓項目通常可劃分為三大實訓項目模塊進行(如圖1所示)。
二、模具專業項目化教學的實施過程
項目確定后,應對每一項目提出具體的實施方案、教學要求和必須達到的教學目標。模具專業“項目教學”的教學過程一般有五個步驟:任務計劃實施檢查評價。
任務階段:教師布置任務,幫助學生理解任務;知道自己要做什么,要學哪方面的知識,練習哪方面的技能,達到什么樣的目標。
計劃階段:學生一般以小組形式工作,制訂工作計劃。
實施階段:教師做演示,學生在旁邊看,學生可以隨時提問題,教師要對學生提出的問題做解答;學生根據計劃完成自己的任務,教師觀看、指導。
檢查階段:學生自行檢查實訓過程、結果。
評價總結階段:自我評價,同時對組內其他同學提出問題,交流心得。教師對學生在整個過程中出現的問題予以評價,對于學生在制作過程中出現的問題要給予及時糾正。目的是使學生通過一次技能訓練對自己所掌握的理論知識及技能有所認識、有所提高。
例如,在制圖與測繪實訓項目中,可按以下步驟實施:
1.項目任務
部件測繪內容:齒輪泵。
2.項目實施
(1)教學目標。初步掌握畫裝配示意圖、零件草圖的方法,掌握測量工具的使用要領,尺寸標注要求,了解技術要求的注寫要點,最后繪制零件工作圖及裝配圖;培養動手能力、綜合能力,以及耐心細致的工作作風和合作精神。
(2)項目選擇分解。指導學生分項目小組形成團隊,各團隊分工合作組織拆卸裝配體部件――齒輪泵,根據所拆卸的零件確定項目名稱,并提出項目工作任務:繪制非標準件各零件完整的工作圖。有條件最好能配合機加工實訓,在車間根據他們繪制的零件圖加工成零件,然后組裝成部件,進行后續課程的實習。
(3)項目計劃。引導學生利用已有基礎,制訂項目計劃,確定步驟,選擇材料。教師先提供幾種類似典型零件的尺寸標注、技術要求的圖例,并分析為什么要這樣標注和選擇,給學生以啟發。然后各團隊討論分析:各零件的特點?零件草圖選擇?尺寸標注方案?技術要求參考?如何繪制零件工作圖?各團隊準備好測量工具、方格紙、繪圖圖紙,各種手冊、工具書;分發學習參考資料,內容包括零件表達方案如何選擇,各種測量工具如何使用,尺寸基準、技術要求的選擇,繪制草圖的注意事項。各團隊還需確定各人的分工,選出小組長協調工作,主動學習相關知識。最后小組長向教師匯報本小組工作計劃、小組疑難問題,教師審閱后進行適當指導,提出建議。如有些學生設計的圖樣有問題,教師就引導他再看相應的理論知識,讓他慢慢理解,并且不斷鼓勵,使學生能夠完善自己的作品。
(4)實施項目計劃。組織各小組團隊自行獨立測繪零件,繪制裝配示意圖、零件草圖、零件工作圖、齒輪泵裝配圖。團隊間可進行討論、交流;教師巡視、指導、解疑,及時恰當地對學生進行指導,解決他們遇到的難題,增強他們的信心,使學生能把書本知識和實物聯系起來。根據經過團隊討論所確定的方案,各同學獨立完成項目任務,完成各零件的零件工作圖及裝配圖的繪制,并標注尺寸、技術要求,在教師指定的時間內上交。教師可在課堂對草圖進行答辯式批閱,這樣可使學生直接得到指正而留下深刻的印象。強調學生要根據零件草圖和裝配示意圖畫出部件裝配圖。在畫裝配圖時,要及時改正草圖上的錯誤,零件的尺寸大小一定要畫得準確,裝配關系不能搞錯。裝配圖視圖選擇的一般原則要掌握。
另外,在完成項目的過程中要因材施教,針對不同層次的學生,教師指導的深度要有所不同。如果學生有問題,教師應該適當地給予啟發和提示性指導,不但使學生記憶深刻,還能鍛煉學生的思維,培養其創新能力。
