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【關(guān)鍵詞】機(jī)械制造;課程體系;開(kāi)發(fā);改革
機(jī)械制造課程是高等工程教育中的一門主干技術(shù)基礎(chǔ)課,是對(duì)學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)代制造方法和工藝技術(shù)教育的一個(gè)重要環(huán)節(jié),是對(duì)工科學(xué)生進(jìn)行的第一次工程實(shí)踐訓(xùn)練,也是大學(xué)階段唯一的一次較系統(tǒng)的工程訓(xùn)練。因此,機(jī)械制造課程對(duì)提高大學(xué)生的全面素質(zhì)、培養(yǎng)復(fù)合型、實(shí)用型的工程技術(shù)人材具有其它課程不能替代的重要作用,而積極探索和建立新課程教學(xué)體系的意義顯得更為重要。
1.目前機(jī)械制造課程教學(xué)中存在的問(wèn)題分析
1.1實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)與理論教學(xué)的整合。
另外,長(zhǎng)期以來(lái),學(xué)生的課程實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)一直存在著諸如實(shí)習(xí)(實(shí)驗(yàn))設(shè)備單一落后、內(nèi)容僵化陳舊、學(xué)生難以真正融入實(shí)踐的問(wèn)題,嚴(yán)重限制了該課程的進(jìn)一步發(fā)展和完善。
教學(xué)效果評(píng)價(jià)體系的建立。傳統(tǒng)的教學(xué)評(píng)價(jià)體系機(jī)械的依賴于固定的百分 比―平時(shí)成績(jī)、期中考試成績(jī)、期末考試成績(jī)各按一定比例計(jì)入總評(píng)。但這樣的教學(xué)效果評(píng)價(jià)體系過(guò)于片面,對(duì)學(xué)生在整個(gè)課程學(xué)習(xí)期間的表現(xiàn)不能客觀、靈活、全面的給出科學(xué)的評(píng)價(jià)。
特色教材的開(kāi)發(fā)與編制。目前教學(xué)中所采用的教材,往往格式化、套路化,不能適應(yīng)當(dāng)今對(duì)專業(yè)型、技術(shù)型、特色型人才的培養(yǎng)需要,立足本地產(chǎn)業(yè)特色進(jìn)行產(chǎn)業(yè)特色教材的開(kāi)發(fā)與編制,將為特色、優(yōu)勢(shì)人才的培養(yǎng)打下基礎(chǔ)。
2.課程建設(shè)方案設(shè)計(jì)
2.1 建立系統(tǒng)性實(shí)踐教學(xué)及評(píng)價(jià)體系,強(qiáng)化實(shí)踐與理論的聯(lián)系及融合
根據(jù)高素質(zhì)高技能型人才成長(zhǎng)的規(guī)律,以工作過(guò)程為導(dǎo)向,進(jìn)行機(jī)械制造課程整合,尤其注重課堂理論知識(shí)與課外實(shí)踐的整合,按照工作過(guò)程,將實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)化整為零,溶入整個(gè)教學(xué)過(guò)程。構(gòu)建以項(xiàng)目任務(wù)為驅(qū)動(dòng)的模塊化、層次化、綜合化的課程模式,優(yōu)化機(jī)械制造課程結(jié)構(gòu)。結(jié)合我校及周邊機(jī)械產(chǎn)業(yè)實(shí)際情況,建立課程實(shí)踐教學(xué)體系:金工實(shí)習(xí),項(xiàng)目實(shí)驗(yàn),校外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)。
經(jīng)過(guò)組織課程組教師與實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)人員共同研究、探討,調(diào)整金工實(shí)習(xí)在教學(xué)計(jì)劃中的安排,將其定位為機(jī)械制造課程的先期實(shí)踐課程。金工實(shí)習(xí)共四周,分兩個(gè)階段進(jìn)行。第一階段安排在第一學(xué)年第二學(xué)期進(jìn)行,在教學(xué)進(jìn)程中,處于機(jī)械制造理論教學(xué)開(kāi)始之前,為學(xué)生對(duì)后續(xù)知識(shí)的理解和掌握提供前期感性認(rèn)識(shí),讓學(xué)生初步建立"機(jī)械制造"的基本概念;第二階段安排在第二學(xué)年第一學(xué)期進(jìn)行,與機(jī)械制造教學(xué)過(guò)程并行,讓學(xué)生在理論教學(xué)過(guò)程中參與實(shí)踐,為增強(qiáng)學(xué)生的理解和掌握提供實(shí)踐保障。
重新定位金工實(shí)習(xí)課程的教育目標(biāo),以"學(xué)習(xí)工程知識(shí),增加實(shí)踐能力,提高綜合素質(zhì),培養(yǎng)創(chuàng)新能力"為方針。由金工實(shí)習(xí)基地?fù)?dān)負(fù)金工實(shí)踐環(huán)節(jié)的提高性實(shí)驗(yàn)與新技術(shù)、新工藝的實(shí)驗(yàn),由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)人員針對(duì)學(xué)生在實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)的具體表現(xiàn)完成對(duì)學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)任務(wù)布置、實(shí)習(xí)過(guò)程指導(dǎo)、實(shí)習(xí)表現(xiàn)的總結(jié)和實(shí)習(xí)效果評(píng)價(jià)等工作。
依托本院周邊支柱產(chǎn)業(yè),采用廠家實(shí)際產(chǎn)品為金工實(shí)習(xí)任務(wù)對(duì)象,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入"真實(shí)職業(yè)情景",增強(qiáng)實(shí)訓(xùn)實(shí)效性的同時(shí),變消耗性實(shí)訓(xùn)為效益性實(shí)訓(xùn),真正實(shí)現(xiàn)工學(xué)結(jié)合。
同時(shí),針對(duì)機(jī)械制造課程各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在各階段教學(xué)中的作用,合理安排各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)展時(shí)間。做到理論課內(nèi)容與相應(yīng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的緊密對(duì)應(yīng)和結(jié)合;實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,從"看實(shí)驗(yàn)、記結(jié)果",轉(zhuǎn)變"做實(shí)驗(yàn)、重分析",為引導(dǎo)學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)程序準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)的全過(guò)程,讓學(xué)生充分從實(shí)踐中獲取知識(shí),從而“知其然,知其所以然”。
充分與周邊支柱產(chǎn)業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)對(duì)接,擴(kuò)充和建設(shè)校外實(shí)訓(xùn)基地。發(fā)揮"訂單式培養(yǎng)"的優(yōu)勢(shì),定期讓學(xué)生走進(jìn)對(duì)接企業(yè)生產(chǎn)一線,由企業(yè)導(dǎo)師在實(shí)際工作情境中進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)和教學(xué),并對(duì)其在指定情境任務(wù)中的具體表現(xiàn)給予評(píng)價(jià)。
2.2 課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)大綱,考核評(píng)價(jià)方式的開(kāi)發(fā)與改革
