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模具拆裝實訓,培養學生的動手能力、分析問題和解決問題的能力,使學生能夠綜合實訓運用已學知識和技能對模具典型結構設計安裝調試有全面的認識,為理論課的學習和課程設計奠定良好的基礎。
2. 模具拆裝實訓的要求
掌握典型塑料模具的工作原理、結構組成、模具零部件的功用、互相間的配合關系以及模具安裝調試過程:能正確地使用模具裝配常用的工具和輔具;能正確地繪制模具結構圖、部件圖和零件圖;能對所拆裝的模具結構提出自己的改進方案;能正確描述出該模具的動作過程。
二、模具拆裝實訓前的準備
拆裝的模具類型 常見注射模具一套。
2. 拆裝工具 游標卡尺(大小各一套)、內六角扳手(公制)、橡皮錘、螺絲刀子等常用鉗工工具。
三、實訓地點
實訓樓二樓刀具實驗室。
四、模具拆裝時的注意事項
拆裝和裝配模具時,首先應仔細觀察模具,務必搞清楚模具零部件的相互裝配關系和緊固方法,并按正確的方法進行操作,以免損壞模具零件。
2. 分開模具前要將各零件聯接關系做好記號。
3. 不準用錘頭直接敲打模具,防止模具零件變形。
4. 導柱和導套不要拆掉。
5. 畫出模具的裝配草圖和重要的工作零件圖。
6. 模具拆裝完畢要清楚模具的動作過程及每個零部件的功用。
五、裝配步驟及方法
確定裝配基準
2. 裝配各組件,如導向系統、型芯、澆口套、加熱和冷卻系統、頂出系統等。
3. 擬定裝配順序,按順序將動模和定模裝配起來。
六、實訓報告要求
(1)按比例繪出你所拆裝的模具的結構圖和工作零件(上模、下模)圖;(計算機繪圖、手工繪制均可)
(2)詳細列出模具上全部零件的名稱、數量、用途及其所選用的材料;若選用的是標準件則列出標準代號;
(3)簡述你所拆裝的塑料模具的類型、結構和工作原理(動作過程);
(4)簡述你所拆裝的模具的拆裝過程及有關注意事項。
(5)對模具拆裝實訓的體會和收獲進行總結(要求300字)。
拆裝的塑料模具的類型、結構和工作原理
類型: 注 塑 模 系列——斜頂模
結構圖
工作原理:
將已熔融狀態(即粘流態)的塑料注射入閉合好的模腔內,經固化定型后取得制品的工藝過程。
注射成型是一個循環的過程,每一周期主要包括:定量加料—熔融塑化—施壓注射—充模冷卻—啟模取件。取出塑件后又再閉模,進行下一個循環。
凸模
凹模
模具拆裝實驗注意事項
1、模具拆裝時,注意上下模(或動定模)在合模狀雙手(一手扶上模,另一手托下模)注意輕放、穩放。
2、進行模具拆裝工作前必須檢查工具是否正常,并按手用工具安全操作規程操作,注意正確使用工量具。
【中圖分類號】G【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2013)11C-
0030-02
一、設計“沖壓模具設計與制造”課程綜合實訓項目的必要性
“沖壓模具設計與制造”課程綜合實
訓是指學生在學完相應的專業基礎課程,掌握了一種或多種專業技能后,在專業教師指導下進行的綜合性實踐教學過程,包括模具結構的設計、模具零部件圖的繪制、成形零部件的加工、模具的裝配、試模及實際應用等一系列工作流程和內容。學生需要完成從圖紙繪制到零件加工的模具設計與制造全過程。
由于受教學體系和實驗手段限制,目前“沖壓模具設計與制造”課程的實驗教學內容和形式單一,學生在學完課程后大多只能進行沖壓模具拆裝和模具沖裁綜合性實驗兩個基本型實驗,極大地限制了學生對該課程的實踐認識,實踐效果不夠理想。主要表現在:學生動手能力欠佳,缺乏自主創新實驗,對于細節知識很難理解,不能真正做到“學以致用”,進行模具創新設計也就無從談起。為此,有必要開發一個綜合性的實訓項目,不斷提高學生對專業知識的綜合應用能力、創新能力和職業素養,增強學生的創新創業和就業能力,為學生今后從事模具設計打下良好的基礎,這對創新人才的培養也具有重大意義。
二、“沖壓模具設計與制造”課程綜合實訓項目設計原則
(一)項目設計突出應用性,體現創新性。沖壓模具技術不僅在模具設計、技術研究和加工制造中大量使用CAD、CAM等技術軟件,而且在包括CAE分析軟件和快速成型等技術在內的應用和開發方面也有許多新的發展,教師必須克服機械式的驗證實驗模式,除基礎實驗外,應結合新技術開發一些更具特色和實際應用價值的綜合實訓。
(二)項目設計源于科研項目。教師的科研項目成果經過適應化處理,可以開發出應用性和實用性強的實訓項目,在減少經費開支的條件下,增強自主創新實驗力度,創造性地進行實驗教學改革。另外,可以將科研課題融入教學活動中,增強實驗教學的靈活性,使學生有更大的獨立思考和自主設計空間,開拓學生的思維,把實驗當做一種開發過程來完成,使學生對模具技術有更深層次的理解,從而提高學習興趣。
(三)項目設計以“學生為主體,教師為主導”。實訓項目教學過程中,采用以“學生為主體,教師為主導”的訓練模式,由學生作為項目的實施者,指導教師只是起監督和指導作用,以便充分調動學生的學習興趣,有效發揮學生的學習自主性,激發學生的創造力,培養學生的創新意識。學生充分利用實驗室的軟、硬件資源,查閱文獻資料,總結分析,親自設計模具方案,進行模擬分析,處理和分析相關數據,優化參數,并進行加工、裝配、實驗;教師及時解答實訓過程中的相關問題,督促學生完成實訓任務,從而提高自主學習能力、參與性、主動性和創造性,為推廣研究性學習和個性化、實用化培養的教學方式奠定基礎。
三、“沖壓模具設計與制造”課程綜合實訓項目任務內容
從“沖壓模具設計與制造”課程的實際教學內容出發,結合教師的科研項目,將實訓項目內容分解成以下幾個部分:
(一)查閱項目文獻資料。教師指導學生利用圖書館和網絡資源查閱相關資料,熟悉課題的研究現狀和發展趨勢,了解成形技術的研究現狀和發展趨勢,特別是成形工藝的原理、特點和應用情況。學生通過文獻查閱掌握文獻查閱的方法,培養知識總結能力。
(二)成形工藝分析。基于對文獻資料的分析、總結,利用所學的專業知識對成形工藝進行分析,確定具體成形方法和成形步驟,確定總體設計方案,采用最簡單、最經濟的成形工藝獲取最好的產品。學生通過工藝分析掌握模具材料、成形工藝、模具設計等知識,培養分析能力。
(三)模具設計分析。基于成形工藝分析結果,設計合理的模具裝配圖和全套零件圖,讓學生掌握CAXA、Pre/E、AutoCAD、UG、SolidWorks等繪圖軟件的使用方法,以及零件圖的繪制標準、裝配圖表達、模具結構表達,培養學生的模具設計創新能力。
(四)模具參數優化。根據設計的模具參數,利用有限元軟件建立有限元模型,對成形工藝過程進行模擬,并提取相關的模擬數據;對數據進行分析,根據結果對相應的模具參數進行優化。學生通過模具參數優化熟悉有限元的相關知識、有限元軟件的具體操作方法,培養對數據的分析處理能力。
(五)模具制造。根據優化后的設計圖紙,分析加工工藝,編制零件加工工藝卡片,然后利用實驗室現有的車床、銑床、鉆床等各種機械設備,對各個零部件進行加工制造,最后將加工好的零部件進行裝配調試。學生通過加工實踐,掌握模具制造工藝、機械加工的知識、機床的操作方法,培養實際動手能力。
(六)沖壓成形工藝實驗。將調試好的模具安裝到相應的成形設備上,完成不同參數的沖壓成形工藝實驗,對成形產品進行質量和強度分析等,并對總體設計方案進行改進。學生通過實驗掌握成形工藝、成形設備的使用方法,了解和熟悉產品的質量和強度評價分析方法,提高設計能力,培養創新意識。
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)11(b)-0172-02
目前制造業正在經歷一個快速變革的時代,面對激烈的市場競爭,企業需要提高產品的質量、生產過程的自動化和智能化,特別為數控加工中心在生產中的應用提供了廣泛的前景。依據江蘇經濟發展的需求以及無錫地處長江三角洲制造業基地的優勢,筆者通過詳盡的專業調研,充分汲取企業專家的意見,分析數控技術應用崗位的需求,不斷完善加工中心機械裝配與調整實訓項目來適應企業崗位需求,培養學生一定的工程實踐經驗。
1 數控加工中心機械裝配實訓室的組成
機械裝配實訓室是一條典型的數控加工中心裝配線,含有7個獨立的組成單元,包括主軸與主軸箱裝配單元、底座與床鞍裝配單元、工作臺與十字拖板裝配單元、立柱與主軸箱裝配單元、立柱與床鞍裝配單元、刀庫與立柱裝配單元、機床總裝及電氣裝配單元。每個單元配備獨立的安裝工作臺、工具箱和裝配工藝方法展板,整條裝配線配備兩自由度的龍門式行車,用于安裝起吊。
2 數控加工中心機械裝配實訓項目設計
每一臺加工中心在機械零件、標準件、外購件、數控系統及電氣元件準備齊全后,怎樣才能裝配出一臺合格的加工中心呢?根據多年的實踐與教學經驗,筆者設計了如下的裝配實訓工藝,共分為8個實訓項目。
2.1 主軸與主軸箱單元的裝配
本項目要求學生掌握機床主軸軸承預緊力調整,保證主軸精度要求。實訓步驟如下:(1)把主軸箱零件清洗干凈,對有螺孔的地方進行回攻絲處理并清除零件毛刺。(2)把主軸軸承內外隔圈在平磨上磨削至平,前后軸承涂上軸承脂,占軸承間隙的1/3空間。然后把軸承放到加熱感應器上,加熱到80 °C~120 °C之間,再把主軸上的前后防塵隔圈按順序裝配到主軸上,把主軸螺母旋到主軸上用工具板手或力矩板手板緊。(3)把主軸前端裝到主軸套里,前端蓋用螺釘撬緊在主軸套上,把主軸后軸承和隔圈裝到主軸體上,后螺母按前后順序板緊,再把齒形皮帶輪和漲緊圈裝配到主軸上。(4)將主軸套放到主軸試車架上并把主軸套固定好,用試車架的電動機帶動主軸套進行空運行試驗,主軸按設計時最高轉速進行空運行試驗,由低速組逐步向高速組進行。同時用紅外隙線溫控器,對主軸軸承溫度進行測控,要求溫升不得大于20 °C,前后軸承溫差不得大于8 °C,可以通過調整主軸前后螺母和主軸軸承的預緊力達到要求。(5)檢查主軸徑向跳動和主軸軸向跳動。(6)裝拉刀桿套和碟形彈簧組,用板手和工具把碟形彈簧預壓緊12 mm,碟形彈簧預緊力達到3600 N。(7)把主軸組裝到主軸箱體中去,用螺釘撬緊端面接觸面中,同時把打刀缸裝到箱體中去,主電機也裝到箱體上,把齒形皮帶輪裝到主電機軸上。
