“專業(yè)綜合實踐”課程教學(xué)改革研究
時間:2022-04-19 11:07:57
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摘要:為對接工程教育認證和新工科建設(shè)對學(xué)生工程能力培養(yǎng)要求,對機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)機械制造方向“專業(yè)綜合實踐”課程的教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容和具體要求進行科學(xué)設(shè)計。課程教學(xué)目標與畢業(yè)要求指標點一一對應(yīng),對其形成有效支撐;教學(xué)內(nèi)容劃分為實踐準備、拆卸、測繪準備、零件表達、實測零件、裝配表達、裝配、清理和答辯9個模塊,分別提出各模塊的具體要求,培養(yǎng)學(xué)生在工程實踐中解決復(fù)雜工程問題的能力,支撐課程教學(xué)目標的實現(xiàn)。
關(guān)鍵詞:工程教育認證;新工科;工程能力;專業(yè)綜合實踐
國家實施的“一帶一路”“中國制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”“新工科”等重大戰(zhàn)略,對高等工程教育改革和大學(xué)生工程能力培養(yǎng)提出了更高的要求[1]。黑龍江科技大學(xué)機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)目標是:培養(yǎng)勤懇務(wù)實,敬業(yè)奉獻,德、智、體、美全面發(fā)展,掌握必備的自然科學(xué)基礎(chǔ)理論和機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)知識與技能,具有國際視野、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神和良好的綜合素質(zhì),工程實踐能力強,能在機械工程及相關(guān)領(lǐng)域從事機械產(chǎn)品設(shè)計制造、技術(shù)開發(fā)、工程應(yīng)用、生產(chǎn)管理、技術(shù)服務(wù)等方面的應(yīng)用型高級工程技術(shù)人才?!皩I(yè)綜合實踐”是機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)機械制造方向本科生必修的專業(yè)教育實踐課程之一,在大四年級第一學(xué)期開設(shè),共計3周時間。通過對典型機械(目前以拆裝普通機床為主)的拆卸、測繪和裝配的基本理論、基本知識和基本技能的訓(xùn)練與專業(yè)知識的綜合運用,使學(xué)生得到一次較為全面的機械專業(yè)綜合訓(xùn)練,提高學(xué)生的工程素質(zhì)和工程能力。該教學(xué)環(huán)節(jié)能夠支撐工程教育認證12項畢業(yè)要求中的問題分析、設(shè)計/開發(fā)解決方案、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、個人和團隊、溝通和項目管理等6個一級指標[2],在機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)機械制造方向人才培養(yǎng)過程中具有非常重要的地位和作用。
一、教學(xué)目標設(shè)計
“專業(yè)綜合實踐”課程通過對有代表性的機械設(shè)備拆卸,讓學(xué)生了解機械設(shè)備拆卸的基本步驟,掌握拆卸工具的使用方法、基本技能和技巧,對機械設(shè)備的工作原理、典型結(jié)構(gòu)以及傳動路線知識得到進一步的鞏固和深化,了解機械零件的常用修換方法及標準。通過對典型拆卸零部件的測繪,讓學(xué)生掌握工程測繪的基本方法、測繪的技巧和數(shù)據(jù)處理能力,培養(yǎng)學(xué)生徒手繪圖的能力。