機床夾具設(shè)計項目化教學(xué)設(shè)計的實施論文
【摘要】《機床夾具設(shè)計》是高職教育機制類專業(yè)的核心課程之一，為適應(yīng)職業(yè)教育的特殊要求和高職學(xué)生的學(xué)習(xí)特點，對該課程進行項目化教學(xué)改革，設(shè)計開發(fā)為6個以典型零件為載體、以夾具設(shè)計任務(wù)為驅(qū)動的教學(xué)項目。通過項目化教學(xué)方法學(xué)習(xí)的學(xué)生，夾具設(shè)計能力總體高于按傳統(tǒng)學(xué)科方式培養(yǎng)的學(xué)生，從而達到了“強化培養(yǎng)學(xué)生夾具設(shè)計能力”的預(yù)期目標。
【關(guān)鍵詞】機床夾具設(shè)計；項目化教學(xué)法；職業(yè)教育
1《機床夾具設(shè)計》課程項目化教學(xué)改革的意義
《機床夾具設(shè)計》是高等職業(yè)教育機械類專業(yè)的核心課程之一，在專業(yè)課程體系中占有重要位置。在職業(yè)教育不斷發(fā)展的背景下，按照傳統(tǒng)學(xué)科教育的章節(jié)體系來安排教學(xué)內(nèi)容、組織教學(xué)實施，既不符合職業(yè)教育的運行規(guī)律，又日漸難以適應(yīng)高職學(xué)生的學(xué)習(xí)特點[1]。因此，進行基于職業(yè)教育自身特征與要求的《機床夾具設(shè)計》課程改革就成為具有重要意義且應(yīng)盡快實施的緊迫任務(wù)。相較于普通高等教育，職業(yè)教育更加重視教學(xué)過程的實踐性，以強化學(xué)生職業(yè)能力的培養(yǎng)。當前興起的項目化教學(xué)法，正是適應(yīng)職業(yè)教育特殊要求的一種行之有效的教學(xué)方法[2]。項目化教學(xué)的基本思想是將傳統(tǒng)專業(yè)課程原有的知識體系解構(gòu)并重建為若干新的教學(xué)項目，每一個教學(xué)項目都接近于生產(chǎn)實踐中的一項具體工作任務(wù)，需要學(xué)生在教師指導(dǎo)下去完成。一個“任務(wù)”中包含多個“子任務(wù)”，學(xué)生在完成這些“任務(wù)”及“子任務(wù)”的過程中，必然會遇到未曾接觸過的新問題，問題會促使學(xué)生主動去學(xué)習(xí)、掌握新的知識并運用這些新知識來解決問題[3]。當學(xué)生解決了一系列問題最終完成任務(wù)時，也就學(xué)習(xí)掌握了若干相應(yīng)的知識點并培養(yǎng)成能夠在實踐中加以運用的能力[4,5]。
2《機床夾具設(shè)計》項目化教學(xué)總體方案
順應(yīng)職業(yè)教育課程改革的形勢，對《機床夾具設(shè)計》課程進行了全新的項目化教學(xué)改革、改革方案注重培養(yǎng)學(xué)生的夾具設(shè)計能力，將原課程體系解構(gòu)并重新開發(fā)為7個項目，見表1。項目1的設(shè)置，可使學(xué)生通過實際動手拆裝來探究機床夾具的組成結(jié)構(gòu)、工作原理，為后續(xù)的設(shè)計項目奠定基礎(chǔ)。從項目2至項目7，每一個項目都是一個非常接近于生產(chǎn)實踐的專用夾具設(shè)計任務(wù)，這些項目并不僅僅是夾具設(shè)計流程的簡單重復(fù)，而是分別選擇不同的典型零件及具有代表性的工序，要求完成不同類型的專用夾具的設(shè)計。原課程所有的基礎(chǔ)知識都被合理分散并包含在各個項目內(nèi)容中。因此，當完成本課程的.學(xué)習(xí)后，學(xué)生不僅可以學(xué)習(xí)相應(yīng)的知識內(nèi)容，而且強化了運用所學(xué)知識完成專用夾具設(shè)計任務(wù)的能力。
3《機床夾具設(shè)計》項目化教學(xué)方案的實施