2.2 底座和床鞍單元的裝配
本項目要求學生掌握機床裝配校水平的方法、機床裝配接觸面的要求,了解絲桿安裝與機床導軌平行要求,對機床運動精度的影響。實訓步驟如下:(1)底座安放到地面上,調整好底腳螺釘,用水平儀檢測底座安放水平。縱向和橫向要求水平度0.03/200 mm。(2)底座與床鞍裝配,要求導軌接觸面和絲桿軸承座接觸面,刮研面接觸點不得少于6~8點/25×25 mm。(3)底座與床鞍用螺釘撬緊,并打兩個定位錐銷。(4)裝軸承座和絲桿組裝配,校絲桿與立柱導軌平行,用跨板檢查立柱導軌與滾珠絲桿的平行度。
2.3 工作臺與十字拖板單元的裝配
本項目要求學生掌握機床十字拖板與工作臺的垂直度、機床滑動導軌接觸面的要求,了解絲桿安裝與機床導軌平行要求,對機床運動的平穩。實訓步驟如下:(1)十字拖板與工作臺裝配,要求刮研面接觸點不得少于8~10點/25×25 mm。(2)檢測工作臺垂直度,X軸與Y軸垂直度0.015/300 mm。(3)裝軸承座和絲桿組裝配,校絲桿與十字拖板導軌平行,用跨板檢查十字拖板與底座導軌與滾珠絲桿的平行度。(4)裝十字拖板和工作臺調節導軌剎鐵。(5)分別用螺釘把絲桿座撬緊,并配打圓柱銷子,絲桿兩端螺母將根據絲桿長短選擇不同的絲桿預緊力。(6)復檢絲桿精度,調整好剎鐵并送緊。
2.4 立柱與主軸箱單元的裝配
本項目要求學生掌握機床箱體與立柱燕尾導軌接觸面進行刮研處理、主軸芯棒與立柱導軌的平行度,了解絲桿安裝與機床導軌平行要求,對機床運動的平穩。實訓步驟如下:(1)箱體與立柱燕尾導軌接觸面進行刮研處理,要求刮研面接觸點不得少于10~12點/25×25 mm。主軸芯棒與立柱導軌的平行度0.01/300 mm。(2)裝絲杠座和絲桿組裝配,校絲桿與立柱導軌平行,用跨板檢查立柱導軌與滾珠絲桿的平行度。(3)分別用螺釘把絲桿座撬緊,并配打圓柱銷子,絲桿兩端螺母將根據絲桿長短選擇不同的絲桿預緊力。(4)復檢絲桿精度同工步2的要求,把主軸箱裝到立柱上,并把絲桿活靈撬到箱體座上,調整好剎鐵并送緊。
2.5 立柱與床鞍的裝配
2.6 刀庫與立柱的裝配
2.7 機床總裝與電氣的裝配
2.8 機床出廠與精度的檢測
3 加工中心機械裝配與調整的實訓教學模式與評價方法
本實訓開始時向學生分發實訓指導書,了解實訓項目和具體工作步驟。實訓輔以網絡教學資源作為技術支撐,規范教學文件,所有必需的技術資料都以課件的形式存放在教學資源庫中,便于學生查找。
在實訓過程中采用導師制。根據學生班級人數進行分組,例如一個班級40人,分為4組,給每個小組選擇一名導師,導師在整個實訓過程中只負責給予必要的幫助,主要工作由學生自主完成,教學過程不存在“學與教”的游離狀態。通過導師以及提供的資料,學生可以克服困難完成項目。本實訓在教學計劃中的安排時可以放在學生完成專業平臺課程學習之后,這樣可以讓學生在學習相關專業專門化課程之前,就對課程的學習目的有所了解,能激發學生后續課程學習的熱情。
對學習效果評價方法的創新更加可以激勵學生學習熱情。整個實訓評價分為四部分,其中實訓完成情況占主要部分,實訓報告作為學生歸納總結能力的體現次之,實訓答辯效果可以反映學生對課題的理解程度也占有一定比,此外增加了組員互評項目可以幫助學生關注團隊精神。評價的總分為300分,如果采用百分制可以通過相應比例得出。具體評價方法參見表1。
參考文獻
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2014)01(a)-0148-01
近幾年來,在國家教育質量評估活動的開展和推動下,我國的高等職業院校在人才培養、教學模式、教學內容和課程體系等方面均進行了教學改革并取得了一定的成效。本文以測繪實訓為例,就項目教學法在教學改革中的應用進行了說明。
1 項目教學法的概念
所謂項目教學法,就是不按照傳統的模式,教師不再一味的只是傳授給學生知識,手把手的教授給學生學習的方法和技能,而是通過在教師的指導下,讓學生自己發掘出學習樂趣,在這個過程中不僅達到了自我評價還鍛煉了相應的技能。教師已經不是教學中的主導,而是成為學生學習過程中的引導者、指導者和監督者,真正做到教學過程是以學生為主體。
2 項目教學法在測繪實訓中的應用
項目教學中項目的選擇既要具有實際的意義,又要具備一定的完整性和可操作性。因此,我們選擇了在《機械制圖》的實訓教學過程中引入項目教學法。《機械制圖》是研究機械圖樣的識讀和繪制方法的一門學科。在教學過程中,除了要系統的講授課本上的基礎知識外,還應該對學生做全面的技能訓練,即零部件的測繪,它是理論聯系實踐的一個重要環節。
2.1 項目任務
(1)測繪實訓題目:一級直齒圓柱齒輪減速器的測繪。(2)測繪實訓目的:①熟練掌握零部件測繪的基本方法和步驟;②提高畫零部件草圖、零件圖和裝配圖的技能;③熟悉零件圖上尺寸標注、形位公差標注的方法;④正確使用參考資料、手冊、標準及規范等;⑤培養獨立分析和解決實際問題的能力,為后續課程及今后的工作打下基礎。(3)測試實訓任務。零部件草圖5張:軸一張、齒輪軸一張、大齒輪一張、上下箱體各一張;正式圖紙3張:裝配圖A1號一張、齒輪軸A4一張、大齒輪A4號一張。(4)測繪實訓要求:①明確加速器的工作原理和基本結構特點;②弄清楚組成零件的數目、名稱和種類;③明確各零部件之間的相互位置關系、配合類型、連接方式等;④確定清晰的表達方案,注意主視圖的選擇;⑤圖面要求整潔、清晰,同類圖線的線寬保持一致且光滑。
2.2 項目教學法的實施及分析
2.2.1 了解測繪對象
對減速器進行全面觀察,將減速器上箱打開,了解減速器內部結構,確定各零件間的相互位置關系和裝配關系,同時確定出哪些是標準件、哪些是普通零件。在此過程中,教師作為指導者,可簡單講述減速器的工作原理,便于學生了解各零部件的功能。
2.2.2 拆卸減速器
學生分成項目小組,各小組分工協作拆卸減速器。首先確定拆卸順序,然后按順序將零件逐個拆下,并對各零部件進行編號(過盈配合的零件可以不拆)。在拆卸的過程中,學生們可以清楚地了解到減速器的結構特點,以及各零部件之間的裝配關系和相互位置關系等。
2.2.3 畫零件草圖
徒手繪制零件草圖。每個零件只需一個簡明標題欄,寫明該零件的名稱、材料、比例和數量。在此過程中,各項目小組成員需分工協作,且自行學習相關知識,最后由小組長向教師展示工作內容和草圖,可提出疑難問題。教師可采取答辯的方式批閱草圖,這樣可使學生直接得到指正而印象深刻,如出現與理論內容相關的知識,教師只引導學生看相關內容,鼓勵學生自己主動完成自己的圖紙。
2.2.4 繪制正式零件圖及裝配圖
在教師的指導下完成草圖的修改后,學生即可繪制正式的零件圖和裝配圖,并進行尺寸、公差配合等標注。各項目小組之間可進行交流與討論;教師巡視過程中適當地對學生進行指導,可以采用提問、討論等方式解決學生提出的疑問或糾正圖紙上出現的錯誤內容。
2.2.5 項目評價
各項目小組可以選擇一套完整的零件圖和裝配圖在教室進行展示,讓教師和其他項目小組的同學做出評價。評價項目有:零件表達方案的優劣,尺寸標注是否正確、完整、清晰、合理,技術要求是否符合零件工藝性能,分析裝配圖能否較好地反映部件裝配關系、工作原理和主要零件的結構形狀等。教師應和學生一起檢查圖紙,一起分析問題。各小組選派代表,上臺介紹團隊及自己的工作過程和結果。先由學生講解圖紙的各項內容,總結測繪實訓的意義,找到自己在理論及操作技巧上的問題。教師檢查評分,并指出項目活動存在的問題及解決方法,教師要善于引導學生學習他人的長處,使學生的綜合能力在總結評估中得到提高。
3 項目教學法的實踐總結
3.1 學生方面
在《機械制圖》測繪實訓的項目教學過程中,學生有了明確具體的工作任務,會主動地運用已有的知識和技能,以認真細致的態度去完成尺寸測量、查閱資料、繪制圖樣等項目工作,展示自己的項目成果,實現在團隊中的自我價值。由于是團隊學習,獨立作業,除了培養學生實際動手能力和綜合分析能力,繪制圖樣的綜合表達能力以外,還培養了學生的團隊協助精神和溝通技巧、表達能力。在項目學習過程中,會不斷遇到新問題、新情況,需要學生發揮學習能力和創新能力去解決,因此項目教學法能較好地培養現代企業所要求的多種關鍵能力。
3.2 教師方面
項目教學法的宗旨是讓學生自己發現問題,解決問題和提高技能,因此在項目教學過程中,教師在發揮其引導、指導的作用時要把握好一個度。如果學生有問題,教師應該給予啟發性、提示性的指導,這樣學生不但對提出的問題印象深刻,他們的思維和解決問題的體力也得到了鍛煉。同時,教師必須不斷充實自己,以最先進的知識智能裝備自己,把握教學改革的動向,這樣才能培養出適應社會需要的具有較強實際操作技能的高素質的勞動者。
4 結語
綜上所述,在教學改革中應用項目教學法,可以使學生真正做到將理論與實踐相結合,教育與生產相結合。既提高了學生理論學習的主動性和積極性,又使得學生通過實際的動手操作鍛煉了專業技能。
參考文獻
[1] 楊衛輝,譚梅.高職機電專業項目實踐教學研究[J].吉林省經濟管理干部學院學報,2010(2):92-95.
