时间:2022-11-23 22:20:59
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇机械设计专业论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
1实验方式与实验设计
为了更为全面的研究非专业因素对参数选择的影响,需要对其进行实验,主要采用的实验方式是单因素实验、正交实验两种。单因素实验主要指的是利用随机设计样本之间的比较,统计出各个样本代表的总数据影响。一般来讲,随机设计的多样本数据不会去考虑个体之间的差异影响,这仅仅是设计一个处理性因素,但是这样的处理因素可以拥有两个或者更多的水平。在实验的过程中会依照随机原则对实验对象进行随机分配,将它们分配到同一处理环境中的多种水平中去,之后对每一组的实验效应进行观察。同时在进行数据采样时,需要依照某个研究因素在不同水平方面上的分组,从而更好地比较此因素产生的效应。正交实验主要应用在研究多因素、多水准的环境中,只有面对一些影响相对显著的因素才采用正交统计法进行实验,一般是心理素质、学历、专业分类以及专业化的工作时间四种非专业因素。依据正交性实验的特点,会从实验的数据中抽选出一些具有特殊意义、具有明显代表性的部分进行分析,这些数据点会具有均匀、分散、齐整等特点,在实验设计中是一种具有高效率、高经济的统计分析方式。
2实验数据的分析与总结
在实验结束后,会对整体实验进行系统的分析与总结。对于一些学科门类、个人性别、心里素质、专业学历以及工作时间等单因素来讲,一般会采用对比法对实验结果的相关数据进行分析。通过系统的分析之后,能够看出这类非专业的因素均对参数的选择产生一定影响,但是每一项的影响力并不同。实验者自身的学科门类、性别等会对参数选择产生较小的影响,而个人的心理素质以及专业学历、工作时间等都会对参数选择产生更大的影响力。
(1)学科以及性别因素对参数选择带来的影响由于实验者自身的学科不同,因此参数变化的具体范围就会不同,其中,工学的学生在选择范围上变化过大,理学等其他专业的变化较小,这样的现象主要是由于不同学科在学习过程中对参数选择具体作用了解差异导致。同时,实验者性别对于机械参数的选择也会产生一定影响,女性一般都是善于模仿、信任依存,而男性会发扬自身的独立性,具有非常强的自主性,这些因素的差异主要是因为男女自身的生理特点以及心理特点等决定。
(2)工作时间与心理素质对于参数选择的影响随着工作时间的不断累积,对于参数选择的认识逐渐增加,而参数选择的变化范围并不相同,但总体趋势较为合理,产生的影响也就较为显著。根据对心理素质实验者进行实验的结果表示,心理素质对于参数的选择影响甚大,这类影响属于双向影响。如果是心理素质较好的人员可能在参数的选择上趋于合理,如果心理素质较为一般,那么参数选择可能会受到不良方面的影响。
(3)不同专业以及不同学历的人员对于参数选择产生的影响对不同专业的人员进行实验,那么在参数选择上,变化的范围应该不同,而且专业不同一定会对参数选择带来影响,但是影响的效果较小。一般来讲都是专业的不同带来数据选择要求的不同,从而产生差异。对不同学历的人员进行实验能够得知,受试验人员在学历上的差异对于参数选择的范围变化有着非常显著影响。实验表明,本科生在选择参数上趋于保守,研究生的参数选择会将范围扩大,但是随着科研的不断深入,博士生却出现了反向发展,他们在进行参数选择时会将范围不断缩小。
在实验的过程中,主要选择了心理素质、学历、专业以及工作时间四个非专业因素作为研究对象进行实验。利用正交试验得出数据结果,一般都会采用极差的分析法进行系统分析与探讨。值得注意的是,在利用极差分析法对心理素质因素进行分析时,通常会认为其他的因素对于结果产生的影响是趋于均衡的,这就使得大家认为心理素质的差异主要是由心里素质的本身特点所引起的。如果对这四个非专业因素的研究对象进行影响力的排名,依次会是心理素质、工作时间、学历和专业。影响趋势都是心理素质越好、工作时间越长,进行参数选择就会越合理,而学历越高产生变化就会越来越不同,专业因素带来的影响总体来讲较小。
3结语
综上所述,文章已经对非专业因素对机械设计参数选择的影响性进行了系统分析。在机械设计领域,对参数进行合理化选择会因为非专业得因素对其产生一定影响,在严重的时候会对结构完整、精度把控等造成影响。从客观的角度来讲,非专业因素会间接影响到机械制造过程中的质量与效率。因此,我国的机械设计应当全面考虑参数选择的整体因素,尤其是非专业因素,从而保证我国的机械设计能够得到更为完善的发展与创新。
作者:刘强单位:重庆市大足职业教育中心
(湖南工贸技师学院 412000)
【摘要】机械设计与制造是机械制造行业的重要环节,机械设计同机械制造之间有着非常紧密的联系,机械设计是机械制造的重要前提,机械制造要以机械设计作为基础。作为机械制造的首要工作,机械设计效果如何将会直接影响到机械产品的性能。文章介绍了机械设计与制造的内涵以及发展方向等内容。
关键词 机械设计;机械制造;机械产品;机械设计原则;机械设计效果
机械设计是机械制造的首要步骤,机械设计的好坏将会直接影响到实际工作的效果,在今后工作过程中为了实现科学发展必须不断加强这方面的研究。从当前的情况来看,机械设计本身还存在着一定问题。机械制造是机械设计的下一步工作,机械制造效果在很大程度上是取决于机械制造的。为了实现科学发展,对于这两项工作就应该进行深入分析。
1 机械设计技术分析
1.1 机械设计的步骤
机械设计有其专门步骤,在设计的时候,设计人员应该严格按照步骤来进行设计,这样才能够保证效果。实际工作过程中机械设计的步骤主要是分为计划、制定以及设计这三个阶段,对于这三个阶段应该进行深入细致的分析。机械设计的计划阶段。计划阶段的主要工作就是要对之前那些已有的机械产品要能够有充分了解和认识,对于相关机械的性能必须要予以充分认识和把握。对于机械产品的优缺点必须要认真予以记录,这样做的主要目的是为了能够为今后机械制造积累一定材料,这对于提升机械设计效果有着十分重要的意义,对于这些工作必须要予以高度重视。
方案制定阶段是机械设计中的一个关键步骤,在制定方案的时候对于现有条件以及未来期望这两者之间的关系必须要进行科学协调,要在两者之间找到较好的切入点。制定方案的时候对于机械产品的最终形态结果,设计过程中各个环节的调控和处理都需要引起高度重视。对于这些必须要进行认真设计,才能够保证效果。这是实现之后机械设计及机械制造的重要前提条件,实际工作中必须要严格按照设计原则和设计要求来采取措施。在方案制定阶段技术设计是重点,所谓技术设计就是要根据自身经验及初期的设计来进行下一步设计,技术设计的主要目的就是要形成完整的设计方案。
机械设计的设计阶段就是要把原先思路转变成具体的机械描述阶段,该阶段的主要目标就是要获得总装配和总部件装配的草图。总装配以及部件装配草图是设计的重要依据,草图的存在有助于规划工作的顺利完成。需要注意的是在设计工作完成之后还需要对其进行设计修改,只有经过设计修改之后才能够有效保证其效果,这一点是我们在实际工作中需要予以充分注意的一点。为了适应实际批量生产作业的要求,对于模具的设计就需要引起高度重视。机械设计的最后设计又可以称作是定性设计,所谓定性设计指的是实际工作过程中应用于生产机械前的最后一次设计,由于机械设计方案有的地方过于理想,因而不能够满足实际批量生产的需要,因而工作中就需要对其进行定性设计,通过定性设计来对那些不能够满足实际需要的进行有效调整,这一点是我们在实际工作过程中需要引起注意的。
1.2 机械设计的原则
为了实现科学的机械设计,在今后设计过程中就应该坚持科学的设计原则。机械设计过程中应主要坚持标准化、技术性能和安全性这三大原则。标准化原则指的是设计过程中需要严格按照机械设计标准来进行设计,设计出来的每个零件、每个组件都需要符合相关文件的规范。只有严格按照标准来进行设计才能够真正适应实际需要。标准化准则是机械设计过程中的一项重要约束,对于这项约束,必须要引起注意。
技术性能原则。技术性能原则是一项重要原则,在实际工作中,技术性能原则指的是实际工作过程中必须要保证机械的性能,只有保证了机械的技术性能才能够实现机械的长时间高效运转,这一点是我们在实际工作中应该引起高度重视的。在设计的时候必须要严格控制机械技术性能的设计,要充分保证设计出来的性能能够符合实际需要。
安全性原则。保证机械安全是机械设计的基本要求,实际工作中对此应该引起高度重视。这里的安全指的是多方面的安全,设计的时候要考虑到零件安全性、环境安全性、生产安全性以及整机安全性,保证设计安全是今后必须要做到的。
1.3 机械设计的分类
机械设计当前能够分成多个类别,从实际设计来看可以分为三大基本类型,这三大类型分别是新型设计、继承设计以及变型设计。新型设计把那些成熟的先进技术应用到设计中来进行新的机械的设计,这是一项非常重要的设计,这一点在今后工作中是应该引起重视的。继承设计指的是为了设计功率消耗小、运行效果好的机械,在设计的时候就必须要结合自身经验及设计技术来进行科学合理有效的设计。变型设计主要是从市场需求出发来进行科学设计,变型设计主张对原来的机械设计进行变动更改,从而有效满足市场需求。这样设计的主要目的就是为了能够在满足实际应用的条件下有效节约成本,这一点是需要引起高度重视的。
2 机械制造分析
2.1 机械制造的特点
对于机械制造而言,在实际工作过程中首先需要了解其基本特点,这是进行工作的重要前提。通过详细分析就会发现当前的机械制造存在着多元化、服务化和全球化的特点,对于这三个基本特点需要充分把握。多元化。在经济社会快速发展的背景下,机械市场对机械制造技术提出的要求越来越高,与此同时消费者的个性化要求也日益凸显出来。消费者对机械制造的要求逐渐多样化,在实际设计过程中不仅要求机械制造能够具有良好性能。能够满足质量要求,同时还要求能够具有优质的服务。为了适应多样化要求,实际工作中就应该对机械市场进行充分调查研究,只有在进行调查研究之后才能够了解市场的真实需求,这样有助于避免盲目生产。
服务化。服务化指的是在实际工作中,服务质量对产品销售会产生直接影响。为了保证产品质量今后还需要专门进行市场售后服务,对于不同机械产品应该有针对性地来开展售后服务调查工作,通过开展售后服务调查来有效提升企业信誉,进而扩大消费群体,这一点是实际工作中应该予以充分注意的一点。
全球化。当前的机械制造已经逐渐走向了全球化发展的道路,实际发展过程中全球化的主要工作能够有效推动制造业的发展。在经济全球化的背景下,机械制造既可以利用国内市场同时也可以利用国外市场,又可以统筹好国内和国外这两个市场来最终实现企业的快速发展,这对于提升机械制造水平是非常有利的。
2.2 机械制造的现状
从当前我国机械制造的发展现状来看,当前计算机的应用已经成为机械制造的重要发展趋势,为了适应日益复杂的管理形势,在今后工作过程中就需要进行创新管理,当前我国机械制造有不少方面还是处于落后状态的。产业大而不强和结构矛盾突出是当前机械制造的典型问题。这些年来尽管我们的机械制造行业中有不少行业都已经处于世界第一的位置,但是从行业创新能力、产业核心竞争力上来看,当前还存在着很多问题。在实际工作中这些问题如果得不到科学合理的解决,就会严重影响到实际工作效率。从产业结构矛盾上来看,当前产能扩张较快、低端领域过度竞争,这种现象会严重影响到企业的自我发展能力。这些问题是我们在今后工作中必须要引起注意的,这些问题如果得不到科学合理的解决,就会严重影响到实际工作效率。
3 机械设计和机械制造的发展前景
3.1 机械设计的发展趋势
从今后的情形来看,在今后设计过程中机械设计将会出现一系列变化。实际工作中机械设计性能将更加优良、节能环保的理念将深入人心,在今后设计过程中将探寻更加能够适应市场竞争的设计技术。在今后设计过程中性能更加优良。设计的时候应该尽量提升产品设计性能的优良性能。优良性能本身又可以分为动态设计、可靠性技术设计、补偿设计、防腐设计等内容。为了保证实际工作效果,今后只有不断提升设计水平才能够满足要求。节能环保的理念将更加深入人心。今后的设计应该注重绿色设计,要把智能化和绿色化作为设计的基础。在今后设计过程中要充分利用资源,要能够实现资源利用的最大化,同时还要能够实现资源的循环利用,今后对于这方面的工作必须要引起高度重视。
3.2 机械制造的发展方向
今后机械制造管理将主要依靠计算机管理制度来实施,计算机管理已经成为今后发展的必然趋势。组织体制及生产模式的创新具有十分重要的意义,当前我国机械制造管理机制还比较匮乏,今后应该是不断加强机械制造管理机制的研究。在今后设计过程中激光加工技术、电磁加工技术、纳米加工技术、微型加工技术等技术都将会得到科学合理的应用。机械设计是机械制造行业的重要环节,科学高效的机械设计对于今后提升机械产品性能具有十分重要的意义。机械制造过程中应该高度重视管理机制及先进技术的应用。本文重点分析了机械设计和机械制造的特点以及今后的发展方向和趋势,今后应该进一步加强这方面的研究才能够适应实际需要。
参考文献
[1] 孙永春. 谈机械设计在机械制造中的关键性[J]. 科技创新与应用,2012,(19).
