网站首页
教育杂志
CSSCI期刊 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊 知网收录期刊 维普收录期刊 万方收录期刊 SCI期刊(美)
医学杂志
CSSCI期刊 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊 知网收录期刊 维普收录期刊 万方收录期刊 SCI期刊(美)
经济杂志
CSSCI期刊 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊 知网收录期刊 维普收录期刊 万方收录期刊 SCI期刊(美)
金融杂志
CSSCI期刊 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊 知网收录期刊 维普收录期刊 万方收录期刊 SCI期刊(美)
管理杂志
CSSCI期刊 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊 知网收录期刊 维普收录期刊 万方收录期刊 SCI期刊(美)
科技杂志
CSSCI期刊 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊 知网收录期刊 维普收录期刊 万方收录期刊 SCI期刊(美)
工业杂志
CSSCI期刊 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊 知网收录期刊 维普收录期刊 万方收录期刊 SCI期刊(美)
SCI杂志
中科院1区 中科院2区 中科院3区 中科院4区
全部期刊
公務(wù)員期刊網(wǎng) 論文中心 正文

液態(tài)成型綜合實(shí)踐教學(xué)改革與實(shí)踐

前言:想要寫出一篇引人入勝的文章?我們特意為您整理了液態(tài)成型綜合實(shí)踐教學(xué)改革與實(shí)踐范文,希望能給你帶來靈感和參考,敬請(qǐng)閱讀。

液態(tài)成型綜合實(shí)踐教學(xué)改革與實(shí)踐

摘要:本文以提升學(xué)生工程實(shí)踐能力為目標(biāo),以“液態(tài)成形綜合實(shí)踐課程”教學(xué)實(shí)踐為抓手,在分析了課程教學(xué)中存在的問題的基礎(chǔ)上,將3D打印技術(shù)引入到教學(xué)內(nèi)容中,對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和考核方式進(jìn)行了改革與創(chuàng)新,為高校綜合實(shí)踐類課程的改革與實(shí)踐提供參考。

關(guān)鍵詞:工程教育;綜合實(shí)踐;教學(xué)改革;3D打印

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,產(chǎn)業(yè)升級(jí)步伐加快,創(chuàng)新應(yīng)用型、技術(shù)技能型人才需求越來越迫切,高等學(xué)校作為創(chuàng)新人才的培養(yǎng)基地與搖籃,肩負(fù)著培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的使命。我國從2016年6月成為《華盛頓協(xié)議》的正式會(huì)員,這標(biāo)志著中國高等工程教育新的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系的建立,也標(biāo)志著中國培養(yǎng)的工程師具有了國際互認(rèn)的資格。工程教育是以學(xué)生為中心、產(chǎn)出為導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)為動(dòng)力作為其核心理念,通過反向設(shè)計(jì)教學(xué)體系以達(dá)成人才培養(yǎng)的目標(biāo)滿足社會(huì)需求。實(shí)踐教學(xué)是教學(xué)體系中非常重要的環(huán)節(jié),是工程教育的重要抓手,通過實(shí)踐過程讓學(xué)生結(jié)合工程實(shí)際深入理解專業(yè)知識(shí),從而達(dá)到提高學(xué)生的創(chuàng)新能力、系統(tǒng)思維和工程實(shí)踐能力的目的,推動(dòng)創(chuàng)新應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。3D打印技術(shù),又稱為增材制造技術(shù),是一種集成了CAD技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、激光加工和新材料技術(shù)等現(xiàn)代科技成果的先進(jìn)制造技術(shù),它是以三維數(shù)字模型為基礎(chǔ),利用激光束或其他能源將塑料、金屬粉末、陶瓷粉末等材料分層堆積而形成實(shí)體零件。由于它是把三維制造轉(zhuǎn)化為一系列二維制造的疊加,因此可以在沒有模具和其他工具的條件下生產(chǎn)復(fù)雜零部件,由于具有生產(chǎn)效率高,制造柔性大等突出特點(diǎn),在航空航天、機(jī)械裝備、汽車模具、醫(yī)療等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。液態(tài)成型綜合實(shí)踐課程是湖北汽車工業(yè)學(xué)院針對(duì)材料成型及控制工程專業(yè)開設(shè)的具有汽車工業(yè)背景的特色鮮明的一門實(shí)踐課程,是銜接理論知識(shí)與工程實(shí)際的重要橋梁。一般來說,實(shí)踐教學(xué)過程與工程實(shí)際結(jié)合越緊密,越有助于提升學(xué)生的工程能力,但對(duì)于教學(xué)環(huán)節(jié)而言,由于學(xué)校教學(xué)條件的特殊性,工業(yè)生產(chǎn)中的工藝裝備難以完全復(fù)制到教學(xué)過程中,導(dǎo)致工程教育教學(xué)效果不甚理想。而將3D打印技術(shù)引入教學(xué)過程中,快速制造所需的工裝,可以有效解決教學(xué)過程中所需砂型、蠟型、造型模具等資源不足的核心矛盾。經(jīng)過幾年的教學(xué)探索與實(shí)踐,對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和支撐條件等進(jìn)行了多方面的改革建設(shè),取得了明顯成效。