針對(duì)當(dāng)前對(duì)職業(yè)學(xué)校機(jī)械制造課程教學(xué)的實(shí)際需要,重視實(shí)踐環(huán)節(jié)在教學(xué)過(guò)程中的紐帶作用,把學(xué)生在實(shí)踐環(huán)節(jié)的表現(xiàn)及其評(píng)價(jià)納入教學(xué)效果評(píng)價(jià)體系并明確及份額。通過(guò)“階段項(xiàng)目考核期中考核階段項(xiàng)目考核期終考核”的方式,開(kāi)展理論教學(xué)效果評(píng)價(jià);通過(guò)“實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目單項(xiàng)評(píng)價(jià)+實(shí)驗(yàn)課程綜合評(píng)價(jià)”的方式開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果評(píng)價(jià);將上述評(píng)價(jià)結(jié)果與學(xué)生平時(shí)考勤、作業(yè)評(píng)價(jià)結(jié)果、企業(yè)導(dǎo)師情境任務(wù)效果評(píng)價(jià)相結(jié)合,通過(guò)量化綜合評(píng)價(jià)過(guò)程,完成教學(xué)質(zhì)量的基本考核。
2.3 產(chǎn)業(yè)特色教材體系開(kāi)發(fā)與建設(shè)
組織課程組成員、周邊支柱產(chǎn)業(yè)企業(yè)專家,結(jié)合當(dāng)前對(duì)職業(yè)學(xué)校機(jī)械制造課程教學(xué)的實(shí)際需要,擬定教材結(jié)構(gòu)框架,并結(jié)合本地企業(yè)實(shí)訓(xùn)基地產(chǎn)品特點(diǎn),配合"訂單式培養(yǎng)模式"的要求,完成教材內(nèi)容的更新和整合,完成產(chǎn)業(yè)特色教材的優(yōu)化和完善,從而充分發(fā)揮本地資源在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的作用,將"情境、任務(wù)教學(xué)"落到實(shí)處。這樣,既加強(qiáng)了學(xué)生的工程實(shí)踐能力,拓寬了知識(shí)視野,又加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)高新技術(shù)的認(rèn)識(shí)以及創(chuàng)新意識(shí)??傊?,加強(qiáng)教材的實(shí)用型,減少繁復(fù)的理論,增加規(guī)律性知識(shí)的總結(jié)和提煉,使教材成為"實(shí)用型的技術(shù)手冊(cè)"。
3.結(jié)束語(yǔ)
一門課程的開(kāi)發(fā)與建設(shè),不僅僅是對(duì)教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整和知識(shí)的生硬重組,而是對(duì)教育理念的重建和更新、對(duì)人才培養(yǎng)模式的改革和創(chuàng)新、對(duì)人才本身能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)的重塑和完善。這是一項(xiàng)艱巨、復(fù)雜的系統(tǒng)工程,需要在教學(xué)中多方引入新的理念、新的技術(shù)、新的方法才能實(shí)現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:學(xué)分制;工程訓(xùn)練中心;金工實(shí)習(xí);教學(xué);管理
Construction of the manufacturing engineering practice teaching mode under the credit system
Yang Yi, Wang Xiangjiang
University of south China, Hengyang, 421001, China
Abstract: This article analyses in brief present situation and shortcoming of traditional mental working practice teaching for our school. In order to adapt to the need of credit system, some reforming teaching modes and operating system are advanced. By adjusting new plan, integrating resources, reforming management mode, enriching practice content, we can develop student’s innovation capability continuously.
Key words: credit system; engineering training center; metalworking practice; teaching; management
重視實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié),發(fā)揮實(shí)訓(xùn)教學(xué)作用,是高校培養(yǎng)創(chuàng)新型人才不可或缺的重要部分。機(jī)械制造工程訓(xùn)練作為一門覆蓋面很廣的實(shí)踐性技術(shù)基礎(chǔ)課,不但是絕大多數(shù)理工科學(xué)生的必修課,也是不少管理類、醫(yī)學(xué)類、工藝美術(shù)類學(xué)生要修讀的課程。實(shí)行學(xué)分制后由于同班同學(xué)課表及上課時(shí)間完全不同,過(guò)去以班為單位的數(shù)周時(shí)間的集中實(shí)習(xí)已不可能實(shí)現(xiàn),而教務(wù)處課堂教學(xué)時(shí)間均已排定,摸索一套合適的分散式工程訓(xùn)練模式,以適應(yīng)學(xué)校的學(xué)分制改革已成為各高校的當(dāng)務(wù)之急。
1工程訓(xùn)練的教學(xué)現(xiàn)狀
以我校為例,工程訓(xùn)練中心現(xiàn)承擔(dān)全校機(jī)械、電子等近30個(gè)專業(yè)的實(shí)習(xí)任務(wù),每年接納實(shí)習(xí)自然班120余個(gè),實(shí)習(xí)人數(shù)近5000人。單就金工實(shí)習(xí)而言,學(xué)生來(lái)中心實(shí)習(xí)的時(shí)間為集中的4周、3周、2周,需要完成車、鉗、數(shù)控銑等12個(gè)工種的實(shí)習(xí),各工種的實(shí)習(xí)時(shí)間也大不相同,由于設(shè)備、指導(dǎo)人員有限,學(xué)生每天在中心進(jìn)行不間斷的12個(gè)工種輪換。實(shí)行學(xué)分制后,學(xué)生不再有集中的時(shí)間來(lái)中心實(shí)習(xí),如何在保證教學(xué)質(zhì)量的前提下組織100多個(gè)班級(jí)在零散的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)習(xí)任務(wù),成為擺在工程訓(xùn)練中心面前的一個(gè)難題。
目前大部分高校金工實(shí)習(xí)仍采用培養(yǎng)初級(jí)工人“師傅帶徒弟”的教學(xué)模式。這基本解決了擴(kuò)招后實(shí)習(xí)人數(shù)迅速增長(zhǎng)的要求,滿足了學(xué)生對(duì)全面認(rèn)識(shí)各實(shí)習(xí)工種的需要,也方便進(jìn)行實(shí)習(xí)教學(xué)的安排和管理。但在整個(gè)實(shí)習(xí)過(guò)程中學(xué)生只是“依葫蘆畫(huà)瓢”,被動(dòng)地參與實(shí)習(xí),約束了學(xué)生的思維,制約了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,形成了一種“任務(wù)式”的模仿實(shí)習(xí),幾周下來(lái)他們只掌握了傳統(tǒng)的應(yīng)知應(yīng)會(huì),獨(dú)立思考和創(chuàng)新思維沒(méi)有得到鍛煉,顯然不符合當(dāng)前素質(zhì)教育的目標(biāo)要求。這種實(shí)習(xí)方式的種種弊端已顯露出來(lái),教學(xué)改革勢(shì)在必行。
在我校新修訂的2009版人才培養(yǎng)方案中,對(duì)工程訓(xùn)練提出了明確要求,規(guī)定工科類各專業(yè)要安排一定數(shù)量的設(shè)計(jì)、綜合、創(chuàng)新性訓(xùn)練項(xiàng)目。當(dāng)前,我國(guó)已經(jīng)有很多高校實(shí)行了學(xué)分制,對(duì)于工程訓(xùn)練,不同的學(xué)校也有不同的教學(xué)模式,絕大部分高校仍然實(shí)行了學(xué)年制下的集中實(shí)習(xí),教務(wù)處在安排課表時(shí)專門騰出幾周實(shí)習(xí)時(shí)間,讓學(xué)生在非實(shí)習(xí)時(shí)間自主選課,這顯然不是學(xué)分制的宗旨。湖南大學(xué)等高校實(shí)行分散下的集中,把實(shí)習(xí)時(shí)間以周為單位分散在整個(gè)學(xué)年,而合肥工業(yè)大學(xué)等高校將原計(jì)劃6周的集中實(shí)習(xí)分解為學(xué)期中的2周認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)+暑假中4周加強(qiáng)和創(chuàng)新實(shí)習(xí)。這些教學(xué)模式各有一定的優(yōu)勢(shì),但在實(shí)行過(guò)程中也暴露出很多問(wèn)題。
