大学生机械实训报告范文

时间:2023-03-15 08:44:31

大学生机械实训报告

大学生机械实训报告范文第1篇

【关键词】教学模式 机械创新大赛 考核 体系

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2013)01C-

0025-02

随着科学技术的迅速发展和教育改革的不断深入,为适应工业界对创造能力强、素质高的工程技术人才的迫切需要,我国高等教育正在逐步实现由传统的应试教育向现代的综合创新型素质教育转化。创新能力其实是一种综合素质的表现,不仅需要相关的专业工程基础和一定的人文素养,还需要丰富的工程实践经验、创造力和与他人协作的能力,创新教育是高层次的素质教育。

因此,高等院校都很重视学生创新能力的培养,但怎样培养、如何培养却没有形成一种较为有效可行的长效机制。目前许多高校都借助机械创新大赛这个平台来鼓励和支持学生进行创新设计,如全国大学生机械创新大赛、全国大学生综合技能大赛、中南地区大学生机械创新大赛、广西区大学生机械创新大赛等。但在实际操作时,由于缺乏教师必要的指导,学生对创新方法没有概念,缺乏研究实际设计案例的经验,最终导致创新设计行为具有很大的盲目性。其实,不加任何指导地放手让学生去做并不是创新教育,真正的创新教育是需要一个教学体系作支撑的,并且应该有相应的教学模式与之匹配。这种教学体系应包括创新方法、现代设计方法、现代加工方法、创新案例等一系列因素。为了适应创新教育需要,我们把机械类专业学生的金工实习的教学内容、教学方法、教学模式都进行了改革,同时把金工实习的课程名称也改为机械工程训练。

一、改革的主要内容和目标

(一)建立“基础训练+目标训练”的教学新模式

机械类专业机械工程训练的传统教学模式是:实习时间一般为连续3~5周(我校实习时间为4周),在实习时间内对学生进行车、铣、刨、磨、钳、铸造、焊接、数控车、数控铣、数控电火花线切割、加工中心等机械制造工艺的训练。这种实习模式对学生学习工艺知识、提高动手能力具有一定的作用,学生实习完后,对各种机床的操作有一定的掌握,但对产品从设计到加工,再到装配调试的整个流程却一无所知,这样不利于学生培养工程实践能力,增强创新精神和创新能力。

为了让学生掌握机械产品从设计到加工,再到装配调试的整个流程,只有让他们亲自参与产品的设计制造,通过亲身体会,培养工程实践能力,增强创新精神和创新能力。为了达到这样的教学目标,我们把4周的实训时间分成两部分。第一部分为基础训练阶段,共3周时间,主要对学生进行传统的车、铣、刨、磨、钳、铸造、焊接、数控车、数控铣、数控电火花线切割、加工中心等机械制造工艺方面的训练,通过实训,让学生理解机械制造的工艺基础知识,提高学生的动手能力。第二部分为工程目标训练阶段,时间为1周,为了保证学生有足够的时间来完成实训内容,实训结束后中心实行开放管理。在这个阶段,让学生分组自己设计加工制作一件具有一定功能的作品,作品可以是机械产品,也可以是具有一定功能的部件,要求每个学生都必须参与。通过实训,让学生了解机械产品从设计到加工,再到装配调试的整个流程,培养学生的工程实践能力,增强他们的创新精神和创新能力,为学生参加各类机械创新大赛打下基础。

这种“基础训练+目标训练”的教学模式,打破了传统的金工实习“以教师为中心”的教学观念,转变为“以教师为主导、学生为主体”的教学观念,提高了学生实习的积极性、创造性和团结协作精神。

(二)结合大赛内容,建立目标训练项目库

学生在目标训练的过程当中,能自己设计项目并加工出来,固然很好,但我们在教学改革的过程中发现,大二的学生由于知识面较窄,大部分同学要想设计出创新的作品还是有一定的困难,设计的作品往往过于简单,诸如简单风扇、抽水机之类,达不到工程训练的目的。因此,有必要建立一个目标训练项目库,给学生提供借鉴和参考。

在目标训练过程中,首先要求学生自己设计项目,对于基础不是太好的同学,可以给他们项目库里原有项目的3D图,再要求学生根据3D图设计出装配图和零件图。项目的来源以历届机械创新大赛的内容为主,并引进企业的产品和功能部件,将学生的实训与各类机械创新大赛和企业的实际生产结合起来,为学生以后的工作打下基础。只有这样,学生设计加工出来的作品,才具有一定的技术含量,满足学生在实训过程中的教学需要,取得较好的教学效果。同时,通过目标训练,学生对传统的车、铣、刨、磨、钳、铸造、焊接、数控车、数控铣、数控电火花线切割、加工中心等机械制造工艺会有更进一步的理解和掌握。

(三)建立科学的成绩考核评价体系

学生成绩考核评价方式要适应教学改革的变化,考核评价应引导学生发展全面的素质能力、创新精神,成绩评定对学生起激励引导作用。考核内容包括应知应会、技能操作、图纸和工艺设计、装配调试、成本核算等内容,其中基础训练占60%,主要包括应知应会和技能操作等内容,由指导老师直接评定;目标训练占40%,主要包括图纸和工艺设计、装配调试以及成本核算等内容,考核方式可以形式多样,如作品展示、答辩等。

二、改革效果

机械工程训练是我校机械制造及其自动化、机械电子工程、模具、材料成型等4个专业的实践环节。通过教学改革,将教学内容与各类机械创新大赛结合起来,既能取得较好的教学效果,又能提高学生学习的积极性,学生在近几年的各类机械创新大赛中取得了较好的成绩:在全国机械创新大赛和大学生工程训练综合能力竞赛中获得二等奖3次,三等奖1次;在广西高校大学生创新设计与制作大赛和全国大学生机械创新设计大赛广西赛区中获得一等奖10次,二等奖9次,三等奖6次;在中南地区港澳特区大学生机械设计与制造创新赛中获得二等奖3次,三等奖2次。

通过上述教学改革,我们取得了较好的教学效果,通过工程实训,学生的三种能力得到了提高。

一是学生的工程实践能力得到了提高,学生经过贴近实际工程的工程实训,对实际工程的整个工艺流程有了亲身的体会,包括产品的设计、制造、安装、调试等。

二是学生的创新能力得到了提高,学生在工程实训过程中,充分发挥自己的想象力,设计制造出各种不同功能、不同外形的作品,如消防车、装卸车、遥控车等。

三是学生的团结协作能力得到了提高,在工程实训的过程中,我们把学生分成若干个小组,每组5~6人,共同完成一个作品,在作品设计制作过程中,学生自己分工负责,相互配合,互相学习,团结协作能力得到了培养。正如一个同学在实训后的心得体会中写道:“团结力量:做任何一件事必须有一个强有力的团队支持,相信团队的力量、利用团队的力量比孤军奋战更有效。”

【参考文献】

[1]傅水根.高校工程实践教学与管理赴法考察报告[J].金工研究,2003(1)

[2]陈金水等.创建工程训练教学中心[J].实验室研究与探索,2004(5)

[3]吉云亮,张瑞东.高校金工实习工程实践教学发展探讨[J].高校实验室工作研究,2007(2)

[4]丁洪生.工程训练实践教学体系的改革与创新[J].实验技术与管理,2005(6)

【基金项目】新世纪广西高等教育教改工程项目(2010JGZ012);桂林电子科技大学校级教改项目(ZL230235)

【作者简介】廖维奇(1968- ),男,高级实验师,研究生,研究方向:机械制造及自动化,数控技术。

大学生机械实训报告范文第2篇

关键词:机械工程类专业;创新能力;课程体系

作者简介:张桂菊(1979-),女,布依族,贵州贵阳人,邵阳学院机械与能源工程系,讲师;肖才远(1979-),男,贵州威宁人,邵阳学院城市建设系,讲师。(湖南邵阳422000)

基金项目:本文系湖南省普通高等学校教学改革研究项目“湖南邵阳学院教学改革研究项目”(项目编号:2009JG26)的研究成果。

中图分类号:G642     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)08-0022-02

在科技迅速发展、综合国力竞争十分激烈的当今时代,培养大学生的创新精神和创新能力具有十分重要的意义,已愈来愈成为时代的要求。改革开放以来,机械工业取得了稳定、快速的发展,同时对机械工程类专业教育提出严峻的挑战。根据本院制定的创办“优势突出、特色鲜明、水平较高,位居省内外同类院校先进行列的地方性、教学型、综合性大学”的办学定位和培养“素质高、基础好、知识广、能力强、有个性、会创新的应用型高级专门人才”的培养目标。结合邵阳学院机械工程类人才培养的实际,培养学生的创新能力作为邵阳学院大学生的重要培养目标之一,针对机械工程类创新型人才的专业特点,邵阳学院机械工程类专业探索出一条科学、完善的机械工程类大学生创新能力培养的路子。本文从创新型人才培养课程体系、实践创新体系等方面构建机械工程类大学生创新能力培养模式,使邵阳学院能培养出具备素质高、能力强、会创新的应用型高级机械工程专业人才。

一、机械工程类创新人才培养的意义

科学制订创新型人才培养体系对培养什么类型的人才有很大的作用。过去机械工程类专业的课程体系过度注重基础课和专业课,而忽视了学生兴趣爱好、个性特长方面的课程。教学内容则往往过分依赖教材,着重强调基础知识、基础理论传授。对于科学技术的发展前沿,教材往往相对滞后。对学生往往采取“填鸭”式的教学,学生注重死记硬背,拼命忙于应付考试,培养出来的学生高分低能,缺少灵活性,缺少创新精神。所以,制订创新型人才培养体系时,始终坚持学生全面发展的教育观,坚持促进学生思想道德、科学文化和身体心理等素质的全面发展,注重知识、能力与素质的协调发展。

二、构建机械工程类专业创新型人才培养课程体系

创新型人才培养课程体系主要是由人文素养和科学态度相结合的通识教育平台、多学科综合交叉构成宽厚的学科基础教育平台、精深的专业知识和渊博的文化修养并重的课程模块所构成。

通识教育课程平台包括自然科学基础知识、人文社科基础知识、文体艺术修养知识、应用科学技术知识与基本技能等有机结合,改变过去教学内容偏窄、知识结构单一的格局。主要课程有中国近代史纲要、形式与政策、品德与法律、体育、健康教育、大学英语、大学语文、高等数学、大学物理、计算机基础、演讲与口才、技术经济学、企业管理等。主要培养学生适应社会与进入社会后发展需要的通识教育知识,培养学生对时代和社会发展规律的正确认识,提高学生的道德情操,树立正确的人生观、价值观和发展观,培养学生的经济意识与政治意识,提高学生的科学文化素养,促进学生的全面发展。

