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在以往的教学改革中,普遍存在偏重于一门或者几门学科的现象,这往往导致教学效果的不理想。而机械制造是一门系统性极强的课程,在教学内容设计、教学方式的选定等方面都存在可塑造性。所以首先应该对教学计划有个宏观上的把握,不断优化教学设计,扩展和更新知识内容,培养学生的动手能力。
1.2机械制造系列课程内容改革
在机械制造系列课程改革的准备工作中,机械制造系列课程的体系改革是其中极为重要的一个环节,因为体系建设关系到实践工作中每个环节的完整衔接,同时也影响到各个因素在发挥作用的过程中的有效性。因此,做好机械制造系列课程体系改革应该被上升到一定的理论和实践高度。首先应该对机械制造工艺中的重要的加工方法有个初步的认识,在机械的装配和机械精度的概念上有一个宏观的把握。其次是通过机械制造系列的学习之后,能够从理论上加深对机械制造知识的认识和理解,对机械制造的工艺系统、工艺方法、工艺过程以及工艺质量都有充分的认识。[2]
2.实习基地建设
2.1实习基地建设的必要性
实习基地建设有利于学员更好地把握对制造实践认知的客观规律的把握,实习基地建设同时也是模块结构在分层次教学中的一项有力教学方法,它能够使实习内容由传统的单一型向综合性转变,真正实现实习方法由示范型和验证型向设计性和开发型的有效转变。实践教学是提高应用型人才综合素质的有效手段,也是保证机械制造系列课程得以有序进行的重要保证。近年来,世界各大企业越来越注重复合型人才的培养与选拔,这在一定程度上也反映出教学实习基地建设的重要性,因为这一环节能够加强学员的实践能力、应用能力以及创新能力等综合素质的培养。
2.2实习基地建设方法
目前我国的机械制造系列课程在体系建设上已初具规模,但是在实习基地的建设方面还存在诸多问题,在探索实习基地建设的道路上应该加大力度。在分析了我国实习基地建设上存在的不足之后,针对这些问题,有以下解决措施,在实际工作中应从以下几点指导措施入手,以便更好地健全和完善管理体系[3]。首先是在政策导向与政府部门的推动机制方面,应该鼓励企业为学院建立稳定的实习基地,在政策和舆论上予以积极的引导。其次是在合作形式方面,学校应该与相关企业建立机构健全、管理层次清晰、分工明确、组织成员具有权威性和代表性的合作组织机构。最后是在诚信机制的建设上,应该发挥情感联络的巨大潜在作用,督促企业做好员工的思想工作,兼顾教学与生产的平衡性。
瓶盖传送结构的设计:在瓶盖传送的过程中,到达冲裁位置时必须保证是整齐排列的,正对着冲刀,为此在纸片冲裁之前安装一个卡轮装置,使用两个步进电机,一个齿轮顺时针旋转、一个齿轮逆时针旋转,这样可以保障瓶盖到达冲裁位置的时候,可以顺利的将冲裁纸片塞入瓶盖中。其中为了保证纸片可以充分的得到利用,瓶盖和纸片的输送不能保持在一条直线上,需要保持一定的角度。瓶盖的传送结构在设计的过程中,需要满足三个要求:第一,克服瓶盖和轨道之间产生的摩擦力;第二,克服卡轮自身的转动惯性;第三,保证保证瓶盖可以在轨道上顺利的前行。
冲裁机构的设计:需要冲裁的纸片需要具备一定的厚度和硬度,在纸片送到冲裁位置时,需要先将其摊平,然后将其输送到瓶盖的正上方。冲裁机构的设计采用的是动力源驱动主动轴,使其旋转进而带动偏心轮,使得冲头支架的导轨上进行上下往复滑动。其中采用的偏心轴,与冲压模具的曲柄机构相连,在完成冲裁的纸片,将直接进行冲压,这种设计可以保证冲裁机构的稳定性、降低瓶盖机机械系统的磨损。压入结构的设计:完成冲裁的纸片需要塞入瓶盖内,但是因为纸片的质量较小,其一般情况下在落入瓶盖时,将停留在厕内螺纹之间,及时有的纸片落入瓶盖的底部,但是没有固定的镶嵌圈,在瓶盖翻过来之后,纸片非常容易掉落。为了保障纸片在进入瓶盖之后不发生掉落,实施压入,在电气的作用下将纸片压入瓶盖内。该压入结构在纸片的冲裁结构之后,与冲裁中的冲刀是同步运行的,也就是说可以保证纸片的冲裁和压入是同时进行的。
二、课程教学方法改革
打破传统的教学方式,现在提倡理实教学相结合,但是《机械设计基础》理论教学还是占主要课时。如何提高课堂教学效率,是本课程教学方法改革的关键之处。传统的课堂教学方式都是“教师讲,学生听”的填鸭式教学,学生对课堂不感兴趣。师生之间没有互动或互动很少,课堂教学效果很难有提高。为了打破这种现状,我校很多老师开始尝试采取分组讨论、启发式、项目式等教学方法,课堂气氛相对较活跃,既提高了学生的参与性,又激发了学生的创造性。本人在本课程的教学过程中,主要尝试了分组式讨论教学法和案例教学法两种新的教学方法。分组式讨论教学模式,每组分4~6名学生,专门设计学案在课前下发给学生,根据学案内容,让学生在课堂上进行小组讨论,再由小组学生轮流发言。案例教学法是利用生活生产中的实例进行知识的讲授。在理论知识的基础上,结合生产中实例进行讲授。例如,在讲常用机构分类、特点及应用时,可以直接让学生观看汽车雨刮器、牛头刨床、揉面机、插床等机器的运动视频,这样可以直观地反映知识内容,增加学生的学习兴趣,使学生较快地理解和掌握所学内容。
高等职业教育教学的培养目标是通过专业理论教学,引导学生树立正确的服务意识,熟练掌握生产技术,并根据生产实践的具体情况进行合理的技术指导和组织管理,从而提高企业经济、社会效益。随着企业集约化的不断深化,产品生产周期不断缩短,项目生产就成为了众多企业的主旋律,这就要求企业必须大量储备专业基础过硬、项目生产能力强、项目生产理念新的技术人员。所以,在高职教育教学中推行项目驱动法,既是顺应现代企业发展的必然趋势,也吻合了高职教育的最终培养目标。
