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摘要:整合机械工程材料、机械制造技术及部分公差与配合的内容,基于实际的工作过程,系统化的重新设计机械制造基础的授课形式、内容、场合,以达到良好的教学改革效果。
关键词:机械制造基础 工作过程系统化 课程设计
1 概述
《机械制造基础》是一门面向计算机辅助设计与制造、数控技术、模具设计与制造等机械类专业的专业群平台课,具有应用面广、应用性强的特点。课程内容涵盖了机械工程材料、金属工艺学、机械制造技术以及部分公差与配合等多方面的内容,具有较强的综合性和实践性,所涉及的知识面广,与企业实际生产关系紧密。通过课程的学习,学生具有正确选择原材料和妥善安排加工工艺方案的能力,掌握金属材料热处理的基本方法,熟悉机械加工中的各种常见的加工方法和规范操作,具备典型机械零件工艺流程的编制能力。
在当前的授课中,很多院校还是按照传统的授课模式,以知识的灌输为主,教师作为授课过程的主体,学生作为被动的知识接收者,学生的学习兴趣得不到激发,授课效果不好。在课程的设置上,有很大一部分院校,仍然按照传统的课程设置方式,机械工程材料、机械制造技术分开授课,这样就割裂了知识的相关性和完整性,使得学生的学习不具系统性,不利于学生能力的培养。也有一些院校,针对此课程的特点,进行了一些改革,但是基本上还是简单的把知识模块进行合并,同样的达不到真正的以能力为导向的培养目标。
2 工作过程系统化课程简介
所谓工作过程, 指的是个体“为完成一件工作任务并获得工作成果而进行的一个完整的工作程序”[1,2]。即在课程的设计开发中,必须要依据有序性、整体性和生成性的原则,从企业工作的实际需求和高职教育的需要这两个方面进行综合考虑,进行整体课程设计;在课程设计的过程中,必须要有系统的逻辑路线,能力培养的过程必须遵循职业发展的规律和认知学习过程的规律,在从新手到专家、从简单到复杂的学习以及训练过程中,使知识、技能和职业价值观的学习实现融合,集于一体,而不是分离[3]。
3 工作任务及情境设计
工作过程系统化课程的开发,首先需要根据专业相应工作岗位及岗位群实施典型工作岗位及相对应的典型任务分析并进行进一步归纳,以形成源于典型任务又高于典型工作任务的,符合企业需求的行动领域;同时,作为一种教育,课程设计不能只考虑企业的需求。课堂与真正的企业生产是有区别的,企业的目标是盈利,而教育的目标是培养人才,不仅注重学生的一次就业情况,而且必须关注学生的发展,所以,必须在企业的目标中融入教育因素,合理的将知识融于工作过程之中;在具体的课程设计中,学习领域的课程需要多个学习情景来实现,在工作任务及其工作过程的背景下,将学习领域中的能力目标极其学习内容进行基于教学转换后,构成多个学习单元。对于《机械制造基础》这门课程,从企业的典型工作任务中提炼出相应的能力目标,包括能够正确使用材料力学性能测试仪器、能够针对典型零件进行正确的材料选择、能够正确分析典型零件的加工工艺流程、能够熟练操作普通机床等;在每一项工作任务的设计中,将这些能力的培养融入其中,从而在工作任务的完成中达到能力培养的目的。本课程以一级圆柱齿轮减速器的加工与装配为课程学习的总任务,减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动所组成的独立部件,常用作原动件与工作机之间的减速传动装置,在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用,在现代机械中应用极为广泛[4]。其中一级圆柱齿轮减速器是其中最简单的一种结构,它的结构包括了轴类零件、套同类零件、叉架类零件、圆柱齿轮零件以及标准件和常用件。这些零件具有较好的代表性。例如以减速器中轴的加工为工作情景,该轴是一种典型的阶梯轴零件,它的制造过程具有较好的代表性,为了完成这项任务,学生首先需要进行轴类零件材料的选择,这就需要相应的学习材料力学性能的测试方法以及碳钢的性能特点;接着需要选择合适的轴类零件毛坯并进行下料;然后就需要编制加工工艺卡,确定加工工序和定位基准,学习车外圆、车端面、车螺杆螺纹部分;粗加工之后,还需要选择合理的热处理方案对其进行热处理,这就学习到了淬火的原理及淬火工艺的确定;最终,加工的零件采用硬度计进行测量其表面硬度,并测量其他尺寸,来判断轴的加工正确性。在这项任务的完成过程中,学生能够锻炼到多项能力,融合了多项知识目标,再现了企业的生产过程,培养了学生的职业素养。
基于工作过程系统化的课程设计中,老师要在认真分析教学大纲和教材的基础上,整合课程的知识点[5];工作任务的设定要贴合企业实际生产,给学生设计能够学以致用的情境,激发学生学习的兴趣;同时,任务的设计还需要符合普遍的学习认知规律,由易到难、由简单到复杂。我们以一级圆柱齿轮减速器的加工和装配为课程的总任务贯穿在课程的学习之中,共设计了以下几个工作情景。