(5)項目展示評價。各團隊選一套齒輪泵零件工作圖及裝配圖在教室進行展示,讓全班學生依據評論,評價項目:零件表達方案的優劣,尺寸標注是否正確、完整、清晰、合理,技術要求是否符合零件工藝性能;分析裝配圖選用了哪些特殊的表達方法,如拆卸畫法、夸大畫法、簡化畫法等,能否較好地反映部件裝配關系、工作原理和主要零件的結構形狀。主視圖可按工作位置選定,采用全剖視圖主要表達裝配關系,左視圖可采用半剖視圖,一半表達外形,另一半表達內部結構及其工作原理等等。教師應和學生一起檢查圖樣,一起分析問題,裝配圖要著重檢查螺紋緊固件的連接畫法,常用件中齒輪嚙合區的特殊表示法等。然后各小組選派代表,上臺介紹團隊及自己的工作結果。先由學生講解圖樣,總結項目教學活動的意義,通過總結,使學生找到自己在理論及操作技巧上的不足。然后由教師檢查評分,并指出項目活動存在的問題及解決方法,教師要善于總結和比較學生的優點,引導學生學習他人的長處,使學生的綜合能力在總結評估中得到提高。
3.項目評價
(1)作品評價:專業知識應用、制圖規范、作品質量。
(2)學習過程評價:合作程度、努力程度、交流表達能力、工作態度等方面。
三、模具專業項目法教學建議
1.模具專業實訓基地
模具專業實訓基地是實施模具專業“項目式教學”工作的重要載體,學校應充分重視實訓基地的軟件和硬件建設。
模具專業項目化教學要求教師的“講”和學生的“練”有機地結合起來,授課的方式不再是以教師為主的講授,而是以學生為主體的實操應用式的教學。根據這一授課方式和模具制造加工行業的特點,教學應該具備“計算機(學生用)+電化教學設備(教師用)+機床(包括數控機床)”的設備環境。
2.教材建設
教學過程應編寫模具專業的項目教學任務書與指導書或工作頁等教輔材料。要創新教材編寫模式,組織開發一體化課程教材。打破學科體系,編寫理論教學和實踐教學相融合的教材和教輔材料。依據勞動者的職業特征、職業成長規律和典型工作任務設計教材教學單元,力爭實現工作過程導向的教學模式,實現理論知識與技能訓練的有機結合。
3.要增強教師的專業素養,提高教師的實際操作技能
在提高教學實效性方面,教師必須不斷充實自己,及時吸取本學科及相關學科的最新知識,以當代最先進的知識技能裝備自己,不斷調整社會所需要的知識結構,把握教學改革的動向,增強教學的預見性,這樣才能培養出適應社會需要的具有較強實際操作技能的高素質的勞動者。
4.學校要加強一體化課程師資隊伍建設
學校要根據技工院校一體化課程教學改革試點工作方案的通知的精神,加快培養既能講授理論知識課,又能指導技能訓練和生產實習的一體化課程教師。要注重在一體化課程開發試驗的過程中,促進教師更新教學觀念、創新教學方法、提高教學水平和能力,不斷提升教師企業實踐能力、一體化課程開發能力,要給教師不斷提供繼續教育的各種培訓學習機會,逐步形成一支教學質量高、結構合理、示范性強的優秀一體化課程教學團隊。
【關鍵詞】行動導向教學法 模具測繪 實訓教學 改革
【中圖分類號】G【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2013)07C-
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高等職業教育培養的是生產、建設、管理、服務第一線的高等技術應用型人才,突出技術應用能力、創新能力的培養,并力求教學與生產實際緊密結合,因此如何提高學生的技能水平和綜合職業能力,是高等應用型教育的核心和要求。以模具測繪實訓教學為例,為了加深學生對理論知識的理解和實踐應用,增強學生的動手能力,提高學生的綜合素質和能力,可將行動導向教學法引入模具測繪實訓,進行相應的改革。
一、行動導向教學法概述
行動導向教學法是上世紀80年代在德國興起的一種職業教育的新理念和方法,它在德國的職業教育發展中產生了重大影響,而近年來,該方法也在我國高職教育中得到了廣泛嘗試,并逐漸推廣運用。
行動導向教學法是一種職業教育教學模式和教學方法,以能力為本位,以行動為導向,強調學習者如何在學習中提高實際工作能力和解決問題的能力。在教學過程中,該教學法要求教師根據企業真實的工作過程,建構一種類似于企業實際工作氛圍的學習環境和氣氛,以企業典型工作任務為載體,以職業技能培養為主線,以學生為主體設計教學情境,引導學生獨立自主地進行包括計劃、實施和檢查等在內的職業工作并解決工作過程中出現的問題。