1液態(tài)成型綜合實(shí)踐的課程定位與教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)我校材料成型及控制工程專業(yè)的畢業(yè)要求和教學(xué)頂層設(shè)計(jì),本課程定位是一門能綜合運(yùn)用已學(xué)習(xí)的專業(yè)理論知識(shí)來解決實(shí)際工程問題的實(shí)踐課程,在此過程中培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)思維能力、綜合實(shí)踐能力、工程項(xiàng)目管理能力。根據(jù)課程定位,為課程制定了五個(gè)課程目標(biāo),分別是:課程目標(biāo)1.掌握材料成型專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí),基本原理在實(shí)際工程中的應(yīng)用,能分析項(xiàng)目實(shí)施的合理性及對(duì)社會(huì)環(huán)境等的影響。課程目標(biāo)2.了解本專業(yè)領(lǐng)域的設(shè)備、工藝技術(shù)及其應(yīng)用,綜合評(píng)估項(xiàng)目實(shí)施的經(jīng)濟(jì)性和可行性,培養(yǎng)應(yīng)用創(chuàng)新能力。課程目標(biāo)3.使學(xué)生能利用計(jì)算手段針對(duì)工程問題,進(jìn)行分析設(shè)計(jì)、模擬仿真,為工程實(shí)際提供參考。課程目標(biāo)4.使學(xué)生能利用現(xiàn)有工程技術(shù)條件,綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行合理的方案設(shè)計(jì),對(duì)模擬計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析改進(jìn),并進(jìn)行有效實(shí)施。課程目標(biāo)5.訓(xùn)練學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過程中的團(tuán)隊(duì)協(xié)助與溝通的能力。

2傳統(tǒng)教學(xué)過程中存在的主要問題

“液態(tài)成型綜合實(shí)踐”課程是以特定的零件為對(duì)象,通過進(jìn)行單件小批量試制生產(chǎn)為載體開展工程實(shí)踐,在傳統(tǒng)教學(xué)中由于現(xiàn)場(chǎng)條件制約,所能提供的教學(xué)案例是較為簡(jiǎn)單的零件,并非全部來源于工程實(shí)際,這就導(dǎo)致實(shí)踐的課題缺乏前沿性、時(shí)代性和工程背景,在實(shí)踐過程中難以建立起與時(shí)俱進(jìn)的工程意識(shí),難以提高其工程應(yīng)用能力;其次,在學(xué)生在實(shí)踐過程中更多的是在指導(dǎo)老師的講授和示范下實(shí)施特定的成型方案,缺乏自主性和創(chuàng)新性,也制約了創(chuàng)新能力的培養(yǎng);第三,由于對(duì)傳統(tǒng)鑄造生產(chǎn)環(huán)境較差的印象導(dǎo)致綜合實(shí)踐過程對(duì)學(xué)生吸引力不夠,急需更新穎的教學(xué)手段來提升學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與熱情。

3教學(xué)改革實(shí)施措施

3.1構(gòu)建新的教學(xué)體系,加強(qiáng)工程應(yīng)用背景

針對(duì)學(xué)生畢業(yè)要求和本課程所需知識(shí)結(jié)構(gòu),在原有專業(yè)課程基礎(chǔ)上新增了《三維測(cè)量與逆向設(shè)計(jì)》和《快速制造技術(shù)》兩門理論課程,改革前后教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)比如圖1所示。通過《三維測(cè)量與逆向設(shè)計(jì)》課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生具備傳統(tǒng)正向設(shè)計(jì)和新興逆向設(shè)計(jì)相結(jié)合的設(shè)計(jì)建模能力,可以將來源于工程實(shí)際的實(shí)物零件變?yōu)閿?shù)模,以此為實(shí)踐課題對(duì)象,更接近生產(chǎn)實(shí)際,能發(fā)揮更好的教學(xué)效果。由此以來,由于課題來源的多樣性,對(duì)綜合實(shí)踐實(shí)施過程所需的工裝制作要求也隨之提高,需要有更快捷更高效的制造設(shè)備和手段,因此,進(jìn)一步將3D打印技術(shù)引入教學(xué)環(huán)節(jié),通過這一手段可以很好地解決這一難題。通過《快速制造技術(shù)》課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握多種3D打印工藝的原理、設(shè)備、成型材料、特點(diǎn)等知識(shí),從而可以在實(shí)踐過程中根據(jù)課題情況選擇合適的3D打印工藝完成工裝制造,對(duì)課題的順利進(jìn)行提供了有力的保障。縱觀在整個(gè)教學(xué)體系,可以看出通過多環(huán)節(jié)訓(xùn)練,將學(xué)生將所學(xué)專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)起來,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)的思維能力有著重要意義。