項目實施過程完全按照生產(chǎn)實踐中機床夾具設(shè)計規(guī)范進行，以項目2為例說明。首先給學(xué)生發(fā)放設(shè)計任務(wù)書、零件圖、工藝卡片、工序卡片，引導(dǎo)學(xué)生分階段完成設(shè)計任務(wù)。第一階段子任務(wù)是工序分析。通過工序分析，明確零件尺寸、結(jié)構(gòu)、材料、批量特點及工序加工要求。第二階段是定位方案的設(shè)計，指導(dǎo)學(xué)生分析如何保證工序加工要求，并引出基準、自由度、定位副等基本概念，然后在此基礎(chǔ)上選擇定位基準。為了實現(xiàn)對工件的定位，需要對工件的自由度加以限制，于是過渡到定位元件的選擇，在此需要熟悉工件以孔定位時常用的定位元件，才能合理的選擇定位元件。隨即引導(dǎo)學(xué)生思考定位方案是否可滿足加工精度要求并引出定位誤差的分析計算，介紹定位誤差的概念、計算方法與合成規(guī)律。工件在夾具上的定位問題解決后，啟發(fā)學(xué)生思考切削加工時如何能夠保證定位位置，由此導(dǎo)入下階段子任務(wù)：夾緊方案的設(shè)計。在此階段，通過學(xué)生對夾具夾緊裝置模型及實物的拆裝、討論，引導(dǎo)學(xué)生分析并總結(jié)夾緊裝置的組成、作用、與設(shè)計要求，掌握常見典型夾緊裝置的類型與結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上確定本設(shè)計任務(wù)中夾具的夾緊裝置。夾具應(yīng)與機床實現(xiàn)良好的連接，這需要設(shè)計連接方案。首先組織學(xué)生通過現(xiàn)場觀察，對夾具與機床的連接產(chǎn)生感性認識，了解常見的連接元件及典型的連接方案；再組織學(xué)生討論本設(shè)計項目的連接方案。連接時會導(dǎo)致工件加工出現(xiàn)夾具位置誤差，因此，在選擇連接元件、確定連接方案時，還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生思考并分析計算連接導(dǎo)致的夾具位置誤差。專用機床夾具的特點之一是一次對刀可以加工一批工件，所以完整的典型夾具應(yīng)包括對刀裝置。仍然通過夾具實物觀察、模型拆裝來使學(xué)生熟悉典型對刀裝置的構(gòu)成、作用，通過討論來理解對刀誤差的含義，確定本項目的對刀方案并計算對刀誤差。當定位方案、夾緊裝置、連接方案、對刀方案都確定后，引導(dǎo)學(xué)生思考，夾具給工件加工帶來的總誤差，就是上述各個方案分別帶來的誤差的合成，由此引出基于概率法的夾具精度分析公式，根據(jù)公式分析本項目的夾具設(shè)計方案可行性。實際可使用的機床夾具應(yīng)當是一個有機的整體，所以需要進行夾具體的設(shè)計。與前相同，通過夾具實物觀察、模型拆裝來使學(xué)生理解對于夾具體的結(jié)構(gòu)、設(shè)計的基本要求，并完成本項目的夾具體方案設(shè)計。這些方案確定后進入繪圖階段，嚴格按照繪圖規(guī)范，要求學(xué)生繪制夾具裝配圖和非標零件圖，并注意裝配圖上五類尺寸的標注，最后還要求學(xué)生編寫夾具設(shè)計計算說明書和使用說明書。通過這個項目的實施，使學(xué)生完成了一個完整的專用機床夾具的設(shè)計過程，并在設(shè)計過程中掌握了相關(guān)的知識點且培養(yǎng)了靈活運用的能力。項目實施后，經(jīng)考核對比，項目化教學(xué)法培養(yǎng)學(xué)生的夾具設(shè)計能力在總體上明顯高于傳統(tǒng)教學(xué)方式培養(yǎng)的學(xué)生，從而達到了強化學(xué)生夾具設(shè)計能力培養(yǎng)的目標。
4結(jié)論
為適應(yīng)職業(yè)教育注重學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)的特點，設(shè)計開發(fā)了基于項目化教學(xué)方法的《機床夾具設(shè)計》課程教學(xué)方案。課程內(nèi)容包括6個完整的典型零件專用夾具設(shè)計過程，并涵蓋原課程所有基礎(chǔ)知識內(nèi)容。每一個項目載體以代表性的典型零件為載體，以夾具設(shè)計任務(wù)為驅(qū)動，激勵學(xué)生探索未知知識、完成挑戰(zhàn)性任務(wù)的決心。從實施效果看，達到了“培養(yǎng)專用機床夾具設(shè)計能力”的預(yù)期目標。
參考文獻
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