行動導向教學法實現了知識與技能、過程與方法、工作與學習的統一,其“學習的內容是工作,在工作中實現學習”的理念體現了職業教育工學結合的本質特征。
二、基于行動導向法的課程目標和能力培養目標
模具測繪實訓是高職院校中模具專業實踐教學環節中的一個重要組成部分,是一門綜合性和實踐性很強的學科,也是模具專業學生在學習專業課程前一個重要的模具結構認知教學環節。模具測繪實訓是在學生學習了機械制圖、公差與技術配合、工程材料等課程之后,以對生產中使用的真實模具的拆裝及主要結構認知為主線,完整測出模具零部件尺寸,畫出零件草圖,然后經過整理,再畫出裝配圖和零件圖的過程。這一過程主要培養學生的動手能力、分析和解決問題的能力,使學生能夠綜合運用已學知識和技能,對模具典型結構及零部件裝配有全面的認識。模具測繪不僅是模具專業教學中的一種有效學習手段,更是模具制造崗位必須掌握的一項工作技能。
(一)課程目標
課程目標包括:認識典型模具結構,了解模具工作原理、模具零部件的功用、零件相互間的裝配形式和配合關系以及模具零件的加工要求;能正確使用模具拆裝常用的工具和輔具,掌握模具拆裝的一般步驟和方法;學會常用量具的使用方法和技巧,培養產品測繪能力;學會模具零件的視圖表達方法,能熟練使用CAD軟件繪制模具零件圖和裝配圖,培養制圖能力。
(二)能力培養目標
1.專業能力。掌握模具拆裝的步驟和方法,能正確使用常用測量工具,具備產品測繪能力;掌握對測量尺寸進行協調和圓整的原則和方法;熟悉模具行業常用相關標準、資料和手冊,會正確選用并查閱;能正確選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術要求;具備一定的識讀、繪制模具零件圖和裝配圖的制圖能力。
2.方法能力。具有獨立制訂工作計劃、協調計劃和完成工作任務的能力,能對自己的工作成果進行展示、分析、評價和總結;具有獨立學習能力及利用各種途徑獲取新知識、新技能的能力;具有提出問題、分析問題和解決問題的能力;具有敏銳的觀察力和較好的空間想象能力。
3.社會能力。具有認真負責的工作態度、一絲不茍的工作作風;具有良好的團隊協作意識、人際交往和善于溝通的能力;具備良好的工作責任心和社會責任感,有明確的職業理想;具有創新精神。
三、基于行動導向法的學習情境設計
根據模具測繪實訓課程的實踐內容和要求,可構建四個學習情境,見表1。
四、基于行動導向法的教學實施過程
不管在什么領域,所有職業的工作過程的結構大體上是相同的,一般都可以簡要地劃分為確認工作任務、計劃、實施、檢查、評價和結果記錄等這幾個階段。針對模具企業工作過程,將工作內容與行動導向教學模式相融合,結合模具測繪實訓要求,把整個教學過程劃分為獲取信息、制訂工作計劃、作出決策、實施工作計劃、反饋信息、控制工作質量、評定工作成績等環節,通過這一過程,培養學生獨立計劃、實施和評估的工作能力和職業素質。
(一)資訊
在實施的過程中以師生共同解讀“任務背景”、“工作任務書”的方式,使學生明確工作任務和目標,并獲取與完成工作任務有直接關系的信息。
1.基本知識技能回顧。學生對已經學過的制圖、公差、材料等專業基礎理論知識及鉗工工具使用、檢測量具使用等技能進行回顧。
2.搜集和整理資料、信息。每個小組思考討論該項目的關鍵信息,領會任務要求,利用圖書館、網絡等多種途徑對“模具的分類、模具結構及其組成、模具的基本工作原理等模具原理性知識;模具拆裝工具與使用技巧、模具測量工具與使用技巧等技能性知識;模具拆裝步驟和方法及安全注意事項”等知識進行信息查閱、收集、學習理解并研討、記錄。在這個過程中,教師引導學生查找相關專業書籍,幫助學生梳理信息并對學生收集信息過程中出現的難點問題進行重點講解。