通過工程圖的繪制,使學(xué)生掌握工程圖繪制的基本步驟,配合相關(guān)手冊和圖冊的查詢,了解國家(或行業(yè))的技術(shù)規(guī)范,培養(yǎng)學(xué)生工程圖的設(shè)計能力。通過對所拆卸零部件的裝配,讓學(xué)生了解機械設(shè)備裝配的基本步驟,掌握安裝的基本技能和技巧,了解機械設(shè)備裝配精度對使用功能重要性的重大意義。通過理論與實踐相結(jié)合,使學(xué)生進一步掌握和鞏固課堂上所學(xué)的基本理論,培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)、系統(tǒng)思維能力以及團隊合作精神,為畢業(yè)后從事本專業(yè)技術(shù)工作奠定必要的理論基礎(chǔ)和實踐能力。為了更好地對課程達成情況進行分析,采用課程教學(xué)目標與所支撐畢業(yè)要求指標點一一對應(yīng)的方式,對教學(xué)目標進行科學(xué)設(shè)計,其對應(yīng)關(guān)系見表1。
二、教學(xué)內(nèi)容安排與具體要求
黑龍江科技大學(xué)機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)機械制造方向“專業(yè)綜合實踐”課程教學(xué)內(nèi)容主要包括9個模塊,其實踐流程如圖1所示。該階段用時0.5天。主要完成專業(yè)綜合實踐的相關(guān)準備工作。通過實踐準備,要求學(xué)生了解實踐目的、意義和基本要求,理解掌握安全文明生產(chǎn)要求和安全技術(shù)操作規(guī)程;對學(xué)生進行分組,分配并檢查拆卸和測量工具;借閱相關(guān)資料,認真閱讀專業(yè)綜合實踐指導(dǎo)書。模塊二:拆卸該階段用時4.5天。主要分析拆卸部分具體結(jié)構(gòu),確定合理的拆裝方法和拆卸工具;討論并制訂合理的拆卸工藝方案;組員間分工配合、有序拆卸;進行零件記錄、清洗和擺放。通過該階段的訓(xùn)練,要求學(xué)生了解拆裝工具功能和使用方法以及拆裝注意事項;結(jié)合掛圖和圖冊,對照實物看懂拆裝部分具體結(jié)構(gòu)、傳動原理以及單個零件結(jié)構(gòu)特點和相互關(guān)系;了解拆卸原則和零件拆卸方法;制訂合理拆卸工藝方案并經(jīng)指導(dǎo)教師審核通過;認真記錄并整理拆裝工藝卡片,注意安全文明生產(chǎn)。模塊三:測繪準備該階段用時0.5天。主要完成零件測繪準備工作。要求學(xué)生閱讀測繪資料以及有關(guān)標準資料,熟悉測繪工具、測量方法以及測繪注意事項,了解各種零件測繪過程和步驟。模塊四:零件表達該階段用時1.5天。主要完成零件結(jié)構(gòu)的分析,通過討論對比,確定表達方案;繪制零件草圖,并繪制零件圖。要求學(xué)生繪制的零件草圖內(nèi)容全面,清晰工整;繪制的零件圖正確、完整地表達零件結(jié)構(gòu)。模塊五:實測零件該階段用時1天。主要完成零件尺寸特點的分析,確定零件尺寸的測繪方法;零件尺寸標注方案的設(shè)計;選擇合理的測量工具實測零件尺寸并標注。要求學(xué)生確定合理的測量方法;根據(jù)國家標準規(guī)范,設(shè)計零件尺寸的標注方案,要求完整、清晰;實測尺寸要求正確使用測繪儀器,測量準確,零件草圖尺寸標注完整,關(guān)聯(lián)尺寸協(xié)調(diào)一致。模塊六:裝配表達該階段用時2天。主要完成工作原理和裝配關(guān)系的分析,并繪制裝配圖(包括三維繪圖)。要求學(xué)生由示意圖和零件圖繪制裝配草圖,草圖內(nèi)容全面,清晰工整;規(guī)范化裝配草圖,并繪制裝配圖,要求正確、清晰地表達工作原理、裝配關(guān)系等內(nèi)容。模塊七:裝配該階段用時3天。根據(jù)裝配圖分析確定合理的裝配方法和拆裝工具;討論制訂合理的裝配等工藝方案;分工配合、有序裝配。要求學(xué)生了解裝配工具功能和使用方法以及裝配注意事項;制定合理裝配等工藝方案并經(jīng)指導(dǎo)教師審核通過;認真記錄并整理拆裝等工藝卡片,注意安全文明生產(chǎn)。模塊八:清理該階段用時1.5天。清理場地、清點工具;整理實踐日記,撰寫實踐報告,整理拆裝等工藝卡片。