机械技术教学创新与实施

1项目教学法的实施

1.1确定课程的核心能力

通过对《机械制造技术》的学习,要求学生掌握以下核心能力:合理的选用刀具和切削参数;掌握夹具的结构特点并具有初步的夹具设计能力;制定并完成中等复杂零件的加工工艺规程;进行零件加工质量与加工精度的分析,并提出改善方案.

1.2根据核心能力选择知识结构,安排项目任务

根据课程需要掌握的四个核心能力,确定所需的知识模块,共需要“刀具材料与切削加工基本知识”,“切削加工中的现象及规律”等7个模块,如图1所示.每个模块是一个相对独立的任务体系.每个模块下面再设置任务,每一个任务是一个独立项目,每个项目的课堂时间按照2~4个课时(每课时40分钟)设计.

1.3项目教学实例

以模块3项目3:“刀具几何参数的合理选择”为例来说明项目教学方法.教具:强力外圆车刀,普通外圆车刀,强力外圆车刀和普通外圆车刀的加工录像.教室:多媒体教室.建议完成时间:4课时项目引入首先提出问题:“强力车削是适合于粗加工和半精加工的高效车削方法,它的主要特点是:在加工过程中采用较大的背吃刀量和进给量,从而达到高的金属切除率.由于切削力较大,一般的车刀难以胜任强力车削.那么,强力车刀是怎样通过参数的合理选择完成任务的呢?”[6]教师展示强力外圆车刀和普通外圆车刀,并播放强力车削和普通车削的录像.任务分析在切削加工中,不仅可以通过客观条件(改变切削用量和工件材料等)改善切削问题,还可以通过选择刀具几何参数来控制切削质量.强力车刀就是这样一个例子,通过选择合适的前角、刃倾角、主偏角、副偏角,以及适当修磨修光刃均可以减小加工中的振动,提高工件表面的质量.这个项目涉及刀具几何参数的功用和选择原则的灵活运用,要求从实际出发,综合分析加工要求,通过合理地选择和搭配刀具几何参数,使切削加工变得更加轻松有效,使加工出的工件质量更高.下面从强力车削可能带来的问题出发,通过相应问题的解决来学习刀具几何参数的合理选择.分析强力车削带来的问题及解决的措施教师结合前面所学的知识,分析强力车削带来的问题.强力车削采用了大切削用量,主要问题是切削力大、易振动、工件表面粗糙度增大.针对上述问题,可以在刀具上采取如下措施:1)减小切削力的措施强力车刀采用的是20°~25°的大前角,使切削力明显降低.介绍知识点1:前角的影响和合理选择前角的方法.再次引出问题:大前角会消弱刀具的强度,采取的配套措施是什么？配套措施1:强力车刀取后角为6°.介绍知识点2:后角的影响和合理选择后角的方法.知识链接:副后角的选择.副后角选择与后角类似:车刀、刨刀、端铣刀的副后角通常等于后角;切断刀、切槽刀、锯片铣刀的副后角由于受刀头强度的限制,只能取较小的数值,通常取1°~2°.配套措施2:强力车刀的刃倾角取6°~4°.介绍知识点3:刃倾角的影响和合理选择刃倾角的方法.配套措施3:强力车刀在前刀面修磨出宽度0.5f,角度为25°~20°的负倒棱.介绍知识点4:负倒棱的作用和负倒棱尺寸确定方法.2)减小振动的措施强力车刀通过大前角和75°主偏角的搭配,使背向力减小,不易产生振动.介绍知识点5:主偏角和副偏角的影响以及主偏角和副偏角的确定方法.3)降低粗糙度的措施强力车刀采用8°的小副偏角和1.5f的修光刃,大大降低了切削残留高度,降低了粗糙度.介绍知识点6:修光刃的影响和修光刃宽度的确定方法.知识点1~6,即:1)刀具几何角度的作用;2)刀具几何角度的选择原则.课后作业1)说出75°强力车刀的结构特点.2)习题:在普通卧式车床上车削45钢,刀具材料牌号为YT15,加工时使用跟刀架和弹性顶尖,试确定刀具的几何参数.

