机械制造工艺学课程教学改革分析

机械制造工艺学课程教学改革分析

摘要:通过对高职机械制造专业毕业生岗位能力调研,分析机械制造工艺学课程的教学目标,尤其是素质目标,反思目前教学模式存在的问题,提出真实工作情境导入、课程即项目、课堂即工作场所、教师即客户、学生即项目经理或项目成员的真实应用驱动下的“机械制造工艺学”课程教学模式。

关键词:机械制造工艺学;真实应用驱动;教学改革;情境设计;课程考核

机械制造工艺学课程是机械制造专业的主修课程,在机械制造专业整个课程体系当中占有极其重要的地位。课程涉及机械制图、机械基础、金属切削刀具、公差配合与精度检测等先期课程的相关知识,综合性较强;课程的理论是机械加工制造实践及其规律的总结和升华,每个定义及术语均有丰富的知识点,理论性较强;课程教学目标与毕业生实际工作岗位的能力要求联系非常紧密,能够直接用于解决实际生产中的问题,实践性较强。因此,课程在教与学两个方面均存在较大的难度,只有以真实的工作应用作为驱动力来加强课程教学模式的改革与创新,才能确保人才培养质量的提高。

1毕业生岗位能力调研

课程团队前往济南二机床集团有限公司、中国重汽集团有限公司及其配套的机械加工企业,对机械制造专业毕业生从事的岗位及岗位能力需求进行了实地走访与调研。通过调研发现,本科毕业生面向的主要岗位是综合工艺员、工艺项目经理,岗位要求能够根据产品质量、生产效率和经济性的关系编制综合工艺方案的能力,具备改革和创新工艺方法的综合能力;高职毕业生面向的主要岗位是生产现场工艺施工员,岗位要求能够根据整体工艺方案,选择合适的工艺参数、工艺装备编制实际指导生产的工艺文件,具有分析和解决机械制造工艺系统问题的能力;中职毕业生面向的主要岗位是生产一线操作工,岗位要求能够熟练读懂工艺文件,初步具备工艺规程的编制能力、初步具备分析和处理与机械加工质量有关的工艺技术问题能力。通过调研还发现高职毕业生初次就业岗基本上为一线操作工,二次晋升岗和未来发展培养岗均分为两个方向,一个方向为技术岗,二次晋升岗位现场工艺施工员、未来发展岗为综合工艺员和项目经理;另外一个方向为管理岗,二次晋升岗位为车间主任、未来发展岗为生产部经理。上述岗位均需要岗位员工具备良好的工艺开发、改造及创新能力,这些均与本课程的教学目标息息相关。通过对毕业生岗位能力的调研,确定课程教学的能力目标是能够根据零件的工艺、力学及结构特点选择合适的毛坯成型方法、加工设备、工艺装备及工艺参数,并编制能够真正指导生产的机械加工和装配的工艺规程、工艺过程卡及工序卡等工艺文件,并能够分析典型产品加工质量问题原因及基本解决方案。工艺文件是生产现场的强制性标准文件,涵盖操作标准、质量检验标准、材料定额、工时定额,涉及采购管理、仓储管理、技术质量管理、现场管理、设备管理、工艺装备管理、成本核算等企业管理过程的多个方面。另外,通过调研发现毕业生的工作质量和晋升前景不仅取决于专业能力,更多体现在职业道德与职业素养方面。因此,确定课程教学的素质思政目标为具有良好的团队协助意识、沟通意识、工作纪律意识、工艺纪律意识、安全意识、主动工作及担当意识和创新意识。

2目前主要教学模式及存在的问题

通过查找资料及相关高职院校走访调研,目前课程主要教学模式改革主要有以下两种:(1)教师课堂讲授为主,通过信息技术,将3D动画、视频、CAE、CAM等技术引入课堂,增加课程内容的直观性,但学生没有明确的学习目的,缺乏学习的主动性,考核方式也较为单一。(2)将授课内容模块化,根据工艺流程优化课程结构,选取典型零部件(如减速箱箱体、减速器轴)构建课程项目,采取以讲授为辅、以引导学生项目小组的形式实际制作工艺规程为主,将项目完成情况、纪律情况及闭卷考试相结合的考核方式理论讲授与实训相结合。以上两个方面课程改革在一定程度上增加了课程的实操性、趣味性,改善了课程枯涩难懂的特点,但仍未与实际的生产过程建立紧密联系,虽建立了项目导向,但项目分散,学生无法真正感受到课程在生产过程中的作用,项目情境的沉浸感较差,存在一定的狭隘性。考核方式虽然进行了创新,但考核方式中均未包含职业素养、课程思政等方面的内容。