(二)有助于重新定位机械设计基础课程
作为机械类专业的主干课程之一,机械设计基础是一门应用性与理论性兼备的课程。现有的教材仍然只设计了原理的解释、运动分析和技能训练等模块,而忽视了具体项目的学习,这严重违反了高职教育的原则。而项目驱动法的引入则解决了这一问题,重新确立了机械设计基础课程的性质与地位,这有利于应用性教学的开展,也有利于降低理论难度,从而使学生在项目操练中学习专业知识与专业理论,并提高自身专业技能。
(三)有助于实现学生“最近发展”
著名心理学家维果茨基(LevVygotsky)指出,学生的发展关键看两个因素:一个是学生的现有基础,一个是通过指导或努力所能达到的发展。这两者之间的差距被维果茨基称为“最近发展区”。由此看来,高职教育教学中,学生的最近发展尤为重要,它可能直接决定着教育目标的实现。从高中和中等学校分流到高职院校的学生往往存在思维能力较差、理论感不强、学习热情不高等现象。传统的教学方式已经不能引起这些学生的注意和兴趣,机械设计基础课程的教学问题越来越突出。所以,我们必须引入项目驱动法,使学生在项目制作中重获信心,以实践形式强化理论知识,做到学会学习、快乐学习。
二、机械设计基础课程教学现状
(一)没有形成三维教学目标
随着课程理念、教学方法的不断更新,作为机械专业学生的一门必修课,机械设计基础课程改革势在必行,而首先需要改革的则是教学目标。所谓三维教学目标,就是教师在教育教学时应该既注重学生专业知识和专业技能的获得,也要重视学生学习过程与学习方法的培养,还要重视学生学习态度与学习情感的培养。从现有的教育教学情况看,许多教师只注意高职学生专业知识与专业技能的获得,而忽视学生学习动力的维持,以致许多学生学习热情不高、主动性难以发挥。
(二)缺乏可行性操作
许多教师已经注意到实践项目的重要性,也开始有意识地进行实践性的教学。但是,受众多条件的限制,他们的实践性教学缺乏可行性操作,不利于激发学生主动参与实践项目。一方面,教师还没有多媒体教学的意识,仍然采用板书教学,并以简单的二维图形式呈现机械原理;另一方面,抽象的讲解使制图基础较弱的学生看不懂原理图,这一定程度上阻碍了实践项目的有效开展。同时,许多教师设计的实践项目没有可探讨性,只是简单地验证前人的研究成果,这使整个实践项目变得浅显和简单,不利于学生创造性的开发。例如,教师在讲解牛头刨床时,许多学生没有看到真正的实物,仅仅靠黑板上的二维图,学生不能完全理解刨床的内部结构。又如,长期的一级圆柱齿轮减速器的相关实验大大降低了学生对实践项目的兴趣度。
(三)实践项目的局限性较大
许多高职院校还没有相对完备的实践设施,即使在实验课中,许多学生也没有机会动手实验。同时,学校的设备设施破损较为严重,实验的精准度不足,学校的相关设备与工厂的设施相差较远,型号、规格等都存在较大差距。另外,校企合作还没有完全建立起来,大部分实践项目只能在校内进行,而具体的实践效果却没有得到检验,所以,实践项目还没有从学校的小范围实践拓展到工厂企业的一线生产实践中,其局限性较大。
(四)教学评估体系不健全
在机械设计基础课程教学中,许多教师习惯性地通过闭卷考试来检测学生对知识的掌握情况,以致学生机械记忆书本中的理论知识,甚至直接背诵教师事先制定的考试内容。许多教师忽视了学生的实践操作,或直接以固定的一级圆柱齿轮减速器设计作为唯一的实践项目。这种评估方式大大地影响了学生的创造性,不利于学生机械设计能力的培养。所以,高职院校有必要建立健全教学评估体系,让学生注意实践项目,使其在实践中学习,在实践中提高自身的专业技能。
三、运用项目驱动法的基本原则
(一)综合性原则
综合性原则是指教师应该将机械设计基础课程与其他课程相互融合,从而达到突出重点和难点的目的,使学生从做中学、在学中做。项目驱动法不是让学生盲目地操练项目,而是让学生在具体项目中理解和体会机械基础的专业理论,并以理论指导项目实践,在实践中不断深化理论的过程。为解决理论教学与实践教学的矛盾冲突,我们可以将机械设计基础课程与三维软件课程相结合,整合成一门新的课程,实现课程与课程之间的融通,提高综合课程的比例,这样既可以缩短课时,使教师在有限的时间内完成教学内容,也减轻了学生的学习负担,同时还为复合型人才的培养奠定了基础。
(二)实践性原则
实践性原则,就是教师以实践项目引出课题,以实践项目为理论知识讲解的基础和条件,在实践操练中反观专业理论知识,并以实践项目为主要评估方式。首先,教师在引出机械设计基础课程的相关理论时,应该以实际项目作为切入口,这样可以降低理论知识的难度,也有助于提起学生的学习兴趣,使机械设计基础课程的课堂教学灵活而生动。其次,在具体讲授专业理论知识之前,应该将相关课程项目化、模块化,这样既可以降低讲授内容的重复率,也有利于树立实践性的指导思想。再次,具体操作项目时,可以通过学生拆卸和装配相关机械来培养学生的动手能力。最后,以实践项目检验学生的学习情况,让学生将每一个模块的相关知识运用于一个具体项目中,使学生完全掌握机械设计的相关技能。总之,从引出理论知识、讲授专业理论、具体操作实践项目到以实践项目检验学生的学习情况,我们都应该以项目为中心,突出项目实践的重要性,实现实践与理论的高度融合。
