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掌握典型塑料模具的工作原理、结构组成、模具零部件的功用、互相间的配合关系以及模具安装调试过程:能正确地使用模具装配常用的工具和辅具;能正确地绘制模具结构图、部件图和零件图;能对所拆装的模具结构提出自己的改进方案;能正确描述出该模具的动作过程。
模具拆装实训,培养学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力,使学生能够综合实训运用已学知识和技能对模具典型结构设计安装调试有全面的认识,为理论课的学习和课程设计奠定良好的基础。
二、模具拆装实训前的准备
1.拆装的模具类型常见注射模具一套。
2.拆装工具游标卡尺(大小各一套)、内六角扳手(公制)、橡皮锤、螺丝刀子等常用钳工工具。
三、实训地点
实训楼二楼刀具实验室。
四、模具拆装时的注意事项
1.拆装和装配模具时,首先应仔细观察模具,务必搞清楚模具零部件的相互装配关系和紧固方法,并按正确的方法进行操作,以免损坏模具零件。
2.分开模具前要将各零件联接关系做好记号。
3.不准用锤头直接敲打模具,防止模具零件变形。
4.导柱和导套不要拆掉。
5.画出模具的装配草图和重要的工作零件图。
6.模具拆装完毕要清楚模具的动作过程及每个零部件的功用。
五、装配步骤及方法
1.确定装配基准
2.装配各组件,如导向系统、型芯、浇口套、加热和冷却系统、顶出系统等。
3.拟定装配顺序,按顺序将动模和定模装配起来。
六、实训报告要求
(1)按比例绘出你所拆装的模具的结构图和工作零件(上模、下模)图;(计算机绘图、手工绘制均可)
(2)详细列出模具上全部零件的名称、数量、用途及其所选用的材料;若选用的是标准件则列出标准代号;
(3)简述你所拆装的塑料模具的类型、结构和工作原理(动作过程);
(4)简述你所拆装的模具的拆装过程及有关注意事项。
(5)对模具拆装实训的体会和收获进行总结
拆装的塑料模具的类型、结构和工作原理
类型:注塑模系列——斜顶模
工作原理:
将已熔融状态(即粘流态)的塑料注射入闭合好的模腔内,经固化定型后取得制品的工艺过程。
注射成型是一个循环的过程,每一周期主要包括:定量加料—熔融塑化—施压注射—充模冷却—启模取件。取出塑件后又再闭模,进行下一个循环。
模具拆装实验注意事项
1、模具拆装时,注意上下模(或动定模)在合模状双手(一手扶上模,另一手托下模)注意轻放、稳放。
2、进行模具拆装工作前必须检查工具是否正常,并按手用工具安全操作规程操作,注意正确使用工量具。
3、拆装模具时,首先应了解模具的工作性能,基本结构及各部分的重要性,按次序拆装。
4、拆卸零部件应尽可能放在一起,不要乱丢乱放,注意放稳放好,工作地点要经常保持清洁,通道不准放置零部件或者工具。
5、拆卸模具的弹性零件时应防止零件突然弹出伤人。
6、传递物件要小心,不得随意投掷,以免伤及他人。
7、不能用拆装工具玩耍、打闹,以免伤人。
8、拆装结束后,清点工具。
实训总结
1工业工程专业实践教学情况
实践教学环节包括实验、课程设计、社会调查、各类实习、实训、毕业设计等。实训能够使学生把所学的各种理论知识综合运用到一个事件当中去,对提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力有着特殊作用。通过文献分析和调研等方法,分析各高校在工业工程实践教学方面主要根据教育部管理科学与工程教育指导委员会的要求,开设课程实验、课程设计、各类实习和毕业设计等环节[5-8]。课程实验主要为基础工业工程课内实验,包括人机操作分析、动作分析、双手操作分析等;各高校会根据各自不同的学分要求,设置不同的课程设计,如技术经济学课程设计、企业资源计划课程设计、生产运作管理课程设计、设施规划课程设计、人因工程课程设计、基础工业工程课程设计等,时间在1~3周不等。实习环节主要包括,工业工程认识实习、生产实习、毕业实习。最后是毕业设计环节,不同高校要求学生完成毕业论文写作或者工业生产环节的工业设计。
