时间:2023-07-25 16:50:48
导语:在工程机械设计基础的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
关键词:工程教育认证;机械设计基础;轮机工程;工程案例;项目化教学
0前言
《机械设计基础》课程是我国高等院校机械类和近机械类工科专业开设的基础必修课程之一,也是浙江海洋大学轮机工程专业开设的一门重要专业基础课,本课程注重多学科基础理论和实践知识的综合运用[1][2]。近年来,国家对轮机工程专业人才培养提出了更高的要求[3]。而传统的“机械设计基础”课程的教学方式存在机械式灌输,课堂气氛沉闷,学生活跃性低,教学效果差等问题[4]。导致原有的教学模式已经无法满足现在国家和社会对轮机工程毕业生的需求。为了适应全球化的时代需要,培养工程技术人才的高等工程教育的学制与质量必须进行多方互认,即开展工程教育认证[5]。工程教育认证作为国际上公认的工程教育质量保证制度,是实现我国高等工程教育和工程师资格与国际互认的关键基础[6]。本文则基于工程教育认证的基本理念,通过修订教学大纲,增配教学资源,改进理论与实践教学方法,完善考核方式,建立闭环教学反馈系统等措施,完成了对《机械设计基础》课程的教学改革探索。可为相近的工程类专业工程教育认证提供一定的经验,促进我国高级应用型工程人才的培养。
1工程教育认证背景下《机械设计基础》课程教学要求和目标
《机械设计基础课程》是连接轮机工程基础课和专业课之间的桥梁,涵盖多学科理论、知识点散而杂、理论性强,要求理论与实践的综合运用。工程教育认证对本课程的理论和实验教学都提出了新的更高的要求[7]。理论教学应一改传统的满堂灌、机械式教学,运用灵活、新颖的方式,理论教学的内容包括:一是“机构的组成和机械设计概论”等机构和机械设计的共性基础知识;二是连杆、凸轮、轮系等“常用机构”的工作原理、应用和运动设计方法;三是带传动、链传动、齿轮和蜗杆传动等“机械传动”的工作原理、标准规范和设计计算方法;四是轴承、轴、联轴器、离合器和制动器等“轴系零部件”的工作原理、组合设计和选用计算方法;五是常用机械静联接和弹性联接的工作原理、标准规范和计算方法[8]。实验教学应改变以往单一性验证实验的机械套路,在实验的安排上,将原本的单一知识点验证性实验改为三级阶梯式实验教学。分别为要求学生掌握实验基本方法的第一级基础实验;强化学生动手操作能力和解决工程实际问题,融入项目化教学并要求理论与实践结合的第二级核心实验;要求学生独立设计并完成的第三级突破创新型实验,通过三级实验教学的递进式培养,逐步实现机械设计基础实验由理论知识点到工程运用实践的过渡[9]。该课程的教学目标是让学生掌握对机械结构原理的认知,培养学生良好的操作动手能力、灵活的创新思维以及分析、解决实际工程问题的能力。为培养出能够从事轮机系统的设计、制造、监修与监造、设备维护和管理等工作的综合性应用型工程技术人才打下良好的专业基础[10]。
2《机械设计基础》课程存在的问题
2.1大纲制定不合理
原本的教学大纲对课堂理论教学和实验、实践教学的课程量规划不合理。理论教学时长占比过大,达到了90%,导致实验和实践教学的学时被大量挤压。《机械设计基础》这门课程的目标是让学生在熟练地掌握常用机构和零件知识的同时,具备良好的实践操作能力和解决实际工程问题的能力。实验和实践环节的课时过少,直接导致无法有效的锻炼学生的实践操作能力。原有的考核方式为学期末笔试占总成绩的60%,平时分占总成绩的40%(20%的课堂出勤、20%的实验报告组成),存在无法准确评价学生的实际成绩,不能通过考核反向刺激学生主动学习以达到教学目标等问题[11]。多数学生通过期末短时间的突击便可以达到较高的最终考试成绩,成绩的水分过高,不能准确地对学生的实际成绩进行评价。而课堂教学的平时成绩仅将课堂出勤率作为评定标准,无法驱动学生主动学习,实验成绩占比过少,则无法改善学生对实验课的轻视现状。
2.2理论教学枯燥无味
目前教室理论知识教学仍然采用黑板板书加多媒体课件的教学方式[12]。这种传统的教学方式,有其优点,但缺点更甚。首先,这种教学方式对老师的教学水平要求极高,大多数老师都无法将课堂气氛调动起来,只是按部就班地机械式灌输,导致学生大都提不起学习兴趣。其次,多媒体课件内容没有及时更新,且重要的机构和零件的内容没有做到图文并茂,通俗易懂。
2.3实验教学与理论知识脱节
实验教学一向都是教学效果较不理想的环节。一方面,通常实验教学和课堂教学分别是由两个老师负责,实验课老师往往应付了事,对学生的实验学习效果要求不高,且二者之间没有做到无缝对接。另一方面,实验教学依旧采用传统的单一性验证实验,还未形成系统规范的实验教学体系,实验对学生能力的锻炼与实际工程需求不符[13]。这就导致实验环节和理论教学脱节,无法有效训练学生的创新思维和动手能力,学生不能在实践中主动学习理论,做到理论和实践相结合。大多数学生随大流做完实验,却并不知道做的实验是在证明什么或有什么实质性意义。
2.4教学资源匮乏
教学资源紧缺不光是浙江海洋大学面临的问题,也是众多高校面临的共同窘境。《机械设计基础》教材章节中,包含众多的典型机构和重要零件。这需要学生有较强的立体空间思维能力和想象力,而能够轻松理解这些机构和零件的立体形状和运动状态的学生少之又少。课堂教学缺少可用的立体教学素材,比如典型的机构和零件三维模型。学生无法形成一个直观的感受,理解不了书本的内容,也自然丧失了学习兴趣。实验教学中仪器设备资源的短缺问题更加明显。实验仪器和设备一方面数量严重不足,另一方面仪器和设备老旧,部分零件丢失。导致实验课时,一部分学生在做,一部分学生在旁边看,另一部分学生则完全脱离了实验课堂。
2.5师资力量不足
学校缺少可以同时担任理论和实践教学的双向老师,理论课老师缺乏实践经验,而实验课老师理论知识又储备不足。导致理论教学与实践教学之间没有相互衔接、相互促进,理论无法指导实践,实践也不能反作用于理论。
3《机械设计基础》课程教改探索
3.1教学大纲的修订
第一,针对学时占比不合理的问题,对大纲中的课堂理论教学时长和实验教学时长进行了调整。实验教学学时由原来的10%增加到25%,其中包括5%的校外企业参观实践时长。第二,根据轮机工程专业人才培养目标和行业要求,对《机械设计基础》课程的五大部分内容以及各章节的教学时长进行适当的增加和删减。突出课程的重点内容,让学生掌握得更牢靠,缩减不必要的课程内容,以减小学生不必要的学习压力,提高整体的学习效率。最后,考虑到原有的考核方式无法准确地体现学生的实际成绩,对考核方式进行了修改和完善。其中,期末闭卷笔试占40%,课堂成绩(课堂出勤与问答情况15%,工程案例报告15%)占30%,实验、实践成绩(实验成绩占25%,校外参观实践占5%)占30%。
3.2理论与实践教学方式改革