[2] 司慧. 改革机械原理和设计课程设计的探索与实践[J]. 太原理工大学学报(社会科学版),2008,(S1).
目前存在的主要问题我院机械类专业含机电、机械、数控、模具、汽车等相关专业。目前,毕业设计中存在的主要问题有以下几种:
1.关注点不一样,学校和学生意见分歧由于教育行政部门每年都要对毕业论文(设计)进行抽检评优,所以学校很紧张,万一结果不好,影响学校的声誉。但现状是,机械类专业绝大多数学生从第5学期中后期开始进行顶岗实习,而且大部分从事的是机床操作和产品检验、包装等工种,没有太多的技术含量,与“设计”无缘。少部分学生在产品销售岗位实习,还有部分在售后服务岗位实习,与“设计”关系都不大,学生看不到毕业设计对他们将来的工作有多大作用,他们更关注的是就业。因此,没有太大的动力去认真地搞毕业设计。由于学校对老师有要求,老师本意当然想认真地指导学生,可是学生在顶岗实习阶段,不能与老师经常见面,有的根本见不了面,只能通过电话、网络沟通,学生上网不便,邮件也说不清楚,老师只能过一段时间督促一下,指导效果大打折扣。
2.毕业设计所需信息和资料难以搜集,影响进度毕业设计阶段,学生都在企业顶岗实习,企业没有专门的提供给学生的图书馆、机房、网络、实验室等毕业设计所必须的基本条件。学生对相关专业资料的搜集、分析、利用等能力相对较弱,这些资源的缺乏令学生在选题、开题和具体实施阶段显得无从下手,只能胡乱参照往年或网上资料相关题目。例如,机械类专业学生中期检查交上来的题目大多是轴类、箱体类、圆盘类零件的加工工艺及数控编程、各种零件的模具设计、各种普通机床经济型数控化改造、电梯和机械手、水位、各种生产线等的PLC控制、机床夹具设计、机械设备的故障诊断与维修等等,题目有的大而空,有的是课程设计内容,有的是教材上的实例。学生撰写论文时参考教材或网络公开资料过多,没有什么数据支撑,也没有什么自己的观点和实际作品,谈不上论文的质量及学生水平的提高。
3.学生方面的原因江苏省这几年的高职招生,有提前单招,有注册入学,还有中职对口单招,最后,通过真正参加高考录取的考生,所占比例已经较少了。即使是这些学生,录取的分数也很低。而且,江苏省录取的总人数已经超过了报考学生总数,基本上只要想上学,都能上。所以招进来的学生的知识基础较差,学习兴趣不高,水平和能力又参差不齐。毕业设计和顶岗实习时间重叠,绝大部分学生是自己通过人才市场选择的实习企业,岗位要求学生和正式用工一样的工作时间和强度,学生每天上8小时甚至12小时的班,有的企业两班倒,有的三班倒,没有精力再去搞毕业设计。另一方面,在学校的前两年,也没有好好学习专业知识,造成很多学生不知道毕业设计要做什么,怎么做。老师给学生的课题,学生做不了,学生自己定的题目,又很不恰当。勉强写出的论文不规范,文字欠通顺,表述设计意图和设计方案逻辑性不强,质量很低,有的直接抄袭论文或干脆购买,没有起到培养综合能力和科研水平的目的。
4.指导老师方面的原因由于学生多而专业教师少,教师的指导工作量过大,一般平均每位专业教师要承担十多个学生的毕业设计指导,学生远在四处各地,老师无法对学生进行细致、系统和及时的指导和检查。而且本身又有繁重的教学工作,老师的精力跟不上。另外,各个学校重点关注的是招生就业,使得老师可能不太重视毕业设计工作,不愿多花时间与精力。从教师本身来看,高职院校的年轻教师很多是刚从学校毕业的,没有实践环节,只能照本宣科;年长教师,没有知识更新的再教育环节,对新技术不太了解。老师自己实践水平不高,给学生的选题,为回避实践环节,很多选择了与工程实际相脱离的综述类题目或计算机仿真题目。这些都使毕业设计指导工作难度增大,难以保证质量。
二、对策分析
1.提前启动毕业设计工作在人才培养方案中,将各主要专业课程向前两学年转移,减少第三学年的计划课程。第五学期初开始毕业设计,包括落实任务、查阅资料,掌握毕业设计的基本程序、要求,完成毕业论文的总体框架设计。学生在校完成毕业论文总体框架后,到企业、实习基地边实习边做毕业设计,更有针对性,学生不再感到茫然。
2.充分利用毕业顶岗实习到用人单位进行半年以上顶岗实习,是高职院校落实《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》(教高[2006]16号)文件精神,大力推行“校企合作、工学结合”,突出高职教育特色,改革人才培养模式的重要举措。这几年,我院机械类学生的顶岗实习已提前至第5学期的下半学期,由于企业对技能型人才的需求较旺,所以,绝大部分学生自己都能较容易找到相关实习岗位。学生带着各自初拟的毕业设计课题,分散到不同地方、不同部门进行毕业实习,这种分散实习的方式不会影响企业的生产秩序,比较容易被企业接受;还有部分学生,在第3或者第4学期已经选择了进入与学校签有合作培养协议的“订单班”学习,我系有“上海鸿得利”、“富士康”、“亿滋”、“无锡松下”等众多订单班,学生完成基本专业知识学习后直接进入这些单位顶岗实习。毕业设计的内容与实际所从事的岗位联系,如果与初拟的框架有冲突,可再作研究内容和方法的调整,甚至重新开展课题研究。做到理论联系实际,提高学生的解决实际问题能力,提高毕业设计的质量。
3.校企共同指导学校自己聘请公司的技术人员做企业兼职指导教师,实现校企共同指导毕业设计。校内指导教师主要负责毕业设计规范化指导,负责过程管理,制定毕业设计流程,对毕业设计的各个环节进行监督检查,对后期的毕业论文的撰写进行指导和审核。保持与企业指导教师、毕业生的联系与沟通。企业的指导教师负责具体的技术、内容指导,提供企业相关资料以及学生与实习企业合作环境的协调。学校应支付企业导师一定报酬,同时,企业导师参与答辩要占到一定比例。我院建立了顶岗实习管理平台,要求学生顶岗实习期间至少每周写一次周记,每个周记提出一个工作问题,解决一个工作问题,学习一个工作中需要的新知识点,详细记录,并报告指导教师,指导老师进行点评、指导,随时关注学生动态,及时解决学生在实习过程中遇到的问题。另外,学生还要完成手写的实习报告,也按周填写,学生的企业指导老师,对学生一周的工作进行评价、总结.