课程实验主要以验证性实验为主,课时少、内容单一,主要目的为加深对于理论理解和方式方法的简单认知;部分教指委规定的核心课程未能开设部分实践内容,仅有理论教学部分,缺乏实践运用过程;课程设计方面,各课程设计相对独立,多为具体的课程服务,无法同时针对各个学科的知识进行综合型的科学实践,设计内容与理论内容缺少衔接纽带,缺乏有效的综合实践;实习环节由于目前各高校所处环境不同,能够接触到的校外企业差别较大,对于统一提升学生实践能力帮助有限;毕业设计环节更是在很多时候,由于学生就业压力的冲击而缺乏系统性,不能完整体现对所学的总结和再认识。对于解决以上问题,尤其是在学生所学理论知识综合运用能力方面,有必要在立足培养应用型工业工程人才的目标下,以增强学生综合实践能力为核心,增加校内综合实训环节,形成课程实验、课程设计、综合实训、学科竞赛、毕业设计等一体化的实践教学过程。
2开展实训教学的重要性
实训教学是加深学生对理论知识的巩固和利用理论解决实际问题的有效途径,是培养学生具有创新意识,锻炼实践能力的最佳方法。随着我国经济的不断发展,社会各领域对人才需求的理念发生了变化,大多数用人单位要求应聘的高校毕业生取消见习期,能直接上岗工作,而且对人才素质的要求已由原先的专业单一型转向复合型。无论是工业企业的基础工业工程工作还是工业工程师资格,不但要求从业人员必须具备相关的专业理论,更注重从业人员的实际应用和解决问题的能力。为了在工业工程专业人才培养方面更好地与企业实际衔接起来,中国机械工程分会工业工程分会开展了见习工业工程师资格认证工作,其目的,就是为了提高普通高校工业工程专业毕业生就业能力,提高新进入工业工程领域的工程技术人员的从业适应能力,强化这类人员的综合能力和专业技能,满足用人单位对人才的需求。以此为指导,在学生学完大部分专业理论和完成单项课程设计等环节之后加入综合实训环节,通过对所学的理论知识、操作技能的综合运用,将一个个独立的知识、技能进行
融合、提升形成一个完整的知识技能体系,用以完成实际工作中的任务。这样可以更好地让毕业生融入企业生产实践,提升学生上手工作的能力。综合实训课程在整个教学体系中有特殊的地位,开发综合实训环节更加有效地实现就业导向目标。以就业为导向体现在内容上,就是建设好实训内容与岗位的密切联系,努力实现毕业就能上岗的目标。综合实训环节是教学与时间最近距离衔接的桥梁。
3工业工程综合实训模式的建立
综合实训环节的建立是一项系统工程,需要各专业课程知识的协调统一、相关教师密切配合。对于这项工作必须做好总体设计方案和具体实施方案。根据我校具体情况,确立以校内实训为主,校外实训为辅的原则。重新整合校内实验实践条件,在整个实践环节中增加综合实训环节,建立新的专业实践教学体系[9-10],如图1所示。综合实训环节主要是为了锻炼学生多方面综合运用工业工程相关知识的能力,这些知识包括:基础工业工程方面,人因工程学方面,生产计划方面,设施布置方面以及质量管理方面。按照我校的教学培养计划,综合实训环节开设在完成基础工业工程,人因工程,生产计划与控制,设施布置与物流分析等课程结束后,把质量管理方面的课程放在实训环节之后进行学习。这种设置方式是为了在实训过程中激发学生自主学习的能力,让学生在实训过程中真实感受到质量的重要,自学相关质量控制统计方法,并运用到实训过程中。按照这种思路,我们编写了综合实训教学大纲,为专业知识的系统性和连贯性提供保障。我们把实训环节分为5个阶段来实施,并且在综合实训结束后鼓励学生参加中国机械工程学会的见习工业工程师资格考试,对自己的在工业工程方面的基本素质和实际运用能力进行初步的认证。
(1)实训的前期准备阶段。对如何进行产品在流水线上的装配设计,学生在之前的理论学习和课程设计中并未接触过,为了让学生更好的了解这个过程,完成整个实训过程,我们采取案例分析的方法。首先,让学生对所给案例进行详细分析。这些案例,来自于教师多年的科研实践和对往届学生的毕业设计的提炼总结。我校为了培养学生的解决实际问题的能力,在毕业设计环节一直要求学生完成一个生产系统的设计或优化,不允许采用论文的形式完成毕业环节。这个要求,不仅全面检验了学生在4年中对学习工业工程,也收集了大量的企业真实案例。这些资料通过总结提炼作为很好的案例提供给学生进行分析,让学生从整体上了解组装设计的工作过程和工作内容,建立对综合实训这个环节的整体认识,便于进行其后的工作。
