机械设计课程群组设计论文

2022-04-15 版权声明 我要投稿

摘要:以数控技术应用专业的课程教学设计为例,对高职数控专业进行岗位分析,据此确定各岗位的工作任务,细化职业行动能力,对传统的课程体系进行解构与重构,论述了基于胜任职业岗位(群)需要的教学设计方法和实施步骤,对构建面向职业岗位群的课程教学模式及以职业岗位能力为导向的教学组织形式进行了探讨。今天小编为大家推荐《机械设计课程群组设计论文 (精选3篇)》,仅供参考,大家一起来看看吧。

机械设计课程群组设计论文 篇1:

热工课程设计教学模式研究和改革

摘要:《热工基础》课程设计是无机功能材料专业学生重要的实践环节之一,课程设计教学的开展可以很好地培养学生分析和解決实际问题的能力。当前《热工基础》课程设计中还存在着一些不足,需要进行改革,根据《热工基础》课程设计的特点,设计了相应的教学内容和方法,探讨了《热工基础》课程设计的新举措,改革《热工基础》课程设计的教学模式,注重锻炼同学们自主思考问题、创新思想及沟通合作能力的培养。通过《热工基础》课程设计教学方式的改善,学生的主动积极性被激发,动手和解决工程问题的能力得到加强,取得了良好的教学效果。

关键词:热工基础;课程设计;教学研究与改革

前言

课程设计是理论课程的实践化,在一定目标要求下,将理论课程知识应用在具体的工业设计中,是实践教学的一个重要课程形式[1]。《热工基础》课程设计是基于热工基础课程开展的,根据不同专业,有很多的具体设计目标,比如在材料学科中,具体涉及到“三传一反”设计要求等。在《热工基础》课程设计教学中发现,很多方面存在问题,并且专业性质不同,《热工基础》课程设计的侧重点也不同。为此,针对存在的问题,进行《热工基础》课程设计的教学分析研究,改变教学观念,着重于学生思考能力和工程能力的培养,剖析《热工基础》课程设计教学模式,优化教学内容和方法,在此基础上,形成《热工基础》课程设计教学新模式。从教学大纲、教学内容、教学方法和手段、实验环节以及课程设计等方面探讨热工课程设计在教学模式的研究和改革,在实践中取得了良好的教学效果。

一、当前课程设计存在的问题及教学改革的必要性

传统的课程设计中,学生的设计主要还停留在理论设计和绘图上,仅仅完成了教学内容的实践。此模式下学生的心态还停留在完成作业,不能很好体现出对学生设计创新和独立思考工作的培养[2]。因此,可以看出,传统教学模式还存在一些不足,主要体现在:

(一)课程设计时间安排不够合理

传统的《热工基础》课程设计是在学生学完《热工基础》理论知识后进行的,在老师的指导下,集中学期末的一周,让学生独立地完成一项无机材料生产过程中涉及的热工设备设计任务。一周时间内学生要完成设计,书写报告、绘制设备图,应该说任务很重,导致大部分学生抄袭。辅导时间集中,老师无法及时有效指导,效率低,影响学生的积极性。

(二)课程设计任务书的设置不够合理

课程设计的题目较少,同学在设计期间,做相同题目下的不同参数的设计,使得大部分题目相似,致使学生不积极主动思考。同时题目相似也使学生容易出现抄袭,抑制学生的创新和独立工作能力。除此之外,一些课程设计任务书内容老旧,不能体现现代化生产过程中热工设备的发展趋势,不利于学生理论联系实际。

(三)课程设计成绩考核方式不够合理

设计过程中,教师会全程指导,因此学生不会出现太大的错误。所以教师如果仅以设计说明书来判定课程设计的成绩,就会产生偏颇。因为学生对课程设计过程知识的理解运用和领悟从最后的设计说明书很难看出来,可以通过答辩来深入考察学生的设计效果[3]。所以根据实际情况,探索合适的课程设计答辩模式非常有必要。

(四)教师指导作用没有充分发挥

课程设计教学对于指导教师来说,需要全程主动引导,涉及的过程比较繁琐,时间也比较紧,因此指导教师的主动性不足,使得指导教师在课程设计中的作用降低。

基于以上原因,改革《热工基础》课程设计的传统教学模式,构建新的课程设计教学体系、教学内容、教学方法,切实提高课程设计教学水平,势在必行。

二、《热工基础》课程设计教学模式研究与改革

传统的课程设计教学限制了学生创新和自主学习能力的发展,所以需要对传统教学模式进行改革,引导学生发挥主体作用,培养学生个性和自主性。根据《热工基础》课程设计的特点,主要在以下几方面对《热工基础》课程设计教学模式进行改革。