针对课本和多媒体课件内容陈旧,与当今实际工程问题和科技前沿相距较远的问题。在课堂教学中引入当前行业相关的前沿科技成果,以多媒体课件展现给学生,拓展学生的专业视野,将课本知识与前沿科技接轨。同时及时更新多媒体课件,在重要的机构和零件的章节,加入直观的实物、动画视频和三维模型,帮助学生理解机构的工作原理和运动状态。《机械设计基础》课程知识点具有范围广、数量多、内容杂、原理难的特点,相邻章节的内容相差很大,学生很难将前后章节的知识点联系到一起。而在课堂理论教学中融入工程案例,则可以较为有效改善这个问题[14]。例如汽车的自动变速箱,由行星齿轮机构、轴系等组成[15]。它将齿轮、轴系的传动、摩擦与等知识点综合于一体,学生在学习案例的过程中,自然将各部分的知识点融合到一起,以变速箱为载体加强对知识点的理解。对每一个工程案例都设置相应的学习任务,并要求学生撰写案例报告。融入工程案例既可以让学生见识到实际工程中基础零部件的应用,又能拓宽学生视野,提高学生的实际应用与工程创新能力。建立三级阶梯式实验教学。第一级是基础,锻炼学生基本的实验操作,要求学生掌握实验原理一般性方法。第二级是核心,要求学生能拓展书本的理论,独立完成实验操作,锻炼学生的实践操作能力,做到实践与理论结合,理论指导实践,在实践中学习理论。为了达到第二级的教学目的,在这一级中融入项目化教学,以学生为主体,从计划、实施到总结都由学生独立完成,老师作为项目的引导者和指导者[16]。例如:设立内燃机的拆装和性能分析项目,将项目分为齿轮机构、凸轮机构、曲柄滑块机构三个部分,并在每个部分设置几点相应的工作学习任务。因为一个项目涵盖的课程内容不够全面,可在全班设立不同的项目,将学生分组完成不同的项目,最后在课堂上一起交流汇报。第三级是突破,要求同学能够自己独立地设计并完成实验,强化学生的创新设计能力。三级阶梯式实验教学从基础到核心到突破,层层递进,以达到锻炼学生实践动手和解决实际工程问题的能力。
关键词:三维设计软件;机械设计基础;课程改革
淮阴工学院是一所培养应用型人才的普通高等学校,“机械设计制造及其自动化”本科专业被江苏省教育厅授予“江苏省品牌专业”,被教育部遴选为“第二批高等学校特色专业建设点”。机械设计基础类课程包括《工程制图》、《机械原理》、《机械设计》及其课程设计等,是该专业主要的专业基础课。本文根据专业人才培养目标和课程的特点,从教学内容、教学方法、教学手段方面进行了探索,引入三维设计软件在机械设计基础课程教学中应用,提高学生工程设计能力,培养适应企业需要的应用型人才。
一、机械设计基础课程传统教学方法的弊端
机械设计基础类课程主要研究机械中常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本设计原理和计算方法,是学习进程上从理论性课程过渡到结合工程实际的设计性课程。本课程在教学方法和教学手段上常利用多媒体、教学模型和挂图,再辅以教具在黑板上绘制结构图形。而多数学生没有太多的工程实践经验,且零部件设计都是二维图设计,多以设计计算为主,因而学生学习感到比较枯燥,设计零部件时缺乏全面考虑,绘制工程图错误较多且自己很难查出问题。
二、机械设计基础课教学实践
随着机械CAD技术的成熟,众多三维设计软件广泛应用于社会各个领域,极大地提高了设计、绘图的质量与效率。为此,高校的机械设计基础课程急需进行教学体系改革,建立以三维设计为主线的机械设计模式。
1.整合教学内容,制定教学计划
要使学生具备较强的三维设计能力,根据本院教学条件和学生情况,必须整合课程的教学内容、修改教学计划、提高师资质量,建立符合本院实际情况的应用型机械类本科人才的培养体系。在学生接触机械设计初期引入三维设计的概念,在机械设计基础课程的教学各环节应用,并在四年学习过程中,不断地应用,提高学生的工程设计能力。三维设计能力培养体系如图1所示。
2.三维设计软件应用于教学
机械设计基础类课程大多在低年级开设,学生刚接触机械专业知识,缺乏实践经验,对实际生产中的一些零件及结构不太了解,因此对教学内容难以掌握。用SolidWorks软件进行辅助教学,改变传统的教学方法和手段,提高学生的学习兴趣,提高教学质量。
《工程制图》课程难点和重点就是正确绘制工程图,以往教学要用许多学时使学生掌握机件的投影关系,学生要有很强的空间想象力,而用SolidWorks软件的零件模块可以方便直观地进行零件的三维造型,在工程图模块中自动生成二维工程图,并随三维模型的尺寸变化而变化,这样能使教学的重点放到工程图的表达和零件的技术要求标注,提高绘图质量。《机械原理》主要讲解各种常用机构,运用SolidWorks软件的运动仿真功能,可以把各种复杂的机构以三维的形式,通过形象、生动、逼真的动画演示直观地展示给学生;利用其参数化设计,将修改自动反映到所有的相关对象。例如讲解平面四连杆机构时,利用模型仿真不仅可以验证所设计的机构是否满足要求,同时还可以改变相应的参数,或以不同的构件为机架或调用不同长度的连杆进行装配,让学生参与设计并对设计结果进行现场演示加以验证。《机械设计》中在讲轴的结构设计时,对轴上零件的定位和固定,可预先绘制出各类轴上零件固定件,利用SolidWorks软件装配模块对轴系各个零件进行装配,演示如何进行齿轮的周向和轴向固定,轴的支承与固定,轴承如何装配如何调整间隙,各零件之间的相互位置关系、零件的装拆顺序及零件的结构工艺性应注意的问题等,使学生掌握轴结构和轴上零件的固定结构,改变了以往单纯的教学方式,在课堂上真正实现教学的互动。
3.三维设计软件应用于课程设计
齿轮减速器是最常见的一种典型传动装置,由许多零件组成,如轴上传动零件、轴承、联轴器、轴承盖和箱体等。机械设计基础课程的课程设计主要内容是根据减速器的主参数(如输入功率与转速、输出功率与转速等)对每个零件进行设计、绘图。首先根据设计数据,利用零件模块绘制减速器各个零件的三维建模,对于标准件和齿轮,可以利用Solidworks中的插件直接生成。利用装配模块对绘制好的零件进行装配,装配过程中可以直观地发现零件的尺寸是否有误,各部分的结构是否合理,各零件的固定是否准确,装配好的结构可以进行干涉检查,发现问题可适时修改零件模型,在装配结构中重新生成即可。装配正确的装配结构可以进行运动仿真,检查减速器的运动状况,对重要的零件进行受力分析等等。利用三维软件设计,有限的在2周时间内,使学生将重点放在减速器的结构设计上,可以较全面地考虑整体结构(包括油沟结构,油杯的选择等),使设计贴近实际的工程设计,掌握正确的工程设计基本理念,而不是把时间用在绘制图纸上,从而提高机械设计效率和质量,提高学生的工程设计能力。
三、结 论
通过以三维设计为主线的机械基础课程教学,使学生初步具有用三维设计软件设计机械产品的能力。在后续的机械加工等专业课学习中,可以利用三维设计软件的加工模块生成NC程序进行模拟或机床加工,可对三维软件开发产品的全过程有较深刻的了解;在大学生课外创新设计或毕业设计中可以灵活利用三维设计软件进行设计,做到大学四年不间断,提高学生的工程设计能力,适应企业对人才的需求。
参考文献:
[1] 曹岩,赵汝嘉.Solidworks2007基础篇[M].北京:化学工
业出版社,2007.
