以素质、知识、能力3方面协调发展的培养要求为目标指引,以立德树人为引领,以工程应用能力培养为主线,中心探索实践精品实验课程建设,有效提升学生解决复杂工程问题的能力,增强了工程实践和创新能力,收到了很好的教学效果。
1、<金工实习>优秀课程建设
2015年该课程立项为天津大学仁爱学院优秀课程建设立项项目“金工实训课程的创新与改革”,2017年顺利结题。主要完成了以下改革工作:
1)金工实习所含各项目的建设与优化
2014年以前,全校4个系8个专业的学生要在天津大学金工实训中心完成<金工实习>的环节,不仅在经费上有很大压力,而且涉及学生管理、交通及安全等各方面保障工作难度较大。为此学院在原有实验室硬件资源的基础上,先后投入140余万元建设并完善了相关实验室。根据金工实习的具体要求和实际办学条件规划设计了五个工种的实验项目:
(1)数控车工
将学生分成10个小组,每个小组1台数控车床,每一位学生需了解数控机床的基本结构,CNC系统基本功能,伺服控制控制原理等基本理论和知识;掌握数控机床手动操作和单步编程操作的技巧;学会使用游标卡尺、千分尺等量具;了解三爪卡盘、45度外圆车刀、90度外圆车刀、螺纹车刀、成形车刀的使用;要求每名同学完成榔头柄的制作,并以小组的形式完成自拟工件的加工练习。
(2)钳工
每人1个工位,要求掌握钳工常用设备、量具和工具极其特点,以及钳工安全操作技术规程;划线的概念、作用和基本步骤,常用划线工具的正确使用、划线基准的选择、平面划线的方法;钻孔的基本知识和设备、麻花钻的几何形状和各部分的作用以及相互关系、麻花钻的钻孔方法、钻床的使用安全操作程;丝锥、板牙的结构、规格和用途,攻螺纹、套螺纹的操作方法;热处理的基础知识、电阻炉使用、热处理工具的使用以及热处理规程和操作方法,最终完成榔头的制作。
(3)铸造
了解铸造生产的工艺过程、特点和应用。熟悉铸造常用的工具和设备名称及其作用,了解主要型砂的性能及配比。掌握手工两箱造型(整模、分模、挖沙造型等)的特点及操作技能,了解其他手工造型方法的特点及应用,了解机器造型的特点及造型机的工作原理。熟悉铸件分型面的选择,并能对铸件进行初步工艺分析。了解铸件的落砂和清理,了解铸件的常见缺陷及生产的原因,了解铸造生产安全技术及简单经济分析。最后,要求每位学生通过挖沙造型铸造一架小飞机。
(4)焊接
了解现代化机械制造的一般过程和基本知识,熟悉机械零件的常用加工方法及其所用的主要设备和工具。了解焊接新工艺、新技术、新材料、新设备在现代机械制造中的应用。使学生对简单零件初步具有选择加工方法和进行工艺分析的能力,在焊接、铣工、刨工、磨工、车工、锻压等工种方面应能独立完成简单零件的加工制作,并培养一定的工艺实验和工艺实践的能力。
(5)模具制造与材料成型
使学生了解模具制造的一般过程,熟悉模具制造常用加工方法及所用设备结构原理,工卡量具的操作,在实习过程中巩固和加深机械制图等知识及其应用,学会对工艺过程的分析能力;培养学生的劳动观点,理论联系实际的工作作风。
2)课程资源的建设与指导教师教学能力的提升
课程资源方面根据设备条件和学生特点完成了各工种实验指导书的编纂:
金工实习-数控车工指导书
金工实习-钳工指导书
金工实习-铸造指导书
金工实习-焊接指导书
金工实习-模具制造与材料成型指导书
在教师能力提升方面,每个工种由两名专职教师负责,并根据教学要求到天津大学金工实训中心完成了为期2个月的培训,同时鼓励青年教师考取相关职业资格证书。
数控车工负责人:季宁(数控车中级工、加工中心技师)、刘民杰(数控车中级工、加工中心高级技师);
钳工负责人:么大锁、古丽
铸造负责人:贺莹、于洋洋
焊接负责人:候英洪、王俊
模具制造与材料成型负责人:马超、陈晔
3)考核方式的改革
实物制造占40%+实习报告占20%+出勤占30%
该优秀课程建设项目于2017年顺利结题通过验收。
2、<机械CAM软件应用实训>&<先进制造技术实训>&“职业技能认证”一体化建设
1)教学内容和教学方法的改革
<机械CAM软件应用实训>基于UG NX软件平台的CAM模块,主要完成机械零件数控加工工艺规划、刀具轨迹规划、后处理程序的生成、加工过程的虚拟仿真;<先进制造技术实训>主要基于数控机床平台,完成机械零件的工艺规划、编程和实体加工。很长一段时间这两门课程各自独立,教学案例来自不同的案例库,学生无法清晰地理解和掌握数字化制造过程的系统性。
为此,提出了课程模块和教学组的概念,将两个课程的教师组成教学小组,CAM规划的案例和先进制造技术实训的案例统一起来实现无缝对接。学生在完成虚拟环境下的机械零件加工规划后,第一时间利用机床平台将零件加工出来,体现了实践教学的连贯性和系统性。
在教学过程中引入的案例均为工程实际中用到的机械零件,从零件的使用要求入手,引导学生抓住零件图上的设计重点,如何规划加工工艺才能满足零件的使用要求。
3)指导教师教学能力的提升
该教学组由刘民杰、季宁、张玥、康瑜组成,四位教师均获得了数控机床职业资格证书。在此基础上,每学期都组织教师进入相关制造企业进行累计不少于两周的见习,搜集工程资料,丰富教学案例。
刘民杰任副主编的《数控机床与编程》教材,2013年由华中科技大学出版;
基于工程案例的积累,课程组编纂的<先进制造技术实训指导书>在教学中产生了良好的效果。
3)嵌入职业技能认证,以虚拟仿真和实物加工制造为考核方式
将人劳部的“数控机床职业资格认证嵌入到课程考核过程中”
考核分两种方式:
(1)对于不参加职业资格认证的学生
CAM模块虚拟加工30%+先进制造技术实训40%+考勤30%
(2)对于参加职业资格认证的学生
职业资格认证的成绩作为课程考核的最终成绩。
自2014年,每年有70%以上的学生参加数控机床中级工的职业资格技术认证,并取得证书。