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        信息化環(huán)境下高職院校《機(jī)械制造基礎(chǔ)》課程改革探討

        2020-12-07 18:24:26劉鳳郭大路李海玉
        魅力中國 2020年11期
        關(guān)鍵詞:機(jī)械制造基礎(chǔ)傳動軸加工

        劉鳳 郭大路 李海玉

        (濰坊職業(yè)學(xué)院,山東 濰坊 262737)

        一、引言

        《機(jī)械制造基礎(chǔ)》是機(jī)械制造類專業(yè)一門重要的基礎(chǔ)課程,而其中的金屬切削加工部分又是重要的內(nèi)容。普通車床加工是職業(yè)院校學(xué)生機(jī)工實(shí)訓(xùn)的一門重要基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容,更是數(shù)控車床操作高手修行的良好筑基工具。對于將來想從事機(jī)械加工的有志青年來說,深入學(xué)習(xí)普車加工對日后的職業(yè)生涯有著極大的幫助。但是,傳統(tǒng)的金屬切削加工多以教師講授和操作演示為主,學(xué)生操作過程中,規(guī)范性和安全性不能得到保證,學(xué)生也缺乏積極性和主動性。結(jié)合高職學(xué)生特點(diǎn),將現(xiàn)代信息化技術(shù)和傳統(tǒng)教學(xué)手段結(jié)合,以典型的減速器傳動軸的加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)計(jì)為例,分析如何合理的將信息化技術(shù)手段來融入實(shí)際課堂教學(xué),優(yōu)化教學(xué)的內(nèi)容,從而達(dá)到提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和研究能力,從而提升教學(xué)效果。

        二、課程分析及存在的問題

        本課程為《機(jī)械制造基礎(chǔ)》,屬于機(jī)械設(shè)計(jì)制造類專業(yè)基礎(chǔ)課程,既要有專業(yè)的理論,又需要有實(shí)踐動手操作的內(nèi)容,需要在校學(xué)生掌握規(guī)范且熟練的操作能力。課程教學(xué)的重點(diǎn)是使同學(xué)們能夠根據(jù)零件性能特點(diǎn)進(jìn)行合理選材,難點(diǎn)是掌握規(guī)范的操作加工方法,為將來順利走上工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),并積累一定的知識和技能。

        通過對畢業(yè)生就業(yè)調(diào)查問卷結(jié)果顯示,很多同學(xué)對這門課程與工作崗位對接關(guān)系模糊不清。筆者在實(shí)際的教學(xué)過程中,明顯的感到學(xué)生對課程的理論學(xué)習(xí)重視程度較低,在實(shí)訓(xùn)過程中喜歡觀望,不愿意動手。隨著信息化技術(shù)的快速發(fā)展,傳統(tǒng)的加工方法確實(shí)不被大眾看好,傳統(tǒng)的教學(xué)方法無法滿足用人單位對人才培養(yǎng)的需求,大部分同學(xué)對《機(jī)械制造基礎(chǔ)》認(rèn)可度低,感覺課程單調(diào)且枯燥,所以進(jìn)行必要的教學(xué)改革很有必要。

        三、教學(xué)改革

        (一)教材改革

        基于對課程的分析以及對學(xué)生的調(diào)查問卷,我們團(tuán)隊(duì)聯(lián)合企業(yè)積極進(jìn)行教材改革。傳統(tǒng)的教材共分為八章,分別為金屬學(xué)基礎(chǔ)知識、工程材料的強(qiáng)化與處理、常用金屬材料、金屬材料與新型材料、鑄造、鍛造、焊接以及金屬切削加工基礎(chǔ)等,經(jīng)過重點(diǎn)知識技能提煉,以減速器為載體,結(jié)合工作崗位,以加工工藝路線為教學(xué)設(shè)計(jì)主線,將原教材散落的重點(diǎn)進(jìn)行重構(gòu),經(jīng)過調(diào)整原來的八章變?yōu)闇p速器傳動軸的選材加工及檢測、減速器傳動齒輪的選材加工及檢測、減速器箱體的選材加工及檢測、減速器其他零部件的選材加工及檢測、先進(jìn)制造技術(shù)與特種加工方法認(rèn)知五大項(xiàng)目。以《傳動軸車削加工》為例,它屬于傳動軸的選材、加工及檢測項(xiàng)目當(dāng)中的任務(wù)5車削外圓的內(nèi)容,共計(jì)2個課時。實(shí)際教學(xué)過程中,將課程教學(xué)與“金工實(shí)習(xí)”相結(jié)合,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)技能的同時,綜合提高機(jī)械加工的相關(guān)理論與實(shí)際操作水平。