4.丰富毕业设计课题来源
(1)指导教师的科研课题。此类型题目所占比例呈逐年上升趋势。原因主要是近几年学校科研环境的改善及本系教师队伍的完善,科研项目逐渐增多,项目层次包括院级、市级、省级、国家级。
(2)依托技能竞赛及各级各类创新创业大赛开展毕业设计的实践活动。鼓励学生积级申报江苏省大学生实践创新项目,参加大学生机械设计大赛、自动化生产线安装与调试、汽车维修、汽车营销、数控操作大赛、大学生创业大赛、职业规划大赛等。毕业设计开始时间可以依据竞赛时间进行调整,毕业设计可以以综合性竞赛项目实物作为成果,由竞赛辅导教师兼任毕业设计指导教师,对学生在前期创新过程中的作品进行完善和理论升华。通过技能竞赛学生熟练了技能,树立了竞争意识、团队意识,更尝到了学习技能、精通技能的甜头。
(3)学生自己确立的课题。题目主要来自毕业顶岗实习或者将要就业的单位,收集与实际工作相关的资料,在导师的指导下确定毕业设计题目。这说明学生下企业顶岗实习为毕业设计的选题提供了大量的专业实践机会。对于部分搞不了设计的学生,要求他们将实习体会写下来,形成实习报告。
(4)模具、数控、机械、机电专业跨专业整合,开展任务驱动、项目导向的毕业设计课题探索,使学生综合能力与素质得到全面提升。
(5)参与教师的教学活动。学生参与教学课件的制作,如机械设计基础、液压与气动技术、夹具设计、数控编程、模具设计等课程中的动画、视频的制作。既巩固了所学专业知识,又熟练掌握常用软件的操作,为将来的工作打下了良好的基础。
(6)不断完善毕业设计课题类型,开设毕业设计指导课程。经过这几年的实践总结,我们大体上把机械类高职毕业设计的类型分为以下几类,同时,我院已开设指导毕业设计的相关课程或讲座。1)工艺夹具类。此类主要完成各种零件的加工工艺编制及加工零件所需夹具的设计。2)数控编程类。主要完成零件的加工工艺编制及数控编程,可以和机械设计类结合,以团队的形式,完成机构的设计、机构零件的数控编程、加工。3)注塑、冲压模具类。主要完成各种注塑、冲压模具设计。4)机械设计类。减速器、机器人、机械手、各种泵、控制装备、农业机械、汽车、液压系统及各种设备的设计。5)机床类。机床主传动系统及进给系统设计、钻床、铣床、组合机床设计,也可以利用学校的金工实习车间进行各类机床的拆装、测绘训练。6)机械类课程图形库、动画库、试题库建设。7)机电一体化类普通车床数控化改造及各种设备的PLC控制系统设计。8)机电设备或生产线故障分析与诊断。
(7)答辩形式多样化。答辩可以采取多种形式,答辩地点可以选择校内的多媒体教室、实训室,也可以搬到校外学生顶岗实习的企业现场,邀请企业指导老师、技术人员、学生的同事一起参加答辩;答辩形式可以是陈述性答辩,也可以是作品展示性答辩;团队项目,可指定一人进行答辩。要保证各类形式如实习报告类、调查报告类、市场调研类、创业计划类、售后报告分析类、设计类都可以参加答辩。
三、总结
根据上面分析,现在的毕业设计质量较难保证,而现有国情下高职毕业设计暂时无法替代。但是,毕业设计也应随着形势的发展进行较大程度的改革,否则,不能发挥起应有的过渡桥梁作用,有以下几点值得思考:
(1)是否能强化课程综合实训和课程设计,淡化毕业设计。例如机械设计基础课程结合CAD/CAM课程进行综合实训;液压与气动技术、机械制造基础、PLC等进行课程设计;数控编程与操作理论课程结合实训进行典型零件的数控编程与加工训练。这样的训练更扎实,更有实效。
(2)毕业设计过程要增强学生对毕业设计的认识、让学生明确其目的和意义。
(3)毕业设计是一个综合训练的环节。完整的毕业设计过程应该包括专业实习、文献检索、题目选择、资料收集整理、大纲拟定、试验数据获取、理论计算、论文写作与论文答辩等环节。这些环节能使学生受到完成一个实际项目所必需的综合基本训练,对学生将来的工作和可能情况下的深造意义非凡。
(一)学生对毕业设计不够重视
毕业设计一般都安排在大学第七、八学期,这两个学期正好是学生考研和就业的关键时期。这些年,随着就业压力的增大和考研风气的高涨,许多学生都把主要精力放在找工作和复习考研上,没能在毕业论文上投入足够的精力。东抄西拼完成毕业论文,网上搜索资料后简单拼凑的现象尤为突出,学校规定的时间为12-16周,而有的学生仅用几周甚至几天时间就拼凑完成,造成毕业设计质量不合格。
(二)设计选题缺乏创新性、可行性
有些学生在选择毕业设计题目时缺乏创新意识,不能面对工程实际需要解决的问题,提出新问题、解决新问题。大部分学生是设计已有的机械装置的结构,然后对其进行分析和校核,设计内容体现不出自己的创新。少数学生只是在网上搜索题目相似、内容相近的论文之后,将原文中大量观点和论述几乎原封不动地复制到自己的论文中,结果是论文缺乏分析和见解。还有少数学生设计中对已有机械结构进行改进设计,但因缺少工程实践,所设计的方案并不一定可行。
二、校企合作指导机械专业本科毕业设计可行性分析
德州学院地处德州市,德州市新能源产业起步早、发展快,在全国处于领先地位。尤其是以皇明集团为代表的太阳能热利用方面走在全国乃至世界的前列,相继获得“中国太阳城”、“国家可再生能源应用示范城市”、“国家火炬计划德州新能源产业基地”等称号,德州经济开发区获首批“山东省节能环保产业基地”,其中“太阳谷”已经成为引领太阳能和新能源产业快速发展的核心动力和强大引擎。同时,德州市依托山东景津环保设备有限公司等企业,正在打造风电新能源装备制造业和环保节能设备等新能源产业基地,建成后将成为全国最大的太阳能产品制造基地和国内重要新能源装备研发和制造基地。面对新能源装备制造业的快速发展,相关机械类专业人才匮乏的问题日益凸显,新能源装备制造的企业迫切希望和高校合作培养机械专业的创新性应用型人才。校企合作指导学生毕业设计的条件已经成熟。目前,德州学院机电工程学院已经和山东景津环保设备有限公司等企业建立了13个实习实训基地。与山东景津环保设备有限公司、山东通裕集团有限公司、东营光伏太阳能有限公司组建了景津压滤班、通裕班、光伏机电班。2010年与山东景津环保设备有限公司联合成立了“节能环保设备研究中心”。这些都为校企合作指导机械专业本科毕业设计提供了保障。
三、校企合作指导机械类专业本科毕业设计创新模式的探索
(一)校企共同参与人才培养方案的制定
德州学院的机械设计制造及其自动化专业围绕着我国重点支持的新能源产业这一国家战略性目标进行人才培养模式构建,从整体上提升本专业在新能源产业和区域内的高素质创新性应用型人才的培养水平和配置能力。德州学院召开“装备制造业、新能源产业人才需要研讨会”,德州市装备制造业推进办公室、德州市新能源产业推进办公室负责人及12家山东省新能源相关企业代表应邀参加会议,聘请了山东普利森集团有限公司、景津压滤机集团有限公司等企业技术负责人为校企合作专家。企业技术负责人对机械设计制造及其自动化专业的人才培养模式问题提出了宝贵的建议。根据合作企业的意见和建议,在机械设计制造及其自动化专业教学计划中的第七学期,在11周的专业课程结束后,安排7周的专业方向实习,第八学期安排12周的毕业设计和6周的毕业实习。学生在学习了所有的专业课程后,先在企业进行专业方向实习。在实习期间对所实习企业进行了解,将自己所学的专业课程进行实践,初步提高自身的工程实践能力。在此基础上第八学期进行毕业设计和实习,可以综合提高学生的实践能力和工程意识,毕业后能够直接为企业所用,有效地提高了人才的培养效率和培养效果。使学生的应用能力达到工程需求,实现零距离就业。
(二)校企合作制定学生的毕业设计题目和指导学生毕业设计,保证学生的毕业设计质量
在第七学期,将机械专业学生安排到山东景津环保设备有限公司等实习实训基地进行实习,这些企业有机械专业对口的生产环节,具有一定的生产规模、较先进的生产水平和管理水平,经济效益较好,有接纳毕业论文教学与实践的能力。机械专业学生进入企业进行实习和毕业设计时,企业技术人员和学校教师共同指导,以企业技术人员为主,学校教师为辅,采用双导师制。学校的指导教师负责学生的专业理论指导,企业指导教师为实践经验丰富的技术人员,全程参与学生实习和毕业设计的各个环节,指导学生处理毕业设计过程中出现的问题。在专业方向实习期间,由实习企业提供与实际生产和技术开发相关的毕业设计选题,由校内和企业导师在11月份商讨确定指导学生的毕业设计题目,校内实习导师书写毕业设计说明书。毕业设计题目能够体现机械的新工艺、新技术的研究方向。这样可以让学生提前介入生产技术,初步了解并能解决生产中的一些实际问题。第八学期学生在实习企业里进行自己的毕业设计,校内指导教师通过网络与学生保持常态联系,跟踪掌握学生毕业论文进程,并定期到企业检查、指导学生毕业论文书写,与学生探讨、解决实习过程中遇到的技术难题,培养求真务实的科学精神,提高了教师自身科研能力。企业导师负责学生的实际设计、生产和技术开发相关的指导。在毕业设计中学生参与了企业的产品研发,学生了解了企业,企业也了解和掌握了学生各方面的情况,为日后的择优录用人才提供了依据,通过双向选择,对愿意留厂且企业看中的学生,企业优先录用。
(三)成立有合作企业高级工程技术人员参与的答辩委员会,严格答辩程序、保证答辩质量
答辩是毕业设计工作的最后一个环节,是全面检查和评估毕业设计质量的重要手段。严格的答辩程序有利于树立良好的学风,促进学生认真做好毕业设计。学院聘请企业高级工程技术人员为答辩委员会成员,答辩委员会的校内教师必须由副教授以上职称(或相当职称的科技人员)的人员担任。答辩委员会下设答辩小组,设组长1人(答辩委员会成员),秘书1人,各答辩小组具体负责学生的毕业设计答辩工作。答辩委员会负责审定学生毕业答辩资格,选用“中国知网”大学生论文抄袭检测系统对参加答辩的毕业论文进行检测,总相似比超过33%的学生不允许参加毕业论文答辩。同时还负责对指导教师的毕业设计指导工作进行审核:指导教师所带本组学生毕业设计成果以专利、、实物、模拟仿真、模型展示的不低于50%。毕业设计答辩时采用“回避制”,即指导教师不参加对自己指导学生的答辩工作。学生答辩前提交论文由答辩小组详细评阅,写出评阅意见,评定成绩,并根据课题所涉及的内容和要求,准备好基本概念、基本理论、试验或设计结果分析等方面不同难度的问题,以备答辩时提问选用。答辩时学生报告时间一般为10-15分钟,答辩提问时间一般为10-15分钟,答辩公开进行,从而保证了答辩质量。
四、结论
关键词:校企合作 高职高专 毕业设计模式
一、课题背景
目前全国千余所高职高专院校的毕业设计(论文)运行模式大同小异,为单一的毕业设计(论文)个体模式,基本上是本科院校毕业设计(论文)运行模式的压缩版,压缩主要指时间上的压缩。就我院机械设计与制造专业而言,每级学生约有200人左右,每年的毕业设计题目基本集中在工艺规程的编制及夹具设计这个大框架下,还有一些学生做有关液压传动系统或机器人之类的题目。本专业毕业设计过程基本全面,从给出题目到毕业答辩,到最后成绩汇总,实施比较规范,但也有问题存在:设计题目类型比较单一,且不能完全保证一人一题;毕业设计的时间是在第五学期后期,时间上与找工作发生冲突,学生不易平衡二者之间的关系,因此对毕业设计重视不够;指导教师人数欠缺,带来管理及毕业设计质量方面的问题。