(2)产品组装设计阶段。在这个阶段,学生分成8~15人的小组,集体讨论确定对一种产品,由于校内条件的限制,我们对产品的选择提出了具体的要求:①尺寸大小合适,不能超过流水线传送尺寸;②结构上不能过于简单,也不能过于复杂;③产品及其各个零部件足够牢靠,要能够满足多次拆装而不易损坏的要求;④具有可检测性,用以检测装配结果;⑤考虑实验的性质,产品价格要合适[11]。因此,我们选择小型阀门、继电开关、锁具等产品作为本环节的主要装配产品。选定产品后,学生要完成对产品的结构分析、零部件装配顺序的选择、工序工位的确定、流水线速度的选择、节拍的分析以及相应的人因工程学问题。
(3)流水线装配改善阶段。确定好产品装配设计以后,学生要把自己的设计落实在小型流水线上,分派小组人员工作,实现装配加工过程,检验组装设计。自主完成人员工作空间的确定,各工位工作人员的动作分析,双手操作分析等内容,通过不断实践修改,形成最满意的该产品流水线装配设计,并确定各工位的标准作业指导书,工时定额和生产过程的各种参数等内容。
(4)系统仿真阶段。本阶段,根据教师指定的工期和产量等约束条件,以修正的装配线设计相关参数为依据,运用FLEXSIM仿真软件对生产过程进行仿真,并完成对生产线的布置和生产计划安排,计算具体结果[12]。
(5)演示交流阶段。学生最后完成一个综合实训报告,对实训过程进行详细记录,并总结实训过程的收获。以小组为单位用答辩的形式评定小组方案的实用性和效率性。充分调动参与同学的积极性,通过演示交流中,各小组交流方案,分享成果。经过这5个阶段,作为一个实践体系的延续,在学生完成整个综合实训环节之后,组织学生参加中国机械工程协会工业工程分会的见习工业工程师资格考试和全国性的工业工程应用大赛,多渠道的拓展和锻炼学生的实践能力,增强学生就业能力。
4结语
通过综合实训教学锻炼,学生们学会了在解决实际问题中,巩固理论知识和应用理论知识的能力,拓宽思维的广度和深度,充分锻炼了自己的综合能力,取得了良好的效果。
(1)培养了学生学习的自主性。综合实训的教学模式,为学生提供了更多的自主学习空间和时间,学生们在实训过程中发现自己哪部分理论环节薄弱,就自觉自动地去学习,提高了对理论知识的理解和学习兴趣。
(2)提高了学生综合实践能力。经过实训锻炼,使学生有了理论应用于实践的过程,提高了他们的综合能力。
(3)培养了学生团队合作精神。在实施实训教学中,所有的实训内容,实训课题都要求按照小组的形式开展,这就锻炼、培养了学生的团队意识和合作精神。
(4)缩短了学校与企业的距离。经过实训锻炼,使学生走向工作岗位后,很快进入角色。
项目教学法的主要特点在于避开传统的学科知识体系的完整性和系统性,从以逻辑思维方式为主转向以形象思维方式为主,始终围绕着项目是否能够完成而进行,对知识结构的要求本着“够用”的原则,重在培养学生的动手能力、独立获取信息和自主建构知识的能力,重在实践能力和创新能力的培养。
一、模具专业项目教学中的项目内容设置
模具专业项目内容的设置必须切合实际,作为教师必须清楚要给学生讲什么?达到什么样的教学目的?这一点在模具专业的项目设置中尤其重要。因此,模具专业项目的设置可以根据国家的模具专业职业技能鉴定的标准要求及考虑学生的兴趣来设置。通常,模具专业的整个教学内容可分为两大项目,即模具设计项目和模具制造项目。
模具设计项目主要包括基础项目、机械基础项目、proe基础项目、机械制图项目、机械测量项目等,此项目要求学生能够根据相关的设计资料,运用常规设计手段和专业模具设计软件(如proe)进行一般构件的冲压模具和塑料模具设计。
模具制造项目,包括模具钳工项目、电加工项目、数控铣床项目、冲压模拆装项目、塑料模拆装项目、模具制作项目、CAXA制造工程师2006应用及自动加工项目等。
根据以上教学内容的设置,模具专业实训项目通常可划分为三大实训项目模块进行(如图1所示)。
二、模具专业项目化教学的实施过程
项目确定后,应对每一项目提出具体的实施方案、教学要求和必须达到的教学目标。模具专业“项目教学”的教学过程一般有五个步骤:任务计划实施检查评价。
任务阶段:教师布置任务,帮助学生理解任务;知道自己要做什么,要学哪方面的知识,练习哪方面的技能,达到什么样的目标。
计划阶段:学生一般以小组形式工作,制订工作计划。
实施阶段:教师做演示,学生在旁边看,学生可以随时提问题,教师要对学生提出的问题做解答;学生根据计划完成自己的任务,教师观看、指导。
检查阶段:学生自行检查实训过程、结果。