2全面學(xué)分制的特點(diǎn)
全面學(xué)分制是一種以選課制為基礎(chǔ),以學(xué)生所修學(xué)分為衡量學(xué)業(yè)完成標(biāo)準(zhǔn),學(xué)生享有較大學(xué)習(xí)自的教學(xué)管理制度。從本質(zhì)上講,全面學(xué)分制與學(xué)年制、學(xué)年學(xué)分制的區(qū)別在于全面學(xué)分制賦予學(xué)生自主學(xué)習(xí)的權(quán)利和選擇。全面學(xué)分制具備以下特點(diǎn):(1)沒(méi)有學(xué)制概念;(2)沒(méi)有升、留級(jí)概念;(3)沒(méi)有班級(jí)概念;(4)沒(méi)有嚴(yán)格的上課時(shí)間概念;上午、下午、晚間,甚至假期都可以排課,以供不同情況的學(xué)生選課。學(xué)分制的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在有利于多學(xué)科交叉和學(xué)生優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu),有利于因材施教,培養(yǎng)多種類型的人才,特別是一專多能的復(fù)合型人才,還有利于充分利用學(xué)校的教學(xué)資源,提高辦學(xué)效益。
3學(xué)分制下金工實(shí)習(xí)訓(xùn)練體系的設(shè)想
傳統(tǒng)的工程訓(xùn)練模式是按班級(jí)在集中的時(shí)間、固定的訓(xùn)練場(chǎng)地進(jìn)行。隨著學(xué)分制的全面實(shí)施,學(xué)生的流動(dòng)性越來(lái)越大,相同班級(jí)的學(xué)生所選擇的課程不再一樣,上課時(shí)間和上課地點(diǎn)也不盡相同,分散實(shí)習(xí)勢(shì)在必行。為保證訓(xùn)練的安全性、完整性和系統(tǒng)性,筆者針對(duì)金工實(shí)習(xí)教學(xué)和管理提出以下幾點(diǎn)設(shè)想:
3.1 創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)教學(xué)理念
作為21世紀(jì)高等院校重要的實(shí)踐教學(xué)基地,“工程訓(xùn)練中心”建設(shè)的最重要目的應(yīng)該定位于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力。在實(shí)習(xí)中只注重基本技能訓(xùn)練的教學(xué)思想已不能適應(yīng)當(dāng)今形勢(shì)發(fā)展的需要,工程訓(xùn)練課程建設(shè)要體現(xiàn)出向現(xiàn)代工程實(shí)踐的轉(zhuǎn)化,向局域網(wǎng)絡(luò)條件下的集成技術(shù)培訓(xùn)方向轉(zhuǎn)化,向技能與管理相結(jié)合的方向和技能與創(chuàng)新實(shí)踐相結(jié)合的方向轉(zhuǎn)化。按照有利于教學(xué)資源的優(yōu)化配置,有利于教學(xué)質(zhì)量的提高,有利于學(xué)生創(chuàng)新精神和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)原則逐步深化中心運(yùn)行機(jī)制改革,完善管理制度,加大全方位開(kāi)放的力度。
3.2 改革實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式
實(shí)訓(xùn)教學(xué)學(xué)分制改革的核心是實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容與體系的革新,包括課程內(nèi)容與考核方式的更新和對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維與綜合能力的培養(yǎng)。實(shí)訓(xùn)教學(xué)應(yīng)該打破教師演示、學(xué)生重復(fù)的傳統(tǒng)模式,在實(shí)習(xí)教學(xué)中,增加設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容,有利于學(xué)生個(gè)性和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),另外,實(shí)習(xí)教學(xué)還必須層次化、體系化。
根據(jù)新編教學(xué)大綱的要求,各校不同專業(yè)金工實(shí)習(xí)的時(shí)間有4大類,而金工實(shí)習(xí)內(nèi)容基本包括12大工種,這樣各類專業(yè)每個(gè)工種的操作時(shí)間也將不同,也就是說(shuō)同一個(gè)工種存在4種不同的教學(xué)內(nèi)容。在完全學(xué)分制下,同一個(gè)時(shí)間單元內(nèi)不同類別的專業(yè)都可以來(lái)實(shí)習(xí),但教學(xué)內(nèi)容的不同將會(huì)嚴(yán)重影響實(shí)習(xí)工作的進(jìn)行。為了解決這一矛盾,我們擬采取“基礎(chǔ)實(shí)習(xí)(2周)+強(qiáng)化創(chuàng)新(1周)+參觀實(shí)習(xí)(1周)”的模式,詳見(jiàn)表1。這樣每類專業(yè)的實(shí)習(xí)時(shí)間分配到3個(gè)模塊中,相同部分的“基礎(chǔ)實(shí)習(xí)”中12大工種的時(shí)間、內(nèi)容就完全一致,極大方便了教學(xué)工作。
“基礎(chǔ)實(shí)習(xí)”中12大工種分散為20個(gè)單元,每個(gè)單元為半天,車、鉗工安排時(shí)間較長(zhǎng),占5個(gè)單元,如果在多個(gè)實(shí)習(xí)段完成,兩個(gè)實(shí)習(xí)段之間相隔時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng),以免學(xué)生遺忘學(xué)過(guò)的知識(shí),操作機(jī)床具有很大的危險(xiǎn)性,因此我們要求車、鉗工在連續(xù)的2天內(nèi)完成(包括2個(gè)晚上,每晚2小時(shí)),一般安排在周末和公共假期。其余的10個(gè)工種,學(xué)生可以任意選取10個(gè)半天來(lái)中心完成實(shí)習(xí),考慮到工種的銜接問(wèn)題,數(shù)控車、數(shù)控銑必須分別在車工、銑工實(shí)習(xí)后才能進(jìn)行。為了知識(shí)的連貫性和其他課程的需要,我們一般要求學(xué)生最好能在二年級(jí)1年內(nèi)完成“基礎(chǔ)實(shí)習(xí)”,在大三、大四完成“強(qiáng)化+創(chuàng)新”,這樣給學(xué)生的創(chuàng)新作品提供了更多的思考、修改和加工時(shí)間。
3.3 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和方法
為了讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到零件制造的整個(gè)工藝過(guò)程,我們將單一工種分離實(shí)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅刂圃旃に嚵鞒痰恼w實(shí)習(xí),如榔頭的加工采用鍛造、銑削、鉗工、磨削、車削、熱處理等工藝。鉗工實(shí)訓(xùn)中強(qiáng)化對(duì)自行車、減速器的拆裝、組合實(shí)習(xí),通過(guò)產(chǎn)品的拆裝,最大限度地鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力,讓他們領(lǐng)會(huì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思想和構(gòu)思技巧,最終實(shí)現(xiàn)知識(shí)積累向能力的轉(zhuǎn)化。另外,實(shí)習(xí)中注意項(xiàng)目的擴(kuò)展認(rèn)識(shí),鑒于學(xué)校實(shí)訓(xùn)條件的限制,我們充分利用CAI課件或影像資料開(kāi)展教學(xué),如激光快速成型制造、計(jì)算機(jī)柔性制造等,擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面,使其獲得企業(yè)生產(chǎn)的其他相關(guān)工藝和加工知識(shí),這樣可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,使之主動(dòng)參與實(shí)習(xí),大大提高實(shí)習(xí)的效果。
3.4 建立創(chuàng)新工作室,鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新