【关键词】 机械设计;互动性;教学改革
一、课题的意义
随着我国加入世界贸易组织十周年,改革开放不断深入,综合国力不断增强。这样的大背景下,辽宁省提出发展先进装备制造业,提升装备制造业整体水平,打造中国先进装备制造业基地。加大对创新型,实用型人才的培养力度,形成人才资源的储备优势为我国的装备制造业提供智力保障。成为了摆在我们每一个职业教育工作者面前的重要课题,也是我们的责任和历史使命。职业中专和技工学校是为企业培养生产一线所需要的技术应用型人才,目标是企业一线工作要求为标准,培养适应性强,适应市场需求的合格毕业生。使我们的学生在校期间就拥有熟练的技术操作水平,能够对学校现有的技术装备做到懂原理,熟应用,会维修。让学生在校期间就能够逐步适应与企业生产实际相近的知识接收强度,和自我学习能力,实现企业生产一线与学校教学之间的“无缝连接”。
二、现状与问题
《机械设计基础》是机械专业主干基础课,机构的工作原理以及工作特性、轮系的传动比计算、通用零部件的设计准则,强度校核等基本理论是应用的基础,在机械设计课程的教学中,注重基本概念的理解和基本设计方法的掌握,不强调系统的理论分析;注重零件参数的合理确定原则;注重合理的结构设计;注重理解公式建立的前提。
笔者的学校是一所技工学校,学生大多为初中起点,所以数学基础非常薄弱,很多机械设计理论的数学阐述对于学生来说是难以理解的。因为没有相对应的数学知识储备,而且机械设计的理论性非常强,很容易对学生在学习过程中产生畏难情绪。所以在教学过程中侧重点应该在应用方向上,如果偏重于设计理论,机构的工作原理,机构运动分析,推导与计算的话。一是课时量巨大而难以完成,而是学生没有相对应的基础,学起来晦涩难懂,而且对于他们来说不实用。
三、教学改革的探索
笔者在近十几年的工作承担了实验班的教学任务,所谓的实验班就是一种新的教学体制的探索。一切的教学模式与管理手段,课程安排完全以企业的实际需要为出发点,突破原有的教学形式,采用立体化的结构,大幅度增加与学生之间的互动,打造一个全新的教学体系。
首先,针对学生的数学基础薄弱的特点在机械设计课程开设之前,对学生做有针对性的数学强化训练,使学生能掌握简单的数学建模的结构公式,理解为什么要掌握数学公式,这些数学的运算最后都干什么用了,让学生在心里对这些抽象的过程有一个感性的认识是最重要的。
然后在机械设计开课以后,安排两周左右时间的机械加工实训。目的在于让学生对机械加工的过程有初步的了解,什么是数控机床,刀具的种类、用途,刀具使用的注意事项,机械加工的工艺流程安排。了解机床的结构工艺性以及功能分析,在实习工厂看学生在具体环境中看到实际的生产过程,把课本上抽象的文字概念具体化。课本上今后要提到的比如:机床、刀具、工艺、蜗杆、传动轴系,这些机械概念都会在实习工厂中真正真正的存在,能看得见,摸得着,学生通过亲手实际操作是最好的认知过程。这样以后在机械设计基础课的教学中,再进行具体概念的讲述,因为学生的脑海里已经有了初步的概念,老师的课堂教学加以视频动画模拟演示就会达到比较理想的教学效果。
在进行到具体的机械机构讲解时,遇到难于理解的,比较复杂的系统,随时加入实训环节。把学生带进实习工厂,在具体的环境里,用实物给学生进行讲解。教学的意义在于知识的传授和掌握,不拘泥于形式。同时在教学过程中减少说教的成分,启发学生的自我认识与反思,使得教学的互动性达到一个理想的水平。使教与学,学与用紧密的结合在一起,形成有个有机的整体。课程安排上一切以学生学会学好为目的,掌握了、理解了就可以了。然后再回到课堂教学的效果会有大幅度的提升。
关于加强学生自我的学习兴趣与创新意识,是笔者在实际教学过程中的一个重点。传统的教学,都是老师在讲台上教,学生坐在下面学。这里有一个重要的问题就是沟通互动,老师和学生之间的沟通尤为重要。老师对知识的讲述对于学生来说是不是能听懂,能听懂多少?什么地方是难于掌握的,什么地方应该加深学生的印象。这些信息的反馈在传统的课堂教学环节中都是相对滞后的,笔者在机械设计教学过程中,采用了一种新的形式。
让学生上台去讲课,笔者找来了我校高年级获得过省市学生技能竞赛获奖的同学,让他们以论坛的形式来讲讲他们在机械设计基础课学习当中遇到的问题和解决的办法。同龄人之间的交流压力小,有很多共同的语言和困扰。互动性会更强,在高年级同学讲解的过程中,笔者的学生会更加容易提出质疑。这是非常好的一件事情,有质疑了,证明进行了思考,进而提出自己的新想法。他是这样学的,如果我换成另外一种方式可以不可以,创新性是学生最重要的而优秀的品质。学习的过程不再简单枯燥,在学生互相提问解答的过程中,老师能更加充分的认识到教学过程中的缺陷和不足,对今后的课堂教学加以完善和改进。
四、教学改革的成果
笔者在多年的教学过程中,实验班学生机械设计基础课考试一次性通过率比普通班高26%。学生整体对知识的掌握和应用更加熟练,实验班的学生在最后通过国家职业资格考试的人数也高于普通班。有多名学生获得了省市机械加工技能比赛的奖励,在取得了荣誉的同时也被用人单位看中,实验班学生的就业率一直都很稳定,学生在实际工作中没有适应期得到企业的好评,真正实现了企业与学校的零距离。
关键词:工作过程; 课程改革; 课程标准
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1006-3315(2012)10-144-001
一、引言
《机械设计基础》是我院机车专业学生必修的一门重要的专业基础课程。通过本过程的学习,要求学生掌握机械设计的基本原理和设计方法,为将来从事轨道车辆检测维修、运行维护、车辆制造等工作打下坚实基础。本文通过对机械设计基础课程教学的实践,初步提出该课程以工作过程为导向,对课程进行了工作任务分解,以提高学生的能力。
二、传统教学方式
机械设计基础主要内容是机械原理和机械零件,主要讨论机械设计与制造的基础知识和常用方法。传统教学方法,授课内容多,而实践教学课时一直在压缩;即使是实践教学部分,仍以劳动性操作为主,对学生独立获取知识能力和创新思维能力培养不够。教学手段不尽如人意,很难取得好的教学效果。
三、教学改革的探索
1.基于工作过程的课程标准
课程标准是对一门课程从设计到实施的标准化规定,包括课程的性质、任务、目标、内容和实施等。它是教材编写的重要前提、是课程组织与实施的纲领性文件、是教师教与学生学的依据、是课程考评的重要依据,是教育与企业标准相融合的媒介。我们在《机械设计基础》课程标准实践中,充分发挥其导向性,引导教师和学生把教学的重点从掌握系统完整的学科理论转到增强学生的技术应用能力为主。
首先要确定课程理念,它是制订课程标准的指导思想。我们以工作过程导向为课程指导思想,以机车专业学生岗位中机构和零件的①运行、维护、保养;②装拆、修配、改装;③检测、调试、查阅标准资料等典型工作任务为课程的能力主线,把课程归纳为上述三个职业核心能力。其次是确定课程总要求即课程的口标与专业培养口标一致。内容的组织突出能力培养,保持知识、技能、态度三者的协调统一,融合职业标准并高于职业标准。从宏观上说明通过本门课的学习,学生应掌握哪些知识、形成哪些核心能力与技能、养成哪些素质等。例如,在机械设计基础课程中,围绕职业核心能力,确定学生应掌握的三个学习情境(工作任务模块):常用机构技术应用、常用传动技术应用、常用零部件技术应用。形成机械设备检修、维护、调试等职业工作能力与技能,树立承担机械设备检修的安全责任心,培养良好的职业道德。
再次是确定学习目标与内容以就业为导向,以课程核心能力的培养或技术的形成为主线。通过典刑工作任务开发学习情境。以工作过程中常规性工作任务的技能和技术制定学习目标,产生学习内容
2.编写配套教材
传统的教材,是高等职业院校兴起后编写的试用性教材,是大学机械原理和机械零件以及原中专校机械原理和机械零件教材的大融合。教材中既有深奥的理论推导,又有许多知识的重复;新知识、新技术体现较少;章节编排不合理,不能适应高职学生的学习需要。