(三)探索性原则
探索性原则,就是教师在引导学生进行实践项目操练的过程中,要启发学生,让其全面认识现有的机械设计知识与技能,并在此基础上有所突破、有所创新。在具体的实践项目中,学生会对某些零部件的参数选择、数据处理等产生不同观点,而这些观点和疑问正是学生发现问题和提出问题的重要环节。因此,教师应该鼓励学生进行合理的自我探讨,从发现问题、提出问题、分析问题到解决问题,逐一推进,培养学生的创新精神和创新能力。
四、基于项目驱动法的机械设计基础教学改革途径与方法
(一)树立正确的培养目标
第一,树立好三维教学目标观。学生专业知识与技能、学习过程与方法、学习情感和态度同等重要,都不可偏废。既要让学生掌握一定量的理论知识,也要让学生获得专业技能,同时还要让学生具备持续学习和探索的动力。第二,树立项目驱动教学观。在开展机械设计基础教学过程中,教师应该以实际项目为中心,使学生在做中学,以做带学,从而培养学生的实践意识和实践能力。
(二)合理设计实践项目
第一,教师应该将教学内容分成若干个项目,每个项目应该体现学生的现有水平和能力,使学生能在真实的环境中合理迁移相关知识与技能。例如,在设计齿轮传动这一模块时,教师可设计制作一个齿轮传动机构,使其包含直齿圆柱齿轮传动、圆锥齿轮传动和齿轮齿条传动三个部分,学生通过拆卸和装配了解传动的本质,学会齿轮参数的计算方法、齿侧间隙的测量,从而实现这一模块的教学目标。第二,设计项目应该实用而明确。高职学生的年龄特征和学习特点决定了他们不可能在同一时间解决许多问题。所以,教师在设计实践项目的过程中应该充分考虑到学生的实际情况,有的放矢地设计项目,使其在实践中提高机械设计能力。第三,项目的设计应该围绕着学生创造力而展开。随着机械的不断发展,新技术、新产品不断涌现,原有的机械就面临着淘汰的趋势。教师应该引导学生了解机械行业的前沿动态,以最新的工艺和设备操作实践项目。
(三)合理开展实践项目
第一,合理设计实践项目。在进行项目操作之前,教师应该合理设计好实践项目,介绍本实践项目的相关内容,提前涉及相关理论知识,使学生明确项目操作内容和实施步骤,从整体上了解实践项目;指导学生阅读操作指导书,让学生提前查阅相关资料,准备好项目操作时所需的工具;引导学生按照操作指导书进行合理操作,使其形成正确的职业技能;引导学生根据实践项目完成相应的书面作业,使实践经验上升为理论知识,教师根据学生的操作情况及时验收,完成本模块的教学。第二,合理实施实践项目。一方面,教师应该让学生了解实践项目的具体操作步骤,使其严格按照项目指导书的相关规定熟悉整个项目的运行;另一方面,教师还应该给学生足够的空间,让其共同讨论和思考,鼓励学生提出问题和解决问题,探究项目实施的其他途径与方法。
二、建立以能力为中心的课程考核体系
改变传统的考核方式,强调考核学生的能力,实现课程考核向过程考核的转变。学生学习效果的好坏,主要取决于整个教学过程与之相适应,考核也贯穿整个教学过程。提高学生的综合素质为考核中心,考试不再局限于闭卷一种形式,而是采用开放灵活的考试方法,比如考核成绩可以由三部分组成:平时成绩占30%期末成绩占35%创新思维及能力35%。同时,每个部分又由理论和实践组成,其中理论成绩占40%,实践成绩占60%。在平时成绩中,理论部分可以由课堂提问、作业、考勤等获得,实践部分可以由平时实训、实验的能力获得。期末成绩中,理论部分由基本理论考试获得,实践部分由技能实训操作获得。创新思维及能力成绩中,理论部分可以由专题讨论等形式获得,实践部分可以由生产实习报告、体会等形式获得。建立合理的考核评估体系指标是衡量教改成功的关键因素。考核指标的出发点必须结合本专业的实践教学特点,充分体现素质教学和实践能力教学的情况,考核的核心是学生的实践动手能力。同时,要注重考核反馈,现在我们在教学中往往注重考核,不注重反馈,其实考核的目的是要重视反馈,通过反馈来是学生了解自己的不足,使老师反省在以后的教学中如何讲解来是学生能够更好的减少错误,学生在反省中找到原因,改正错误。
三、加强实践教学,培养创新素质
机械制造工艺基础是一门基础学科,也是一门应用学科,学生不仅要掌握必要的理论知识,而且还要把这些理论灵活应用于实践中。实践是知识的源泉,实践性教学对于知识的获取、能力的形成与发展起重要的作用,因此,实行理论与实践相结合的教育,使学生掌握的理论知识向实际能力的转化,这样才有利于学生的创新素质的培养。为此,在教学中,每章都从最基本的应用实例出发,由实际问题入手通过技能训练引入相关知识和理论,由实训引出相关概念及相关加工方法。首先是教师提出学习的内容、目的、要求及其他相关事项,学生自主学习有关内容,再通过自己动手做的方式来加深对所学知识的理解,同时获得相关技能的训练。这种在教师指导下,感性认识与理性认识交互进行,对学生自主学习起到良好的促进作用。在本课程教学中,要创造条件让学生更多的接触生产实际。例如:参观实验室、陈列室、工厂车间、开设实验,进行多媒体教学,组织现场教学等等,不断积累实践知识,激发求知欲。如机床工件的装夹方法的学习,可以让学生在现场进行装夹练习,提高学生的学习兴趣,使学生容易掌握不同形状工件的装夹方法。对渐开线齿轮的范成,可组织去工厂现场参观齿轮加工,对插齿、仿形加工过程进一步加深理解。对减速器的结构分析及装配,可使用生产实用减速器进行结构分析、拆装实验等。只有教师在实践教学中不断丰富,不断提高实践教学的能力,具有较高的创新素质,成为领头的创新者,才有利于促进教学相长,培养出创新素质的人才。