随着现代工业化进程的飞速发展,现代工程逐渐凸显创造性、综合性、社会性、复杂性等特征,未来工程师在“非工程”方面面临的挑战越来越大。工科大学生在业务素质方面要加强与民族意识、工程意识、经济意识的融合,并处理好人与社会、人与自然、自身发展与社会协调发展的关系。因而,必须进行多学科综合交叉学科基础教育平台,即涵盖机、电、液知识、检测技术、控制技术、制造技术与经济管理技术的宽厚的基础课程体系。主要课程有机械制图、理论力学、材料力学、金属工艺学、计算机接口与应用、机械制造工艺、电工电子技术、热工原理、液压与气动技术、控制工程基础、工程检测技术、汽车工程学、企业管理等。旨在加强学科基础教育,拓宽专业口径,培养学生对未来工作的适应性,增强自我发展的能力。

根据学生的兴趣、专长、发展方向和社会需求,按专业大类招生,分专业方向培养。基于精深的专业知识和渊博的文化修养并重的原则,对专业课程学时减少的同时,课程内容进行精炼,突出应用广、水平高、效果好的特点,对现代制造技术、机电一体化、热能工程、模具设计制造、汽车与内燃机、制冷与空调6个专业方向的专业课程模块结构进行优化,在每个专业方向均设置特色课程和探索性课程,针对发展学生个性和增强学生就业竞争性开设部分选学课。

高素质的机械工程类专业创新型人才不但要具备从事工业产品的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的创新型、应用型人才的能力,同时还要具备一定的管理协调能力。因而,构建创新系列课程模块要基于工程实际,注重培养学生的创新设计能力。结合机械工程学科发展前沿、创新理论与方法的学术前沿,着眼于整个机械系统,开设课程有机械原理与机械设计、产品技术创新、现代设计方法、CAD技术、机电系统动态仿真、机械优化设计、有限元分析、机械系统创新设计、工业机器人等课程,涵盖了创造学、创新设计的基本理论与方法。一方面为学生提供夯实的理论知识,另一方面用现代机械设计理论与技术通过大量工程设计去实践,为以后学生解决实际问题的能力奠定扎实的基础。

三、构建工程类专业创新型人才培养实践创新体系

实践环节是机械工程专业教学中的一个重要教学环节,在培养学生的创新能力方面有着不可替代的作用。单靠理论教学是不能内化成学生创新能力。在教学中要与生产相结合,将科研活动引入教学,加强工程实训和学生课外科技创新活动,使学生知识来源渠道多样化,能力培养多元化。注重学生的竞争意识、创新意识、社会责任感和综合实践能力的培养;不断完善以培养学生综合素质、提高工程实践能力、工程设计能力和创新精神为主要目标的工程实践教学新体系。

实践基地已建立了一整套完善的实践教学管理、岗位聘任及培训等制度。在此基础上,顺利实现了人事改革,通过竞聘上岗,拥有实验专职技术人员9人,其中高级职称3人,中级职称5人,初级职称1人;教学仪器设备852台(套),总值达901.36万元。按照工程模式进行实践基地的设计与规划,重视学生的工程能力、应用能力及创新能力的培养。按照省级示范建设实验室、省级重点实验室的建设标准来进行规划和设置。整个实践基地分成三大块:动力机械实训基地、基础实训基地、动力机械创新实训基地和专业实验场地。

动力机械实训基地包括金工实习基地和动力机械拆装实训基地。机械实习工厂基地以数控设备为主,每年能承担实验教学任务达16000人次,除了承担正常的实验教学任务外,还承担数控操作的认证培训工作,学生在数控课程、数控实习的基础上通过考试可获得资质证书,有利于培养学生的应用能力及就业竞争力;动力机械拆装实训基地包括机械产品拆装、机电产品拆装、模具拆装、制冷设备拆装、内燃机拆装以及拆装准备间,每年可承担拆装实训教学任务达2000多人次。

动力机械基础实训基地包括工程力学模块(理论力学、材料力学)、金属材料及热处理模块(互换性及测量技术、金属材料热处理)、传动与控制工程模块(控制工程基础、微机原理与接口技术、液压与气压传动、机电传动控制、PLC等)和热工基础实验模块(工程热力学、传热学、流体力学、工程测试技术、能源与环境)。每年可承担实验教学任务达32000人次。并对实践内容进行重组,实践手段和内容体现了先进性、综合性及设计性。

动力机械创新实训基地包括机械创新模块(机械原理、机械设计、机械创新设计)、机械工程软件实训模块(AutoCAD、Pro-E、UG、Cimetron等)、虚拟实验模块。以前实验要求给学生提供详细的指导书,让学生机械地去验证。这样,验证性实验极大地束缚了学生的手脚,使学生的思路打不开,也造成一部分学生的依赖思想。针对这种情况,我们提供了各种虚拟传动零件、机构及各种仿真软件,为学生自行设计和组合创新机构提供了良好的条件,不向学生具体提出要求,只提出需实现的功能,学生通过各种虚拟实验机构验证创新实践成果,并通过机械工具制作出产品模型。整个实训过程学生独立做出,自己编写和总结实验报告。这种实验方式以设计为主线,注重创新设计能力培养,提高学生方案设计创新能力和综合应用知识解决实际问题的能力。

专业实验场地包括机械工程实验模块、热能工程实验模块、车辆工程实验模块、材料成型实验模块,承担了三个机械工程类专业、六个培养方向的专业实验教学任务,每年可承担实验教学任务达11000人次。

四、创新实践教学成果

根据以上内容构建的大学生创新能力培养体系在机械工程类专业实践近两年来成绩显著。到目前为止,邵阳学院热能与动力工程专业、机械设计制造及其自动化专业入选教育部第一类特色专业;动力机械及工程学科被评为湖南省“十一五”重点建设学科;小型内燃机及先进制造技术被评为湖南省高校重点实验室,发表学术论文40余篇。现承担包括国家自然科学基金项目、湖南省重点科研项目、湖南省自然科学基金项目在内的省部级以上项目3项。学生参加全国大学生节能减排竞赛、湖南省挑战杯竞赛和湖南省第三届大学生机械创新设计大赛等大赛取得优异的成绩,2008年获得湖南省第三届大学生机械创新设计大赛一等奖2项、二等奖1项;2008年荣获第八届湖南省大学生挑战杯课外科技作品竞赛三等奖1项;2009年获得第二届全国大学生节能减排竞赛三等奖1项,2009年获得中南地区港澳特区第四届大学生机械设计制造创新大赛二等奖1项;2010年第四届“挑战杯”湖南省大学生创业计划竞赛金奖1项、铜奖3项。2009年“挑战杯”比赛中获得全国三等奖1项。2009年教育部、住房和城乡建设部高等学校土建学科专业指导委员主办的第一届“亚龙杯”全国大学生智能建筑工程实践技术竞赛在邵阳学院举行,学校成功地承办了该项大赛,并获得了大赛唯一的特等奖。在今后的工作中我们将继续探索地方院校机械工程类专业大学生创新能力培养体系的构建问题,进一步完善培养体系,推广所取得的成果。

参考文献:

[1]周仲魁,夏菲,梁丽萍,等.构建大学生科技创新体系的探索与实践[J].东华理工学院学报(社会科学版),2007,26(1):49-52.

[2]蔡苇,余波,兰伟.大学生科技创新活动存在的问题与对策[J].重庆科技学院学报(社会科学版),2007,(6):165-166.

[3]李郁峰,陈念年.地方院校计算机本科人才创新实践能力培养的一种有效模式[J].计算机教育,2009,(10):12-14.

[4]杨建华.地方院校人才培养方案的优化研究――以机械动力大类专业为例[J].中国大学教学,2007,(12):30-32.

大学生机械实训报告范文第3篇

提高大学生的工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力是工程教育的核心问题[3]。我校是教育部“卓越工程师教育培养计划”(以下简称“卓越计划”)[4]试点高校、陕西省高水平大学建设高校和陕西省大学生创新能力培养综合改革试点学校,机械工程及自动化专业作为“卓越计划”试点专业,充分发挥机械工程等特色学科的优势,贯彻“质量工程30条”,落实“本科教学工程”,服从服务于区域经济和行业经济又好又快发展的要求,支持装备制造业、机械行业更新换代和不断创新,将提供高水平人力资源和智力支持作为自己义不容辞的任务。对“SolidWorks机械设计”课程的内容进行优化,深入开展教学改革,就是以计算机辅助技术认证为平台,通过专业课程的认证教学试点,解决教学管理、实验设计、教学内容整合与优化、能力培养中存在的问题,达到培养应用型高级专门人才的预期目标。

二、课程教学改革的思路和方法

1.主导思想与目标任务

(1)主导思想。以行业和地方经济发展对工程技术人才的需求为导向,以服务行业为主旨,依托行业优势,结合专业定位和应用型人才培养目标,充分运用现代化教学手段和技术,加强校企联合,改革人才培养模式,优化课程体系和教学内容,加强实践教学环节,培养卓越工程师后备人才。

(2)围绕一个目标,培养三种能力。以着力提高学生的工程素质为目标,培养学生的工程实践能力、工程设计能力及工程创新能力。

(3)搭建一个平台,依据统一标准。以CAXC项目为平台,依据统一的全国计算机辅助技术应用工程师认证标准进行课程教学。

(4)“课程置换”形式,完成认证考试。课程教学形式要进行置换,既要源于认证标准,又要高于认证标准,最后完成认证考试。

2.优化教学内容,细化过程控制

(1)优化教学内容。纵向强化,横向拓展,提高和充实教学内容。应用“海天教学系统软件”进行实训和教学互动。2008年我校首次面向2006级机械工程及自动化专业6个班开设了32学时的“Solid-Works机械设计”课程。随后依据学生就业信息的反馈,及时调整教学内容,2012年开始和应用工程师认证紧密相连,2013年课程更名为“计算机三维设计与分析”,并增加了8学时,完善充实了教学内容,面向4个专业共13个班授课,修订出版了新教材。应用“海天教学系统软件”进行实训,很好地实现了教师与学生的教学互动,提高了学生对课程的学习热情,加深了学生对教学内容的理解和掌握。经调查,有72%的学生对该实验课学习很感兴趣。

