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機械制造基礎論文范文1
機械制造技術基礎是機械類專業的一門重要的專業課,課程的主要內容包含了切削加工的基本要素、切削過程的基本規律、機械加工工藝規程的制定、典型零件的機械加工、機械加工精度、機械加工表面質量、裝配工藝規程的制定、機械制造技術的發展[1]。該課程內容豐富、邏輯性差、理論性強、實踐性強、綜合性強[2-3]。目前的機械制造技術基礎課程的教學模式仍然以傳統的課堂講授的灌輸式教學方式為主,雖然能夠快速地傳授給學生大量的理論知識,鞏固學生的基本知識,但是學生不能意識到所學知識的實用性,降低了學生的學習積極性,更不能夠培養學生的創新能力和獨立解決問題的能力[4]。以科學研究為基礎的學術探討教學模式的實施不僅能夠激發學生的學習積極性,更能夠培養學生的創新能力和獨立思考能力,為社會培養創新性人才。本文對機械制造技術基礎課程的學術探討教學模式進行了探索。
1機械制造技術基礎的教學現狀
1.1教學特征與效果
隨著時代的發展,對于學生的培養不但要提高其利用理論知識解決實際問題的能力,更加應該注重培養學生的創新能力、獨立思考的能力和一定的科研精神,為學生進一步的學習打下基礎。目前機械制造技術基礎的教學目標是要求學生掌握機械制造方面的基本理論、基本知識和基本技能,為從事機械制造的現場技術工作及科學研究工作打下堅實基礎。機械制造技術基礎內容豐富、邏輯性差、理論性強、實踐性強、綜合性強,教材中的很多知識需要在實踐中不斷學習和貫通。長期以來,“填鴨式”課堂講授的方法雖然使學生具有較為扎實的基礎知識,但是學生產生了較強的依賴心理,缺乏獨立思考能力和創新能力,阻礙了學生的進一步學習深造[5]。機械制造技術基礎課程內容理論性較強、實踐性強、綜合性強。比如刀具角度的功用,這部分需要學生掌握刀具角度的概念和對切削加工的影響規律,能夠真正運用到實際生產實踐中,并能夠利用辯證法去分析實際加工過程中的切削性能隨著刀具角度的變化規律。然而,由于學生缺乏實際的切削加工經驗,并不能夠真切地感受和理解刀具角度的功用,學生從心理上不能接受和理解這部分內容,導致學生只是機械化地記憶所學內容,缺乏對所學知識必要的思考和綜合分析。雖然很多高校教師提出產學研協同模式、授課+實踐模式、先實踐后理論模式等來提高學生的實踐經驗,但是對于大多數的地方高校來說,受到課時、經費和硬件設施等方面的限制,實施起來有一定的困難,而且培養出來的學生不能夠接觸到現在的前沿科技和科學研究工作,缺乏一定的獨立思考能力和創新精神,不利于學生的進一步深造[6]。
1.2學生的學習現狀
機械制造技術基礎課程以閉卷考試的考核形式為主,平時成績和實驗成績占30%,卷面成績占70%。隨著時代的發展,學生的自主能力得到發展,其學習興趣來源于以實踐為基礎的應用型知識的獲得,機械制造技術基礎課程較強的實踐性和課堂灌輸式教學模式的局限性使得學生不能夠真正認識到該課程相關知識的實用性,學生的學習動力主要來源于學分的獲得,大部分學生以考試前的突擊學習、機械記憶等方式來應付考試,使得機械制造技術基礎的整體教學效果欠佳,學生的學習效果差,不能夠達到教學大綱的要求。金工實習作為機械制造技術基礎課程的前置課程,能夠提高學生的實際生產實踐知識,但是地方高校出于學生的安全、課時量和硬件設施等角度的考慮,學生動手操作的機會較少。機械制造技術的發展歷史源遠流長,機械制造技術基礎課程所講述知識點較為傳統,但是機械制造業作為制造業的最主要的組成部分,機械制造基礎技術、超精密及細微加工技術、自動化制造技術、綠色制造技術等前言科技和科學研究工作的發展均屬于機械制造技術的內容。然而機械制造技術基礎課程相關的前沿技術較為隱蔽,對于缺乏專業數據庫查閱和文獻檢索能力的本科生來說,利用網絡技術和學校購買的專業數據庫學習機械制造技術基礎的前言知識具有一定的困難,特別是對于自主學習能力差的學生來說,面對誘惑較大的大學環境,學生的自控能力和管理時間的能力欠缺。綜合機械制造技術基礎課程特點和學生的學習現狀,探討適合于地方高校的機械制造技術基礎課程的教學模式具有一定的必要性。
2學術探討教學模式的理論背景
大學是進行學問研究的機構,科學研究作為大學教師必須要進行的主要任務之一,導致大學中教師與學生的關系和中小學教師與學生的關系有較大差異,大學的教師并不僅是因學生的存在而存在的,教師和學生還是因對學問的研究工作而存在的[7]。大學中的科學研究工作又導致大學區別于一般職業培訓學校,大學中的科學研究以基礎理論性研究為基礎,以創新性知識的生產、傳播和應用為中心,以產出高水平的科研成果和培養高層次的精英人才為目標,在社會發展、經濟發展、科學進步等方面發揮著重要的作用[8]。人才培養、科學研究和服務社會成為當代高等學校的三大職能,高校教師的主要工作除了教書育人之外,科學研究成為高校教師重要的工作。以傳統課堂講授的灌輸式教學方式主要發揮了教師的主導作用和對課堂教學的組織、管理,但是忽視了對學生的主動性和創造性的開發。