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【關鍵詞】儀式傳播;電視新聞;共同體;國家認同
電視新聞頻道作為中央電視臺的王牌電視節(jié)目,自2006年正式開播以來,已成為全國乃至全球覆蓋率和收視率較高、影響較大的電視新聞節(jié)目。它全天24小時播出,以最權威的視角、最快的速度向觀眾提供第一手的國內國際新聞資訊,突出時效性和信息量,實現(xiàn)滾動、遞進、更新式報道,成為國民生活中重要的“了解世界的窗口”。它“對內代表黨和政府,對外代表中華民族,它以最新、最權威的時政新聞,使得新聞聯(lián)播在某種程度上成了中國政局和經濟運行環(huán)境變化的‘傳感器’,也在某種程度上成為普通人窺探權力階層的窗口,又是當下處境中的中國人在公共場合表達主流意識形態(tài)話語的學習范本”[1]。更為重要的是,作為國家政治權威與秩序象征的電視新聞頻道,已成為中國人日常生活必不可少的一個“儀式”。它在整合社會意識、確立權威秩序、構建民族國家認同、動員和組織社會政治生活方面發(fā)揮著重要的儀式傳播功能。
電視新聞:儀式傳播與象征秩序
在我們的日常生活實踐中,電視媒介每天通過大量重復化、標準化、程式化、儀式化的節(jié)目生產和傳播,從新聞到電視劇,從各種娛樂節(jié)目到體育競賽,從國內新聞到國外新聞等,不斷維系和鞏固民眾對現(xiàn)有國家的合法性認同,加強著共同體的團結。而電視新聞頻道的誕生及大量電視新聞的傳播無疑對政治秩序的維護與確立有著重要的儀式意義和儀式價值。按照文化社會學的定義,儀式“是一種象征性的和富于表現(xiàn)性的行動,一種制度化的創(chuàng)造特殊時空的手段,個體在其中可以體驗到自己是這個共同體中的一分子”[2]。從某種意義上說,電視新聞頻道正是一個儀式傳播媒介,它象征著一個國家的政治秩序,為我們“構建并維系一個有秩序、有意義、能夠用來支配和容納人類行為的文化世界”[3]9。
可以說,無論在世界上哪個國家,新聞尤其是電視新聞都占有至關重要的位置,“是舉足輕重的新聞”。在《至關重要的新聞――電視與美國民意》一書中,學者研究發(fā)現(xiàn),“在美國人看來,只有電視――而不是雜志、廣播和報紙――才能對公共事件做最深入、最全面、最公正的報道”,不僅如此,“因為廣泛的到達率和較高的可信性,很明顯,電視新聞具有左右美國輿論的潛力”[4]3。事實上,“電視新聞不僅是一個無人能敵的信息提供者,而且無可爭辯地影響著人們對政治生活的看法。因為電視新聞有力地影響著觀眾對何為國家大事的判斷――只要在電視網的新聞中得到最優(yōu)先的報道,那么它們就會成為觀眾心目中最重要的國家大事”[4]7。可以說,“全世界的公眾可以通過媒體獲取帶有普遍性的信息,這是他們采取政治和文化行動時所依據(jù)的相當重要的資源。電視新聞節(jié)目可以形成和強化觀眾對一個問題是不是國家最重要的問題的判斷”[4]340。無疑,電視新聞的重要性和重要地位在我國也同樣如此,電視新聞頻道每天的各種欄目、節(jié)目,如《朝日新聞》、《新聞直播間》、《新聞聯(lián)播》、《新聞1+1》等,不但是我們日常生活行動的指南針,也是我們政治生活的晴雨表,更是國家秩序安全的風向標。
不過,上述認識大體是從信息傳播的角度來看新聞,如果從儀式的角度看,會發(fā)現(xiàn)新聞頻道的生產與播出“是一個儀式化的行為,更是一種戲劇化的行為,呈現(xiàn)在讀者眼前的并不是單純的信息,而是對這個爾虞我詐的世界的描述”,因此,“從儀式的角度看,新聞不是信息,而是戲劇。它并不是對世界的記述,而是描繪戲劇性力量與行動的舞臺;它只存在于歷史性的時間中,在我們假定的、常常是替代式的社會角色的基礎上,邀請我們參與其中”[3]9。同時,新聞“作為世界的替代向我們展示了一個完全不同的存在,它是社會共同體所創(chuàng)造的理想的投影”,“是一種對現(xiàn)實的呈現(xiàn),它為我們的生活提供了整體的形式、秩序和調子”[3]9。