(2)采用多样化教学组织形式。课内教学与课外训练结合,由浅入深,以点带面,一人一机,学练结合,整体把握,逐步推进。

(3)规范教学过程。交叉互学,教学研讨,深入交流,总结完善。

(4)强化实验教学环节。从易到难,系统地设置实验内容,且多数内容来自企业。如并条机牵伸机构的结构设计图纸来源于企业,图纸规范,数据标注合理,技术工艺全面,使实验更加贴近生产实际,学生受到“真刀真枪”的实战训练。课程教学内容分为5章,每章配有2个单元4学时的实验,实验指导书的内容涉及草图以及零件、装配体、钣金及工程图。每个实验都有明确的设计意图,学生很容易上手。

3.评估工程技术素养和基本能力并及时修正提高

(1)重心前移,提前介入。通过实习、参加企业活动,了解企业对CAE及CAM应用和对学生能力的培养要求。通过最优化机械设计实验,建立机构最优化数学模型并上机求解,使学生较好地运用计算机解决机械工程设计中的一般问题。通过三维机械设计实验,运用SolidWorks计算机绘图软件,对并条机牵伸机构进行结构设计,使学生较熟练地掌握三维设计基本方法。

(2)探索人才培养新机制。实现课程之间、理论教学与实践教学之间、企业学习与学校培养之间紧密衔接及共同培养人才的新机制。

(3)注重学生综合能力的强化过程。组织学生参加各类大赛等创新活动,将理论和实践的有机结合提升到新高度。

4.加强质量监控和信息反馈分析

(1)建设并完善教学水平和教学质量保障体系。严格的过程管理与考核,将计算机认证考试成绩、理论考试成绩和日常阶段性实物设计作业成绩分别按一定比例计算,形成最终成绩。

(2)克服同质化倾向,实现特色化培养,提升整体质量。围绕行业发展和产品升级换代,瞄准企业对人才素质的综合要求,进行立项研究。

三、取得的主要成果

1.教学管理

2010年,教育部教育管理信息中心批准在我校建立全国计算机辅助技术认证(CAXC)项目考试点,成为陕西省第一家高校CAXC项目考试点单位,向校内外开放。由于机械类专业在2011—2012年度“全国计算机辅助技术认证”工作中的突出成绩,我校被教育部教育管理信息中心评为优秀考试点,项目组负责人在全国大会上作专题发言,项目组成员、机电学院王贯超教授被评为优秀教师。

2.教学改革

(1)发表《培养学生综合能力的探索与实践》等论文4篇。

(2)编著的《SolidWorks机械设计教程》2012年9月被中国纺织服装教育学会列入高等院校纺织服装类“十二五”部委级规划教材,获得学校优秀教材奖。

(3)编写了《SolidWorks机械设计实训习题集》、“计算机三维设计建模与分析”课程教学大纲、“计算机三维设计建模与分析”多媒体教材(光盘)、“计算机三维设计教学平台”实验作业报告单(无纸化)、“计算机三维设计建模与分析”视频教材(光盘)。

(4)建立了具有纺织机械设计和面向陕西省装备制造业发展需要的多行业特色和需求的考试内容和课外实训习题库。

3.应用工程师认证

2012年,我校首次组织学生参加Solid-Works应用工程师项目考试认证,225人获全国计算机辅助技术应用工程师证书。至今,连续三届学生参加了该项认证,共有587人获得证书。

4.工程设计实践创新能力的实训

连续四年在“高教杯”全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛中获得好成绩,获第五届全国大学生机械创新设计大赛省级一等奖、全国一等奖,团队省级二等奖。调查结果表明,96%的学生认为,该课程的学习对提高机械设计能力很明显。第五届全国大学生机械创新设计大赛两项作品奖得主刘晖同学感言,“其中的图纸、三维模型及运动模拟都是应用SolidWorks软件来设计完成的,这款软件的功能的确很强大,也易学、实用”。

5.主要解决的教学问题

(1)依托CAXC项目平台,依据认证标准,以“课程置换”形式,完成标准化考试和认证工作。

(2)解决了理论与实践相脱节,人才培养与行业企业对学生知识、能力、素质的要求相脱节,学校教学与服务社会、促进行业企业产品转型升级换代相脱节的矛盾。

(3)解决了教学质量保障和教学标准衡量存在不一致的问题。

(4)找到了工程类专业大学生工程设计、实践创新能力培养的有效途径和方法。

四、创新点

1.开辟了标准化教学管理新途径

建立了陕西省第一个CAXC项目平台,为校内外人才培养提供了训练场所。规范了应用工程师认证标准,丰富了教学内容。采用现代化教学手段,强化教学管理,整合教学内容,优化教学方法,细化实训环节,完善课程质量和教学效果的评价体系,激发了学生的学习热情。

2.实现作业无纸化

从最初的单纯课程教学到理论教学+实践操作+认证训练等多个环节,面向机械类专业全部学生,提高了教学效果。学生上机建模,作业以电子版形式提交,图文并茂地说明作业过程,实现作业无纸化。

3.综合考核学习效果

从教学、实验及能力训练三方面着手,在计算分析、设计制图及性能测试等方面全方位培养学生,将认证考试、理论考试和日常作业成绩按比例进行综合考核,保证了项目质量和水平。

4.开辟了人才培养和教学质量评价新途径

将课程的课堂教学质量和部级计算机应用能力认证考试标准相结合,将理论教学和强化实训相结合,将实验教学和创新大赛相结合,将课内外学习和企业实践教学相结合,开辟了人才培养和教学质量评价新途径,符合特色化的发展目标。

大学生机械实训报告范文第4篇

Abstract: For the current situation of engineering practical ability of the vocational students is low, the professional group of mechatronics technology was built, the professional education and practice resources were integrated and optimized, the teaching methods of "working and learning alternation" and "Lesson Certificate Integration" were carried out, so as to enhance the students' engineering practical ability of school-enterprise cooperation and all kinds of skills competitions, etc.

关键词:工程实践能力;创新意识;高职教育

Key words: engineering practical ability;innovation consciousness;higher vocational education

中图分类号:G715 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)03-0163-02

0 引言

随着经济的发展,传统的劳动密集型产业必须进行产业升级和改造,进行技术革新,工艺提高,这必将需要大批具备工程实践能力的高素质技能型人才,而大范围的技能型人才短缺无疑会制约整个国家经济的增长[1],因此,培养出符合行业企业需求的高素质技能型人才是高职教育的现代使命。无锡商业职业技术学院机电技术学院整合相关专业,组建机电一体化技术专业群,修订人才培养方案,实施教育资源和实践资源共享,加强学生课外科技活动,在实践过程中,使学生逐步具备方案设计、材料选择和采购、零件加工、装配调试等相应工程实践能力。

1 学生工程实践能力培养的内涵

1.1 学生工程实践能力培养定位分析 高职院校是培养面向生产、建设和管理第一线急需的高素质技能型人才。机电一体化技术专业群所培养的学生能够胜任行业、企业里所对应的岗位,并具备一定的实践能力和创新意识,满足社会发展和技术革新的需要,为以后的职业发展打下坚实的基础。

1.2 学生工程实践能力培养的内涵 以就业为导向,根据企业岗位能力需求和行业发展趋势,设置人才培养方案,把岗位知识、先进技术、技术能力、职业素质的内容融入到教学全过程,培养出满足企业需求和发展的高素质技能型人才,实现人才培养目标和企业人才要求的对接。

以岗位技术技能培养为主线,做到“三个结合,五个对接”。理论教学与实践教学相结合,用理论指导实践教学,通过实践提升学生工程实践能力;教学与生产实践相结合,使学生在生产实践过程中,能够应用所学知识解决生产问题,加深理论知识的理解和把握;学习和工作相结合,养成终生学习的习惯。为了培养出适合产业、企业需要的高素质技能型人才,在培养过程中专业与产业、职业岗位对接,专业课程内容与职业标准对接,教学过程与生产过程对接,学历证书与职业资格证书对接,职业教育与终身学习对接,使学生在学习过程具备岗位知识和岗位技能。

工学交替,教、学、做相统一,学生前两年半在校内系统进行理论学习和技能训练,具备扎实的专业理论知识和综合技能,最后半年到企业顶岗实习,实现知识运用、职业技能和职业素质的“三位一体”综合培养和训练,全面提升学生综合素质。

2 学生工程实践能力培养体系的构建

2.1 学生工程实践能力培养体系构建原则 学生工程实践能力培养应基于学生全面提高,协调发展,在培养过程中,要注重学生知识的掌握和运用能力的培养,也要注重素质教育的渗透;在教学过程中,应充分发挥学生主体作用,优化教学计划、课程标准、课程内容,采用现代教学方法进行教学,并注重学生工程能力的训练,通过校内、校外实训、校企的联合培养,以及各类技术技能竞赛提高学生工程能力,培养学生创新意识和能力;随着经济发展、技术创新,对人才技术技能要求也就越高,培养体系必须不断完善和改进,从而适应经济和技术的发展。

2.2 构建学生工程实践能力培养体系

2.2.1 工学结合,课证融通 整合机电一体化技术专业群实训资源和教育资源,合理安排理论教学和实践教学,使理论教学和实践教学合理衔接。如图1是机电一体化技术专业针对工作岗位设置的培养体系,学生学习电工电子技术课程后进行维修电工实训,掌握基本控制电路设计,熟知各类电器元件,同时开设电机与拖动技术课程,学生对控制类知识掌握一定程度后,学习可编程控制器应用课程,然后进行可编程控制器考证实训,其内容、培训过程、考核标准严格按照职业资格证书考证要求进行,同学期开展液压与气动和机电一体化技术应用课程,此外,机械制图与实训、机械设计理论与实训也同期进行,使学生熟知机械传动装置,并能选择传动机构,最后开展综合性实训-简单机电系统制作,综合训练学生机构设计、传动装置选择、执行部件选取以及控制系统的设计等能力,初步具备机电一体化技术员岗位技能和专业素质,在最后一学期学生到企业顶岗实习,在实际的工作岗位锻炼,整体提升学生专业素质和技术技能。学生在毕业资格也与职业资格证书挂钩,要求学生在校期间必须考取2个专业职业资格证书,如机电一体化技术专业学生,在校期间可考取普通车工初级证书、可编程控制系统设计师中级证书、Pro-E/UG设计工程师证书、CAD中级证书和可编程控制系统设计师高级证书等,且要求学生在毕业前必须获得2个以上职业资格证书,方可顺利毕业,这样也促进“三个结合,五个对接”有效开展和实施。

