实践教学模具设计论文

2022-04-20

摘要:根据高职培养目标和特点对高职模具设计与制造专业的实践教学改革和建设进行研究与探讨,重点分析了实践教学体系、实践教学内容、实践教学方法与途径的改革,并对实践教学基地、教材、教师队伍的建设以及实践教学管理与质量评价等进行探讨。以下是小编精心整理的《实践教学模具设计论文(精选3篇)》,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。

实践教学模具设计论文 篇1:

高职模具设计与制造专业实践教学的探索与实践

[摘 要] 高等职业教育肩负着培养面向生产、建设、服务和管理第一线需要的高技能人才的使命,针对这一使命,实践教学是高等职业教育不可缺少的重要环节,本文就模具设计与制造专业实践教学体系、实习实训基地建设、实习实训模式的设计与实践、实践教学考核标准、实践教学管理与质量评价等方面进行阐述,从而使学生能在真正的工作环境中学习和锻炼。

[关键词] 实践教学体系 实习实训基地建设 实践教学考核标准 实践教学管理与质量评价

湖南电气职业技术学院是湘电集团主办的一所高职院,具有70年的历史,模具设计与制造专业于2001年被确定为湖南省教改试点专业,之后积极推行与生产劳动和社会实践相结合的学习模式,已形成了一套行之有效的实践教学机制。

一、模具设计与制造实践教学体系

1.基本技能实训(第1学年)

基本技能实训进行的实训项目分为六部分,分别为:钳工基本技能实训、车工基本技能实训、铣工基本技能实训、刨磨工基本技能实训、钻削基本技能实训、CAD基本实训。其目的是培养学生有关钳工、车工、铣工等基本工艺与操作的相关技能,同时培养学生相互协作的团队精神与安全生产意识。

2.专业技能实训(第2学年)

专业技能实训进行的实训项目分为五部分,分别为:模具钳工技能实训、模具数控技能实训、电加工技能实训、CAD/CAM技能实训和生产实习。在实践教学过程中,电加工实训与数控加工实训把编程、工艺与机床操作有机结合,实施一体化教学,并选择典型的专业性强的模具零件为载体,组织教学内容,把专业知识渗透到实训教学内容中。专业技能实训目的是培养学生学习专业技能的能力和提高学生的实际操作动手能力。

3.综合技能实训(第三学年第1学期)

学生完成专业技能实训后,进行综合技能实训,其中包含塑料模具设计制造实训、冲压模具设计制造实训、其他模具设计制造实训(拓展项目)、顶岗实习和毕业设计等项目。通过模具设计与制造综合实训,使学生能更深入、全面和系统地掌握已学习的基础理论,并将理论知识贯彻到实践应用中。模具设计与制造综合实训完全按企业模具生产流程进行管理与操作,缩小学校与企业的差距,使学生能更快适应企业的需求。

图1 高职模具设计与制造专业实践教学体系构建图

二、模具设计与制造专业实习实训基地建设

实习实训基地是实施实践教学的重要保障。《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》(教高〔2006〕16号)指出,加强实训、实习基地建设是高等职业院校改善办学条件、彰显办学特色、提高教学质量的重点。建立一个由学校提供场地和管理,企业提供设备、技术和师资支持,以企业为主组织实训的校企组合新模式。

1.校内实习实训基地的建设

实训基地建设是实践教学的主要场所,实训基地的建设水平,直接影响到学生技能的培养。只有走出传统的课堂教学活动,才能使学生将理论与实践紧密结合起来。

为培养学生理论联系实际的思维和动手能力,我院自主建设有钳工、车工、铣工、刨磨工、钻削、数控编程加工仿真、模具虚拟装配、典型模具认识及拆装等基本技能实训室;我院还与湘电集团力源模具公司共同打造和建设线切割电火花、塑料成型、模具数控编程与加工、模具CAD/CAM、冲压成形等生产型实训室。

2.校外实习实训基地的建设

建设校外实习实训基地是加强学院实践教学的重要内容,是深化教育教学改革,加强课程建设,培养高技能型人才的紧迫要求。校外实践教学能使学生在真实环境下进行岗位实践,培养学生解决生产实践中实际问题的技术及管理能力,培养团队协作精神、群体沟通技巧、组织管理能力等个人综合职业素质,为学生今后从事各项工作打下基础。

