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專題性與創造性在機械工程實訓教學中的應用

日期:2013-11-22 10:10:32 來源:www.078045.live 作者:優質論文網

 摘 要:基于機械工程實訓中心教學實踐平臺,運用專題創新教學模式,融會相關知識與技能,發展學生的創新思考及問題解決能力. 這種在無壓力的學習環境下,學生的創造性思考和問題解決能力明顯提升,對教師的依賴度顯著降低.關鍵詞:
  專題性; 創造性; 機械工程實訓; 實踐教學評鑒

  由于受應試教育的束縛,長期以來教學過度重視標準答案,阻礙了創造思考能力的發展,使學生所學偏重記憶并著重于應付考試,而忽略創造思考與問題解決能 力的培養. 隨著近幾年高校的改革和擴招,大量的??圃盒I駷楸究圃盒#?這些新建本科院校幾乎同時都提出了將學校定位于培養適應社會需要的高層次應用型人才,大力增加實踐教學環節,建立各式各樣的實訓( 實踐) 中心或基地,運用頂崗實習、定向培養、定單培養、工學結合、校企合作辦學等多種人才培養模式. 但如何對不斷增加的實踐環節進行科學合理的設計、精心安排組織,既是提高實踐教學質量的關鍵,也是提高應用型人才培養質量的重要課題. 在此,以機械工程實訓中心的實踐教學為例,探討專題性與創造性在實踐教學中的應用。
  為了強化實踐環節教學,推進實踐教學改革,許多高校把實踐教學活動作為一個整體來統一考慮設計,將實踐教學分成基礎實踐( 實驗) 模塊和專業實踐模塊兩大塊. 機械工程實訓就是機械類專業實踐模塊的一個部分. 當前,部分高校機械專業學生實踐經驗含金量低,導致就業難和招工難并存. 就業難主要是大學生就業難,而招工難主要是企業招不到受過系統的專業技能實戰訓練的應用型人才. 針對當前新建應用型本科機械類專業畢業設計教學環節普遍存在選題不規范、指導教師力量不足、學生參與畢業設計的主動性較差,導致畢業設計質量明顯下滑,甚 至出現應付、走過場、剽竊他人作品等嚴重情況. 我們提出基于機械工程實訓中心的教學平臺,采用專題制作實踐教學模式,學生不僅可以形成系統的實踐技能,還可以完成畢業設計任務。
  專題制作是面向行業、企業實況,在機械實訓中心開展實務專題訓練,要求融入企業生產并有一定的作業流程. 專題制作的對象和題目來源于企業生產實際,如制造技術改造、產品研發、科研機構課題等,使學生通過實踐、理論、再實踐的模式提高工程實踐能力.以機械專業 機械制造技術改進專題為例,如起重機液壓油缸缸筒的加工技術優化。
  傳統機械制造工藝是: 用熱軋無縫管成型毛坯,用細鏜桿加工缸體小孔,但加工過程中存在大量的切削熱和排屑問題,極易導致刀具磨損,還可能引起缸體內孔中心線偏斜,或者產生不均 勻的壁厚,以及缸體內孔兩端出口直徑不一等問題. 該專題任務是讓學生通過擔任機械制圖、加工制造、機械操作、質量管理、產品檢驗、機械維護等工作,把專業知識整合為技能應用的實踐課題.通過該實踐活動, 使學生能夠熟練機械加工行業以及機械的操作技能,滿足就業需要; 使學生能夠根據工作需要,選擇及運用各種工作機床完成綜合加工; 使學生能夠具有創新意識,具有機械制造技術改進的能力,以及適應環境變化的能力.充分利用機械工程實訓中心等實踐基地,加強專業知識與實踐經驗的配合運 作,進行技能實踐能力的專題訓練,是高校擴展學生專業知識與技術能力的重要環節。
  但是現代科技的發展不斷地突破與創新,導致知識的壽命縮短. 為了適應這個多樣而變化的市場環境,不僅需要具備一定的知識技能,還要有解決問題和創造的能力. 創造思考教學是為了培養學生創造思考能力的一種教學模式,通過制定適當的教學計劃,在一種支持性的環境下,激發學生創造行為,鼓勵學生去探索、創新,從已 知導向未知,從原有的基礎中發展新的領域,從而完成任務.以機械工程實訓教學為例,教學計劃是訓練學生具備各種機械操作維護、機械產品繪圖、工藝規程設 計、加工制造及檢驗等技能,以及應用創造思考解決問題的能力,并加以擴展創新. 這里以“起重機液壓油缸缸筒的加工技術優化”專題為研究對象,在學習完相關專業課程理論,以及具備車銑加工、鉆鏜加工、刨磨加工、計算機輔助設計與制造、 CNC 技術等機械加工專業技術基本操作能力后,提出問題進行創造思考實踐教學活動。
  教師在講述相關知識及操作示范后即退居外線,僅在實踐過程中注意學生的學習狀況,扮演搭配角色.針對液壓油缸缸筒加工存在的問題,學生分組展開討論, 將意見記錄并整理歸納,再根據結論進行實際加工,遇到問題立即召集討論,獲取解決方法. 抽取其中一組,工藝措施如下: 首先,分粗細兩個工序解決內孔余量較大的缺陷; 其次,改變傳統加工工藝,采用復合工序提高生產率; 再次,利用硬質合金刀頭進行鏜削加工,用機夾刀代替傳統整體式刀具,既提高切削精度,又容易斷屑,同時也解決了刀具磨損大、排屑、切削熱等問題; 最后,通過珩磨或滾壓達到缸體孔的表面質量要求和幾何精度要求. 加工方案由學生通過觀察了解、查閱資料、邏輯思考、分析、推論及判斷、想像和構思后獲得.教學過程中應注意營造和諧的學習氣氛及支持性的學習環境,對于學 生的意見應給予肯定與支持,不可太早評論,以免使學生的思考意愿受到影響,而在實際操作過程中進行驗證. 在鏜削加工與滾壓光整加工中,缸體孔加工工藝裝備設計如圖 3 所示.不難發現在半精鏜削過程中,刀體導向塊與其內孔間隙為 0. 10mm,由于加工使用的是細長刀桿,其剛性差,在一定的切削作用反力下,刀具會微小偏移,通過導向塊的正確引導,雖然所鏜出的內孔尺寸正確,但中心線在 入口處必然偏斜 0. 10mm,造成此處壁厚差 0. 20mm。
  然而工件全長 1180mm,最后壁厚差將會達到 1. 14mm.此時教師參與探討問題發生的原因,并界定障礙所在,在創造性的無壓力的學習環境下,讓團隊小組各成員運用既有的知識與經驗,通過思考、聯想以及 組織再分析,使學生產生實用的、多樣的、且具有價值的解決方案,并提出一個可能的解決方法,進行結果驗證. 最后獲得解決該障礙的較佳措施是: 將導向套與刀體導向塊的間隙確定在0.02 mm左右,這樣刀具就不會偏移,缸體壁厚不等的問題也就解決了.通過加工實踐證明,改善后的機械加工方案合理可行,有效地保證了缸體的加工質量.實踐證 明,通過營造無壓力的支持性的學習環境,基于機械工程實訓中心教學實踐平臺,運用專題性與創造性教學模式,有效地提升了學生的創造思考及問題解決能力; 有效地整合了各種相關知識與技能; 有效地發展了學生多元化的思考方式和建立了教師收斂搭配的角色,最終使每一位學生都學會學習、學會發展、學會創造。
  此外,此外,該教學模式還使學生了解未來就業時所需的技能與認知,有助于提早熟悉職場環境,緩解大學生畢業等于失業的高失業率的問題。
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