CONTACT
时间:2025-05-24 10:46:11 点击量:
“高职化工装备技术专业综合改革”是四川省教育厅2011年高等教育质量工程立项建设项目,化工装备技术专业课程体系建设是化工装备技术专业综合改革的重要部分之一,本文介绍的课程体系已经在我院2010级开始试行。机械工程系邀请化工装备技术行业企业专家、人力资源部门负责人、生产一线技术人员和管理人员组成专业建设委员会,课题组通过市场调研,召开专业建设会议,并广泛征求教师、行业企业专家和技术人员意见,指导化工装备技术专业课程体系建设,提出了基于工作任务的核心课程体系建设的方案。通过对化工装备技术专业所对应的职业岗位进行分析,提炼出适合教学的主要49个工作任务,对岗位的工作任务进行组合,将岗位背景知识、工作过程的相同或相近知识点、技能点进行归纳分类,以化工装备为载体、化工装备维修为核心,将化工装备的构造、原理、基本故障诊断和维修等融为一体构建一门课程,遵循由简单到复杂、由单一到综合的认知规律,形成专业核心课程体系。打破传统的以学科体系为基础的课程体系。在这一课程体系中把工程力学相关理论融入到机械结构设计与装配中,化工原理、流体密封的相关知识融入到流体机械结构与维护、化工设备结构与维护等课程中,构建基于工作任务的核心课程体系。
1.化工装备技术专业岗位工作任务的确定。成立由专业带头人、骨干教师、企业专家、能工巧匠、行业专家组成的专业建设委员会,指导专业建设工作。通过对典型企业调研,确定本专业职业岗位的工作任务,这些任务包括机械零件图阅读、机械零件测绘、加工、热处理,通用零部件的选择、装配与维修,液压系统维护、各种化工设备的运行、维护、安装修理,各种化工机器的运行、安装修理、设备管理等49个主要工作任务。罗列完成工作任务所需知识和能力,对工作任务进行分解、组合,以典型化工装备为载体,将化工装备的构造、原理、基本故障诊断和维修等融为一体,构建一门课程。
2.课程体系的构建方法。遵循由简单到复杂,由单一到综合的认知规律,形成基于工作任务的核心课程体系。加强实践环节,将实践进一步的具体到位,以任务驱动、项目导向法进行课程内容重组,按照理论够用为度、突出实践的原则,融合职业资格证书所需的能力内容,将工作领域的工作任务和内容转为学习领域的课程教学内容。进一步的完善,使课程体系、教学的内容更加贴近科学化,实际现实化,使形成完整的可执行的课程体系方案。
3.化工装备技术主要核心课程的构建。第一,机械制图。所对应的工作任务为零件图阅读和零部件图的绘制;所需技能和背景知识为制图的基本知识、零件的表达方法、零件图、装配图绘制与阅读。第二,互换性及技术测量。所对应的工作任务为零部件的加工,所需技能和背景知识为尺寸几何精度及测量。第三,工程材料及成型。所对应的工作任务为零部件的热处理,所需的技能和背景知识为材料的基本知识、热处理、热成型、普通机械加工方法及设备、数控加工技术及设备与特种加工技术及设备。第四,钳工操作训练。所对应的工作任务为钳工操作,按照钳工基本进行训练。第五,机械结构设计与装配。所对应的工作任务为通用零部件的选择、装配与维修。所需的技能和背景知识为常用构建、联接件、机械传动、周、轴承、弹簧等结构特点、工作原理、选型与安装。第六,液压传动。所对应的工作任务为液压系统维护,所需的技能和背景知识为液压传动的工作原理及组成、流体力学基础、液压元件、典型液压回路、传动系统、液压控制系统。第七,化工生产基础。所对应的工作任务为化工生产实习,所需的技能和背景知识为常见化工生产工艺、工作过程知识,管道、阀门的标准、结构、安装维护等。第八,化工设备结构与维护。所对应的工作任务为化工设备的保温、隔热,换热器的故障判断与维护;塔设备的运行、维护与检修;反应设备的运行、维护与检修。所需的技能和背景知识为传热学原理、换热器的结构、工作原理、运行、维护、检修知识;气体的吸收、精馏原理,塔设备的结构、工作原理、维护与检修等;反应设备工作原理,反应釜密封、搅拌类型,反应容器的结构、运行及维护检修等。第九,压力容器结构与制造。所对应的工作任务为压力容器设计与制造,所需的技能和背景知识为压力容器分类、结构、强度计算,主要零部件、压力试验和气密性实验的操作方法,压力容器制造工艺及无损检测。第十,流体机械结构与维护。所对应的工作任务为离心泵及其他类型泵的运行与维护、离心式压缩机及风机的运行与维护、活塞式压缩机运行与维护,所需的技能和背景知识为流体力学基础知识、工程热力学基础知识、流体密封与结构,泵、压缩机、风机的工作原理、结构、运行与维护、选型、检修与安装。第十一,分离机械结构与维护。所对应的工作任务为分离机械的运行、故障诊断、安装修理,所需要的技能和背景知识为介质特性、沉降、过滤、萃取、离心分离原理、分离机械原理、结构、运行、维护、检修与安装。第十二,化工机械状态监测。所对应的工作任务为化工机器振动监测与处理,所需的技能和背景知识信号处理、旋转机械故障诊断与处理。
化工装备技术专业基于工作任务的核心课程体系建设项目,已经在我院2010级开始试行,相应的校本教材已编写完成,我们将在今后的教学实践中,不断的完善和提高,根据教学的实际情况来不断的完善校本教材,根据规范的校本教材来具体实施,用以取得良好的效果,为化工行业和地方经济的发展提供高素质高技能的专门技术人才。
目前,液压传动技术应用越来越广泛,且有越来越全面、越来越复杂之势[1]。液压系统的使用、维修一直是施工现场难以解决的典型问题之一。为满足职业技术人才培养目标,在我院工程车辆修理专业开设了《液压传动》课程,对学生进行液压传动基本知识、基本技能的培训。几年来,为适应职业技术教育的需求,我们在教学能容、方法、手段等方面开展了一系列的教学改革,尤其是针对教学方法,进行了大胆的尝试和探索,收到了良好的教学效果。