我院机械工程系与湘电集团力源模具公司、湘电集团电机事业部、湘电集团重装公司、湖南崇德有限公司、中国南车股份有限公司合作,建立了5个稳定的校外顶岗实习基地,并举行了挂牌仪式,积极开展“以工作过程为导向”的课程开发,校企双方根据岗位能力培养需要,设计人才培养方案、课程体系和教学内容。在实施人才培养的过程中,在真实的工作岗位,以“师傅带徒弟”的方式完成岗位能力和职业素质的培养。

结合企业管理制度,建立了学生湘电集团顶岗实习工作流程(见下图),以满足了我院模具专业学生生产实习、专业教师实践进修、技术服务等需求,成为我院模具专业实践教学体系重要方面。

图2 湖南电气职院学生湘电集团顶岗实习工作流程图

三、实习实训模式的设计与实践

模具设计与制造专业实践教学的主要环节在于学生实习实训,实习实训模式设计的合理不合理直接影响实践教学的质量。我院就实习实训设计模式主要体现在以下几个方面:

1.实习实训的前期准备

实习实训前的准备,是整个实习实训成败的重要环节。在前期的准备过程中,要根据实际情况,提出自己的实施计划和目标,写出初步的教学组织方案,使学生有了前期的准备,才能在实习实训过程中得到更多的知识和更好的锻炼机会。

(1)实习实训前,指导教师应做好实习实训前的准备工作,组织学生进行实习实训动员,讲清实习实训目的、任务与要求。

(2)指导教师在实习实训前应对实习实训过程进行精心周密的设计,技能训练情境或工作环境布置妥当,训练氛围良好。

(3)校外实习实训,成立实习指导小组,提前与实习单位联系,确定校企双方人员。根据实习大纲要求,结合现场实际制定实习实训教学计划。

2.实习实训实施与指导

经过前期准备工作之后,同学们就可以正式的投入到各个实习实训基地。

(1)指导教师应全程参与组织指导工作,现场引导得当,指导正确、训练规范、专业技能熟练,态度耐心。

(2)指导教师对实习实训过程的安全负责。实习实训的第一堂课就是安技教育,并在实习实训过程中监督学生遵守安全操作规程,确保设备和人身安全。

(3)指导教师在实习实训整个过程还应对学生进行职业规范和职业道德教育。

3.对实习实训学生的要求

(1)提高对实习实训教学的认识,要按大纲要求完成任务,写好实习实训报告。

(2)尊重指导教师,实习实训期间,未经允许不得擅自离开岗位。

(3)严格地遵守各项规章制度。特别是顶岗实习,学生具有双重身份,既是学院的一名学生,又是企业顶岗的一名员工,要服从企业和学院对顶岗实习的安排与管理,尊重企业的各级领导、实习指导老师和其他员工,听从指导教师的安排。自觉遵守企业与学院的规章制度和企业安全管理规定,做到按时作息,不迟到,不早退,不误工,不做损人利己、有损企业形象和学院声誉的事情。

四、 科学的实践教学考核标准

客观地对学生实践教学进行考核与评价, 将利于实践教学质量的提高。对实践教学成绩的评定, 可以从以下几个方面入手:实践教学过程中的学习态度、组织纪律、日常表现与职业素养;实训的动手能力及实训效果;独立工作能力、动手能力、分析问题与解决问题的能力;运用所学的理论知识观察和分析生产中常见现象的能力;实训作业及实训报告的完成质量等。

五、实践教学管理与质量评价

实践教学管理与质量评价是提高实践教学质量的重要保障,主要包括以下几个方面:

(1)专业人才培养方案是实践性教学的“法规”,可以请专业指导委员会成员和企业专家共同参与制定。

(2)实践教学大纲是指导实践教学活动的纲领性文件,格式要求规范统一,应包括实践性质、实践目的与任务、实践内容与要求、建议实践考核方式与成绩评定和有关说明等内容。

(3)实践教学的考试考核方法要采用操作、笔试、口试、答辩、分组协作等相结合的方法进行,重点考核学生的知识应用能力,并注意过程控制。

(4)改革实习实训基地的管理模式,采用学院统一管理和系(部)分工负责的“专管共用”的管理模式,完善和修订实习实训基地的管理规章制度。由学院管理以基本技能实训为主的院内实践基地,由系(部)管理专业技能和综合技能实训基地,努力做到资源共享、责利明确、制度严格,尽可能大地发挥实习实训设施和设备的综合利用率。要充分对学生开放实习实训室和项目,以利于学生自主学习。

总之,随着现代职业教育的不断发展,教育的内容和手段不断更新,实践教学越来越成为全面实施素质教育,培养学生实践技能、创新能力、岗位职业素质的一个重要部分,是教学中一项不可缺少的环节,也是任何教学手段都无法代替的。

参考文献:

[1]教育部.关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见[Z] .教高[2006]16号,2006.