2.2.2 校企合作,共育人才 校企合作能够有效解决高职学校教育、实训资源的匮乏等问题,能够为高职院校提供优质的实训场所和良好的师资,能够共同制订符合企业行业对人才要求的人才培养方案,共同编写教材和实验实训指导书;校企合作可根据实际需要开展多种形式的合作,如采取“订单班”、“现代学徒班”等形式联合培养学生,学校老师和企业有经验工程师共同指导学生学习和生产实践,教学资源相互补充,师资力量相互支持,人才培养目标和企业对人要求相一致,才能培养出企业、行业需求的,受社会欢迎的人才[2-4]。

2.2.3 课外科技活动 课外科技活动是课堂教学有效延伸和补充,是学生成才的重要渠道和手段,是校园文化建设的主要途径之一[5]。机电一体化技术专业群近几年在学生课外活动上加强引导和投入,鼓励学生根据兴趣组建专业协会,如现代制造专业协会,机电产品营销协会等,协会为成员讨论专业知识、解决专业问题提供了良好的平台,也利于老生和新生之间的沟通,便于开展传帮带活动,有利于形成良好的学习风气和相互赶超的良性竞争,有利于从根本上解决学生厌学弃学的老大难问题[6];对创新设计有兴趣的同学组建创新班,课外开展创新知识专题讲座、组建创新团队参加各类技能竞赛;依托江苏省机械创新设计大赛、发明杯以及挑战杯等赛事设置院级竞赛,鼓励学生参加校级技能竞赛,并在资金上给予一定支持,配备专业指导老师。学生参加课外活动过程中,只有在碰到自己团队不能解决的问题才向指导老师寻求帮助,这样培养学生独立分析、解决问题能力,提高学生创新意识,扩大学生知识视野。

3 实践成效

3.1 专业建设 2013年机电技术学院机电一体化技术专业群成功申报无锡市职业院校重点专业群,修订人才培养方案,根据人才培养目标,新增电火花线切割实训室、3D打印快速成型实训室、自动化生产线实训室,可编程控制器考证实训室等,也为理论教学、实践教学合理有序安排提供了物质基础,也为人才培养方案的实施提供了坚实的基础。根据麦可思《无锡商业职业技术学院社会需求与培养质量年度报告》,近三年机电一体化技术专业学生在毕业半年后就业率均高于江苏省高职院校同专业学生毕业半年后的就业率,且2013届就业率不降反升,就业率达到100%,比江苏省高职院校同专业毕业生半年后就业率高9个百分点。第三方的调研报告较为客观的显示出通过校企合作、实践体系构建等有效提升了学生岗位技术技能,深得社会和企业的认可。

3.2 校企合作 机电技术学院与多家企业进行了有效合作,如与无锡市信捷电气有限公司(以下简称无锡信捷)持续有效的合作,根据培养目标和岗位能力要求共同编写了项目驱动式校本教材《机电控制理论及实训》和《电气控制与PLC技术实验指导书》,共建可编程控制器实验室,联合培养学生,学生经过系统理论知识学习和实践技能训练后,考取了可编程控制器设计师职业资格证书,证书的获取也作为毕业资格一个重要条件,每年学校都和无锡信捷联合举办专业技能竞赛,对成绩优异的学生给予奖励,鼓舞学生学习专业理论知识和专业技能锻炼,每年都有部分学生进行无锡信捷工作,得到无锡信捷公司的肯定。此外,与无锡市五金机电商会合作成立“无锡市五金机电学院”,与金鑫美莱克有限公司开展了“现代学徒班”,取得了学校、企业、学生多方的好评。

3.3 科技创新 近几年,机电一体化专业群在课外科技活动中取得了可喜的成绩,如学生完成江苏省高等学校大学生实践创新训练计划项目9项;在全国高职高专“发明杯”大学生创新创业大赛中获一等奖5项、二等奖2项、三等奖2项;学生在校获得专利20多项;在江苏省大学生机械创新设计大赛上获二等奖4项,三等奖3项;在 “挑战杯”竞赛获江苏省二等奖1项,三等奖1项。这些足以说明通过课外科技活动能够有效提高学生创新意识和创新能力。

4 结束语

机电一体化技术专业群经过几年的探索和实践,学生素质及技能的培养取得了一定的实效,但也存在不足,一是需要进一步加强实训室建设,完善实践教学体系;二是建立“互惠共赢”长效持久的校企合作机制,保证合作持续有效,真正成为双方发展的推进剂;三是结合人才培养方案,逐步完善课外科技活动,扩大学生受众面。

参考文献:

[1]张祖明.高职教育技能型人才培养浅议[J].中国职业技术教育,2011(14):92-44.

[2]葛俊杰,吴旭军,杨旭.基于信息资源共享的校企合作服务平台研究[J].中国成人教育,2013(8):36-38.

[3]陈达美;邓秀芬;李正义,等.民办高职校企合作培养人才探索[J].教育探索,2014,279(9):84-85.

[4]李焱斌,黄玮,赵恒华,等.地方高校提升工科学生工程实践能力的研究与实践[J].实验技术与管理,2013,30(9):165-169.

[5]郑志军,陈松茂,胡青春.结合课外创新活动提高本科生工程实践能力[J].实验技术与管理,2014,31(8):25-27.

大学生机械实训报告范文第5篇

[关键词] CDIO;科技创新;大学生竞赛

[中图分类号]G642

[文献标识码]A

[文章编号]1671-5918(2015)24-0095-02

一、前言

《高等教育法》中规定高等教育的任务是“培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才”,所以大学生创新实践能力培养应该成为高校培养方案的重要组成部分。CDIO工程教育模式为现行的高等工科教育和创新型工程人才培养提供了的有效途径。

CDIO是以产品研发到运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程间紧密联系的一种学习过程。高校大学生的科技项目和科技竞赛均是按照CDIO工程教育模式进行的。学生结合自己的兴趣与特长,参加大学生科技项目、实践活动、科技竞赛等来确定自己的发展方向。高校通过完善大学生科技创新活动管理,促进工程教育模式改革,培养学生实践能力与创新能力。

二、基于CDIO工程教育构建的基础平台

(一)创新实践硬件平台

近年来,机械工程学院以CDIO工程教育理念打造大学生科技创新孵化器,搭建创新实践平台,建立机器人创新实验室、机械基础实验室。表1为近三年机器人创新实验室购置的主要设备。

创新实践硬件平台以机电综合控制实验为主,发展以单片机、微机、工控机、PLC为代表的机电控制技术,以信息的采集、处理、反馈以及接口技术为主线,在机、电、液、气等多种系统中进行综合创新平台建设,取得长足、快速的发展,形成“设计、制造、控制、检测”四位一体互相支持的一个完整实践教学体系,完成实践教学、实践课程、理论课程的实验、课程设计和毕业设计等教学任务。

(二)校企合作平台

密切联系行业和企业,建立了稳定的校外实训基地,加强和推进了校外顶岗实习的力度。同时,建立健全了长效机制,完善管理制度和考核办法,使企业、学校、学生三方受益,使校企合作、工学结合具有可持续发展能力。

为推进CDIO工程教育和“卓越工程师教育培养计划”的开展与实施,在多年的产学研合作的基础上,2010年我校依托经纬纺织机械股份有限公司建立了工程实践教育中心,2012年获批部级建设单位。2013年天津工业大学一经纬纺机股份有限公司部级工程实践教育中心正式挂牌,标志着我院在校企合作方面迈出了更加坚实的一步。多年来企业为提升我校我院学生的工程素养,培养学生的工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力作出了卓越贡献。

(三)科技创新实际课题

机械工程学院基于CDIO工程教育吸引学生参与教师科研、学科竞赛、大学生创新性实验计划等科技活动,结合国家大学生创新课题、学校创新课题、学院创新课题以及自拟(教师给定或自己选定)实验项目,最后以实物或者论文形式提交实验报告。以精心设计的课题、优质的管理、良好的仪器设备吸引教师、研究人员和学生参与。配备有经验丰富的教师作指导将专业理论知识以趣味性、科学性、实用性和挑战性形式传授给学生,使得学生在此创新空间内充分发挥想象力与创造力,最大限度发挥他们的主观能动性。考核依据是学生是否获奖、发表科技论文、申请专利、各类挑战杯获奖等。

开展的课程主要设计实验、课程设计、毕业设计,以及学校的“启智夏令营项目”培训课程;机械学院参加的大学生科技竞赛项目主要有“全国大学生机械创新设计竞赛”、“中国机器人大赛暨RoboCup公开赛”、“全国大学生工程训练综合能力竞赛”、“全国三维数字化创新设计大赛”、“华北五省(市、自治区)大学生机器人大赛”等国内高水平竞赛项目。每年参加全国、天津市、学校的科技竞赛200余项,800余人次。每年学生参加的大学生竞赛,获得省部级及以上竞赛奖项,获省部级以上奖500人次。

三、基于CDIO模式实践教学的体会

(一)实践教学方法的建设

机械工程学院CDIO工程教育是将“培养和提高学生造型能力和模型制作样机生产实践能力和创新能力”确立为实践教学培养目标。把建设“多层次、体系化、多样化”的实验教学体系确立为实践教学发展目标。通过深化改革,全面开放实验中心,完善资源共享机制,提高仪器设备的利用率和投资效益,将实验中心建成贯穿学生实践能力培养全过程,集设计、实验、制作、制造、控制为一体的服务于多层次设计实践教学活动和科技创新活动的实践教学基地。

建立以学生为中心,实现以学生自我训练为主的竞赛教学模式。通过CDIO工程理念具体开展了围绕专业核心课程建设多层次、系列化的学生竞赛项目,学生能够更多地进入实验室进行科技创新活动。对本科生培养以创新性实践和实训为核心,以基础理论教学、实践教学环节、学术讲座为支撑,构建创新型人才能力训练体系。主要有科学研究方法的训练、创新思维和创新方法的训练、大学生创新实验计划和创业训练等三个层次,以培养“高素质的工程技术人才”为根本目标,以“引导和深化理论教学,培养学生工程意识、工程能力和创新精神”为实践教学理念,培养具有创新精神和工程实践能力的高素质工程技术人才,将我院发展成为面向天津市机械制造类本科生实施创新实践教学基地,成为为当地经济建设和社会发展服务的人才培养基地和研究成果孵化基地。