评价总结阶段:自我评价,同时对组内其他同学提出问题,交流心得。教师对学生在整个过程中出现的问题予以评价,对于学生在制作过程中出现的问题要给予及时纠正。目的是使学生通过一次技能训练对自己所掌握的理论知识及技能有所认识、有所提高。
例如,在制图与测绘实训项目中,可按以下步骤实施:
1.项目任务
部件测绘内容:齿轮泵。
2.项目实施
(1)教学目标。初步掌握画装配示意图、零件草图的方法,掌握测量工具的使用要领,尺寸标注要求,了解技术要求的注写要点,最后绘制零件工作图及装配图;培养动手能力、综合能力,以及耐心细致的工作作风和合作精神。
(2)项目选择分解。指导学生分项目小组形成团队,各团队分工合作组织拆卸装配体部件――齿轮泵,根据所拆卸的零件确定项目名称,并提出项目工作任务:绘制非标准件各零件完整的工作图。有条件最好能配合机加工实训,在车间根据他们绘制的零件图加工成零件,然后组装成部件,进行后续课程的实习。
(3)项目计划。引导学生利用已有基础,制订项目计划,确定步骤,选择材料。教师先提供几种类似典型零件的尺寸标注、技术要求的图例,并分析为什么要这样标注和选择,给学生以启发。然后各团队讨论分析:各零件的特点?零件草图选择?尺寸标注方案?技术要求参考?如何绘制零件工作图?各团队准备好测量工具、方格纸、绘图图纸,各种手册、工具书;分发学习参考资料,内容包括零件表达方案如何选择,各种测量工具如何使用,尺寸基准、技术要求的选择,绘制草图的注意事项。各团队还需确定各人的分工,选出小组长协调工作,主动学习相关知识。最后小组长向教师汇报本小组工作计划、小组疑难问题,教师审阅后进行适当指导,提出建议。如有些学生设计的图样有问题,教师就引导他再看相应的理论知识,让他慢慢理解,并且不断鼓励,使学生能够完善自己的作品。
(4)实施项目计划。组织各小组团队自行独立测绘零件,绘制装配示意图、零件草图、零件工作图、齿轮泵装配图。团队间可进行讨论、交流;教师巡视、指导、解疑,及时恰当地对学生进行指导,解决他们遇到的难题,增强他们的信心,使学生能把书本知识和实物联系起来。根据经过团队讨论所确定的方案,各同学独立完成项目任务,完成各零件的零件工作图及装配图的绘制,并标注尺寸、技术要求,在教师指定的时间内上交。教师可在课堂对草图进行答辩式批阅,这样可使学生直接得到指正而留下深刻的印象。强调学生要根据零件草图和装配示意图画出部件装配图。在画装配图时,要及时改正草图上的错误,零件的尺寸大小一定要画得准确,装配关系不能搞错。装配图视图选择的一般原则要掌握。
另外,在完成项目的过程中要因材施教,针对不同层次的学生,教师指导的深度要有所不同。如果学生有问题,教师应该适当地给予启发和提示性指导,不但使学生记忆深刻,还能锻炼学生的思维,培养其创新能力。
(5)项目展示评价。各团队选一套齿轮泵零件工作图及装配图在教室进行展示,让全班学生依据评论,评价项目:零件表达方案的优劣,尺寸标注是否正确、完整、清晰、合理,技术要求是否符合零件工艺性能;分析装配图选用了哪些特殊的表达方法,如拆卸画法、夸大画法、简化画法等,能否较好地反映部件装配关系、工作原理和主要零件的结构形状。主视图可按工作位置选定,采用全剖视图主要表达装配关系,左视图可采用半剖视图,一半表达外形,另一半表达内部结构及其工作原理等等。教师应和学生一起检查图样,一起分析问题,装配图要着重检查螺纹紧固件的连接画法,常用件中齿轮啮合区的特殊表示法等。然后各小组选派代表,上台介绍团队及自己的工作结果。先由学生讲解图样,总结项目教学活动的意义,通过总结,使学生找到自己在理论及操作技巧上的不足。然后由教师检查评分,并指出项目活动存在的问题及解决方法,教师要善于总结和比较学生的优点,引导学生学习他人的长处,使学生的综合能力在总结评估中得到提高。
3.项目评价
(1)作品评价:专业知识应用、制图规范、作品质量。
(2)学习过程评价:合作程度、努力程度、交流表达能力、工作态度等方面。
三、模具专业项目法教学建议
1.模具专业实训基地
模具专业实训基地是实施模具专业“项目式教学”工作的重要载体,学校应充分重视实训基地的软件和硬件建设。
模具专业项目化教学要求教师的“讲”和学生的“练”有机地结合起来,授课的方式不再是以教师为主的讲授,而是以学生为主体的实操应用式的教学。根据这一授课方式和模具制造加工行业的特点,教学应该具备“计算机(学生用)+电化教学设备(教师用)+机床(包括数控机床)”的设备环境。