[2]教育部.关于印发《教育部2009年工作要点》和周济部长在教育部2009年度工作会议上的讲话的通知[Z] .教政法[2009]2号,2009.

[3]李东君.基于工学结合的高职模具专业实践教学体系构建[J].广东交通职业技术学院学报,2009(6).

[4]唐秀兰•基于工作过程的模具设计与制造专业实践教学体系构建与实施[J].职业技术教育,2010(11).

作者:程一凡 汤忠义

实践教学模具设计论文 篇2:

高职模具设计与制造专业实践教学改革探讨

摘要:根据高职培养目标和特点对高职模具设计与制造专业的实践教学改革和建设进行研究与探讨,重点分析了实践教学体系、实践教学内容、实践教学方法与途径的改革,并对实践教学基地、教材、教师队伍的建设以及实践教学管理与质量评价等进行探讨。

关键词:高职;模具设计与制造专业;实践教学;改革

我国高职教育的发展方向和培养目标定位经过多年的探索和调整已基本形成共识,即“以就业为导向,以服务为宗旨,培养高素质技能型专门人才,满足社会需求”。实践教学是实现职业教育培养目标的重要教学环节,它对培养学生的实践技能和工程素质、形成岗位职业能力等具有重大意义,同时也是凸显高职教育特色、提高教学质量的重要手段。

高职模具设计与制造专业(以下简称模具专业)是实践性很强的专业,毕业生既应掌握相应层次的文化基础知识和相关的专业技术理论,又必须具备较强的技术应用能力、现场操作技能和良好的职业素质。所以,实践教学是本专业整体教学方案实施中的重要环节,是使毕业生真正能“下得去、用得上、干得好、留得住”的重要保障。因此,针对目前该专业实践教学相对薄弱的现状,改革专业实践教学的体系、内容、方法、途径以及实践教学基地、教材、教师队伍建设,完善实践教学管理与质量评价,对专业人才培养目标的实现是非常必要的。

实践教学体系改革

高职模具专业的实践教学体系应遵循职业技术教育循序渐进的规律,从简单到复杂,从一般到先进,从单一到综合,使学生逐步掌握适应岗位(群)要求的职业技能,具备本专业要求的综合实践能力和工程素质。

高职模具专业的整体教学体系应采用“宽基础、活模块”教学结构,与此相配套的实践教学体系采用模块式结构体系,可由基本技能训练、专向技能训练和专业综合技能训练三部分构成(见图1)。各个训练模块的实践性环节打破了传统的以验证性实验和演示参观为主的教学形式,并且每个环节都融入了素质教育的内容。(1)基本技能训练安排在专业学习之前或穿插在相应课程的理论教学过程中进行,是实践教学体系的初级阶段。(2)专向技能训练一般采取集中学习(实训周)的形式,安排在相应课程理论教学的中间或结束后进行,是实践教学体系的中级和中坚阶段,是实践性教学的主体部分。(3)专向综合技能训练是实践教学体系的高级阶段,其目的是进一步培养学生的综合应用能力,完成就业前的职业技能综合训练。教学中应尽可能地模拟实际生产环境和条件,采用工学结合,一般应在完成专业课程学习后,安排在校内外的实验实训基地进行。

实践教学内容的改革

实践教学内容的改革是实践教学改革的关键,应坚持基础知识、一般能力与专业技能相结合,突出专业核心能力与综合能力,强调素质教育,使学生具有解决实际问题的能力和工程素质。

加强基础知识和基本技能的训练基础知识和基本技能训练主要通过实验和基础性实训来完成。为提高学生学习理论课程的积极性和学习效果,模具专业的各理论课程都含有课内实验和实践教学环节,一般采用参观、认知实践、演示、动手操作和实验等方式,或采用专业教室教学、多媒体教学、现场教学等形式来实现,达到巩固基础理论知识、训练基本技能、掌握基本方法的目的。此外,还应加强学生应变能力和创新意识的培养,有条件的应在基础实验室、专业教室或实训车间内完成。