为了使毕业设计真正起到提高学生应用各种知识和技能解决现场实际问题的能力,我们探索一种与企业合作毕业设计的模式。参与本课题的高级工程师们有从事本专业15年以上的设计、生产经验, 积累了大量的机械设计方面的资料。通过校企合作,可以从题目来源、题目分配、指导方式、过程监督管理、及论文答辩等方面提高毕业设计质量。通过这种合作形式的毕业设计,学生应用知识的能力可以得到提高。对学校而言,一方面可以缓解本专业教师人手不够的矛盾,另一方面,校内指导教师和企业工程师共同指导的过程中不断提高校内教师的业务水平。
二、校企合作毕业设计模式
在毕业设计进行之前,专业负责人对本专业全体学生做毕业设计教学实践的动员工作,使学生明确毕业设计阶段需要注意的程序。
(一)选题
题目来源: 题目的收集准备工作应提前一学期进行。毕业设计任务下达后,先由校内教师和企业工程技术人员拟定题目,其数量大约是指标的1.5左右,再由专业有关人员组成审题小组,选择出有利于培养学生实际工作能力的题目,再上报本系,让学生进行选择。
题目确定与分配:依据题目的类型,学生根据自己的求职意向与学习兴趣进行分配。对于学习基础好,希望继续深造的学生,建议由校内老师进行指导,做设计型题目;对于喜欢操作、动手能力强的学生,建议有企业指导老师进行指导,做加工型题目;对于爱思考富于挑战性的学生,建议由校企双方指导老师联合指导,做创新型题目;对于平时表现一般或者较差,学习不太积极的学生,建议由校内指导老师指导,做经典的毕业设计题目,在以往毕业设计的基础上,增加或改变工作内容,巩固知识。
(二)指导
指导工作采用统一指导与个别指导相结合,校内指导和企业指导相结合。统一指导是将毕业设计过程中的共性问题统一给出指导,通过两次约定,以课堂讲授的方式把以下内容教给学生:查找资料的途径、资源的取舍与利用、毕业设计进度计划的制定、摘要的写法、目录生成方法、文档处理、结束语及写谢辞内容要求等;个别指导是任务布置两个星期之后每周抽出一个下午时间指导教师在答疑地点与学生见面,探讨具体设计问题。校内指导和企业指导相结合的办法是:作为指导教师的企业工程师对于做加工型或者操作型毕业设计题目的学生直接进行技术指导,而作为给出评阅意见的第二指导老师可以进行论文规范方面的指导。
(三)过程监督
监督的内容包括:1.查阅专业文献情况,目的是让学生了解毕业设计题目相关前沿的学术动态,拓宽知识面,学生提出课题的初步研究方案;2.分析零件,初步提出研究方案,目的是培养学生的分析能力;3.确定研究方案,绘图,目的是培养学生的独立解决问题的能力,计算机应用能力;4.整理资料,编写设计说明书,目的是培养学生的综合相关资料信息的能力,计算机应用能力。
量化考评的内容包括:工作态度与纪律(10分);独立工作能力、分析解决问题能力(10分);设计作品合理性实用性(10分);说明书编写质量(10分)。这些考评分数就可以作为指导老师对学生的设计给出的分数。
与企业工程师联合指导的校内老师对学生的毕业设计过程也可以给予一定的监督,比如说明书部分的规范,结构内容的逻辑性、对修改意见的态度等。
(四)论文答辩
在答辩之前, 由校内指导教师和企业工程师就联合指导的相关学生的论文进行交流, 意见分歧较大的提交答辩小组评阅。正式答辩之前,答辩小组要开答辩前的准备会, 就学生的设计及论文评阅情况进行简单交流, 由小组讨论确定评分档次。答辩小组秘书做好答辩记录, 对学生设计的工作量、设计的创新点、对自己作品的理解及表述、对答辩小组所提问题的回答情况, 一一记录,从而使答辩工作有序进行, 对学生的设计成果也有一个公开、公正的评价。
三、结语
通过对机械设计与制造专业部分学生实行校企合作的毕业设计模式探索,校内指导教师和企业指导老师可以有针对性地指导帮助学生,加强了对学生专业知识的连贯指导,加强了大学生实际应用能力的培养,无论从专业知识的应用,还是独立思考及动手能力的培养,以及职业素养的养成都有明显的提高。
参考文献:
[1]朱松节.高职高专毕业设计(论文)团队模式的思考与实践[J].技术与市场,2011年18卷第6期
【关键词】高职 工程力学 机械设计基础 课程整合
根据机械行业的从业要求,高职的机械类、近机械类毕业生在从业的过程中,主要是面对实际的机械设备,解决其使用、维护、维修、故障诊断、改造、仿制等过程中一些工程实际问题,因此,要求学生需具备对机械的综合分析能力;同时,面临制造技术的突飞猛进和制造业的快速发展,还需适应岗位变换和职业转向。因此,高职毕业生需要掌握分析实际机械的基本的知识、理论、方法和技能技术,并用来分析、解决工程实际问题;需要培养和提高技术应用能力、解决工程综合问题的能力以及合作能力、创新能力、对择业的适应能力和综合素质。
而《工程力学》与《机械设计基础》是高职的机械与近机械类专业重要的两门专业技术基础课程,在整个教学计划中起着承上启下的作用。在以往的教学中,《工程力学》与《机械设计基础》独立设课,分开教学。在教学中,我们常常发现,基于学习基础与能力较弱的高职学生来说,《工程力学》中抽象又深奥的理论是难以接受与掌握,花了大力气好不容易弄懂的这些理论,在学《机械设计基础》的时候,针对具体的设计,不是忘记了就是不知道该选用哪些力学原理及计算方法来进行设计计算,教学过程中不得不重复讲解。这不仅耗费大量学时,而且教学效果不佳,其结果将导致学生对专业基础课程丧失了学习兴趣。
因此,按照高等职业教育从培养技术应用性人才出发,按照“必需、够用”为度的原则,在教学过程中适当减少理论教学课时,增加实践环节和实训课时,为此,必须对《工程力学》与《机械设计基础》两门课程进行有效整合。
一、必须调整教学内容,选择“必需、够用”内容进行课程整合
从整机的角度精选已整合的 “机械原理”“机械设计”等的有关内容而成的机械设计基础上的及并融合了“工程力学”等的有关内容,以完善机械设计全过程,并增加了生产现场所需的典型机械设备使用与维护方面的常识、技能训练或实操方面的内容以及机构创新基础等知识。
经大幅度整合后,一方面,使课程内容不再是“工程力学”与“机械设计基础”传统课程的简单合并,而是从理论到应用更具连贯性,更符合教学规律和适应工程实际,具体做法是精简,压缩传统和叙述性内容,减少了一些课程上的理论重复,将一些专业理论知识有机地融入实验、实习、课程设计、社会调查、毕业设计(论文)和课外科技活动等教学环节中进行,为课堂教学减轻一些负担;同时内容整合,将理论力学、材料力学与机械零件的知识点揉合为一个整体,如理论力学与机械设计中的运动与力的分析,材料力学与机械设计中强度与刚度的计算等内容可进行知识整合串联讲授;另一方面,不再过于强调理论知识的系统性和完整性,精简了繁杂的理论分析、公式推导,力求设计方法简明实用,着重突出应用性、实用性。
二、必须改进教学方法,选择多种教学手段
整合教学内容的同时,也进行了改进教学方法的尝试。
把课程中典型的机械的设计内容分解成几个具体的工作项目,通过师生共同实施每一个完整的项目而进行的教学活动的一种教学方法。即采用项目教学的方法。例如设计家用缝纫机的拆装项目,让学生自己动手,了解缝纫机的基本结构及构件的名称,功用,以及引线、勾线、挑线、送布等四大机构的工作原理和结构特点,对曲柄滑块机构、曲柄摇杆机构、凸轮机构等常用平面机构的工作原理、机构应用形成感性认识。再由教师将其中涉及的平面机构必需的理论知识进行讲授,最后由学生自己通过每种机构的组装,试运转,对理论知识进行深化学习,这样在项目实施过程中进行,可根据具体的项目内容,选择与之相关的工程力学,机构设计方法进行详细、深入的学习,而不是一定要学完完整的学科知识,这样理论知识的学习,能真正掌握,而且更有用。
另外整合教学内容的同时,也进行了改进教学手段的尝试。
大多数高职学生从高中校门直接进入高职院校门,机械方面的知识基本上是空白, 毫无感性认识,以往教师用粉笔、黑板、模型、实物、挂图进行教学,由于模型、实物、挂图灵活性差,使用不方便,靠教师仔细地讲解比划来讲授机械零件的结构、作用和传动机构的原理,尽管教师讲得很卖劲,学生却听得云里雾里,与教师的期望值有很大的距离。这种传统的教学手段已无法满足课程整合的少课时教学要求。多媒体课件可以将各种零件的外形、内部结构、零件间的相互运动通过多媒体系统展示给学生,使学生能够通过动态的画面,轻松地理解教师的教学意图。既增强学生的感性熟悉,又提高他们的学习兴趣,达到事半功倍的效果。
2016年6月2日,中国正式成为《华盛顿协议》成员国,这将对中国工程教育质量的提高发挥极大的督促作用,促进中国按照国际标准培养工程师,提高工程技术人才的培养质量[1]。国际上广泛应用的CDIO工程教育模式是在2004年由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学联合研究提出的[2]。它主要由构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate)四部分组成,目的是通过产品研发到产品运行整个过程的锻炼培养学生理论联系实际的能力[3]。按照CDIO的培养模式,工程毕业生的能力被分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层次,并通过12条标准来衡量学生的培养质量,这与中国工程教育专业认证的12条标准有异曲同工之处。
我校机械电子工程专业目前虽然已经制定了较合理的专业培养目标和培养方案,培养了结构合理的师资队伍,形成了较好的理论和实践教学模式,但是与CDIO工程教育标准的要求相比,在培养方案、教学体系、教师队伍建设及教学效果评价机制等方面,仍然存在一定的差距。现有机电专业课程体系存在专业特色不明显、不同课程之间存在重复或相互冲突的地方等缺点,因此要依据CDIO工程教育理念,借助校企合作平台,全面地进行机电专业人才培养模式的探讨,建立符合CDIO工程教育标准的机械电子工程专业实践教学体系。
1.我校机械电子工程专业课程体系情况
目前的专业培养方案里包括的核心课程为:机械制图、理论力学、材料力学、模拟电子技术、数字电子技术、C语言程序设计、单片机原理及应用、自动控制原理、机电传动控制、传感技术、机械原理、机械设计、机械工程测试技术、机电一体化系统设计、互换性、工程材料等;主要实践环节为:社会实践调查、金工实习、电子电路实训、工程制图实践、创新实践、生产实习、毕业实习、毕业设计(论文)、PLC与组态技术综合实验、测试技术与传感器综合实验、单片机综合实验、自动化生产线认知实践、机械设计基础课程设计和机电专业综合课程设计等。
2.CDIO模式下的机电专业教学体系