在我院工程车辆修理专业,液压传动课程的学时为32学时,在32学时的教学时间内要求学生掌握液压传动的工作原理、系统组成,学会液压元件及系统的安装、调试及故障诊断方法等内容。相对于学时,教学内容的设置较多,且要求较高,但考虑到液压传动是我院学生学习工程车辆液压传动基础理论、掌握液压系统维修基本技能的唯一一门专业基础课程,结合学生的职业技能需求,我们大力加强教学方法与手段的改革,课上与课下相结合,提高学习效率,达成教学目标。
通过调查,学生对学习的兴趣一直不高,他们在学习上没有信心,没有兴趣,没有学习方法。进入高等院校,他们的畏难情绪都很严重,所以如何提高学生的学习兴趣是教学方法改革首先要解决的问题。长期以来,我院的液压传动教学受教师能力水平和教学条件的限制,在教学方法上以讲授为主,往往是满堂灌;在教学手段上以多媒体为主,缺乏实物、模型、示教板、液压系统原理模型等更为直观的教学手段,尤其是实际工作情境的创设、实际应用技能的培养都没有基本的条件,学生得不到实用技能的锻炼。
液压传动的直观性教学方法体现在两个方面:一是教学媒体的直观性,如果是单纯的语言讲授,学生极易疲劳。教师根据所讲授内容,在讲授过程中,将元件、系统的工作原理、内部结构、故障现象直观地呈现在学生面前,以感性认识的建立为基础牵引教学。在教学过程中,我们制作完成了液压元件和基本回路及液压系统的原理动画,将液压元件做成剖切模型,购置了透明液压元件、现场搭接液压系统基本回路,利用示教板模拟故障现象,尽一切可能使教学内容更加直观、使抽象的内容变得简单易懂,学生在学习过程中更加轻松和充实,并在一定程度上调动了他们的学习兴趣。另一方面是教学语言的直观性。对于以讲授为主的教学内容,在保证科学性的前提下将晦涩难懂的语言变成学生能接受和乐于接受的熟悉而通俗的语言来表达,形象生动,比喻恰当,化远为近,化静为动,将抽象的概念具体化、形象化,将枯燥内容生动化、趣味化,使学生产生共鸣,极大地激发了学生的学习兴趣。
液压传动是一种以流动液体为工作介质的传动方式,就其工作原理好系统结构而言,这门课程与电路技术有很强的相似性,由此构成了进行电液比喻的基础。如液压泵可比喻为电源;压力控制阀的阀口可比喻成电阻;流量控制阀可比喻为家用水龙头阀门,其特性影响着系统中的压力和流量;液压管路中的沿程压力损失可比喻为电路中的电压降;尤其是液压传动中的两个重要参数压力和流量可分别比喻为电压和电流,并由此引出与电阻等价的“液阻”概念。事实证明,结合这些比喻特征讲授液压元件的工作原理与特性,可以启发学生更有深度的掌握和理解。我们应用类比法对溢流阀、顺序阀和减压阀进行比较,主要从以下方面进行:基本构造、图形符号、功能特点及应用、进出口状态极其压力值、内部油路、控制油来源、泄露形式等。通过对比,学生对压力控制阀部分的知识加深了理解,记忆也就更牢固了。
学生普遍不喜欢死板的知识讲授,喜欢动手尝试,所以我们在液压传动教学的大部分章节采用讲练式教学方法,减少讲授实践,提倡教师精讲,学生多练,通过学生的练习、体验,轻松地掌握所学知识。对于液压传动系统的分析,教师先用系统图进行简单分析,然后在实验室组织学生分小组来完成传动系统的组装,并对传动系统人为地设置故障,让学生根据故障现象和各部件的功能判断故障原因,并通过综合、比较、归纳、分析,从而确定故障的准确部位或元件,最终排除故障。从而进一步提高他们运用知识和技能去分析、解决实际问题的能力。
心理学告诉我们,当一个人的大脑接触新异刺激时,大脑皮层会出现优势兴奋中心,这时的大脑处于紧张而愉快的状态[3]。教学中如果适时地创设新异的教学情境,能使学生的兴趣和爱好两大内在动力充分调动起来。在液压传动教学中,我们尝试利用学院现有设备及教学资源创设了装载机、挖掘机、推土机液压系统维护、调整、元件拆装、故障诊断等科目的教学情境,在这种与设备运用和维修实际工作环境相似的工作环境下,通过教师的指导,学生研究、讨论、动手操作,加深了对工程车辆液压元件和系统工作原理的理解,锻炼了实际运用和维修技能,团结协作能力,为将来从事的工作奠定了坚实的基础。
“中国制造2025”发展规划对我国建设新型制造业,实现制造强国的战略目标有着巨大的推动作用,同时也影响着高职机械类专业未来发展方向。(1)突出学生实践能力的提高;加强学生动手实践能力的培养是高职院校的目标,只有理论基础知识扎实、实践技能强的学生,走到工作岗位后才能生产出高质量产品。(2)强调学生创新素质的提升;创新是推动制造业持续发展的不竭动力,加强学生创新能力的提升已成为高职院校各专业的发展方向。通过创新素质的提升,可以引导学生认识到创新素质的重要性,注重自我挖掘创新潜力,使高职院校的学生在以后的工作岗位上发挥聪明才智,在创新中实现个人价值。
在企业调研的基础上,以“实用、够用”为原则调整教学内容。本课程以液压传动为主要内容和气压传动为辅内容,根据学生特点适当降低理论知识的难度,注重理论联系实际。气压传动部分由于基本原理、气压元件与液压传动相似,教学中以典型气压传动系统实例为例进行分析,只简单讲解气压传动与液压传动的不同之处;同时对元件的结构、深奥的原理和公式推导计算不作为重点讲解。
课程考核注重学生职业能力的培养,注重学生综合能力的考查,采用过程考核和终结性考核相结合的方法。过程性考核从学生的日常学习态度、出勤状况和实践动手能力等方面进行理论知识、职业能力和职业素养的考核。终结性考核以期末考试为主进行理论基础知识和综合分析能力的考核。改革课程考核方式后,不仅可以考核学生对课程基础理论知识的掌握程度,还能促进学生在自学能力和动手能力等方面的提高,也调动了学生的学习积极性。