工作过程系统化,课程改革需要配套教材,关键在于课程的内容和结构是基于工作过程的系统化,而不是学科的系统化。教材的编写以职业工作过程中应用的经验和策略的习得为主,以适度够用的概念和原理为基础,整个过程中贯穿着“怎样做”、“怎样做更好”。机械设计基础的课程内容采用工作任务驱动。在课程内容的每个项目中,确定特定的“行为领域和学习领域”,每个“学习领域”都反映了组成某项工作过程的“行为领域”。为了确保每个“学习领域”都与整体工作过程相关,每项工作任务都应被看作是工作系统中的一个组成部分,而不仅仅是一个独立的工作任务
2.教学过程的改革
第一,组织多种教学形式,除了板书、讲解等,还要联系生活经验或具体事例来创设情境,活跃课堂的气氛,促进学生的思维。
第二,精心组织教学内容,把握重点,分解难点。
第三,教学与生产劳动相结合。把学生带到校内外实习基地,进行现场教学和生产劳动。课程中学到的很多机构,在机床中都有应用,如带传动、链传动、凸轮机构、齿轮传动、螺旋传动、液压传动等。例如,在学习螺旋传动原理时,让学生观察数控机床工作台的运动和普通机床工作台的运动,数控机床工作台的运动相较于普通机床工作台的运动,运动精度要高得多。经观察、思考,了解到数控机床工作台的运动,是借助于滚珠丝杠来实现传动的,而滚珠丝杠传动是滚动摩擦,因而效率高、精度好;而普通机床中所采用的只是普通的T形螺纹传动,而普通的T形螺纹传动螺旋之间摩擦是滑动摩擦,所以效率低、精度较差。通过比较学习,使学生在实践中获得知识。
第四,教学手段现代化。教材中抽象的原理较多,教师难以用语言描述清楚,如齿轮传动的啮合原理。因此,教学中可以借助多媒体、幻灯片、视频甚至机械零件实物进行辅助教学。在课件中将抽象的内容制成二维和三维动画,将生产场面制成视频影像,让学生有身临其境的感觉,在较短的时间内接受更多的信息。
四、改革考核方式
期末的考核有两个目的:一是考察学生对本课程学习内容的掌握程度;二是检验教师的教学效果,以改进和提高教学质量。基于工作过程的教学改革是以实际工作任务为核心,有笔试,考查对知识的储备和知识理解的深度;也有技能操作考试,主要考查以职业技能为主的机械设计应用能力,如减速器的设计。
五、总结
工作过程导向的职教课程能够让学生获得一种全面的、和谐的、切实有效的教育。这种课程模式在国际上已经非常普及。
我国的职业教育主要是学校教育,应该以综合职业能力发展为培养目标,应该注意教育课程与培训课程的区别;职业教育的学习领域课程是以一个职业的典型工作任务和以工作过程为导向的完整教学单元。职业教育的特点应该转向:学习的内容是工作,通过工作实现学习。
科研基金项目YQ1102
参考文献:
[1]姜大源.职业教育学研究新论[M].北京教育科学出版社2007
关键词:机械设备;检修;故障诊断;问题;故障监测
中图分类号:U673文献标识码: A
机械设备的故障和失效带来的安全生产事故会带来严重的后果,如:前苏联切尔诺贝利核电站四号机组在1986年4月时发生严重振动,导致核泄漏事故的发生,最终致使2000多人死亡,经济损失高达30亿美元。随着科学技术的发展,机械设备检修和故障诊断的技术水平越来越高,但是机械设备也是越来越复杂化、大型化,这给检修和故障诊断带来了一定的挑战。
1.我国机械设备检修中存在的问题分析
我国工业生产的机械化水平不断提高,但是机械设备的检修却稍显滞后,传统落后的检修方式使得机械设备依然经常出现故障,机械设备的运转中存在很多安全隐患。那么,机械设备的检修中主要有哪些问题呢?
1.1.检修手段落后
我国机械设备的检修主要是以定期检修和事后检修为主。定期检修中包含了所有的机械设备,但是却没有机械设备检修计划方案。也就是说,在检修时很多不同的机械设备都是采用的同一种方法检修,而且检修时也没有按照轻重缓急去检修,检修效果不佳。事后检修就是当机械设备发生故障之后再来检修,这种方式不仅影响了工程的正常生产活动,还影响了工厂的安全生产。
1.2.检修质量控制不严
机械设备的检修是一个非常复杂非常专业的过程,它需要检修人员根据机械设备的特点和检修的类型来对机械设备进行全面的检修。但是我国机械设备的检修中经常会出现检修没有按照作业标准和检修工艺执行的情况。很多时候,机械设备在表面上看是没什么问题,但是在用一段时间后就会出现故障,机械设备的检修质量控制不严,检修人员在检修过程中掉以轻心,机械设备的检修效果不佳。
1.3.检修人员的专业素质不高
随着科学技术的发展,各种各样的新型机械设备不断出现,机械设备检修中运用到的专业知识和技能越来越多,对检修人员的要求大大提高。而在我国机械设备的检修中,检修人员很多时候都是依靠经验来检修的,而没有充分利用现代科学知识,这也导致了检修效果不佳。依靠经验来检修在一些传统的老旧的设备中还有用处,但是在新型设备中却没有用武之地了。检修人员自己都不懂机械设备的运转原理,那么如何去发现其中的问题,如何保证检修质量呢?
1.4.设备故障责任追究制不清晰
由于没有对检修质量卡关,也没有对检修进行详细的记录,当检修后的机械设备在运行一段时间后发生故障时也无法迅速的将责任追究到具体的检修人员身上,这种情况不利于企业建立起完善的设备检修管理体系,影响了机械设备检修的质量。在这种形势下检修人员很容易逃脱责任,因而检修人员在检修时也会不那么认真,检修中就经常出现问题。
2.机械设备检修的类型
机械设备的检修是为了保证机械设备能够正常运转,提高机械设备的使用寿命,促进工业生产经济效益的提高。按照检修的目的,一般可以将检修分成事后检修、预防性检修、状态检修和改进性检修。
2.1.事后检修
事后检修是当机械设备发生故障或失效时立即停车进行检修,这种检修方式是最为常见的,是一种非计划性检修。我国的机械设备检修中就是以事后检修为主,这种检修方式是为了使机械设备迅速解决故障,使机械设备能够尽快投入生产运营中。因此,检修的质量很重要。
2.2.预防性检修
预防性检修也可以说是定期检修,也是我国机械设备检修中的一个重要方式。它一般是以时间为基础,无论机械设备是否存在问题都要停车进行检修,是为了预防机械设备故障的出现而进行的检修。
2.3.状态检修
状态检修在我国机械设备的检修中不太常见,它是从预防性检修发展而来的更高层次的检修。这种检修方式是根据监测系统和故障诊断技术来开展的针对性检修,它能够有效的提高机械设备的工作效率和使用寿命,能够促进机械设备的安全生产。由于是针对性的有目的的检修,因而还能大大降低检修费用,促进企业经济效益的提高。
2.4.改进性检修
改进性检修是根据机械设备的先天性缺陷和常见故障开展的检修工作,对设备中的局部结构或零件的设计加以改进,提高机械设备的工作效率和使用寿命。改进性检修是机械设备的优化过程,在机械设备的检修中应该是单独归为一类的,企业应该看到改进性检修的重大作用,不断对机械设备进行优化设计,促进工作效率的提高,促进企业经济效益的提高。
3.故障诊断分析
检修实践证明,机械设备在发生故障前是有一定的征兆的,从设备的正常状态到发生故障的过程中,状态信号也是在不断变化的,因此在机械设备的故障诊断中构建起完备的状态信号监测系统对故障诊断是有重大意义的。
机械设备的故障诊断不仅仅是状态监测、寻找原因、解决故障,它还包括了在对机械设备进行监测的过程中寻找出机械设备发生故障的规律,根据故障的类别、性质、征兆、原因之间的相互关系,寻找出机械设备故障的发展趋势,以此来做好机械设备的故障诊断。在机械设备未发生故障时指导操作人员进行调控,避免故障的发生;当故障发生或即将要发生时指导操作人员将故障的影响力降到最低。可以说,机械设备的故障诊断是与状态检修相一致的,都是一种更高层次的检修,提高机械设备工作效率和使用寿命。
4.加强机械设备检修与故障诊断的思路
机械设备的完好能够促进工业生产的正常运转,可以促进经济效益的提高,避免安全生产事故的发生。针对当前我国机械设备检修与故障诊断中还存在的问题,应该从哪几个方面着手来做好机械设备的检修与故障诊断呢?