機械制造技術基礎教材的內容較多、邏輯性差,只是編寫了機械領域最基本的內容,很少涉及機械領域前沿的研究進展,內容更為古板。例如切削過程中切削力隨著切削參數的變化規律,教材上僅指出其變化規律的單調遞增或遞減性,但是在新型材料加工過程中切削力隨著切削參數的變化規律較為復雜,需要教師根據新型材料的切削加工的實際情況給學生分析其變化規律及機理。因此科學研究不僅能夠推動學科理論研究的深入進行,取得原創性的研究成果,服務于社會,也能夠使教學更有廣度,提高教學質量,激發學生的學習興趣,增強學生的創新能力和獨立解決問題的能力[9]。為了適應現代社會對機械專業技術人才創新能力的新要求,培養學生既有解決生產實際問題的能力,又有創新能力和一定的理論深度素養,科研型大學成為各個高等學校發展的主要方向,也是一流高水平高校的重要標志[10]。
3學術探討教學模式探索
3.1學術探討教學內容準備
基于學術探討教學模式的課堂教學除了講授知識,最重要的是根據最新科研成果講述所學知識的重要性和實用性,激發學生的學習積極性,培養和提高學生的獨立思考能力和創新能力,為實際生產實踐和科學研究作準備。在新的教學模式下,教材中很難理解、重點的內容,在基本知識講解的基礎上,可以通過學術探討的方式,增加學生的學習興趣,引導學生課后閱讀相關學術論文,讓學生理解所學知識的實用性和科學性;對于教材中較簡單的闡述較全面的知識點,可以安排學生自學。教學手段改革的關鍵要求教師必須對刀具、零件加工和裝備等內容十分熟悉,機械制造技術基礎是從事材料精密加工研究的教師必須精通的一門課程[11]。切削加工的基本要素、切削過程的基本規律和機械加工表面質量是從事材料切削加工機理研究的教師必須進行的研究內容,機械加工工藝規程的制定和典型零件的機械加工是從事綠色制造領域的研究者必須熟知的知識點,這幾部分與高效精密加工研究密切相關的知識點恰好正是機械制造技術基礎課程的難點與重點內容。對于缺乏實踐經驗的本科生來說,理解和掌握這些內容十分困難,為了應付考試學生只能死記硬背所學知識點,降低了學生的學習積極性,更不用說提高其獨立思考能力和創新精神。對于從事機械加工研究的高校教師來說,在教學準備階段,應大量閱讀與課程內容相關的科學論文,特別是較為前沿的文獻資料,結合自己的科研成果,以相關科研結論來講述相關知識點的重要性及實用性,以問題的形式啟發學生獨立思考相關科學實驗及數值模擬結論的合理性及可行性,從而激發學生的學習興趣,培養學生的獨立思考能力和創新能力,并使其具有一定的科研素養。
3.2學術探討課程教學方法和手段
現代教育提倡多樣式的教學方法,如討論式、啟發式、問題引導式、案例式等來激發學生的學習積極性[12]。機械制造技術基礎課堂教學在每次講授知識點時,先引用相關的科研論文或者自己的科研成果來詮釋知識點的實用性和重要性,提高學生的學習積極性,然后進行教材基本知識點的講述,最后為了能夠提高學生的獨立思考能力、創新能力和綜合分析問題的能力,可以相關的科研論文或科研成果為基礎提出問題,引導學生以教材的基本知識點為基礎探討相關的科研成果,從而提高學生的科研素養。合理布置課后作業對鞏固課堂理論知識和激發學生的學習興趣具有一定的幫助作用。學術探討教學模式的課后作業要追求一定的豐富性、多樣性,改變傳統的練習題模式,避免學生的抄襲現象,提高學生的科學素養。教師可以尋找與課堂內容相關的科研論文或者讓學生自己檢索相關的科研論文,對科研論文進行閱讀,結合教材基本知識寫出大概100~200字的思考體會。
3.3學術探討課程設計和畢業設計
課程設計是機械制造技術基礎教學中重要的實踐環節,可以加深學生對所學知識的理解能力。目前機械制造技術基礎課程設計的選題常為機械典型零件的加工工藝規程設計。在明確設計任務的前提下,可以要求學生選用多種工藝方案和工藝路線,引導學生利用綠色制造等前言科技來分析多種工藝方案和工藝路線的利弊,讓學生更為直觀地體會合理選擇零件工藝方案和工藝路線的重要性以及了解綠色制造技術前沿科技的概念及實用性[13]。畢業設計是普通高等院校各專業教學計劃中的重要組成部分,是對學生本科階段所學專業知識的綜合、深化和升華,著重鍛煉學生利用各種資源來檢索所需知識并解決實際問題的綜合能力[14-15]。目前大多數地方高校的畢業設計選題多為機械典型零件的加工工藝及夾具設計、數控機床部件的設計、機械加工模具的設計等,其中機械典型零件的加工工藝及夾具設計與機械制造技術基礎課程設計、機械設計制造及自動化綜合課程設計的內容有較多重復的地方。為了能夠進一步提高本科生的創新精神、獨立思考能力和科研能力,地方高校應該打破機械設計制造及自動化專業畢業設計題目的限制,高校教師依據自己的研究方向給學生擬定畢業設計題目,讓學生進行新材料或傳統金屬材料的切削加工試驗研究、基于綠色制造合理工藝路線的選擇和有限元仿真切削加工性能研究,使得學生能夠對機械制造技術基礎中相關理論知識有更深層次的認識,也提高了他們的科學研究能力、從事工程試驗和對試驗數據分析處理解釋的能力。
4結語
機械制造基礎論文范文2
關鍵詞:課程教學;教學方法;專題驅動