1 引言
中國汽車工業經過多年的發展,汽車制造廠與汽車零部件制造廠需要大量從事現場工藝、加工、質量和現場裝配的技術人員和技術工人。根據汽車制造領域人才需求狀況及專業特點,高職汽車制造與裝配技術專業應該培養能從事汽車整車及零部件制造企業裝配作業,從事汽車沖壓、焊接、噴涂作業,從事汽車總裝制造、檢驗和調試、生產現場工藝維護、過程檢驗及部品檢驗、整車下線檢測和調試等工作的復合型高技能人才。如何培養出符合行業需求和具有汽車制造與裝配技術專業特色的高素質專門人才,是當前學院教學改革的核心問題之一。學生通過實驗實訓鍛煉提高操作能力,可以熟練掌握崗位工作所需的專業技能,為適應技術不斷發展創新奠定基礎,真正做到“授之以漁”。因此,實驗實訓基地建設對高職汽車制造與裝配技術專業的建設與發展至關重要。
2 實驗實訓基地建設的目的
實現理實一體課程教學,培養應用型人才的需要 高職教育以培養生產、建設、管理、服務一線的,懂生產、善經營、會管理的高等技術應用型人才為目標,以技能培養為特色。高職汽車制造與裝配技術專業以“教以學生為本、學以市場為需、育以技能為主、才以應用為先”為育人宗旨,需要的生產性的實驗實訓基地建設必須實現校內學習與畢業后的工作內容高度融合。
培養“雙師”型師資隊伍建立的需要 高職教育中“雙師型”教師是指從事職業教育的既能傳授專業理論知識,又能指導專業技能訓練的新型教師,即理論與實踐并重的、高素質的、具有雙重專業技術職稱的復合型教師,是具有一定學術背景并接受專業實訓的職業教師。
當今更多的講授汽車制造與裝配技術課程的教師直接來自于各大中院校,本身對汽車制造過程不是很熟悉,即使到汽車制造廠進行專門的培訓,耗費大量的精力不說,不能完整地接觸汽車制造整個流程。針對汽車制造典型的工作任務設置的實驗實訓將是這部分教師快速熟悉汽車制造流程的一個渠道。
展示企業文化和企業環境,讓學生盡早感受企業的氛圍 汽車制造廠一般來說都是大型或特大型企業,有汽車企業特有的文化和氛圍。實驗實訓基地的建設應充分考慮真實的企業文化和氛圍,營造一個真實的汽車制造企業工作環境,讓學生能在真實的實踐環境中學習和成長,感受企業要求的職業素質、企業管理方法和崗位要求,提高解決問題的能力,培養良好的職業素養和愛崗敬業的精神。
服務社會的需要 為了提升行業員工的整體素質,更好地適應行業發展的需要,按照國家人力資源和社會保障部職業技能鑒定的有關規定和要求,積極開展行業內各項職業技能培訓和考核鑒定工作,圍繞市場所需、企業所需,為企業提供強有力的人才支持。因此,在進行實驗實訓基地建設時需考慮本專業的技術培訓和技能鑒定。
3 高職汽車制造與裝配技術專業職業崗位能力及課程體系分析
通過到汽車制造廠和汽車零部件制造廠調研,同時根據往年畢業生就業崗位分布情況及崗位設置的特點,高職汽車制造與裝配技術專業培養出的人才具備的主要崗位能力包括汽車駕駛能力、汽車及零部件裝配作業及工藝維護能力、汽車沖壓作業及工藝維護能力、汽車車身噴涂作業及工藝維護能力、汽車生產過程檢驗及部品檢驗能力、汽車整車下線檢測及調整能力。
針對高職汽車制造與裝配技術專業職業崗位能力要求,開設相應的課程體系,構建高職汽車制造與裝配技術專業基于汽車制造工作過程的課程體系,包含18個學習領域,并將18個學習領域劃分為具有模塊結構特征的初級模塊、中級模塊和高級模塊。其中,初級模塊包括汽車材料、汽車電工電子、機械制圖及CAD技術、公差配合與測量、機械基礎、鉗工實習;中級模塊包括汽車發動機構造、汽車底盤構造、汽車電器設備構造、汽車制造工藝學、汽車車身制造工藝學、駕駛實習;高級模塊包括汽車總裝技術、汽車生產與物流、汽車生產質量管理、汽車檢測技術、頂崗實習、拓展學習領域。
4 實驗實訓項目的開設
通過對汽車制造廠和汽車零部件制造企業的大量調研,同時根據上述課程教學特點和高職汽車制造與裝配技術專業的具體要求,對高職汽車制造與裝配技術專業來說,實驗實訓基地的建設主要分為校內和校外兩大塊。
校內實習基地建設的項目如表1所示。
校外實訓基地主要用于學生的實習和實踐活動,更多地是借助于實習單位。對汽車制造與裝配技術專業來說,主要校外實習項目如表2所示。
5 汽車拆裝調整及工藝知識教學工場實驗實訓項目的布置和講授
對汽車制造與裝配技術專業的學生來說,汽車生產與質量管理、汽車總裝技術兩門課比較難理解,因為真實的工作情景只有在汽車制造廠才有。這兩門課的教學實驗實訓項目的開設非常關鍵,因為它要模擬生產現場實際情況,要講授汽車零件的裝配方法、簡易工藝的編制和維護、生產中物流和質量管理及企業文化的灌輸等。這部分的實驗實訓內容主要在汽車拆裝調整及工藝知識教學工場完成
具體方法:建立一個基本操作訓練間(包括螺紋連接訓練、油管連接訓練、線束連接訓練和裝配工具使用的訓練)和一條車門及附件的拆裝生產線,生產線具體布局如圖1所示。
簡易車門線采用懸鏈的形式來推動,每條線設置10個工位,其中拆卸四個工位,裝配四個工位,兩個過渡工位,安排完整的十個車門及附件。裝配線周圍布局和生產現場一致,有看板,有物流架、有生產管理規程等。
【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】 A
【文章編號】0450-9889(2015)03B-0050-02
企業的現實需求與當下的汽車產業人才現狀存在一定的差距,中高職校為社會輸出的汽車專業人才與企業需要的適崗人才同樣也存在一定的差距,特別是熟悉汽車制造的綜合性人才缺口更甚。企業的需求就是職業教育培養人才的風向標。柳州市交通學校通過深化校企合作,接近企業,了解崗位需求,縮短與企業現實差距,建立一個高標準、規范化集“教學、實訓、培訓、技能鑒定、技術服務與生產”五位一體的汽車裝配綜合實訓中心,為培養具有較強實踐能力的高素質技能型人才,創新了一種新的人才培養模式。
一、汽車裝配綜合實訓中心建設的必要性
汽車制造與檢修專業主要培養從事汽車裝配、生產、銷售以及汽車檢修技術等方面的人才,要求學生具有較強的實際操作能力。學生在學習過程中,雖然參與了很多技能方面的操作訓練,但由于沒有企業工作體驗,畢業進入汽車企業后仍然有一段相當長的理念和行為差異期,不能很快地融入到企業主流中。他們一般需要進行崗前訓練,才能勝任崗位工作,這影響了其在企業更好地發展。
此外,雖說目前許多學校的實訓設施設備上去了,但沒有很好地發揮作用,利用率不高,達不到預期效果。經過探究發現,其原因主要是沒有好的運行方案或運行模式。為此,柳州市交通學校建設了與企業生產裝配建設環境相一致的汽車裝配綜合實訓中心,較好地解決了這一問題。引入精益化、信息化、規范化和標準化,使學生感性地認識汽車裝配生產企業,熟悉汽車整車裝配工作流程,正確并熟練使用各種工具和設備。在實踐中,規范工作操作規程,培養學生具備裝配質量自檢、安全操作和生產現場管理等能力。通過在汽車裝配綜合實訓中心的實訓,在進一步提高學生的動手操作能力的同時,使學生學會分析問題、解決問題,逐漸形成良好的職業素養,為將來走上企業崗位、成為高素質技能型人才打下堅實基礎。可見,建設與企業環境相一致的汽車裝配綜合實訓中心是非常必要的。
二、汽車裝配綜合實訓中心的建設要求
汽車裝配綜合實訓中心的建設要求是,滿足教學、實訓、培訓、技能鑒定、技術服務與生產的使用。裝配實訓中心要突出工藝的實用性、完整性、先進性和前瞻性,突出設備的多樣性及先進性,使學生熟練掌握汽車整車裝配與調整技能、汽車檢修技術等,熟悉使用專用裝配工具。具體有以下幾點建設要求:
(一)加強校企合作內涵建設,實現校企理念融合。校企雙方共同制訂建設方案,引入企業元素,從企業和教育教學角度進行綜合考慮,把校企理念進行融合。
(二)把精益化、信息化和標準化融入實訓中心建設。實訓中心建設引入精益化、信息化、規范化和標準化,以精益思想為指導,以信息化為支撐,實現管理規范化,作業標準化,讓學生在實訓過程中,掌握知識與技能的同時,養成良好的職業行為規范。
(三)融合汽車制造企業文化與學校文化。實訓中心應該是實際工作崗位的模擬,要注重職業文化的滲透。校企雙方共同商定后,融合汽車制造企業文化與學校文化,讓學生在校期間,就接觸到職業的文化,了解本職業的特點。以利于學生職業行為與規范的養成、職業道德的形成。
(四)創建校企合作資源共享新模式。學校與共建企業共享雙方的職業教育資源、專業師資與培訓人員、汽車裝配綜合實訓中心,實現資源共享新模式,使其產生最大效益。
三、汽車裝配綜合實訓中心的具體建設措施
汽車裝配綜合實訓中心的建設,不只是硬件的建設,更多的是融入了軟件的建設。通過引入精益化、信息化、規范化和標準化,校企合作共建汽車裝配實訓中心,吸收企業員工培訓模式,為汽車制造與檢修專業學生提供一個學習和體驗精益管理的平臺,使學生在理念上與企業要求無縫對接。校企共建汽車裝配綜合實訓中心具體建設措施有:
(一)校企充分溝通、交流、了解真實的需求。學校與企業各自的目標不一樣,需求也不一樣,如何進行合作,核心在于使雙方利益獲得最大化。“雙贏”是進行校企合作的原則與基礎,只有這樣才能保證雙方長期合作。學校與柳工路創制造科技有限公司進行多次溝通和交流后,了解到企業有從原來單純服務于汽車制造企業向服務于職業教育邁進的愿望,企業也具備豐富的企業員工培訓咨詢經驗,并擅長于理念提升培訓。為此,經過協商,雙方共同創建汽車裝配綜合實訓中心。
(二)校企共同規劃實訓中心建設方案。原來校內實訓中心基本是由校內專業教師根據教學需要制訂建設方案,更多地是從學校教師的角度來看待實訓中心的需要,企業元素的引入難免有所缺失。后來由校企共同規劃,將企業的現代管理理念融入校內實訓中心建設,從企業的角度和教育教學的角度進行全面規劃,實現了校內實訓中心滿足現代企業對職業教育的要求。
(三)校企雙方共同建設實訓中心。由校企雙方成員共同組成項目領導小組和相關組織機構,負責校內實訓中心的全面建設與監督。通過合作更好地交流想法、設想,讓企業人員了解學校的教育教學情況,讓學校專業教師了解企業工作流程、工作要求、工作規范,使汽車裝配綜合實訓中心滿足專業實訓教學的同時,滿足企業員工培訓等方面的需求。
(四)引入精益化、信息化共建汽車裝配綜合實訓中心。引入汽車制造企業廣泛采用的精益生產理念,在汽車整車裝配實訓中心全面引入精益生產管理工具,如,目視看板、定置管理、5S管理、全面質量管理(TQM)和全員生產維護(TPM)。同時引入汽車制造企業真實的生產作業管理工具,如,標準作業單、作業要素單,實現標準化作業。引入汽車制造企業總裝車間所使用的信息管理系統,實現從市場需求到物料供給、生產制造,直到產品交付全過程的數字化,展現真實的汽車整車裝配生產場景。
(五)校企共同進行實訓中心軟建設。共同進行實訓中心文化建設,校企雙方人員共同商定汽車整車裝配中心的文化內涵、展現形式。一是納入汽車整車制造企業的文化內涵,二是考慮汽車整車制造企業崗位員工要求,三是關注學生行為規范培養與養成等,在汽車裝配綜合實訓中心營造一種既展現汽車企業文化,又能結合學校教育培養學生品行需要的校內實訓基地文化。共同進行教學和培訓流程設計,雙方從教學目標出發、分析硬件平臺能夠采用什么樣的教學形式或模式,分別列出典型裝配工藝教學、體驗教學、崗前培訓、理念提升培訓等教學與培訓類型。根據每一類型制訂相應教學內容與流程,如典型裝配工藝教學流程是根據教學內容確定理論培訓、單項技能訓練、崗位技能學習、班組內部輪崗、走線(像汽車裝配流水線一樣)、交班、研討(持續改進、標準化操作)等教學組織形式。
(六)校企共享職業教育資源。學校與共建企業共享雙方職業教育資源,共同為學生服務,為第三方企業提供培訓服務。由于柳工路創制造科技有限公司與學校有相同的為企業服務的功能,雙方培訓資源可以進行有效地互補與共享,發揮資源的最大效用。與此同時,學校與企業共建、共享專業師資隊伍,并共同開展培訓,共同為學生和第三方企業提供培訓服務。發揮人力資源最大效用,與上汽通用五菱汽車股份有限公司、東風柳州汽車有限公司等共享汽車裝配實訓中心,為企業培訓相關人員。
汽車裝配綜合實訓中心是在國家級示范校建設期間歷經一年多建成的,在建設過程中,有這樣幾條經驗:(1)在建設汽車裝配綜合實訓中心的過程中,將汽車制造企業最現代的精益生產管理理念融入學校的教育理念,提高全體師生為顧客服務的意識,企業是學校的顧客、學生是教師的顧客、“崗位”是學生的顧客。讓顧客利益最大化是企業的目標,也是學校的目標。(2)建成一個與現代汽車制造企業總裝車間場景一致的汽車裝配綜合實訓中心,使學生能夠在真實的企業生產場景中學習與實訓,引入了精益化、信息化、標準化與規范化,學生通過在這一實訓中心實訓,掌握知識與技能的同時,提升了理念、養成了良好的職業行為和規范。(3)共同為其他企業提供服務。(4)實現教育資源的優化,實現學校、企業“雙贏”或“共贏”乃至“多贏”,找到學校與企業的利益共同點、平衡點,實現學校與企業長期合作。
【參考文獻】
關鍵詞: 實訓教學;模擬;汽車總裝線;設計
Key words: practical teaching;simulation;automobile assembly line;design
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)32-0254-03
基金項目:課題名稱:基于實訓教學的模擬汽車總裝線研發,編
號:DZ2013A-05。
作者簡介:張憲輝(1970-),男,遼寧莊河人,現任大連職業技術學院汽車工程學院副院長,副教授,高級技師,研究方向為汽車檢測與維修技術。
0 引言
長期以來,絕大多數高職院校汽車制造與裝配技術專業在實訓教學項目的設計和開發等方面沒有本質上的進展,依然參考汽車檢測與維修技術專業,沿襲著總成拆裝及系統檢查和檢測實訓項目,沒有體現出汽車制造裝配專業的專業特色,無法滿足學生在校內就能熟悉和了解汽車總裝線的工段劃分、工藝流程以及實際的項目操作等專業知識和技能的要求。因此,如何在學校能力所及的范圍內,設計和開發面向實訓教學的經濟實用的模擬汽車總裝線成為一項十分必要的課題。
1 汽車生產廠總裝線基本情況分析
1.1 汽車總裝線的主要設備 盡管各汽車生產廠的產品不同,但其總裝線上采用的設備類型都基本相同,主要包括以下六個方面:①輸送設備。該類設備是用于汽車總裝配線各總成分裝線以及大總成上線的輸送,主要有摩擦滑橇輸送鏈、輕型懸鏈、雙板式帶輸送鏈、機動滾道柔性線輸送鏈、物流吊運小車、磁導航車、積放鏈輸送機等。②汽車裝配線大總成上線設備。大總成上線設備是指發動機、前橋、后橋、駕駛室、車輪等總成在分裝、組裝后送至總裝配線并在相應工位上線所采用的輸送、吊裝設備。③各種油液加注設備。主要包括燃油、油、冷卻液、制動液、制冷劑等各種汽車裝配線加注設備。④出廠檢測設備。主要包括前束試驗臺、側滑試驗臺、轉向試驗臺、前照燈檢測儀、制動試驗臺、車速表試驗臺、排氣分析儀等設備。⑤專用汽車裝配線設備。包括車號打號機、羅紋緊固設備、車輪裝配專用設備、自動涂膠機、液壓橋裝小車等。⑥工業機器人。主要在汽車生產中的點焊、弧焊、鉚接、涂膠、噴涂等工序中應用。
1.2 汽車總裝線的布置形式 汽車總裝線的布置對于裝配的效率以及車間內的物流起著決定性的作用,不同的整車廠會根據實際情況合理布置總裝線。通過調研匯總,目前主要有以下幾種布局類型:①總裝車間劃分成“儀表板工段、前圍工段、動力總成工段、車門工段”等四個工段。②長安福特馬自達汽車廠將總裝車間劃分成“分裝線、線束區、內飾區、報架區、總裝區、檢測線”等幾個部分。③一汽轎車工廠將總裝車間劃分成“一次內飾裝配線、底盤線、二次內飾線、整車完整性檢查、整車檢測線”等幾個工段。④長城哈弗汽車總裝線由“內飾線、底盤線、外飾線和檢測線”組成。⑤蒙派克車型將生產線分為“內飾線、底盤線、綜合線”三條主生產線和“發動機、后橋、車門及儀表板”四條分裝線。
無論是哪種總裝線布局類型,盡管它們劃分的裝配線名稱不同、數量不同,但論其功能都大致相同,都分為分裝線和主裝線兩大部分,其中分裝線主要包括:發動機變速器(前橋)分裝線、后橋分裝線、儀表板分裝線等;主裝線主要包括:內飾線、底盤線、綜合線、整車檢測線等。分裝線預先將各大總成組裝完畢,分別運至總裝線的相應工段,在總裝線的各對應工段完成總成與車身的組裝,在總裝線還要完成整車組裝后的性能檢測。
2 基于實訓教學的模擬汽車總裝線的設計定位
通過對汽車生產廠總裝線基本情況的分析可以看出,一條實際的汽車總裝生產線主要由以下幾方面元素構成:
①空間和面積充足的車間廠房。②總裝生產線設備。③工段設計與布局。
由此可以看出,汽車總裝生產線是一個龐大的系統工程,在職業院校有限的條件下完全復制和效仿汽車總裝生產線是不切實際的。本文研究的核心不是要模擬汽車總裝線的高自動化程度,也不是要全面覆蓋實際汽車總裝線的所有環節和操作項目,而是要通過合理的設計來體現各類汽車總裝線的基本工段框架、典型的裝配工藝流程、主要的裝配線操作項目,實現裝配線常用工具的使用訓練。因此,結合目前高職院校的實際情況,本文將研究重點放在了“基于實訓教學”和汽車總裝線的“模擬”兩個方面。研究將不涉及實際汽車總裝線中的自動輸送設備(包括機械手等)、昂貴的裝配線專用設備和工業機器人等設備設施,也不考慮備品存儲、物流運輸、路試跑道、淋雨線等環節,而是利用學校已有的和有能力購置的設備設施,采用工位固定、人員相對運動的形式進行模擬汽車總裝線設計,重點研究如下幾個方面的內容:①進行模擬汽車總裝線的基本布局設計。布局的設計應能在一定程度上適應不同車型裝配工藝流程的變化要求。②工段設計。在模擬汽車總裝線基本布局的基礎之上,設計出能夠與實際汽車總裝線工段設置基本吻合的、可實施的工段排列組合。③進行模擬汽車總裝線設備設施的配置研究及布置設計。
