基于企业项目导向的互换性及测量技术课程的建设与探索

李学磊,刘唯,蔡池兰,刘平,吴站雷

(上海第二工业大学机电工程学院,上海201209)

基于企业项目导向的互换性及测量技术课程的建设与探索

李学磊,刘唯,蔡池兰,刘平,吴站雷

(上海第二工业大学机电工程学院,上海201209)

为了很好地落实教育部“卓越工程师教学培养计划”,并解决以往互换性课程中出现的教学问题,提出了基于企业项目导向的教学方式,从教学素材、教学方法、实施过程、考核方式等方面进行探索和尝试,以期达到预期效果。

企业项目;课程建设;实践;互换性

0 引言

2010年6月,教育部“卓越工程师教育培养计划”启动会在天津大学召开。“卓越计划”将以培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才为目标,促进我国从工程教育大国走向工程教育强国。“卓越计划”的实施要遵循“行业指导、校企合作、分类实施、形式多样”的原则,校外实习基地的建设则是实施“卓越计划”成功的关键,通过联合行业企业着力培养学生的实践和创新能力[1-3]。唯有高校、行业企业共同齐心协力建设高标准、高水平的校外实习实训基地,“卓越计划”的特点才能体现,主要目标才能实现。如何使企业实践避免重形式、轻内容的现象,从根本上贯彻和实施“卓越计划”是目前亟待解决的问题[4]。为此,上海第二工业大学进行了基于企业项目的互换性及测量技术课程的探索。

互换性与测量技术作为一种工程技术的通用语言,是工科院校机械类专业中一门非常重要的专业基础课,该课程知识持续性利用率高、实践性强。但就是这样一门非常重要的专业课程,往往达不到预期的教学效果,学生在进行课程设计、毕业设计时,无法将所学知识熟练地运用到实践环节中,导致理论与实践严重脱节。出现这种现象的主要原因可能是由于这门课程具有“术语和定义多、符号和代号多、图表和公式多、技术标准规定多”的学科特点,要求学生“记得多、背得多、经验性应用多”,使学生在理论学习时难于理解和消化;另外,实践教学方法单一、手段相对落后,很多实验教学所用的教材、教案、方法一成不变,教师将实验内容、操作方法与步骤、报告格式甚至每一步得到什么结果都写得一清二楚,学生完全是在教师设定的范围内机械地完成操作,缺少主动积极的思考[5-8]。

为了很好地落实“卓越计划”,并解决以往互换性课程中出现的教学问题,本文提出了基于企业项目导向的教学方式,从教学素材、教学方法、实施计划、考核方式等方面进行探索和尝试,以期达到预期效果。

1 企业项目教学方式概述

项目式教学是实践教学的一种非常好的教学方式,是一种行动导向的专业教学方法,其基本思路是将工程的概念引入到教学中,是培养具有综合素质学生的有效方式。但是,在实施过程中发现,所采用的企业项目有的是虚拟命题,有的是教师的科研项目,这些所谓的项目的真实性或者可行性都存在着问题,在教学过程中,学生由于对其缺乏感性的认识,可能难以达到预期的教学目的。而基于企业项目导向的教学方式是将学生置身于企业的环境中,以企业正在生产的零部件作为教学对象,按照企业开展项目的方式使学生转换身份,直接全程参与到与课程相关的每一个环节中,其目的是将理论和实践有机地结合起来,充分发挥学生的主观能动性,提高其解决实际问题的能力。

2 前期调研及教学素材的确定

作为本校“先进制造技术校外实习基地”的上海汇大机械制造有限公司主要从事的是汽车零部件来料加工,该公司陆续承接了不同型号转向器壳体的加工任务,已具备较为成熟的加工和检测方面的能力。转向器壳体零件的结构较为典型,同时具有轴类和盘类零件的特征,如图1所示;其在加工过程中的检测方法非常全面,既有传统量具的检测,也有运用现代测量仪器的检测,与课程大纲的内容非常吻合。选择转向机壳体零件作为学生进行企业项目实践的对象,可以充分利用企业的资源和优势使学生将典型汽车零部件的互换性及测量等抽象的理论知识转化为可以理解的实践知识。

图1 转向机壳体零件实物Fig.1 Photo of steering housing

3 实施过程

互换性与测量技术课程分为机械精度设计和检测技术两方面的内容,其中机械精度设计属于基础部分,涵盖较多的专业术语、符号等,需要大量的时间进行消化和理解。为此,将基础理论内容分散,并以汽车转向系统为中心,随着理论知识的学习,学生可以逐渐了解汽车转向系统中各零部件的作用、位置关系、配合关系及精度等方面的知识;另外,在理论学习的过程中穿插基础实验,使学生掌握检测量具和量仪的基本使用方法,为企业实践项目的实施打好基础。基于企业项目导向教学环节采用集中实践的方式开展,分别进行图纸解读、检测方案的制定、检具的设计、检验指导书的制定等,详细的实施计划如图2所示。