(一)课程设计任务书选题模式改革

如果课程设计的题目较少,学生的设计作业就会有重复,使得学生不能独立完成设计,学生会失去积极性和兴趣,并且导致抄袭现象。因此,课程设计任务书应该多样化,使得设计由模仿型变为思考型。《热工基础》课程设计教学时间短,可以选取一些小型的生产车间系统作为设计项目,让学生参与一个较为完整的设计。同时,设计题目的难度应适当,使得学生能按规定按时独立完成。为此,精选生产现场实际案例、历年材料工程专业的优秀毕业设计,经过加工和提炼形成《热工基础》课程设计任务书题库(已经完成40份),供学生选择,任务书数量基本满足2-3人一题的需要。

(二)课程设计组织模式要突破传统形式

通过课程设计来培养学生团队合作意识,提升学生分析思考和解决问题的能力。传统的课程设计教学还只留在学生单打独斗的阶段,为了在规定时间内按时完成设计任务,每个学生都只局限于自己的事情,遇到问题时就会有很强的挫折感,造成学生没有相互之间的谈论、学习,不会形成团队合作精神。大胆突破传统形式,让学生组成2-3人的小组完成课程设计任务,采取差异化管理,考虑到学生差异,将不同性格和基础的学生合理分组,每个小组实行组长负责制,明确其他组员的职责,营造竞争团结的学习氛围,增强学生的学习自主和自信心。

(三)课程设计时间的合理安排

为了让学生更有准备地去做课程设计,在时间上对其做了调整,结合《热工基础》理论课,在学期初对学生布置相应的设计任务书,让学生带着设计中的问题进行理论课的学习,对设计中遇到的参数选择、公式运用等有更深的理解,这其实是增加了课程设计的准备时间。同时,指导教师对学生遇到的设计问题也有充足的时间进行解答,锻炼学生的分析思考问题能力。并且,适当地把原来的集中课程设计时间由1周调整为10天。

(四)积极采用现代通讯工具、增加课程设计的交流机会,改革互动模式

及时有效的沟通是教师指导学生完成课程设计的保证。现代化的信息交流手段可以更加快捷促进教师和学生的交流,可以建立有效的师生交流平台。通过微信、QQ、电子信箱、短信等现代化通讯手段传输信息,能够克服时间和空间的限制,为教师和学生进行交流提供了有效的平台。笔者曾创建班级QQ群、微信班级组,针对学生课程设计中碰到的问题,通过QQ、微信和学生进行及时交流与沟通,由于这些信息手段的及时性,可以有效快速的达到解决问题的目的。

(五)充分发挥指导老师的作用

课程设计需要学生能独立分析,自主完成,但教师的指导对设计完成也起到很好作用。教师在指导过程中要因材施教,根据学生的具体基础水平来指导,并通过具体措施来激励学生创新的能力。指导教师应全程跟踪学生的设计进度,对学生的疑问耐心解答。但要防止学生过度依赖老师,引导学生自主查阅资料的力度,增加学生相互之间交流学习机会,坚持以学生为主,以教师为辅的指导方针,增强学生独立性,培养学生自主解决问题能力。

(六)构建合理的课程设计考核评价模式

仅仅依据设计说明书来确定课程设计的成绩,在一定程度上忽略了过程中学生的学习效果,会打击学生的积极性。并且课程设计的全程都有指导教师参与其中,学生一般不会犯原则性错误,这造成很难区分学生的实际学习效果。为了解决这个问题,我们在确定成绩时,除了考虑设计说明书,还加入答辩环节(答辩委员由指导教师和学生代表组成),两个部分在成绩中的比例为70%和30%。这样的改变使得考核既考虑了结果也考虑了过程,有助于学生独立完成任务,并加强学生的实践能力。

三、结论

(一)课程设计任务书的多样化

促使学生能独立自主完成设计任务,有利于培养学生分析解决问题能力;运用多种交流工具,加强过程中的交流,使学生更好完成設计任务。

(二)合理调整课程设计时间

合理调整课程设计时间能让学生更好准备,带着问题进行学习新知识,提高学生思考问题能力;通过分组形式,培养学生团队合作精神;改变考核方式,同时注重结果和过程,提高学生的积极性。

参考文献:

[1]李勇,雷福祥,范修文,张宏.“机械设计”课程设计的新教学模式探索[J].新疆农机化,2015,(6):42-45.