随着机械设计行业的革新,机械设计管理已经不单纯的是产品的功用性管理,更为主要的表现在产品的知识密度,产品的多个功能性,产品的质量绝对安全和产品的推广价值以及规避高风险性的实用价值管理上来。机械产品的设计首要考虑的是产品的质量安全,其次是产品本身的价值所在,再有就是在设计流程中理论和实践的相互影响,最终形成产品,通过对管理资源的有效控制达到流程的节约化,直接化和实用性,更好地保证产品使用用户对新产品的满意度的提升。
根据当前机械设计企业的行业特点,对于机械设计行业中存在的几大管理问题做一个简单的分析。
一、机械设计质量安全管理
任何产品的质量安全都是头等大事,机械设计也不例外。在机械设计行业中,设计人员一定要有严谨,负责的工作态度,严格按照设计思想,严格排查安全隐患,在设计中杜绝因管理疏忽而带来的安全问题。在机械设计过程中要把安全问题落实到每个人,责任明确,分工具体使质量得到保证,安全隐患消除与萌芽状态。
二、设计工艺流程的规范化管理
机械设计属于严谨的学科范畴,一切的设计行为要遵循科学,遵循设计原理。在整个设计工艺中要考量图纸的可行性,理论的灵活运用和灵活变通,对于设计所需要数据要进行深入的运算,确保达到数据的严密性。对于不确定的数据要进行多个论增,对于不明确的,不理解的理论要加以掌握理解,确保设计工艺的规范化,科学化,工艺流程的万无一失。只有严格地执行规范化的设计工艺流程才能保障设计成果的规范化以及它的市场价值所在。
三、机械设计中的误区以及出现问题的解决
在过去的机械设计的过程中,我们往往注只是重了设计成果的使用性,但是对于设计成果的实用性以及它的多个功能,我们并没有过多地关注。赶时髦。为求“省事”,追踪市场新产品和畅销产品,对顾客的需求一片模糊,又不愿花力气搞清,你上我也上,一轰而起,一轰而下。缺乏科学而准确的市场(需求)调查、需求分析和产品规划,是一种盲动行为,失败的可能性极大。实践证明,好多机械设计企业经营失败的根本原因首先是设计人员忽略顾客、缺乏市场调查与可行性认证,它们将导致90%的企业失败。其他导致失败的原因还有:由于管理者忽略变化、过分自信、过分自信与傲慢而错误地估计市场接受能力、吸收了不必要的合作伙伴、不能跨专业全面思考、企业缺乏长远的目标与规划,以及企业的经验没有公司和产品的特色。“现在供应,以后修理”。忘记了企业生产的产品(可触摸的)和服务(不可触摸的)只能在被顾客接受并使其满意的前提下才能获得竞争胜利和实现经济与社会效益。这是企业缺乏“信誉资本(良好的社会信誉认同感)”的表现,它的严重后果是导致企业的成员没有诚信、弄虚作假,最终使企业。所以企业的管理层应该清楚地知道,信誉资本有多少进展,以便即时采取扩大信誉资本的措施。对机械设计中出现的类似误区,机械设计人员一定要有高度的市场敏锐感,严谨的设计理念,积极负责的工作作风,才能彻底矫正因为设计思维而带来的对新产品的影响。
四、核心技术的保护管理
机械产品及其制造系统的创新是提高企业竞争力的关键因素。从本世纪初到60年代,机械设计业的竞争是以成本为测度的数量扩张时代,企业核心竞争力因素是成本最低,即规模经济方式,在这种情况下对大多数进行工业化的国家和地区来讲,需要的不是产品创新,而是引进产品与生产设备。70年代到80年代末它转变为质量的竞争。几十年的成本与质量的竞争,使多数国家和地区已经实现或可重现至今仍占主流的中低技术产品(占80%~90%的世界产品)的制造,且彼此间质量的差距越来越小,而成本的优势在发展中国家与地区。在未来的市场竞争中,企业竞争力的主要因素变化为:新产品创新与改进的设计开发能力及其上市的速度;为保证新产品上市速度、产品质量(特别是可靠性与安全性)的控制和成本控制要求创新和改进制造系统及其运作;创新与改进服务及其质量。设计产品及其制造系统和制造过程控制的创新成为提高企业竞争力的关键因素,而产品的设计与制造质量、成本、开发上市速度成为企业活动的第一类核心自变量。
五、机械设计的风险管理
机械设计是一项高风险投资。新产品的成功创新或改进将有利于形成机械企业新的经济增长点,促进经济的发展,有助于合理的产品结构和产业结构形成,以及企业竞争力的提高。但是各国多年的产品开发实践证明,它是高风险、高投资、高收益的活动。其最突出的特征是高风险性。如何应对这种风险,其主要依托应当是对于新产品的市场前景和潜在前景科学的分析,通过分析和观察做出有利的判断,尽可能在设计之初就规避因为设计带来的市场风险。
六、机械设计的成本管理
好的设机械计不但要技术先进,制造可行,操作方便,而且要经济合理,同样也要求它易与管理,尤其是对成本的控制。所谓成本管理,其核心就是降低产品的成本。可以说,产品成本的高低,在产品设计的阶段就基本上确定了,因此,降低产品成本,永远是设计人员的一项主要任务,是机械设计领域中的一个永恒的技术经济问题。设计人员进行产品设计时,必须牢固地树立经济效益的观念,对每一个零部件进行功能成本分析,确定合理的技术指标和成本目标。加强成本管理直接决定企业参与市场竞争的成败,这个环节至关重要,我们在成本预算中永远要把最低的成本核算到设计体系中,也就是说最低的成本就是开拓市场最大的资本,由此可见成本管理在机械设计企业举足轻重的作用。
七、机械设计产品的质量评估管理