3构建真实应用驱动的课程教学模式

3.1项目产品的选择及项目模块设计

项目产品的选择要遵循几个原则:一是产品一定是真实存在的;二是产品结构工艺特点要包含轴类、套类及箱体类等典型零件的工艺特点;三是产品工艺不易过于简单,但也不易过于复杂,并且工艺设计有足够的灵活性,可以激发学生的创新意识。课程团队经过筛选,最终选择重卡转向节作为项目产品,盘式转向节作为课内项目,鼓式转向节作为课外项目,以巩固学生知识逻辑结构的建立。整个课程教学设计为一个大项目盘式转向节工艺开发,包含盘式转向节毛坯材料、成型工艺及热处理工艺的分析,盘式转向节加工表面的分类及相应加工方法的分析,盘式转向节机械加工工艺开发,盘式转向节加工质量的分析。盘式转向节分总成的装配工艺开发五个子项目,根据教学进度安排,子项目下共设计了16个任务,每个任务明确了需要展示的内容,包括分析报告、思维导图、工艺过程卡片、工艺工序卡片等展示成果。

3.2项目情境设计

项目情境设计要遵循以下两个原则,一是项目情境真实感要强,要符合企业实际的工作状态和流程,二是项目情境要结合国家行业的最新政策形势。代入感、沉浸感强的项目情境,可以最大程度激发并保持学生的学习动力。课程团队最终设计的项目情境如下:《机动车运行安全技术条件》(GB7258-2017)要求危险品运输车前轮,危险品运输半挂车、三轴栏板式、仓栅式挂车的所有车轮配置盘式制动器。前桥由鼓式制动器改为盘式制动器,相应的转向节也由鼓式转向节改为盘式转向节。技术部工艺室接到公司通知要求其组织3~5人的专项项目组,务必在两个月内完成盘式转向节的制造工艺开发,以适应法律法规与市场需求。

3.3课程考核方式

课程考核包含三部分,期末理论考试、可展示的成果和职业素养。(1)期末理论考试占总考核分值的20%,主要考核学生对基础理论知识点的掌握程度。(2)可展示的成果占总考核分值的50%,学生3~5人组成项目组,第一堂课教师向所有项目组公布《课程考核细则》,各项目组在教师的指导下根据课程考核细则和本项目组实际情况制定本项目组的《盘式转向节工艺开发项目管理细则及考核办法》,课程考核时,教师根据《课程考核细则》和各项目组的《管理细则》考核可展示成果的完成情况,包括完成质量、时间、个人在小组中所承担任务完成情况。(3)职业素养占总考核分值的30%,主要考核部分如下:①团队协作。项目小组明确每个人的职责和任务,项目完成后每个人要分别对照小组任务完成情况和自己的职责写出项目总结。②沟通意识。项目小组内针对不同的意见和声音,能够最终达成小组一致意见。③工作纪律意识。每个小组每个人能够按照时间节点要求按时提交相关的成果、报告、总结。④工艺纪律意识。编制的工艺文件中对每道工序、每个工位的工艺内容有明确的要求。⑤安全意识。编制工艺文件过程中,拓展开展危险源辨识活动,体现在项目总结报告中。⑥主动意识。项目进行过程中,遇到困难可以主动借助书籍或者寻求各科老师的帮助,主动解决问题,并且项目总结报告中要有明确体现。⑦创新精神。工艺规程的编制过程中,要寻求不同的加工方法和加工顺序,一定程度上可以分析不同方法之间的效率、效益和质量的差别。

4课程改革效果

(1)项目导向、任务驱动,学生互动交流,课堂气氛活跃;项目小组目标明确、职责清楚,集体和个人荣誉感提升了学生学习兴趣。(2)项目实施涉及本专业多学科知识,提升了学生知识综合运用能力;学生通过查阅工具书、询问同学、老师,自发学习去解决项目问题,提升学生自学能力。(3)真实应用驱动,课程即项目、课堂即工作场所、教师即客户、学生即项目经理或项目成员的教学模式,职业素养的专项考核,引导学生进行自我反思,总结得失,培养学生良好的岗位职业素养。

5结论与建议

(1)教师从知识传授者变为引领指导者甚至变成项目经理,对教师的综合能力和企业实践能力提出更高的要求。(2)没有配套教材,学生提前预习较困难,也给教学带来难度,应该通过开发校本教材解决此问题。(3)可积极向学校申请资金支持,为学生提供毛坯、设备、刀具、量检具,学生能根据自己编制工艺文件实际进行加工,进一步提高学生综合运用知识的能力,增强学生的成就感和获得感。

参考文献

[1]鹿玲,陈锦江,姚建涛,等.机械制造工艺学课程基于项目的教学新模式探索与实践[J].教学研究,2011,34(3):44-47+92.

[2]潘耀芳,吴懋亮,王昊,等.课程思政下机械制造工艺学的教学模式改革[J].科教导刊-电子版(上旬刊),2018(1):143-144.

[3]高连勇.高职《机械制造工艺学》课程教学改革初探[J].中国科教创新导刊,2012(2):76.

作者:吕勇 刘清涛 石岱峰 单位:济南职业学院