3.2開展校企合作進(jìn)行協(xié)同育人

產(chǎn)教融合協(xié)同育人模式是當(dāng)前應(yīng)用型本科高校的熱點(diǎn)問題,近些年很多高校對(duì)協(xié)同育人模式進(jìn)行了廣泛的探索,大多是學(xué)?!白叱鋈ァ焙献髂J?,而湖北汽車工業(yè)學(xué)院在產(chǎn)教融合協(xié)調(diào)育人方面開辟了一個(gè)更新穎的模式,通過引進(jìn)專業(yè)3D打印生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)入學(xué)校,共享學(xué)校和企業(yè)的軟硬件資源,在校內(nèi)共建實(shí)踐基地和研發(fā)中心,形成“引進(jìn)來”合作模式,主動(dòng)擁抱先進(jìn)生產(chǎn)力,開展協(xié)同育人。在3D打印課程學(xué)習(xí)過程中,充分利用實(shí)踐基地的條件,邀請(qǐng)企業(yè)技術(shù)人員為學(xué)生講解工程案例、演示講解各種成形設(shè)備工作原理與成形過程、學(xué)生親自參與生產(chǎn)等環(huán)節(jié),通過現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)讓學(xué)生直觀學(xué)習(xí)各種3D打印工藝的特點(diǎn)、區(qū)別與應(yīng)用場(chǎng)景,為在液態(tài)成形綜合實(shí)踐課題實(shí)施過程中選擇合理的成形方案奠定基礎(chǔ),同時(shí)也拓展了專業(yè)視野。

3.3進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

實(shí)驗(yàn)室是教學(xué)過程中的重要場(chǎng)所,是保障人才培養(yǎng)質(zhì)量的必備條件,實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是專業(yè)建設(shè)的重要組成部分。為了使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中有更多的實(shí)踐和鍛煉機(jī)會(huì),湖北汽車工業(yè)學(xué)院建設(shè)成立了三維測(cè)量實(shí)驗(yàn)室、3D打印實(shí)驗(yàn)室,配置了固定式三維掃描儀、手持式三維掃描儀、熔融沉積成型3D打印機(jī)、選擇性激光燒結(jié)3D打印機(jī)、激光工程凈成形系統(tǒng)等國內(nèi)先進(jìn)的測(cè)量、分析和打印設(shè)備,并對(duì)學(xué)生完全開放,不僅滿足了日常學(xué)習(xí)和學(xué)科競(jìng)賽中的需要,還能在液態(tài)成型綜合實(shí)踐課程中快速制作出所需的造型模樣、精鑄蠟?zāi):蜕靶蜕靶镜?,很好滿足了課題開展的需求。

3.4建立以學(xué)生為中心的教學(xué)模式

在教學(xué)過程中為了充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與學(xué)習(xí)的積極性,教學(xué)模式采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的形式,充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性和自主性,首先拋出要研究的問題,告知學(xué)生需要成型的零件、相關(guān)技術(shù)要求以及現(xiàn)有的實(shí)踐條件,在獲取到零件數(shù)模的基礎(chǔ)上,讓每位學(xué)生根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)自主進(jìn)行成型方案初定;然后小組內(nèi)比較分析討論每個(gè)成形工藝的優(yōu)缺點(diǎn),結(jié)合CAE分析結(jié)果,選擇出最佳成形方案,進(jìn)行方案的細(xì)化,設(shè)計(jì)出所需的造型模具數(shù)模、蠟型數(shù)?;蛏靶蛿?shù)模;最后使用3D打印設(shè)備打印出所需的造型模具、蠟型或鑄型等進(jìn)行造型,造型后熔煉合金進(jìn)行澆注,取得鑄件后對(duì)其進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。在此過程中,一方面,指導(dǎo)老師通過總體指導(dǎo)和分散點(diǎn)對(duì)點(diǎn)指導(dǎo),幫助學(xué)生優(yōu)化方案設(shè)計(jì),而學(xué)生通過鞏固復(fù)習(xí)、自主學(xué)習(xí)和互相討論方法進(jìn)行學(xué)習(xí),建立起以學(xué)生為中心,主動(dòng)學(xué)習(xí)為主,老師指導(dǎo)為輔的教學(xué)模式,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性;另一方面,通過與生產(chǎn)實(shí)際和先進(jìn)制造結(jié)合的逆向設(shè)計(jì)與3D打印技術(shù),“舊瓶裝新酒”提升了學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)還增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作和動(dòng)手能力,顯著提高了學(xué)習(xí)效果。