中圖分類號:G642.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)16-0069-02
機械制造工程學是研究機械加工機理與規律、工藝系統的組成與功能的一門科學,是機械工程專業的主干必修課程。通過本課程學習,使學生掌握機械制造工程的基本概念、基本原理與方法,了解現代機械制造技術領域的最新發展,學會用工程技術手段分析、解決生產過程中的質量、效率等問題,成為機械制造工程領域的高素質、創新型人才。機械制造工程學課程內容是由原機械制造專業三門課程(切削原理及刀具、機床及夾具、制造工藝學)整合而成。從培養學生在機械制造方面的綜合素質出發,以機械制造工藝為主線,以優質、高效、低成本為目標,將加工原理、加工質量控制、加工工藝與裝備等有機結合,形成寬結構、重素質、強實踐的課程結構體系。由于本課程涉及知識面寬、內容多、學時又不斷壓縮,造成教學過程的教與學“兩方為難”的現實。一方面,教師面對諸多內容存在講授知識取舍的難題。另一方面,由于培養方案中課程教學進程的安排問題使學生知識鏈不夠完整,對所學內容理解存在一定難度。教師如果采取“滿堂灌”的教學方法講授課程內容,學生在學習過程中會感到枯燥,學習積極性不高。而且,如果教學過程仍然停留在書本的知識上,不利于拓寬學生的視野、提高學生的工程素質和創新能力。如何完成教學目標并取得較好的教學效果,一直是教學一線老師和教學參與者不斷探索的課題。就本課程的教學改革,相關教師在優選教學內容、改進教學手段(如多媒體課件、教具等)兩個方面做了許多有益的嘗試[1-5]。在國家實施“高等學校本科教學質量與教學改革工程”,建設“研究型大學”的背景下,研究新的教學方法對提高課程教學質量和人才培養質量具有重要意義。
一、基于建構主義學習理論[6]的“專題驅動式”教學法
建構主義教學觀認為:(1)學生是教學情境中的主角,教學情境中要尊重學生的主體性,學生只有在成為教學情境中的主角以后,才會積極主動地參與教學過程。(2)教學是激發學生建構知識的過程,獲取知識是學習者自我建構的結果,教學不只是傳授、灌輸知識的活動,更重要的是激發學生建構知識的過程。(3)教師是學生學習的引導者和輔助者。過去人們一直期待教師“傳道、授業、解惑”,所以在傳統教學實踐中,教師多是知識的傳授者、班級的管理者。但在建構主義看來,教師的價值則體現在能否激發學生以主動思考、探究、合作的方式學習,教師應是學生的引導者、輔助者或咨詢者。“專題驅動式”教學法是一種建立在建構主義學習理論基礎上的教學法,它將以往以傳授知識為主的傳統教學理念,轉變為以分析、解決問題為主的多維互動式的教學理念。學生的學習不單是知識由外到內的轉移和傳遞,更應該是學生主動建構自己的知識經驗的過程。學生帶著真實的專題任務在積極探索中學習,在這個過程中,學生會不斷地獲得成就感,更大地激發他們的求知欲望,從而培養其獨立探索、勇于開拓進取的自學能力。在機械制造工程學課程教學中開展“專題驅動式”教學法實踐,就是在講授課程基本內容的前提下,選擇適合深入研究(設計)的內容(包括由于課時限制,課堂不講的課程內容),以不同形式的專題,提供給學生個人或團隊自主研究。通過相關文獻資料的檢索、調研、試驗、設計計算等過程,培養學生綜合利用相關知識、手段和技能,分析解決生產實際問題的能力。以期做到:專題驅動興趣、專題驅動創新、專題驅動能力、專題驅動發展。
二、課程專題的規劃設計與實施
機械制造工程學課程圍繞機械制造工程各主題,系統構筑機械制造基礎知識體系結構,主要內容包括:金屬切削加工的基礎知識、金屬切削過程的基本規律、機床與刀具、機械加工精度、機械加工表面質量、機械加工工藝規程的制訂、工件的安裝與夾具、機器裝配工藝等。根據以上課程內容,建立了一定容量的專題庫??紤]到學生的興趣和擅長,做到因材施教,將專題設計為學術研究型(A)和工程應用型(B)兩類。前者主要側重分析、研究制造過程中機理、基本規律以及加工質量的控制;后者主要側重工藝參數設計計算及優化、工藝規程與工裝的設計。在課程學習過程中,學生根據個人興趣和擅長,從專題庫中選擇某一專題開展研究(設計),并利用業余時間完成。課程結束后一周內提交研究論文、報告、圖紙、工藝文件等,論文、報告題目可根據專題內容自擬。可以將與兩個內容相關的簡單專題融合為一個專題研究;有一定難度的專題可以2人一組共同完成;同一專題重復研究不超過3組(應體現不同的視角、不同的方法、不同的方案)。各班學習委員要掌握專題的選擇動態,課程結束前將專題選擇結果報給任課老師。在課程結束后,教師根據專題完成情況選擇一定數量的專題,組織同學匯報并點評。專題完成的質量將以一定的比例記入課程成績。
三、“專題驅動式”法教學效果