(二)以科学严格的管理机制和激励机制做保障

建立严格的管理与长期开放的机制,制定实践教学管理文件。包括创新实践中心管理制度、教师职责、活动小组管理制度、实验室安全条例、实验室开放管理制度、实验室仪器设备借还登记管理制度。

以大三、大四高年级本科生为竞赛活动选拔对象,由平时实践课堂选拔一批参加夏令营培训再择优选取一定人员进行加强培训,准备赛事。由指导教师统一管理、指导竞赛,研究生辅助指导、配合工作,低年级本科生观摩学习,以作为储备力量培养,对参加竞赛的学生要求赛后经验总结,召开经验交流会谈,由高年级搭配低年级本科生携手竞赛,保证赛事经验的传承,对学生参加科技竞赛提供一定的经费支持,对教师指导学生竞赛给予奖励等一系列在制度上给予保证。

(三)CDIO工程教育在机器人实践中心的具体应用

针对不同学习阶段和层次的学生特点及专业教学的需求,以机器人对象为载体,提供创新工程训练的教学和实验平台。

学生通过对机械结构进行亲自组装、基本电子电路的搭建,信号检测和分析调试,编写控制软件,控制机器人的各种行为,完成对人形机器人系统的各种演示、验证和创新实验。通过采购已有成型机器人产品,通过研究其设计方式、编程方法、控制方法等逐步建立设计的整体思路。对已有进产品行改造和挖掘包括二次编程设计实现更多功能,为进一步独立设计产品打好基础。由学生和教师利用实验室资源或采买元器件独立完成从方案设计、工程设计、工程安装、软件编程、运行调试的全过程。如何连接至人形机器人主板上;如何将编辑器、编译器、调试器等硬件缩微集成。如何实现离线对人形机器人专用主芯片进行编程、固化;研究带有远程无线遥控功能和编辑示教功能的电子装置,控制队表演。研究数码编程方法、语音指示说明的实现方法。研究机器人影像识别和传输方法等等内容,提高了各年级学生对机械结构、电子电路、信号分析、检测技术与传感器、控制技术、软件硬件系统基础等基本工程概念的理解和学习。

四、结论

大学生机械实训报告范文第6篇

1.探索实验教学模式在传统的教学模式中,实验课依附于理论课教学,实验内容更新速度缓慢,以验证性实验为主。为培养学生综合设计与创新能力,中心推进了实验教学内容改革,实验教学模式按“三层次、两互动”进行。三层次是指分层次设置实验项目,按基础型实验、设计综合型实验和研究创新型实验三个层次对实验项目进行优化与重组。减少验证型实验,增设设计综合型实验和研究创新型实验。按照由易到难、由基础到综合的顺序开展实验教学,注意各层次实验之间的联系与衔接。两互动是指理论课教学与实验课教学互动,教学活动与科学研究互动。做到理论课指导实验教学,实验教学促进理论课的理解;本科生参加科研项目,科学研究的新知识、新理论融入教学活动当中,科研仪器设备与教学仪器设备互通,科研与教学相互促进。

2.改革实验教学手段针对机械工程实验的特点,综合考虑学生的认知规律,根据不同学科的特点建立以学生为中心,实现以学生的自我训练为主的教学方法与模式。教师以启发式教学向学生讲授实验基本理论和基本知识、实验技术原理、数据处理方法、科学研究方法、文献查阅、科学论文和技术报告的撰写方法等;调动学生学习的主动性,了解实验仪器设备的工作原理、使用方法,实现学生自我设计实验方案、选择实验条件、设计实验步骤,在实验教师的指导下完成全部实验过程;对于技能训练和基础性实验,学生事先预习实验教材的内容,然后每个学生独立完成实际操作训练和数据测量,之后再撰写实验报告;对于设计综合型和研究创新型实验,在教师的指导下,从了解实验背景、学习相关理论知识开始,学生须自行完成查阅文献、设计实验方案,经老师确认后,选择实验条件、调试仪器设备、测量数据、数据分析,并对实验结果进行讨论。教学中更注重拓宽学生的知识面,开展多学科的实验教学,鼓励学生跨专业选修实验课程。

3.积极开展学生科技创新活动以培养学生动手能力、创新能力和协作精神为目标,全面提高学生素质,适应新世纪社会发展和国家现代化建设的需要,充分利用中心的实验环境、资源等优势,定期举办全校大学生机械创新设计大赛、大学生科技创新活动月等赛事,这些赛事得到了老师和同学们的大力支持和响应。挑选比赛中的优秀作品代表学校参加吉林省及国家举办的机械、电子类设计大赛。近3年,参赛作品获全国大学生机械创新设计大赛部级一等奖3项,二等奖2项;获挑战杯大学生创新设计竞赛部级三等奖、省级特等奖各1项;参加第七届周培源力学竞赛获部级三等奖2项,优秀奖5项;获全国图形先进技能与创新大赛部级一等奖5项,二等奖3项;参加全国三维数字化创新设计大赛获吉林赛区特等奖1项,一等奖1项,二等奖2项;获全国大学生机械产品数字化设计大赛二等奖2项;获吉林省大学生工程训练综合能力竞赛一等奖1项、二等奖3项。

二、实验教学中心的运行与管理

1.加大实验室开放力度实验教学中心具备先进的开放实验教学软硬件环境,对校内外学生开放,机械基础和综合设计类实验室可采取网络预约形式开放,创新设计实验室面向全校理工科学生全天开放。中心面向全校开设不同层次的机械类、近机类相关课程的实验课。实验室承担着实验教学和学生课外科技活动,为学生提供开放型、设计性、综合性的实验条件;学生可以自行设计实验题目,经实验中心审批后,进行实验设计,中心实验教师可以提供必要的指导,并提供相应的消耗材料和资金资助。实验室开放时,有专职的实验教师或实验技术人员值班,负责实验指导、维持秩序、器材供应、实验室安全等管理工作,并完成开放记录工作。

2.完善实验教学中心管理制度实验教学中心实行校、院两级管理,每年都专门投入设备维护费用和材料耗损费用,以保证实验教学中心的正常运行;为了鼓励教师指导研究创新型实验,学校给予指导教师专项工作量补贴,而且每学期均有研究创新型实验项目评比,给予获奖教师和学生奖励;根据实验教学中心建设与发展的需要,建立了切实可行的管理制度和完善的实验教学管理档案,包括实验教学计划,实验教学日历、实验教案、实验教学检查、实验教学小结、实验教学经验总结、学生成绩评定、实验考试管理办法等;建立了实验教学检查和评估制度,每学期至少进行2次实验课检查,一次评估,并建立相应的计算机管理信息库。中心教师竞争上岗,建立校院考评、学生网评、同行互评、教师自评的评估考核体系,在教学、教研、科研等方面对教师进行评估,评估结果分优秀、良好、合格和不合格四个层次,评估结果直接影响实验室和个人年度综合评定。

3.建设先进的实验教师队伍根据机械工程实验教学体系和人才培养的需要,在保证机械工程现展需求的基础上,进一步优化实验教学队伍,为建成一支结构合理、学历层次和学术水平较高、思想道德高尚的教师队伍,中心制定了相关的实验教师培养制度,保证实验教学队伍建设长期、有序的开展。①根据现有实验设置和任课教师提出未来实验改革计划,由中心提出人员培训要求,制定培养培训计划;②鼓励与支持实验教师特别是实验技术人员在职提高学历教育。近年来有8名教师在职攻读博士学位,已有3人获得博士学位;③鼓励与支持实验教师参加岗位技能培训和国内外学术交流,规定新进教师和教辅人员必须经过岗前培训。近年来,有5名教师出国进修和从事科技合作与交流,有30多人次参加国际学术年会进行学术交流,40多人次到国内相关院校进行实验教学交流与学习,20多名青年教师和全部参与实验指导的研究生参加了岗前培训,10多人次参加实验室建设与管理培训;④鼓励双语课教师在实验指导中进行双语教学。选派青年教师出国进行双语教育进修,先后有4名教师完成出国进修,现已开设2门双语实验教学课程。

4.加强实验教学中心网络、信息化建设实验教学中心建有专用的网站,学生可以通过网站查看教学大纲、电子教案,下载视频录像、多媒体课件及常用软件,使学生更好的预习或复习实验课内容,准确的掌握所学知识。学生还可以利用实验教学中心网站进行实验预约、创新实验室使用申请,通过网上答疑、网上论坛进行师生交流;网站上还提供历史答疑功能,即保留常见的、学生不容易理解的问题,以供学生查询,降低老师答疑的工作量。通过实验教学中心网站,可以方便的查询实验中心设备分布情况、实验室分部情况、实验室使用情况。学生和老师能更好的安排实验教学内容,极大的提高了实验教学水平和工作效率。实验中心的重要信息均通过网站实时,方便上级主管部门查询及兄弟院校之间的交流与学习。实验中心设有专门的网络维护部门并设置了专项的网站运行经费,工作人员对网站进行定期的检查与维护,及时更新网上数据信息,快速处理实验预约、创新实验室使用申请等工作。

5.发挥实验教学示范中心的辐射作用根据社会发展对机械类人才的需求,结合“教学、科研、生产三结合”的办学理念,中心实现了理论与实践相结合、实践与创新相结合、学校与社会相结合,体现了素质教育的发展方向,提高了中心资源的利用率。近年来,中心承担了吉林省博文技术学院、光电信息学院等多所院校机械类和近机类的学生实习、实训任务,充分发挥了中心的辐射和示范作用,产生了良好的社会效益。中心实行全方位开放式管理,积极推进高校与国内外企业之间的合作。以中心为平台建立的吉林省中小企业数字制造工程技术培训基地,年均为吉林省地方企业培训工程技术人员200余人;长春市科技局利用我中心平台,由科技局投资对地方企业提供科技成果转让及技术支持;中心与一汽模具中心合作开展数控及工艺培训,为企业培训数控编程人员100余名。中心通过开展校企合作成功地实现了科研成果的转化,同时提高了中心实验装备水平,推进了实验教学中心的快速发展。