工程訓(xùn)練中心在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力方面具有諸多優(yōu)勢(shì),能夠使學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、帶著問(wèn)題回到理論學(xué)習(xí)、解決實(shí)踐中遇到的各種問(wèn)題。但大多數(shù)高校在創(chuàng)新實(shí)踐過(guò)程中缺乏相關(guān)制度、必需的設(shè)備、指導(dǎo)教師和激勵(lì)政策,使創(chuàng)新活動(dòng)一直停留在“為參加競(jìng)賽”而被動(dòng)創(chuàng)新的層面。近年來(lái)我校依托訓(xùn)練中心成立了機(jī)電創(chuàng)新工作室,工作室配備一定的硬件設(shè)施并組建了具有豐富工程設(shè)計(jì)和加工經(jīng)驗(yàn)的兼職教師隊(duì)伍,鼓勵(lì)有創(chuàng)意的學(xué)生提出立項(xiàng)申請(qǐng),經(jīng)審核后由學(xué)生選定或由實(shí)習(xí)基地選派教師指導(dǎo)學(xué)生將創(chuàng)意變成作品,并鼓勵(lì)不同年級(jí)、不同專業(yè)的學(xué)生組成研發(fā)團(tuán)隊(duì),攜手攻克科技難關(guān),并保持創(chuàng)新的連續(xù)性。另外為了全面反映學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力,我們?cè)趯?shí)訓(xùn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、體系和方法等方面進(jìn)行了相應(yīng)的改革,鼓勵(lì)有創(chuàng)新能力的學(xué)生脫穎而出。在這些活動(dòng)中,從立項(xiàng)、資料查詢到設(shè)計(jì)制造,從跨院系討論研究問(wèn)題到團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn)攜手攻關(guān),學(xué)生的知識(shí)面拓寬了,專業(yè)信心增強(qiáng)了,綜合能力提高了。近年來(lái)中心指導(dǎo)的作品獲得了全國(guó)挑戰(zhàn)杯三等獎(jiǎng)、省挑戰(zhàn)杯二等獎(jiǎng)、省機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽一等獎(jiǎng)、省工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽二等獎(jiǎng)等十多項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì),取得了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
3.5 加強(qiáng)基地硬件建設(shè)
由于工程訓(xùn)練中心的特殊性,從一定程度上講,設(shè)備的性能和數(shù)量決定著實(shí)訓(xùn)的效果,而機(jī)械設(shè)備普遍比較昂貴,而且后續(xù)使用、維護(hù)、維修費(fèi)用較高,經(jīng)費(fèi)問(wèn)題已成為各高?;匕l(fā)展存在的普遍問(wèn)題。況且實(shí)習(xí)不同于實(shí)驗(yàn),設(shè)備不僅需要種類多,而且必須有一定的數(shù)量,零散的設(shè)備不僅不利于短學(xué)時(shí)背景下教師的教學(xué),更將造成一人操作多人看、訓(xùn)練時(shí)間大大縮水的局面。近年來(lái)很多重點(diǎn)高校在“世行貸款”“985工程”“國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心”等經(jīng)費(fèi)的支持下投入大量資金,工程訓(xùn)練教育觀念的轉(zhuǎn)變、設(shè)備更新、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及師資隊(duì)伍建設(shè)方面都出現(xiàn)了嶄新的面貌。反觀隸屬地方的普通高校,辦學(xué)經(jīng)費(fèi)普遍比較緊張,在前一輪教育部本科教學(xué)工作水平評(píng)估中,工程訓(xùn)練中心作為必檢單位,很多高校為基地硬件建設(shè)和環(huán)境改造投入了一定經(jīng)費(fèi),但與擴(kuò)招后實(shí)習(xí)人數(shù)的驟增和綜合性人才培養(yǎng)要求相比還相差甚遠(yuǎn)。按照“教育部金工課指組關(guān)于人機(jī)比的建議要求”和“工程訓(xùn)練中心教學(xué)示范中心的建設(shè)規(guī)范與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)”,我們應(yīng)該在滿足基本制造、現(xiàn)代制造保證人機(jī)比要求的同時(shí),考慮設(shè)備的更新及種類與數(shù)量增加,并實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工訓(xùn)練和特種加工訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)程序傳送及在線加工。
4結(jié)束語(yǔ)
學(xué)分制是21世紀(jì)實(shí)現(xiàn)高等教育目標(biāo)的重要途徑。工程訓(xùn)練中心作為工科高等院校學(xué)生進(jìn)行工程素質(zhì)教育和技能培訓(xùn)重要的、必不可少的實(shí)踐性教學(xué)基地,既是低年級(jí)大學(xué)生的訓(xùn)練平臺(tái),同時(shí)也應(yīng)成為面向高年級(jí)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐、課外科技制造和參與科研活動(dòng)的實(shí)踐基地。學(xué)分制的實(shí)施使以往以班級(jí)為單位同時(shí)安排金工實(shí)習(xí)的傳統(tǒng)方法被打破,需要一種新的機(jī)制與之相適應(yīng)。根據(jù)現(xiàn)在工程訓(xùn)練中心的實(shí)際情況,筆者提出的教學(xué)和管理設(shè)想,在保質(zhì)保量完成基本訓(xùn)練的同時(shí),為學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力發(fā)揮重要作用。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè) 實(shí)訓(xùn)模式 人才培養(yǎng)
教育部在《關(guān)于大力推進(jìn)高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和大學(xué)生自主創(chuàng)業(yè)工作的意見(jiàn)》中指出要把創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐作為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的重要延伸,豐富學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)知識(shí)和體驗(yàn),提升學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)能力。
1 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)訓(xùn)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.1 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的模式分析
創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育意義重大,在高校中普遍實(shí)施。目前,我國(guó)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的培養(yǎng)模式主要有:①知識(shí)傳授型、創(chuàng)業(yè)園培養(yǎng)型、專項(xiàng)項(xiàng)目培訓(xùn)型以及競(jìng)賽活動(dòng)型等等。知識(shí)傳授型好似紙上談兵,雖然掌握了創(chuàng)業(yè)需要的基本理論知識(shí),但缺乏實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn),對(duì)于知識(shí)的理解深化以及對(duì)于市場(chǎng)的把握能力都有所欠缺;創(chuàng)業(yè)實(shí)踐型主要是依托大學(xué)科技園實(shí)現(xiàn)高校的技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化、高新技術(shù)的孵化等等,目前能真正得到鍛煉的本科生比例較小;競(jìng)賽活動(dòng)型中較有影響力的是大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽和大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃競(jìng)賽,參與高校較多,日趨完善成熟。去年開(kāi)始,教育部啟動(dòng)“十二五”期間“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”,包括“創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目”、“創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目”、“創(chuàng)業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目”三個(gè)項(xiàng)目,以期在廣大高校師生中形成以創(chuàng)新為榮,以創(chuàng)新帶動(dòng)創(chuàng)業(yè)的良好氛圍。上述幾種培養(yǎng)模式各有所長(zhǎng),但知識(shí)傳授缺乏實(shí)踐支撐,創(chuàng)業(yè)園培養(yǎng)以及競(jìng)賽活動(dòng)模式涉及影響面也有所局限。