通過“專題驅動式”教學法在機械制造工程學課程中的實施,取得了較好的教學效果。“專題驅動式”教學方法改變了以往“教師講,學生聽”的被動學習模式,形成了學生主動參與、探索創新的新型學習模式,激發了學生的學習興趣,培養了學生分析問題、解決問題的能力以及相互協作的能力。部分學生提交的專題研究論文(設計)報告質量較高,下面是教學中的幾個例子。例1:定位誤差的分析與計算是機械制造工程學課程教學中的重點內容。按照定義,定位誤差等于基準位移誤差與基準不重合誤差之和。當定位方案比較復雜時,按定義求某工序的定位誤差比較麻煩、容易出錯。教學中引導學生定位誤差溯源,提出用圖解法分析、計算定位誤差,即在夾具定位元件約束的情況下,根據工件各定位表面相關極限尺寸的組合,找出工序基準的兩個極限位置,再根據加工工序要求得到定位誤差,教學中收到很好的效果。例2:學生通過文獻檢索、調研參觀后撰寫的“箱體類零件孔系加工方式與加工精度分析”專題論文,總結了箱體零件的孔系結構(平行孔系、同軸孔系、交叉孔系)以及相應的加工方法,針對同軸孔系,系統分析了鏜孔時的受力變形、鏜桿與導套幾何形狀精度及配合間隙以及鏜削方式(懸臂鏜、支承鏜,鏜桿送進、工件送進等)對加工精度的影響規律,論文具有較高的學術水平。
在機械制造工程學課程教學過程中,我們總結的教學原則是:基本知識通過課堂講授完成,重要知識點通過習題鞏固,系統知識通過章節總結形成,綜合創新能力通過專題驅動。課堂講授采用啟發式互動式教學,培養學生提出問題、思考問題、解決問題的習慣,為實施“專題驅動式”教學打下基礎,使各環節形成有機聯系的整體,從而取得滿意的總體教學效果。
參考文獻:
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機械制造基礎論文范文3
關鍵詞: 非機類 《機械制造基礎》 教學實踐
1.引言
地方工科院校立足地方、服務地方,以培養服務地方經濟和社會發展的高級應用型人才為辦學宗旨?!懊嫦蚬こ?、強化實踐、貼近需求”,地方工科高校能更好地實現人才培養目標。據統計,近幾年來,我校會計、工商管理專業畢業生就業于制造類企業的占就業學生數的比例均在70%左右。為適應這一新形勢,我校對一些非機類專業例如工商管理、會計、工業設計等專業開設了《機械制造基礎》課程。該課程的教學目的是使學生熟悉機械產品生產的一般過程,掌握一定的工程基礎技能和實踐知識,在處理專業問題時具有良好的機械制造知識背景。這樣,本課程和先修課程《機械制圖》,以及金工實習,便形成了較為系統的工程素質培養體系,為學生的專業課學習和今后從事制造業相關工作奠定了必要的基礎。然而,在教學過程中,很多教師普遍感到非機類專業學生對本課程學習興趣不強,空間想象能力、理解能力較差,存在教學吃力、教學效果不佳等狀況。我在從事非機類專業《機械制造基礎》教學實踐中探索和總結經驗,供大家參考。
2.以專業培養目標為導向,調整教學內容
非機類《機械制造基礎》課程所包含的內容多,覆蓋面廣,包含機械工程材料、機械零件、金屬切削原理、機械加工工藝、先進制造等方面內容。在有限的學時內把這些內容講深、講透是不可能的。課程內容的構建應該以專業培養目標為導向,優化教學內容,重在基本知識、基本理論和基本技能的傳授。在本課程內容構建中,我們緊緊把握“基本工程素質教育”為目的,確立了以“機械工程材料選用、機械零件基本概念、零件加工方法、機械加工工藝”為課程教學主線,建立了符合事物認知規律的教學體系。在具體教學內容上,根據各專業的特點,特別是應按學生實際工作需要,對課程內容有所取舍,做到“有所為有所不為”。例如:對于經濟管理類學生,畢業之后工作崗位不可能是一線的機械類技術工作。因此,在保證基本理論知識夠用的前提下,從管理而非設計專業培養的角度,在課程內容進行了調整。機械加工工藝、先進制造技術等方面內容予以增加,降低了機械零件、刀具角度和夾具等方面的難度和深度,這與培養應用型、創新型管理人才的培養目標是相適應的。
3.以增強教學效果為目標,改進教學方法
對于非機類專業學生來說,主觀上由于專業的原因學生對這門課興趣不是太濃,客觀上非機類專業特別是文科類學生空間想象能力、邏輯思維能力稍差。學生在學習本課程時感到抽象、難學,教學效果不理想。如何激發學生的學習興趣,采用什么樣的教學方法,才能夠增強教學效果,是教學中必須重視的問題。
3.1重視緒論的教學,激發學生學習本課程動力。
對于一門課程來說,緒論是學好這門課程的“觸發器”,緒論的教學應該引起足夠的重視。內容豐富、教學方法合理的緒論教學,能夠讓學生充分了解本課程的內容和學習好本課程的重要性。在本課程緒論教學中,我們采用多媒體課件讓學生觀看我國機械制造業的過去、現狀和發展方向,并對比國外的先進制造業,學生會被屏幕上豐富多彩的畫面和生動的內容所吸引,再加上教師的引導和講解,會在很大程度上激發學生的學習興趣,特別是了解了我國與國外先進制造業的差距后,學生會增強使命感和責任感。在此基礎上,教師順勢深入講解本專業學習本課程的重要性和必要性。例如對于工業設計專業,在講述工業設計與制造業的關系時,類比了建筑學和結構學的關系,深入淺出地闡述了工業設計和制造業的關系。通過這樣的教學活動,學生的學習本課程的動力被調動起來,為整個課程的學習奠定了良好的基礎。
3.2采用互動式教學方法,提高學生學習興趣。
