基于创新能力培养的高职《机械制造工艺基础》教学案例与实践

发表时间:2021/5/13   来源:《教育学文摘》2021年2月4期   作者:李战梅
[导读] 为实现创新型国家战略,我国机械制造业紧密联系生产实际,引进大量创新型技术人才,实现高质量发展。

        李战梅
        (大庆职业学院  黑龙江省大庆市 163311)
        摘要:为实现创新型国家战略,我国机械制造业紧密联系生产实际,引进大量创新型技术人才,实现高质量发展。以高职院校机械类专业毕业生为例,企业对他们的要求已经不仅仅满足于从生产线上的“技工”到“技师”的转变,而是要求他们能够成为有独立设计能力和创新能力的“设计师”、“工程师”。
关键词:高职;创新能力;教学模式
 
        一、实施“引导―探究”法的案例
        案例内容为《机械制造工艺基础》教材中的“表面加工方法的选择”。课程所需时间为40分钟,具体教学设计如下:在导入新课部分,要引导学生理解本节课的教学内容。教师首先对学生进行引导,选择一个类似偏心轴、方箱体、或导套等典型工件,让学生在课堂上讨论这个典型工件在加工时中需要用到哪些种类的加工方法?这些加工方法需要使用哪些种类的机床?从而自然引入对表面加工方法的选择问题中来。通过学生对这些问题进行讨论,将学生的思考引导到本节课表面加工方法的内容上。即只有在了解各种加工方法选择原理,掌握各种表面加工方法的相关加工特点基础之上,才能去确定工件的加工工艺路线,因此表面加工方法具有举足轻重的地位。对于加工同一种表面来讲,有着不同类型的表面加工方法,而如何选择最佳的加工方式,取决于工件的材料、结构、性能、余量和表面粗糙度等,因此就需要对各种
类型的表面加工方法进行系统、全面的认识。
        知识点一:常见表面的加工方案。教师首先为学生讲解选择不同的表面加工方法是为了满足不同时间段和不同加工精度下的工艺路线要求,以确保所加工工件的精度、减少不合格产品、提高生产效率。再通过教室多媒体中的一些典型工件表面加工方法的视频资料,以及教材中的图表内容来讲解表面加工方法的方案选择及每种方法的适用范围,同时结合每种加工方法的特点进行合理的分析点评。
        知识点二:选择表面加工方法的考虑要点。教师让学生回忆导入新课部分时对典型工件在加工时中需要用到哪些种类的加工方法的讨论,让学生各自反思自己的加工方法中是否考虑了该典型工件的结构形状、工件的材料性能、加工设备情况、加工后所要达到的精度等因素。即学生自主探究自己的选择方法是否能够满足加工原则,随后教师通过与学生间的交流与互动,对每一位学生的探究过程进行点评分析,以此加深学生对加工方法选择原则的理解。
        在本课小结部分:教师在总结本节课的知识点后,再次抛出导入新课时讨论的问题,即某个典型工件在加工时中需要用到哪些种类的加工方法?要求每位学生依据本节课中常见表面的加工方案和选择表面加工方法这两部分知识内容,再次选定一套对这个典型工件合理的加工方案。随后由教师随机抽取一套学生自己认为合理的加工方案,让学生本人对自己的加工方案的选择原因进行阐述,组织学生对这套方案进行讨论,指出方案的不足和优点,进一步深化对本节课内容的理解。


        案例总结:目前机械制造业正快速发展,企业对高职机械类专业的毕业生要求越来越高,如果仍然选用传统教学方法进行教学,则难以提高学生的综合能力及创新能力,因此教师在进行机械类专业课教学时可以采用“引导―探究”法。本教学方法将学生置于教学活动中的主体,有利于帮助学生在教师引导后进行自主学习,并且要求学生对知识进行探究和分析,这样不仅可以调动学生学习的积极性,还能够让学生全面地参与到知识探索中,发挥其自身的价值,从而推动创新能力培养。
        二、实施“构建实验教学”的案例
        案例内容为《机械制造工艺基础》课程中全新构建的“机械制造加工精度分析”实验。实验所需时间为40分钟,具体教学设计如下:
        教学目的:通过教师组织学生进行实验,在知识学习层面上,使学生通过学习本实验的知识原理,分析零件尺寸变化规律和影响零件精度的原因;在创新能力培养层面上,让学生自主探究并举出提高零件加工精度的改进工艺规程。
        实验所用器材:每实验小组分配:加工零件(轴)五十个、千分尺一个实验基本原理:因在工件的加工过程中存在着系统性误差,即单个零件存在的误差大小无法代表整个批次所加工零件的误差大小。同样的,单个零件的变化规律和误差性质也无法代表整个批次所加工零件的变化规律和误差性质。在连续加工一批零件时,系统性误差按照其大小和方向保持不变称为常值系统误差,或是按一定的规律而变化,称为变值系统性误差。其中常值系统误差是加工前原理误差和加工时的一次调整误差等。变值系统性误差是指加工床具的制造误差、工艺系统的静强度误差。若系统误差的变化没有规律可言,则称为随机性误差。如被加工零件自身的定位误差、加工时的多次调整误差、加紧误差等。所以为提高加工精度,就应对同一批次工件进行测量,运用计算去处理测量结果,找出一定的误差规律性,用以找出解决零件加工精度的途径。
        实验操作步骤:第一,教师将学生分组,要求每组学生对五十个工件采用千分尺进行测量,测出五十个工件的尺寸后做出分布图,计算其数量指标,分析产生误差的原因,并分析零件尺寸变化规律。首先对五十个工件进行编号,然后用千分尺测量五十个工件的直径。为确保测量结果的准确性,应在每个工件上任意取进行三次测量,并把结果已发表中。第三:教师要求学生画出直方图,并在直方图上做出最大极限尺寸及最小极限尺寸? 的标志线,并计算平均值 X 和标准差 S。第四:教师要求学生根据直方图的工件误差分布情况,对比尺寸分散范围与零件公差值 T,分析是这批工件中是否含有常值系统误差?常值系统误差是多少?如何调整消除常值系统误差?第五,实验后的开放性创新实践环节:教师要求学生结合本次实验的内容,每人自主设计一套关于这批零件加工精度的改进工艺规程。
        案例总结:高职机械类学生创新能力的提高,很大程度上依赖于对机械实验的基本操作。本教学模式下的做法是:以验证性实验为主,以课外开放的创新性实验为辅。在《机械制造工艺基础》实验教学中,凡是涉及基本操作的验证性实验,我们要让每一个学生都能独立操作。与此同时,考虑到一部分高职机械类学生课上能够熟练掌握验证性实验,可以在此基础之上安排创新性实验,让学生自由设计实验平台,并根据自己的情况和需要来安排实验进度,教师此时应充分相信他们,放手让他们独立地操作,让他们自己像企业的工程师那样去设想、去操作、去探索,由此收到良好的实验教学效果,有力地推动高职机械类专业学生创新能力的发展。
【参考文献】
[1] 何小青.浅谈高职生个性培养与创新能力提升[J].中国职业技术教育,2015.
[2] 王伟.创新创业教育融入专业教育机制创新研究[J].黑龙江教育学院学报,2019.
【作者简介】
李战梅(1972-),女,汉族,黑龙江省大庆市人,实验师,本科学历,主要从事高职学生的机械制造及其自动化的教学及实训工作。
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