[2]张铭,胡达,黄晨,李克华.化工原理课程设计教学改革探索与实践[J].广东化工,2014,41(22):168-169.

[3]张鹏,李望春,王琪.提高机械类专业课程设计教学效果的实施模式探索[J].价值工程.2014,(26):243-244.

[4]曾竞,王鸿懿.“热工过程控制系统”及其课程设计教学改革探索[J].中国电力教育,2013,(12):70-71.

作者:殷仕龙 赵俊锋 王旭红

机械设计课程群组设计论文 篇2:

高职数控专业胜任职业岗位需要的教学设计

摘要:以数控技术应用专业的课程教学设计为例,对高职数控专业进行岗位分析,据此确定各岗位的工作任务,细化职业行动能力,对传统的课程体系进行解构与重构,论述了基于胜任职业岗位(群)需要的教学设计方法和实施步骤,对构建面向职业岗位群的课程教学模式及以职业岗位能力为导向的教学组织形式进行了探讨。

关键词:高职;数控专业;职业岗位;教学设计;课程体系

作为一门科学,教学设计是20世纪60年代在美国兴起的。简单地说,教学设计是指在实施教学前对教学过程中的各种要素(如学生特点、教学目标、学习内容、媒体设置等)进行预先谋划、精心构造和教学情境设计,以期实现教学目标。课堂教学是实施素质教育的主渠道,是学校教学工作的重点,课堂教学顺利进行和成功的关键是教学设计,教学设计是否合理、恰当,是评价课堂教学优劣的重要指标,也是衡量教学质量优劣的标准之一。

胜任职业岗位(群)需要的课程体系建设是一项重要的理论研究与实践创新活动,需要打破传统学科型课程体系,重构适应职业能力培养的新型课程体系。这就要对传统课程体系进行解构,重构新的课程理念和课程体系,形成新的课程内容,构建新的运行机制和教学情境,实现课程与岗位融通、与工作过程融通及与项目任务融通,真正实现教学内容与职业能力要求的“零距离”。

数控技术应用专业岗位分析

职业岗位(群)需要和工作过程分析是创新课程设计的基础,胜任职业岗位(群)需要的教学设计主要偏向工作需要而不是学科系统需要,学习领域以生产或服务为载体。

通过调研,我们发现数控技术应用专业的主要岗位集中在以下六个专业相关岗位及其他岗位,其岗位名称与工作内容如表1所示:

确定工作任务,细化职业行动能力

根据工作岗位便可以明确工作任务,任务主要来自企业生产、经营、管理和服务的工作过程,课程内容的选择是以职业行动能力为基础的。主要以实践环节作为教学主线,通过实践进行知识、技能的学习和职业素质的养成,因此,学院教师要与企业专家共同细化职业行动能力。

数控专业的工作任务主要集中在6个方面,如表1所示。

职业行动能力则体现在以下16个方面:(1)阅读一般性英语技术资料和简单口头交流能力;(2)计算机操作与应用能力;(3)工程计算能力;(4)识图与绘图能力;(5)计算机绘图能力;(6)材料选用与热处理方法选择能力;(7)机构选用与机械零件设计能力;(8)机电控制技术应用能力;(9)普通切削机床操作与维护能力;(10)数控机床操作与维护能力;(11)数控加工工艺设计能力;(12)工艺实施及零件检验能力;(13)CAD/CAM专业软件应用能力;(14)数控加工程序编制能力;(15)生产组织能力;(16)质量管理能力。

数控技术应用专业需要学习的课程

一般而言,数控技术应用专业必须学习以下传统课程并进行实训:公共基础课(哲学与法律、工程计算、英语、计算机基础、体育);专业基础课(机械制图、金属工艺学、AutoCAD、机械设计基础、机械加工精度检测技术、液压与气压传动、机械制造基础、数控机床电气控制技术、数控机床概论);专业课(数控编程与加工技术、CAD/CAM、数控专业英语、数控机床维护维修技术、特种加工技术、数控加工工艺、模具制造概论);实训环节(钳工实习、金工实习、专业课程设计、数控机床认知实训、数控机床加工实训、数控机床操作实训、数控机床维修实训、CAD/CAM实训);选修课等。