通過此環節,學生可以領會到復雜的項目需要進行分解處理,同時通過分工、協作,其自學能力以及信息收集整理、交流協作等能力得到提高。
(二)計劃
小組內每一個學生根據在資訊階段收集和整理的信息,以報告的形式制訂模具拆裝、測繪工作計劃,初步確定工作步驟和程序。教師不對學生的方案進行評價和干涉,只給出啟發性建議和引導,并記錄學生的參與過程和出現的問題。
此環節培養學生綜合提煉信息、分析與解決問題、工程知識應用、技術方案寫作等能力,以及交流與合作的團隊協作精神。
(三)決策
每個學生在小組內展示各自的計劃,并進行小組討論、分析、交流和比較,然后形成一個統一的模具拆裝和測繪工作計劃,經與教師充分交流后形成小組最終工作方案和步驟。小組成員進行分工,如誰負責拆裝模具、誰負責測量尺寸、誰負責畫零件草圖并記錄尺寸等。
通過此環節,學生能提升獨立思考問題能力、正確判斷和制訂工程方案的能力。
(四)實施
各小組按照確定的最佳工作步驟和計劃開展工作。根據小組分工,做好模具拆卸、尺寸測量、草圖繪制、模具裝配復原、試模等工作,并單獨繪制模具裝配圖和零件圖CAD圖紙。做好工作過程中出現的錯誤記錄和要點記錄,并完成工作總結報告。在實施過程中,教師應注意控制場面和觀察細節,對各小組所畫結構簡圖進行指導和檢查;對學生的鉗工基本操作方法、安全文明生產等進行指導和評價記錄;對學生測量工具的使用、草圖繪制質量等作評價記錄;對模具裝配質量作評價記錄。
此環節培養學生利用所具有的理論知識和工程技能分析、判斷和解決問題,形成理論聯系實踐的意識,提高學生結構化地運用知識完成某項具體工作的能力,同時使學生提升知識與技能綜合應用能力,養成嚴謹細致的工作作風和職業素質。
(五)檢查
1.小組自查。學生對裝配復原的模具進行人工合模驗證,并在成型設備上試模,驗證模具工作是否正常,模具間隙是否調整均勻;檢查圖紙中視圖表達是否正確、尺寸標注是否完整、形位公差是否正確、表面精度是否合理等。
2.教師檢查。教師主要確認學生工作任務的完成情況,并記錄問題情況。
通過此環節,學生在專業知識、職業精神、職業能力上實現了提煉升華,通過參與自己學習成果的展示和評價,品嘗到了成功的喜悅,體驗到成就感,認識到了自己的智力潛能;同時,老師也能發現每個學生的閃光點,促進師生間的交流,有利于優化組織教學。
五、基于行動導向法的考核評價體系
建立科學、合理的考核制度是促進和保護學生的學習積極性,有效監控教學質量的必要保障。傳統的實訓課程評價體系是從學生平時表現、學生上交實訓作業的完成質量、實訓總結的質量來綜合評定學生成績的。這種成績只能體現學生某方面的學習效果,比如繪圖能力、軟件水平等,不能完全反映學生對整個實訓過程中各階段內容的掌握程度,比如學生是否真正理解并掌握了典型沖壓模具結構組成及工作原理,是否掌握模具拆裝方法,是否掌握拆裝工具和測量工具的使用,是否在實訓過程中抄襲和代畫等。針對這些情況,可將考核內容分成五個部分來綜合考核評定學生成績,具體內容見表2。(下轉第163頁)
其中,現場答辯、實操考核環節以小組為單位進行。答辯過程中,教師對學生回答不完善或錯誤的地方及時補充和講評,這樣有利于學生及時補漏和鞏固課程內容。實操考核主要是對學生掌握模具拆裝步驟、拆裝工具的使用、測量工具的使用等方面進行考核。在此過程中,教師可引導和啟發學生對實訓相關內容和知識進行拓展和延伸,以擴展學生的專業知識面。
總之,在行動導向教學過程中,教師是幫助者、促進者和引導者,幫助學生成為實踐者、探索者和歸納者。教學實踐證明,行動導向教學法能調動學生的積極性,以實踐過程貼近實際工作過程吸引學生,以實踐結果的成功體驗吸引學生,使學生獲得技能的同時獲得職業發展能力。行動導向教學法不僅是現代教學方法發展的重要趨勢,更是提高職業教育教學質量的一種有效途徑。