4.1.完善机械设备检修与故障诊断管理制度
机械设备的检修与故障诊断应该有一套系统的管理制度,所有的工作人员都要在制度要求内规范作业,这样既能减少机械设备故障出现的频率,又能有效的提高机械设备检修的质量,促进工业生产活动的顺利开展。因此,企业要不断完善检修管理制度,逐步提高检修的质量。详细记录机械设备的各项资料,出厂资料、日常运行资料、各类检修资料等;根据机械设备的使用状况进行分类,在不同类别的机械设备上采用不同的管理制度,在企业内形成一套明晰完善的管理制度,逐步促进检修质量的提高,减少安全生产事故的发生,促进企业经济效益的提高。
4.2.完善机械设备故障监测系统
监测系统是故障诊断中一个重要环节,企业要认识到故障监测系统的重要性。要利用先进的传感技术为企业的机械设备构建起完善的故障监测系统,配合状态检修一起作业,提高企业故障诊断的水平。
4.3.做好预防性检修
预防性检修是我国机械设备检修中的一种主要方式,但是由于我国预防性检修中常常没有根据机械设备的类型来开展有计划性的检修,所以预防性检修的效果不太好。因此,企业要在检修管理制度之下明确不同类型机械设备的检修作业,预防性检修要有一套完整的作业流程,要有计划有目的的开展下去。使得预防性检修发挥作用,做到该检修的检修,不该检修的不检修,节约检修费用,提高检修质量。
结束语
机械设备是工业生产中的重要物质基础,要做好检修和故障诊断才能促进工业生产的顺利开展,促进工业生产活动经济效益的提高。随着科学技术的发展,我国要不断运用先进的检修技术和方法来努力提高机械设备的检修质量,促进工业生产活动的顺利开展。
参考文献:
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[2]鲍文霞.机械加工设备的预防性维护[J].科技资讯,2012(7).
摘要:工业设计机械基础在高等院校中属于工业设计专业的一门技术基础课程,这门课程具有很强的理论和实用性,但是在高校日常的教学中比较重视理论知识的讲述,轻视技术以及实践方面的教学,为此在新形势下对《工业设计机械基础》教学进行改革,不仅提高学生们对《工业设计机械基础》学习的兴趣,而且提高了学生们的实践能力。
关键词:《工业设计机械基础》;课程教学改革;实践
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)49-0085-02
一、《工业设计机械基础》课程的作用
《工业设计机械基础》课程的内容有工程力学基础、机械设计基础等内容,在工程力学基础上又包含了机械零件基础、机械设计的概述、机械传动以及产品机构的图例和剖析等。学习《工业设计机械基础》课程,除了要了解一些器械零件外,更关键的在于设计,需要通过对客观事物的观察,用一定的设计技巧来将工业机械中的空间和审美表现出来,可以锻炼学生的创造力,将自身的思想用设计表现出来。虽然有的学生在之前没有绘画的基础,所以需要通过该课程的学习来提高自身的设计基础,提高自己的设计和实践能力。在改革后的《工业设计机械基础》的课程教学,学生们培养了自己的工程意识,对自身的设计思维和方式进行创新,提高了自身对工业机械设计的方案。
二、《工业设计机械基础》的课程教学存在的问题
1.工程意识薄弱,对机构及零部件认识不足。在高校的《工业设计机械基础》的教学中没有为学生安排参观的课程,因此学生对机械的了解知识通过生活中偶尔的接触,在思想里并没有形成较深的意识,也缺少有关工程的概念。高校的《工业设计机械基础》的教学没有将理论的知识与实际进行有效的结合,进而使得教学内容与实际产生脱节的现象,不利于学生的实际操作。
2.教学内容应做相应调整。《工业设计机械基础》是一项设计基础的课程,很多内容比较经典,但是由于近几年来计算机的普及使得机械设计的学习和设计方法都有了很大的提升和进步,人们运用计算机来进行工业设计,用图解的方法来使得教学的方式更加形象、易懂,会把解析的方法留给学生来进行。但是在实际的教学中,教师的教学内容都是已经设定好的,并没有考虑到学生们的学习情况,进而导致理论知识较多,实践和实验较少,会导致学生重理论轻实践。
3.教学方法和手段有需进一步改革。传统的《工业设计机械基础》的教学内容多,而且学习的时间也比较紧张,因此教师们会采用“满堂灌”的方法进行教学,进而让学生没有时间去对所学的内容进行深刻的反思。虽然现在的教学中已经结合了现代化的方式,但是也没有让学生更好的接触到工程的实践,进而就会使得学生没有教好的感性认识,造成自身工程意识不足,需要提高。
4.实践环节学时偏少。《工业设计机械基础》课程的实践环节一般是4个学时,2周的课程设计,从中可以看出实践的环节所占的时间较少,而且在实践课程中的实验都是一些演示性的,缺少相应的创新,所以需要增加实践课程的学时,在课程上也需要让学生多接触一些机械的模型或者是实物,这样就可以将学生学习到的理论与实际结合,增加学生们学习的动力,培养学生们的操作感。
三、新形势下《工业设计机械基础》课程教学改革
根据表可以得知课程教学改革后该课程教学方式的区别,以下是对改革后《工业设计机械基础》课程教学方法描述。
1.加强工程教育,引入工程实例。在《工业设计机械基础》的课程改革中,加强了课堂教学和工程之间的联系,而且在新形势下该课程的大纲中也引进了一些比较典型的工程实例,将机械的创新设计加入到了教学的方法中,主要采取了一些大的工程为教学例子,着重要培养学生们的工程意识与工程的实践能力,并且将这种教育方式与科学相融合,让学生们可以通过工程的教学来提高自身对工程的意识,而且也可以让学生有解决问题的能力。
2.精选和更新教学内容。新形势下的课程改革的思路是让教学的内容注重基本知识、原理和方法,在此基础上增加了一些实际的课程,将近期产生的一些有关机械设计中的最新成果适当的添加到课程中,向学生们介绍与生活相关的一些新的现代的机械设计方法,最重要的是可以反映出最前沿的知识面,进而增加课堂中所传授的知识信息量,进而调整学生们学习的态度,可以反映出改革后的教学效果。在之前的机械设计n程中基本上都是通过教师一人来完成的,从侧面上可以看出缺少相应的科学技术,进而会影响学习的效果。因此,在改革后的教学中加入了CAD的技术,先用图纸来设计然后逐渐的CAD化,这样的改革可以让学生们的学习兴趣得到提高,而且也培养了学生计算机的应用能力。
3.教学方法的改革。为了让学生通过改革后的《工业设计机械基础》学习后提高自己设计的创新能力和工程的实践能力,需要教师们的教学方法进行改进,通过“精讲多练、自我学习以及课内外相结合”的方式,加强学生们的自主学习能力。首先,在理论内容的讲解上要精简。本课程具有很强的实践性,因此在理论知识的讲授时需要把握住其中的精华,将重要的基本知识进行讲解,总结其中的窍门进而让学生能更加容易的掌握,给学生们预留出更多的时间。其次,要安排相应的练习,在课堂上需要为学生们预留出一定的练习时间,这样可以加深学生所学的内容,进行综合的练习可以让学生们学会对所学的知识进行总结,进而提高学生对知识的综合运用。最后,要加强培养学生的自主学习能力。教师要将新旧知识进行衔接,提出更多的新的想法,让学生激发自身的新思想和新思维,用启发的教学方式来代替生搬硬套的方式,让学生的思维得到锻炼。
4.加强实践环节,培养动手能力。实践教学是新形势下《工业设计机械基础》课程教学改革后最重要的环节,因为工业机械的设计课程本来就是强调了学生们的动手能力。针对该课程中应用极强与实践薄弱的不相对应,应该从以下几个方面来提高实践的薄弱。首先要增加相应的实验室,在之前所设置的基础的机械设计的陈列室上来增加一些新型的以及典型的实物,可以和相应的工厂联系,对一些零部件进行收集,增加学生对机械零件的接触机会,进而提高自己的感性认识。将验证性的实验教学内容上增加一些综合型较强的设计实验,开设相应实用性的方案,让学生将自身学习的兴趣提高,通过动手设计、组装来制定相应的设计方案,进而提高学生的工程实践和创新能力。