1.4项目教学实例特点

将项目教学实例过程表达为流程图的方式,见图2.从流程图中可以看出,项目教学不再是知识导向模式的先系统介绍理论知识,然后再提出问题,而是让课程从一个任务的提出开始,然后一边分析问题、解决问题,一边介绍需要用到的知识点,让理论学习与应用紧密结合.让学生知道每个知识点该用在什么地方,该怎么用,做到学一点精通一点,完成了一个项目就学会做一件事.大块的知识体系被划分成小块的知识点,融合在问题的解决过程之中,避免了连续的理论学习造成学生觉得学习盲目而枯燥的后果.

1.5考核环节的改革

传统的教学中,考核一般是看期中、期末笔试成绩,再加上平时的考勤情况.学生往往平时不努力,考试之前临时抱佛脚,也能取得不错的成绩,这样的考核方法对学生的促进作用不大.在进行项目教学改革之后,学生的考核办法也要相应改革.我们将考核分成笔试、设计、实做和写报告等几种方式,针对每个模块的不同要求采取不同的考核方式,每种考核模式分配一定比例的分值,如表1所示.在学完模块1、模块2和模块3之后,要求学生写一篇报告,报告的内容是在指定的工厂选取2种不同的切削加工工序,分别说明加工内容,工件材料,刀具材料,刀具几何参数,切削用量,并分析为什么选取这样的刀具材料、刀具的几何参和切削用量.在学完模块4之后,要求学生设计一套简单夹具,要有图纸和说明书.在学完模块5之后,要求学生写一篇报告,报告的内容是在指定的工厂,选取一个零件,记录零件切削加工工艺过程,包括:毛坯材料的类型、加工方式,并分析选取这种材料和加工方式的原因;每道工序的加工内容,包含工序图、所用到的刀具、夹具和量具等,并分析每道工序的特点.在学完模块6之后,要求学生编写一个给定零件的加工工艺过程,并在实训工厂完成零件的加工.学生最后的成绩由笔试、设计、实做和报告的总成绩确定.写报告能促使学生到工厂去收集资料,与现场工作人员交流,分析问题,将理论与实践结合起来;做设计并将自己的设计加工完成促使学生吃透书本知识,领悟设计方法,学会查阅资料,熟练加工技能,在实际加工中发现设计中的问题,完善设计方案.这种考核也是一种学习过程,能有效调动学生学习的积极性,让他们勤于动手,乐于钻研,主动学习.

2项目课程实施中要注意的问题

学校需要与一些相关企业建立紧密合作关系,一方面企业可以提供学生观摩实践的机会,一方面教师可以利用自己专业知识优势参与解决企业技术难题.同时学校也会成为企业的人才储备库,这样既有利于企业的发展,又有利于学生的培养[7].我校与一些周边企业建立了较好的合作关系.在我们的教学项目中,选取了一些合作企业的真实案例,在课堂上讲完后可以让学生到现场去观摩.考核项目中也要求学生到合作企业研究实际案例写成报告,分析案例中这样做或是那样做的原因,有不明白的问题,可以向企业的技术人员、工人师傅请教.学生有更多的机会与企业接触,在实际中学习,能更快适应以后的岗位[8].要注意培养教师的双师素质,有高质量的教师才会有高质量的教学.教师既要有宽厚的理论知识,又要有丰富生产经验和实践动手能力[9].要鼓励教师深入企业,与企业技术人员一起解决问题,提高自身的专业素质,同时了解最新技术动向,将最新技术动态反应到课堂,使教学内容跟上企业技术的发展.

3结语

基于项目的教学模式改革,根据高职教育“就业导向,能力培养”的人才培养理念,打破了依据知识本身的逻辑设置课程和组织内容的传统学科型课程模式,探索了以工作任务为参照点设置课程和组织内容的项目教学模式.课程教学以项目为载体,依据工作情境构建教学情境,让学生在完成具体项目的过程中,学会职业技能,构建相关理论知识,发展职业能力,实现了课程内容与职业能力的对接.在任务中学习,在工作情境中学习,激发了学生学习的积极性和主动性,学生觉得课程生动有趣,主动参与,乐于探究,课堂气氛活跃,课后完成任务积极,变被动学习为主动学习,教学质量明显提高.

作者：张荣 单位：重庆工程职业技术学院