要求學(xué)生理解、掌握設(shè)備與工具管理的基本原理和方法以及現(xiàn)場5S管理標準,并認真操作執(zhí)行;日記和報告內(nèi)容詳實、完善、規(guī)范;拆裝等工藝卡片記錄詳實、規(guī)范。模塊九:答辯該階段用時1.5天??疾鞂W(xué)生的分析能力、設(shè)計能力和應(yīng)用能力。要求學(xué)生分析透徹、過程完整、報告詳盡;零件及裝配圖表達正確,標注規(guī)范完整;答辯自述思路清晰,回答問題正確合理,小組成員間能進行有效合作。其中,模塊2~7和模塊9的訓(xùn)練,可以培養(yǎng)學(xué)生借助文獻研究,運用機械工程原理、技術(shù)和方法,認識到解決復(fù)雜機械工程問題有多種方案并分析工程問題影響的能力;模塊2、模塊4~7和模塊9的訓(xùn)練,可以培養(yǎng)學(xué)生綜合考慮創(chuàng)新、安全、環(huán)境和社會因素,設(shè)計滿足特定需求的機械系統(tǒng)、零部件或制造工藝的能力;模塊1和模塊2的訓(xùn)練,有助于學(xué)生理解可持續(xù)環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的理念和內(nèi)涵;模塊2、模塊5和模塊7的訓(xùn)練,有助于培養(yǎng)學(xué)生在相關(guān)工程活動中適應(yīng)角色轉(zhuǎn)換并與團隊其他成員進行有效合作的能力;模塊8的訓(xùn)練,有助于學(xué)生了解機械產(chǎn)品全生命周期的成本構(gòu)成,理解設(shè)備與工具管理的基本原理;模塊8和模塊9的訓(xùn)練,可以培養(yǎng)學(xué)生在多學(xué)科環(huán)境中,應(yīng)用工程項目管理的原理和方法,對機械工程項目進行工程管理和經(jīng)濟決策的能力。
三、課程思政融入
在專業(yè)綜合實踐過程中,教師堅持以《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》為引領(lǐng),在鍛煉學(xué)生專業(yè)技能的同時,注重引導(dǎo)學(xué)生學(xué)思結(jié)合、知行統(tǒng)一,并以身示范、以身作則。同時,鼓勵并培養(yǎng)學(xué)生勇于探索的創(chuàng)新精神,提升學(xué)生分析問題、解決問題的實踐能力。對于拆裝工藝路線的編制,拆裝工具的選擇,零件的管理、潤滑、裝配后機床的試運行等各方面,均要求學(xué)生切實在學(xué)習、思考、理解和行動上下功夫,每天認真撰寫實習日記,對當天遇到的問題、創(chuàng)新解決辦法及其受到的啟發(fā)進行深入總結(jié)、深刻反思,為后續(xù)拆裝順利進行提供經(jīng)驗和教訓(xùn),進而為專業(yè)綜合實踐教學(xué)目標達成提供了有力保障。
四、教學(xué)改革成效
近年來,以工程能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的“專業(yè)綜合實踐”教學(xué)模式在黑龍江科技大學(xué)機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)得到了應(yīng)用,取得了較為明顯的成效。通過以上教學(xué)改革,一方面,使教師的教學(xué)目標和學(xué)生的學(xué)習目的更加明確,有利于成果導(dǎo)向型教學(xué)的實施;另一方面,大大提高了學(xué)生的自主學(xué)習能力和綜合運用所學(xué)知識解決復(fù)雜工程問題的能力,使后續(xù)畢業(yè)設(shè)計水平和就業(yè)競爭力均得到一定提高,有助于人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升。
參考文獻:
[1]張安富,劉超.“中國制造2025”背景下的新工科構(gòu)建[J].中國大學(xué)教學(xué),2017,(9).
[2]高鐵紅,張爭艷,孫立新,等.面向工程教育認證的機械專業(yè)綜合實踐教學(xué)新模式[J].高教學(xué)刊,2016,(20).
作者:唐慶菊 陳少云 于鳳 單位:云黑龍江科技大學(xué)