3 基于實訓教學的模擬汽車總裝線的具體設計
在上述分析基礎之上,結合高職院校場地和實訓設施的實際情況,本文分別從模擬汽車總裝線的基本布局、裝配線工段設計以及總裝線設施配置及布置等三個方面進行了設計研究。
3.1 模擬汽車總裝線的基本布局設計 通過對各類汽車裝配線的調研、分析和總結,本文在進行模擬汽車總裝線布局設計研究時,不僅對總裝線進行了重點研究,也對與之配套的分裝線進行了規劃布置。在滿足布局能適應多種汽車裝配工藝流程變化要求的同時,兼顧考慮學校場地因素,最終形成了圖1所示的基本布局圖。
如圖1所示,總裝線由四個工段區組成,按直線排列,每個工段區以一個地藏式舉升機為載體(采用地藏式舉升機的目的是一方面可使車身輕松運送和放置在相應的工段區,并且方便每個工段實施裝配操作時高度的調整;另一個方面能夠最大限度節省車間的有效空間)。在總裝線四個工段的側方,對應建有四個分裝區(數量可以根據實際需要調整),分裝區用于汽車各總成的組裝調試,之后輸送到對應的總裝工段,完成與車身的對接與組裝。如此,形成了一個微縮版的模擬汽車總裝線。該模擬總裝線的各工段和分裝區可以靈活調整,以適應不同車型的總裝要求。
在空間場地允許的條件下,建議車間長度不小于50米,寬度不小于20米(其中總裝線寬度為10米、通道寬度2米、分裝區寬度8米),高度視采用的吊裝運輸設備的形式而定,一般不應低于5米。這樣可以保證總裝線的每個工段區有12.5米(長)×10米(寬)的作業空間,分裝區擁有不小于12.5米(長)×8米(寬)的作業空間。如此,1000平方米的車間既不會給學校帶來較大的負擔,也基本能夠滿足模擬汽車總裝線的實訓需求。
3.2 裝配線工段設計 基于實訓教學的模擬汽車總裝線可以參考具體汽車生產廠的總裝線布置形式進行工段設計,也可以按照一般的通用性布置形式進行工段設計。以本校汽車裝配專業為例,根據汽車裝配實訓室的整體布局,在總裝線的工段設計上,如圖2所示,以四個地藏式舉升機為載體形成總裝線的四個工段區,按裝配順序依次直線排列為:內飾工段、底盤工段、綜合工段、檢測工段。
在內飾工段可以設計線束安裝、內飾板安裝、儀表臺安裝、操縱臺安裝等實訓操作項目;在底盤工段可以安排各種油管、前/后懸架、動力總成、油箱、排氣管、車輪等部件總成的安裝操作項目;在綜合工段可以安排完成座椅、電瓶、備胎、后備箱附件、雨刷、介質加注、車門調整、線路管路插接等實訓內容;在檢測工段可以根據學校具備的檢測設施開展諸如專用儀器診斷、四輪定位、四合一綜合性能檢測等一系列性能測試。
為配合總裝線的各種作業項目,在總裝線四個工段的側方,依次對應建有五個分裝區,分別是:內飾件分裝區、動力總成分裝區+底盤分裝區(共同與底盤工段對應)、其它附件存放區、工具間。在此需要說明的是,動力總成分裝區和底盤分裝區的布置是相鄰且相互貫通的,這樣設計主要是因為目前乘用車多以前置前驅動為主,發動機和變速器總成組裝完畢后需要裝配到前橋總成上之后,再作為一個整體安裝到車身,所以這兩個分裝區要共同對應總裝線的底盤工段;其它附件存放區主要為總裝線上的綜合工段的裝配項目提供物資供應,而工具間主要用于存放總裝線各工段需要使用的工具,并重點為檢測工段提供檢測用的設備設施。
3.3 設備配置與布局 為能模擬實現汽車總裝線的整體運行,滿足必要的實訓項目的實施,經過對實際汽車裝配線所用設備類型及功用的深入研究,結合本校汽車裝配實訓室的實際條件,確定了模擬汽車總裝線所用的基本設備,具體如下:①吊裝及搬運工具。汽車總裝線是一條龐大的傳送線,輸送設備是保證汽車總裝線正常工作的最基本保障。由于受場地及資金所限,故采用人工吊裝及搬運方式來完成汽車及部件的傳送:在車身傳輸方面,我們采用了體積小巧、易于操作的小型移動龍門架吊車來實現車身的吊裝(見圖2),采用車身臺車完成車身的運輸,臺車能夠從舉升機平臺內側通過,以保證車身可以被順利輸送到下一個工段。②升降工具。在總裝線的每個工段,都裝有一臺地藏式舉升機,以用于每個工段部件和總成裝配時將車身升降至合適的高度位置;在總成傳輸方面,主要采用液壓搬運車;在實施總成升降作業時,主要采用液壓升降移動平臺車、堆高叉車、發動機小吊、液壓升降托架等設備。③裝配工具。為實現模擬汽車裝配線真實的操作,我們配置了裝配線上普遍使用的氣動工具、電動工具及機械式裝配工具,并配套在模擬總裝線各工段兩側的墻壁上安裝了氣源接口、拉伸式電源插排及照明用工作燈(見圖3)。④加注工具。可以配置自動變速器油加注機、制動液加注機、轉向油液加注機、空調制冷劑加注機等價格相對適中的加注設備來滿足必要的實訓操作項目的要求。⑤檢測工具。如果學校條件允許,可以在檢測工段的位置配置四輪定位儀和四合一檢測線,這樣基本能夠滿足對下線汽車性能檢測的各種要求,如果沒有條件,配置專用檢測儀器及通用型檢測儀器來進行整車檢測工段的各種檢測項目也是很有必要的。
4 結語
本文主要是結合本校的實際情況對面向實訓教學的模擬汽車總裝線的設計進行有益的探索,并不是一定之規,譬如,如果條件允許,可以將吊裝運輸工具改為天車(如圖4所示),也可以對總裝線的工段數量和順序以及分裝線的數量和功能進行重新設計劃分。由于各院校實際條件的差異,本文所設計的方案必然會存在這樣或那樣的不足,謹以此方案作為“引玉”之石,能夠從中有所啟發就實現本文研究的意義了。
參考文獻:
一直以來,在中職學校《機械制圖》與《AutoCAD》都是兩門分開的課程,或者是兩門課簡單的進行整合,但是任然沒有打破學科的體系。學生學習興趣不高,學習缺乏主動性,久而久之就產生厭學的情緒。那么如何解決教師難教、學生厭學的問題呢?在此,我們在將《機械制圖與AutoCAD》進行整合的基礎上,采用項目教學的模式,以學生為中心,任務為驅動,這樣可以大大提高學生的學習興趣。
1.打破學科體系,整合教學內容
傳統的《機械制圖》是以投影理論為基礎,掌握識讀和繪制機械圖樣的基礎知識、基本方法和技能。《AutoCAD》是利用繪圖軟件進行計算機繪圖,不僅大大減少了手工繪圖的工作量,而且也提高了繪圖的準確度。目前很多職業學校都對這門課進行了改革,但是僅僅停留在學科體系上,仍然按照三視圖、組合體、標準件和常用件、零件圖、裝配圖的邏輯結構進行教學,課改力度仍然不夠深入。為此,我們將兩門課整合為《機械制圖與AutoCAD》后,采用項目任務的模式,對教學內容進行整合,以工作任務為導向,學生為學習主體。
1.1以工作任務為載體, 以崗位能力為要求確定項目內容
以項目為主體,以產品為載體,按照職業崗位要求,以任務驅動設計教學項目,并邀請行業企業專家對實訓項目進行審核、分析,以此來確定我們的實訓內容。課程內容以具體化的工作項目或任務為載體,每個項目任務的實際操作,都包含計算機輔助設計人員所需的綜合技能。這些項目都來源于工廠企業實際生產的產品,根據實訓條件及教學要求進行了整合修改,以達到系統掌握知識、培養技能的目的。
1.2遴選實訓項目,重構教學內容
在《機械制圖與AutoCAD》這門課整合之后,我們遴選的實訓項目要求是不僅項目典型,具有一定的代表性,而且對學生來說具有很大的可操作性。對此,經過認真反復的研究,以繪制直齒圓柱齒輪減速器工程圖為教學載體,并根據零件的分類特點,由簡單到復雜,包含了標準件、軸類零件、盤蓋類零件、箱體類零件等設置十三個實訓項目。每一個實訓項目包含了機械制圖的基本知識、尺寸標注、CAD的圖形編輯、塊與屬性、文字、標注和簡單三維造型功能等。教學內容既對接職業崗位能力,又緊密結合CAD繪圖員中級考證的職業標準。通過繪制直齒圓柱齒輪減速器零件圖,達到最終實現直齒圓柱齒輪減速器的裝配圖的目的。對于能力較強的學生,還可以通過拓展訓練,對每一個實訓項目的零件進行三維建模,最終達到將每一個零件裝配起來的目的。
《機械制圖與AutoCAD》項目課程工作任務及教學要求
項目一:繪制定位銷零件圖
工作任務:
(1)用AutoCAD軟件繪制A4圖幅。
(2)繪制定位銷三視圖。
(3)標注定位銷的尺寸。
(4)標注定位銷的表面粗糙度及形位公差。
(5)填寫標題欄及技術要求。
(6)繪制定位銷的三維實體模型
教學要求:
(1)掌握機械制圖國家標準的一般規定。
(2)掌握定位銷三視圖的表達方法。
(3)了解銷的種類及用途。
(4)掌握粗糙度及形位公差的含義。
(5)了解一張完整零件圖的基本內容。
(6)掌握AutoCAD軟件的圖層、線型的定制。
(7)掌握用AutoCAD軟件關于圖形繪制、圖形編輯、尺寸標注、形位公差標注、塊的創建的方法。
(8)掌握用AutoCAD軟件關于三維建模的基本命令及實體的編輯的方法。
……
項目十三:繪制減速器裝配圖
工作任務:
(1)用AutoCAD軟件繪制A1圖幅。
(2)繪制繪制減速器裝配圖。
(3)標注減速器的尺寸。
(4)對減速器的零部件進行編號。
(5)繪制標題欄和明細欄。