1.2 實(shí)訓(xùn)模式的發(fā)展現(xiàn)狀
在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培養(yǎng)模式中,我國(guó)實(shí)訓(xùn)模式處于借鑒和摸索階段。國(guó)內(nèi)相關(guān)專家在認(rèn)真總結(jié)國(guó)外實(shí)訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)和全國(guó)試點(diǎn)工作成果的基礎(chǔ)上,描述創(chuàng)業(yè)實(shí)訓(xùn)的特色,分析其對(duì)促進(jìn)以創(chuàng)業(yè)帶動(dòng)就業(yè)的基礎(chǔ)性作用,并希望以此推動(dòng)更深層次和更大范圍的研究和實(shí)踐工作。②也有專家通過(guò)ERP、③KAB和SYB④項(xiàng)目的實(shí)施,希望讓更多有志于創(chuàng)業(yè)的大學(xué)生在培訓(xùn)的過(guò)程中加深創(chuàng)業(yè)意識(shí),增強(qiáng)創(chuàng)業(yè)理念,提高創(chuàng)業(yè)的積極性。還有專家探析“商務(wù)模擬公司”的實(shí)施方案和功能、意義,⑤將創(chuàng)業(yè)實(shí)訓(xùn)與專業(yè)實(shí)踐進(jìn)行有機(jī)融合,以實(shí)現(xiàn)共同發(fā)展,提高高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量。
2 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)訓(xùn)案例
2.1 卓越人才訓(xùn)練營(yíng)
“卓越人才訓(xùn)練營(yíng)”是我院繼成功推出“登高人才訓(xùn)練營(yíng)”(該項(xiàng)目重點(diǎn)打造本科生科研創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的發(fā)展路徑)之后結(jié)合學(xué)生發(fā)展需求、與時(shí)俱進(jìn)傾力打造的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。該項(xiàng)目通過(guò)公共演講口才訓(xùn)練、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力提升、商業(yè)理論知識(shí)學(xué)習(xí)等前期培訓(xùn)和“百元周創(chuàng)業(yè)實(shí)訓(xùn)”這兩大環(huán)節(jié)將理論與實(shí)踐充分融合,其目的不在于訓(xùn)練學(xué)生在畢業(yè)時(shí)即已成為創(chuàng)業(yè)者,而在于培養(yǎng)他們的創(chuàng)業(yè)意識(shí)以及作為創(chuàng)業(yè)者的基本素質(zhì)。創(chuàng)業(yè)意識(shí)教育,即通過(guò)鍛煉讓大家親身體會(huì)創(chuàng)業(yè)的過(guò)程,激發(fā)創(chuàng)業(yè)的意識(shí);創(chuàng)業(yè)素質(zhì)教育,即通過(guò)專家教授對(duì)創(chuàng)業(yè)知識(shí)的講授和企業(yè)家、創(chuàng)業(yè)校友等創(chuàng)業(yè)成功者的現(xiàn)身說(shuō)法,豐富學(xué)生的商業(yè)運(yùn)營(yíng)知識(shí)、風(fēng)險(xiǎn)意識(shí),培養(yǎng)他們?cè)诠竟芾?、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等方面的綜合能力。
2.2 百元周創(chuàng)業(yè)實(shí)訓(xùn)
“百元周創(chuàng)業(yè)實(shí)訓(xùn)”是卓越人才訓(xùn)練營(yíng)的重頭戲。經(jīng)過(guò)前期的磨合和醞釀,大家都期待可以大展身手的時(shí)刻。沒(méi)有規(guī)矩,不成方圓。百元周創(chuàng)業(yè)實(shí)訓(xùn)雖然只是小額短期運(yùn)營(yíng)的公司,但是麻雀雖小五臟俱全。三十名學(xué)員,在聆聽(tīng)成功創(chuàng)業(yè)者的精彩講述后,想擔(dān)任CEO的同學(xué)需要公開(kāi)(下轉(zhuǎn)第75頁(yè))(上接第68頁(yè))競(jìng)選,把自己的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思路和公司發(fā)展前景展示給大家,并招募自己的團(tuán)隊(duì)成員。而后,獲得支持率最高的五位CEO即可帶隊(duì)組建公司,公司成員在四至八人不等。公司成立后,他們需要現(xiàn)場(chǎng)書(shū)寫(xiě)商業(yè)計(jì)劃書(shū),包括人事任免、公司發(fā)展規(guī)劃及利益分配等方面內(nèi)容。最后,專家評(píng)審會(huì)對(duì)公司運(yùn)行的可行性和不合理的方面給予指導(dǎo)和完善。創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)在領(lǐng)取100元啟動(dòng)資金后,即可按照自己的創(chuàng)業(yè)規(guī)劃在一周左右的時(shí)間內(nèi)實(shí)踐自己的創(chuàng)業(yè)夢(mèng)想。
2.3 卓越人才團(tuán)支部
卓越人才團(tuán)支部是依托卓越人才訓(xùn)練營(yíng)組建的流動(dòng)團(tuán)支部,每期學(xué)員中的團(tuán)員可經(jīng)過(guò)自己申請(qǐng)、上期學(xué)員推薦的方式加入到流動(dòng)團(tuán)支部中,再通過(guò)申報(bào)、述職、投票等程序選舉出本期的團(tuán)支部委員,并進(jìn)行職務(wù)任免。這也是創(chuàng)新團(tuán)支部形式的一個(gè)較好的載體,團(tuán)員會(huì)在這樣一個(gè)新的團(tuán)支部中進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)團(tuán)員身份的認(rèn)識(shí)和對(duì)自身形象的塑造,形成比學(xué)趕幫的良好氛圍。卓越人才團(tuán)支部長(zhǎng)期秉承“心系惠寒,志在服務(wù)”的新時(shí)代精神,將在“百元周創(chuàng)業(yè)實(shí)訓(xùn)”中的盈利捐贈(zèng)給惠寒基金。卓越人才訓(xùn)練營(yíng)不僅僅是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的載體,更是廣大青年團(tuán)員意志和品德成長(zhǎng)的搖籃。
3 影響實(shí)訓(xùn)成效的因素
3.1 實(shí)訓(xùn)人員與時(shí)間安排
天時(shí)地利人和是成功的關(guān)鍵因素。參與到實(shí)訓(xùn)的同學(xué)要經(jīng)歷報(bào)名—面試—選拔三道流程,選拔過(guò)程還要兼顧“五湖四海”和“特色搭配”的原則?!拔搴暮!奔醋寔?lái)自不同年級(jí)、不同專業(yè)的同學(xué)充分融合,打破常規(guī)思維;“特色搭配”即指根據(jù)報(bào)名的同學(xué)進(jìn)行合理分批分流,確保每期學(xué)員的實(shí)訓(xùn)質(zhì)量。
在對(duì)實(shí)訓(xùn)時(shí)間的把握上,要注意避開(kāi)重大考試期和學(xué)校的其他特殊教學(xué)安排,如“金工實(shí)習(xí)”、“縫紉實(shí)習(xí)”等等,這樣會(huì)使得同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)之余有足夠的精力經(jīng)營(yíng)自己的公司。
3.2 必要的前期培訓(xùn)