树立长效果的评估机制,对于设计成果的安全性能,可靠性,稳定性要有一个明确的认知。通过评估掌握设计过程中的问题解决方法,发现不足,在此基础上寻求更好的解决方案。为今后的设计打下良好的技术基础和理论基础。
八、对设计人才团队的管理
人才永远是企业获得核心竞争力的根本保证。为了实现建设机械工业新高地的战略目标,加快各类人才队伍,特别是科技人才队伍的建设,通过企业内在机制的建立和外部环境的改善,充分发挥市场对人才资源配置的基础性作用,吸引和凝聚各类优秀人才,在企业内部形成优秀人才在数量、结构和综合素质等方面具有相对优势的人才高地,为企业的持续发展提供组织保证。此外对于优秀的人才,企业更要做到敢于用,敢于叫他们走出去,请进来,灵活的用人机制无疑是保证机械设计技术人员设计生命力的灵丹妙药。
毕业设计实践环节正是培养学生综合运用所学的知识,分析解决理论和实际问题能力的关键环节,对培养学生的就业能力、适应社会发展的能力具有非常重要的作用。
然而,随着高校的扩招导致生源质量的下降、唯就业率论导致的学校和学生重视程度的下降、青年指导教师本身工程实践素质的欠缺等,本科毕业设计的质量明显下降,甚至出现了与本科培养计划发展不一致的现象,没有达到教学质量的国家标准。
如何在新的形式下保证和提高本科毕业设计质量成为教育届研究的热点[2-4]。
毕业设计选题是毕业设计过程的开始,对毕业设计最终的完成起着引领作用。
一旦学生选定了的毕业设计的题目,也就大体上明确了毕业设计的研究方向和技术要求,高质量的课题能有针对性地使学生得到全面锻炼,真正起到培养学生解决实际问题的能力。
本文对当前计算机科学与技术专业毕业论文选题过程中存在的问题进行分析,并对基于产出教育要求下(OutcomeBasedEducation,OBE)的毕业设计选题方法进行初步的探讨。
一、当前毕业设计选题中存在的问题1.选题不符合专业培养目标。
OBE最早出现于美国和澳大利亚的基础教育改革。
OBE要求根据培养目标实现之需要设定毕业要求,毕业要求主要是以学生解决问题,特别强调解决复杂工程问题的能力为“主要追求”[5]。
然而,当前许多指导教师和学生在实际出题和选题过程中,偏离了专业培养目标。
以计算机科学与技术专业为例,问题主要体现在:计算机技术日新月异,几乎每年都有新的技术出现,而毕业设计选题陈旧,没有结合当下专业技术的发展需求;毕业设计题目中联系实际的真题少,学生往往只是在计算机上做仿真运算,学生在毕业设计阶段很难得到动手能力的训练;毕业设计题目综合性差,工作量不足等。
2.选题方式不灵活。
在毕业选题方面,目前高校实行的主要是教师出题和学生选题相结合的方式。
该方式的主要特点是在毕业设计开始阶段由指导老师根据自己的研究方向先拟定几种题目供学生进行双向选择。
但存在的问题是:受到研究方向的局限,指导教师在出题时没有针对学生个体的实际情况来确定毕业设计内容,当学生碰到不感兴趣的题目时,只能应付了事,造成毕业设计的质量的下降。
3.选题监管不到位。
虽然高校对选题立项都有规定,然而由于就业压力的影响,有的学生是由实习单位指导教师出题,或者是由校内指导教师出题,在实习单位做毕业设计,无法进行监管,甚至出现学生在毕业设计中途换题的现象。
这种毕业设计过程的不确定性导致了题目审查流于形式、毕业设计内容与毕业设计题目及任务要求相背离。
二、基于产出的教育要求的毕业设计选题原则OBE要求学生能够在未来有效地解决实际问题。
因此,在毕业设计过程中主要是以学生解决问题,特别强调解决复杂工程问题的能力为“主要追求”,要体现学生在毕业时需要具备的知识、能力、技术等。
具体来说,选题是应注意以下一些原则:1.符合培养目标及教学基本要求原则。
以计算机科学与技术专业为例,毕业设计选题及具体要求内容必须符合培养目标,这是毕业设计选题的基本要求。
指导教师在出题过程中要重视学生理论结合实际能力以及学习能力的培养,既要让学生了解基础理论的作用,又要注重培养学生掌握理论与实际结合的方法与手段,以适应信息技术的飞速发展。
同时在出题及制定具体要求时要使学生具备软硬件基础和系统观。
硬件类毕业设计课题,要有一定的软件基础要求,软件类毕业设计课题,也要有一定的硬件基础要求。
2.坚持人才培养多样化原则。
国家经济社会发展需要各种类型的计算机类专业人才。
调查显示,本科生毕业半年后从事的前20位高薪职业中,就有10种与计算机相关,包括互联网开发师、计算机软件应用工程师、网络设计师、计算机系统软件工程师、计算机系统工程师或设计师、计算机程序员、网络系统和数据传递分析师、其他计算机专家等[1]。
因此,在毕业设计选题和要求中,可以根据社会需求、学生自身条件等,有针对性地进行科学选题。
3.选题要可行性原则,工作量和难易程度适中。
由于毕业设计时间有限,因此应充分考虑所选课题的综合性、可行性、难易程度和工作量。
如果课题过难或过于复杂,造成学生在短时间内很难完成,违背了毕业设计教学环节的初衷。
毕业设计指导教师在出题时,需要考虑不同素质(如学习成绩优秀、学习成绩中等、学习成绩较差)的学生情况,并有针对地对课题的主要研究内容和技术要求做出说明,在学生选题后,指导学生对选题进行深入调研分析,合理安排毕业设计内容,形成可行性报告,并制定详细的工作计划和实施步骤,只有这样才能保证毕业设计的顺利进行。
三、基于产出教育要求的毕业设计选题的建议1.选题结合学生兴趣与特长。
做毕业设计时,学生已经对所学的专业有了基本的了解,并有了自己感兴趣的方向。