基于胜任职业岗位(群)需要的教学设计

搜集教学素材广泛搜集与学习领域职业行动能力相关的文档、影像、图片、软件和技术文件等参考资料,为学习情境的设计提供素材。资料的选择应尽量新颖、有特色和全面,内容应具有一定的前瞻性,在实际教学过程中应具有可操作性。

细化教学内容(1)细化本学习领域的学习内容,根据职业行动能力的要求将教学知识点加以罗列,结合学院现有的教学、教辅条件,对学习内容进行合理增减,为工作任务的设计奠定基础。知识点的罗列一般比较零散,需各专业教师共同合作,一方面要避免各学习领域知识的重复;另一方面要考虑各学习领域间知识的衔接。要考虑到具体教学的可实施性,尽量简化工作任务的设计难度。教学内容要有高度的综合性,要落实理论与实践的结合,又要落实职业技能与职业情感的结合。(2)课程体系的解构。即分析学习领域的职业行动能力,对本学习领域的职业行动能力进行知识性细化和教学性归纳,细化、分解主题学习内容。根据学院实际,我们将原课程体系解构为以下学习领域:公共基础课(哲学与法律、工程计算、英语、计算机基础、体育)、数控加工技术概论、识图与制图、手工制作零件、使用机械机床加工零件、简单组件的制作、控制系统的运行、生产计划与组织、数控机床的操作(数控车、数控铣、加工中心任选两个模块)、数控工艺与编程(轴类、箱体类、板类、孔类、曲面类零件等任选两个模块)、较复杂零配件制作、顶岗实习、拓展领域(数控生产管理、模具设计与制造概论、数控产品营销、先进加工技术与先进测量量具、数控机床维修)、公共选修课等。

设计学习情境设计一个或多个学习情境即课程体系的重构,是学习领域的微观设计,也是具体化的教学开发,要将细化的学习内容加以合理重构,通过教学实现本学习领域职业行动能力培养。学习情境设计一方面要结合教师的教学能力,另一方面要考虑重组的学习内容如何细化更便于教学、便于学生理解和消化。结合学院现有的教学条件,依据教学相长规律和学习内容需求,可以给数控技术应用专业每个学习领域设计以下学习情境:(1)数控加工技术概论。由近代技术发展史、近代技术在制造业中的应用、数控技术发展趋势三个学习情境构成。(2)识图与制图。由画法几何、手工绘制图形、使用AutoCAD软件绘制图形文件三个学习情境构成。(3)使用手动工具加工零件。由钳工划线训练、手动工具使用、孔加工训练、典型零件钳工训练四个学习情境构成。(4)使用机械机床加工零件。由机械加工及设备概论、使用车床加工零件(简单)、使用车床加工零件(较复杂)、使用车床加工零件(复杂)等四个学习情境构成。(5)简单组件的制作。由工作计划、工艺文件编制、零件加工、组件装配及检测四个学习情境构成。(6)控制系统的运行。由数控系统运行、机床电气与PLC控制(初等难度)、机床电气与PLC控制(中等难度)、机床电气与PLC控制(高等难度)等四个学习情境构成。(7)生产计划与组织。由单件生产的计划与组织、批量生产的计划与组织、计算机支持的计划与组织三个学习情境构成。(8)数控机床的操作(数控车、数控铣、加工中心任选两个模块)。由数控车床操作、数控铣床操作、加工中心基本操作、典型零件加工四个学习情境构成。(9)①数控工艺与编程(轴类)。由简单到复杂零件1~零件5的数控加工工艺设计与程序编制五个学习情境构成。②数控工艺与编程(箱体类)。由零件图分析及三维数学模型建立、典型加工部位加工方法、数控铣床(加工中心)程序编制、工艺文件编制、箱体零件加工案例、练习六个学习情境构成。(10)较复杂零配件制作。由识图、计划、准备、实现、测试、验收六个学习情境构成。(11)顶岗实习。由熟悉生产环境、岗位见习、顶岗实习三个学习情境构成。(12)拓展领域(数控生产管理、模具设计与制造概论、数控产品营销、先进加工技术与先进测量量具、数控机床维修)。视具体情况而定。学习领域3的学习情境1设计,如表2所示。