注重一般能力与专业技能相结合一般能力与专业技能的训练主要通过校内实习实训来完成。实践教学各环节除应包括适应学生未来职业岗位(群)的专业技能外,还应包括与专业技能相关的一般能力,如收集(检索)和处理现代信息的能力、自学和获取新知识的能力、分析和解决实际问题的能力、写作与表达能力、英语与计算机应用能力以及团结协作和社会活动组织能力等。重点强调专业基本技能的训练,以国家劳动部门规定的上岗要求和技术主管部门的基本技能要求为主,配合实施职业资格证书培训与考试,做到基础过关、技能过硬、灵活运用。

突出专业核心能力与综合能力培养高职模具专业核心能力和综合能力的培养要坚持由浅入深的级进方式进行,突出核心能力与综合能力相结合。模具专业的核心能力主要是模具CAD/CAM技术应用能力,要通过计算机绘图→计算机三维造型(CAD)→数控编程与仿真(CAM)→数控与电加工实训→模具CAD/CAM实训→产品造型设计与快速成型→毕业实习与毕业设计等实践教学环节来逐步完成。综合能力的培养主要通过综合实训或顶岗实习来完成,最好能够反映生产实际和岗位要求,可安排到对口的生产单位或校外实训基地进行。让学生从产品设计入手,按企业要求进行模具设计、工艺设计、模具零部件设计及加工,模具装配,最后形成合格产品。将专业知识贯穿于整个实践教学过程中,营造真实的企业环境,提高学生的实际技能,满足企业用人的要求。

将素质教育贯穿于实践教学全过程教学改革中必须注意加强素质教育,实践教学改革也不能忽视全面素质教育。素质教育在各种实践性教学环节中都必须显现出来。在实践教学过程中,全面素质教育的重点是教育或帮助学生树立正确的职业道德观、科学观和人生观,真正做到既教书又育人,教育学生牢固树立光明磊落、健康向上的思想品德和吃苦耐劳、一丝不苟的工作作风。

实践教学改革的方法与途径

实践教学要充分发挥实践教师的主导作用,注重因材施教、因人施教、因实践环境施教、因生产单位的发展需要施教,积极采用基于工作过程的项目式或案例式教学,灵活运用启发式、讨论式、现场教学等多种教学方式,使教学与生产紧密结合,并鼓励学生独立思考,激发他们学习的积极性和主动性,培养学生的科学精神、创新意识和个性意识。要加强对现代教育技术手段的研究与应用,采用视频录像片、电子教案、光盘、CAI课件、模拟软件等多种形式进行教学。

实践教学应努力发挥学生的主体作用,做到实践前有预习,明确每个实践模块的目的、内容和要求,独立拟定实践环节的方案;实践过程中有步骤,做到认真听讲与记录,仔细观察,牢记要领,勤学好问,勤于动脑、动手,勤于分析与训练,掌握技能要领;实践后有总结,及时写总结报告,归纳技术与操作要点,分析不足与改进方法。

实践教学途径应逐步完善并形成教学、科研、生产与培训“四位一体”的教学机制,有效促进产、学、研结合,具体应做到以下几个方面:

广泛开展生产、教研、科研活动通过学院的科研部门、实训中心或校办工厂等,启动对外的生产加工业务,如CAD/CAM技术开发与服务、模具设计与制造、零件数控或电切削加工等。这样,既可以为学院创造良好的经济效益,又可以锻炼教师队伍,培养学生的动手能力,提高实验实训设备的利用率,为学生将来的就业打下良好的基础。

加大力度推进“双证书”制度 应实现培训、实训与考试“三位一体”。具体做法是:理论教学课程应综合相应工种的应知部分,实践教学环节要融合相应工种的技能部分,通过正常的理论和实践教学,自然达到相应工种的职业技能鉴定标准,经过职业技能鉴定部门的考试与鉴定,获得相应工种的职业资格证书,实现职业资格“零培训”。另外,要依托行业和企业,深入开展校企合作,加大企业职工继续教育与培训力度。

充分发挥专业指导委员会的作用专业指导委员会的委员基本上都是各专业的专家或技术骨干,要让他们参与到实践教学改革中,既利用他们的知识和经验,又利用他们广泛的外界关系。可以邀请他们来校进行专业讲座,也可以让他们指导学生校外专业实习。