根据CDIO工程教育标准的要求和我校办学特色,为适应煤炭行业和地方经济对机电专业高级技术人才的需求,结合重实践、重创新的培养目标设计新的课程体系。广泛吸取企业专家建议,深入探讨和修订机电专业课程体系,强化实践环节,构建国际化的课程体系和教学模式,从而保证面向工程的课程体系能够培养学生的实践能力与创新思维。依据CDIO工程教育理念,选择典型的工程实践项目,采取“做中学”的方式,通过在项目中反复训练锻炼学生自主学习的能力,这样不仅可以促进学生对基础知识的掌握,还可以提高学生解决工程实践问题的能力,从而使学生综合素质和能力能达到CDIO标准的要求,增强人才培养对企业的适应性[4]。近年来,主要通过以下措施进行教学体系的改革:
(1)基于CDIO的工程教育理念,构建了“一个核心、两个方向、四个阶段”的工程教学体系。
“一个核心”是以矿业领域的机电一体化系统设计、研发为主,覆盖了多学科交叉领域,主要涉及机械设计、机械传动、机械制造、机电传动控制、PLC、单片机、控制工程、机电一体化系统设计等多种技术;“两个方向”是指机械设计与制造、电气控制系统,选修课中增添“煤矿机电设备”、“工业控制网络与现场总线技术”等课程;“四个阶段”是指根据CDIO理念的构思、设计、实现、运行四阶段指导,学生要经历认知实习、基础课程实验、专业课程设计与综合实验及毕业设计、创新大赛等综合实训,才能更好地掌握本专业的工程应用技术。从第三学期开始,每学期均安排工程实践环节,按照核心知识点和要求来设定每个工程实践项目,在课程设计与毕业设计过程中企业参与。
(2)依托产学研合作背景,通过专业综合实训和企业顶岗实习等环节提高学生工程实践能力。
我校机械工程学院已经建立了电子创新设计实验室、慧鱼模型创新设计实验室、机电控制技术实验室、虚拟仪器综合实验室、动态测试技术实验室等实践创新平台,与淮南矿业集团、皖北煤电集团、淮南万泰电子股份有限公司、淮南润成科技股份有限公司、平安开诚智能安全装备有限责任公司、凯盛重工有限公司、淮南阶梯电子科技有限公司等开展了长期的产学研合作,从而可以保证给学生提供校内、外实践实习基地。通过单片机和PLC综合实验、课程设计、毕业设计、实训检验学生电工电路、单片机、PLC综合开发的能力,往往借助典型机电案例(如斜井跑车防护装置、皮带机集控系统、立井提升系统过卷过放保护系统等),让学生经历“构思—设计—实现—运行”四阶段的完整实训。与此同时,让学生积极深入到到校企合作的实习基地中,在相关机电系统中顶岗锻炼,进一步提高学生的理论联系实践的能力,缩短学生个人能力与企业要求的差距。
(3)通过创新团队建设、学科竞赛和大学生科研项目培养学生工程实践创新能力。
为进一步拓展学生科技创新能力,借助学院设置的创新团队、学科竞赛活动、大学生科研项目的平台,在日常的教学管理中,融入紧密联系工程实际的大学生课外科技创新能力培养模式,鼓励学生积极参加“全国大学生机械创新大赛”、“全国大学生机器人大赛”、“全国大学生电子设计竞赛”、“全国大学生节能减排大赛”等各种赛事,鼓励学生撰写学术论文和申请专利。
3.结语
CDIO工程教育模式与中国工程教育专业认证的标准是高度统一的,只有坚持以CDIO工程教育模式为指导,依据校企合作背景,不断创新改革机电专业的课程教学模式,才能进一步提高学生的工程实践应用能力,为国家和企业培养出能在机电行业及相关领域从事机电一体化产品和系统的设计制造、研究开发、工程应用和运行管理工作的复合型工程技术人才,达到国际标准的要求。
论文摘要:为提高机械设计课程的教学效果,针对该课程具有综合性、实践性等特点,提出在教学中应用“学有所用”的思想和“思维转变”的方法.实践表明该方法对提高教学效果很有帮助。
0引言
机械设计课程是我校机械设计制造及其自动化、农业机械及其自动化和机械电子工程3个专业的主干课程之一,机械设计课程的教学质量直接影响到学生的综合专业素质和就业能力。与学生在低年级阶段所学的单一基础课程(如数学、力学等)相比,机械设计课程涉及了多门前修课程中的知识,如制图、力学、材料、机械原理、公差、制造工艺等,综合性强;同时,机械设计课程又是机械类专业学生从基础课向专业课过渡的一门课程,和前面的基础课相比,已经上到工程实际的层面上,开始接触到了工程实践。在机械设计课程的教学实践中,笔者体会到,利用“学有所用”的思想和“思维转变”的方法,对提高教学效果很有帮助。
1学有所用
“学有所用”指的是在教学中渗透和贯穿“学有所用”的思想,让学生体验到“所学即有所用”的收获与喜悦。在教学中渗透和贯穿“学有所用”的思想,可以按照下面三个环节进行:
第一个环节,在每一堂课内容讲授之前,告诉学生:我们这一堂课的内容针对的是工程实际中的哪个问题,学完之后,能够解决什么样的工程问题,因而我们这堂课所学的内容是有用的,学完之后在实际中就能用上。并且可以对学生强调,如果你这一堂课旷课了,或是打吨、开小差了,那么你将失去获得解决这一工程实际问题的能力和技能的机会。比如讲到过盈联接这一部分内容时,就可以对学生讲,我们这一堂课针对的是工程中采用过盈配合使两个零件联接到一起的问题,学完之后,你就会设计工程实际中的过盈联接问题了,你所设计的过盈联接,不但能保证联接在外载荷下能可靠的工作,同时又能保证被联接件的强度。
第二个环节,在讲课过程中尽可能多地采用设问、启发、师生互动等方式,调动学生的积极性,同时,讲课内容要尽可能多的联系工程实际。比如讲到用“温差法”装配过盈联接时,笔者讲述自己在工厂所见过的情景:目前有些工厂里采用液态氮气冷却被包容件的办法,工人师傅带着绝热手套把被包容零件浸到温度非常低的液态氮气中,待冷却后取出来就能够顺利地装配到包容件中。此外,教师一定要把内容和思路讲清楚、讲明白。
第三个环节,课堂内容讲完之后,在下课之前,教师要做总结。教师进行课堂内容总结,首先可以反问学生:通过这堂课的学习,我们是否解决了某个或某些工程实际问题?我们是如何解决的?然后尽可能的按照解决工程实际问题的思路进行内容总结。例如讲完过盈联接这一堂课后,就可以反问学生,我们现在是不是学会了解决工程中的过盈联接问题呢?我们是如何解决的呢?首先,联接件的材料、结构形状、尺寸等条件是已知的,该过盈联接所要承受的载荷(如轴向力f、转矩t等)我们也知道,接下来我们要为被联接件选过盈配合;我们的思路是既要保证联接的可靠性,又要保证联接件的强度;我们所选配合的最小过盈量min对应一个配合面间的最小压强,该压强在配合面间所产生的摩擦力必须能够抵抗外载荷(轴向力f、转矩t等),这样就保证了联接的可靠性,即在外载荷作用下联接不打滑;同时,我们所选配合对应的最大过盈量max,对应着配合面间的最大压强该最大压强对联接件所产生的应力必须小于零件材料的许用应力,这样就保证了被联接件的强度;配合选好以后,再提出对零件的粗糙度、公差等工艺要求以及装拆压力或装配温度等装配要求。这样,我们就解决了这一工程实际问题。总结之后再反问学生:这堂课我们是不是学到了真本领?是不是有收获?参加工作以后再遇到这样的工程问题是不是自己有能力解决了?笔者在课堂上经过这样的反问后,学生情绪表现的异常高涨,反响强烈。
机械设计课程中处处渗透着“所学即有所用”的思想。例如在学完螺栓组联接这部分内容以后,笔者反问学生:现在大家想一想,火车卧铺和车厢是不是用的螺栓组联接?现在大家是不是会设计这一螺栓组联接了?以后你们在工作中再碰到类似螺栓组联接的例子是不是能独立解决了?学生表现的兴趣很浓。又如,我给学生布置了一个设计螺旋千斤顶的大作业,课下有学生问我:螺旋千斤顶是一个成熟的机械产品了,如果我要想设计一个目前还没有的机械产品该怎么办呢?我就给学生解释:机械很多方面都是相通的,你可以根据自己头脑中的想法,利用以前学过的知识(如机械原理的知识)来完成所要设计机械的结构、功能等的构思,利用我们机械设计课中所学的知识,通过选材料、分析可能存在的失效形式、根据相应的强度或刚度设计准则进行设计计算、细化结构、精确校核、提出加工工艺要求等这一思路,把你想要的机械产品设计出来。这就是典型的“所学即有所用”的例子,我把这一例子在课堂上讲给学生听,学生同样表现出非常浓厚的兴趣。
2思维转变
“思维转变”就是把“教师一学生一课堂”思维转变为“企业领导一设计中心技术人员一加工车间”思维。
广西工学院高中庸老师在其《机械设计课中的案例教学》一文的中写道:“毋庸置疑,一个在学校真正学懂了机械设计的大学本科生完全可以胜任生产第一线的技术工作”。笔者也有类似感受。笔者认为,这句话不但说明了机械设计课程的重要性,更重要的是说明了机械设计课程与生产第一线的工作是紧密联系在一起的。笔者在教学中体会到,要提高机械设计这门课的教学效果,教师要对学生进行思维转变,把了教师一学生一课堂”思维转变为“企业领导一设计中心技术人员一加工车间”思维。
进行这一思维转变,就是在教学中让学生把他们自己定位为企业设计中心的技术人员,学生可以假想自己已经毕业并进人了某企业的技术中心成为了技术人员,上面有企业领导,下面是企业的加工车间。上面有领导,要给技术人员布置设计任务,这样使学生自身产生“压力”,从而可增加学习上的动力;下面是加工车间,可以使学生把设计和其相关的制图、材料、加工工艺等各个环节紧密联系起米,做一个真正的机械设计工程师。
关键词:项目导入法;教学;机械设计基础
中图分类号:G642文献标志码:A文章编号:1673-291X(2010)21-0248-02
引言
机械设计基础课程是高等职业学校机械类专业一门重要的技术基础课,它涉及的知识面广,理论性强,与实践结合紧密。长期以来,由于受传统教学方法的影响,这门课的教学效果一直不尽如人意,究其原因,是由于理论与实践结合不紧所致。在认真研究高等职业教育的培养目标后,弄清机械设计基础的教学基本要求,在机械设计基础教学中实施项目导入法,能使教师教得轻松,学生学得愉快,达到高级应用型人才培养目标的要求。
一、项目导入法
项目导入法的理论基础是教育家陶行知先生所提倡的“在学中做,在做中学”的教育理论。它以“项目驱动”为主要形式,将实践项目贯穿在教学的始终。用实践项目进行新知识的引入,激发学生学习的源动力;传授知识时紧密结合实践项目,让学生学有所用;让学生进行项目制作,使学生学以致用;让学生在操作中进行项目相关参数的选择和计算,使学生在实践中巩固所学理论知识,并做到融会贯通;最终通过项目的成功制作,使学生获得成功的体验,培养理论与实践的综合应用能力和分析问题、解决问题能力,达到全面提高学生综合职业素质的目的。
二、项目导入法在机械设计基础教学中的重要
意义
1.培养高级技术应用型人才的客观要求。高等职业教育是培养面向生产和服务第一线的高级技术应用型人才。他们不但要懂得某一专业的基础理论与基本知识,更重要的是他们应具有某一岗位群所需要的生产操作和组织能力,善于将技术意图或工程图样转化为物质实体,并能在生产现场进行技术指导和组织管理,解决生产中的实际问题,是一种专业理论够用,生产技术操作熟练和组织能力强的复合型人才。除了要有复合的专业知识和技能外,更要有项目生产的理念,参与项目生产的能力,以及适应项目变化的潜力。因此,在教学中运用项目导入法,树立项目意识,注重知识的实用性和应用性,加强学生动手能力的培养,提高学生项目制作的综合应用能力,这应是高等职业教育教学目标所追求的。