构建工作框架图工作框架图的建立是为了合理设计具体工作任务和避免学习内容中知识点的重复。应充分利用已搜集的教学素材和学院的教学、教辅设备,发挥教师的教学特长,针对各个学习情境,根据重组的学习内容,结合学院的教学条件,构建工作框架图,并以此为核心,精心设计一个或多个工作任务,以职业岗位为导向,在完成工作任务的教学实践过程中实现知识的传授。伴随工作任务的完成,学生的职业行动能力会逐步提高。工作框架图是教学方案设计的精髓,是工作任务设计的准则,工作任务既要循序渐进,又要考虑到教学上的可操作性。工作任务设计思路如图1所示。

拟定教学方案归纳各工作任务所包含的职业行动能力和教学内容,围绕教学内容,结合教师的教学能力和学院的教学条件,详细拟定各单元课程的教学方案,规划各单元课程的教学内容、教学方法、考核方式和教学进度等。单元课程的教学方案并非一成不变,它是教师个性化特色教学的归纳与总结,可根据实际教学效果适当调整教学进度,教学方法与手段也应不断更新,从而激发学生的学习热情,提高教学质量和教学水平。教学方案的核心及重点是通过完成工作任务培养职业行动能力。

教学实施

教学内容教学内容均来自职业岗位工作任务模块的转换,如产品零件加工、设备工艺选择、具体案例设计等,应建立以工作过程体系为基础的课程内容体系;每个项目都应包括实践知识、理论知识、职业态度和情感等内容,是相对完整的一个系统;在课程设置和课程内容的学习领域设置上,应充分考虑学生的个性发展,兼顾学生的自主选择和职业生涯发展。

教学组织主要采取集中教学与分组教学相结合、学生自主学习与教师主导教学相结合、自选项目(任务)训练与规定项目(任务)训练相结合的教学组织形式,融学校与企业于一体,融教师与工程师于一体,实现专业教室、实践教学基地及企业生产一线的结合。

教学过程首先,任课教师要提前给每组学生发放任务书,明确课堂教学时间、教师讲解或演示教学内容的时间、学生应准备的知识、需要讨论的内容及时间、需要独立完成的训练内容等。其次,指导教师要将工作任务以不同的形式呈现给学生,并由学生分组对工作任务进行讨论。再次,指导教师要围绕学习情境和工作任务需要安排教学并进行知识拓展,也可组织学生进行答辩,融“教、学、做”于一体,实现教学与工作的结合及学习过程与学习成果的统一。

教学方法基于胜任职业岗位(群)需要的工学结合课程重视行为导向教学法在教学过程中的运用,强调通过学生自主的实践或行动培养和提高职业行为能力。注重以学生个体为中心,以学生的自主学习为主,学生参与相关信息收集、行动计划制定、工作过程决策、计划实施、反馈控制、结果评估等教学过程;教师是学习过程的组织者、咨询者和见证者,教师可以采用的主要方法有头脑风暴教学法、案例教学法、引导文教学法、角色扮演法、项目教学法、模拟教学法、现场汇报法等。

教学评价胜任职业岗位(群)需要的课程决定了教学评价的多样性,可以是教师与学生互评,可以是专业人士与非专业人士互评,可以是校内评价与校外评价相结合,也可以是过程评价与结果评价相结合。评价要立足社会需求,做到课程标准与职业资格标准协调,实现课程标准完善与学生职业生涯发展同步。

总之,通过数控技术应用专业胜任职业岗位(群)需要的课程设计,可以深化教学内容、教学方法与课程体系改革,以工作过程为导向解构和重构教学内容,加速教学体系创新步伐,突出学生个性的发展和实践能力的培养,对构建面向职业岗位(群)的课程教学模式,落实以职业岗位能力为导向的教学组织形式,培养具备解决生产一线具体问题能力的高职毕业生具有重要的意义。

参考文献:

[1]姜大源.职业教育学研究新论[M].北京:教育科学出版社,2007.

[2]姜大源.当代德国职业教育主流教学思想研究[M].北京:清华大学出版社,2007.

[3]刘哲.基于工作过程的课程开发方法[J].中国职业技术教育,2008,(16).

[4]王秀海,王雷.关于高职课程体系的思考[J].教育与职业,2008,(12).