实践教学的教学基地、教材和教师队伍建设

实验实训教学基地建设建立稳定的实验实训基地,使学生能在真实的工作环境中学习和锻炼,是培养技能型专门人才的重要途径。实验实训基地建设应从以下方面进行:(1)合并、重组基础实验室和专业实验室。改变实验室松散管理及专为某一课程或专业服务的状况,根据功能和专业特点进行改革,集中设置、融合专业基础课实验和专业课实验为一体,做到教育资源共享,减少重复投资、提高资金效益。(2)多渠道、多方面筹措资金,充分利用社会资源,改善实训条件。由于学生规模扩大,学院尽管投入了大量的资金,但用于学生实践的场地和设施仍然不足,这表明已不能完全靠投入来满足实践教学需要,只有不断深化实践教学管理体制改革,优化教育资源配置,建立开放的实践教学体系,才能充分发挥综合效益,提高教学质量。因此,学院应建立灵活的体制,引入市场投资机制,多渠道、多方面筹措资金;要充分利用周边地区的优势和行业优势,建立稳定的、充足的模具专业校外实习基地,为培养学生的技术应用能力和综合能力提供保证。(3)建立虚拟模具厂,可以用较少的经费满足对实践场地和设施的大量需求。

实践教学教材建设根据实践教学计划和进度,高职模具专业实践教学部分的基础训练要尽可能采用公开出版发行的教材,目的在于提高学生对将来各种工作环境的适应能力。对于缺少正规教材的实践环节和专业技能实训以及综合实训,学院应组织相关行业、企业专家和校内“双师型”教师,结合自身实训基地的实际情况编写校本教材。校本教材要能够体现岗位(群)的针对性,内容应具有实用性、可操作性和先进性的特点。

实践教师队伍建设主要应采取以下措施:(1)招聘与引进相结合。在优化现有实践教师队伍结构的基础上,逐步引进具有一定专业理论知识和丰富实践经验、年轻有为、专业急需、具有工程师(高级技师)以上职称的专业人士作为专职指导教师;招聘从生产企业退休但身体健康的工程技术人员作为兼职指导教师;在校外实训基地聘任一批有丰富实践工作经验的技术人员作为校外兼职实训指导教师。(2)进修和内部培训相结合。积极为现有的中青年教师创造培训和进修的条件,可以采用到国外进修、到国内高校进修或到生产企业挂职锻炼,提高教师的业务水平和职业素质。例如,将新分配来的教师派到企业顶岗锻炼半年到一年,青年教师每年利用带队实习机会到企业学习2~4周。

实践教学管理与质量评价

实践教学管理与质量评价是提高实践教学质量的重要保障,主要包括以下几个方面:(1)教学计划是实践性教学的“法规”,可以请专业指导委员会成员和企业专家共同参与制定。(2)实践教学大纲是指导实践教学活动的纲领性文件,格式要求规范统一,应包括实践性质、实践目的、实践内容与要求、建议实践考核方式与成绩评定和有关说明等内容。(3)实践教学的考试考核方法要采用操作、笔试、口试、答辩相结合的方法进行,重点考核学生的应知应会部分,并注意过程控制。(4)实践教学质量控制体系要与“双证书”制度接轨,要与实验实训基地建设配套,纳入全校教学质量的评价与评估体系之中,并且要占有重要地位。(5)改革实验实训基地的管理模式,采用学院统一管理和系(部)分工负责的“专管共用”的管理模式,完善和修订实验实训基地的管理规章制度。由学院管理公共职业环境及以技术基础为主的院内实践基地,由系(部)管理专业大类的专业实践基地或实验室,努力做到资源共享、责利明确、制度严格,尽可能大地发挥实验实训设施和设备的综合利用率。要充分对学生开放实验室、实训室和项目,便于学生对相关技术和实验实训基地的综合利用,以利于学生自主学习。

参考文献:

[1]朱方来. 高等职业教育实践教学体系的研究与实践[J].深圳职业技术学院学报, 2002,(2):73-80.

[2]赵燕. 新形势下高校实践教学体系的构建与实施[J].化工高等教育, 2003,(4):90-92.

[3]朱香奇,胡新红. 高职教育实践教学体系的构建[J].湖州职业技术学院学报, 2007,(3): 8-10.

[4]俞仲文. 高等职业技术教育实践教学体系的研究与实践[M].北京:清华大学出版社, 2004.

[5]黄学光. 论高职教育实践性教学体系的构建[J].教育与职业, 2007,(12): 148-149.

[6]黄立志,李祥峰,等. 新世纪我国高职院校实践教学体系的构建[J]. 邢台职业技术学院学报, 2000,(3):6-9.