四、总结
《工业设计机械基础》课程是一门注重技术和实践的课程,在新形势的趋势下对课程教学进行有效的改革,结合机械中常用的一些机构和零件进行分析、设计和计算。通过改革要求学生更加注重自身实践能力的培养,在教学内容、方法以及手段上都进行了有效的改革,进而使得教学中加入相应的工程实例,将教学的方法进行更新,挑选精选的课程,注重实践环节的应用,最终使学生提高自身的动手能力,为设计提高新的思路。
参考文献:
此次版权输出的五部专著是:《风扇压气机气动弹性力学》《气动声学基础及其在航空推进系统中的应用》《飞机尾流控制》《航空工程中的计算智能技术》《动态系统可靠性分析的有效方法及其在航空航天中的应用》。被列为国家出版基金项目的“大飞机出版工程”于2009年启动,该工程下大功夫打造精品力作,出版了数十种和大飞机相关的学术著作和重点教材,涵盖总体气动、航空发动机、航电、结构强度、制造等多个专业方向,反映了国内外大飞机研制方面的最新科技成果。
南方出版传媒:主打“走出去”
本刊讯 (记者 缪立平)南方出版传媒股份公司旗下的8家出版社携800多种精选的版贸图书和音像制品参加第北京国际图书博览会。在图博会上,南方出版传媒与海外出版机构达成的图书版权输出签约项目共计115种,其中输出美国、英国、德国等欧美主要国家的图书项目占5O%以上。并联袂韩国的大型出版机构举行了两场版贸活动:广东人民社与韩国黄梅社战略合作协议签署仪式和广东教育社与韩国天才教育集团战略合作协议签署仪式。
另外,南方出版传媒还与匈牙利多瑙国际出版集团在北京匈牙利驻华大使馆举行战略合作协议签署仪式,并与使馆文化处官员进行了会谈。
南方出版传媒股份公司与多瑙出版集团的合作始于去年。去年的图博会上,南方出版传媒成功向多瑙输出了《气血的解析》一书的匈牙利文版权并举行了隆重的签约仪式,取得了向东欧区域国家输出图书版权的突破。此后,双方一直保持密切的联系与往来,先后在广州和伦敦举行了董事长高层会晤并达成共识:在图书版权贸易已获得一定成果的前提下,其他领域的合作也会尽快启动。在此基础上,双方签署了合作协议,商定在图书合作出版、印刷发行、项目投资以及商务往来等方面开展全方位深层次的合作。双方还就共同出资在中国和匈牙利组建出版公司和印刷厂,共同开发两国及克罗地亚、捷克和德国等国的图书市场等计划进行了探讨。
中少大低幼引进《小鼠宝贝成长日记》全球同步出版
本刊讯 (记者 韩阳)8月30日,中国少年儿童新闻出版总社低幼出版中心(简称中少大低幼)携手意大利达米出版社在青少年阅读体验大世界举办《小鼠宝贝成长日记》第三辑全球同步出版会。中国少年儿童新闻出版总社社长李学谦,“小鼠宝贝”形象创始人、意大利达米出版社社长安德烈·达米,当当网副总裁王悦都光临现场并致辞。
中少大低幼一直致力于为中国少年儿童提供优秀的精神食粮,2010年中少大低幼引进出版《小鼠宝贝成长日记》第一辑12册,两年内再版5次,印量达到60万册。2011年又独具匠心,邀请著名儿童文学作家高洪波、金波,白冰、葛冰、刘丙钧和意大利知名画家联合创作出版的第二辑五本,更是以其温馨的画面、有趣的故事、对孩子润物细无声的教养,征服了无数家长和小读者。这次,中意两个出版社更是通力合作,借北京国际图书博览会之机向全球同步出版第三辑,天时地利人和,必将迎来一个更广阔的市场前景。
收稿日期:2013-01-13
基金项目:2010年河北建筑工程学院教学研究课题(20101)
作者简介:郭秀云(1963-),女,河北建筑工程学院机械工程学院教授,硕士,主要从事机械制造设计方面的研究,(E-mail)。
摘要:文章分析了建筑类地方工科院校机械设计制造及其自动化专业的发展现状,深入探讨了该专业面向市场、立足应用、突出特色的培养目标,并从办学理念、培养方案、课程体系、实践教学等方面提出了达到办学目标、体现办学特色的有效途径。
关键词:建筑类地方工科院校;机制专业;教学研究;培养目标
中图分类号:C961 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2013)03-0033-04 机械设计制造及其自动化专业(以下简称“机制专业”)是工科院校和一些综合性大学普遍开设的一门非常重要的专业,在工科专业中占有突出地位。不同层次的高校对应不同层次的就业层面,需要有不同层次的培养目标、培养计划。建筑类地方工科院校的机制专业应明确培养目标,结合学校的办学特色和定位,建立相应的专业体系,探索符合自身发展的教育模式。
一、机械设计制造及其自动化专业的发展现状
中国高等教育的专业设置经历了从大专业细专业大专业的发展过程。建国前高等教育参照欧美高等教育发展模式,高校数量少,设置专业数量也少,讲究通才教育。建国后学习前苏联高等教育模式,高校越办越多,专业越分越细,文理也彻底分开,尤其是为满足国家工业化对人才的大量需求,从国家、行业到地方均开设了大量的工程院校,文科与理科之间的专业对比、招生数量发生了根本改变,工科院校如雨后春笋般地开办起来,建筑类地方工科院校就是在这样的背景下应运而生。改革开放以后,伴随着经济的飞速发展,社会急需大量专业人才,机制专业在各类工科院校普遍设立。河北建筑工程学院开设的机制专业,最初定名建筑机械,后更名为起重运输与工程机械。20世纪90年代中期,借鉴欧美教育模式,教育部将全国各院校上百个机械专业在课程名称、课程体系和教学大纲等方面都作了相对统一的调整,其结果是不同层次、不同隶属关系、不同培养方向的机制专业的培养目标趋同,地方院校的机制专业与重点院校相比,特色不够鲜明。经过十几年的发展,目前机制专业主要有以下特点。 一是,开设学校多,社会需求量大。截至2009年,全国有本科院校720所(不含民办),其中440所开设了机械设计制造及其自动化专业,在校生达16余万,是规模最大的本科专业之一。如果加上大量高职学院开设的高职高专层次的机制专业,学校和学生数量更多。由于机械制造业是国民经济的基础,各个层次的制造企业对机制专业人才的需求量很大,该专业毕业生就业率一直保持在90%以上,几十年长盛不衰。
二是,培养目标趋同。各类开设机制专业学校在招生简章中对机制专业的介绍大致相同,基本为培养具备机械设计制造基础知识与应用能力,能在工业生产第一线从事机械设计制造领域内的科技开发、设计制造、运行管理、应用研究和经营销售等工作的高级工程技术人才(见表1)。表1 部分学校机械设计制造及其自动化专业培养目标比较
三是,课程体系相似。机制专业课程在各高校一般由公共基础课、学科基础课、专业方向课和公共专业选修课组成。主要有机械原理、机械制图、工程材料、工程力学、机械设计、电工与电子技术、控制工程、互换性测量、数控技术等。
四是,毕业生走向趋同。机制专业毕业生大多走向机械制造业的生产、设计、管理一线,往往是不同学校的毕业生去竞争同一个工作岗位,在同一家企业从事设计、制造、维修、销售等工作。
二、建筑类地方工科院校机制专业人才培养目标
对机制专业的培养目标,教育部有统一的要求,但由于开设该专业的学校隶属关系不同、服务对象不同,同时也由于各地方经济发展程度不同,因此对人才的具体需求也有所不同。建筑类地方工科院校开设的机制专业,应依据自身所服务的行业类型、面向的服务对象,对发展方向和培养目标进行科学、全面、理性和实事求是的探讨,努力摸索一条适合自身实际和服务对象需求的科学发展之路,使发展方向更明确,培养目标更具体。