作者简介:

桂树国(1977—),男,安徽凤台人,硕士,安徽职业技术学院讲师,主要从事机械加工和CAD/CAM的教学与研究。

作者:桂树国

机械设计课程群组设计论文 篇3:

机电液一体化综合课程设计改革与实践

[摘 要] 介绍燕山大学机电控制工程专业机电液一体化综合课程设计,依据新时期对机电液控一体化工程技术人才的需求,引进CDIO教育理念,制定课程设计培养目标,确立综合课程设计改革理念,从课程设计选题、考核和师资培养三方面详细阐述了其改革方案,并给出了综合课程设计的成功案例,对大学工程专业课程设计改革具有参考价值。

[关键词] 课程设计;机电液一体化;CDIO;人才培养

机电液一体化综合专业课程设计是针对机电控制工程专业课程设置的实践性教学环节,是学生面向工程、理论联系实际的重要专业实践与训练,其效果是检验专业课程体系及知识体系科学性和完善性的有效途径,同时也是能力型学生培养的一个重要平台。燕山大学机电控制工程专业引进CDIO教学模式[1,2],立足专业特色,充实实验条件,对传统的设计主导型课程设计进行革新,借助于现代化计算机模拟技术,通过不断实践和完善,逐步形成了“理论+实践+学生团队主导”型的课程设计教学模式,取得了一定效果。

1 综合课程设计培养目标

流体传动与控制是燕山大学传统的优势特色专业之一,创办于1977年。30多年来,坚持“液压”专业特色,紧跟社会、经济和科技文化发展对人才的需求以及人才自身发展的需要,培养目标由单一的液压专业技术工程人才转变为“专业素质+综合素质”的高级工程技术人才。综合课程设计也顺应这一大的目标,重视专业素质培养,同时也加强机、电、液、控四大知识群的综合运用,如图1所示。突出实践环节,挖掘学生个人能力,强调团队合作精神,注重培养学生交流与表达能力,力争通过课程设计提高学生的综合素质。

2 综合课程设计改革方案

2.1 综合课程设计改革理念

为培养基础理论扎实、综合素质高、工程实践能力和创新能力强的应用型、复合型高级工程技术人才,打破传统以个人为主进行的基于液压传动系统设计计算的工程题目,建立基于团队的“设计+仿真+实施+测试+分析”的工程项目系统化设计体系,创立基于过程管理监督的考核细则,培养打造综合素质过硬的师资团队,为课程设计的高质量实施奠定基础。

2.2 综合课程设计改革方案

1)综合课程设计选题。良好的开端是成功的一半,综合课程设计选题直接决定了课程设计的实施效果。机电液一体化综合课程设计要求教师必须明确团队每个工程项目的选题依据、科学意义和应用价值,合理设计项目实施内容和进度,事先完成项目设计与实践。鼓励教师从横纵向科研抽取题目,让学生去实践,要求必须有实践环节,实验室条件不能实现的要借助于计算机模拟,此类项目需加大分析工作量。2011年机电液一体化课程设计选题情况为:实验项目占90%,模拟项目(无实践环节)仅占10%;源于工程实践项目的占84%,自拟项目占26%;通过相似实验方案实现的占70%,真实实验方案占30%。

2)综合课程设计考核。根据CDIO教学模式的需要,综合课程设计考核改变“指导教师评分+答辩评分”的传统模式,建立了“组内互评+指导教师评分+现场答辩+结题答辩”四位一体的基于过程的考核模式。对于二级项目考核内容主要分为学生组内互评(20分)、指导教师评分(30分)、实验现场答辩(30分)以及结题答辩(20分)四大部分。每组学生平均分不超过16分,最高分与最低分的分差不小于5分。重点考察学生在整个项目完成过程中贡献的大小。实验现场答辩重点考察项目完成的质量、项目讲解清晰度以及现场实际操作能力等。结题答辩从提交报告质量、设计图纸质量以及回答问题准确性等方面进行考评。为防止组内学生有“搭车”现象,实验现场答辩和结题答辩的答辩人采取临时抽签方式决定。最高与最低分差的限制不仅建立了团队内“赶学帮超”的学习氛围,而且激发了教师的责任感,同时也有助于提高学生团队协作和处理问题的能力。

3)综合课程设计师资培养。基于CDIO教学模式的机电液一体化综合课程设计改革,不仅是对传统课程设计教学方法和教学模式的挑战,更是对专业教师综合素质的一次挑战。机电液一体化课程设计体现了机、电、液、控四大知识群综合运用,这就要求教师不仅专业知识过硬,还要具备较好的机械设计、电气传动和控制理论等领域的知识,同时还要有一定的工程实践经验,这样才能顺利地指导学生。所以,综合素质过硬的师资队伍是高质量完成CDIO模式下课程设计的保证,加强教师的培养以及不断提高教师自主学习意识是有效进行教学改革的长远大计。