本课程有大量的液压元件结构及原理图和回路图既抽象又难懂,在教学过程中,利用动画演示分析、观看视频等信息化手段,辅以实物演示,用丰富的色彩和运动的画面,将液压回路及液压传动系统的工作原理形象地演示出来,有效地吸引了学生的注意力,化抽象为具体,直观形象,减少了枯燥乏味,加深了学生对元件结构、原理和基本回路的理解,提高了学生的学习兴趣和感性认识。
在课堂教学过程中,以学生为主体、教师为主导开展教学活动,充分发挥学生的主动性。在教学过程中,可以设计一些启发式提问、课堂讨论、教学小先生等环节,激发他们的求知欲、表现欲与创造性思维。如在讲解完液压传动的工作原理时,在分析液压千斤顶的工作过程后,让学生总结其工作原理,从而提高学生的语言表达能力、心理素质。
(1)任务驱动教学法。由于本门课程较强的实践性,在教学过程中设置了液压工作原理的分析、液压基本元件的识别与选用、液压基本回路的安装与调试、气压基本回路的安装与调试等4个教学任务。如在学习基本回路中,教师首先明确学习任务,学生根据任务目标进行自学和讨论,确定任务的完成方案,然后在液压实验室中完成回路的组装和调试,教师在学生完成任务的过程中给予指导并及时评价,并在学生完成任务后总结及拓展相关知识。通过任务驱动法教学,融“教、学、做”于一体,使学生在做中学、学中做,教师在做中教,教中做,加强了学生所学基础知识的理解,提高了?W生的动手能力、团结协作能力,培养了学生的创新意识。(2)案例教学法。“中国制造2025”要求学生要有较强的实践能力,而本门课实践性较强,如果脱离实际应用教学,会使得课堂比较枯燥和乏味,使学生成为书呆子,不能与实际岗位零距离接轨。本课程在每一个单元中都不同程度地运用了案例教学法。通过分析生产和生活中的实际案例,提高了学生理论联系实际能力和职业能力。(3)微视频。利用现有的课程网站,依据课程标准和学生特点录制“微视频”。微视频短小精悍,不易使人产生视觉疲劳而降低学习效率。在课前进行观看,对知识的一种自主学习;在课中讨论时使用,避免教师多次重复讲解;课后做作业或安排学习任务时用以解决问题。实施微课能促进学生有效自主学习。
煤矿机械各相关课程实用性很强,内容涉及面广,教学难度较大,为满足专业教学的基本要求,又可使学生在日后能具有较强的发展潜力,在内容安排上既应注重基本理论的学习,还要更加注重实践能力的培养。要建设与煤矿机械课程相配套的实验实训环境,并充分利用校模拟矿井和矿山机电实训中心的设备资源,使理论教学与实践教学相辅相成,互相促进。教师应关注并收集煤矿机械最新发展状况的相关资料,将其融人到自己的教学内容之中去。一方面,这可以使学生掌握课程的最新发展动态,调动学生学习的积极性;另一方面,它也可以使学生认识到这是一门动态性的课程,其所学内容是在不断地更新和发展的,从中得到终身学习的启示。实验实训教学法是提高学生综合素质、锻炼学生动手能力、培养学生创新意识的重要环节;是在实验室、模拟矿井和矿山机电实训中心完成相关理论教学与实践教学的一种教学方法,它把理论教学的内容融入到实验实训中去,充分体现理论与实践相结合,课内实验与课外实践相结合,实验与科研相结合,基础训练与创新相结合,实践与社会发展需求相结合,使实验实训教学既符合教学大纲的基本要求,又利于学生的个性化发展。
按照源于煤矿,服务于煤矿的宗旨,逐步开发了采掘机械使用与维护精品课(自治区级)、采掘机械液压传动精品课、矿井运输提升精品课、流体力学与流体机械精品课。各精品课都建立了丰富的课程教学电子资源库,内容包括《液压传动与采掘机械》、《矿井运输提升》、《流体力学与流体机械》各课程的教学大纲、电子教案、教学动画、教学课件、教学案例、实训指导手册、设备操作规程、学习指南等。
(一)师资力量煤矿机械课程应打造一支学历结构、职称结构、知识结构合理的老中青结合的“教学研究型”和“实践操作型”教师队伍。各专任教师不仅能上好《液压传动与采掘机械》、《矿井运输提升》、《流体力学与流体机械》等相关课程,还应能胜任其担任课程的实习实训工作,同时能够经常通过分析职业岗位能力要求和更新的变化,以工学结合的理念整合课程内容,不断深化教学改革。精心选取企业真实工作任务为教学案例,教学过程紧贴实际工作过程,注重以实例化和形象化培养学生的实践能力,符合职业和岗位的要求,教学特色突出,成为一支专业技能水平高,教学能力强的优秀教师团队。
(二)硬件条件煤矿机械课程实验实训教学基地有:模拟矿井、矿山机电实训中心、液压传动系统与液压元件实验室、工程训练中心。其功能主要为:模拟矿井:可以对学生进行采煤机械、掘进机械、液压支架、运输机械、矿井提升设备和流体机械的构造与原理、操作与运行等技能的培训。矿山机电实训中心:可以对学生进行采煤机械、掘进机械、液压支架、运输机械、矿井提升设备和流体机械的构造与原理、诊断与维护、拆装与检修等技能的培训。液压传动系统与液压元件实验室:可以针对煤矿机械液压系统与液压元件进行教学大纲所要求的全部实验项目,还可进行有关的创新与科研实验。工程训练中心:可以对学生进行采煤机械、掘进机械、液压支架、运输机械、矿井提升设备和流体机械拆装、维护、检修等工作过程中所需的钳工、车工、焊工等基本技能的培训。