實(shí)訓(xùn)是整個(gè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的關(guān)鍵階段,但不只是唯一階段,精干給力的前期培訓(xùn)會(huì)為實(shí)訓(xùn)提供較好的劑作用。簡(jiǎn)短的開(kāi)營(yíng)鼓氣、創(chuàng)意的自我介紹、給力的團(tuán)隊(duì)拓展、激烈的唇槍舌戰(zhàn)、暖心的志愿服務(wù)將會(huì)使這群原本生疏的同學(xué)快速地凝聚在一起,熟悉彼此,為日后的實(shí)訓(xùn)組隊(duì)、創(chuàng)造共贏提供基礎(chǔ)。實(shí)踐證明,缺少前期培訓(xùn)將會(huì)降低實(shí)訓(xùn)的滿意度和學(xué)員的收獲感。
3.3 合理的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制
當(dāng)今社會(huì),競(jìng)爭(zhēng)無(wú)處不在,在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中引入合理的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制會(huì)在更大程度上激發(fā)同學(xué)們的積極性和創(chuàng)造性。例如,實(shí)訓(xùn)最終評(píng)選出優(yōu)秀創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)、優(yōu)秀創(chuàng)業(yè)達(dá)人等等,利用人類的好勝心理讓同學(xué)們?cè)谌硇膮⑴c的同時(shí)具有榮譽(yù)感,大大提高實(shí)訓(xùn)的參與度和積極性。當(dāng)然,有競(jìng)爭(zhēng)就需要遵循公平、公正、公開(kāi)的原則,要制定嚴(yán)格完善的考核加分評(píng)選方案,不能僅憑盈利的多少作為評(píng)判的唯一標(biāo)準(zhǔn),這樣就失去了實(shí)訓(xùn)的意義。
4 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)訓(xùn)的作用
關(guān)鍵詞:逆向工程;三維掃描;3D打印;工程訓(xùn)練
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2017)22-0147-02
逆向工程(Reverse Engineering,RE)又稱反求工程,起源于精密測(cè)量和質(zhì)量檢測(cè),是設(shè)計(jì)下游向設(shè)計(jì)上游反饋的回路。逆向工程的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,涵蓋工程、醫(yī)學(xué)、考古、文物修復(fù)等多學(xué)科門類,嘗試將逆向工程引入工程訓(xùn)練教學(xué),豐富了工程訓(xùn)練的教學(xué)內(nèi)容,開(kāi)闊了大學(xué)生的視野,提高了實(shí)踐和創(chuàng)新能力。
一、開(kāi)設(shè)逆向工程實(shí)訓(xùn)課程的意義
工程訓(xùn)練是現(xiàn)代高等工程教育的重要組成部分,是一門實(shí)踐性的技術(shù)基礎(chǔ)課,是大學(xué)生熟悉零件的常用加工方法及其所用的主要設(shè)備和工具,了解新工藝、新技術(shù)、新材料在現(xiàn)代機(jī)械制造中的應(yīng)用,拓寬工程知識(shí)背景的重要途徑[1]。逆向工程技術(shù)的廣泛應(yīng)用和快速發(fā)展,吸引越來(lái)越多的院校開(kāi)設(shè)這門課程[2]。大部分是將逆向工程作為一門專業(yè)課程進(jìn)行開(kāi)設(shè),僅覆蓋少數(shù)學(xué)科專業(yè),如何讓更多的學(xué)生學(xué)習(xí)逆向工程技術(shù)的專業(yè)知識(shí),掌握產(chǎn)品快速開(kāi)發(fā)的過(guò)程和方法,是教育工作者面臨的一項(xiàng)緊迫課題[4]。
二、逆向工程實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目教學(xué)內(nèi)容
逆向工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)中,應(yīng)加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué),使學(xué)生真正掌握逆向工程相關(guān)知識(shí)和技能。教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容為:(1)了解逆向工程的基本概念及主要技術(shù),應(yīng)用和意義;(2)了解常用的三維數(shù)據(jù)采集方法,學(xué)習(xí)三維掃描儀的基本操作方法,采集零件的點(diǎn)云數(shù)據(jù);(3)學(xué)習(xí)逆向軟件的使用方法,反求生成3D模型;(4)學(xué)習(xí)熔融沉積式快速成型機(jī)基本工作原理,硬件和軟件構(gòu)成、應(yīng)用及特點(diǎn),成型過(guò)程流程及工藝,并打印出產(chǎn)品。學(xué)習(xí)該課程后應(yīng)達(dá)到以下要求:了解逆向工程的流程、關(guān)鍵技術(shù),掌握三維數(shù)據(jù)獲取、三維模型的建立以及模型快速制造等基本能力,學(xué)會(huì)相關(guān)軟件及設(shè)備的基本操作技能,培養(yǎng)利用逆向技術(shù)完成產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力[3]。由于該課程教學(xué)信息量大,教學(xué)時(shí)間短,所以要精心設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程,充分開(kāi)發(fā)大學(xué)生潛能。采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法,師生圍繞案例展開(kāi)充分的研討和分析,制定工藝方案,完成逆向工程的完整過(guò)程的學(xué)習(xí),最終快速制造出作品,在教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)采用教學(xué)展板、作品展櫥、多媒體觸屏學(xué)習(xí)機(jī)等進(jìn)行輔助教學(xué),擴(kuò)大課堂教學(xué)信息量。在課程安排上,采用“精講多練”的方式,讓學(xué)生邊學(xué)邊練,圍繞著案例實(shí)踐,教師巡回指導(dǎo),逐個(gè)點(diǎn)評(píng),最后進(jìn)行總結(jié)歸納,實(shí)現(xiàn)預(yù)定的教學(xué)效果。
三、“逆向工程”實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目教學(xué)實(shí)施
1.開(kāi)設(shè)逆向工程實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的軟硬件條件。逆向工程實(shí)訓(xùn)課程的開(kāi)設(shè)要具備基本條件,要有三維數(shù)據(jù)采集設(shè)備、3D打印設(shè)備、必要的逆向工程軟件以及相應(yīng)的教學(xué)設(shè)施及場(chǎng)地。我中心現(xiàn)有北京某公司生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)光光柵照相式三維掃描儀一臺(tái),配有Geomagic逆向軟件,北京某公司生產(chǎn)的FDM打印機(jī)4臺(tái),自制3D打印機(jī)2臺(tái)。軟件方面,制定了“逆向工程”實(shí)訓(xùn)教學(xué)大綱、教學(xué)計(jì)劃、教案、教學(xué)掛圖、視頻自學(xué)資料,實(shí)訓(xùn)報(bào)告等,保證教學(xué)過(guò)程順利開(kāi)展。
2.逆向工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)實(shí)施過(guò)程。逆向工程實(shí)訓(xùn)課程既涉及理論知識(shí),更涉及三維掃描、逆向建模和3D打印的實(shí)踐知識(shí),其知識(shí)量大,對(duì)設(shè)備和師資要求高,而工程訓(xùn)練課程具有以實(shí)踐操作為主,受眾學(xué)生專業(yè)廣、人數(shù)多等特點(diǎn),所以要采取相應(yīng)措施和辦法[4]。實(shí)施過(guò)程如下:(1)理論講授。工程訓(xùn)練教學(xué)以實(shí)踐操作為主,所以該項(xiàng)目理論講授學(xué)時(shí)較少,輔以視頻和實(shí)物為媒介,簡(jiǎn)要而直觀地介紹逆向工程的基本概念和主要技術(shù)、逆向測(cè)量設(shè)備、點(diǎn)云處理及逆向建模,3D打印的基本方法和工藝。(2)點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集是逆向工程的第一步重要階段,也是后續(xù)工作的基礎(chǔ)。常用的數(shù)據(jù)采集方法主要有接觸式測(cè)量和非接觸式測(cè)量。我中心采用結(jié)構(gòu)光光柵照相式三維掃描儀,結(jié)構(gòu)光掃描可在極短時(shí)間內(nèi)獲得復(fù)雜工件表面的完整點(diǎn)云,與接觸式測(cè)量相比,非常適合逆向工程訓(xùn)練課程中作為數(shù)據(jù)采集設(shè)備。