单位文秘网 2021-07-05 08:15:15 点击: 次
摘 要:本文主要介绍了新升应用性本科的机械类专业的教学改革,通过对陈旧的实验设备的改造与研制,修改了教学大纲,编写了指导书,结合机械、液压、控制技术的知识点,把液压与气压传动、电气技术与PLC、现代数控技术应用等有机结合,把课程设计、液压实验与调试、电气系统实验与调试有机结合,综合性、设计性、创新性实验的开出,取得了好的效果。
关键词:教学改革 机电液 综合设计性实验
一、引言
教育改革,最重要的就是要从培养学生的创新能力方面找抓手。创新能力是人的本质特征,是人的天赋所能和整体素质的表现,它不仅表现为知识的学习和应用,更重要的是发现问题,并积极探索的心理取向和善于把握机会的敏锐性及积极改造自己和改造环境的能力。但目前教材中的实验大多是验证性实验,在培养学生创新能力上不能发挥出应有的作用。作为应用型本科院校培养学生实践能力、创新精神和科学素质的重要手段,综合设计与实验的作用是很重要的。在高校实验教学中,某些环节已不能适应新时期培养目标的要求,例如实验技术单调,队伍水平不高,实验装备老化单一,实验类型大部分是验证性实验等,同时,现在大部分实验依托于某一门课程,在多课程知识有机结合方面缺乏综合性,在综合实践性教学环节缺乏有机组合,在激发学生自主思考发面缺乏开发性等等。为此,对课程设计、现代电气控制、液压实验台综合实验进行了教学改革,通过10多年的试验,效果很好。[1]
1.以往的工作基础
机械学院在专科时期就开始对现有设备进行改造和课程体系的重组,把液压与气压传动、现代电气控制及PLC等课程进行有机结合,开发了机电液综合设计与实验。这样的教学改革,开始时比较艰难,在1994年那个时期没有相应的实验设备,我们老师组合成一个创新团队,大胆进行尝试,先从设备改造开始,对机电工程系一台闲置的老实验设备进行了改造,完成了第一台“JDY-Ⅰ机电液综合实验台”, 该实验台主要由两部分组成:液压拆装系统和电气控制系统,可以完成机电液综合的一系列实验项目,并于1995年大胆地开创了综合性设计性的实验改革。综合性、设计性的实验主要是培养学生的创新能力以及提出问题、分析问题、解决问题的能力,对学生工程实践能力的培养也具有不可替代的作用。之后,我们老师更进一步地把课程设计也融入到综合实验中来,形成了早期的“机电液综合设计与实验”体系。[2]
2.随着经济的发展和科技的进步,尤其是我校升本以后,原有的实验设备已不能满足本科应用型人才培养的需要。为此,我们老师于2006年1月在教务处大力支持下,设备科立项投资7.85万元,进一步研制了“JDY-Ⅱ机电液综合多功能实验台”, 该实验台是集机械、液压、电控、数控于一体的多功能实验台。该实验台主要由三部分组成:液压系统、数控系统和电气系统。该实验台主要有拆装式液压实验台、PLC、软启动器、数控工作台等,其中PLC可以接现场总线,与计算机端口相接,软启动器具有在线控制功能,具有多种限制启动和限制停止的方式。“JDY-Ⅱ机电液综合多功能实验台”可以完成的实验项目如下表所示。
3. 随着办学规模的不断扩大,学生数不断增加。为了教学改革的不断深化,我们老师又在2009年3月,在学校设备科的支持下,自制了第三套“JDY-Ⅲ 机电液综合多功能实验台“,该实验台是集液压、电控于一体的综合实验台,实验台主要由两部分组成:液压拆装系统和电气控制系统,除了可以完成机电液综合实验以外,还可以完成以下实验项目:
(1) 节流阀、调速阀负载特性实验
(2) 电动机正反转控制电路模拟
(3) 星/三角降压启动控制电路模拟
(4) 常规电器控制液压回路实验等实验项目。
2、项目计划及实施情况;
为进一步推进机电液综合设计与实验改革,在学校的大力支持下,开始进行基于本科应用型人才培养的机电液综合设计与实验的改革与实践,包括:计划制订、教学大纲的编写、实验指导书等教学基本建设。[3]
(1)、教学计划
在仔细论证、深入研讨的基础上,我们将机电液综合设计与实验的改革成果写入了2003级本科教学计划。见下面表2。
(2)、实验指导书(教材)