[7]冯俊伶. 关于高等职业教育实践性教学改革的构想[J].教育理论与实践, 2006,(12): 56-57.

[8]孙兴民. 构建高职高专多元化实践教学体系的探讨[J].河北工程技术高等专科学校学报, 2007,(4): 53-55.

作者简介:

徐政坤(1962—),男,湖南湘阴人,硕士,张家界航空工业职业技术学院副教授,研究方向为模具设计与制造和材料工程。

作者:徐政坤 卢端敏 宋 斌 宋新华

实践教学模具设计论文 篇3:

基于OBE理念的塑性成形工艺及模具设计实践教学环节改革

[摘 要]课题组基于OBE理念培养能够解决复杂工程问题的本科生,结合具有工程机械背景的材料成型及控制工程专业特点,以学生为中心,改革实践教学环节。秉承“创新不是无水之源”的改革理念,课题组在实际应用和实践基础上培养学生的创新意识,鼓励并引导团队合作,改以往的“领跑”式教学模式为“助推”式教学模式,以开放式的实验项目为引导,在实验项目的内容安排上不再使用以往外购“黑匣子”式的成套实验设备,而使用自制的开放内部结构和源代码的教学仪器。课题组指出指导教师应详细讲解实验原理和实验仪器设计思路,利于培养学生的创造和研究的能力。课题组还指出配备具有“双师资格”的师资力量作为实验指导教师,利用专业课程的课堂实践教学培养学生技术和非技术能力,可以使各毕业要求具有可衡量性和可操作性。

[关键词]塑性成形工艺及模具设计;工程教育认证;教学改革

工程教育专业认证是对工程类专业教育实施的专门性认证,是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础[1],引导国内高校在人才培养、学科建设方面的标准化、规范化方向。我国自2006年全面启动工程教育认证工作以来,经过十余年的发展[2],已经形成了较为完善的体系,其核心目标是把学生培养成满足社会需要的工程人才,强调产出导向,要求专业課程体系设置、师资队伍配备、办学条件配置等都“以学生为中心” [3],围绕学生毕业要求、培养目标达成这一核心任务展开,并强调建立专业持续改进机制以保证专业教育质量和专业教育活力。

在教学活动中,如何将课堂理论知识与生产实践有机结合,培养学生的工程应用背景[4],是新形势下高校教学活动中面临的主要课题。本文以材料成型及控制工程专业核心课塑性成形工艺及模具设计实践教学改革为例,根据工程教育要求,结合培养方案和教学大纲,开展了系列的实践教学环节改革活动。课题组秉承“创新不是无水之源”的改革理念,在实际应用和实践基础上培养学生的创新意识,鼓励并引导团队合作,探索改革途径和效果,以毕业要求内涵引导课程实践项目设置[5],使毕业要求具有可衡量性和可操作性。

一、改革思路及实践环节安排

(一)改革以往 “领跑”式教学模式为“助推”式教学模式

以往基于理论知识掌握为目标的专业课学习“以教学为中心”,教师教在前,学生学在后。由于专业课理论多,公式多,随着学习进程的推进,学生参与度不够,会出现部分学生掉队跟不上,而教师仍然在“前面”“领跑”的现象。工程教育“以学生为中心”教学理念的倡导,促使教师在专业课的实践教学中,以项目带动学生,注意观察掌握学生的学习节奏,在“后面”“助推”。

(二)采用开放式的实验项目培养学生的创新能力

明确的学习目的会极大地提升学生的学习兴趣、持久度和专注度,有利于对知识的掌握,将学生带入实验项目任务中。开放式的实验项目为学生提供更多面向工程问题的实践机会,使学生知道为什么学,学什么,增加学习过程的自主性并激发创造性,有利于学生理解含混晦涩的专业名词和专业理论。我们不再使用以往外购“黑匣子”式的成套实验设备,而使用自制的开放内部结构和源代码的教学仪器。教学仪器的内部结构、工作原理一目了然,指导教师能够详细讲解实验原理和实验仪器设计思路,利于帮助学生设计/开发解决方案,培养学生的创造和研究的能力,以往一台设备做一个实验,写一个实验报告,学生知其然不知其所以然的局面得以改变。