三、结语

机械工程实验教学中心的建设,使学生在工程条件下完成从产品需求、设计、分析、制造、检测、推广等一个相对完整的产品开发循环,培养了学生的工程意识,提升了学生的工程技能,锻炼了学生综合运用多方面知识解决工程问题的能力。实践证明,通过加深实验教学体系改革、加强实验室规范化建设,不但培养了机械类学生实验能力、综合设计能力和产品创新能力,同时也为全校学生打开了自主实验、实践的方便之门,极大的提升了中心的实验教学总体水平。通过多年的建设,中心正逐步转变成为具有现代工程背景,集光学、机械、电子、信息和管理为一体的装备制造业高级人才的重要培养和培训基地;成为贯穿于人才培养全过程,服务于多层次、多领域工程实践和科技创新的教学活动中心。

大学生机械实训报告范文第7篇

20世纪90年代至今,实践教学能力培养的发展时期。这一时期的高等教育实践教学的形式主要包括实验、实习和实训。一是实验。实验教学的作用不仅在于验证理论知识,巩固教学内容,同时通过学生独立设计实验方案、规范操作实验仪器、认真观察实验现象、记录实验数据、解释现象、分析原因、撰写实验报告等环节,培养学生的动手能力,使学生形成严谨细致的学习作风,激发学生的创新思维。二是实训。实训的本质在于训练学生的职业能力,从而缩短学生与职业人之间的距离,使学生能够更熟练地掌握专业技术、将理论应用于实践,更好地适应工作岗位的要求。三是实习。实习是教学与生产相结合的重要教学手段,是在实际的工作环境和工作岗位上进行的现实演练。学生在实习教师或技术人员的指导下参与到生产、服务或管理现实中来,在实际应用知识的过程中巩固和提高生产技能,积累知识和经验,锻炼发现问题、分析问题和解决问题的能力,并在现实的职业氛围中磨练职业心理品格。

2我国文科大学生实践能力培养现状

在梳理了我国文科大学生实践能力培养历程的基础上,笔者通过互联网、图书馆、中国知网等多种途径,对我国部分高校文科大学生实践能力培养的状况进行了归纳:

(1)课堂实践教学方面

我国大部分高校对于文科课程的教学往往采取“填鸭式”的教学方法,老师一成不变的在讲台上讲,学生机械的在下面听,一堂课下来教师的姿态甚至语音语调都不会有太多的变化,学生往往就是睡觉的睡觉,逃课的逃课,玩手机的在玩手机,老师与学生之间很少有互动,更不要说调动学生的积极性和主动性了,文科课程在大学里面被学生称为是最枯燥可听可不听的课程,当然有部分课程会采取“模拟演练”、“演讲比赛”等各种丰富多彩的形式,让学生真正参与实践,真正得到锻炼。

(2)实习实践教学方面

为了让学生增强实际动手能力,毕业后能更快的适应工作,我国高校都会安排毕业生参加实习工作。实习不单是为今后的工作打下基础,更重要的是学生可以在实习的过程中发现自己的优势,明确自己的职业规划。目前高校的实习却与毕业相联系,作为必修课,但是教师没有给予学生必要的指导,这样学生的实习往往是应付流程,收不到好的效果。毕业论文在高校培养应用型人才的过程中占据着非常重要的作用,但是文科论文的选题往往是老师指派,围绕理论谈理论,缺乏创新。

(3)课外实践方面

文科课程内容相对于理工科内容来说容易理解,文科生只需要提前预习就可以轻松掌握课程内容,所以文科生有更多的空闲时间和多余精力,这也给文科生的实践锻炼提供了很好的机会。但是实际中,我们却发现大部分的文科生都有课外兼职,比如做家教、做礼仪、做销售等等,却都是已赚钱为目的,跟自己的专业知识和特长优势并无多大关联,很少有学生愿意去做那种报酬少但却真正可以得到锻炼的兼职工作。

3结语

综上所述,文科大学生实践能力培养历程从组织学生去工厂、农村开展实践锻炼,到后来重视培养文科大学生理论知识与实际问题相结合的能力,再到加强文科实验、实训、实习等相关实践环节,文科大学生实践能力的培养得到了足够的重视和发展。但是文科大学生实践能力培养的现状却存在着诸多问题,课堂实践教学方面,教师缺乏实践教学意识和实践教学经验,学生对实践教学没有给予足够重视;实习实践方面,缺乏教师指导,过程流于形式;课外实践方面,盲目、无法与专业和自身优势相结合,效果收获甚微等。要使文科大学生实践能力的培养真正收到成效,应严格教学、科研、社会锻炼三个环节,贯穿于人才培养全过程。

大学生机械实训报告范文第8篇

江西理工大学应用科学学院是一所三本性质的独立学院,经过多年的办学实践,培养“应用型”和“创新型”人才已成为学院培养目标[3-4]。依托学科开展多种科技竞赛活动进行创新人才和应用人才的培养是一种行之有效的办法[5]。我院于2008年首次参加了第三届机械创新设计大赛,作品“全自动计量售饭机”获得江西省赛区一等奖,这是江西赛区唯一独立学院获奖作品。改进后的第二代作品代表江西赛区参加全国大赛,荣获二等奖。该作品已申请专利,并有一些企业对此作品很感兴趣,计划进行市场开发。在首次参加比赛就取得较好成绩的基础上,我们积极备战,2010年携3项作品参加了全国第四届机械创新设计大赛江西赛区选拔赛,作品“机械手式机井救援机”获江西省一等奖,“土壤灭火器”获三等奖,“球型抗风暴救生艇”获优胜奖。“机械手式机井救援机”作为江西省选送项目参加全国比赛,并获二等奖。成绩的取得,来源于学生、教师、学校各方面的努力和坚持。在参赛过程中,我们分析问题,总结经验,制定出一套行之有效的操作模式。

一、以赛促学,调动学生学习积极性,激励学生创新欲望

独立学院的学生整体素质与重点高校相比有较大的差距,与省属本科院校相比也有一定的差距。学生的学习兴趣不高,厌学情绪较大,部分学习较主动的学生也容易被大环境同化。在课堂教学过程中,学生总是处于被动状态,很难发挥主观能动性,学习兴趣提不起来。为了更好将大赛融入到学生的学习生活中,以赛促学,我们进行了如下举措:

(一)成立机械创新协会当今大学生对学习兴趣不浓厚,但对社团活动却情有独钟。在机械创新设计大赛组织实施过程中,学院利用学生心理作用于2008年成立了机械创新协会,吸引了一批对机械创新有兴趣的学生,在课余时间以科研兴趣小组为单位开展课外实践活动,包括创新课题讨论、校外实习基地参观、小产品制作、基本加工技能培训、学术报告等。实践活动中,教师以创新理念引导学生,为学生提供了足够的思维发展空间,放手让学生大胆尝试,充分培养学生的创新思维能力、自学能力和动手能力。学生通过课外实践活动,加强了团队合作意识,拓宽了机械创新基础知识面。

(二)建立专用实验室固定的实验场所是顺利开展课外实践活动的基本保障。江西理工大学应用科学学院在实验楼建立专门实验室供学生使用。此实验室由机械创新协会管理,配备专门指导教师和常用加工工具如老虎钳、扳手、电锯、小型钻床等,并与学院实训中心建立联系,利用实训中心现有设备进行机械零部件加工并完成创新小产品的制作。这样学生可以充分利用课余时间,有计划地开展实践活动,避免了受常规实践教学的干扰,提高了学生参与课外实践活动的自觉性和主动性。

(三)定期开展学术报告和专业讲座针对机械爱好者定期开设系列讲座如:机械设计与创新能力培养、机械制造技术现状与发展趋势、传感检测技术在机电产品中的应用、单片机技术应用现状与发展趋势等,涉及设计方法、先进制造技术、测试技术、控制理论等专业技术方面知识。通过启发式、讨论式等多种方式,调动学生的积极性,引导学生思考,激发学生的创造性思维。还有一类报告是由学生自己主持的,由已毕业返校的校友和参加过往届比赛的学生讲述自己的经验,并对学弟学妹提出期望和告诫。系列讲座和学术报告的开设,拓宽了学生的基础,扩大了学生的知识面,培养了学生的创新思维,激励了学生的创新欲望。

二、以赛促教,加强教师队伍建设

教师是培养学生的关键,优秀的指导教师不仅应有较高的理论水平,更需具备较强的动手能力和丰富的实践经验。江西理工大学应用科学学院是2001年组建的独立学院,师资队伍结构不太合理,年轻教师居多,这些教师大多是毕业后直接进入学校参加教学和管理工作,动手能力和实践经验都有欠缺。机械创新设计比赛周期很长,从项目创意、立项、方案设计、具体零部件设计、加工制作、试验调试到参赛答辩准备等工作,需要指导教师长时间关注指导项目,并对指导教师的综合能力提出较高的要求。针对以上问题,学院在教师培养和提高教师综合素质方面做了很多工作。

(一)加强教师培训江西理工大学历来重视对青年教师的培训工作,通过多种途径来提高教师的水平。针对机械创新设计大赛,安排《机械设计》《机械加工工艺》《机电传动控制》《液压传动》等课程教师参加了教育部高等教育司举办的高校教师网络培训,通过学习先进教学理念和教学技法,借鉴其他院校的教学经验来改变教学观念,提高教学水平。鉴于青年教师实践经验欠缺、动手能力较差等因素,每年利用寒暑假时间,联系实习单位,送教师到工厂和企业进行实地培训,专门针对加工工艺、数控加工等专业操作进行培训。另外,还与本地的多家机械加工企业建立校企合作,定期派教师到生产一线去进行实践,并在合作单位与工人师傅共同指导完成《机械加工工艺课程设计》等实践环节。

(二)丰富课堂教学内容,创新实验教学现如今大学教育还是以课堂教学为主的教育模式,因此课堂教学水平的高低反映了学校的建设水平。江西理工大学应用科学学院针对机械创新设计大赛,丰富《机械原理》《机械设计》等基础课程的教学内容[6-7]。利用校内实训基地、功能实验室和机械创新设计大赛,形成有较强工程背景的教学环境,使直观式教学、现场式教学方式的采用如鱼得水。在这样的教学环境下,通过一系列以机械产品为对象的实训项目,以及采用大量的源于生活、源于生产一线的案例,使教学内容注入更多的工程因素,达到基本知识、基本理论与工程实际紧密结合的目的。为了培养学生的创新设计能力,在课程建设中对实验室进行扩充,在原有传统机械零件模型和机构模型基础上,进行机构创新、轴系创新、机械系统创意组合和慧鱼创新设备的购进,在试验内容上,增加机构创意设计、组合式轴系结构设计、机械传动综合实验等。