(三)教学方法多媒体教学:利用多媒体设备,可以使相关课程中所涉及的许多先进设备、机械构造、生产过程等通过录像、视频、动画和图片等形式呈现给学生,使学生从枯燥的原理、公式和文字中跳出来,增强他们的感性认识,加深他们对相关知识的理解和记忆,激发他们学习的热情。项目教学法:按照职业要求设置理论知识与实践技能,以培养职业能力—即“设备构造与原理、设备检修与维护、设备操作与运行”为目标,并具备技术革新与技术创新的潜在能力。现场教学法:在校模拟矿井和矿山机电实训中心,针对有关煤矿机械结构原理及使用与维护这一任务,首先讲解有关煤矿机械的组成及工作原理、完好质量标准、日常维护的内容和方法,然后让学生诊断和处理预先设置的故障。实训教学法:在校模拟矿井和矿山机电实训中心,针对有关煤矿机械的基本操作,首先讲解类型、结构及工作性能、国家职业标准对操作者的要求及安全操作基本知识;然后进行实训,使之达到操作熟练、姿势端正、各项操作准确无误。并获取相关证书。
《液压与气压传动》是我校机电一体化专业主要的专业基础课。通过本课程的学习,使学生掌握液压与气压传动的基础知识,掌握各种液压与气压元件的工作原理、特点与应用;熟悉各类液压与气动基本回路的功用、组成和应用场合;了解一些典型液压与气压传动系统在机械设备中的应用;初步具备在生产实际中运用液压与气压传动技术的能力。
目前,液压与气动技术广泛用于机械制造、冶金、造船、石油化工、建筑、汽车、工程机械、注塑、纺织、食品及其它部门。近年来,随着计算机技术在液压与气压传动中的广泛应用,液压与气压传动技术也得到了迅猛的发展,其应用的程度已经成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。因此液压与气压传动课程的教学就显得尤为重要。本文针对该课程的特点,结合我校的实际情况,从教学内容、教学手段、和教学方法等方面对该课程进行了探索。
我校机电一体化专业属于专科,专科与本科的培养目标不同,主要是为生产第一线培养应用型人才,这就要求毕业生具有较强的技术应用能力。特别需要强调的是,成功素质教育是我校的核心办学理念与鲜明办学特色,成功素质教育的基本原则之一就是“学以致用”,即:“适用、够用、会用”。“适用”、“够用”就是教学内容要以“适用”、“够用”为标准,无用的不教,用不上的不教;多了不行,少了也不行,确保教学内容与人才素质需求相符合。“会用”则要求教学内容一定要为学生所掌握,内化为学生的素质。
《液压与气压传动》是一门应用性很强的课程,所以应重点突出“应用”。元件的工作原理、参数含义与选择依据、基本回路的构成及工作原理、典型回路的工作原理、典型液压与气压传动系统在机械设备中的应用等是本门课程的重点,而繁琐的公式推导以及液压元件的详细结构与系统设计等均不是专科学习的重点。传统的《液压与气压传动》教材往往偏重于液压传动部分的知识内容,气压部分的知识内容仅占据很少一部分,而且实践知识讲解得较少。而今气压传动在各种自动化生产线上运用非常广泛,鉴于我们的学生大多数毕业后将进入一些公司的自动化生产线工作,因而加强气压传动部分的知识是十分必要的。另外,液压与气压系统的安装、调试、使用、维护与故障处理等知识,也都是在生产一线非常适用的。
针对以上情况,《液压与气压传动》课程应适当降低理论的难度和深度,对于教学内容中过繁过深的理论推导、分析和计算内容进行压缩,从应用的角度合理调整教学内容。所以笔者首先从教材的选用上入手,选择了针对性较强的适合高职高专类的相应教材,并结合实际情况合理安排了教学内容,将教学内容分为四个部分:一是液压、气压传动的基本原理和系统组成,其中有关流体动力学的公式计算均不讲。该部分重点让学生理解液压、气压传动的原理,掌握液压、气压传动的系统组成,以及各组成元件的图形符号;二是液压、气压系统组成元件的结构、分类、工作原理及性能,重点是元件的结构及工作原理;三是液压、气压系统基本回路的组成和工作原理,应在掌握液压、气压元件的工作原理和性能的基础上,分析回路工作过程和工作特点,重点掌握一些基本回路的分析方法;四是对一些典型的液压、气压传动系统进行分析,如机械手、动力滑台等,重点让学生掌握液压、气压系统的分析方法;五是对液压与气压系统的安装、调试、使用、维护与故障处理等知识作一般性介绍。在进行课程讲解时,不完全按教材的编排顺序进行,如在讲阀类元件时,可结合基本回路穿行。这样,学生在学习单独元件工作原理的同时,可以结合其在回路中的作用,来加深对元件的认识。最后花较少的时间让学生了解本学科的技术前沿、发展动向和最新成果。
液压与气压传动课程理论性与实践性都较强,而我校机电一体化专业为独立院校专科,学生学习基础相对较差,这给教学工作带来了一定的难度。在教学过程中,一定要注意运用适当的教学方法,举一反三,以实际问题为引线,引导学生积极展开思维,使学生与教师思维同步运动,产生思维的共鸣,充分调动学生学习的积极性和主动性。例如,在讲授“压力取决于负载,速度取决于流量”这两个重要概念时,我们可以举出机床的工作台的移动,举重机、千斤顶举重物等大量的实例,帮助学生回顾液体静力学及其他的一些相关的基本知识,使前后所学知识融会贯通,加深对所学知识的理解,强化学习效果。同时开拓学生的视野,调动学生的学习积极性,提高教学效果。
液压与气压传动课程内容较多,有很多概念理解起来比较抽象,为此在教学过程中,要尽量多地采用对比式的教学方法。例如:液压油在管道中流动与电流在电路中的流动相似,液压回路中的压力和流量对应电路中的电压和电流,液压泵对应电源,液压马达对应电动机,液压回路中的液阻对应电路中的电阻等等。由于学生对电路较熟悉,经过对比后,学生对液压回路的认识就会豁然开朗。另外,对比式教学还可体现在本门课的其他内容中,比如泵和马达的结构有很多相似之处,有时甚至可以通用,我们重点讲解泵的结构和工作原理,然后比较泵和马达有哪些相同和不同点;对压力控制阀来说,都是用来控制回路中某点处的压力,其共同点都是利用弹簧力与控制油路液压力的平衡来工作的,由于其结构不同,控制油路的来源不同,导致不同的作用和用法,以溢流阀为例重点讲解其工作原理和结构,再用较短的时间对比讲解减压阀、顺序阀和压力继电器;再则,液压与气压传动其工作原理都是相通的,教学中注意引导学生做到举一反三,不但可节约大量的时间,也有利于学生的学习和理解。