【參考文獻】
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關鍵詞:專業課教學;虛擬裝配;運動仿真;開發
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)41-0234-02
職業院校的最大特點,就是培養學生既要有一定的理論知識,又要有較強的實際動手能力。畢業生到單位后能很快適應本職工作,成為應用型的高技能人才。學生實際動手能力的提高主要體現在專業課的教學中,多年來由于受各種因素的影響,專業課的教學效果并不能令人滿意。究其主要原因是現有專業課教材中許多裝配圖較為復雜,有些裝配圖不僅學生看不懂,新走上教學崗位的年輕教師也感到吃力,這些都直接影響了學生學習專業課的積極性。對此,嘗試開發專業課主要機器設備虛擬裝配及運動仿真軟件,能使學生直觀的了解機器設備的結構原理,進而進行虛擬裝配,在虛擬裝配熟練的基礎上帶動實際操作,從而改善專業課的教學效果。
一、以前專業課教學存中在的兩種傾向
(一)專業課偏重于理論講解,學生缺乏實際動手操作能力
1.近幾年,由于招生規模的不斷擴大,學校原有的實訓條件已遠遠不能滿足學生實訓的需要,本該在實訓車間完成的課程,由于實訓條件有限,機器設備及其他維修課程不得不改為在教室里進行理論講解;
2.新老教師交替更新,一些實踐經驗豐富的老教師退休或調離,許多新的、高學歷的年輕教師走上講臺,他們理論功底扎實,但大多缺乏實踐動手能力,因此,他們更偏重于將專業課教學改為在理論教室講解;
3.實際操作耗能耗材,操作不當容易造成機器設備損壞,實訓成本較高,在學校教學經費比較緊張的情況下,學校只有壓縮這部分經費。因此,本應該在實訓車間完成的專業課教學只能在理論課堂講解,使得原本比較簡單的機器設備結構、原理變得復雜、抽象不好理解,許多學生覺得專業課教學枯燥無味,有些干脆放棄專業課的學習。
(二)強調學生動手實踐,忽視專業課教學質量的提高
為了改變這種單純理論教學現象,提高學生實際動手能力,學校將專業課教學改到實訓車間或到企業去上,這些做法雖然較前面有一定的進步,但通過實踐發現還存在一些不足。主要表現有兩點:
1.許多實習指導教師多年來養成側重于實際操作的習慣,理論講解較少,在簡單講解完機器設備的結構、原理后,讓學生去實際拆裝,學生只會機械地模仿拆卸裝配,拆卸方法不清、操作盲目。加上學生對機器設備的結構、原理了解得并不充分,學生操作時經常不按拆裝程序操作、出現野蠻拆卸,造成有些機器設備在很短的時間內精度嚴重受損,甚至有些干脆報廢,后續班級沒辦法使用,達不到預期的學習目標。
2.有些學校把專業課學習放到企業進行,但企業是以生產為主,學生實習培訓為輔,受生產環境影響,許多專業課的學習在企業得不到保證,使得專業課學習達不到預期效果。
二、虛擬裝配及運動仿真軟件的開發
針對以上專業課教學中存在的兩種傾向,通過計算機輔助繪圖軟件使用,嘗試開發專業課主要機器設備三維虛擬裝配及運動仿真軟件,使得學生的專業課學習更加直觀、形象。
(一)確定開發小組成員及開發項目
開發專業課虛擬裝配及運動仿真軟件,是一項工作量大、涉及多方面知識的工作,除了要有較強的專業知識外,還要具有吃苦耐勞、勇于鉆研的精神,由經驗豐富的老師帶領部分青年教師組成課題小組并吸收個別基礎知識比較扎實的高年級同學參與其中。開發的項目本著由易到難的原則進行,從較為簡單的化工管路的管件及閥門開始。如彎頭、三通、大小頭和管閥、球閥、蝶閥、磁力閥等,在積累了一定經驗后,開發化工機器設備的各種泵,前后開發了單級離心泵、齒輪油泵、雙吸泵、多級泵、磁力泵、屏蔽泵、往復泵等,在此基礎上,對風機、列管式換熱器等實習車間現有的機器設備進行開發。