建筑类地方工科院校机制专业的培养目标应主要考虑以下几方面因素。
一是,符合教育部对该专业发展的总体要求。教育部对机制专业确定的发展方向是机械设计,制造与自动化,以力学、机械为主。各学校均应按照该要求,以力学、机械为主制定专业基础课的课程体系。
二是,符合地方经济发展需要。建筑类高校一般分为二种隶属关系:一种是原建设部(现住建部)隶属的建筑类高校,如原哈尔滨建筑大学、重庆建筑大学、沈阳建筑大学等;一种是各省、市隶属的地方建筑类高校,如山东建工学院、吉林建工学院、河北建工学院、北京建工学院等。目前,前者除沈阳建筑大学以外,其余均与当地其他高校合并。后者的服务对象一般是面向地方经济建设,主要为一省、一市、一地区的社会与经济发展培养应用型工程技术人才。因此,建筑类地方工科院校应根据当地国民经济发展的实际需求,明确办学方向,科学定位,设置符合当地需求的学科专业体系。比如,河北省是建筑业大省,需求大量建筑类技术人才;同时,河北省毗邻京津,京津地区的一些建筑业巨头如中建、中铁、中化等也要到相邻的河北省市高校招聘人才,此外,京、津、冀制造业较发达,对机制专业人才需求量较大。因此,河北建工学院机制专业的建设与发展要符合本省及华北地区建筑业和制造业对机制专业人才的双重需求,有的放矢地做好对口培养工作。
三是,符合学校学科整体发展的需要。建筑类地方工科院校以建筑类相关学科构筑其学科体系,主干学科为建筑学、土木工程等,其他学科围绕骨干学科而设置。建筑工程领域需要的专业技术人才是这类学校培养的主要对象。一项建筑工程,从招标、投标、中标、设计、施工到竣工验收,都离不开建筑学、土木工程、工程造价、工程管理、建筑环境与设备工程、给水排水、建筑电气、工程机械等专业方面的设计、施工、管理技术人才。此类高校专业设置应主要以建筑学、土木工程、工程管理、电气、机械专业为主。其机制专业主要培养建筑工程领域需要的与工程机械有关的技术人才,其专业发展也应符合学校整体学科专业体系发展的需要。在教育部整合专业名称之前,该专业名称与建设工程相关,如有的叫“工程机械”,有的称“起重运输与工程机械”等;专业名称统一后各建筑类地方工科院校也应坚持自己原有的专业特色,保留自己的办学特点,为建筑工程领域培养各种层次的工程机械人才。实践证明,这类院校机制专业毕业生在高端制造业领域与重点大学该专业毕业生相比差距明显,而在与建筑工程相关的工程机械领域却大有用武之地,能较好发挥自己的才干,部分优秀毕业生在该领域还取得了令人瞩目的业绩。
四是,符合建筑行业发展的需要。建筑业是国民经济的一大支柱产业,特别是在一些人口多的大省,可以吸纳更多人员就业,增加更多收入。目前在新一轮拉动内需、全面实现城镇化的政策影响下,建筑业的重要性愈发凸显。建筑业经过多年的发展已逐渐改变了过去依靠大量人力支撑、技术含量低的状况,通过运用高新技术、提升从业人员素质等加大行业整体的技术含量,大量的新装备、新技术、新材料、新方法已被采用,节省了大量的人力、物力及财力,缩短了建设周期。在各种建设工地,人工作业已逐渐退出历史舞台,取而代之的是大量的现代化机械设备,过去人声鼎沸、红旗飘扬的施工现场变成了各种大型机械设备的展示场。建筑业的科技化、现代化水平越高,对各种技术人才特别是机制专业人才的需求会越多,要求也会越高。工程机械的设计、制造、使用、更新需要大量的专业技术人才,建筑类地方工科院校机制专业学生毕业时,可以到建筑装备的上游行业——制造企业从事工程机械的设计、研发、制造工作,也可以到建筑企业从事各种工程机械的维护、运营和管理工作。工程机械制造企业和建筑施工企业对机制专业人才的需求量大,是接纳此类院校机制专业人才的主要市场。因此,建筑类地方工科院校机制专业的发展要符合工程机械制造企业和建筑施工企业的需求,在做好市场调研的基础上,有针对性地制定培养目标和计划。
基于以上分析,建筑类地方工科院校机制专业的培养目标应界定为:立足地方经济需要,面向机械制造装备和建筑行业,为装备制造业特别是工程机械的制造、使用、维护等相关企业,培养基础扎实、具有创新意识和协作竞争意识的应用型工程技术人才。建筑类地方工科院校机制专业的服务定位:立足地方,服务区域经济,面向机械制造行业和建筑行业。学科体系定位:以教育部机制专业建设指导意见为依据,以机械设计、电气、自动化为主体,以工程机械的机设与机制为方向,构建以社科类课程、数学力学课程为学科基础,以机械原理、机械设计等课程为专业基础,以底盘、液压、发动机、工程机械设计等与工程机械相关课程为方向的课程体系。专业人才优势:刻苦钻研,勇于创新,立足机械,突出建筑。
三、建筑类地方工科院校机制专业人才培养途径
(一)制定特色化人才培养方案
首先,要明确专业建设指导思想。专业人才培养方案是人才培养目标的具体化,是组织教学、实施具体培养行动的总体设计。建筑类地方工科院校机制专业人才培养方案应结合地方经济和社会发展需要,体现学校整体办学特色和定位,反映工程机械行业的现实要求,遵循夯实基础、拓宽口径、注重实践、重视创新、提升素质、体现特色的指导思想。
其次,要创新培养机制。面对21世纪工程机械领域的技术变革,建筑类地方工科院校机制专业的培养机制要适应新技术、新方法的要求,改变以往以书本知识传授为主、依照教学大纲按部就班开展教学的人才培养模式,形成以知识传授为载体,注重从知识、能力、素质诸方面入手,培养学生的职业素养、社会意识和创新精神,树立全新的人才培养理念。将工程机械制造业的最新研究成果融入课堂教学,将施工领域工程机械使用、维护、管理的最新方法引入课堂教学,将社会实践、工程实践、科研实践与课堂教学结合起来,构建理论教学与实践教学相结合、课堂教学与实习认知操作相结合、传统方法与现代技术相结合、素质教育与知识技能教育相结合、学校教育与生产实践相结合的多环节、多元化的培养机制[1]。
第三,构建人才培养总体方案。建筑类地方工科院校机制专业应根据学校整体办学特色和专业培养方向,以培养学生工程创新能力和实践应用能力为核心,按照培养目标的要求,优化课程体系,注重学生的个性化发展,制订针对性强、特色鲜明的培养方案,着力培养学生的机械设计能力、自动控制运用能力和工程实践与创新能力[2]。
(二)构筑特色化课程体系
根据培养目标和方案,结合用人单位的具体要求,从整体上优化课程体系,注重系统性、前沿性、创新性、实践性,减少必修课,增加选修课,突出学生个性的培养,形成具有建筑类、地方性、机械行业特色的课程体系,专业课程具体由公共基础课、学科基础课、专业课、专业选修课、跨学科选修课五大模块组成。公共基础课以哲学、法律、数学、英语、计算机等相关课程为主,培养学生自主判断能力、逻辑推理能力、语言沟通能力和计算机运用能力。学科基础课以机、电、液主干课程为主,培养学生机械制图、设计的基本能力,系统掌握电气、液压、自动控制知识。专业课程主要体现建筑行业、地方经济的特色,以符合当地工程机械行业发展需要的主要课程和建筑机械涉及的主要知识为主,突出应用型、适应性,展现自身办学特色,这是与国家重点院校和一般综合性院校机制专业相区别的主要标志。专业选修课以计算机辅助设计以及与工程机械相关的前沿技术和行业规范内容为主。跨学科选修课旨在培养学生开阔的视野、良好的人际沟通能力、良好的组织协调管理能力、诚实守信的道德品质和团队精神[3]。
(三)强化实践教学环节
建筑类地方工科院校机制专业要想在激烈的人才市场竞争中占有一席之地,实现培养目标,还应在实践教学环节上下一番功夫,真正接“地气”,即适应企业的实际需求。基于应用型人才的培养目标,此类院校机制专业应加大实践教学环节的建设,适当增加实践教学环节的学时数,达到总学时数的1/3左右。改进实践教学质量考核办法,推行量化考核,引导教师和学生真正认识到实践教学的重要性。