比如液压油在管道和阀口处的流动,我们看不见也摸不着,学生不易想象和理解其流动特性和流动状态。而利用多媒体,可以把液体在管道中和阀口处的流动状态及流动过程通过动画的形式形象地展现在学生面前,使学生一目了然,让学生能清楚地看到液压油在管道中流动状态的改变,看到阀芯的工作位置改变后液压油的流动状态和方向的改变,从而加深对回路和元件的认识,起到事半功倍的教学效果。
本课程的重点和难点之一是液压元件结构组成及工作原理,由于学生缺乏实践经验,对复杂元件的结构很难弄懂,其工作原理也不容易理解。针对这种情况,一方面在“CAI”课件中增加了一些“液压元件结构与组成”实物录像,将典型的液压元件逐一解剖分析,真实、直观地展示了液压元件的结构组成,学生观看后,很容易就掌握了液压元件的结构组成;另一方面,利用三维动画技术对各种液压元件的结构形状、元件组装和工作原理进行三维动画仿真演示,增加了立体感和真实感,从而使学生对液压元件工作原理的理解也变得深刻而透彻了。
《液压与气压传动》课的另一个特点是液、气压基本回路图和系统图较多,为了调动学生学习的积极性和主动性,让学生更好地理解和掌握基本回路和典型系统,通过二维动画仿真技术,用丰富的色彩、形象的图像和运动的画面,将液压回路及液压传动系统的工作过程逼真地演示出来,枯燥的黑白图片被赋予活力,极大地调动了学生的学习兴趣,有效地改善了课堂教学效果。
QCS-B双面气压传动综合实验台集可编程控制和各种真实的气动元件、各执行模块为一体,除可进行常规的气动基本控制回路实验外,还可以进行模拟气动控制技术应用实验、气动技术课程设计;采用PLC控制方式,可从学习简单的PLC指导编程、梯形图编程,深入到PLC控制的应用能完美结合气动技术和电气PLC控制技术,特别适用机电一体化等专业实训考核。该实验台配备了多种气动元件,灵活的快换接头和软管,各元件的安装和固定都非常容易,各种元件可以根据需要任意组合,搭成所需的实验回路,另外实验台配备的气动仿真软件,可以方便地绘制出符合工业标准的气动和液压回路图,制图的同时,还可以检查回路图的正确性。由于该软件中的元件参数的调节范围与实际设备完全一致,所以可对设计的回路进行准确的系统模拟。学生可以充分发挥自己的想象力,利用该软件设计所需的气动回路,然后通过实验台,现场安装、调试、检测所设计的回路,验证回路的正确性。
在过去的实验教学中,学生只是被动地根据实验指导书的内容,进行常规的验证性实验。而现在学生利用QCS-B实验台,可以自主地完成从设计、绘图、选件、组装、调试的全部过程,大大提高了学生的主观能动性。目前我们根据实验大纲的要求,设计了典型实验和综合型实验,综合实验属于开放型实验,实验仅给出实验要求,让学生自己根据所给出的实验要求设计一个回路,并要求这些回路可以完成给定的功能。例如,我们让学生设计一个双缸顺序动作回路,要求学生理解气动系统中顺序动作回路的实现方法,通过选用恰当的气动元件(气缸、控制阀等),构成顺序动作程序控制回路搭建,实现多执行元件的单、多往复顺序动作,组成控制信号自动换切。还要求学生针对实验过程,在实验报告中阐述自己的设计思想、回路组成、搭建及调试步骤和过程,写出实验收获、心得和体会。
学生独立完成实验的过程中,他们能够提出自己的设计方案,并且马上就可以利用实验台或仿真软件,检验其设计的合理性。在安装回路过程中,有些学生由于一时疏忽接错了管路,在同学的帮助下,对所接回路进行仔细的检查后发现了问题所在,让学生感受到了集体力量的强大,为今后更好地适应工作岗位奠定了良好的基础。另外,在几个同学的不同设计方案中,经过研究,他们可以从中选取最优方案,从而培养了他们的创造性和互相协作的团队精神。QCS-B气动综合实验台引进了先进的设计理念,拓宽了学生的知识面,收到了良好的教学效果。利用现代化的实验设备,学生真正实现了从要我做实验到我要做实验的转变。
经济增长方式的转变与社会转型,职业教育要实现其服务功能必定面临着重大的转变,在培养模式上,传统的以学校为主,向校企合作培养模式的转变,在教学内容上,从偏重文化教学和理论知识传授向重视就业技能和发展能力的转变,从重视学科研究与专业教学内容转向注重实践,理论与实践相结合的教学内容转型。高职高专院校专业的培养目标是为社会培养高技能应用型人才,高职高专院校在发展的过程中应不断调整专业结构,以适应社会经济发展对高技能应用人才型的需求,同时也促进自身的发展。据此应把拓宽专业口径,课程体系合理、教学内容优化、实践动手能力强,社会适应面宽,作为本专业的教学基本思想,将模具设计理论、实践与及计算机应用融合为一体,加强针对性、突出实践性、强调新技术、培养综合素质进行模具专业的模块式教学的改革中来。模具专业的模块式教学分为三个模块:基础教育模块;专业基础教育模块;专业教育模块。其中专业基础教育模块分为:专业基础理论模块,专业基础实践模块。
1、电工电子与测量技术基础。电器设备及控制在各个领域中均扮演着关键角色,发挥着越来越重要的作用,掌握电工电子和测量技术的初步知识成为工科各专业学生的基本要求。必须指出的是,“电工电子与测量技术”是一个理论性、专业性、应用性均较强的课程,所涉及教学内容广,内容本身也较难掌握。如何在规定的学时数内使学生掌握电工电子技术的初步知识,为模具专业的学生在今后的学习和工作中更好地利用和发挥打下坚实的基础成为教学实施的难点。教学应理论与实践相结合,减少繁琐的数学推导,增强物理概念,清晰的图解分析,缩减课时,力求少而精。