为全方位提升教师教学能力,实行青年教师导师制,为新开授或新开课的青年教师配备一年的导师,使青年教师尽快成长为教学骨干;坚持岗位培训制,要求每位青年教师都要到机械学院的所有实验室定岗工作一个教学周期,并且到工程训练中心顶岗实习3个月或到企业顶岗实习,使得本专业100%的青年教师均具有企业工作经验和较强实践能力;设立开放基金,利用国家级和省级精品课拨入经费,设立“液压控制系统”专项开放基金,每项金额2000~5000元,用于资助教师进行教改立项,使各教师的教改新思想得到发挥并实践;设立出国培训基金,用于资助副教授以上职称的青年教师到国(境)外大学、科研院所等进行学术访问促进学术创新;鼓励并资助课程组所有教师参加国际、国内流体传动与控制会议,使教师了解本领域的最新成果及发展动态;加强和本领域国内外知名企业的交流和合作,对教师进行专业实践技能培训。通过以老带新、政策激励和提供良好平台的方式,满足了老师更新储备知识和技能的需求,使老师的整体水平适应教学发展的需要。

3 综合课程设计实践

3.1 实践支撑

实践是工程项目的重要环节,建立项目式工程教育模式就是希望学生能够学中做、做中学,把理论和实践紧密结合。要想达到这个效果就要有过硬的实验条件。为了解决此问题,燕山大学与博士力士乐中国公司建立了知识合作伙伴关系,共同建设了液压气动技术培训基地,作为综合课程设计的实验平台,为学生提供了液压电控系统搭建及测试、控制器编程、系统调试、元件测试等全面的实验条件,能够满足项目设计实验需求。该实验平台解决了本专业方向的学生只有在工厂实习阶段才能全面了解元件和系统的问题,使基础教学言之有物,提高了教学效率。

3.2 典型案例

本专业课程设计主要是以液压传动系统、液压伺服与比例控制系统、气压传动及控制三门专业主干课为主的专业综合课程设计。主要项目分液压元件三维虚拟设计、液压伺服系统设计、液压传动系统设计及气压传动及控制四大类。下面以液压元件三维虚拟设计和液压传动系统设计为例来展示CDIO教学模式下机电液综合课程设计的实施案例。

1)液压元件三维虚拟设计。图2所示为“液压泵性能实验”课程设计,通过“元件拆装-测绘-三维设计-实验测试”项目体系训练,使学生能够深入理解和掌握液压主要元件的原理、结构及性能参数,掌握液压泵实验系统设计、计算以及电气控制系统设计,通过三维设计及实验平台的搭建既能培养学生液压元件的三维设计能力还能提高学生的动手操作能力和工程实践能力。

2)油气润滑系统设计与实验。“油气润滑系统设计与实验”课程设计要求学生完成油气润滑机电液系统的设计、计算、选型、购件、组装以及实验,还要求学生利用现代化计算机模拟手段进行油气润滑系统流场模拟,从而指导实验参数的设置。学生实施过程见图3。

本课程设计特色是指导教师将在研的企业项目和课程设计很好地结合,通过此课程设计不仅让学生掌握典型液压传动系统的设计计算方法及其优缺点,更重要的是让学生直面实际工程要求,巩固学生专业知识,拓展工程实践能力,增强学生从事工程的自信心,提高分析解决问题的能力;培养学生端正严谨的科研态度、高度的团队协作意识和能力以及刻苦钻研的精神。

课程设计是高等工程教育的重要实践环节之一,对培养高级工程技术人才发挥着不可忽视的作用。在充分研究与吸收CDIO国际工程教育理念的基础上,运用CDIO教育理念对机电液控一体化综合课程设计改革方案及实践情况进行了归纳,对大学工程专业课程设计改革具有参考价值。

参考文献

[1]顾佩华,沈民奋,李升平,等. 从CDIO到EIP_CDIO——汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究, 2008,(1):12-20.

[2]王伟廉.论人才培养模式——教育质量的首要问题[J].中国高等教育,2009,(8):24-26.

作者:姚静 孔祥东 姜万录

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