表1总工作任务实施过程
■
每个工作情景的设计要具有代表性、可实施性,以任务3为例,表2详细说明了该工作情景的实施过程及对应的知识模块。使学生在完成每个工作任务的过程中,能够触类旁通,从而在完成该门课程之后,相应的技能、知识、职业素质都能达到相应的目标。
表2情景2减速器箱体的加工
■
在每个工作情景的实施过程中,首先将一个班分成若干个小组,以小组为单位分配任务,进行讨论分析,思考相关问题,涉及到已学的知识点的,让学生自己给出解决方案,对于隐含在任务中的新知识点,则引导学生自己主动提出,老师加以说明,必要的时候还要学生自己查询课外资料,然后在工作任务实施中加以运用,从而达到对新知识的掌握。在工作任务的执行过程中,充分体现了以学生为主体、以教师为主导、以情景任务为导向、能力为本位的教学特点,充分培养了学生的发现问题、解决问题的能力,在学习过程中,学生是积极参与者、活动主体,也是他们劳动成果的享受者,他们不断与老师、同学进行交流和学习,自己也会在课外积极查询相关资料,很好的培养了学生的独立学习意识、开展工作的能力以及职业精神。同时,由于在实施教学过程中,每个知识点都是隐藏在一个个小的具体工作情景中,忽略了知识的完整性,所以在工作任务完成后,老师应该进行回顾、归纳、扩展,告诉学生哪些是重点需要注意的地方,平时多加练习,从而在具体工作情景的完成过程不断提高学生的专业水平。
4 总结与考核
基于工作过程系统化的课程在考核时,采用考试与任务完成情况评价相结合,注重过程性,促使学生能够积极思考,开拓创新,灵活运用所学知识,注重学生动手能力和在实践中分析问题、解决问题能力的考核,对学生能力进行全面综合评价。从而优化教学过程,深化教学改革效果。
参考文献:
[1]姜大源.世界职业教育课程改革的基本走势及其启示[J].中国职业技术教育,2008,9(319):7-13.
[2]姜大源.论高等职业教育课程的系统化设计——关于工作过程系统化课程开发的解读[J].中国高教研究,2009,4:66-70.
[3]姜大源.论高职教育工作过程系统化课程开发[J].徐州建筑职业技术学院学报,2013,3(10):1-6.
[4]程乃士.减速器和变速器设计与选用手册[M].北京,机械工业出版社,2007:215.
[5]董兵兵.任务驱动法在《机械制造基础》教学中的应用[J].广西轻业,2011,7(152):150-151.
作者简介:晏梦雪(1985-),河南人,专任教师,机械助教,研究方向:机械设计、工程材料、材料加工等。
关键词:机械制造基础 工作过程系统化 课程设计
1 概述
《机械制造基础》是一门面向计算机辅助设计与制造、数控技术、模具设计与制造等机械类专业的专业群平台课,具有应用面广、应用性强的特点。课程内容涵盖了机械工程材料、金属工艺学、机械制造技术以及部分公差与配合等多方面的内容,具有较强的综合性和实践性,所涉及的知识面广,与企业实际生产关系紧密。通过课程的学习,学生具有正确选择原材料和妥善安排加工工艺方案的能力,掌握金属材料热处理的基本方法,熟悉机械加工中的各种常见的加工方法和规范操作,具备典型机械零件工艺流程的编制能力。
在当前的授课中,很多院校还是按照传统的授课模式,以知识的灌输为主,教师作为授课过程的主体,学生作为被动的知识接收者,学生的学习兴趣得不到激发,授课效果不好。在课程的设置上,有很大一部分院校,仍然按照传统的课程设置方式,机械工程材料、机械制造技术分开授课,这样就割裂了知识的相关性和完整性,使得学生的学习不具系统性,不利于学生能力的培养。也有一些院校,针对此课程的特点,进行了一些改革,但是基本上还是简单的把知识模块进行合并,同样的达不到真正的以能力为导向的培养目标。
2 工作过程系统化课程简介
所谓工作过程, 指的是个体“为完成一件工作任务并获得工作成果而进行的一个完整的工作程序”[1,2]。即在课程的设计开发中,必须要依据有序性、整体性和生成性的原则,从企业工作的实际需求和高职教育的需要这两个方面进行综合考虑,进行整体课程设计;在课程设计的过程中,必须要有系统的逻辑路线,能力培养的过程必须遵循职业发展的规律和认知学习过程的规律,在从新手到专家、从简单到复杂的学习以及训练过程中,使知识、技能和职业价值观的学习实现融合,集于一体,而不是分离[3]。
3 工作任务及情境设计