學習興趣是學習的原動力。托爾斯泰說:“成功的教學所需要的不是強制,而是激發學生的興趣?!睂τ诜菣C類學生來講,本課程相對其他課程是抽象而枯燥的,所以應該采取更靈活、更活潑的互動式教學方式。例如根據管理類、藝術類學生的思維特點,可以經常采用課堂討論的方式進行教學活動。教師在課堂上針對教材中的基礎理論或主要疑難問題,提出一步一步的問題,學生獨立思考之后,共同進行討論。教師在討論中注意引導和辨析,討論結束后,應當歸納與總結。在實際教學過程中,發現對于非機類專業采用互動式教學方法,能夠充分發揮學生的主觀能動性,激發學生的學習興趣和參與意識,能取得較好的教學效果。
3.3把握認知規律,采用引導式教學方法。
引導式教學方法是指在教師的啟發之下,讓學生按照自己的觀察和思考事物的方式去認知事物。引導式教學更符合學生對知識的認知規律,能夠較好地實現預期的教學目標。例如在講解鐵碳合金材料性能時,首先對優質碳素鋼、普通碳素鋼、低碳鋼、球墨鑄鐵等不同材料的軸類零件的強度、剛度、耐磨性,以及性價比進行比較、分析,讓學生有了直觀的感受,再講解各種材料的功能和應用范圍。通過這樣的教學方法,學生易于接受,對所授知識有了更深刻的印象。
3.4多采用實例教學方法,提高教學效率。
本課程與實際工程密切相關,可以較多地采用實例教學方法,達到事半功倍的效果。例如講解機床的結構時,可以采用實例教學法,帶學生到實驗室,針對具體的機床進行講解,效果更理想。
4.以學生為主體,不斷優化現代化教學手段
現代化的多媒體教學手段,集聲音、圖像、視頻和文字等媒體為一體,具有形象性、多樣性、新穎性等特點,能夠優化課堂教學結構,提高教學效率,在教學中得到了廣泛的應用。然而,在教學活動中如果由于過分依賴多媒體課件,對所講授內容不熟悉、理解不深刻,反而無法取得良好的教學效果。例如有些青年教師把所有內容都放入課件中,講課僅僅是從原來的“背書”改成“念書”,上課時一味播放課件,學生毫不動腦地看熱鬧,多媒體教學成了講稿演示。另外,多媒體教學具有信息量大、進度快的特點,如果不注意教學策略和方法,非機類學生可能就會感到無所適從。因此,應該以學生為主體,處理好傳統教學與現代化教學的關系,優化現代化教學手段,充分發揮多媒體教學的優勢。
在非機類《機械制造基礎》教學活動中使用現代化教學手段應該注意兩個方面:一方面,在制作多媒體課件時應該考慮本專業學生的心理特征和認知結構。在突出教學重點、難點的情況下,可以適當增加圖片、視頻等媒體,增加課堂的趣味性和活潑性。例如在講授鑄造工藝時,我播放了多種鑄造工藝的教學視頻,在每種視頻后對每種鑄造方法的特點和使用場合進行了歸納與總結。采用這種方法不僅完成了教學目標,而且使教與學更加輕松,提高了課堂教學的實效。另一方面,在使用多媒體課件教學中,教師應該時刻注意與學生的互動,防止出現“學生盯著多媒體看,教師圍著電腦轉”的現象。教師要經常走下講臺,走到學生中講解,用眼光與學生交流,感受學生的學習狀況,根據學生的反映和表現隨時調整教學進度和教學方法,用積極的雙向交流來促進學生對知識的學習。
在利用現代化教學手段教學中強調充分發揮學生的主體作用,這并不等于老師的主導作用就消失了。目前高校教學改革的主要目標之一,就是要改變傳統的以教師為中心的教學結構,建立一種既能發揮教師的主導作用,又能充分體現學生學習主體作用的新型教學結構。非機類《機械制造基礎》教學中,一方面由于專業背景的限制,另一方面本課程內容繁雜,學生不容易建立系統性的知識結構。教師應當充分發揮主導作用,時刻把握教學目標,在教與學過程中的起到“領航員”的作用。
5.科學制定考核評價體系
建立科學的考核評價體系必須結合本專業、本課程的教學特點,能夠充分反映學生的綜合素質。我們對于非機類《機械制造基礎》考核中,除了傳統的考核方式外,設置了小論文形式的考核方法。這是考慮到《機械制造基礎》是一門實踐性很強的課程,而對于非機類專業,沒有相應的實驗課和課程設計,利用小論文能夠考查學生綜合利用知識解決實際問題的能力。在典型零件的加工方法考核小論文中,安排每組3-4人,對一零件加工工藝進行設計和編寫,對于非機類學生來說,難度不小。但是學生經過查閱資料、小組討論,甚至有的學生到機械學院找同學請教,基本完成任務。從考核結果來看,學生完成情況良好。通過這樣的考核方式,不僅考查了學生的綜合素質,而且提高了學生的創新能力,收到了較好的效果。
6.結語
作為工科院校非機類專業進行工程素質培養的重要課程《機械制造基礎》,教師在教學實踐中,應針對非機類專業學生特點、本專業課程體系特點和課程本身的特點,采用靈活多樣、富有實效的教學方式和手段,充分調動學生的積極性,培養學生良好的工程素養,為他們以后從事本專業工作打下良好的基礎。
參考文獻:
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機械制造基礎論文范文4
關鍵詞:機械制造;自動化;信息化;智能化
機械自動化是指將機械制造技術與自動化技術相結合,進而在利用機械制造產品的過程中實現自動化生產。從而有效提高機械設備的生產作業效率。隨著機械制造業技術的不斷發展,機械自動化技術已經成為現階段機械制造產業技術升級與改造的主要內容。實現機械制造領域的自動化技術,也是提高生產力的有效手段。