2.项目导入法是机械设计基础课程教学改革的必然趋势。机械设计基础是一门理论性和实践性都很强的机械类专业的技术基础课程,在教学中具有承上启下的作用,是机械技术人才的必修课程。若干年来,无论是教材的组织还是教学的安排,都显示出较强理论性和系统性,强调原理的解释、运动的分析和学生设计基本技能的训练等。很显然,这与应用型人才的培养目标不相适应。根据高职培养目标,机械设计基础课程应重视应用性教学,强调知识的应用,适当降低理论的深度,特别要在教学中贯穿以项目的制作,这对于学生理论知识的理解和掌握,特别是学生的综合应用能力的培养具有重要的意义。部分国外高等职业学校。已将机械设计基础与装配技术进行复合,并组成若干模块,以项目贯穿各模块教学的始终,不但达到了培养应用型人才的目的,更达到了“教师教得轻松,学生学得愉快”的教学效果。由此,将机械设计基础与装配技术复合,运用“项目导入法”的教学方法,也应是高职机械设计基础教学的必然趋势。
3.学生的基础是项目导入法在机械设计基础中运用的内在要求。有的高职学生来自于中等职业学校,他们逻辑思维能力较差,形象思维能力较强,特别是对于理论性强的设计、校核计算更感头疼。再加上一些教师采用“黑板上开机器”的教学方法,更使得他们感觉机械设计课程是一门枯燥的“天书”,上课只能疲于记笔记,复习只能忙于死记,如此以往,失去了对该课程的学习兴趣,多少年,绝大多数教师也无能为力。因此,只有将项目应用在教学中,让学生由项目引起兴趣,在项目制作中增加兴趣,学习探索知识的方法,让枯燥的知识变成有趣的体验,让抽象的理论得到实践的验证,才能使学生在愉快中学习,增强学习机械专业知识的兴趣。
在机械设计基础课程中实施项目导入的目的, 就是让学生在做中学,在学中做,发挥理论对实践的指导作用。另外还要很好的发挥机械设计基础为专业课程和培养目标服务的功能。例如,将数控设备与维修专业的机械设计基础课程与装配技术课程复合为一门《机械设计基础与装配》,并合理地综合成若干教学模块,达到削枝强干,突出重点,强化应用的目的。
运用项目导入法进行机械设计基础的教学时,我们除了让学生掌握综合的专业知识和形成操作能力外,更为重要的是培养学生在实践中探索知识的能力。让学生在操作中学会某些零部件的参数选择、资料利用、数据处理、原理分析和问题判断,并着重培养学生发现问题后善于讨论的学习方法,从而培养学生分析问题和解决问题的能力,更为重要的是培养学生的创新能力,并养成良好的工作习惯。
三、项目导入法在机械设计基础课程中的实施
1.项目的设计。第一,教师所设计的项目,要涵盖某一阶段教学目标所涉及的知识,考虑大多数学员所具有的知识水平和实现任务的能力。如,对于齿轮传动这一模块,可设计制作一齿轮传动机构,其中包含直齿圆柱齿轮传动、圆锥齿轮传动和齿轮齿条传动,通过对其拆卸和装配,让学生在操作中学会齿轮参数的计算,了解传动的特点,并重点学会齿侧间隙的测量和调整,从而达到该模块的教学目的;第二,项目要实用、明确。学员的学习过程就是解决实际问题的过程,要使学生在探索实施时能充分应用已学的知识,充分调动自己的思维,解决项目中的各种操作要求;第三,项目的设计要体现先进性、适应性和创造性。先进性是指项目要反映机械的新技术、新产品、新工艺和新设备;适应性是指项目要适应机械行业、地区经济和社会发展的需要;创造性是指项目要有利于举一反三能力的培养和创新意识的培养。
2.项目的实施过程。项目导入教学法的特点是“以用促学”。教师提供项目后,学生产生探索求知欲望,为了实现项目操作要求,在教师的适时指导和帮助下,学员主动地应用已有知识和技能,自觉调整或修改探索新知识的方法和途径。在整个教学过程中学员有明确的任务目标,一切学习探索过程围绕项目的实施进行,学生完成了项目的制作,也基本达到教学和训练的目标。
下面以轮系的项目教学为例,项目内容为“钟表机构中轮系的设计”。介绍项目导入法的实施步骤:
第一,导入并布置任务。教师首先以一钟表为例介绍时针、分针和秒针之间的运动关系,并告知钟表机构中采用的是轮系来实现三指针的运动关系的。然后讲解项目内容,并发放齿数不同的齿轮和工具。使学生明确操作内容和基本步骤,对项目有一个整体认识。第二,讲授轮系传动比的计算和转向的判别方法等相关理论知识,使学生对相关知识有所了解,并具备完成任务的理论知识和技能,第三,学生根据设计要求,确定设计方案,并计算出各齿轮的齿数。第四,学生选择需要的齿轮,组装钟表机构,并判断各指针的转向是否相同。第五,成果检验。检验各组设计的钟表是否能够按规定的传动比运动、齿轮的数目以及各齿轮的布局是否合理,选出几个优秀的样品展示给同学们看,让其从中找出自己的不足。并提出一些相关的问题让学生自己解决,以达到知识扩展的目的。第六,布置课外作业:车床床头箱中挂轮的设计、减速器中轮系的设计。
结束语
项目教学对教师提出了较高的要求。它要求教师要有良好的专业设计和操作经验,良好的教学组织能力,善于发挥学生的主体地位和教师的主导地位,培养学生的综合应用能力。此外,教师要在项目的实施过程中,注重学生的全面发展和个性发展,积极培养学生的创新意识和创新能力,鼓励学生在项目操作的过程,进行发散思维,并能运用所学知识设计更好的项目,从而培养出高素质的综合应用性人才。
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[3]杨宗德.论机械工程中的创新设计[J].机械研究与应用,2001,(1).
The Application of Task-motivated Method in Machinery Design Base Course
LI Gang
(Changsha Aeronautical Vocational and Tchnical College,Changsha410124,China)
关键词 高水平应用型大学 机械设计制造及其自动化专业群 专业认证
Abstract In this paper, high-level application-oriented university in Shandong Province is taken as a case, and the major group of mechanical design and manufacture and automation in Shandong University of Science and Technology is taken as an example. From expects of current basic conditions, i.e. specialty and subject foundations, feasibility of implementation plan for specialty group of mechanical design, manufacture and automation is analyzed. Construction plan and management safeguards are put up with, in order to explore and study the implementation program of mechanical design, manufacture and automation for high - level application - oriented university.
Keywords High-level Application-oriented University; specialty group of Mechanical Design and Manufacture and Automation; Professional Certification
0 引言
2016年9月5日,山|省教育厅,山东省财政厅联合下发了《推进高水平应用型大学建设实施方案》。方案从“建设目标、立项条件、推进措施、组织实施”等四个方面进行了精心设计,其中亮点和特色颇多:到2020年,建成60个左右高水平应用型重点专业,进入全国同类专业前10%;推动10所左右高校综合实力排名进入全国应用型本科高校前10%;培育建设40个左右专业,逐步达到高水平应用型重点专业建设标准;对每个立项建设专业拨款经费400万元,每个培育建设专业拨款经费150万元;“十三五”期间,省财政将加大投入力度,加强资金统筹,多渠道筹集20亿元,积极支持高水平应用型大学建设。①高水平应用型大学建设旨在促进高校转型发展、特色发展,提高应用型人才培养质量,增强服务经济社会发展能力。在此背景下,对加强机械设计制造及其自动化专业群建设来说既是一种挑战也是一种契机。
1 机械设计制造及其自动化专业群建设基本条件
合理的专业结构、雄厚的专业基础及较高的学科基础是高水平应用型专业群建设的基本条件。山东科技大学机械设计制造及其自动化专业群是以机械设计制造及其自动化为核心专业,包括机械电子工程、材料成型及控制工程、金属材料工程共4个专业的专业群。专业群中的4个专业均服务于先进装备制造领域,具有相同的机械工程学科基础,其中,机械设计制造及其自动化是先进装备制造领域的重要核心专业,金属材料工程专业、材料成型及控制工程专业为装备产品的设计与制造提供材料知识及成型技术,机械电子工程专业为装备产品的智能化制造提供机电控制技术。4个专业相辅相成,相互补充,为高水平应用型专业群建设打下了坚实了专业结构基础。
1.1 专业基础条件
教师队伍结构优化,专业课程设置合理,是夯实专业基础的先决条件,是保证高水平应用型专业群建设长足发展的主导因素。山科机械设计设计制造及其自动化专业群核心专业专任教师52名,教授19人,具有博士学位的45人,35岁以下教师5人。“双师型”教师比例达到48.1%。教师队伍中多人入选国家百千万人才工程、国家及山东省有突出贡献的中青年专家、“泰山学者”。另外,专业群充分发挥自身优势和特色,全方位多层次地拓宽学生的创新创业渠道,积极寻找创业基地建设的新契机。截止2015年底专业群实践基地总数已发展到74个,校区合作建设基地28个,年均可接纳学生4000名。近年来,机械设计制造及其自动化专业获得山东省特色专业、山东省特色名校建设工程专业,教育部综合改革试点专业,2012年被列入教育部“卓越工程师教育培养计划”,省级教学成果奖6项,省级教学名师1名,省级教学团队2个等荣誉。
1.2 学科基础条件
学科建设是专业发展的基础,专业建设以学科发展为依托。应用型大学的学科基础水平决定着专业建设水平,专业建设水平决定人才培养质量,因此,应用型学科建设是应用型大学建设的一项基本任务,有实力的学科基础充分反应学校的综合实力和核心竞争力。②
一流的学科要求有一流的研究平台。“十二五”期间山东科技大学机械制造及其自动化专业群积极响应国家号召,加速学科基地建设,成功申报山东省机械电子工程、材料加工程、材料学重点学科,山东省矿山机械工程、先进材料与表面改性省重点实验室,山东省矿山辅助运输、采掘机械、金属材料与表面工程技术研究中心,“煤矿复杂条件开采成套装备关键技术”团队入选 “教育部创新团队”,“先进制造技术与装备”团队入选山东省高校科研创新团队,“煤矿机电技术系列课程”教学团队为省级教学团队,“机械基础系列课程”教学团队为省级教学团队。这些支撑平台的建立与建设,为学科发展提供了良好的实验研究环境,为高水平应用型专业建设提供了得天独厚的基础条件。