工作过程系统化课程的开发,首先需要根据专业相应工作岗位及岗位群实施典型工作岗位及相对应的典型任务分析并进行进一步归纳,以形成源于典型任务又高于典型工作任务的,符合企业需求的行动领域;同时,作为一种教育,课程设计不能只考虑企业的需求。课堂与真正的企业生产是有区别的,企业的目标是盈利,而教育的目标是培养人才,不仅注重学生的一次就业情况,而且必须关注学生的发展,所以,必须在企业的目标中融入教育因素,合理的将知识融于工作过程之中;在具体的课程设计中,学习领域的课程需要多个学习情景来实现,在工作任务及其工作过程的背景下,将学习领域中的能力目标极其学习内容进行基于教学转换后,构成多个学习单元。对于《机械制造基础》这门课程,从企业的典型工作任务中提炼出相应的能力目标,包括能够正确使用材料力学性能测试仪器、能够针对典型零件进行正确的材料选择、能够正确分析典型零件的加工工艺流程、能够熟练操作普通机床等;在每一项工作任务的设计中,将这些能力的培养融入其中,从而在工作任务的完成中达到能力培养的目的。本课程以一级圆柱齿轮减速器的加工与装配为课程学习的总任务,减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动所组成的独立部件,常用作原动件与工作机之间的减速传动装置,在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用,在现代机械中应用极为广泛[4]。其中一级圆柱齿轮减速器是其中最简单的一种结构,它的结构包括了轴类零件、套同类零件、叉架类零件、圆柱齿轮零件以及标准件和常用件。这些零件具有较好的代表性。例如以减速器中轴的加工为工作情景,该轴是一种典型的阶梯轴零件,它的制造过程具有较好的代表性,为了完成这项任务,学生首先需要进行轴类零件材料的选择,这就需要相应的学习材料力学性能的测试方法以及碳钢的性能特点;接着需要选择合适的轴类零件毛坯并进行下料;然后就需要编制加工工艺卡,确定加工工序和定位基准,学习车外圆、车端面、车螺杆螺纹部分;粗加工之后,还需要选择合理的热处理方案对其进行热处理,这就学习到了淬火的原理及淬火工艺的确定;最终,加工的零件采用硬度计进行测量其表面硬度,并测量其他尺寸,来判断轴的加工正确性。在这项任务的完成过程中,学生能够锻炼到多项能力,融合了多项知识目标,再现了企业的生产过程,培养了学生的职业素养。
基于工作过程系统化的课程设计中,老师要在认真分析教学大纲和教材的基础上,整合课程的知识点[5];工作任务的设定要贴合企业实际生产,给学生设计能够学以致用的情境,激发学生学习的兴趣;同时,任务的设计还需要符合普遍的学习认知规律,由易到难、由简单到复杂。我们以一级圆柱齿轮减速器的加工和装配为课程的总任务贯穿在课程的学习之中,共设计了以下几个工作情景。
表1总工作任务实施过程
■
每个工作情景的设计要具有代表性、可实施性,以任务3为例,表2详细说明了该工作情景的实施过程及对应的知识模块。使学生在完成每个工作任务的过程中,能够触类旁通,从而在完成该门课程之后,相应的技能、知识、职业素质都能达到相应的目标。
表2情景2减速器箱体的加工
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在每个工作情景的实施过程中,首先将一个班分成若干个小组,以小组为单位分配任务,进行讨论分析,思考相关问题,涉及到已学的知识点的,让学生自己给出解决方案,对于隐含在任务中的新知识点,则引导学生自己主动提出,老师加以说明,必要的时候还要学生自己查询课外资料,然后在工作任务实施中加以运用,从而达到对新知识的掌握。在工作任务的执行过程中,充分体现了以学生为主体、以教师为主导、以情景任务为导向、能力为本位的教学特点,充分培养了学生的发现问题、解决问题的能力,在学习过程中,学生是积极参与者、活动主体,也是他们劳动成果的享受者,他们不断与老师、同学进行交流和学习,自己也会在课外积极查询相关资料,很好的培养了学生的独立学习意识、开展工作的能力以及职业精神。同时,由于在实施教学过程中,每个知识点都是隐藏在一个个小的具体工作情景中,忽略了知识的完整性,所以在工作任务完成后,老师应该进行回顾、归纳、扩展,告诉学生哪些是重点需要注意的地方,平时多加练习,从而在具体工作情景的完成过程不断提高学生的专业水平。
4 总结与考核
基于工作过程系统化的课程在考核时,采用考试与任务完成情况评价相结合,注重过程性,促使学生能够积极思考,开拓创新,灵活运用所学知识,注重学生动手能力和在实践中分析问题、解决问题能力的考核,对学生能力进行全面综合评价。从而优化教学过程,深化教学改革效果。
参考文献:
[1]姜大源.世界职业教育课程改革的基本走势及其启示[J].中国职业技术教育,2008,9(319):7-13.
[2]姜大源.论高等职业教育课程的系统化设计——关于工作过程系统化课程开发的解读[J].中国高教研究,2009,4:66-70.
[3]姜大源.论高职教育工作过程系统化课程开发[J].徐州建筑职业技术学院学报,2013,3(10):1-6.
[4]程乃士.减速器和变速器设计与选用手册[M].北京,机械工业出版社,2007:215.
[5]董兵兵.任务驱动法在《机械制造基础》教学中的应用[J].广西轻业,2011,7(152):150-151.
作者简介:晏梦雪(1985-),河南人,专任教师,机械助教,研究方向:机械设计、工程材料、材料加工等。