2、机械制图与CAD。机械制图与CAD这课程是一门研究用正投影法绘制和阅读机械图样的技术基础课。主要解决机械设计制造中技术信息的图样表达问题,以及与图样绘制有关的机械设计、制造工艺问题。培养学生具有一定程度的识图能力、读图能力、空间想象力和思维能力以及运用CAD软件绘制机械图样的方法和技能。侧重点在视图理论,零件图与装配图制作,熟练运用CAD软件绘制机械图样,授课以课堂为主,运用多媒体教学方法,采用冷冲模和注塑模中零件或装配体实物,提高学生的兴趣和看图、制图能力,使学生具有计算机辅助设计绘图的应用和开发能力,为以后的PRO/E或UG软件的学习打好基础。
3、机械设计基础。《机械设计基础》主要研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理、机构特点、基本的设计理论和计算方法。它是模具专业一门重要的技术基础课,该将为学习专业课程提供必要的基础。通过本课程的学习和基础实训,可以培养学生初步具备运用相关知识、手册设计简单传动装置的能力。教学要以培养学生综合设计能力为主线,以应用为目的,以“必须、够用”为度,以讲清概念、强化应用为重点的原则来确定本课程的主要内容和体系结构;恰当的处理本课程的基本理论、基本知识、基本设计方法和现代设计理论、设计方法之间的关系;并且注重设计与制造有机结合、机电有机结合、理论与实践有机结合;重视工程综合教育和素质教育,重视课程之间的科学分工和有机联系;在教学内容组织安排上,加强针对性和实用性,重视工程实践和综合教育,克服课程内容陈旧,结构固化,偏重自身完整性,教学内容组织缺乏弹性、轻视实践教学等问题。把基本理论与综合教育、素质教育、能力培养融为一体;教学内容和现代化教学方法融为一体;科研和设计教学融为一体;理论教学和实践教学融为一体;课内教学和课外辅导、课外练习融为一体;常规设计方法和现代设计方法融为一体的新的教学模式。
4、机械制造基础。《机械制造基础》课程是实践性很强的专业基础课。目前许多职业院校都是先安排金工实习,然后安排课程教学。这样学生在金工实习时缺乏必要的理论指导,有一定的盲目性,而在随后的课堂教学中又因实践不足影响了对理论知识的理解。进行《机械制造基础》课程理论教学改革就是要将理论课教学与实践操作有机地结合起来,理论教学促进实习效果,实习效果的提高又反过来促进对理论知识的理解,全面提高理论课和实习的教学质量。实践的结果证明理论与实践结合现场教学改革确实全面提高了理论课和实习的教学质量,提高了学生的综合素质,反映良好。
5、液压与气压传动。液压与气压传动是当代先进科学技术之一,它不但渗透在各种工业设备中,而且是科学实践研究,自动化生产的有机组成部分。对液压、气压元件,应着重于基本原理、结构特点,应用及选择方法。对基本回路和典型系统,则结合在实际中所用回路和系统进行分析,以提高学生分析、解决问题的能力。同时,使学生充分意识到液压传动与气压传动技术是今后从事研究工作、技术工作所必须具备的基本知识。
理论与实践有机结合是课程体系建设中的一个老大难问题。课程可以为学生提供学科理论基础,但无法提供最受企业关注的“工作过程知识”和基本工作经验,其提供的职业学习机会与职业实践的关系是间接的,因此从根本上难以满足企业和劳动市场的要求。专业基础实践应从传统的重视理论知识的传授向重视理论实践一体化转化、从校内课程为主,重视学科性与专业性向校内外学习与工作经验的一致性;行动导向重于书本知识转化。
1、机械制图与CAD实训。《机械制图与CAD》实训目的是培养学生有绘图读图能力。在教学过程中,除了必要的理论知识外,还应进行全面的综合应用训练。一是部件测绘。小至修配被损零件或对原有设备进行技术改造;大到对引进产品实施“反求工程”,测绘技术都是一项重要的基本技能。二是软件的综合运用能力。主要掌握计算机辅助绘图的基本命令和基本知识,使学生具有较强的数字化绘图应用能力和实验技能。以机械工程图的二维平面绘图为主,以三维实体设计为辅。整个实训中结合冷冲模和注塑模中零件和装配体的测绘,使学生能按照国家标准正确而快速绘图。并参加Autodesk公司的认证考试,获得全球通用的AutoCAD工程师证书,以适合于企业工厂绘图员岗位的需要。
2、电工与电子基础实训。柔性教学环境,集成化管理,校企共建基础实验是高职电工与电子实践教学的重要组成部分.在培养学生的技术应用能力和职业技能中起着重要的作用。实验教学具有综合性、现场性、开放性和双主体性四个主要特征,最终能实现基本技能、专业技能、技术应用或综合技能三大基础实训教学任务。电工与电子基础实训过程中应根据不同的教学内容采取“先讲后做,边讲边做,或项目导入(先做后讲)”等多种教学方式,在实验项目的设计上,充分考虑到高职学生的知识背景和接受能力,设计基本实验(验证性),提高型实验(综合性实验、应用性实验)和创新型实验等三种类型的实验项目,以全面培养高职学生的技术应用能力和综合职业能力。
3、机械设计基础实训。采用任务驱动型的教学方法,以学生为中心,充分利用现代计算机多媒体技术与传统教学改革相结合,力求适应高职教育的应用性、针对性、岗位性、专业性的特点。将知识性与实用性融为一体, 实验项目中分成基本实验和综合设计性实验两个层次,虚拟实验和工程案例与学生操作有机结合,保证基本实验教学,不断扩大综合设计实验,鼓励学生课外开展科技制作。机械设计基础实验面向实训,符合技能培养为本位的高等职业技术教育目标即培养技术应用型人才,注重职业技术能力和管理素质的培养和学生自我发展、自我提高的能力培养。实验教学中多媒体技术应用与CAD在机械设计中的应用、机械设计基础课程设计的实践性环节相辅相成。