2.教材建设
教学过程应编写模具专业的项目教学任务书与指导书或工作页等教辅材料。要创新教材编写模式,组织开发一体化课程教材。打破学科体系,编写理论教学和实践教学相融合的教材和教辅材料。依据劳动者的职业特征、职业成长规律和典型工作任务设计教材教学单元,力争实现工作过程导向的教学模式,实现理论知识与技能训练的有机结合。
3.要增强教师的专业素养,提高教师的实际操作技能
在提高教学实效性方面,教师必须不断充实自己,及时吸取本学科及相关学科的最新知识,以当代最先进的知识技能装备自己,不断调整社会所需要的知识结构,把握教学改革的动向,增强教学的预见性,这样才能培养出适应社会需要的具有较强实际操作技能的高素质的劳动者。
4.学校要加强一体化课程师资队伍建设
学校要根据技工院校一体化课程教学改革试点工作方案的通知的精神,加快培养既能讲授理论知识课,又能指导技能训练和生产实习的一体化课程教师。要注重在一体化课程开发试验的过程中,促进教师更新教学观念、创新教学方法、提高教学水平和能力,不断提升教师企业实践能力、一体化课程开发能力,要给教师不断提供继续教育的各种培训学习机会,逐步形成一支教学质量高、结构合理、示范性强的优秀一体化课程教学团队。
【关键词】行动导向教学法 模具测绘 实训教学 改革
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2013)07C-
0157-03
高等职业教育培养的是生产、建设、管理、服务第一线的高等技术应用型人才,突出技术应用能力、创新能力的培养,并力求教学与生产实际紧密结合,因此如何提高学生的技能水平和综合职业能力,是高等应用型教育的核心和要求。以模具测绘实训教学为例,为了加深学生对理论知识的理解和实践应用,增强学生的动手能力,提高学生的综合素质和能力,可将行动导向教学法引入模具测绘实训,进行相应的改革。
一、行动导向教学法概述
行动导向教学法是上世纪80年代在德国兴起的一种职业教育的新理念和方法,它在德国的职业教育发展中产生了重大影响,而近年来,该方法也在我国高职教育中得到了广泛尝试,并逐渐推广运用。
行动导向教学法是一种职业教育教学模式和教学方法,以能力为本位,以行动为导向,强调学习者如何在学习中提高实际工作能力和解决问题的能力。在教学过程中,该教学法要求教师根据企业真实的工作过程,建构一种类似于企业实际工作氛围的学习环境和气氛,以企业典型工作任务为载体,以职业技能培养为主线,以学生为主体设计教学情境,引导学生独立自主地进行包括计划、实施和检查等在内的职业工作并解决工作过程中出现的问题。
行动导向教学法实现了知识与技能、过程与方法、工作与学习的统一,其“学习的内容是工作,在工作中实现学习”的理念体现了职业教育工学结合的本质特征。
二、基于行动导向法的课程目标和能力培养目标
模具测绘实训是高职院校中模具专业实践教学环节中的一个重要组成部分,是一门综合性和实践性很强的学科,也是模具专业学生在学习专业课程前一个重要的模具结构认知教学环节。模具测绘实训是在学生学习了机械制图、公差与技术配合、工程材料等课程之后,以对生产中使用的真实模具的拆装及主要结构认知为主线,完整测出模具零部件尺寸,画出零件草图,然后经过整理,再画出装配图和零件图的过程。这一过程主要培养学生的动手能力、分析和解决问题的能力,使学生能够综合运用已学知识和技能,对模具典型结构及零部件装配有全面的认识。模具测绘不仅是模具专业教学中的一种有效学习手段,更是模具制造岗位必须掌握的一项工作技能。
(一)课程目标
课程目标包括:认识典型模具结构,了解模具工作原理、模具零部件的功用、零件相互间的装配形式和配合关系以及模具零件的加工要求;能正确使用模具拆装常用的工具和辅具,掌握模具拆装的一般步骤和方法;学会常用量具的使用方法和技巧,培养产品测绘能力;学会模具零件的视图表达方法,能熟练使用CAD软件绘制模具零件图和装配图,培养制图能力。
(二)能力培养目标
1.专业能力。掌握模具拆装的步骤和方法,能正确使用常用测量工具,具备产品测绘能力;掌握对测量尺寸进行协调和圆整的原则和方法;熟悉模具行业常用相关标准、资料和手册,会正确选用并查阅;能正确选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术要求;具备一定的识读、绘制模具零件图和装配图的制图能力。