本實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法,根據(jù)學(xué)科專業(yè)不同,由教師給定課程任務(wù),或者學(xué)生根據(jù)要求自選任務(wù)。以現(xiàn)場(chǎng)零件為例,介紹掃描方案的擬定,并演示零件的三維掃描方法和過(guò)程,要求學(xué)生分組操作,制定掃描方案,操作三維掃描儀對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行多角度拍攝,采集零件的點(diǎn)云數(shù)據(jù)并保存。(3)反求生成3D模型。逆向工程建模件主要有Imageware、Geomagic、CopyCAD、RapidForm等,根據(jù)實(shí)際情況,我中心采用Geomagic軟件進(jìn)行實(shí)訓(xùn)教學(xué),要求學(xué)生熟練掌握從拍攝獲取點(diǎn)云到生成STL格式文件的全部操作過(guò)程[4]。在Geomagic軟件中導(dǎo)入點(diǎn)云數(shù)據(jù),先進(jìn)行點(diǎn)著色使其更直觀,刪除體外孤點(diǎn),采樣處理減少點(diǎn)云密度,除噪處理優(yōu)化點(diǎn)的排列,進(jìn)行封裝得到多邊形模型[5]。在多邊形階段進(jìn)行填充孔,去除特征用于快速去除對(duì)象上的腫塊和壓痕,砂紙命令用于光順或松弛對(duì)象上的區(qū)域,簡(jiǎn)化多邊形,多邊形修復(fù),邊界優(yōu)化等操作。進(jìn)入精確曲面階段,編輯輪廓線和曲面片,擬合曲面創(chuàng)建NURBS曲面。如需對(duì)曲面等進(jìn)行優(yōu)化處理,可保存為IGS或其他格式導(dǎo)入正向CAD軟件進(jìn)行編輯;如果模型不需考慮拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),可保存為OBJ格式導(dǎo)入Sculptris軟件,直觀地進(jìn)行雕刻和形狀處理。最終保存為STL格式文件,用于3D打印。(4)產(chǎn)品快速制造。3D打印的工藝方法有幾十種之多,我中心采用北京某公司生產(chǎn)的FDM打印機(jī)。將STL格式模型導(dǎo)入打印機(jī)應(yīng)用程序,通過(guò)自動(dòng)布局、幾何變換等對(duì)模型進(jìn)行編輯,然后進(jìn)行分層切片,將三維CAD模型轉(zhuǎn)化為二維幾何信息,通過(guò)分層制造,最終實(shí)現(xiàn)零件的沉積成型,打印出產(chǎn)品。最后經(jīng)過(guò)去除支撐、打磨等后處理,使零件精度、表面粗糙度達(dá)到要求。
3.考核u價(jià)與總結(jié)歸納。考核是保證教學(xué)質(zhì)量和反饋教學(xué)問(wèn)題的重要手段。逆向工程實(shí)訓(xùn)考核分為理論考核、實(shí)訓(xùn)報(bào)告、實(shí)踐考核三部分。該課程以實(shí)踐操作為主,所以實(shí)踐考核占60%,理論考核部分占20%,實(shí)訓(xùn)報(bào)告占20%。理論考核采用自主研發(fā)的工程訓(xùn)練理論考試系統(tǒng)進(jìn)行上機(jī)考試,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)閱卷、自動(dòng)評(píng)分。理論試題庫(kù)涵蓋該項(xiàng)目理論講授部分和實(shí)踐操作部分全部?jī)?nèi)容。實(shí)踐考核采取對(duì)三維掃描的點(diǎn)云數(shù)據(jù)、模型數(shù)據(jù)處理、3D打印作品分項(xiàng)評(píng)分之和。
實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目結(jié)束之前,學(xué)生先對(duì)訓(xùn)練過(guò)程進(jìn)行自我總結(jié),從中了解學(xué)生對(duì)教師及教學(xué)過(guò)程的要求和建議。指導(dǎo)老師也要對(duì)訓(xùn)練過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行分析,找出成績(jī)與不足,進(jìn)行小結(jié)。不斷完善教學(xué)過(guò)程,提高實(shí)訓(xùn)教學(xué)的有效性。學(xué)生通過(guò)以上環(huán)節(jié)的實(shí)踐訓(xùn)練,可以體驗(yàn)到逆向工程的完整流程,學(xué)習(xí)逆向工程思維,培養(yǎng)工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力。
本文對(duì)高校工程訓(xùn)練課程開(kāi)展逆向工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)進(jìn)行了研究,討論了從三維掃描獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)、三維模型重建到通過(guò)3D打印實(shí)現(xiàn)快速制造的完整流程,下一步將探討三維掃描與激光加工、數(shù)控加工進(jìn)行對(duì)接的逆向工程訓(xùn)練項(xiàng)目,以便進(jìn)一步擴(kuò)充該訓(xùn)練課程的內(nèi)容。工程訓(xùn)練課程開(kāi)展逆向工程實(shí)訓(xùn),豐富了工程訓(xùn)練的內(nèi)容,培養(yǎng)了學(xué)生逆向工程思維能力,提高了大學(xué)生的工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力,提升了大學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
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Study to Set "Reverse Engineering" Course in Engineering Training
NIU Guo-dong,WU San-chuan,WANG Hong-bo,LI Sheng
(Shandong University of Technology,Zibo,Shandong 255049,China)
我校過(guò)控專業(yè)自07年成立以來(lái),已經(jīng)多次組織學(xué)生深入工廠進(jìn)行金工實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí),并且取得了一定的教學(xué)成果,但由于實(shí)習(xí)基地不穩(wěn)定、教學(xué)管理制度不完善等原因,實(shí)習(xí)教學(xué)質(zhì)量大打折扣。因此,我們應(yīng)該正確認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)現(xiàn)狀,加強(qiáng)實(shí)習(xí)教學(xué)改革,提高實(shí)習(xí)教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)具有較高的工程實(shí)踐素養(yǎng)的大學(xué)生。
一、我校過(guò)控專業(yè)實(shí)習(xí)情況問(wèn)題分析
為切實(shí)搞好我校過(guò)控專業(yè)的實(shí)習(xí)教學(xué)改革,通過(guò)對(duì)本專業(yè)在校學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查,并結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)資料分析,發(fā)現(xiàn)本專業(yè)在實(shí)習(xí)教學(xué)中存在如下問(wèn)題。
1、實(shí)習(xí)教學(xué)動(dòng)員不到位,實(shí)習(xí)效果不佳
在以往的實(shí)習(xí)中,學(xué)院每次都會(huì)組織全院學(xué)生召開(kāi)實(shí)習(xí)動(dòng)員大會(huì),但因人數(shù)太多,坐后面的同學(xué)根本聽(tīng)不清或者也不想聽(tīng),就不認(rèn)真聽(tīng)。調(diào)查問(wèn)卷顯示,有60.8%的同學(xué)表示自己在以往的實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)中根本沒(méi)有明確的實(shí)習(xí)目標(biāo)和任務(wù)。關(guān)于完成實(shí)習(xí)報(bào)告的數(shù)據(jù)來(lái)源,僅有37.6%的同學(xué)回答是自己在實(shí)習(xí)期間親自搜集的。這一結(jié)果表明,學(xué)生在實(shí)習(xí)時(shí)缺乏對(duì)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)的深刻認(rèn)識(shí),從而不能認(rèn)真對(duì)待實(shí)習(xí)過(guò)程,造成實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)的浪費(fèi)。