(6)填寫標題欄、明細欄及技術要求。
(7)繪制箱體的三維實體模型
教學要求:
(1)了解機械制圖國家標準關于裝配圖畫法的一般規定。
(2)掌握減速器裝配圖的畫法。
(3)掌握零件的編號方法。
(4)掌握裝配圖標注尺寸的方法及原則。
(5)了解一張完整裝配圖的基本內容。
(6)掌握用AutoCAD軟件關于裝配圖繪制、圖形編輯、尺寸標注的方法。
(7)掌握裝配圖中相鄰零件關于剖面線方向的繪制。
(8)了解明細欄的內容。
(9)掌握用AutoCAD軟件關于繪制減速器三維建模的裝配圖的畫法。
2.項目教學的組織與實施
《機械制圖與AutoCAD》這門課程按照項目教學過程分為:明確任務、制訂計劃、任務實施、成果展示、評價等五個基本環節展開。為了培養學生讀圖繪圖、空間想象能力、機械繪圖員職業素養等綜合能力,在項目教學中增加項目過程重現環節,要求學生在完成項目任務后,將任務主要步驟、關鍵點、知識與技能點等以語言或文字的方式進行總結,將任務知識內化。
2.1教學的組織與實施
教學的組織形式,是以學習小組為單位,在計算機實訓室進行。學習小組的組建是合作學習得以順利實施的基礎和關鍵。在分組時,成員不能太多,一般3~5個同學一組,而且按照“同組異質,異組同質”的原則進行分組。這樣,組內異質為學生與學生之間的互助合作奠定了基礎,而組間同質則為全班小組之間展開公平競爭創造了條件。
2.2教學內容的安排
項目教學的內容以任務書的形式分發給每一位同學,按照13個實訓項目,從簡單到復雜,從二維工程圖到三維建模,最后完成裝配圖,涵蓋了視圖表達、尺寸標注、CAD的繪圖編輯、建模、裝配等。教學的組織都是以學生為中心,以小組為單位,顛覆了傳統的教學模式,讓學生在自主探究式學習中得到提升。
2.3教學評價
教學評價采取過程性評價與終結性評價相結合。每一個項目完成后,對項目的完成情況進行全面評價。一般先組織學生自評,然后讓小組成員進行互評,評價內容包括學習態度、作業完成情況、項目實施過程中的參與情況等方面進行。教師作為項目教學的組織者、實施者,記錄每個組員的表現,并根據每個學生的不同情況給予相應的引導。在此環節中注重對學生職業素質能力考評。關注學生在項目實施過程中愛崗敬業、團隊協作、吃苦耐勞、溝通與交流能力、計劃組織等方面的素質。
3.教學效果
《機械制圖與AutoCAD》這門課按照項目教學實施,將機械制圖知識與CAD技能交叉整合,學生可以將抽象的平面圖形轉換為直觀的立體圖,降低了學習難度,學生不僅在學習中極大的提高了學習興趣,而且培養了學生的綜合職業素養和團隊合作精神,對專業學習也有了一個全新的認識。
【參考文獻】
關鍵詞 :教學改革裝配鉗工實訓
機械設備制造過程就是市場調研、設計、下料、制造毛坯、熱處理、機加工成零件、熱處理、裝配成機器設備、檢測合格、涂裝、售后安裝調試的過程。一臺機械設備,包含機械、液壓與氣動、電氣控制三部分零部件,三者有機結合,缺一不可。裝配鉗工實訓教學,應該圍繞學生高質量就業這一目標,培養學生具備一定的裝配圖讀圖知識,一定的機械裝配、液壓氣動系統、電氣設備系統的動手安裝調試能力。
一、成立教改與安全管理機構
由機械專業科長任組長,負責調查研究、結合本校實際提出鉗工實訓教學改革思路和構建實訓項目,負責項目實施過程的協調與改進。由相關專業教師任組員,負責項目實訓教學內容的制定與實施。由科長、任課指導教師和學生安全員組成安全管理機構,負責進行課前學生安全教育、日常教學的安全檢查與隱患整改,確保教學安全。
二、制定項目
以培養具備一定識圖能力及機械裝配、液壓氣動系統、電氣控制系統安裝調試能力的裝配工為目標,制定實訓教學項目如下。
項目一:平口鉗拆裝與零件測繪。主要內容為平口鉗的拆裝,平口鉗零件圖、裝配圖繪制,教學目的是讓學生熟悉平口鉗的結構與原理,掌握零件圖繪制、裝配圖讀圖知識。
項目二:平口鉗制作。主要內容為平口鉗的非標零件鉗加工,螺桿車削加工和平口鉗裝配,教學目的是讓學生掌握鉗工基本技能,普車基本技能和平口鉗的裝配技能。
項目三:CA6140主軸箱拆裝。主要內容為CA6140主軸箱傳動演示,CA6140主軸箱拆裝,教學目的是讓學生掌握皮帶傳動、齒輪傳動、鏈傳動的裝配,掌握主軸傳動精度的調整方法,掌握雙向摩擦離合器和制動器的調整方法,熟悉傳動系統圖的讀取方法。
項目四:液壓與氣動回路的組裝與調試。主要內容為液壓、氣動、電氣元件認識,液壓、氣動回路的組裝調試與電氣控制回路連接,教學目的是讓學生掌握液壓、氣動元件的結構原理與應用,認識常用電氣元件的應用與接線方法,掌握液壓氣動簡單回路的組裝與調試。
三、項目實施
1.平口鉗拆裝與零件測繪
機械制圖與CAD科任教師作為項目負責人,對班級進行分組,發放平口鉗和工量具,指導學生進行平口鉗的拆卸,布置鉗座、活動鉗口、方形螺母、螺桿、鉗口板五個非標零件的測繪任務。學生分組自行討論,制訂工作計劃表,確定工作步驟和程序,經教師審核通過后,分工合作。教師依據工作計劃表,對各組進度檢查督促,巡回指導學生正確使用工量具、查閱制圖資料,糾正繪圖錯誤。測繪作業完成,各組內部自評后,教師逐組進行檢查評價,圖樣歸檔保管。
2.平口鉗的制作
鉗工工藝學一體化教師作為項目負責人,對平口鉗制作任務進行細分,下達各階段的實訓任務,分別是鉗座制作、活動鉗口制作、鉗口板制作、方形螺母制作、螺桿制作、平口鉗裝配。
教師根據平口鉗制作所涉及的鉗工基礎知識和技能進行講授,要求講透劃線基準的選擇,量具的讀數原理和計數方法,鉗工工具的應用范圍和正確使用方法,鉆床、車床的安全操作規程等專業知識;演示劃線、鏨削、鋸削、銼削、攻絲等鉗工基本技能和車床、鉆床的操作規范,分階段布置作業和進行安全知識考核。
學生以組為單位,在多功能教室閱讀全套零件圖和裝配圖,復習查閱《鉗工工藝學》《裝配鉗工工藝學》,討論制定各零件加工工藝規程,填寫零件加工工藝卡片,提交指導教師審核。
按零件加工工藝卡片內容,學生領取工量具和毛坯,在鉗工車間進行鉗座、活動鉗口、方形螺母、鉗口板的加工,在普車車間進行螺桿的加工。
平口鉗裝配,依據裝配圖樣和裝配工藝卡片,領取標準件,采取修配方法進行裝配,直至符合裝配圖樣的技術要求。
學生作品的評價與優秀作品展示。首先各組分別對各自所制作的零件和平口鉗成品進行自我評價,互相對照完成初評。然后教師依照圖樣要求和自評結果,結合平時作業完成情況和操作的規范性進行綜合評價,選擇優秀作品在車間展柜展出。
3.CA6140主軸箱拆裝
鉗工工藝學一體化教師作為項目負責人,對CA6140主軸箱拆裝任務進行細分,制定各階段教學內容,分別是主軸傳動知識學習,拆卸工具選擇與主軸箱拆卸,裝配基礎知識學習,裝配工量具的選擇與主軸箱裝配,主軸箱的調整與主軸旋轉精度檢驗,實訓總結與答辯。
教師通過CA6140主軸箱傳動演示、實物與多媒體結合講授,讓學生感性認識皮帶傳動、齒輪傳動、鏈傳動,掌握傳動機構裝配基本知識和裝配基本要求。
學生以組為單位,編制CA6140主軸箱拆裝進度計劃,通過指導教師審核后,進行拆裝實訓,學習掌握以下裝配知識和技能:CA6140主軸箱拆裝所需的通用工量具和專用工量具的使用方法;螺紋連接、鍵連接、銷連接、過盈連接的裝配要求與方法;皮帶傳動、齒輪傳動、鏈傳動的裝配要求與方法;摩擦離合器、滾動軸承、軸組的裝配要求與方法。理論與實踐相結合,實操訓練有效促進了學生學習理論知識。
考核評價穿插在拆裝過程中進行,拆裝技能和工作頁填寫規范綜合評價,技能考核項目有:卸荷式帶輪的裝配和帶輪跳動量的檢查方法,鏈傳動裝配與鏈條下垂度的調整方法,主軸箱箱體孔距、孔系平行度、孔中心線同軸度誤差的檢驗,齒輪嚙合質量檢驗方法,摩擦離合器和制動器的松緊調整方法、主軸旋轉精度的檢驗與調整方法。
4.液壓與氣動回路的組裝與調試
液壓與氣動技術一體化教師作為項目負責人,制定實訓各階段任務和工作頁,下達任務到每位學生。實訓內容與步驟依次為液壓與氣壓傳動原理學習,液壓氣壓元件拆裝與結構原理,液壓氣壓傳動回路與仿真訓練,常用電氣元件的認識與接線訓練,電氣控制回路連接與PLC編程訓練,液壓氣壓傳動回路的組裝與調試。
教師依據《液壓與氣動技術》教材編寫液壓與氣壓傳動一體化講義,向學生講授液壓氣壓傳動原理和在機械設備中的應用,使學生明確液壓氣動的重要性,提高學習興趣。
學生明確液壓氣動實訓任務,按照認知漸進而強化的學習規律,分階段進行訓練。第一階段對液壓氣動的動力元件、控制元件、執行元件、輔助元件、液壓油分類認識,通過銘牌熟悉元件的符號、性能、應用范圍;第二階段通過元件拆裝訓練,學習元件內部結構原理,故障維修知識,進一步提高裝配動手能力;第三階段使用仿真軟件學習液壓氣動的換向回路、壓力控制回路、速度控制回路,然后在液壓氣動實驗臺進行回路組裝與調試,記錄學習回路的性能特性;第四階段常用電氣控制元件的分類認識,掌握元件符號、性能參數和應用,并進行接線訓練;第五階段通過PLC軟件學習,了解常用編程指令,掌握簡單控制回路的編程;第六階段在實驗臺上組裝自動控制的動作順序回路,行程控制的自動換向回路。