为了能更好的开展教学改革,实施初期,我们编写了“机电液综合设计与实验”的实验指导书,经过实际使用,发现并纠正了若干不合理的地方,并进行了必要地修正,逐步达到了预期的效果。2009年,在自编讲义的基础上,由苏州大学出版社正式出版了《机械制造及自动化基础实验》教材,其中,第8章即时关于机械类专业的6个综合性设计性实验项目,而“机电液综合设计与实验”就是其中的一个。[4]
2013年3月由北京航空航天出版社正式出版了 《机电液综合课程设计与实践》教材,在使用中取得了显著的效果。
(3)、实验和课程设计的教学大纲
(略)
3、目前所取得的成效
机电液综合设计与实验是一项综合性、设计性的实践环节,它很好的模拟了工程实际中的一些现实问题,是机械工程及自动化专业实践教学体系的重要组成部分。
多年来,我们所做的机电液综合设计与实验改革以及实验设备的改造,在实验实践教学中发挥了重要作用,得到了省教育厅及专家的充分肯定,在教育厅组织的成果评选中多次获奖。同时,部分教师通过这项改革及设备研制,自身的能力和水平得到进一步提高;部分学生通过毕业设计的形式也参加了这个项目的研究与实践,极大地提高了他们的工程实践能力。[5]
(1)自制设备四项获江苏教育厅三等奖
(2)教师发表关于机电液综合设计与实验方面的论文
(3)教师团队编写了相应的教材2本,并于2009年,2013年正式出版。
通过教学改革,我们教师团队发挥了积极性,同时学生创新能力得到了提高,积极参加大胆地参加各种比赛活动,得到了一定的成绩,获得了肯定。
(1) 2010年,老师带领同学参加“国家制造业信息化培训中心、全国三维数字化创新设计大赛组委会”组织的全国三维数字化创新设计大赛,获得了省三等奖
(2) 我们老师带领的学生积极做好毕业设计,在毕业设计中充分发挥创新意识,2009年带领同学做的关于机电控制方面的“MPS分类存储和立体仓库单元系统控制设计”课题,获得了省优秀毕业设计三等奖
(3) 2008、2009年 我们老师带领的学生毕业设计获得校级一等奖
(4) 2010年 老师带领的学生毕业设计获得校级二等奖
(5) 2007年 老师带领学生参加省第一界机械创新设计大赛二等奖
(6) 2008年 老师带领学生参加省机器人大赛三等奖
这些成绩的获得,主要体现了学生的创新能力的提高,体现了教学成果提高。
4、推广应用价值及今后的设想
机电液综合设计与实验的改革与实践,把机械和电气控制技术有机结合,既发挥了学生的设计能力,同时,针对实践中出现的预先不能预知或有意设计的问题,组织学生成立研究小组,集思广益,分析问题,研究问题,解决问题,从而使他们的创新能力得到培养和锻炼,具有很高的推广应用价值。看到同学们经过自反复推敲、认真研究,克服一个个困难,得到理想的实验结果时的那种欢呼雀跃,我们也感到非常欣慰。
今后的设想:作为应用型本科的培养计划,应该多学科交叉结合,结合学生的综合能力和创新能力的培养,多开设一些与工厂实际相结合的项目,机电液综合设计与实验这种改革的开端和阶段性成果,我们还将继续努力,在以下方面进行改革和实践:1、金相、热处理、材料力学性能综合测试及材料成型等综合实验;2、轴类零件的综合测量;3、电气技术综合应用实验;4、刀具形状及切削关系综合实验等,以便更好地贴合实际,培养更多的具有创新精神和实践能力的工程应用型人才,为我校品牌大学创建工作做出应有的贡献。[6]
结语
总之,通过改造老设备,改变验证型实验为设计性综合性实验,结合不同学科知识,结合不同的教学形式,开发设计性综合性的实践环节,提高学生的创新能力,作为工科类应用性本科院校是很好的教学方式,值得推广。
参考文献:
[1] 管建峰等 机械制造及控制技术基础实验 苏州大学出版社 2009年7月 苏州
[2]张礼华 刘芳华 管建峰 主编机电液综合课程设计指导与实践 北京航空航天大学出版社 2013年3月 北京
[3] 王积伟等 液压与气压传动 机械工业出版社 2008年8月第二版 北京
[4] 史国生等 电气控制与可编程控制技术 化学工业出版社 2005年4月 北京
[6] 张万忠等 电器与PLC控制技术 化学工业出版社 2003年9月 北京
作者简介
管建峰,男,江苏常熟,1967年4月 级别:高级实验师 机械工程实验室主任 专业:机械电子工程专业 、 液压与气动 、 机电控制 、 实验研究
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