选题时可以采用教师出题学生选题和学生自主出题相结合的方式,体现学生的自主性。
学生可以从自身的兴趣出发,根据选题的原则和要求,在指导教师的指导下,分析确定毕业论文选题,选择自己感兴趣的方向,提高做毕业设计的主动能动性性。
2.选题与工作就业结合。
在就业压力大的背景下,可以将学生毕业设计选题与就业相结合。
针对在毕业设计选题的学生,要鼓励他们到用人单位去做毕业设计,以自己将要接触开发的产品为课题,在用人单位和学校教师的共同指导下完成。
这样不仅使学生对就业单位技术有较深层次的掌握,还大大缩短了参加工作后的适应期。
对于考取研究生的学生来说,可以指导学生参加一些科研课题的研究或者根据学生研究生阶段的研究方向确定研究课题,掌握分析问题和解决问题的方法,重点锻炼其科研能力和创新能力。
对那些既要进行毕业设计又要寻找工作的学生来说,在了解了专业就业方向和市场需求的基础上,可结合自己的兴趣爱好,与指导教师共同研究,自主选题,尽量选择与将要从事的工作内容相关的设计题目。
3.课题与科技创新活动结合。
现阶段,创新创业教育是大学教育的一个主题,许多高校都提倡大学生参加科技创新项目和各种科技创新竞赛。
在以往的教学改革中,普遍存在偏重于一门或者几门学科的现象,这往往导致教学效果的不理想。而机械制造是一门系统性极强的课程,在教学内容设计、教学方式的选定等方面都存在可塑造性。所以首先应该对教学计划有个宏观上的把握,不断优化教学设计,扩展和更新知识内容,培养学生的动手能力。
1.2机械制造系列课程内容改革
在机械制造系列课程改革的准备工作中,机械制造系列课程的体系改革是其中极为重要的一个环节,因为体系建设关系到实践工作中每个环节的完整衔接,同时也影响到各个因素在发挥作用的过程中的有效性。因此,做好机械制造系列课程体系改革应该被上升到一定的理论和实践高度。首先应该对机械制造工艺中的重要的加工方法有个初步的认识,在机械的装配和机械精度的概念上有一个宏观的把握。其次是通过机械制造系列的学习之后,能够从理论上加深对机械制造知识的认识和理解,对机械制造的工艺系统、工艺方法、工艺过程以及工艺质量都有充分的认识。[2]
2.实习基地建设
2.1实习基地建设的必要性
实习基地建设有利于学员更好地把握对制造实践认知的客观规律的把握,实习基地建设同时也是模块结构在分层次教学中的一项有力教学方法,它能够使实习内容由传统的单一型向综合性转变,真正实现实习方法由示范型和验证型向设计性和开发型的有效转变。实践教学是提高应用型人才综合素质的有效手段,也是保证机械制造系列课程得以有序进行的重要保证。近年来,世界各大企业越来越注重复合型人才的培养与选拔,这在一定程度上也反映出教学实习基地建设的重要性,因为这一环节能够加强学员的实践能力、应用能力以及创新能力等综合素质的培养。
2.2实习基地建设方法
2机械设备的磨损与检修
设备的磨损有两种模式体现,分为有形磨损和无形磨损。如在煤矿机械设备中的挖煤机、铲车、矿车、输送机等在使用过程中就会常常容易发生有形磨损的情况,但是机械设备的磨损程度并不是相同的。按正常设备磨损的规律来看,一般设备磨损分为三大阶段:初级阶段磨损、正常磨损和剧烈磨损。初级阶段的磨损表现在设备表面不平,磨损速度较快。正常阶段磨损是随着时间的增加磨损程度也随之增加,机械设备的磨损程度较慢。剧烈磨损是指前期磨损程度比较缓慢,但长时间以后,设备的故障增多,磨损的程度也随之增加。所以,我们可以根据机械设备的磨损程度制定出不同的维修计划。无形磨损比较抽象,它是看不见的,但是在使用过程中已经对设备的价值贬值了,和新设备有了一定的差距。为了减小新设备和旧设备之间的差距,我们可以对旧设备进行改造,提高设备的最大的价值。做好煤矿机械设备的检修,面对出现磨损的部件进行及时的更换维修,做好机械设备的保养工作,在交班过程中做好相关事宜的交接,相关技术维修人员应该通过学习不断的提高自身的维修专业技术水平,提高自身对突发事故的应变能力,快速的寻找出故障发生的原因,在第一时间对机械设备进行处理,提高设备的运行效率。
3煤矿机械设备的改造
随着我国建设行业的迅速发展,特别是城市住宅区的不断增加,使机械化施工在工程建设中发挥越来越重要的作用。但伴随着工程施工的发展,抢速度、保质量、要效益,三者之间的矛盾也日益突出,这就对工程施工提出了新的要求。也就是要解决快速、高效、高质量地对工程进行施工的问题。传统的人力,简单机械的施工方式已不适应工程施工的要求,对于现代化建筑的施工只有采用机械化作业。因此,对施工机械的安全管理以及选型和配置都显得十分重要,也十分迫切。
一、施工机械设备安全管理问题原因分析及对策
建筑机械施工安全是一门科学,它主要研究在一定的条件下,建筑机械在工作或在装拆、调试、运输等状况下,对操作者所产生的伤害及其保护措施。建筑机械安全关系到施工人员的人身安全、企业的财产安全,是可持续发展的重要组成部分。我国建筑机械安全事故发生率虽然近几年总体呈下降趋势,但形势依然严峻,存在问题还较多。因此,如何科学实行并加强建筑施工机械的安全管理,是我们目前面临的一个问题。
1.1施工机械设备安全管理问题原因分析
随着建筑业的发展,各类建筑机械使用日益增多,安全问题也越来越突出,这些安全问题主要是由以下原因造成:(1)安全管理法律体系不健全;(2)不能严格执行国家和行业规范性文件;(3)安全监督存在多头管理;(4)建筑机械操作人员管理不善;(5)建筑机械技术档案不完善;(6)机械设备施工现场管理不善;(7)机械设备施工环境恶劣。