2.方法能力。具有独立制订工作计划、协调计划和完成工作任务的能力,能对自己的工作成果进行展示、分析、评价和总结;具有独立学习能力及利用各种途径获取新知识、新技能的能力;具有提出问题、分析问题和解决问题的能力;具有敏锐的观察力和较好的空间想象能力。
3.社会能力。具有认真负责的工作态度、一丝不苟的工作作风;具有良好的团队协作意识、人际交往和善于沟通的能力;具备良好的工作责任心和社会责任感,有明确的职业理想;具有创新精神。
三、基于行动导向法的学习情境设计
根据模具测绘实训课程的实践内容和要求,可构建四个学习情境,见表1。
四、基于行动导向法的教学实施过程
不管在什么领域,所有职业的工作过程的结构大体上是相同的,一般都可以简要地划分为确认工作任务、计划、实施、检查、评价和结果记录等这几个阶段。针对模具企业工作过程,将工作内容与行动导向教学模式相融合,结合模具测绘实训要求,把整个教学过程划分为获取信息、制订工作计划、作出决策、实施工作计划、反馈信息、控制工作质量、评定工作成绩等环节,通过这一过程,培养学生独立计划、实施和评估的工作能力和职业素质。
(一)资讯
在实施的过程中以师生共同解读“任务背景”、“工作任务书”的方式,使学生明确工作任务和目标,并获取与完成工作任务有直接关系的信息。
1.基本知识技能回顾。学生对已经学过的制图、公差、材料等专业基础理论知识及钳工工具使用、检测量具使用等技能进行回顾。
2.搜集和整理资料、信息。每个小组思考讨论该项目的关键信息,领会任务要求,利用图书馆、网络等多种途径对“模具的分类、模具结构及其组成、模具的基本工作原理等模具原理性知识;模具拆装工具与使用技巧、模具测量工具与使用技巧等技能性知识;模具拆装步骤和方法及安全注意事项”等知识进行信息查阅、收集、学习理解并研讨、记录。在这个过程中,教师引导学生查找相关专业书籍,帮助学生梳理信息并对学生收集信息过程中出现的难点问题进行重点讲解。
通过此环节,学生可以领会到复杂的项目需要进行分解处理,同时通过分工、协作,其自学能力以及信息收集整理、交流协作等能力得到提高。
(二)计划
小组内每一个学生根据在资讯阶段收集和整理的信息,以报告的形式制订模具拆装、测绘工作计划,初步确定工作步骤和程序。教师不对学生的方案进行评价和干涉,只给出启发性建议和引导,并记录学生的参与过程和出现的问题。
此环节培养学生综合提炼信息、分析与解决问题、工程知识应用、技术方案写作等能力,以及交流与合作的团队协作精神。
(三)决策
每个学生在小组内展示各自的计划,并进行小组讨论、分析、交流和比较,然后形成一个统一的模具拆装和测绘工作计划,经与教师充分交流后形成小组最终工作方案和步骤。小组成员进行分工,如谁负责拆装模具、谁负责测量尺寸、谁负责画零件草图并记录尺寸等。
通过此环节,学生能提升独立思考问题能力、正确判断和制订工程方案的能力。
(四)实施
各小组按照确定的最佳工作步骤和计划开展工作。根据小组分工,做好模具拆卸、尺寸测量、草图绘制、模具装配复原、试模等工作,并单独绘制模具装配图和零件图CAD图纸。做好工作过程中出现的错误记录和要点记录,并完成工作总结报告。在实施过程中,教师应注意控制场面和观察细节,对各小组所画结构简图进行指导和检查;对学生的钳工基本操作方法、安全文明生产等进行指导和评价记录;对学生测量工具的使用、草图绘制质量等作评价记录;对模具装配质量作评价记录。
此环节培养学生利用所具有的理论知识和工程技能分析、判断和解决问题,形成理论联系实践的意识,提高学生结构化地运用知识完成某项具体工作的能力,同时使学生提升知识与技能综合应用能力,养成严谨细致的工作作风和职业素质。
(五)检查
1.小组自查。学生对装配复原的模具进行人工合模验证,并在成型设备上试模,验证模具工作是否正常,模具间隙是否调整均匀;检查图纸中视图表达是否正确、尺寸标注是否完整、形位公差是否正确、表面精度是否合理等。
2.教师检查。教师主要确认学生工作任务的完成情况,并记录问题情况。
通过此环节,学生在专业知识、职业精神、职业能力上实现了提炼升华,通过参与自己学习成果的展示和评价,品尝到了成功的喜悦,体验到成就感,认识到了自己的智力潜能;同时,老师也能发现每个学生的闪光点,促进师生间的交流,有利于优化组织教学。