图2 基于企业项目导向教学的实施过程Fig.2 Diagram of teaching implementation process based on enterprise project guide

3.1 阅读图纸

由于卓越工程师班级的学生是经过层层筛选、面试后才能进入,部分学生的心理因此产生了一定的优越感。在平时的教学过程中发现,卓越工程师班级的部分学生虽然接受能力较强,但学习态度较为浮躁,对所学知识的了解仅停留在表面,缺乏深入的研究和理解。导致这种现象出现的主要原因可能是由于其对所学内容的重视程度不高,或者对所学的内容缺乏兴趣。

在本环节中将采取“先入为主”的教学方式。学生在进入企业的第一天就会接触到转向机壳体的原版设计图纸,图纸上精度的表达方式、技术要求以及一些特殊符号等内容是学生在分散进行的基础理论教学中未曾接触到的,大部分学生在刚接触图纸时均有不知所措、无从下手的感受。

此环节让学生置身于企业中,能够充分调动他们的主观能动性,提高学生解决实际问题的能力。这是因为这套图纸是公司正在生产的零件图纸,是公司的工艺人员已经掌握的图纸,不是“无解”的问题,可以激发出学生浓厚的学习兴趣和不服输的劲头,经过认真研究和分组讨论,再加上企业工程师的现场讲解后,学生很快就能掌握图纸中的大部分内容,提高了学生的学习效率。

3.2加工和检测现场的初步参观

在理解和消化图纸的过程中,穿插一次现场参观,了解零件从毛坯到成品的整个生产过程,可以使学生对该零件的加工和检测过程有感性的认识,便于图纸的理解。因为学生虽然看得懂图纸,但是不太知道为什么要在图纸上标注尺寸精度,也不知道这些精度要求如何实现和检测。此环节的主要目的就是解决学生理论与实践的脱节的问题。

3.3 提取零件特征图,制定检测方案

此环节要求学生对照零件的实物,将原始的零件图进行简化,提取有精度要求部位的特征图,然后对有尺寸精度和几何精度要求的部位制定相应的检测方案。

具体的实施方式是:制定检测方案之前,安排检验工程师针对企业常用检具的操作方法、检测方案的制定流程、检测方案的行业标准等向学生进行简短培训;将学生进行分组,根据图纸的图号划分任务,以保证每位组员的研究内容各不相同;经组内讨论后汇总由检验工程师进行评审、指正。通过此环节的学习,可以加深学生对图纸的理解,掌握检测方案的制定方法,还可以培养学生“从点到面”的学习方法,以关键特征为突破口辐射到整个图纸。

3.4 检具的设计

检测方案制定完成后,需要从中优选检测方法。在企业内部,检测方法的选定应在满足精度要求的前提下提高检测效率,并且操作方便,尤其是在现场检测的过程中,更应该注重这一点。在现场检测中,上海汇大机械制造有限公司70%以上的检具是采用量规对零件的尺寸或者部分位置度要素进行检测,所用检具的设计全部由检验工程师自行设计,然后委托专门企业来加工。

在本环节中,要求学生根据检测方案设计专用的量规,包括设计说明书和正规图纸,然后由检验工程师进行审阅,目的是锻炼学生的工程意识。

3.5 现场检测和数据记录

在此环节中,学生要到加工现场进行蹲点实习。要求学生了解转向机壳体从毛坯到成品的整个加工和检测过程,重点是进行检测方面的学习。此零件分为铁件和铝件加工,将铁件和铝件压装成套后再进行最终加工。在整个加工过程中,伴随着毛坯检测、外观检测、装配检测、气密性检测、加工现场检测、工序检测以及三坐标检测等检测过程。

将学生进行分组,在每个工位上安排2～3名同学,时间为2～3 h,然后依次换位,直至遍历整个流程。要求学生在不影响企业正常生产的前提下进行检测并记录数据,熟悉相应的加工方法,加工设备和定位夹具等内容。

学生就如同现场的工人师傅,快节奏的轮换、检测和记录,锻炼了其团队合作和沟通的能力,并且可以体会到工作的艰辛。因为,工人师傅都有基本工作量的要求,劳动强度较大,他们不会主动给学生提供锻炼机会,此时就需要学生通过与工人师傅的交流和沟通来完成任务。在进行检测时,小组内的成员如果缺乏协同意识,必将影响到工人的工作效率,那么其在这一工位上检测的数据就不完全或者会影响到其检测频数。