1、我國機械自動化的現狀
機械自動化技術從上個世紀20年代開始發展應用以來,已經得到了迅速的發展,特別是近年來計算機的高度集成化,開始采用了計算機集成制造系統,大大加快了機械自動化的發展,但我國仍處于初級操作階段的自動化。目前,世界各國的機械自動化水準除少數工業發達國家的某些生產部門外,大多數還處于操作階段的自動化。我國也不例外,我國的產業結構層次低。當前,我國還處在社會主義初級階段,經濟、財力、生產力水準、國民素質等,與世界主要國家的差距是很大的;我國有豐富的勞動力資源,每年城鎮新增就業人口達兩千多萬,且今后每年的就業人數還會增加。機械自動化最大限度地提高勞動生產率,勞動力的過剩和分工的轉移就是一個現實問題。
2、機械自動化技術優勢分析
(1)提高機械生產的能力與產品質量。通過自動化以及信息化的控制系統,保證了生產加工過程中全自動化流水作業,生產力得到大幅度提高。此外機械設備的自動處理以及自動控制可以有效避免人為因素造成的質量問題,有利于控制質量。
(2)機械設備工作狀態下的安全性得到保障。由于機械自動化技術通常具有自動監視、保護以及問題分析診斷功能,因此對于由于電力、操作失誤等造成的故障可以采取自動保護措施,避免故障的發生對于設備以及機械操作管理人員造成威脅。
(3)節約原材料以及能耗。機械自動化技術可以在較低的能耗狀態下調整機械設備處于正常工作狀態,同時將機械設備的工作條件自動調整,因而有助于節約原材料的投入,具有較好的節能原材料的效果。
(4)機械自動化技術適用范圍較廣。將機械自動化技術與數控技術等有效整合,可以全面的提高生產加工的自動化水平。同時具有集控制、監測、調節以及診斷于一體的功能,適用范圍較廣,對于工業、農業以及國防軍用等領域,均可以適用。
3、機械自動化技術的系統構成
機械自動化技術作為一項繁瑣的系統工程,融合了多門學科多種技術。實現機械設備的自動化生產加工,通常需要以下幾個單元協調工作:
(1)自動化程序設定單元。程序設定單元主要是通過寫入程序,決定機械的自動工作步驟以及工作方法。
(2)作用施加單元。這主要是對自動化控制系統提供能量,并進行工作狀態的準確定位。
(3)傳感傳遞單元。傳感單元主要是通過各種傳感器,對機械工作狀態進行監測,并及時將各項信息傳遞給控制系統。
4、我國自動化技術發展過程中存在的問題
(1)自動化技術相比發達國家仍處于落后水平。由于受到我國基礎工業的限制,我國的機械自動化仍處于較低水平。尤其是在關鍵部件與核心控制元件等,仍處于傳統落后的單機自動化,用戶對于自動化水平進行提升的要求非常迫切。
(2)機械制造加工方法落后。制造工藝粗糙,新興技術推廣應用不到位,傳統低產能工藝仍在使用,產品質量水平低是目前我國機械制造自動化存在的主要問題,改進加工方法,提升控制技術已經成為機械自動化技術的發展重點。
(3)機械設計未能實現自動化。發達國家已經在機械設計等領域采取計算機輔助系統,大幅提高了機械設計的自動化水平,改善機械設計方法,推動工業生產進步這也是我國機械自動化水平面臨的問題
(4)機械生產加工自動化控制實現程度較低。我國大部分機械自動化控制仍未能落實,只有少數企業采用了先進的計算機輔助管理系統,對于機械控制管理技術的革新認識不足。
5、機械自動化技術在機械制造業中的發展應用技術研究
對于機械自動化技術的應用,應結合機械設備的具體情況以及生產與技術條件,制定自動化的生產方式,才能保證自動化技術可以產生較好的經濟效益?,F階段我國機械制造業正逐步向集成化以及智能化不斷發展,并將自動化技術與信息集成、輔助控制技術等結合使用,為機械制造自動化發展提供動力。
(1)智能化的機械制造控制
隨著自動化技術水平的不斷發展,機械制造自動化技術已經與系統工程、智能系統控制等相互交織,形成了綜合性較強的機械制造技術產業。智能化的機械制造技術,作為機械自動化技術發展的分支,通過將人工智能控制系統滲透到機械制造系統中的各個部分,通過智能系統模擬專家的分析判斷,對于機械制造過程中的工作狀態進行監視,并及時發現系統在工作過程中的問題,通過對自身工作參數的及時調整適應工作環境或者是自動采取糾正措施,保持工作狀態的穩定。
(2)柔性化的機械自動化技術
隨著機械制造技術的不斷發展,應變能力強,反應快速的柔性化機械制造加工技術已經成為市場需要,對機械制造進行優化設計調整,實現柔性化的自動系統控制,也成為機械自動化技術的發展趨勢之一。柔性化的機械自動化技術是指在保證生產柔性化基礎上,通過對于機械控制系統人機界面的合理調整,并建立完善可靠的信息控制系統,實現計算機全程管理。柔性化的機械自動化技術的特點在于,將自動設備與普通的機械同時配置,在允許自動化生產加工的前提下,允許人工對于其工作狀態進行外部調整,以及時更改工作狀態或者工作參數,達到機械控制內部組織方式的改良優化。
(3)虛擬化的機械自動化技術