五、基于行动导向法的考核评价体系
建立科学、合理的考核制度是促进和保护学生的学习积极性,有效监控教学质量的必要保障。传统的实训课程评价体系是从学生平时表现、学生上交实训作业的完成质量、实训总结的质量来综合评定学生成绩的。这种成绩只能体现学生某方面的学习效果,比如绘图能力、软件水平等,不能完全反映学生对整个实训过程中各阶段内容的掌握程度,比如学生是否真正理解并掌握了典型冲压模具结构组成及工作原理,是否掌握模具拆装方法,是否掌握拆装工具和测量工具的使用,是否在实训过程中抄袭和代画等。针对这些情况,可将考核内容分成五个部分来综合考核评定学生成绩,具体内容见表2。(下转第163页)
其中,现场答辩、实操考核环节以小组为单位进行。答辩过程中,教师对学生回答不完善或错误的地方及时补充和讲评,这样有利于学生及时补漏和巩固课程内容。实操考核主要是对学生掌握模具拆装步骤、拆装工具的使用、测量工具的使用等方面进行考核。在此过程中,教师可引导和启发学生对实训相关内容和知识进行拓展和延伸,以扩展学生的专业知识面。
总之,在行动导向教学过程中,教师是帮助者、促进者和引导者,帮助学生成为实践者、探索者和归纳者。教学实践证明,行动导向教学法能调动学生的积极性,以实践过程贴近实际工作过程吸引学生,以实践结果的成功体验吸引学生,使学生获得技能的同时获得职业发展能力。行动导向教学法不仅是现代教学方法发展的重要趋势,更是提高职业教育教学质量的一种有效途径。
【参考文献】
[1]边颖.行动导向教学法在《AutoCAD辅助设计》课程改革中的应用[J].职业技术教育,2008(20)
关键词:专业课教学;虚拟装配;运动仿真;开发
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)41-0234-02
职业院校的最大特点,就是培养学生既要有一定的理论知识,又要有较强的实际动手能力。毕业生到单位后能很快适应本职工作,成为应用型的高技能人才。学生实际动手能力的提高主要体现在专业课的教学中,多年来由于受各种因素的影响,专业课的教学效果并不能令人满意。究其主要原因是现有专业课教材中许多装配图较为复杂,有些装配图不仅学生看不懂,新走上教学岗位的年轻教师也感到吃力,这些都直接影响了学生学习专业课的积极性。对此,尝试开发专业课主要机器设备虚拟装配及运动仿真软件,能使学生直观的了解机器设备的结构原理,进而进行虚拟装配,在虚拟装配熟练的基础上带动实际操作,从而改善专业课的教学效果。
一、以前专业课教学存中在的两种倾向
(一)专业课偏重于理论讲解,学生缺乏实际动手操作能力
1.近几年,由于招生规模的不断扩大,学校原有的实训条件已远远不能满足学生实训的需要,本该在实训车间完成的课程,由于实训条件有限,机器设备及其他维修课程不得不改为在教室里进行理论讲解;
2.新老教师交替更新,一些实践经验丰富的老教师退休或调离,许多新的、高学历的年轻教师走上讲台,他们理论功底扎实,但大多缺乏实践动手能力,因此,他们更偏重于将专业课教学改为在理论教室讲解;
3.实际操作耗能耗材,操作不当容易造成机器设备损坏,实训成本较高,在学校教学经费比较紧张的情况下,学校只有压缩这部分经费。因此,本应该在实训车间完成的专业课教学只能在理论课堂讲解,使得原本比较简单的机器设备结构、原理变得复杂、抽象不好理解,许多学生觉得专业课教学枯燥无味,有些干脆放弃专业课的学习。
(二)强调学生动手实践,忽视专业课教学质量的提高
为了改变这种单纯理论教学现象,提高学生实际动手能力,学校将专业课教学改到实训车间或到企业去上,这些做法虽然较前面有一定的进步,但通过实践发现还存在一些不足。主要表现有两点:
1.许多实习指导教师多年来养成侧重于实际操作的习惯,理论讲解较少,在简单讲解完机器设备的结构、原理后,让学生去实际拆装,学生只会机械地模仿拆卸装配,拆卸方法不清、操作盲目。加上学生对机器设备的结构、原理了解得并不充分,学生操作时经常不按拆装程序操作、出现野蛮拆卸,造成有些机器设备在很短的时间内精度严重受损,甚至有些干脆报废,后续班级没办法使用,达不到预期的学习目标。
2.有些学校把专业课学习放到企业进行,但企业是以生产为主,学生实习培训为辅,受生产环境影响,许多专业课的学习在企业得不到保证,使得专业课学习达不到预期效果。
二、虚拟装配及运动仿真软件的开发