(三)建立教师工人相结合指导模式鉴于教师、学生动手能力较差,参赛模型或实物制作过程比较困难这一问题,结合江西理工大学实际情况,制定了教师工人相结合的指导模式。学院的目标是培养应用型人才,因此在实习环境的投入上比较大。学院有完整的金工实习工厂,其中包含了机加工的全部工种:钳、车、焊、热处理和数控机床加工,并配备经验丰富的生产工人进行实习指导。利用学院现有优势,在参赛初期的选题和方案设计阶段由教师指导完成,在模型或样机的加工制作阶段,由教师和工人共同指导,学生具体操作完成零部件的加工和参赛样机的装配。

三、以赛促改,制定科学的教学计划

机械创新设计大赛每两年一次,不利于学校教学计划的安排,难以保证每届学生都有机会参加;比赛筹备时间太长,从题目的公布到参加地区预赛要一年多时间,容易与正常的课程教学相冲突;大赛没有纳入教学计划,作品的设计、制作场地易与教学相冲突;大赛对学生知识面要求很广,涉及的课程多,包括力学系列课程、机械设计基础系列课程、电工电子、计算机控制、程序设计系列课程、机械加工工艺等,学生在低年级没有掌握好大赛需要的一些基本知识和技能,为了完成比赛任务临时抱佛脚,却又耽误了新课程的学习,高年级学生又忙于考研和找工作没有充足的时间参加大赛。针对这一问题,杨叔子院士在《再论机械创新大赛很重要》的报告中已经提出“:这一大赛不是可有可无,建议纳入个性化教学计划,并从体制上加以保证。”鉴于此问题,江西理工大学应用科学学院进行了系列教学改革。

(一)优化课程体系针对机械创新设计大赛我们已完成省教改课题“培养高素质应用型机械专业人才的综合课程设计改革”(课题编号:JXJG-06-84-1)和校级教改课题“以创新设计大赛为切入点的《机械原理》教学改革”的研究工作。通过两课题的研究在原有教学计划基础上,针对机械创新设计大赛和综合课程设计改革[8],将机械专业09级教学计划中的机械原理课程设计、机械设计课程设计和专业课程设计分别改为机械创新设计(一)、(二)、(三),使之成为连续的实践教学环节,并在课题的设置上,增加创新专题,培养学生的创新意识。在课程设置上,增加了《机械创新设计》选修课程,开设互动式和讨论式教学环节,通过参与课堂教学提高学生学习兴趣、培养学生创新思维、掌握创新方法。在10级教学计划中增加了为期一周的《机械创新实训》实践环节,该实训是基于慧鱼创意组合模型和机构创新组合平台开展的,意在培养学生的创新意识和动手能力。

(二)提供政策保障、建立激励措施学院教学改革的重点是放在实践教学改革方面,因此在实验室建设和开展课题研究上给予大力支持。江西理工大学立足学院实际,专门成立了由分管科研的副院长任组长,由教务办公室主任、各系教学主任组成的大学生科技创新领导小组,对不同渠道、不同学科、不同类型、不同级别的赛事,进行策划、组织和管理,统一协调参赛学生、指导教师、方案评审、作品制作、组织参赛、动员宣传等各项工作,有计划有组织地开展学生课外科技创新活动,参与各类科技竞赛。学校投资140万,正在筹建机械创新实验室、机器人实验室和液压测控试验系统(含机械手等设备)。另外学院每年对大赛设立专项资金支持,保证大赛顺利进行,对参赛老师和学生给予充分的支持和一定的奖励。

四、结语

大学生机械实训报告范文第9篇

关键词:学科竞赛;实践教学改革;创新

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)09-0172-02

一、引言

培养创新型人才是大学教育的重要任务。所谓创新型人才,就是具有创新意识、创新精神和创新能力并能够取得创新成果的特殊人才。创新型人才可分为学术知识型和技术应用型。独立学院作为高等教育的一种新型办学机制,其独特定位主要是服务于地方经济,以应用型人才培养为目标,侧重于培养学生创新思维和实践能力。

大学学科竞赛整合了课内外实践教育教学的重要环节,是培养创新人才的有效载体,对提高大学生的创新思维、团队合作精神、动手和解决实际问题能力具有很重要的作用。对机械相说,教育部和省每年举行的大学生机械创新设计大赛、工业设计大赛等,其目的就是要引导高等学校在教学中注重培养大学生的创新设计能力,加强学生动手和工程实践的训练。因此,围绕全国和省市大学生机械创新设计大赛等学科竞赛活动,根据独立学院独特的人才培养要求,探索机械相关专业人才培养方法与途径,改革专业理论课程和实践教学体系,具有重要的意义。

二、学科竞赛促进实践教学的改革和发展,提高创新教育水平

(一)以学科竞赛推动实践教学内容建设

实践教学是工科院校提高学生创新能力、实践能力和整体素质的重要环节。从历年的机械专业学科竞赛来看,主题都是紧密结合机械专业核心课程,联系新技术应用,以竞赛的方式引导学生发现问题、解决问题,增强学生学习兴趣和研究的主动性,培养学生的综合能力。

以学科竞赛为载体,将学科竞赛贯穿于专业实践教育中,丰富和完善实践教学的内容和形式。调整课程体系,修订培养计划、课程教学大纲和实验大纲,比如增加设计性、综合性、工程性的实践教学环节;设立独立的机械创新设计选修课程;开展系列创新通识教育,介绍一些基本的科研和创新方法,诸如如何选题,如何搜集、分析、整理资料,如何撰写研究报告和学术论文,如果申请专利等等。改革课内实验和实践环节,压缩课内时,增加课外学时,给学生更多独立思考的时间和学习空间,实现课内外活动的有机结合。

在课程实验、专业实训、课程设计、毕业设计等实践教学中贯穿学科竞赛的内容,增强实践教学的应用性,针对性。如采用当年全国及省市机械设计大赛的作为课程或毕业设计的主题,鼓励学生开展广泛调研论证,充分发挥想象力,自行拟定设计方案,完成图纸设计,采购、加工,制作、装配与调试,达到全面培养学生创新设计能力和工程实践能力的目的。

(二)以学科竞赛促进实践教学方法的改革

从以往的“以教为主”向“以学生为中心”转变,从“传授知识”向“培养能力”转变。开展自主创新活动,鼓励学生独立思考,提出具有创新见解的工程问题解决方案。变传统的灌输式、填鸭式教学为启发式、互动式、引申式教学,培养学生创新思维习惯。调动和激发对科研创新的兴趣。

通过学科竞赛的促进,使学生的学习从过去被动的接受教师课堂知识的灌输到现在主动地去学习,在实践中去探索知识,在“解决问题”中改变学习方式。积极主动地阅读参考资料,查阅文献,尝试用各种不同的方式去获得知识,真正感受到了学习的快乐。

(三)以学科竞赛来促进实验室运行方式的改革

随着学科竞赛项目和课外科技活动的积极开展,课内教学型实验和课外兴趣型实验的开设都逐渐具有越来越大的机动性。开放式学科竞赛实验室的管理运行体系尤为重要。开放实验室采用学生自主、教师辅助的管理方式。竞赛期间承担参赛队伍的竞赛作品的设计、加工、调试;其余时间可承担学院其他实践教学,通过完善实验室安全管理条例、实验室设备安全操作规程、开放式实验室值班手册等管理制度,能为学生实践训练、课外活动、学科竞赛和科技创新搭建良好的平台。

根据机械类学科竞赛特点与需求,积极补充购置相关硬件设备,逐步添加适合学生竞赛用途的加工机床设备,包括车铣钻及线切割等小型机床设备。建立机械创新实验室,慧鱼机器人实验室,开展自主创新活动。在创新实验室里,由指导教师或学生提出题目,学生可以由充分利用实验室的实验条件,提出具有问题解决方案,并以个人独立自主或小组团队协作的形式共同完成。创新实验室的建立让学生有了一个可以交流创新思想、实现技术创新的场所。

在传统实践项目中,学生常常受到固定的设备的限制而无法进行更多开放和创新项目。需要投入大量资金,耗费许多时间来搭建硬件,反复验证结果。充分运用计算机技术、虚拟仪器,构建了仿真实验室,使学生突破了实验时间与空间的限制,可以根据自己的兴趣爱好选择实验内容,增强学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。

三、实践教学为学科竞赛提供创新平台,提升学科竞赛的成绩

(一)融入实践教学改革的成效,提升学科竞赛的水平

在课程体系和实践教学内容不断的改革中,必然会涌现很多新理念、新方法。把这些探索性成果应用到学科竞赛的培训指导中必然会提高提高学科竞赛的水平,增加教师的指导水平和学生的参与信心。比如,突破现行的单向式课程和教学组织方式,实施设计型教育、“开放型应用题”等。实践表明,通过一系列教学方法的改革,学生综合素质和解决问题的能力方面会有明显提高。

(二)完善学科竞赛机制,营造良好软硬件环境,保障学科竞赛的质量

建立完善的学科竞赛制度,提供政策保障,激发了学生参与学科竞赛的积极性和主动性。实行立项制,鼓励广大学生、教师踊跃参赛,多出成果,保障活动健康有序地开展。比如,对参与学科竞赛活动的学生予以一定的学分认可,鼓励学生将自己的业余时间用于创新;学校对于那些具有创新性、科学性、实用性、可行性的项目提供经费,研究成果申请专利。

建立以大学生自我管理的竞赛团体组织,成立机械创新学生团体,学生可以通过自由申请、学院推荐等多种形式参加,带领更多同学参与到工程实践和学科竞赛中。充分利用实践创新平台来开展各类竞赛培训,组织赛事。比如校内机械设计大赛、三维建模大赛等。注意学生梯队的建设,实行高年级带动低年级、老队员指导新队员、互帮互学、互相赶超的比赛氛围,促进学科和竞赛的持续发展。

四、总结

以学科竞赛为载体,推动实践教学改革,丰富及完善实践教学的内容和形式。以教学改革的成果贯彻到学科竞赛中提升竞赛成绩,让学生在竞赛活动中提高学习能力、学会创新方法,激发创新思维。“学科竞赛与教学改革”二者可相辅相成、互为促进、共同提高,形成具有互动特色的创新人才培养模式,切实达到独立学院机械专业创新人才培养的目标。

参考文献:

[1]包秋燕,陈孝慧.以学科竞赛为载体培养应用型人才实践创新能力[J].中国电力教育,2008,(10).