1.2建筑机械安全管理改革对策
1.2.1健全安全规制法律体系
健全安全法律、法规及规章。结合我国安全律体系现状和存在问题,做好以下几个方面:1)加快安全管理立法。2)制定配套规章。3)实行机械强制报废制度。
1.2.2安全监督部门权限依法严格划分
依法严格划分部门权限,强化行业监管职责;及时制定执法所需的法律法规,认真清理部门间交叉打架的法律法规条文。国家设置各部门,都有明确的职责分工,各部门只有各司其职,才能保证社会的健康运行。各级建设行政主管部门承担着对安全生产日常性监督检查的工作职责,在建筑工程安全监管工作中属于核心地位,发挥着极其重要的作用。部门规章交叉必然导致执法行为的混乱,有关部门应充分认识到这个问题的危害性,对现行的法律法规也要组织人员尽快清理,确保法律、法规的尊严和权威性。
1.2.3严格执行规范、建立现场规章制度
施工现场使用的机械设备必须严格执行现行有关标准和规范。并在现场机械管理中应制定有效的现场管理制度:1)施工现场各方主体应配备专职(兼职)机械设备管理人员,负责施工现场机械设备使用安全管理工作。2)施工现场应建立相应的机械设备安全管理的规章制度(安全管理职责、安全技术交底、交接班、维护保养、检查、资料管理等)。3)主要机械设备实行定机、定人、定岗位责任的三定制度。4)机械设备、电气设备和施工机具不得带病运转。5)施工现场机械设备应做到正确使用和安全运行,严禁拼设备和超负荷使用。
1.2.4完善技术档案
根据建设工程施工进度对不断进退场的各种类建筑机械进行动态跟踪、收集整理发生在整个施工过程中的安全管理技术资料,能及时建立起有关建筑机械的安全管理技术档案。安全管理技术档案可以清晰地反映建筑机械在工程施工中的状态,便于各种安全生产检查,落实安全生产责任。是具体贯彻执行《中华人民共和国安全生产法》一项有效措施;既满足了建设工程竣工验收中施工生产安全管理档案资料的要求,又符合建立技术档案的原则。
二、施工机械调配的研究
机械化施工是一个具有联系的机械系统的综合作业过程和管理体系,其目标是实现整个系统过程和体系最佳经济和技术效果。要做到建筑的机械化施工,就必须根据各类工程的特点,按照建筑施工内容和要求解决施工机械的合理调配问题。满足施工工程对施工任务、质量、工期的最基本要求,保证工程的各项强度指标。提高施工机群的协调性。目的是提高机械的利用和施工任务的质量和效率,同时提高工程效益,降低机械成本。提高机械的系统性。使机械的性能、生产能力适应建筑施工的特殊要求,尽量降低设备的投资额。
2.1建筑施工机械设备的调配原则
1)机械设备的调配必须与建筑施工组织相一致;2)机械设备的调配必须有利于施工,有利于机械利用率和完好率的提高,有利于提高机械化施工水平,有利于提高经济效益;3)机械设备的配制必须适应建筑工程项目多变的特点,具有一定的应变能力;4)机械设备的调配要符合集中、分散相结合的原则。
2.2机械配套必须满足的简便条件
1)各机械的技术规格必须满足既定工程的技术标准;2)在工艺允许的条件下,尽可能采用重型机械并保证为其安排足够的工作量;3)机械必须具有良好的性能;4)机械必须具有良好的可靠性。
2.3施工机械的调配方法
施上机械的调配过程大体是:分析问题,确定目标,拟定及分析方案,方案选择,方案实施。在进行方案选择时,通过对影响施上机械调配方案因素的分析,应从以下四方而考虑:机械的施上质量指标;调配方案对施上任务的适应性;调配方案的经济性与施上机械间的协调性。这此综合指标中既有定量因素又有定性因素,即使是定量因素,在不同的管理水平和使用条件下,也有较大差异,需要根据具体情况来确定。另一方而,各个因素往往相互影响,其相关程度准确判定,也可以认为是模糊的。因此,采用模糊综合评判法解决施上机械的调配问题既适合施上机械实际情况,又具有可操作性。
三、结语
一、机械制造技术的发展
在现代制造系统中,数控技术是关键技术,它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体,具有高精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。当前,数控技术正在发生根本性变革,由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上,数控系统实现了超薄型、超小型化;在智能化基础上,综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术,数控系统实现了高速、高精、高效控制,加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数,实现了在线诊断和智能化故障处理;在网络化基础上,CAD/CAM与数控系统集成为一体。机床联网,实现了中央集中控制的群控加工。
二、智能化技术发展趋势
2.1性能发展方向
(1)高速高精度高效化。
速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统,同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施,机床的高速高精高效化已大大提高。
(2)柔性化。