虛擬化的機械自動化技術是指將現代花的機械制造技術與仿真技術相聯系,結合自動化技術、人工智能技術、數控技術以及計算機建模技術,對機械加工制造過程進行科學合理的仿真,進而可以及時預測實際工作狀態下可能發生的問題,并通過仿真過程不斷調整各個控制系統及工作參數。進而實現原材料以及能耗較低、加工制造能力高的機械制造狀態,最終實現降低機械加工制造成本,加快機械產品研發周期的目的。
(4)集成化技術
實現機械加工制造自動化技術的升級改造,必須通過對于整個系統的集成化改造。由于電子技術以及計算機技術的不斷發展,各種能夠改善機械自動化技術的新技術不斷發展,這對于提高機械加工制造生產能力具有重要的意義。集成化技術主要是集成了計算機輔助設計、信息控制以及智能管理等方面的技術。以系統工程作為整體的理論指導,對于機械自動化系統進行必要的重組與升級,將影響機械加工工作的各種因素綜合考慮,最終實現自動化水平高、生產能力強的有機整體。
(5)微型化的機械自動化產品
在軍事、通訊、信息以及醫藥等領域,需要機械產品具有規格小、能耗低、易于控制、使用壽命長的特點。因此對于機械自動化技術的革新升級,應側重于自動化產品的微型化處理方面,實現微型化的機械自動化產品。對于促進相關技術領域的發展也具有重要的作用。
結語:
機械自動化技術對于提高生產加工效率。降低勞動強度,實現接卸制造業的產業升級意義重大,同時對于國民經濟、國防軍事等也有重要的影響。發展生機機械自動化技術,必須充分認識到我國現階段技術缺陷,并獨立自主的開展技術研究,不斷構建以信息化、智能化為主導的機械自動化技術,推動我國機械制造產業的進一步發展。
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機械制造基礎論文范文6
關鍵詞:激光加工,農業機械制造
1.激光加工技術概述
激光加工技術是一種高度柔性和智能化的先進加工技術, 它集成了CAD技術、數控技術、激光技術和材料技術等現代科技成果, 技術涉及范圍廣。激光加工技術是指各種以高能密度激光束為手段, 通過激光束與材料之間的物理和化學等作用, 實現改變物質形態或性質的先進材料加工技術。激光加工涉及激光物理、材料、電子、機械和工程傳熱等多門學科, 綜合了激光、制造、控制和計算機應用等多項技術, 已成為多學科交叉和多技術綜合的一種典型的先進制造技術。激光加工具有非接觸、無污染、熱影響區域小、加工精度高以及可選區加工等特點, 而且在特定的加工情況下是其他制造方法不可替代的。因此, 激光加工技術在許多行業中都得到了重要而廣泛的應用。由于其獨特的性能在農業領域得到廣泛應用, 在誘變育種、增強種子活力、促進生長發育、提高產量和品質、平地整地、提高節水灌溉能力、防治病蟲害等方面發揮著越來越重要的作用。
2.激光加工技術在農機制造中的應用
21世紀是一個以信息、生物等高科技為支柱的知識經濟時代, 我國農業只有加快現代化進程, 才能在國際競爭中立于不敗之地。發展現代農業少不了農業機械的支持, 制造技術成為其重要的組成部分。當前農業機械由于其自身應用的特點和工作對象的復雜性, 尤其是農機制造行業的設計加工手段比較落后, 使其創新少, 新產品開發周期長, 成本高,制造質量比較粗糙, 產品壽命相對較短。免費論文參考網。為了大力提高農機的制造技術, 并與其他機械制造業平行發展, 必須加大激光等先進制造技術在農業制造中的應用力度, 提高農機制造企業的現代生產技術水平。
2.1激光快速成型技術在農機制造中的應用
快速成型技術即直接根據CAD模型快速生產樣件或零件的技術總稱。它集成了技術、數控技術、撒光技術和材料技術等現代科技成果, 是先進制造技術的重要組成部分 。其原理產品三維CAD模型一分層離散—按離散后的平面幾何信息逐層加工堆積原材料生成實體模型。它能根據CAD模型電子模型自動、直接、快速、精確地將設計思想物化為具有一定功能的原型或直接制造零件, 在不同模具和工具的條件下生成幾乎任意復雜的零部件, 解決了從設計到制造的快速對接問題。因此, 該技術可以對產品設計進行快速評價及修改, 有效地縮短了產品的研發周期, 降低了開發成本, 滿足了當今競爭日益激烈的市場對新產品快速開發和快速制造的要求, 提高了產品的市場競爭力和企業的綜合競爭能力。其中, 激光選區燒結是快速成型制造中的重要工藝方法之一。這種制造方法具有成型速度快、精度高、表面質量好、后置處理簡單和省時等特點, 是一個具有生命力的技術, 為制造技術的發展創造了一種新方法。
農業機械生產過程具有特殊性。零件多具有較復雜的形狀, 如耕地機械、整地機械和收獲機械等。此外, 復雜曲面較多, 如犁體曲面、旋耕機旋刀、水泵葉輪和送料螺旋等, 而且根據具體的生產情況不同, 其形狀還需相應調整。因此,利用傳統的機械加工方法研制這種農業機械零件, 不僅研制開發時間長, 加工工藝復雜, 而且很難達到理想的效果。運用先進的激光快速成型集成技術, 不僅大大縮短新產品的開發周期, 降低開發成本, 而且制造質量也優于傳統制造方法。
2.2激光表面強化與熱處理技術在農機制造中的應用