高校与科技界、经济界的纵横向联合开展的科学研究工作在学科建设与发展中同样起着举足轻重的作用。科学研究是学科建设的前提和坚强动力、学科建设是进行科学研究的基础与重要平台,两者相辅相成,互为基础,相互促进。③近年来,机械制造及其自动化专业群秉承“以服务求支持,以贡献求发展”理念,形成了基础前沿、应用研究和工程化研究一体化设计、全链条协调推进的科研创新模式。专业群教师承担了国家“863”计划、国家科技支撑计划、国家自然科学基金等一大批高水平科研项目。近10年承担国家级项目36项、省部级及重大横向科研项100余项,实到科研经费约2.7亿。2008年获国家科技进步二等奖1项,2011年获国家技术发明二等奖1项,2012年获国家科技进步二等奖1项。近5年来,获省部级科技奖励35项,其中一等奖11项,获国家发明专利109项,实用新型专利200余项,成果转化造效益10.6亿元,发表SCI收录论文40余篇、EI/ISTP收录论文200余篇。出版学术专著6部。
2 机械设计制造及其自动化专业群建设推进措施
通过专业群建设旨在以本专业群建设为着力点,突出强化各专业特色,促进应用型创新人才培养与制造产业优化升级、经济转型发展紧密对接,推动专业群各专业向高水平应用方向发展。
2.1 构建高素质应用型创新人才培养模式
探索校企深度协同育人机制,构建校企合作育人基地;优化课程体系,突出实践教学;整合教学资源,开发专业特色课程和在线开放课程;实行学分制和弹性学制,加强创新创业教育。构建集校内专业知识积累教学、校外企业工程实践能力提升教学、全时空网络开放教学于一体的,立体化、网络化的高素质应用型创新人才培养模式。
(1)基于社会需求和工程教育专业认证,探索、完善校企深度协同育人机制,积极推进校企、校地、校所、校校深度合作,建立产教融合、协同育人的人才培养模式,实现专业链与产业链、课程内容与职业标准和专业认证标准、教学与生产过程对接。优化调整专业群的培养方案及教学过程。优化课程体系,突出实践教学,提高实践课比重,各专业实践教学学分比例占总学分比例不低于30%。
(2)建设校企合作育人基地,构建高水平实践教学基地与平台,提升学生工程实践能力。改革专业群中各专业的实践教学体系,使之与产教融合、协同育人的人才培养模式相适应,进一步加强实验实践环节,提高学生实践动手能力,积极与厂矿企业合作,建设高水平合作育人基地。
(3)加强专业群课程和教材建设,着力开发专业特色课程和在线开放课程,满足学生多样化自主学习需求。充分利用互联网技术,提高学生利用各种渠道进行自主学习的能力,本着开放性、共享性、可扩展性、先进性、经济性和高可靠性原则,整合各专业优质教学资源,开发课程网络教学平台。
(4)改革教育模式,实行学分制,允许学生休学创业。加强创新创业教育,将创新创业教育融入人才培养全过程。为学生配置创新创业指导教师,探索大学生创新能力培养机制,鼓励学生参加各类科技创新活动,培养高水平科技创新人才和团队。
2.2 加强师资队伍建设,构建具有高水平实践教学能力的师资队伍
培养与引进相结合,建设一支适应高素质应用型创新人才培养需要,以高水平专业带头人和优秀中青年骨干教师为主,师德高尚、教育理念新、教学科研水平高、创新能力、实践能力强的师资队伍。
(1)加强师资队伍建设,提高“双师型”教师比例和兼职教师比例。
(2)调整教师结构,积极聘请行业优秀人才充实教师队伍。
(3)提高校内各专业教师实践教学能力。
(4)建设高水平专业群整体师资队伍。加强高水平人才引进和培养工作。
2.3 积极推动科技成果转化,产出高水平应用技术成果
将专业群的发展与科研方向融入以企业为主体的行业技术创新体系,推动科研成果产业化,加强科研反哺教学,积极与企业联合,申报省级以上高水平应用技术成果奖励。
(1)依托专业群内各专业科研优势和人才资源优势,加强校企深度合作。积极将专业群内各专业的发展及研究方向融入以企业为主体的区域、行业技术创新体系,以解决战略性新兴制造产业关键技术、社会发展重大(重点)问题为导向。通过联合、共建等多种方式,拓展专业群服务社会的领域和范围,广泛开展应用技术研究和科技服务,扩大成果转化的力度和经济社会效益,不断完善政策,支持并鼓励教师和企业联合开发新产品、新技术。
(2)设立专门机构和专职岗位,结合学校科技成果转化和知识产权运营机制,加快各专业知识产权成果的转移、转化,及时将科技研发成果转化为经济社会效益和专业课程教学资源。
(3)专业群内各建设专业积极与机械制造、矿山装备、海洋工程装备、钢铁等行业企业联合,力争获得高水平科技成果。
3 机械设计制造及其自动化专业群建设管理保障措施
3.1 建立管理组织机构
加强组织领导,完善专业建设负责人管理制度。成立高水平应用型专业群建设领导小组,科学规划,编报专业群建设方案,加强对专业群建设的领导和指导,加强专业管理队伍建设,有效协调专业群建设中的相关问题,保证组织落实、政策落实、措施落实、经费落实。同时,成立专业群建设发展规划委员会,制定专业群内各专业发展规划的具体方案和措施,把发展规划、行动计划以及年度计划紧密结合起来,远近结合,形成合力,使发展规划确定的目标、任务和各项措施切实得到贯彻落实。
3.2 创新管理机制
按照责权利相统一的原则,扩大学院在人、财、物等方面的自主管理权,建立体制机制、教学团队、课程体系、教学平台、应用技术研发和成果转化一体化协同发展的应用型人才培养新机制。建立健全专业群建设岗位责任制度和竞争激励机制,以制度促建设,对专业群建设实行制度化和规范化管理。探索实行合约管理模式,依据专业建设目标,细化建设任务指标。
3.3 实施过程监控与年度考核相结合
依据建设目标和建设任务建立考核体系,对专业群建设实施全过程的检查、监督、调控机制,定期调度,保证专业群建设的质量和进度。定期在全校范围内公布项目进展情况,每年依据建设任务进行阶段性考核、中期考核和年度考核,建立完善的专业群建设项目管理考评机制,完善绩效考核制度,提高教师投入综合教学改革的积极性。通过过程监控与年度考核相结合,确保各项专业群建设指标的落实与完成。
3.4 认真执行建设经费专款专用
制定《高水平应用型专业建设管理办法》、《高水平应用型专业建设项目资金管理办法》等相关文件和资金管理制度,严格建设资金管理,认真执行项目建设经费专款专用。学校将在人才政策、教育研究、科学研究、条件建设、资金配备、后勤保障等方面给予大力支持,并积极争取国家有关部委、地方政府和相关企事业单位的投入和政策支持,多渠道筹措资金,确保各项建设目标顺利实施。
4 结束语
高水平应用型大学建设对促进高校转型发展、特色发展,推荐高等教育综合改革,提高应用型人才培养质量,增强服务经济社会发展能力起着重要推进作用。综上所述,机械制造及其自动化专业群建设必须以重点专业为核心,以科研为支撑,以双师型教师队伍建设为中心,以实践教学为平台,走产学研发展之路,促进专业群建设,发挥学科群、专业群的综合优势,提升学校办学竞争力。
注释
① 山东省教育厅.关于印发推进高水平应用型大学建设实施方案的通知[Z].2016-09-05.
卓越工程师的人才培养更要偏重于实用性,学生在学校的学习不仅要学习相关的专业知识和专业技能,而且也要与企业保持密切沟能,解决企业的技术难题,要充分考虑行业的多样性和对工程型人才需求的多样性,采取多种方式培养工程师后备人,简单说,是应用型人才,不是学术性人才。
2构建相适应的教学体系
2.1教研活动从单一、被动转变为自主、合作和分享
教研研究往往以活动为中心,活动的质量和效益是教研工作的生命力之所在,也是教师必须始终关注的问题。以往的教研活动较为普遍的问题是:缺乏专题研究,满足于茶馆式的泛泛而谈;缺乏整体规划,基本是每门学科进行自己的教学研究,缺乏整个专业的群体意识。为此开展教研活动就注意以下几点问题。
1)力求教研与科研相结合,使教研活动课题化和系列化。教学研究重在“研究”两字,应确立教研与科研相结合的思路,在广泛开展调查研究的基础上,确立每一阶段研究的主题,针对学科研究中的重点、难点问题,力求通过专题研究加以突破,并围绕这些专题,开展一系列的教研活动加以深化,把小型的研讨活动与大规模的汇报、交流、推广活动结合起来。
2)构建资源共享的平台。教师职业的一个很大特点是单兵作战,而教师间的相互合作与学习是教师成长最直接的资源之一。教研活动就应该为教师间的合作、研讨搭桥铺路,所以教研活动就可以发挥教研组集体的力量,借助于现代教育技术,把一些优秀的案例放在公共的资源库中,教师随时可以浏览、调用,从而发挥资源共享的优势,让教师能主动、自觉地提升教学实践中合理的成分。
3)开展专题报告。学院每年对不同年级的学生举行专题报告,使学生掌握相关的农业机械化与自动化的最新知识,发展趋势等。使用学生对学科有一定的认识、兴趣,进一步加强学生的主动学习的意识。
2.2加强实践教学
根据农业机械化及其自动化专业的培养特点,以主干课程为重点,确定各门课程的教学范围和具体内容,合理设置相应的理论教学和实践教学环节,优化课程结构,整合实践教学资源。确定实践教学各环节的具体安排。实践教学体系是培养学生创新能力和综合实践能力的重要手段,是教学过程的重要环节和实现人才培养目标的重要保证。然而,实践环节并不是零散的教学单元集合,只有将课程实验、综合实验、毕业设计等各环节进行系统设计,构成与理论课程有机结合的实践教学体系,才能达到培养具有创新精神和实践能力的高级复合型人才的培养目标。
1)在课程设置中,理论学习时间占1/3,生产实践占2/3,理论实践交替进行,更好地培养学生的实用性。学生在校期间,需要完成课程实验、基本工程能力实习、基本专业设计能力实习等实践内容。结合课程学习需要完成的实验内容包括:物理实验、机械原理实验、电路测试实验、电子线路设计测试实验、微机原理实验、机械设计实验、汽车拖拉机测试实验、机电一体化实验、农业机械学实验等。基本工程能力的实习内容包括:金工实习、电工实习等。基本专业设计能力的实习内容包括:机械设计课程设计、机械制造工艺课程设计、专业方向课程设计等。
2)企业联合培养环节。在企业联合培养环节,学生需要完成专业实习、企业实习与专题设计、工程实践、学位论文等实践内容。所有内容以企业联合中的真实科研项目需求为背景,具有极强的实践性和指导性。通过在企业的不同部门(如售后服务部门、测试部门、研发部门等)分别安排一定的实习时间并定期轮换部门完成实习。专题课程设计题目来自于企业技改项目,学生完成项目设计与试制,并测试技术指标,撰写专题设计报告。
2.3教学评价