要不断创新实践教学方法。实践教学的重要性不言而喻,但要取得实效难度不小,一些学校限于资金、时间、内容、场地等困扰,实践教学难以不折不扣地开展,水份较多,达不到预期效果。因此,需要不断创新实践教学方法,既要认识到位,更要行动到位;既要坚持走出去多建设一些实习基地,更要将企业工程技术人员请到课堂,将理论与实践真正做到无缝对接;在加强自身实践教学环节硬件建设的同时,也要与企业和研究机构建立协作关系,拓宽实践教学空间。
(四)开展大学生科研活动
要提升学生的工程创新能力,应当创造条件开展一些形式多样又切实可行的科技创新活动。一是教师带领学生搞科研。教师的科研课题大部分来自于企业,如果让学生参与其中,帮助教师完成一些科研任务,便可以较好地培养学生的基础设计能力、查找和整理资料的能力以及撰写科研文章的能力。二是开展形式多样的工程创新活动。帮助学生成立科研组织机构,如大学生创新协会等,根据掌握专业知识的情况和学校的具体条件,组织学生开展一些关于工程机械方面的发明、创造和改进活动。三是在大学生假期社会实践活动中融入科技创新内容,特别是高年级学生要深入科研院所、企业、厂矿、施工单位,调查了解工程机械的研发、使用情况,形成社会实践调研报告,增强对工程机械的感性认识。
(五)师资队伍建设要努力实现“双师”型
为实现培养目标,建筑类地方工科院校机制专业在师资队伍建设中不能只注重高学历、高职称,还应兼顾教师的生产实践经历和背景,建设一支“双师”型师资队伍。一方面将从校门到校门、缺乏生产实践经历的青年教师送到企业、施工单位、研发机构学习培训,使他们对工程机械的制造、使用状况有更感性、全面的认识,强化教师的工程实践能力。另一方面从国有大中型企业选聘一些适合教师岗位、愿意从事教育工作的高级工程技术人才加入到教师队伍。此外,从制造企业、施工单位特聘一些管理技术人员为兼职教师,从而将生产一线的最新技术成果带到学校教学之中。
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On the cultivating goal and mode of mechanical engineering in local
architectural engineering colleges
GUO Xiuyun, ZHANG Wenhai, LIANG Jianming
(College of Mechanical Engineering, Hebei University of Architecture, Zhangjiakou 075024, P. R. China)
根据机械工程专业的特点,围绕专业人才培养目标,本着“厚基础、宽口径、高素质、富有工程实践和创新能力”的总体人才培养要求,提出了“四层十四模块”的课程体系。“四层”是指综合素质培养层、专业能力培养层、创新能力培养层和工程实践能力培养层,这4个层次的培养通过通识教育、专业知识教育、专业特色教育、创新知识教育、工程知识教育5个阶段完成。“十四模块”是指人文管法社会知识模块、质量安全环保意识模块、基本技能模块、自然科学知识模块、专业基础模块、专业应用模块、专业训练模块、工程机械模块、起重与运输机械模块、创新知识模块、创新训练模块、工程认知实践模块、工程项目实践模块、工程岗位实践模块。“四层十四模块”的课程体系如图2所示。程体系课产学研合作教育平台合素质培养综新能力培养创业能力培养专程实践能力培养工通识教育(1-4学期)专业知识教育(4-6学期)专业特色教育(5-7学期)创新知识教育(1-8学期)工程知识教育(3-8学期)人文管法社会知识质量安全环保意识自然科学知识基本技能专业基础专业应用专业训练工程机械创新知识创新训练工程认知实践工程岗位实践工程项目实践思想政治、法规政策、文体卫生、艺术修养课程群质量控制管理、可持续发展、绿色设计与制造课程群外语类、计算机类、信息检索、企业经营管理课程群数学、物理、化学、力学、电工电子学课程群机械制图、机械原理与设计、机械制造基础、液压与气动、控制理论课程群机械设计、机电系统设计、控制技术、工程测试技术、机器人、CAD/CAM课程群各门课程设计、综合实验周、毕业设计等TRIZ创新理论与方法、专利写作与申请课程群结构力学、工程机械概论、工程机械设计与制造、混凝土机械课程群起重机与运输机械、电梯设计原理、电梯控制技术课程群教授讲坛、企业家讲坛、各类工程认知实习、实验、设计等前沿知识讲座、各类工程项目训练、实践、各类竞赛等企业管理讲座、工程岗位生产实训、岗前培训、实习等起重与运输机械各类创新实践、科研项目等。
14个模块对应着不同的课程群,通过课程群的建设完成对学生不同阶段的培养。人文管法社会知识模块是培养学生的法律意识和人文修养,通过这个课程群的学习,使学生具有较扎实的自然科学基础和人文社会素养,具有较强的社会责任感和良好的职业道德,较好的表达能力和交流能力。质量安全环保意识模块是使学生了解本专业相关的方针政策、法律、法规和技术标准,具有环境保护和可持续发展意识。基本技能模块是通过大学英语、专业英语、双语教学课程的设置,培养学生能较熟练地应用英语进行专业交流的能力,尤其是口头和书面表达能力;通过计算机文化基础、技术基础课程及其应用实践,使学生具备应用计算机解决一般技术问题的能力,为今后应用计算机进行辅助设计、分析、模拟和计算夯实基础;通过信息检索课程的学习,掌握运用现代信息技术获取相关知识的基本方法,使学生具有持续学习和独立获取知识的能力。自然科学知识模块是通过数学、物理、化学、力学、电工电子学等课程的学习,培养学生建模求解、设计计算、系统分析与预测能力,为后续专业基础课程和专业课程的学习打下坚实的理论基础,这是工科学生应具备的基本功底。专业基础模块是通过机械制图、机械原理、机械工程控制基础等课程的学习,使学生具有本专业必需的机械制图、设计、计算、实验、测试、工艺、操作等基本能力。专业应用模块、专业训练模块是通过机械设计、机电系统设计等课程的学习,掌握机械工程设计、制造、性能检测、质量管理的原理与方法,通晓机械工程领域的专业技术标准、安全技术规范等,使学生基本掌握本专业的分析问题、解决问题的能力。工程机械模块、起重与运输机械模块是在综合掌握机械工程专业知识基础上,通过工程机械、起重与运输机械、电梯控制技术等课程的学习,加强工程机械、起重与运输机械的设计制造、检测控制、组织管理等知识的学习与实践,使学生具备本行业产品的研发、设计、制造及管理能力。创新知识模块、创新训练模块是通过TRIZ理论与方法、专利写作与申请等课程的学习,培养学生的创新意识,使学生初步具备机械工程专业创新设计与创新制造能力,能够跟踪本领域科技发展前沿和发展趋势。工程认知实践模块、工程项目实践模块、工程岗位实践模块是通过各种教授讲坛、企业家讲坛、前沿知识讲座、企业管理讲座,使学生积累一定的机械工程企业和经济社会环境下的综合工程实践经验,初步培养学生从事机械工程领域新产品开发、生产组织管理、市场经营工作的能力。
根据学校自身学科特色和优势,以及人才培养目标,结合地方经济社会发展状况,在产学研合作教育背景下进行教学改革,提出产学研合作教育模式下“四层十四模块”的课程体系,建立与产学研合作教育相匹配的课程群,推进人才培养与企业相结合的模式,利用企业高技能人才和专家参与实践教学,从而培养出高质量能适应地方经济社会发展需求的机械工程专业应用型创新人才。
本文作者:董明晓李瑞川张明勤张瑞军工作单位:山东建筑大学机电工程学院