        (二)教學(xué)方法與教學(xué)手段改革

        本門課程的教授對象為機(jī)械設(shè)計(jì)與制造專業(yè)大一學(xué)生,在學(xué)習(xí)傳動軸車削加工之前,他們已經(jīng)掌握車削加工的運(yùn)動方式,也知道車削方法的選擇原則,并且對減速器的工作原理有一定的了解,但是不明確傳動軸車削加工注意事項(xiàng)及操作要領(lǐng),同時缺乏對高強(qiáng)度工作環(huán)境的認(rèn)知及心理耐受力。在確定教學(xué)目標(biāo)時就要充分考慮這些問題,以《傳動軸車削加工》為例,本節(jié)課的知識目標(biāo)為明確車削加工不同階段切削用量的選擇原則,能力目標(biāo)為熟練操作車床、并能規(guī)范的完成傳動軸外圓面的加工,素質(zhì)目標(biāo)為培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范的學(xué)習(xí)態(tài)度和工作態(tài)度,并且培養(yǎng)學(xué)生的合作意識。其中教學(xué)重點(diǎn)為制定合理的車削加工工藝,教學(xué)難點(diǎn)是規(guī)范完成傳動軸的車削加工。

        1.教學(xué)策略的改革。以往的教學(xué)過程中,理論與實(shí)踐內(nèi)容脫鉤,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低。實(shí)際教學(xué)中,注重堅(jiān)持以學(xué)生為主體[1],教師為主導(dǎo)的理念,借助微課、云課堂、仿真軟件、電子圖紙、實(shí)時投屏系統(tǒng)、螢石云等信息化的手段,采用任務(wù)驅(qū)動、問題導(dǎo)向的教法,引導(dǎo)學(xué)生圍繞教學(xué)重難點(diǎn)通過團(tuán)隊(duì)合作的形式進(jìn)行學(xué)習(xí)。

        2.教學(xué)實(shí)施的改革。課前,教師利用云課堂布置課前任務(wù):傳動軸的加工工藝路線如何設(shè)計(jì)。同學(xué)們登錄云課堂,根據(jù)老師布置的任務(wù)思考相關(guān)知識,并進(jìn)行在線討論,同時完成課前學(xué)習(xí)并自主完成課前測試。教師根據(jù)同學(xué)們的預(yù)習(xí)情況并結(jié)合企業(yè)教師的意見進(jìn)行階段性評價,并根據(jù)評定結(jié)果對學(xué)生進(jìn)行重新的分組,進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)。

        課堂上,首先邀請課程平臺上課前答題得分最高的同學(xué)進(jìn)行展示,講解工藝路線制定的相關(guān)內(nèi)容并闡述理由。借助這一環(huán)節(jié),希望每位同學(xué)課前認(rèn)真完成課前作業(yè),鼓勵更多的同學(xué)珍惜上臺的機(jī)會,同時也鍛煉了大家的語言表達(dá)能力。

        為了更好體現(xiàn)“做中學(xué)、學(xué)中做”的理念,我們將教學(xué)內(nèi)容分為3個子任務(wù)。

        子任務(wù)1:制定加工工藝

        沒有切削加工,就沒有機(jī)械制造業(yè),合理的加工工藝路線是切削加工的重要前提,也是本節(jié)課的重點(diǎn)。課前大家雖然已經(jīng)完成了課前任務(wù),制定了合理的加工工藝路線,但并不是最優(yōu)、最合理的。課堂上,教師首先講解工藝路線制定的原則,包括加工順序、粗精分開、注重實(shí)效處理等。

        加工順序方面。由于工件中間粗兩端細(xì),加工時先要加工直徑相對較粗的一端,再加工直徑較細(xì)的一端。另外,在實(shí)際加工時,由于零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),需要調(diào)頭裝夾。車床上利用三爪卡盤裝夾工件時,如果工件的直徑超過了30毫米,其懸伸長度不能超過直徑的三倍,否則會造成整個零件軸徑定位差,并且整個零件無法承受較大的軸向載荷,所以需要采用“一夾一頂”的方法,提醒同學(xué)不要忽略中心孔作為基準(zhǔn)孔的作用。

        粗精分開方面。一個完整的車削工藝通常包含粗車、半精車、精車三步。粗車能夠快速的切除余量,使尺寸和形狀接近于成品,不需要考慮較高的表面粗糙度,可以適當(dāng)?shù)卦黾舆M(jìn)給量,但是多數(shù)毛坯表面都有一層厚厚的金屬氧化層,所以需要適當(dāng)?shù)販p小切削量。半精車是為了進(jìn)一步的切除加工余量,同時也是完成次要表面的加工。精車的目的是保證零件各主要表面達(dá)到圖紙規(guī)定的要求[2]。但并不是所有的軸類零件都是按照這三步進(jìn)行,需要具體問題具體分析。