3.6 分组总结与交流

在企业项目接近结束时,组织学生进行分组讨论与交流,任课教师、企业工艺工程师和检测工程师分散到小组内,以答辩、交流的方式展开,学生以心得体会的方式进行汇报。最后,进行全班总结,并邀请企业工程师和校友一起参加交流。

4 企业项目任务及考核方式

在为期4周的时间内,如何对学生进行考评是前期项目组的教师较为关注的问题,既要能够全方位地反映学生的学习和掌握情况,又要对其进行量化,分出优、良、中、差。为此,教师在前期为学生制定了详细的学习计划和适当的学习任务,并从理论考试、校内实践考试、企业实践报告和总结与答辩4个方面进行考核。其中,企业实践报告由检测方案的制定、检具的设计、检测记录和分析、转向机壳体加工及检测报告和日志5个部分组成,这样能够充分地掌握学生的学习情况。

5 结语

经过为期4周的校外课程实践,学生不但熟悉了企业的组织架构和工作流程,而且还深入了解了产品检测方案的制定、检验过程和检验量具的使用等方面的知识。具体总结如下:

(1)在企业项目教学环节中,增强了学生对工程的认识,使他们学到了在课堂上无法学到的内容,认识到现实的紧迫性和残酷性,体验到与大学校园所不同的生活,督促其不断发奋图强、充实自己。

(2)学生通过该实践可以了解到企业的大体组织架构以及需要的人才类型,然后进行自我判断和自我审视,为自己的将来和今后的发展确定努力的方向。

(3)企业实践能否顺利进行还要依靠学生自身的组织、协调和配合,因为学生是实践环节的主体,要让其从根本上认识到实践环节的重要性或者认识到学习的重要性,只有这样,学生才能够配合老师和企业工程师的安排。

(4)企业实践环节成功与否的最为关键因素就是企业的配合和重视程度。如果企业认为学生在企业的实践实习只是走形式、走马观花式地参观,那么本次的实践环节就失败了。只有企业足够重视,挑选专门的工程人员为学生讲解一些专业性很强的问题,引起学生的兴趣和重视程度,才能为接下来的企业实践打好基础。

[1]扶慧娟,辛勇.推行“卓越工程师计划”培养实践型工程人才[J].实验技术与管理,2011,28(11):155-158.

[2]林健.面向“卓越工程师”培养的课程体系和教学内容改革[J].高等工程教育研究,2011(5):1-9.

[3]汪泓.打造卓越工程师摇篮培养应用型创新人才[J].中国大学教学,2010(8):9-10.

[4]李建楠,刘玉峰,李春晖.校外实习基地建设与管理中的困境和对策[J].实验技术与管理,2009,26(9):152-154.

[5]刘唯,蔡池兰,郑耀宗,等.论互换性与测量技术实践教学改革的必要性[J].中国科教创新导刊,2010(31): 49-51.

[6]秦帆.高职院校学生职业素质培养——以《互换性与测量技术》课程教学为例[J].中国科教创新导刊, 2013(13):209.

[7]曹丽娟,尚振国,牟晨晓,等.《互换性与技术测量》精品课程建设的实践研究[J].机械制造与研究,2012,41(3): 85-87.

[8]林志熙,周景亮.形状误差可视化数据处理系统在教学中的应用[J].实验技术与管理,2010,27(2):66-73.

Construction and Exploration about The Course of Interchangeability and Measurement Technology Based on Enterprise Project Guide

LI Xue-lei,LIU Wei,CAI Chi-lan,LIU Ping,WU Zhan-lei
(School of Mechanical and Electrical Engineering,Shanghai Second Polytechnic University, Shanghai 201209,P.R.China)

In order to implement the outstanding engineer education program and solve teaching problems in the course of the previous interchangeability and measurement technology,a new method is put forward based on enterprise project guide.The exploration and attempt is carried out in order to achieve the desired effect in the areas of teaching material,teaching method,assessment methods and implementation process.

enterprise project;course construction;practice;interchangeability

G642

A

1001-4543(2014)03-0268-04

2014-01-15

李学磊(1979–),男,山东即墨人,讲师,博士,主要研究方向为精密制造特种加工。电子邮箱lixuelei@sspu.edu.cn。

上海第二工业大学科研基金项目(No.A20XK11X004)、上海高校青年教师培养资助计划(No.Zegd12002)、上海第二工业大学校培育学科项目(No.XXKPY1312)资助