包含两方面:数控系统本身的柔性,数控系统采用模块化设计,功能覆盖面大。可裁剪性强,便于满足不同用户的需求;群拉系统的柔性,同一群控系统能依据不同生产流程的要求,使物料流和信息流自动进行动态调整,从而最大限度地发挥群控系统的效能。
(3)工艺复合性和多轴化。
以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工。正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后,通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施,完成多工序、多表面的复合加工。
(4)实时智能化。
早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境,其作用是如何调度任务,以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天,实时系统和人工智能相互结合,人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展,而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展。由此产生了实时智能控制这一新的领域。
2.2功能发展方向
(1)用户界面图形化。
用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同,因而开发用户界面的工作量极大,用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前Internet、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术,也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用。人们可以通过窗口和菜单进行操作,便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。
(2)科学计算可视化。
科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据,使信息交流不再局限于用文字和语育表达,而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合,进一步拓宽了应用领域,如无图纸设计、虚拟样机技术等,这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域,可视化技术可用于CAD/CAM,如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。
(3)插补和补偿方式多样化。
多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补(非均匀有理B样条插补)、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。
(4)内装高性能PLC。
数控系统内装高性能PLC控制模块,可直接用梯形圈或高级语言编程,具有直观的在线调试和在线帮助功能,编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC用户程序实侧,用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改,从而方便地建立自己的应用程序。
(5)多媒体技术应用。
多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体,使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域。应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化,在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。
2.3体系结构的发展
(1)集成化。
采用高度集成化CPU,RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片,可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度,应用LED平板显示技术,可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点。可实现超大尺寸显示。应用先进封装和互连技术,将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格,改进性能,减小组件尺寸,掘高系统的可靠性。
(2)模块化
硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化,根据不同的功能需求,将基本模块,如CPU、存储器、位置伺服,PLC、输入输出接口、通讯等模块,作成标准的系列化产品,通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减,构成不同档次的数控系统。
(3)网络化