(三)采用基于项目的团队协作方式

采用项目教学法,其使用零件简单,过程完整且复杂。实验和设计内容以解决一个实际问题为基础,具有较高的综合性,包含多个相互关联的子问题,包括工艺和设计问题的全周期、全流程,有明确的实验目的和任务,有确切的实验提交方法和结果。6个学生为一个实验小组,在7个实验项目中选择项目修满16个学时,组内学生推选一名组长,负责就实验内容、实验耗材、实验进度、实验安排、疑问答疑与同组同学和指导教师交流沟通。实验采用交叉分组的方式进行,充分利用实验学时和仪器设备,培养了学生个人与团队的能力。

(四)实践环节安排

塑性成形工艺及模具设计是材料成型及控制工程专业一门重要的专业课程,主要讲述金属体积、板料成形工艺,模具结构,模具设计流程及方法,培养学生结合零件特征合理选择塑性成形工艺、设计,以及分析、协作、就专业问题交流的能力。课程任务是使学生完成工艺选择、模具设计,并且能够正确选配标准件,安装维护好模具,完成基于零件特征的模具的全周期、全流程设计。

为提高学生在结构设计、安装、使用与维护方面的能力,更快融入工程实践活动,课程内的实验教学活动应面向全体学生。因此,在实验课内容和开展形式上应充分考虑实验分组能让组内所有学生都动手,实验内容能让组内所有学生都动脑,实验效果能让实验所有学生都了解实验和设计全流程、全周期,并保持合理进程和秩序。

实践课的选择采用开放式,学生从所列的26个学时的实验中选择16学时的实验。课程实验依托于国家级工程实践教育中心、江苏省实验教学示范中心、江苏省重点实验室、江苏省工程实验室、江苏省工程技术研究中心,有足够的实验场地和实验仪器。

与课程任务对应设立3个课程目标:

课程目标1:理解典型体积金属开式锻造、闭式锻造、精密模锻、挤压和板料金属冲裁、弯曲、拉深、覆盖件等成形工艺,掌握体积金属和板料金属相关成形制造工艺过程。掌握典型的模具结构和设计计算方法,能够设计典型的金属体积成形和板料成形模具。

课程目标2:掌握模具材料的选择、模具的制造技术;掌握与材料成形设备的连接方式、模具的安装、拆卸及维修技能。以个人和团队的形式考虑制造、连接、安装、拆卸、维修等因素,优选模具设计方案以解决实际工程问题。

课程目标3:根据所学内容,在对复杂材料成形工程问题开展测试、实验等研究工作时,能够设计复杂的实验模具。了解材料加工领域相关的技术标准,能够分析材料加工领域中新技术、新工艺的开发和应用对社会、健康、环境、安全、法律及文化的影响,并做出合理评价,理解应承担的责任。

二、综合型实验项目内容开发

(一)实验内容的设计体现项目性和协作性

1.板料成形性实验部分内容

实验目的:掌握薄板FLC成形极限图实验及绘制方法。

(1)完成一组实验数据需要10张板料,试样的厚度为1mm,长度为180mm,宽度分别为20mm、40mm、60mm、80mm、90mm、100mm、120mm、140mm、160mm和180mm。板料的切割准备由实验指导教师完成,按组领取材料。试样放在热处理炉中加热至340℃,保温1小时,然后让试样在热处理炉里进行冷却(板料已被预处理,时间不计入实验学时)。

(2)采用电化学腐蚀法印制网格:网格大小采用Φ2的圆形网格,在板料全区域印制网格。印制网格如图1所示。

(3)实验所用模具:基于Nakazima凸模胀形的模具安装在10吨电子万能试验机上完成胀形件的压制,方便操作。

(4)用于胀形的Nakazima模具及完成胀形压制后单组实验结果如图2所示。

(5)实验数据的测量及成形极限图的绘制

采用网格应变分析法测定试样上的极限应变,先测量出颈缩部位或破裂部位的临界网格圆的直径变化,再计算出相应的应变,临界网格圆是用于测量和计算极限应变的网格圆。一个板料上选取3个临界网格圆进行测量,选取的网格圆应该尽量相邻或靠近,并且属于同一种临界网格圆。

临界网格圆选好以后,将试样平放在桌上,用游標卡尺测量临界网格圆的长轴和短轴的长度d1、d2,测量时游标卡尺的刻度线要与椭圆相切,并且与椭圆的长短轴保持垂直,读数时视线要垂直于椭圆的长轴,以便减小测量误差。按照下列公式计算塑性失稳极限应变:

工程应变

[e1=d1-d0d0×100%]        式(1)

[e2=d2-d0d0×100%]        式(2)

换算为真应变:

[ε1=lnd1d0=ln(1+e1)]         式(3)