4、机械制造基础实训(含金工实习)。为避免学生在实训时缺乏必要的理论指导和在随后的课堂教学中又因实践不足影响了对《机械制造基础》理论知识的理解,应该将理论课课堂教学与机械制造基础实训同步;基础实训,生产实践和社会环境相结合。无论是《机械制造基础》课程还是基础实训,所有内容都与生产实践关系密切。在进行课堂教学和基础实训时结合实际生产会使得教学和实习内容丰富、生动。学生们在接受理论知识和实践训练的同时还可了解生产现状、了解新技术的应用状况、了解理论知识与生产的相互关系,提高他们的学习积极性并培养他们解决问题的能力。《机械制造基础》基础实训与社会环境的结合,让学生进入了一个更大的课堂,提高学生对社会的关注和对自己社会责任的认识。除了学习工艺技术外,还将注重学生的个人素质的培养,包括纪律、群体相处、活动能力、人际关系、管理意识、工业安全、环保意识及领导才能等。
模具专业的模块式教学改革,课程体系体现了以就业为导向,以能力为本位的人才培养特点,并形成职业能力培养系统化课程,突出了实训,并与理论教学相辅相成,符合技术应用性人才培养规律,针对专业培养目标,以单元课程改革为基础,进行了课程整合和新课程开发,建立了一套科学、规范、稳定的专业培养方案(或专业教学计划),并能够根据产业和经济结构变化适时调整和更新。
任丽平等在2011年做的《大学物理》学习现状调查与分析,指学生对大学物理的学习积极性不高,这个现象在笔者所在的海南大学也是似曾相似,几年后的今天依然在探讨如何破解,同行们都给出各种解决方案[1]-[4],那么,是否可以充分利用如今先进的教学理念,诸如,慕课、翻转课堂等这些教学模式,充分利用课堂外的学习时间,在有限的课时内做与专业结合的案例教学[5]。让大学新生提前认识专业前景,或能燃起学习热情,在学时削减的压力下能做到专业总学时的统筹安排。本文以机械类专业为例从两方面来谈大学物理课程改革,期待与同行共勉。
从海南大学机电学院了解到的机械类专业培养目标中要求学生能掌握将光、机、电、液、气等相关技术综合应用于机电一体化产品和生产系统规划、集成、设计的基本方法,而开设的与物理直接关联的主要专业课程不下10门,涵盖了力、热、电、光各个分支,比如,理论力学、液压与气动、传热学、激光技术与应用等,不一一罗列了,详见表1。
比如,所开设理论力学专业课,在2004年李复和安宇在“普通物理力学和理论力学的整合”中早有指出理论力学的牛顿力学部分也是从牛顿力学出发建立完整的牛顿力学体系, 占总学时的一半以上, 甚至可以达到2/3,大部分物理内容与大学物理力学部分相同。[6]如从初中物理算起,学到理论力学课程时,牛顿力学重复学习次数达到4次之多,这种学习不仅浪费学时,也浇灭了大学新生的热情。
比如,大学物理的热学部分教学重点就是能量守恒及转换定律和过程进行方向的规律,而传热学作为机械大类专业的一门重要学科课程,其主要研究的内容是能量传递与转换的基本规律、提高能量利用率。比如液压与气压传动是机械动力传动中一种重要方式,是机械类人才需要掌握的重要技能和重点学习内容[8]-[9],该课程中涉及了流体力学的知识。这些专业基础知识与大学物理课程中内容有重叠,需要在大学物理课程上进行专业特色优化与结合。
再比如,波动光学学习时,很多内容与高中阶段的内容是有重复的,由于高考的改革,有个别的学生没有选修,但也可以在教师的帮助下通过各种方式来弥补基础知识体系。大学物理在该部分内容完全可以拓展到激光技术与应用的专业课程上,这里的递进关系就是掌握激光的产生机制,从讨论普通光源的发光机理出发,区分自发辐射和受激辐射,知道原子每一次跃迁具有独立性,间歇性,瞬时性,随机性,使得两个独立的普通光源不是相干光源。那么,介绍激光是很好的相干光源,顺势导入机械中如何应用激光技术,例如,激光加工、热处理、焊接技术、打孔技术、切割技术等。
在力学部分教学过程中,与专业教师合作,结合本校专业教师的海南特色的研究课题,在翻转课堂中提出在收割和装运海南特色的农作物时力学参数如何表征,学生在学习中势必会有很多的专业知识疑问,可以顺势引导学生去了解材料力学理论知识,充分调动学生学习的主动性,让学生从课本上去找相关力学参数,例如,?钍夏A?E、切变模量G、梁的弯曲挠度的测量等相关概念,再引导低年级新生去了解高年级学生自行设计制作的木薯秸秆力学测试仪器、香蕉秸秆切割力学测试仪器及橡胶果脱壳机械测试仪器等[11],并把测试仪器中的物理原理拿到课堂上探讨,分析如何建立模型,抓住关键设计参数,甚至鼓励学生结合自己的兴趣,在课下主动联系专业教师,也参与开发基本力学参数测试仪器。经过这样的学习和实践,使学生感到知识的价值,进而更加主动的去获取新知识。
在力学部分翻转课堂前,要学生通过网络学堂能初步掌握力学各个章节的基本知识,再结合专业课程液压与气动内涉及到流体力学知识,设定“伯努利方程的应用”的案例教学,伯努利方程在水利、造船、航空航天等领域有着广泛的应用,结合国内外高校的专业特色研究,这将为机械类专业的学生更好地接触和理解物理基本知识在机械设计中的应用提供许多鲜活的案例,也能拓宽专业的视野,激起学生的求知欲。
在热学部分教学过程中,把生活中熟悉的汽车发动机和冰箱作为案例,在介绍其工作原理时,其内部介质工作过程不可见,使得学生听起来似懂非懂,由于工作原理中涉及各种液压泵、节流阀、气动元器件的概念及其结构复杂。这些概念是要涉及专业知识的,以前未曾学习过,所以听起来会感觉晦涩难懂,这时可以在课堂上展开讨论,让学生查阅相关资料,顺势引导学生去了解专业课程液压与气动,从了解相关的概念引申到液压元件、基本回路、传动系统及液压伺服系统的基本原理和基础知识了解,为今后专业技能的学习和培养,埋下求知的种子。