2、實(shí)習(xí)隊(duì)伍龐大,現(xiàn)場(chǎng)混亂
在過(guò)去的生產(chǎn)見(jiàn)習(xí)中,全院5個(gè)班共200多名學(xué)生統(tǒng)一出發(fā),隊(duì)伍龐大,現(xiàn)場(chǎng)散亂,在公司的會(huì)議室,由單位的技術(shù)經(jīng)理講解,靠近講解員的同學(xué)還能認(rèn)真聽(tīng)講,記筆記,但距離遠(yuǎn)點(diǎn)的同學(xué)就在里面照相、聊天,帶隊(duì)老師多次維持秩序,但效果甚微。這樣不但大家都學(xué)不到東西,還嚴(yán)重影響我們學(xué)院的形象,在一定程度上對(duì)以后聯(lián)系實(shí)習(xí)單位也造成了困難。而且由于任務(wù)量大,見(jiàn)習(xí)只能走馬觀花式的參觀,很難達(dá)到預(yù)期效果。
3、實(shí)習(xí)結(jié)果考核存在局限性
在以往的實(shí)習(xí)過(guò)程中,實(shí)習(xí)成績(jī)考核僅以實(shí)習(xí)報(bào)告為主,從而導(dǎo)致學(xué)生抄襲嚴(yán)重,考核結(jié)果難以客觀、真實(shí)的反應(yīng)學(xué)生的實(shí)習(xí)效果。這種考核方式在一定程度上挫傷了部分學(xué)生的實(shí)習(xí)積極性,未能有效提高學(xué)生對(duì)生產(chǎn)實(shí)習(xí)的熱情,更不利于往后實(shí)習(xí)教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展。
4、校內(nèi)實(shí)習(xí)基地欠缺,學(xué)生實(shí)踐操作機(jī)會(huì)少
我校是一所偏文科的綜合性學(xué)校,校內(nèi)實(shí)習(xí)基地是一個(gè)空白,這很大程度上限制了學(xué)生實(shí)踐的機(jī)會(huì)。而在企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)過(guò)程中,由于人數(shù)過(guò)多、廠方考慮生產(chǎn)以及安全等問(wèn)題,學(xué)生只能在短時(shí)間內(nèi)參觀,根本沒(méi)機(jī)會(huì)動(dòng)手操作。
5、校外實(shí)習(xí)基地不穩(wěn)定,實(shí)習(xí)教學(xué)困難
在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下,企業(yè)沒(méi)有承擔(dān)畢業(yè)生實(shí)習(xí)的義務(wù),很多實(shí)習(xí)條件好的單位因擔(dān)心學(xué)生實(shí)習(xí)會(huì)影響企業(yè)的生產(chǎn)和懼怕安全事故等,多數(shù)拒絕接受畢業(yè)生的實(shí)習(xí),這就使得實(shí)習(xí)教學(xué)變得困難。
二、實(shí)習(xí)教學(xué)改革的措施
針對(duì)我校實(shí)習(xí)教學(xué)存在的問(wèn)題,提出以下改革措施,以改善實(shí)習(xí)效果。
1、做好實(shí)習(xí)前的動(dòng)員工作,明確實(shí)習(xí)目標(biāo)
在每次實(shí)習(xí)前組織兩次動(dòng)員大會(huì)。第一次是學(xué)院統(tǒng)一組織,簡(jiǎn)單介紹實(shí)習(xí)狀況,強(qiáng)調(diào)實(shí)習(xí)紀(jì)律、注意事項(xiàng)、要求、成績(jī)考核等。第二次以班級(jí)為單位,由班級(jí)帶隊(duì)老師統(tǒng)一組織學(xué)習(xí),強(qiáng)化重點(diǎn)事項(xiàng),細(xì)化實(shí)習(xí)內(nèi)容,簡(jiǎn)介實(shí)習(xí)單位情況,明確布置實(shí)習(xí)任務(wù)。
2、分散實(shí)習(xí)隊(duì)伍,保證實(shí)習(xí)質(zhì)量
在參觀學(xué)習(xí)時(shí)以班級(jí)為單位,同時(shí)進(jìn)入不同的企業(yè),不同的班只要岔開(kāi)進(jìn)入同一企業(yè)的時(shí)間即可,或者也可以兩個(gè)班同時(shí)進(jìn)入同一家企業(yè),分別到兩個(gè)車間分路參觀,這樣就能有效解決隊(duì)伍龐大而造成的場(chǎng)面混亂、實(shí)習(xí)效果不佳等問(wèn)題。
3、構(gòu)建科學(xué)的實(shí)習(xí)考核體系
首先要求學(xué)生在實(shí)習(xí)過(guò)程中做好實(shí)習(xí)筆記,將其作為考核成績(jī)的參考之一;其次參考企業(yè)對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)進(jìn)行考核;最后在實(shí)習(xí)結(jié)束后,及時(shí)進(jìn)行總結(jié)表彰,抓住實(shí)習(xí)過(guò)程中的正反典型事例,總結(jié)成功經(jīng)驗(yàn),查找不足,鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)習(xí)交流、匯報(bào),將結(jié)果作為考核的參考。
4、建立校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地
我校的校內(nèi)實(shí)習(xí)基地是一個(gè)空白,要在短時(shí)間內(nèi)建立大規(guī)模的生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地,是不可能的,但可以從零開(kāi)始,從小到大,一步一步的著手建設(shè)。首先可以建立流體機(jī)械拆裝實(shí)訓(xùn)基地,可以輔助完成我們過(guò)程流體機(jī)械的教學(xué)。問(wèn)卷調(diào)查顯示,若我們建立校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地,有78.4%的同學(xué)愿意利用課余時(shí)間去實(shí)踐。當(dāng)問(wèn)到在課堂上搞不清楚的機(jī)械機(jī)構(gòu),您會(huì)去實(shí)訓(xùn)基地通過(guò)拆裝機(jī)器弄明白嗎?有63.2%的同學(xué)表示會(huì)。在流體機(jī)械拆裝實(shí)訓(xùn)基地,可以增加學(xué)生的實(shí)踐機(jī)會(huì),通過(guò)流體機(jī)械的拆裝實(shí)踐,學(xué)生能夠加深對(duì)各類流體機(jī)械的了解,掌握流體機(jī)械的結(jié)構(gòu),進(jìn)而提高學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)踐操作能力。
5、加強(qiáng)與企業(yè)的聯(lián)系,建立穩(wěn)固的校外實(shí)習(xí)基地
雖然建立固定的校外實(shí)習(xí)基比較困難,但我們充分利用自身優(yōu)勢(shì),與企業(yè)形成互惠的模式。首先,依托我們師資的知識(shí)理論、科研和信息等優(yōu)勢(shì),建立起與企業(yè)長(zhǎng)期的合作關(guān)系,如義務(wù)提供技術(shù)支持,或聯(lián)合進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)等。其次,完善我們的實(shí)習(xí)管理制度,加強(qiáng)學(xué)生在企業(yè)實(shí)習(xí)期間的管理。當(dāng)然,我們也不是
隨便找企業(yè)合作。為使我們建立的校外實(shí)習(xí)基地能達(dá)到教學(xué)要求,實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo),聯(lián)系實(shí)習(xí)單位時(shí)可以考慮以下原則:第一,在合作時(shí),企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)正常,經(jīng)濟(jì)效益較好,有接納實(shí)習(xí)教學(xué)的能力,具備承擔(dān)實(shí)習(xí)教學(xué)的條件;第二,企業(yè)交通、食宿方便,最好是在學(xué)校周邊地區(qū)。這樣不僅方便集體出行,減少安全隱患,還能節(jié)省開(kāi)支,緩解經(jīng)費(fèi)緊張的壓力;第四,企業(yè)愿意承擔(dān)學(xué)生實(shí)習(xí)教學(xué),只有企業(yè)熱情參與我們的實(shí)習(xí)教學(xué),我們才能很好的進(jìn)行實(shí)踐操作,達(dá)到實(shí)踐教學(xué)目的。
大學(xué)生就業(yè) 大學(xué)生德育 大學(xué)生實(shí)踐內(nèi)容及過(guò)程 大學(xué)語(yǔ)文 大學(xué)生實(shí)習(xí) 大學(xué)學(xué)報(bào)期刊 大學(xué)生法律 大學(xué)實(shí)習(xí) 大學(xué)生論文 大學(xué)生學(xué)風(fēng)建設(shè)的建議 紀(jì)律教育問(wèn)題 新時(shí)代教育價(jià)值觀