(二)開發過程
整個開發過程步驟如下:
1.制定開發計劃。為了使開發工作有序、按計劃完成,開發前制定了詳細的開發計劃。計劃包括開發各項目的時間段、主要內容、開發所需工具、量具、具體步驟及各分項目的主要負責人。
2.現場實際測繪。進入現場后,對裝配體進行逐件拆卸,為了保證工作順利進行,對每個拆下的零件編號,然后徒手繪出各零件的草圖,對標準件測量其主要尺寸并確定型號,研究每個零件的裝配方法并徒手畫出裝配示意圖或裝配草圖,然后將機器設備恢復原位。
3.在工作室核對草圖,對表達不清或尺寸不全的草圖再重新核對、訂正,對標準件核對型號及尺寸,理順各草圖之間的關系,保證各裝配體的零部件草圖及標準件、常用件型號尺寸齊全。在此基礎上用計算機CAD軟件畫出各裝配體的零件圖及裝配圖(或裝配示意圖)。
4.根據零件圖,用Slid Works軟件畫出各零件三維造型。在工作室進行二維草圖繪制以及三維零件造型。為了提高效率,可將裝配體的所有零件三維造型都繪制好以后,再考慮下一步裝配。
5.用已經建好的三維零件進行機器設備的虛擬裝配,在虛擬裝配的過程中對裝不進去的零件及時調整,將其尺寸及形狀進行修改,然后重新裝配。
6.完成裝配體的拆卸及裝配爆炸圖,在爆炸圖中分步驟將裝配體裝配及拆卸步驟逐項交代清楚。
7.利用Slid Works軟件的制作動畫功能,制作出各機器設備的拆卸和裝配動畫,在動畫中強調拆卸和裝配中注意事項及重點,以便引起學生學習時的注意。
三、采用虛擬裝配及運動仿真軟件在專業課教學中傳授知識和技能
開發出專業課機器設備的虛擬裝配及運動仿真軟件后,配合機器設備的實體,指導教師在一體化教室的授課發生了根本性的變化。首先,指導教師對要拆裝的機器設備進行介紹,用三維動畫展示機器設備的結構原理,機器設備在在馬達的帶動下旋轉起來,形象、直觀、工作原理一目了然,增加了學生學習的興趣和積極性,學生能夠直觀的掌握機器設備的結構和工作原理。其次,指導教師演示虛擬拆卸,利用Slid Works創建爆炸圖,將機器設備上的零件按正確的拆卸順序進行虛擬拆卸,在虛擬拆卸的過程中指導教師邊虛擬裝拆邊告訴學生要點和注意事項,為了使學生真正消化吸收,對此可反復演示,(有條件的學校可讓學生在電腦上反復練習虛擬裝配)。第三,在學生掌握上述內容的前提下,指導教師再帶學生到機器設備的實體前,實際演示機器設備的裝拆過程。第四,分小組讓學生實際裝拆,指導教師巡回檢查指導。第五,裝拆結束后,指導教師及時總結,對存在的不足重新演示糾正。最后,指導教師讓學生按正確的方法將機器設備裝配好,恢復場地原有布局。
四、開發虛擬裝配及運動仿真軟件在專業課教學中的應用成效
1.通過開發專業課機器設備虛擬裝配及運動仿真軟件,有效地鍛煉了課題組成員的綜合能力,參與開發師生的徒手繪圖能力、CAD繪圖能力、Slid Works三維建模能力及專業知識和能力都有了顯著提高。
2.通過開發和使用專業課機器設備虛擬裝配及運動仿真軟件,減輕了專業課指導教師的教學負擔,學生掌握專業課的情況明顯好轉,教學成效顯著。
3.減少了盲目拆卸和裝配,耗材、耗能和零部件損壞情況明顯改觀,機器設備的使用壽命大幅度增加。
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Application of Virtual Assembly and Motion Simulation Software Development in Specialized Course Teaching
JIA Ke-wen
(School of Mechanical Technique,Xin Jiang Institute of Light Industry Technology,Urumqi,Xinjiang 830021,China)