        時效處理方面。通過分析零件圖,技術(shù)要求的第一條為“調(diào)質(zhì)處理”,調(diào)質(zhì)處理的重要作用是提高零件的綜合力學(xué)性能[3],為后續(xù)加工做準(zhǔn)備,通常放在粗車加工之后[4]。而零件的四個重要的表面,由于要承受較高的載荷,需要有較高的硬度和耐磨性,需要進(jìn)行表面淬火,放在精車之前。

        通過細(xì)致的分析,并結(jié)合傳動軸的電子圖紙,要求同學(xué)們小組討論重新優(yōu)化車削加工工藝,并將工藝卡片上傳云課堂,學(xué)生代表上臺講解,教師進(jìn)行點(diǎn)評引導(dǎo)學(xué)生確定合理的車削工藝路線,突出教學(xué)重點(diǎn)。

        子任務(wù)2:外圓車削加工

        合理的加工工藝是保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提,而規(guī)范的操作是決定產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵[5]。課堂上首先請同學(xué)們通過仿真軟件熟悉工藝流程,仿真軟件當(dāng)中車刀的裝夾、背吃刀量的選擇、進(jìn)給量的確定等是強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)。教師示范講解操作步驟以及注意事項(xiàng)。例如,刀具裝夾過程中,刀桿伸出的長度不宜過長,通常為刀架的1-1.5倍即可[6];工件的裝夾也不宜過長,否則工件加工時會晃動的非常厲害,影響加工。隨后組織學(xué)生按照電子圖紙分工協(xié)作進(jìn)行實(shí)操練習(xí),實(shí)訓(xùn)過程中借助螢石云實(shí)時記錄學(xué)生實(shí)操過程,教師巡回指導(dǎo)并對裝夾、車削以及測量各環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題及時進(jìn)行糾正,規(guī)范操作過程,化解教學(xué)難點(diǎn)。

        子任務(wù)3:零件檢測

        加工的零件是否滿足圖紙的要求,測量是不可缺少的重要環(huán)節(jié),而測量工具的規(guī)范使用又是測量的前提。課前,教師已經(jīng)將游標(biāo)卡尺、千分尺的微視頻放到了教學(xué)平臺,課上教師借助實(shí)時投屏系統(tǒng)規(guī)范演示測量方法、測量步驟以及注意事項(xiàng)。加工完成的零件,通過組內(nèi)自測、組間互測檢驗(yàn)零件尺寸的合格性,并對零件進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?,完成加工任?wù)。教師將螢石云視頻上傳教學(xué)平臺,小組對操作規(guī)范性完成互評。教師根據(jù)同學(xué)們的完成情況給予合理評價。

        課后學(xué)生登錄云課堂完成課后任務(wù),觀看自己的操作視頻實(shí)錄,進(jìn)一步鞏固教學(xué)內(nèi)容。同時,教師帶領(lǐng)精英團(tuán)隊(duì)走進(jìn)企業(yè)承接企業(yè)橫向課題,在企業(yè)真實(shí)加工任務(wù)當(dāng)中提升職業(yè)能力。

        3.考核評價的改革。本課程在注重加強(qiáng)學(xué)生專業(yè)技能的過程中,注重將嚴(yán)謹(jǐn)讀圖、規(guī)范測量、團(tuán)結(jié)合作等綜合職業(yè)能力的培養(yǎng)融入其中。每節(jié)課的教學(xué)過程中,采用線上線下、課上課下、校內(nèi)校外三結(jié)合的教學(xué)模式。依托平臺,實(shí)現(xiàn)個人自評、小組互評、教師評價、企業(yè)教師參評“四聯(lián)動”考評體系,克服了傳統(tǒng)評價的單一性和偶然性問題,使學(xué)生評價更加全面、系統(tǒng),教學(xué)目標(biāo)有效完成。

        另外,期末考試注重學(xué)生的過程性考核,將平時的課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況、技能操作、期末理論考試等進(jìn)行了分值比例分配,所有分?jǐn)?shù)借助平臺做到有跡可尋。

        四、結(jié)束語

        作為高職院校機(jī)械類相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,《機(jī)械制造基礎(chǔ)》與專業(yè)技術(shù)崗位能力需求緊密相連,內(nèi)容涵蓋選材、加工制造、產(chǎn)品檢測等各個方面,是機(jī)械相關(guān)專業(yè)學(xué)生必須掌握的基本知識和專業(yè)技能。根據(jù)課程特點(diǎn),教師應(yīng)轉(zhuǎn)變觀念,提高自身專業(yè)理論與實(shí)際相結(jié)合的綜合能力,同時結(jié)合畢業(yè)生的崗位需求,注重學(xué)生綜合能力、綜合素養(yǎng)的提升,以強(qiáng)化學(xué)生職業(yè)能力為目標(biāo),注重教學(xué)手段與教學(xué)方法的改進(jìn),充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

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