激光表面強化與熱處理技術是一種新型的材料表面處理技術。激光表面強化技術的原理是利用激光穿透能力極強的特點,當把金屬表面加熱到僅低于熔點的臨界轉變溫度時, 其表面迅速奧氏體化, 然后急速自冷淬火, 金屬表面迅速被強化川。激光熱處理是傳統熱處理技術的發展和補充, 它可以解決其他表面處理方法無法解決或不好解決的材料強化問題。經過激光處理后, 可以提高其抗磨損、抗疲勞、耐腐蝕和防氧化等性能, 延長其使用壽命??傊? 激光表面技術對于提高零部件的表面綜合機械物理性能, 改善產品的性能、使用壽命,增強產品的競爭能力起著至關重要的作用。
農業機械量大面廣, 種類繁多, 每年由于表面破壞和失效帶來的損失非常巨大。資料表明, 農機產品的失效破壞,約60%有是由零件表面的腐蝕和磨損造成的。如耕作、播種和收獲機械的許多零部件, 直接與土壤接觸, 其腐蝕和磨損相當嚴重, 導致故障增多、生產率下降, 作業成本明顯上升。免費論文參考網。農用動力中的氣缸、氣門、曲軸, 因磨損和腐蝕常會導致功率下降, 污染增加。各種農用泵、風機和葉片在表面磨損后, 工作性能下降, 壽命降低。因此, 在農機行業中大力推廣先進、實用的表面技術, 可顯著提高零部件的抗氧化、耐腐蝕、耐磨損和耐疲勞性能, 能最大限度地延長農機具的使用壽命己對于已損壞的產品, 采用表面修復工藝, 可大大節省資金,經濟效益十分顯著。
此外, 激光熱處理技術在農業機械制造行業應用極為廣泛, 在許多關鍵零件上如缸體、缸套、曲軸、凸輪軸、排氣閥、農技服務年閥座或活塞環等幾乎都可以采用激光熱處理。在農業生產中, 機器的工作條件是多種多樣的, 有些機器犁、中耕機、播種機和收割機直接在磨料介質中工作, 使許多零件磨損很快。免費論文參考網。另一方面, 為了獲得足夠的強度, 機器的材料用量較大,不僅浪費材料, 而且顯得笨重。對于此類零件, 激光硬化處理后的硬度比常規淬火硬度高5%一20%, 激光合金化可以根據要求選擇加人新材料, 形成以基材為基礎的新合金層,以獲得滿意的性能。此外, 由于處理后性能的提高, 可以選用低性能的基材, 從而減少了基材的質量。
2.3激光技術在農機零件修復中的應用
激光技術在農機零件修復中主要是應用激光熔覆技術。激光熔覆技術是一種新型的表面改性技術, 是指以不同的添料方式在被熔覆基體表面上放置被選擇的涂層材料經激光輻照使之和基體表面一薄層同時熔化, 并快速凝固后形成稀釋度極低, 與基體成冶金結合的表面涂層, 顯著改善基層表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性的工藝方法, 從而達到表面改性或修復的目的, 既滿足了對材料表面特定性能的要求, 又節約了大量的貴重元素。與堆焊、噴涂、電鍍和氣相沉積相比, 激光熔覆具有稀釋度小、組織致密、涂層與基體結合好、適合熔覆材料多、粒度及含量變化大等特點。
因此, 激光熔覆技術可以提高材料表面的耐磨與耐蝕等性能, 主要用于零件磨損后的修復及增強新制造零件的性能。對于重要零件如農機中的汽缸套和活塞等,由于工作量大, 高溫、高壓、侵蝕以及不同程度的摩擦, 其磨損量是很大的, 零件需要定期報廢和更換。對于耕地機械、整地機械和收割機械如犁、中耕機、播種機和收割機,作業時局部磨損很快, 零件報廢是因為局部的損壞。為了提高零件的使用壽命, 修復工作有著極大的意義。激光加工具有選區作用的獨特優點, 而且激光熔覆可以方便地修復磨損部位, 使零件不因為局部損壞而報廢, 提高了零件的可靠性和使用壽命,在投人費用最小的情況下重新達到更佳的性能要求。此外,用激光對模具進行修復, 可以大大提高模具的壽命, 又不受形狀和尺寸的限制, 在農機制造中也應大力推廣和采用。
3.激光加工技術在農機制造中應用現狀及前景
3.1激光加工技術在農機制造中的應用在我國尚不普遍, 主要是該行業對激光技術的應用還存在不同程度的神秘感和偏見。另外, 對激光技術的宣傳也不夠, 缺乏實踐。因此, 農機企業應盡快引進吸收工業生產中成熟的科研成果,利用好工業中已建立的多功能激光加工中心, 使其為更多的農機企業服務。
3.2激光加工技術的引人可以大幅度提升農業機械的制造水平。但對加工類型的選擇及激光器的使用, 要從基礎做起, 只有在充分掌握這種先進加工方法的情況下, 才能更好地改進傳統工藝, 發揮新技術的優勢。激光加工技術集成了CAD技術、數控技術、激光技術和材料技術等現代科技成果,技術涉及范圍廣。因此, 農機企業在上激光制造項目時, 一定要分析企業自身條件和需求, 向其他機械企業咨詢, 看準方向, 找到結合點, 循序漸進地進行。
3.3近年來, 大功率激光器和輔助設備的制造技術日益提高, 其基礎理論及生產技術日益成熟, 與其他加工設備相比, 大功率激光器的價格也不是很高。因此, 激光加工技術
在農業機械制造中的應用具備了一定的外部條件。另外, 隨著農業工業化的決速發展, 農業制造企業的實力明顯增強, 對產品質量的要求越來越高, 為激光加工技術在農業機械制造中的應用提供了內部動力和條件。因此, 目前激光加工技術在農業機械制造中的應用具備了條件。從農機應用領域來看,快速成型、熔覆及熱處理是激光加工技術應用的主要內容。