[2]赵明岩,檀中强,徐向绂.高校机械竞赛与课程设计相融合的实践[J].高教论坛,2009,(5).

[3]许光辉,黄泳波,邓君.基于竞赛机制的创新人才培养实践[J].东莞理工学院学报,2009,(4).

[4]许光辉,黄泳波,邓君.学科竞赛内容向大学生实践教学转化的探讨[J].实验技术与管理2010(7).

大学生机械实训报告范文第10篇

关键词:机械CAD/CAM;3D打印技术;创新

中图分类号:G4

文献标识码:A

doi:10.19311/ki.16723198.2016.30.083

《机械CAD/CAM》是机械类专业重要的专业基础课程。在实际教学中,除了必要的理论教学之外,主要通过安排机械CAD/CAM软件上机实训等实践教学环节使学生掌握机械CAD/CAM的基本原理、基本方法,注重培养学生的CAD技术应用能力及创新意识,以期为学生今后从事机械CAD技术的应用、研究及开发工作打下坚实基础。

河南科技学院开设的《机械CAD/CAM》课程在教学安排上主要以学生上机实训为主。在以往的教学实践中,由于课程总学时偏少(仅为24个),在完成CAD/CAM软件教学后,已无多余学时安排学生使用数控机床加工自行设计的零件和机构,只能让学生利用仿真软件完成零件的仿真数控加工。长此以往,对实际数控加工接触较少的学生往往会形成一个错误观念:在CAD软件中设计好的零件只要仿真数控加工无问题,在真实数控机床上就一定能被加工成可以满足设计要求的零件。但是仿真软件只能尽可能真实地提供仿真加工结果,不可能绝对真实地模拟实际数控机床加工情况。而某些在CAD软件中已设计好的机械零件尽管仿真数控加工无任何问题,但是由于零件结构设计或公差选取不合理、加工参数设置错误、制造误差等原因,导致在实际数控加工后无法满足设计要求或无法装配,这样的现象屡见不鲜。很显然,学生的错误观念对其以后在机械行业的发展会产生消极影响。

另外,由于课程侧重相关软件教学,而对学生的机械创新设计能力培养的不够重视。课程结束后学生一般都会使用CAD软件设计常用零件和机构,但是对于近年来现代制造业已开始应用的新颖、特殊的零件和机构,很多学生往往无从下手,不知道如何综合应用所学知识使用CAD软件去设计。

针对以往教学内容和教学模式存在的弊端,为了培养学生创新意识和工程实践能力、引导学生形成正确合理的机械CAD设计理念,提出了基于3D打印技术的《机械CAD/CAM》教学改革方案。

13D打印技术特点及优势

3D打印技术是一种以数字模型文件为基础、运用粉末状金属或塑料等可黏合材料、通过逐层打印的方式来构造物体的新型的快速成型技术,被称作是“第三次工业革命最具标志性的生产工具”,在工业产品设计、建筑、航空航天、医学、教育等领域具有广阔的应用空间。近年来随着3D打印技术的快速发展,3D打印在教育领域中的应用越来越受到关注,在教学、学习和研究领域带来一系列令人瞩目的创新与变革。

与传统的数控加工相比,3D打印技术生成真实三维实体的时间已经缩短了数倍乃至数十倍。3D打印加工时间的长短仅取决于所打印实体的大小、复杂程度以及3D打印机性能。而传统的数控加工通常需要几小时到几天,是根据模型的复杂程度,机器的性能,刀具的性能等等。3D打印技术不需要任何刀具、模具、夹具或机械加工过程,可以直接将在CAD软件中绘制的三维数字模型转换成真实三维实体,极大地简化了制造过程,提高了制造效率。3D打印机可以使用ABS塑料或者生物分解性塑料来打印三维模型,其尺寸也可以根据实际需要方便地进行缩放,特别有利于初学者研究制造三维模型。

3D打印技术的具体实现过程并不困难。首先通过机械CAD软件完成某个实体的三维建模,再将三维模型进行分层切片处理,生成3D打印机可以读取的标准格式文件(一般为STL格式文件),最后将该文件导入到3D打印机中即可逐层打印三维实体模型。在《机械CAD/CAM》课程学习过程中,学生可以利用3D打印技术方便快速地完成三维模型的CAD建模到物理实现的整个过程。

2基于3D打印技术的《机械CAD/CAM》教学改革内容及实施

2.1课程内容设置注重夯实基础、突出应用性

根据教学大纲要求,课程是面向机械设计制造及其自动化专业三年级本科生开设的。学生之前已学过二维CAD软件AutoCAD与《机械设计》、《机械原理》等先修课程,具备一定的专业基础。根据对国内机械制造企业的调研情况,课程主要讲授国内企业用户较多、功能强大、简单易学的三维CAD/CAM软件SolidWorks和CAXA制造工程师。@两种软件的使用有一定的相似性,比如在三维建模时都需要先在不同的基准面内绘制不同的草图,再对每个草图进行拉伸、旋转、放样等操作最终生成三维模型。因此在课程内容设置上重视从两种软件的共性入手,首先重点讲授软件的基本原理和基本操作方法,使学生不仅能够在较短时间内熟悉软件的使用,而且能举一反三掌握其它同类软件的基本操作。

此外,根据这两种软件在机械工程中的应用特点在实际教学中有其不同的侧重点。对于SolidWorks,侧重讲授三维实体建模、装配体设计、动画制作、钣金设计以及工程图的绘制等;对于CAXA制造工程师,侧重讲授曲面造型、特征实体造型、实体与复杂曲面混合的造型、数控铣CAM功能以及知识加工等。对于这两种软件有针对性的教学不仅为学生继续学习使用3D打印技术打下良好基础,而且有利于培养学生的工程应用能力。

2.2采用紧贴生产实际的项目式教学模式

在完成软件的基础部分教学后,学生已初步掌握软件的基本操作方法。为了能够与前段教学做到良好衔接,在教学中开始采用从易到难、贴近生产实际的项目式教学模式。这一教学模式内容主要包括典型机械零件(如轴类零件、螺栓、齿轮、蜗杆、轴承等)和典型机械机构(如连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、棘轮机构等)的CAD工程项目的设计与实现。学生学习过4―5个CAD工程项目、具备一定的设计经验后,将按照“分析――结构设计――三维建模――物理实现――实物测量――修改”的设计流程自行完成3―4个典型CAD工程项目。学生需先使用软件完成三维CAD建模,并将三维建模文件转换生成STL格式文件;然后将STL格式文件导入到3D打印机中,并按照要求设置3D打印参数,即可打印自行设计的真实三维实体模型。打印完成后,学生需使用游标卡尺、螺旋测微仪、百分表、三坐标测量仪等测量工具对模型进行测量,判断模型在尺寸、形状、装配与配合等方面是否达到设计要求。如果存在超出设计要求的误差,学生就要分析原因,并提出合理改进方案。学生根据改进方案再次打印出三维实体模型,然后再次测量以判断模型是否达到设计要求。这不是一蹴而就的过程,学生一般需要多次改进才能打印出满足设计要求并能够成功装配的零件或者机构。

由于学生的工程设计经验相对不足,教师将会引导学生综合利用已学的《机械设计》、《机械原理》等相关知识按照工程实际要求自行完成某个项目并探究解决一些工程实际问题。比如教师提出设计要求,让学生完成一个运行精度较高的凸轮机构项目。学生已经学过相关理论知识,一般都会按照设计要求完成凸轮机构的三维CAD模型,但是发现根据模型打印并装配好的凸轮机构在运行中有时会出现失真现象,实际上是不能满足设计要求的。这种现象在实际工程中是比较常见的,但是学生在CAD设计中很少会考虑如何避免产生这一现象。在教师主导的原因分析中,很多学生反映在结构设计时并未考虑凸轮的工作廓线是否会出现失真现象,还有学生分析可能是凸轮基圆半径或者压力角设计不合理等。学生根据分析结果提出相应的改进方案,再打印出并装配好经过重新设计的凸轮机构,再次验证改进方案是否有效合理。类似这样的工程问题还有很多,学生需要逐渐学会以工程实践的视角分析、思考及解决问题。

2.3调动学生学习积极性、培养学生创新意识

现代机械制造业发展很快,新型机械零件与机械机构层出不穷。如果学生局限于只会用软件完成现有常用零件或机构的CAD设计,这对其以后的发展极为不利,因此在课程中培养学生机械设计创新意识显得必要而紧迫。一方面,在教学中适当引入易于用3D打印实现的、具有一定创新意义的新型机械机构设计项目(如并联机构、空间连杆机构、工业机器人机械手等),鼓励学生自由组合成团队,通过课下查阅资料自行提出总体解决方案、完成CAD设计、3D打印零部件以及装配与调试。项目完成后,团队应撰写一份设计报告,每个成员都要参加答辩,说明所采用的设计思路、技术路线及装配调试过程,教师提出指导意见并评分。对于设计新颖、完成情况较好的团队予以鼓励,并将其设计报告公布于众,让其他学生学习交流。对于评分不合格的团队需要对其项目及设计报告进行修改后再次参加答辩。

另一方面,充分调动学生学习积极性,发挥学生的想象力,鼓励学生自由选择主题制作有创意的3D打印作品,作品不必局限于机械零件或机械机构。学生对此兴趣非常浓厚,制作了多个具有一定创意的3D打印作品,部分作品如图1、图2所示。

3结语

教学实践表明,在保持《机械CAD/CAM》n程总学时不变的情况下,将3D打印技术引入教学之中,对于培养学生良好的工作作风与创新能力是一种有益的尝试,也有助于学生主动形成科学合理的机械CAD设计理念。下一步,将购置性能更为先进的3D打印机和3D扫描仪以及相关软件,另外积极与相关企业与科研机构对接,探讨3D打印技术的校企合作,并在此基础上继续探索《机械CAD/CAM》的创新教学改革。

参考文献

[1]王洪波,邓伟刚,郁志宏.机械CAD课程的教学改革思路与实践[J].内蒙古农业大学学报(社会科学版),2013,(4):7376.

[2]高奇,曾红,张德强.3D打印在大学生创新实验中的应用研究[J].实验技术与管理,2015,(11):2830.

[3]吴怀宇.3D打印:三维智能数字化创造(第二版)[M].北京:电子工业出版社,2015.

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