[ε2=lnd2d0=ln(1+e2)]        式(4)

测量、计算出所有的数值以后,绘制成试验数据表,之后绘制成形极限图(FLC),如图3所示。

2.成形零件应力测试实验

实验目的:掌握应力-应变测试系统及成形零件残余应力测量方法。

(1)实验原理基于小孔释放法,实验耗材按组领取:测量试样(带有残余应力的塑性变形试样)、砂纸、应变计、静态应力-应变测试仪、电子万用表、手持焊接电烙铁、焊锡丝、导线若干、502胶水、胶带、酒精棉球、镊子、笔、直尺。

(2)测点定位:为了方便钻孔和贴片,在需要测量残余应力位置处用笔和直尺画一个十字线,贴片时使应变片的中心十字花与在试样表面画的十字线中心位置相重合,确保测量位置的准确性,也为钻孔时提供参考点。

(3)贴应变计及连接导线。

(4)测试硬件及数据处理软件:采用带磁力座可即时开合地进行钻孔。钻孔装置、数据采集及处理软件如图4、图5所示。

(二)师资配备

实验指导配备双师型教师,指导并检验实验效果。实践指导教师应具有足够的工程背景和实践经验,应具备解决现场实际工程问题的能力。

双师型教师指具有教师和工程师双重资格的老师。双师型教师必须经过校人事处师资科认定并颁发证书,他们必须具有讲师及以上高校教师职称证书,并具有如下条件之一:

(1)具有其他行业中级及以上专业技术职称(含行业特殊的资格)证书;

(2)具有中级及以上执业资格、专业资格、专业技能考评员资格等证书;

(3)具有在企业第一线从事本专业实际工作的经历(两年以上);

(4)应用技术研究成果被企业应用。

三、评价体系

(一)成绩评定

本课程成绩评价由平时考核和期末考试两部分组成,实践环节占40%,其评价标准如表1所示。

(二)学习效果分析

将改革后的综合性实验项目应用于2015 级材料成型及控制工程专业,与未实施教学改革的2014级学生成绩相比。2014级分数区间为50~87 分,平均成绩72 分,其中: 60 分以下(不及格)占16%;60~69 分(及格)占27%,70~79 分(中等)占56%,80~89分(良好)占20%, 90 分以上(优秀)无。2015级分数区间为40~93 分,平均成绩78 分,其中: 60 分以下(不及格)占1%; 60~69 分(及格)占29%,70~79 分(中等)占53%,80~89分(良好) 占15%,90 分以上(优秀)占2%。从以上2年的试卷统计分析可以看出, 2015级学生期末考试成绩及反映出来的课程目标达成度比2014级全面提高,说明了该课程在工程教育认证体系下以学生为中心、持续改进的教学效果显著。另外,平时在课堂上与老师互动,问问题的学生明显多了,证明学生通过实践教学改革开始自己思考问题了,并想要去解决问题了。

四、结语

工程教育认证以“学生为中心”“产出为导向”,形成“持续改进”机制。课堂教学环节是完成课程目标,达成毕业要求的重要基础单元,以毕业要求内涵引导课程设置,课程目标需支撑学生达成毕业要求,利用技术类课程的课堂教学培养学生各项技术能力。

认证不是目的而是手段。通过工程教育认证可以推进我国工程教育改革,提高高校工程教育质量,有针对性地培养企业、社会发展需要的有国际竞争力的毕业生,还可以结合学校背景进行探索和实践,将课堂理论知识与生产实践有机结合,培养学生的工程应用能力。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 中华人民共和国教育部.第一份《中国工程教育质量报告》“问世”[EB/OL].[2014-11-14](2020-02-10).http://www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s7600/201411/t20141114_1782

47.html.

[2] 彭莉峻,韩行.工程教育专业认证下电工电子技术综合性实验项目改革[J].实验室研究与探索,2018(7):178-181+290.

[3] 陈涛,邵云飞. 理念与现实:我国高等工程教育加入《华盛顿协议》后的发展趋向探析[J].高校教育管理,2018(1):54-60.

[4] 陈世海,王军,代伟,等.工程项目应用于本科实验教学的研究与探索[J].实验技术与管理,2018(8):178-181.

[5] 王保建, 陈花玲, 杨立娟,等.工程教育认证标准下的课程教学设置[J].实验室研究与探索,2018(8):162-166+298.

[责任编辑:钟 岚]

作者:何敏 黄传辉 王树臣 石端虎 杨峰

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