这次烟机设备维修电工技师鉴定是国家实行技师资格鉴定后昆明卷烟厂第一次组织的通用工种类技师鉴定,鉴定工作由云南省第155国家职业技能鉴定所负责实施。参加鉴定人员自愿申报,然后由部门推荐经昆明卷烟厂技师(高级技师)资格审查推荐领导小组严格按照申报条件进行审核。考生先经过集中培训,然后由云南省第155国家职业技能鉴定所根据维修电工技师国家职业技能鉴定标准对考生分别进行基础理论、模拟电子电路、电路故障排除、变频调速、plc编程、教案编写及授课技能、论文写作与答辩等项目的考核,全部考核项目都及格者,才能取得烟机设备维修电工技师职业资格证书。
在机械基础教学中,板书、板画仍起着不可忽视的作用,恰当的板书有助于教学内容的主次分明。如基本概念、计算公式、工作原理等,使学生易于掌握重点;又如机械传动中各种传动的特点在简练板书的基础上配以简洁的板画,能明确地指出所要观察的对象。如螺旋传动中螺杆原地回转,螺母往复运动,省去繁琐的结构,用简洁的示意图画出来,既直观、形象,又能说明问题。如下图
用机械模型演示可加强教学的直观性,利用模型及示教板除了可以演示机器机构的构造和工作原理外,还可以看清它们的立体形象及可动部分,使运动原理及基本特性得到了验证。如在间歇运动机构的学习中,当机构主动件作连续回转时,从动件产生周期性的间歇地“运动—停止—运动”,通过棘轮机构模型的演示得到验证。在“轮系”教学中,如滑移齿轮组成的变速机构通过示教板的演示将滑移齿轮实现多级变速情况展示无余。
又如在“凸轮机构”的教学中,笔者先以凸轮机构的模型引入课题,然后把学生分成若干个学习小组,要求学生A操作模型,学生B观察凸轮的形状及转向,学生C观察从动杆的运动情况。在教师指导下,学生边演示边观察。通过机构模型演示的教学手段与方法,学生的学习积极性被极大地调动起来。借助模型,引导学生自己去分析凸轮机构的组成、凸轮形状及从动杆的类型,让学生体会到了成功学习的喜悦。这样,学习效果明显提高。
机械基础课程的特点是概念多、原理多、公式多、图表多。带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动等工作原理与实际联系比较紧密,采用多媒体课件进行动画演示,可以把枯燥高深的理论通过生动、直观的形式充分展现,同时使教学内容和方法充满新颖性、多样性、趣味性,使他们带着一种好奇心进入教学中,从而使他们在感性认识的基础上掌握知识要点。
在液压传动基本回路的教学中,笔者采用讨论法与视频教学相结合。笔者先设计出各种回路,提出问题,如本系统属于哪一种基本回路?说一说图中各元件的名称和作用?如何完成预定的动作?组织学生分组讨论,然后要求各小组派代表发言,最后播放视频进行验证。这样,学生实践在前,教师概括在后;学生评论在前,教师评判在后,既调动了学生的学习积极性,又保证了教材所具有的科学性。
机械电动模拟教学在机构与机械传动教学中将电动机接通电源后,带动各类机械的运动,它更加形象地反映了机械传动及常用机构的工作原理及在实践中的应用,缩短了课堂教学与工厂实际的差距。如曲柄滑块机构中自动送料装置,曲柄旋转一周,滑块即从料槽中推出一个工件。在凸轮机构中,自动车床走刀机构、火柴自动装盒机构等的演示,生动形象,趣味性强,学生乐看乐学,便于掌握这些机构的工作原理。
教学时,学生在教师的指导下,对模型及有关设备进行拆装或让学生动手制作模型。通过动手拆装或制作,实际上是教学过程中从理论到实践,再从实践到理论的认识过程,对学生学习和理解机械知识起到了巩固作用,从而也避免了有些学生因对理论不甚了解而作枯燥的死记硬背。如在讲授机械的基本概念(机器、机构、构件、零件)时,学生在教师的指导下,分组拆装单缸内燃机等,从而进一步理解这些基本概念。
在“平面连杆机构”的教学中,笔者采用任务教学,提前给学生分组分配学习任务,要求每个小组用竹片或木片做一个铰链四杆机构,通过测量判断属于哪种基本形式。在学生自主学习和团队学习的过程中,教师也积极参与,协助指导并监督学生完成学习任务,最终以学习成果展示和自评、互评及老师点评的方式让学生充分展示自我、发现知识、创新思维、建立自信。令笔者感到欣喜的是,学生的想象能力、活动策划能力和动手制作能力远远超出了我的m6米乐官网 米乐M6平台入口想象,他们不仅通过个体学习、同伴式学习和团队合作学习之后掌握了知识的重点、难点,而且还分团队进行了学习成果展示。
把学生带进工厂,让学生身临其境,亲身感受机器、机构为何物,把理论与实践有机地结合起来,现场教学形式可由课堂到工厂,也可由工厂到课堂。如本课程第一堂课就安排学生下工厂参观,对各种生产机械的名称、用途、运动情况有一个初步的感性认识;而对“机构传动”“轮系”等知识的学习,则可先在课堂学习,后下工厂参观,在现场打开CA6140车床主轴箱,观察齿轮传动,固定齿轮与滑移齿轮实现多级变速的方法,主轴变向的方法(多片式摩擦离合器实现主轴正反转的要求)。通过现场教学开拓了学生的视野,激励了学生学习的积极性,培养了他们观察问题、解决问题的能力,让学生在课本所学到的知识在实践中巩固提高。
地址:江苏省无锡市惠山经济开发区堰桥配套区堰桥路2-1号 电话:0510-8374230 手机:13665105371
Copyright © 2024 米乐机械设备厂 版权所有 ICP备案编:苏ICP备12069894号 苏公网安备32020602000283号