考核評價從安全知識考核,應知理論知識,元件拆裝、回路組裝與調試技能,日常行為規范四方面進行評價。
目前,我國高職教育已從“大發展”走向“大提高”階段,在這一過程中,人才培養質量與社會需求之間的系統性偏差和結構性矛盾是瓶頸問題,產生這一矛盾的主要原因是培養目標與課程模式不協調,解決的關鍵在于人才培養模式。人才培養模式是20世紀80年代以后才提出的概念,是指在一定教育理念的指導下,教育工作者群體所普遍認同和遵循的關于人才培養活動的實踐規范和操作樣式,它以教育理念為基礎,培養目標為導向,教育內容為依托,教育方式為具體實現形式。探索和實踐具有專業特色的人才培養模式不僅是滿足高等職業院校自身發展的客觀要求,還是提高教學質量的關鍵。
一、指導思想
1.認真貫徹黨的教育方針。2006年3月教育部下發了《關于職業院校試行工學結合、半工半讀的意見》,要求各級行政部門和職業院校要進一步提高認識、解放思想、積極探索、大膽實踐,努力做好職業院校試行工學結合、半工半讀工作,為社會主義現代化建設培養數以億計的高素質勞動者和數以千萬計的高技能專門人才服務。
2.遵循教育規律。1903年我國近代著名民族實業家和職業教育家周學熙從國外考察歸來,便借鑒國外職業教育體制,開始倡導“工學并舉”的職業教育思想和辦學模式。早在我國古代就有“夫耳聞之,不如目見之,目見之,不如足踐之”的記載。
3.積極促進企業需求、學院發展和學生就業的一致性。以行業為背景,符合專業特點,滿足專業能力培養的需要,實現專業人才培養目標。汽車產業是我國的重要工業產業,汽車制造與裝配技術專業是培養與我國社會主義現代化建設要求相適應的,在德、智、體、美等方面全面發展的,具有本專業綜合職業能力的,在汽車制造、汽車零部件生產企業及其他加工制造業生產、技術、管理等第一線職業崗位要求的高素質技能型人才。專業的高職層次性和工作工科性決定了教學必須采用工學結合的模式。
二、工學結合人才培養模式
“工學結合”模式就是利用學校和企業各自的資源和環境優勢,共建教學平臺,實現學校教育與企業培訓相融合;通過校企雙師結構教學團隊,實現專業課程與職業崗位能力、職業資格、生產實際、行業標準“四融通”;通過校企共同組織,工學結合、工學交替、頂崗實習、知行合一、學做一體,培養職業人。
三、汽車制造與裝配技術專業工學結合人才培養模式的具體實施
1.基于現代職教理念,校企共建“汽車制造實訓中心”教學平臺
“汽車制造實訓中心”教學平臺是依據專業需求,校企共建的可用于教學、實習、實踐的典型實訓裝備、實訓生產線和實訓基地。包括校內實訓基地和校外實訓基地兩部分。校內實訓基地如圖1所示。包括汽車原理與構造分中心、汽車制造分中心和汽車生產自動化分中心,能實現三個相互支撐、相互完善的功能。
圖1 汽車制造實訓中心
能進行汽車整車制造關鍵能力的培養,汽車制造分中心是國內最早將汽車整車生產的四大工藝(沖壓、焊接、裝配和噴漆)及設施“搬進”實訓基地,學生進行諸如沖車門、焊車門及車身、裝配發動機、噴漆等典型工位的操作、工藝編制和調試,填補了汽車制造類專業教學的空白。
能進行汽車零部件生產及裝配關鍵能力的培養,學生可以從原材料性能分析、熱處理到零部件設計、加工,直至汽車發動機裝配實訓室和汽車變速器裝配實訓室,充分熟悉從原材料到產品的完整制造過程。
能進行汽車生產線控制中關鍵能力的培養,該中心設置了企業設備和生產線上使用的液壓、氣動、PLC、傳感器、總線等技術的多個實訓室,學生不僅能排除生產線的常見故障,進行簡單的生產線調試,還能根據任務進行生產線控制方案的設計。
校外實訓基地,有與我院深度合作的北京奔馳汽車有限公司等企業,負責集中專業實訓、頂崗實習、就業、技術開發與服務;有長春一汽等接收學生實習并保持長期合作關系的企業;有直接接收學生就業的北京現代汽車有限公司等企業。
校內外實訓基地相互補充、相互呼應,構成完整而高效的汽車制造與裝配技術實訓體系。
2.“1-4-1”工學結合教學進程組織模型(見圖2)
圖2 工學結合教學進程的組織模型
1――在第1學期完成入學教育、汽車文化、基礎課程的教學;
4――在第2~5學期分別完成沖壓、焊裝、噴漆、裝配等專業學習領域。
1――在第6學期完成就業教育和頂崗實習。到企業頂崗實習教學環節,學院與企業合作安排學生到汽車制造生產崗位直接參加生產活動,進一步提高專業技能、熟悉企業文化。此時,學校與企業共同制定學生管理規則和實習考評標準。
3.基于工作過程的綜合教學項目
在“汽車制造實訓中心”教學平臺學習的汽車制造與裝配技術專業,設置了汽車模型的制作與測繪、汽車解構與分析、汽車零部件加工(上)、汽車英語、汽車電控、汽車生產線自動控制、汽車零部件加工(下)、汽車車身制造、機器人工作站的使用與維護、汽車裝配與調試、汽車經濟生產12專業學習領域,這些學習領域的部分內容將分別融入到汽車卡車模型、汽車轎車模型、氣動機械手3個項目中,3個項目間設有能力梯度和能力側重點,汽車卡車模型是基礎層面的;汽車轎車模型涉及材料、熱處理、沖壓、焊接、裝配、電控等方面的能力,成果――電動汽車是學生在多個實訓室實際操作設備工作積累的結晶,在完成的過程中學生親自經歷了汽車制造的流程,體驗到職業工作氛圍,在知識和能力方面有連續性的積累,在做中學,學中成長、收獲;氣動機械手在機加工生產出零件的基礎上,增長控制方面的能力,增強故障排除的能力。每個項目總體分析后將分解成相應學習領域的子項目,無論是項目總體還是子項目,以及各學習領域內其工作任務的執行,都嚴格遵循明確任務/獲取信息―制定計劃―做出決定―實施計劃―檢查控制―評價反饋六步法,從中多次培養學生的專業能力、方法能力和社會能力。
4.靈活適用的教學方法
俄國教育家烏申斯基曾說,教學方法對于學生學習技能、技巧,特別是學習實際應用知識的技能起著重要的作用;英國哲學家洛克說,任何東西都不能象良好的方法那樣,給學生指明道路,幫助他前進。在基于工作過程的學習領域教學中,將理論與實踐融為學習領域,徹底拋棄專業課“理論講課”與“實訓、實習”兩段式教學組織形式。在生產性實訓基地的真實“生產”情景中,教師變為企業師傅或工程師,學生變為企業員工,教學過程變為工作過程,在學習領域采用適用的教學方法,實現“教、學、做”一體化,會使學生的綜合職業能力顯著增強。在汽車制造實訓中心教學中使用效果不錯的方法如表1所示。
表1
5.學生成績的評價
(1)評價要全面
學生評價表(如表2所示)
表2
(2)評價要起到能力升華的效果
評價結果應以一種公開、公正、透明的方式陳述出來,使得評價人員、被評者或第三者都明明白白的知道得分點、丟分點,尋找彌補方法和改正措施,起到“評價”本身又是一次學習的作用,達到能力升華的效果。
6.職業資格證書
職業資格證書是社會對學生能力的一種認可,本專業為學生提供了如表3所示的職業資格證書獲取的可能,為學生進入社會提供了多個通行證。
表3
7.利于雙師型教師、雙師結構教師隊伍的成長
人才培養模式建在汽車制造實訓中心教學平臺之上,人才培養過程也是教師科研過程,汽車制造實訓中心這個平臺利于教師“教”和“工”相結合,利于在汽車制造實訓中心的實訓裝備上開展科研項目,利于工學結合學習領域的“零距離”開發,利于教師了解企業技術動態,與企業專家共同進行科研項目開發與研究,提升教師的專業能力、工程實踐能力、科研能力,開闊教師眼界、擴展知識面。
四、存在的問題與反思
1.制度的保障力度缺乏。工學結合人才培養模式需要學校和企業的緊密配合,但目前由于金融危機等現實性的問題,企業很難完全滿足人才培養的需要;由于中國廣大的人力資源供給,企業很少面臨人員缺乏的危機,所以企業在工學結合方面的投入熱情不夠、沒有必須性。
項目教學是學生在教師的指導下親自處理一個項目的全過程,在這一過程中學習、掌握教學計劃內的教學內容,通過項目的形式進行教學。項目教學法的核心是不再把教師掌握的現成知識技能傳遞給學生作為追求的目標,或者說不是簡單地讓學生按照教師的安排和講授去得到一個結果,而是在教師的指導下,學生去尋找得到這個結果的途徑,最終得到這個結果,并進行展示和自我評價,學習的重點在學習過程而非學習結果,學生在這個過程中鍛煉各種能力。教師不再居于教學中的主導地位,而是成為學生學習過程中的引導者、指導者和監督者。
一、教材分析