针对以上专业课教学中存在的两种倾向,通过计算机辅助绘图软件使用,尝试开发专业课主要机器设备三维虚拟装配及运动仿真软件,使得学生的专业课学习更加直观、形象。
(一)确定开发小组成员及开发项目
开发专业课虚拟装配及运动仿真软件,是一项工作量大、涉及多方面知识的工作,除了要有较强的专业知识外,还要具有吃苦耐劳、勇于钻研的精神,由经验丰富的老师带领部分青年教师组成课题小组并吸收个别基础知识比较扎实的高年级同学参与其中。开发的项目本着由易到难的原则进行,从较为简单的化工管路的管件及阀门开始。如弯头、三通、大小头和管阀、球阀、蝶阀、磁力阀等,在积累了一定经验后,开发化工机器设备的各种泵,前后开发了单级离心泵、齿轮油泵、双吸泵、多级泵、磁力泵、屏蔽泵、往复泵等,在此基础上,对风机、列管式换热器等实习车间现有的机器设备进行开发。
(二)开发过程
整个开发过程步骤如下:
1.制定开发计划。为了使开发工作有序、按计划完成,开发前制定了详细的开发计划。计划包括开发各项目的时间段、主要内容、开发所需工具、量具、具体步骤及各分项目的主要负责人。
2.现场实际测绘。进入现场后,对装配体进行逐件拆卸,为了保证工作顺利进行,对每个拆下的零件编号,然后徒手绘出各零件的草图,对标准件测量其主要尺寸并确定型号,研究每个零件的装配方法并徒手画出装配示意图或装配草图,然后将机器设备恢复原位。
3.在工作室核对草图,对表达不清或尺寸不全的草图再重新核对、订正,对标准件核对型号及尺寸,理顺各草图之间的关系,保证各装配体的零部件草图及标准件、常用件型号尺寸齐全。在此基础上用计算机CAD软件画出各装配体的零件图及装配图(或装配示意图)。
4.根据零件图,用Slid Works软件画出各零件三维造型。在工作室进行二维草图绘制以及三维零件造型。为了提高效率,可将装配体的所有零件三维造型都绘制好以后,再考虑下一步装配。
5.用已经建好的三维零件进行机器设备的虚拟装配,在虚拟装配的过程中对装不进去的零件及时调整,将其尺寸及形状进行修改,然后重新装配。
6.完成装配体的拆卸及装配爆炸图,在爆炸图中分步骤将装配体装配及拆卸步骤逐项交代清楚。
7.利用Slid Works软件的制作动画功能,制作出各机器设备的拆卸和装配动画,在动画中强调拆卸和装配中注意事项及重点,以便引起学生学习时的注意。
三、采用虚拟装配及运动仿真软件在专业课教学中传授知识和技能
开发出专业课机器设备的虚拟装配及运动仿真软件后,配合机器设备的实体,指导教师在一体化教室的授课发生了根本性的变化。首先,指导教师对要拆装的机器设备进行介绍,用三维动画展示机器设备的结构原理,机器设备在在马达的带动下旋转起来,形象、直观、工作原理一目了然,增加了学生学习的兴趣和积极性,学生能够直观的掌握机器设备的结构和工作原理。其次,指导教师演示虚拟拆卸,利用Slid Works创建爆炸图,将机器设备上的零件按正确的拆卸顺序进行虚拟拆卸,在虚拟拆卸的过程中指导教师边虚拟装拆边告诉学生要点和注意事项,为了使学生真正消化吸收,对此可反复演示,(有条件的学校可让学生在电脑上反复练习虚拟装配)。第三,在学生掌握上述内容的前提下,指导教师再带学生到机器设备的实体前,实际演示机器设备的装拆过程。第四,分小组让学生实际装拆,指导教师巡回检查指导。第五,装拆结束后,指导教师及时总结,对存在的不足重新演示纠正。最后,指导教师让学生按正确的方法将机器设备装配好,恢复场地原有布局。
四、开发虚拟装配及运动仿真软件在专业课教学中的应用成效
1.通过开发专业课机器设备虚拟装配及运动仿真软件,有效地锻炼了课题组成员的综合能力,参与开发师生的徒手绘图能力、CAD绘图能力、Slid Works三维建模能力及专业知识和能力都有了显著提高。
2.通过开发和使用专业课机器设备虚拟装配及运动仿真软件,减轻了专业课指导教师的教学负担,学生掌握专业课的情况明显好转,教学成效显著。
3.减少了盲目拆卸和装配,耗材、耗能和零部件损坏情况明显改观,机器设备的使用寿命大幅度增加。
参考文献:
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[5]吴先文.机械设备维修技术[M].北京:人民邮电出版社,2014.
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)