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机械制造CDIO教学模式探析

2013-03-29 16:54 来源:机械制造论文 人参与在线咨询

机械制造技术基础课程的主要特点

机械制造技术基础是理论与实践紧密相结合的一门机械类基础课程,是机械类专业、车辆工程和材料加工工程专业的必开课程。目前西华大学的《机械制造技术基础》课程由原来的公差与配合、金属切削原理、金属切削机床概论、机械制造工艺等课程内容精简组合而成,课程综合了公差与配合、典型机床传动与结构、加工工艺和制造技术等综合技术,知识面宽,内容丰富,是实践性很强的机械类专业学科[5-6]。机械制造基础包涵知识点多,内容比较丰富,它具有以下特点:1.知识点多。课程章节多,每个章节都是独立的专题,前后章节联系不紧密。每个章节的新知识点在前面所学的课程中很少涉及,必须一次性建立。2.实践性强。机械制造技术基础是一门实践性非常强的专业基础课,学生如果对所学内容没有感性认识和实践知识,仅仅是在课堂学习,往往感到难学。3.综合性强。从这门课程内容上看,课程包括了机械专业多门专业课知识。每一部分内容既有基础理论知识,又有理论的综合应用。

教学改革实施方案

针对机械制造技术基础的课程特点以及学生的具体情况,基于CDIO模式对机械制造基础进行了一系列教改探索。由于这门课程知识点多,所以在教学中要注意讲与练相结合。讲授的方面,应当在教学过程中贯穿相关录像,这样可以把教学内容化抽象为具体。每当讲解到一个新的加工方式时,教室如果用相关机床的加工录像导入,让学生首先通过有动感、有色彩、形象逼真的录像接受信息。这样的方式能给学生以鲜明的感性认识,从而降低学生的认识难度[7]。例如,讲“磨床”时,笔者首先以磨床机构的实际加工录像引入,说明这就是我们今天要学的内容,然后边看磨床的实际加工方式边讲解,使学生的多种感官被调动起来,参与教学。要做到这一点就需要把多媒体教学手段落到实处,收集大量教学资源,建立图片和影像资源库。机械制造基础课程中各种机床、量具、刀具、夹具实物照片和影像的应用可以使学生对所学知识有个较好的感性认识。所以教室在平时的教学过程中要注意收集图片和影像资料、整理并对其进行分类。

在机械制造技术基础教学过程中,多媒体技术的应用突破了传统的教学手段,它使得教学生动形象,化抽象为具体,增强学生的理解。当然多媒体课件只起辅助作用,在课堂教学中,教师的讲解依然起到主导作用,多媒体只是一种教学工具。教师要认真钻研教育学、教育心理学知识,充分运用科学的教育观去教书育人,努力提高教学水平。为了加深学生对一些难点内容的理解,可以利用实物模型辅助教学。实物教学法可把生涩的理论通过直观的形式展现出来,增强学生的理解和学习兴趣。如在讲解刀具的时候,教室如果使用刀具模型来演示,可使学生很直观地掌握课程知识点,清楚地了解车刀的基本结构,即三面、两刃、一刀尖;以及相关的几何角度:前角、后角、副偏角、刃倾角及主偏角。课内课外的练习在教学中非常重要,这些练习是通过做少量具有代表性的典型习题用以巩固所学知识,这就要求教师在选择具有代表性的习题方面多下工夫。所选习题要注意三个特点:1)思考性要强;2)具有合适的梯度;3)具备一定广度和灵活性。习题的选择要使学生在练习的过程中,掌握解题的技能和技巧,从而能够在运用所学知识的过程中巩固课堂内容。习题要防止学生一味地生搬硬套,要让学生能够充分发挥独立思考能力。如在复习传动时,巧妙设计一道综合性的作业题,有齿轮传动、齿轮齿条传动、蜗轮蜗杆传动、离合器控制等,在讲授时可采用遮盖法逐步展开,由浅入深,步步推进,既能使学生掌握知识点,又能够培养学生分析问题和解决问题的能力。机械制造技术基础的课堂教学与实践密切相关,机械类专业大多数都设有金工实习和参观实习。

在我校机械类专业,第一学期有两周的金工实习;第六学期有三周机械制造综合实习。金工实习不仅能培养学生最基本的操作技能,还能让学生多接触一些机床种类,并且初步了解这些机床的结构和工艺范围等。而综合实习则应结合某一零部件深入探讨生产全过程,这样可以加深学生对工艺部分学习的理解。例如,在企业参观实习时,对学生看到某个机床,针对性地讲解该机床结构的工作原理,告诉学生这个设备采用了哪些机构,这样学生上课时就有了一定的感性认识,抽象的内容就变得形象、生动起来,教学效果也会得到提高。在教学中也要注重实践性环节,只有通过实践,将理论与实践良好地结合起来,才能使学生对所学知识有一个感性认识,使他们在此基础上巩固课堂知识,积极思考、深入理解。由过去的“以教师为主体”的教学方式,转变为“以学生为主体”的教学方式。所以在教学中,要认真完成大纲中规定的实验。如通过做公差试验,可使学生进一步理解尺寸公差和形位公差的配合原则;通过机床调整实验,可以使学生对金属切削加工和机床结构级传动基础知识的理解上升到一个新的高度。

机械制造技术基础是一门综合性很强的实践性学科,尤其是工艺设计部分的教学目的在于使同学能够通过学习真正解决生产中的技术问题。在这部分的教学中,如果采用项目引领,任务驱动的课程教学模式,会增强学生的实际应用能力[8]。教学所用的项目应该技术含量比较高,并且贴近企业生产实际,并能够包容课程教学知识[9]。由于汽车的变速箱外壳的加工工艺设计这个项目来构建课程的理论和实践教学内容,选择这样的一个题目,可以促使学生充分调动这门课程所学的大部分知识,并将这些知识综合运用,并且同实践经验相结合,培养自觉查手册,设计遵循行业标准的习惯,以及生产不仅要考虑质量还要考虑经济性等等,这些都是一个技术人员必须具备的素质,有利于加快学生适应生产岗位的步伐,也有利于高等教育和企业人才需求的衔接。通过这种项目引领、任务驱动的教学模式能使学生更好地掌握和巩固所学的书本知识,同时能够加强读图、熟悉图纸、分析图纸的能力,这是从理论到实际的一个过渡,也为毕业后走上工作岗位适应具体工作要求做准备。

结论

机械制造技术基础是机械类专业的基础课程,当学生能够熟练掌握机械制造技术后,才可以进行后续课程设计和毕业设计的工程训练。通过CDIO实现体验式的学习过程,能够使学生的学习不再是抽象的概念,而是基于对所学内容深刻了解后,建立的一种系统的认知结构框架[10]。CDIO理念适合工科教育教学过程,这种教学方法能够培养出适合企业需要,具有实践创新能力的工程建设人才。(本文作者:钟雯 周利平 王宇 张均富 单位:西华大学机械工程与自动化学院)

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