電工與電子技術是中等職業學校電類、機電類等專業必修的基礎課程。通過本課程的學習,學生掌握必備的電工、電子技術基礎知識和基本技能,具有分析和處理一般問題的基本能力,具備繼續學習后續專業課程的基本學習能力。三明工貿學校使用的教材是由彭佩烘、吳榮祥主編,科學出版社出版的中等職業教育“十二五”規劃課程改革創新教材《電工與電子技術》。該書的編寫以教育部2009年新頒布的教學大綱為依據,本著必需、夠用、實用的原則。在結構上強化做中學、做中教的指導思想,針對課程性質,加入實踐項目和任務,在理論知識處理上設計了探究性操作等活動。內容安排上以技能實訓作為教學單元的總結與提高,將關鍵知識點、基本技能融合在項目教學過程中。該書圖文并茂,穿插閱讀材料、拓展延伸,以增加本書內容的知識性、趣味性,力求改變以往教材大多以文字敘述為主的風格,提高學生的閱讀興趣。“八路搶答器的制作與調試”是本教材第八單元“數字電子技術基礎”中實訓8.2內容。該單元教學要求學生安裝一個八路搶答器,學生通過仿真訓練、自主探索、實操實訓,掌握八路搶答器安裝步驟和流程,熟悉元件的插裝工藝,具備焊接和安裝技能,了解裝接工崗位職責,增強規范意識,提升學生的職業素養。
二、學情分析
(一)專業培養目標分析
培養學生的專業技能、職業素質和關鍵能力,經過專業理論和技能的學習能夠適用工作崗位的需要。
(二)知識基礎、能力基礎分析
許多學生文化基礎薄弱,自主學習的能力亟須提高,學習習慣有待培養。知識基礎為完成電工與電子技術所有基礎內容的學習。能力基礎為能運用Protel進行42電子繪圖并生成PCB圖;能初步運用電子線路仿真軟件Multisim10對電路圖進行仿真;能識別電阻、三極管、集成塊等元件,能進行基本元器件的測試;具備一定的電子裝配能力;能熟練使用萬用表、正確使用示波器進行電路檢測。
(三)心理狀況分析和對策分析
學生通常對理論學習失去興趣,學習積極性不夠,自信心不強。他們注重直觀的看與做,善于實踐的學習,對于動手實踐積極性比較高。因此,可以以行動為導向,任務為驅動,加強實踐規范性的引導;精心設計教學,鼓勵學生積極參與;實行學中做,做中學,以學做一體為導向,激發學生的學習熱情,使學生想學、能學、易學,真正掌握實際、實用的技能,從而克服厭學情緒,恢復其學習的自信心。
三、教學目標及重、難點
(一)教學目標
知識目標為知道74LS148、74LS279、74LS48、NE555等集成塊引腳功能和內部結構;知道數碼管種類與工作原理;掌握搶答器的結構與電路原理;掌握搶答器的裝配與電路調試;掌握搶答器的典型電路故障分析、檢測與維修。能力目標為培養學生自主利用網絡獲取信息資源的能力;強化學生電腦繪圖的能力;強化學生利用電腦進行電路仿真、驗證的能力;培養學生自主探究能力;培養學生電子產品裝配與調試能力;培養學生電子產品故障分析、檢測與維修能力。情感目標為激發學生學習專業興趣,體驗學習的快樂和成就感;培養學生團隊合作的意識;培養學生科技創新意識;激發學生探究科學的興趣,培養其科學素質。
(二)內容分析
教學重點為八路搶答器的結構與電路原理;八路搶答器的裝配與調試。教學難點為八路搶答器故障分析、檢測與維修。關鍵點為調動每個學生學習的積極性,通過自主探究、動手實踐,達到學以致用的目的。充分發揮學生的個性特長,讓學生體驗成功感,變“要我學”為“我要學”。
四、教學方法
以項目教學法為主線貫穿整個過程,綜合運用任務驅動法、引導探究法等教學方法。采用小組合作法、實驗探究法、頭腦風暴法、系統分析法、卡片展示法、角色扮演法,在項目實施中相互評價,多方位、多角度提高學習興趣。采用信息化技術手段,建構“理實一體、仿實一體、教學材料與教學媒體一體”的三位一體教學模式。充分運用網絡、教學資源平臺、仿真軟件、QQ、微信等多種信息化手段,采用多媒體“班班通”教學設備、繪圖和仿真機房、課件、視頻、“理實一體化”的實訓室等教學資源,優化學習環境,加強校、企、師、生多重互動,延伸課堂。
五、教學資源
教學用具為“班班通”教學設備、繪圖和仿真機房、電子裝配實訓室、多媒體課件、搶答器電路圖、項目任務書、評價表。學生用具為八路搶答器套件、Protel軟件、Multisim10電子線路仿真軟件、電腦、智能手機、QQ軟件、微信軟件、數字電路開發板、萬用表、示波器、穩壓電源、焊接工具等。
六、教學過程
(一)搜集信息
在學生活動方面,應在課前在網絡上搜索相關資料,包括搶答器工作原理;74LS148、74LS279、74LS48、NE555等集成塊引腳功能和內部結構;揚聲器種類與工作原理;數碼管種類與工作原理;TTL、CMOS數字集成電路的區別;電子產品裝配工藝與要求;搶答器典型電路故障分析。同時,完成八路搶答器電路圖手工繪制。在教師活動方面,教師應該給出八路搶答器電路圖及功能要求,讓學生根據“八路搶答器”“聲光型”“數碼顯示”“555”等詞條,利用百度、搜狗等搜集相關信息;利用QQ群、微信、校園網,指導學生手工繪制搶答器電路圖。此設計的目的是利用網絡資源,優化學生的學習過程,培養學生自主利用網絡獲取信息資源的能力;增強學生識圖、繪圖能力。
(二)制訂計劃
此環節占1課時。在學生活動方面,首先是根據項目目標進行小組分組和角色分配。選出1名小組長,負責任務分配、協調任務實施,并進行過程記錄等。然后是小組合作探討八路搶答器學習和裝配計劃。在教師活動方面,首先對學生進行分組,每組3人。然后利用多媒體“班班通”設備,采用頭腦風暴法、系統分析法、小組工作法、卡片展示法等手段,引導學生進行分組討論,形成學習和裝配計劃。最后根據學生計劃,形成統一的任務書。此設計的目的是培養學生分析問題、解決問題的能力,增強學生與人溝通及團隊合作意識。
(三)項目實施
此環節占8課時,包括繪制電路圖、仿真、驗證,實驗探究,電路裝配,調試與故障排除四個部分的內容。繪制電路圖、仿真、驗證環節占2課時。在學生活動方面,以小組為單位完成:利用Protel軟件繪制電路圖;生成PCB圖;以小組為單位在Multisim10電子線路仿真軟件上進行仿真、驗證。在教師活動方面,在機房中利用繪圖軟件和多媒體設備,引導學生完成八路搶答器電路圖的繪制并生成PCB圖;利用Multisim10電子線路仿真軟件上進行仿真、驗證;在機房中巡視,隨時解決學生困難。此設計的目的是強化學生電腦繪圖的能力;強化學生利用電腦進行電路仿真、驗證的能力;激發學習興趣,體驗學習的快樂和成就感。實驗探究環節占3課時。在學生活動方面,根據原理圖選擇、檢測元器件;在數字電路開發板上完成搶答器的組裝、調試;在“數字電路開發板”上進行探究、分析包括探究74LS279的2、3和11、12引腳的連接方式,探究74LS148的優先編碼功能,探究74LS148的EI、GS端以及74LS48的LT、RBI、RBO端等各個引腳的功能,探究聲響電路聲音偏小的改進,例如揚聲器改接到三極管的集電極、不用三極管只要通過耦合電容把揚聲器直接接到555輸出端等。在教師活動方面,巡視學生測試元件的過程,檢查學生萬用表使用和元器件檢測情況,記錄學生存在的問題并加以指導。指導學生在數字電路開發板上進行組裝、調試。指導學生在“數字電路開發板上”進行探究。此設計的目的是強化操作儀表的能力,培養學生電子產品裝配與調試能力,培養學生自主探究能力,培養學生良好的科學態度、情感與價值觀。電路裝配環節占2課時。在學生活動方面,根據PCB板準確規范裝配電路;小組長負責裝配后的檢驗;分小組探討如何調試電路,討論調試步驟及各測量點。在教師活動方面,借助實物、Flas講授演示電路裝配方法;巡視學生裝配過程,記錄存在的問題并進行個別指導和答疑解惑;提醒學生注意裝配的技術要領。此設計的目的是培養學生電子產品裝配能力,培養學生規范操作意識,充分發揮學生的課堂主體作用,培養學生思考、自主學習能力。調試與故障排除環節占1課時。在學生活動方面,根據調試步驟,對產品進行通電調試,準確對電路各測量點進行檢測,觀察電壓有效值、輸入或輸出波形,完成任務書中相應內容。根據觀察到的現象,小組討論,得出結論,分析故障原因并排除故障,把相應內容填入任務書。在教師活動方面,示范示波器正確的操作過程。強調注意事項,巡視學生實操過程,記錄學生存在的問題并加以指導,檢查各小組測量出的波形、電壓等數據,引導學生分析故障并加以排除,歸納各小組在搶答器制作中出現的問題,并總結出搶答器常見故障及排除方法。此設計的目的是培養學生電子產品調試、故障分析、檢測與維修能力,學生參與問題的解決,增強其學習信心。
(四)評價總結
此環節占1課時。在學生活動方面,各小組成果展示,展示在數字電路開發板上的組裝、探究成果;展示在電路板上的裝配成果;各小組對以上兩個項目情況,根據評價表充分利用角色扮演法、小組工作法、卡片展示法,進行自評和互評;各小組進行分析、交流、反思、提高,總結成功經驗,查找不足之處。在教師活動方面,教師用任務書和評價表對各小組完成的兩個項目進行評價;教師總結搶答器實訓教學中存在的問題和注意事項;歸納各小組搶答器成品的故障并總結出搶答器常見故障及排除方法;對學生的實驗、探究、制作給予肯定,并指出不足和改進方向。此設計的目的是讓學生參與教學評價,幫助學生認知行業標準,明確自己的知識和技能水平;培養學生競爭意識和主動思考的探索精神。
作者:彭佩烘 單位:三明工貿學校