在农业机械专业“卓越工程师教育培养计划”中实行淘汰制培养,这就要求有恰当的培养效果评价体系。目前高校的评价体系中,形式过于单一,基本上采用闭卷笔试考试,注重应试指标,注重定量检测,忽视定性评价或分析,这种单一片面的评价体系限制了学生的思维能力和学习能动性的发挥,制约了学生的创新意识和创造能力的培养,这种培养模式对拔尖创新人才尤为不利。因此必须根据“因材施教”的原则,建立灵活的、综合的评价方式,以保证学生有更宽松的自我发展空间。
1)课程考核成绩实行百分制,由平时考核成绩和课终考核成绩两部分组成。应提高平时考核成绩所占的比重,如核心骨干课程的平时考核成绩可占60%以上。
2)理论课程平时考核成绩由课程习题、课程论文、课程心得、课程讨论、读书报告、课外实践等综合考核成绩组成,课带实验课程的平时考核成绩还包括每次实验的成绩;单列实验课的平时成绩由每一次实验的考核成绩组成。
3)理论课程的课终考核包括闭卷、开卷、抽题答辩、案例分析、上机考核、口试、课程报告、课程论文等形式;单列实验课程的课终考核包括闭卷考核、实验设计、实验操作、实验报告、课程论文等形式。原则上,课终考核的理论部分以闭卷笔试或上机考核为主。
4)教学实习考核成绩由实习周记、实习报告、实结、实习态度、任务完成情况、实习单位鉴定等方面的综合考核成绩组成。
3提高学生综合实践能力
3.1综合实践可以培养学生的创新能力
随着网络的快速发展,学生可以通过网络获得各种信息,当对其有用的信息转换为知识的时候,教师的作用就是教会学生获取、加工、运用知识的能力,特别是创新能力。而综合实践活动是培养学生创新能力有效途径,合理开发和综合利用各种课程资源,优化综合实践活动的设计。综合实践活动是教师针对学生的综合实践活动的指导,调动学生的创造性的想象力,鼓励学生以灵活多样的、独特的活动方式进行探究活动;综合实践活动既没有规定的教材,也没有规定活动场所。因此,综合实践活动的实施具有很大的灵活性,能给学生提供一定的创造空间。例如第六届全国大学生机械创新设计大赛(2014年)的主题为“幻梦课堂”;内容为“教室用设备和教具的设计与制作”;整个比赛的题目贴近生活,都是同学们上课时要用到的工具。所以我们在组织学生参加比赛时,要求学生对日常课堂进行观察,同时对未来课堂的教学环境和状态进行想象,设计出使教学课堂更加丰富和实用的机械装置。实践性是综合实践活动最突出的特点;因为全国大学生机械创新设计大赛要求提供完整的设计说明书和主要设计图纸以及作品的实物样机或放缩的实物样机;这要求学生需要把平时学习到的机械制图、机械原理、机械设计及制造工艺等多门课程知识进行理解,运用,最后转换为实际加工的实物。整个过程强调学生通过观察、调查、选题、学习、制作、反思等一系列的活动,得到体验,使学生在现实生活和社会实践的基础上开发出课题,学生通过亲身的实践探求出问题的结论。
3.2以学生综合实践活动为平台,提高学生的创新能力和综合素质
学生科技创新活必须有相应的场地、设备等物质条件,也需要一定的资金支持。否则,学生科技创新就是无源之水、无本之木。而我校每年开展“科研兴趣小组”和“创新实训项目”两项活动。通过学生的组队,基于自身兴趣,选择和研究问题进行调研,完成申报书,学校组织相关专家教师的答辩,选择具有创新性和实际性的项目,在实践经验丰富的教师和教学辅助人员指导下,给予一定的资金支持。学生在项目完成科研任务的过程中,撰写论文,申请专利等,使学生具备扎实的理论基础和专业技能。同时通过这一系列的综合实践活动使学生获得了自信心。
4结束语
论文摘要: 实践教学是提高大学生创新能力的重要环节和有效途径。本文分析了高等教育中机械设计实践教学的现状,指出了存在的不足,结合教学实际,对机械设计实践教学各环节的内容、教学方法、教学手段、考核制度等进行了研究与探索,构建了新的实践体系和实验管理模式,为提高机械设计实践教学质量提供了保障。经过教学实践,证明实践教学改革对提高学生的创新能力有较大的促进作用。
0引言
机械设计是一门实践性很强的技术基础课,是对学生进行机械综合设计能力、创新能力和工程意识训练的主要课程。其实践教学环节对实现课程教学的目标,培养学生的创新思维和潜能起着关键作用。目前,在实践教学环节中普遍存在,测试仪器和设备落后,教师队伍力量薄弱,实验教学内容陈旧,实践教学学时相对较少,内容脱离科技发展和企业需要等问题,不利于学生综合知识的运用和动手、创造能力的提高[1-3]。在培养过程中,教师掌握实践教学的开发、设置、实施、管理和评价的主动权,学生只是被动完成和接受,教学互动较差,无法提高学生的积极性,达不到学生运用知识和提高能力的目的。因此,完善实践教学体系,加强学生实践能力的培养,探索学生专业素质培养的新途径和新方法,是摆在学校面前的一大现实问题。
1更新教学内容,优化培养环节
实践教学是专业技术应用能力和专业技术理论的有机结合,是培养学生动手能力、实践能力、创新能力和独立工作能力的主要途径。加强实践教学环节不仅可以提高学生的综合素质和创新设计能力,而且可为学生专业课程的学习和专业人材培养目标的实现打下良好的基础。
1.1 完善基础实验,扩宽学生的知识面购置新式机械零件陈列柜、机械创新设计陈列柜等设备,增加学生的感性认识,调动学生的热情和积极性,使学生得到工程能力的培养和训练。完善实验内容,将单纯的基础性实验转变为理论知识、测试手段、方法并重的交叉性综合实验项目。如带传动实验和滑动轴承动压油膜形成原理实验。在实验中,教师除了实验内容的介绍外,还要加强测试技术、设备的原理讲解。通过介绍测试手段和方法,使学生不仅掌握了课程教学中所学的理论知识,而且对各种传感器及不同测量和数据处理方式有新的认识。
1.2 增设设计性、创新性和综合性实验,提高学生的动手能力
根据学生特点和生产实际,增设和拓展实验项目,增强学生综合认识问题和解决问题的意识和能力,为学生提供广阔的思维空间,培养学生的设计能力和创新能力。这类实验只给出实验题目、实验重点、难点,由学生查阅资料,拟定实验方法,然后在教师指导下独立完成。如机构运动方案创新组合实验。学生根据自己的能力、特长、兴趣设计实验,利用各种运动副和构件搭建各种新型机构,验证机械传动设计方案,加深对机构组成理论的认识,培养学生机构创新设计意识和综合设计能力,训练学生的实践动手能力。
1.3 增加创新实践环节,提高学生的创新能力和协作能力实践教学不仅仅是为了验证理论教学中的某个公式或结论,更是设计中的一个重要环节。当学生有了一定的实验能力以后,便可给学生独立完成实验的机会,以锻炼、提高其实验能力。为了培养大学生的创新思维、竞争意识、团队合作精神和理论联系实践的能力,学院为学生提供科技制作场所,利用教学资源,广开兴趣小组,对一些在动脑、动手及创新方面有特长的学生进行重点培养,因材施教。在学生中,展开“创新设计”大赛、“挑战杯”之类的课外科技活动,鼓励学生参加教师的教改课题,拓展创新实践途径,增强学生的团队协作意识,培养了学生丰富的个性和全面的能力,为机械设计课程提供好的选题和实践项目奠定基础。
2改革教学手段,探索教学方法
机械设计实践教学相对其他课程枯燥乏味,图形复杂、结构抽象。教学手段和方法是影响学生的学习主动性、兴趣和教学效果的关键。多媒体技术、网络技术、虚拟仿真等现代信息技术可为提高教学质量提供了重要技术支持和依托。
2.1 引入多媒体,丰富教学手段应用多媒体教学,改变了传统的“教师口述+板书”的教学授课方式,扩充了课堂信息量,突破了实验设备的局限,扩大了现代实践教育的规模,提高了教学质量。如齿轮范成模拟实验和机构运动简图的绘制实验。通过多媒体给学生播放一些机构运用的录像,齿轮啮合和轴系运动的影片,将难以讲授和理解的内容表达的直观易懂,生动形象,加深学生对所学知识的直观认识和理解。
2.2 利用froe等软件,扩充实验内容实验设备匮乏是目前高校普遍面临的问题。引入计算机虚拟、仿真实验技术,可有效地弥补实践教学资源的不足,节约学生的实验时间,提高实践效果。利用计算机辅助软件,将机械零部件、机构三维化,并进行各种装配、拆卸、组合实验,可达到一些在实验设备上难以完成或无法完成的实验项目。在减速器装拆课程设计在中,学生不受所给设备和条件的限制,运用所学理论知识,利用计算机软件设计减速器,模拟机构的运动和装配,检验机构的运动状况和故障等,可充分调动学生的积极性,拓宽学生的设计思路,为毕业设计等工作提供参考。
2.3 以互联网为载体,实现资源共享利用互联网络技术,将实践大纲、指导书、课程资源库等资料上传共享。学生通过网络可以预习实验、预定实验,提交作业,甚至与老师互动交流。“以趣引思,以疑引思,以用引思”,最大限度地调动学生的求知欲和钻研精神。同时,网络教学信息量大,信息传递便捷、交互性强,不受时空限制,有利于培养学生提出问题、解决问题的能力和创造能力。
3加强教学管理,完善考核制度
实践教学是一个教学相长的互动过程。严格的管理和完善的制度是设备顺利运转,教师辛勤工作,发挥专长,学生不懈努力,健康成长的保障。
3.1 根据内容特点,改革考核方式在实践教学的考核过程中,变一次性考核为过程考核,激发学生的自主性。在实验中,随时对学生实验课程的预习情况、原理认知、注意事项、操作态度、实验进行状况等情况进行考核。在评价手段上,尽可能的采用课堂提问、书面作业、专题报告、技能测试等多种评价方式。在学习成绩评定中,加大实验操作、平日表现等方面的成绩比重,实行实验成绩的“一票”否决,加强对学生学习过程和应用能力的综合检查与评定。鼓励学生进行“产学研”合作,积极引入企业评价考核机制,及早与企业接轨。在培养方案允许的情况下,实行实践单独设课,保障学时数,提高实践教学的针对性,便于科学管理和评价。
3.2 规范管理体系,提高教学质量教学管理是实践教学环节的另一重要部分,是保证实践教学顺利进行的重要保障。加强教师和教学质量的考评,是提高教学质量的根本。学院根据学科特点,规范教学档案,实现授课经验的制度化,鼓励优秀老师的“传、帮、带”。同时,组织教师互相学习,结成梯队,参加各项学术活动。制定规范的实验课程表和计划,将实践环节与理论课程同等对待。要求对开课老师进行严格的“试讲”和“试做”考核,并定期组织听课和经验交流,保证了实践环节的教学质量。对考核不合格的老师将进行培训或停课的处理。除此之外,学院实验设备专人管理,定期检修,保证设备的使用率。对利用率低的设备,鼓励老师积极展开实验教研项目的研究,拓展实验,改进实验设备,杜绝设备的闲置。
4结语
实践教学是学生从理论知识走向社会实践的桥梁和过度,是关系高校教学质量的关键,对推动教学改革,培养学生理论联系实际的能力具有重要的意义。经过实践和思考,机械设计实践教学环节的改革,在挖掘学生的潜力、培养学生的动手能力和创新能力等方面取得了一定的成绩。通过实践教学环节的学习与锻炼,学生参与实践环节的主动性和积极性大大提高,参加各类大赛的热情高涨,取得的成果明显增多。但是,实践教学是一个系统工程,还必须在各个环节上综合运用,才能取得良好的改革效果。为此,为了进一步提高学生的综合能力,今后对机械设计实践教学模式的探索还有待于进一步完善。
参考文献:
[1]沈萌红,周震宇.现代实验教学模式和“机械设计教学实验室”的现代化建设[J].实验技术与管理,2003,20(20):13-15.