3.5健全多元考核機(jī)制

以前本課程的成績?cè)u(píng)價(jià)的主要依據(jù)是綜合實(shí)踐報(bào)告,對(duì)實(shí)踐過程考查力度不足,使得學(xué)生實(shí)踐過程積極性不高,報(bào)告雷同嚴(yán)重。通過構(gòu)建新的評(píng)價(jià)體系,加強(qiáng)過程考核,提高過程考核成績和答辯成績的權(quán)重,引導(dǎo)學(xué)生重視實(shí)踐過程,提高參與學(xué)習(xí)的積極性。

4教學(xué)改革的效果

教學(xué)效果得到學(xué)生的認(rèn)可。教學(xué)改革后,新增的逆向建模和3D打印相關(guān)的內(nèi)容極大地吸引了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新能力,有效促進(jìn)了綜合實(shí)踐課程的學(xué)習(xí),學(xué)生獲得感顯著增強(qiáng),近幾年學(xué)生對(duì)本課程滿意度均在95分以上。教學(xué)方式得到專家認(rèn)可。中國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì)于2019年11月對(duì)材料成型及控制工程專業(yè)進(jìn)行了進(jìn)校考察,考察期間,本課程被選作我校特色專業(yè)課程向?qū)<医M匯報(bào)教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容,獲得專家組一致好評(píng)。畢業(yè)學(xué)生得到企業(yè)認(rèn)可。近些年我院本專業(yè)畢業(yè)生到工作單位后,企業(yè)普遍反映學(xué)生“上手快、留得住、用得上”,能迅速投入生產(chǎn)中,成長為企業(yè)的技術(shù)骨干,說明本專業(yè)學(xué)生的專業(yè)技術(shù)和能力得到了企業(yè)的認(rèn)可,這與本課程緊密聯(lián)系工程應(yīng)用的教學(xué)模式密不可分。

5結(jié)語

本課程通過引入3D打印技術(shù),將教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和課程考核方式進(jìn)行了大幅度的改革與實(shí)踐,克服了傳統(tǒng)教學(xué)中的不利條件,強(qiáng)化了教學(xué)與工程實(shí)際之間的聯(lián)系,強(qiáng)化了學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)用能力培養(yǎng),同時(shí),大力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室建設(shè),積極開展校企聯(lián)合協(xié)助育人,“引企入?!惫步▽?shí)踐基地和研發(fā)中心,開辟了協(xié)作育人新模式,這些措施對(duì)更好地達(dá)成我校材料成型及控制工程專業(yè)所要求的“工程實(shí)踐與創(chuàng)新能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高,能夠從事材料成形工藝工裝的設(shè)計(jì)與制造、試驗(yàn)研究和生產(chǎn)管理的應(yīng)用型創(chuàng)新高級(jí)工程技術(shù)人才”培養(yǎng)目標(biāo)具有重要的積極作用。本課程的相關(guān)改革方法和模式也可以借鑒到其他課程的教學(xué)中去,具有一定參考價(jià)值和推廣意義。

參考文獻(xiàn)

[1]桂凱旋,段園培,王剛,等.材料成型及控制工程專業(yè)3D打印實(shí)踐教學(xué)課程建設(shè)[J].教育教學(xué)論壇,2020,(51):240-242.

[2]金達(dá)萊,張先明,陳世昌,等.基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的課程評(píng)價(jià)探索———以浙江理工大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)為例[J].浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2019,42(06):699-704.

[3]雷黎,張玥.基于3D打印技術(shù)開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目研究[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2019,22(04):143-146.

[4]曹瑩瑩,于建江,盧東祥,等.應(yīng)用型本科院校產(chǎn)教融合模式研究與實(shí)踐[J].太原城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2019,(07):93-95.

[5]李俊,蔡可鍵,溫小棟,等.基于產(chǎn)教融合的應(yīng)用型本科院校育人模式的研究與實(shí)踐[J].高教學(xué)刊,2017,(13):60-62.

作者:楊偉 劉建永 單位:湖北汽車工業(yè)學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院

免责声明

本站为第三方开放式学习交流平台,所有内容均为用户上传,仅供参考,不代表本站立场。若内容不实请联系在线客服删除,服务时间:8:00~21:00。

AI写作,高效原创

在线指导,快速准确,满意为止

立即体验
文秘服务 AI帮写作 润色服务 论文发表