可以說,新聞是一種儀式傳播觀并不僅僅是美國學者凱瑞的發(fā)現(xiàn),英國著名學者羅杰?西爾費斯通也明確地指出了這一點,他認為作為日常生活的替代,電視新聞為我們的本體安全、為日常秩序提供了重要的支撐。這種支撐既是無意識的,也是我們能清楚感知到的,因為本體安全的維系要靠連續(xù)性、穩(wěn)定性、熟悉性及日常象征符號支撐,在主體與客體、現(xiàn)實與想象、信心與承諾、焦慮與安全之間進行轉換、調節(jié)。因為“新聞是讓人上癮的,世界越混亂,它就越容易讓人上癮。在調節(jié)人們受到的威脅、冒險的行為及危險中,新聞是一種關鍵性的機制”[5]24。因此,新聞成為一個轉換器、安全閥,它提供的儀式慣例為我們生活的安全和秩序提供了保障,作出了貢獻。“每天晚上看新聞其實是一種儀式,我們沉浸在它的機械性重復中――更重要的是,它播出了我們熟悉的和陌生的事物,使人安心的事物和使人感到威脅的事物。”[6]317它能緩解我們的焦慮和恐懼,“就像醫(yī)生在手術前后詳細地把治療過程告訴患者一樣,信息(關于災難或與災難有關的信息)也提供了治療,像是祈禱者或唱贊美詩的儀式一樣。在認知的范圍內,這是一種要求了解的愿望,它能撫慰我們的焦慮,保護我們遠離恐懼。這樣,信息――這是新聞報道存在的理由――就成為一個故事、一劑治療劑、一個集體儀式”[5]32。
愛德華?希爾斯指出,一個社會必須建立一個權威的規(guī)范,即“奇理斯瑪”規(guī)范,以便對社會進行有效的控制。可以說,作為一種國家政治秩序象征的電視新聞頻道所建立的既是“奇理斯瑪”權威秩序(它是符號秩序中心),也是信仰和價值的中心。“作為一個物體:電視屏幕為日常生活提供了一個焦點并為有限度的超越提供了一個框架――它暫時消除了人們的不信任――它讓我們從日常單調的世俗慣例中抽身出來,進入到一個由節(jié)目表與節(jié)目組成的神圣慣例中。作為一種媒介,電視延伸了信息世界中的觸及面和安全感,它把我們鎖在一個時空網絡中――這個網絡既是當?shù)氐模彩侨蛐缘模患仁羌彝サ模彩菄业抹D―它有覆蓋我們的危險,但也為我們想成為一個社群或鄰里關系中的一員打下了基礎。作為一個娛樂者和信息提供者,電視以它的體裁與敘述方式刺激并打擾我們,當然也讓我們安寧。”[5]28
就像芬蘭人一樣,對許多中國人來說,“關注新聞只是一種儀式,一種劃分日常生活節(jié)奏的方法和一種疏離的表現(xiàn)――很多人接觸新聞是因為他們把新聞看做是與外面世界聯(lián)系的方式或者生活中的一種固定方式――然而新聞的內容對他們來說無關緊要。因此新聞節(jié)目并沒有完成傳送信息的功能;它們?yōu)橥耆煌哪康姆眨^眾關注新聞節(jié)目已經成為一種儀式和習慣,從而維持一種安全感”[6]295。的確,作為“國家在場”的電視新聞頻道,不在于你看不看它(電視),而在于它是否存在。試想,假如有一天我們的生活中看不到電視新聞,沒有電視的播出,那么我們一定會認為這個國家出現(xiàn)了問題。因此,雖然我們會常常抱怨電視節(jié)目呈現(xiàn)的世界充滿了戰(zhàn)爭、騷亂、自然災害、犯罪等,但作為“視聽界的主人”和“沙發(fā)上的帝國者”,在家里觀看電視的我們還是會慶幸我們的安然無恙和平靜無憂,而這正是電視的魅力和“新聞的力量”。
電視時間:日常收看與社會整合
可以說,時間是社會賴以存在的媒介,更為重要的是,時間的特殊組織模式也是構建各種不同社會形態(tài)的至關重要的層面。那么,時間與媒介,電視與日常收看,儀式與社會整合有著怎樣的關系,電視在我們的生活中扮演著怎樣的角色,占據(jù)什么樣的位置,許多媒介學者對此進行了深入的探討。如英國學者羅杰?西爾費斯通在《電視與日常生活》中發(fā)現(xiàn)的“電視已經殖民到了社會現(xiàn)實的基本層面”,融入了日常生活的結構中,構成了我們本體的安全支撐。“它既是一個打擾者,也是一個撫慰者,這是它的情感意義;它既告訴我們信息,也會誤傳信息,這是它的認知意義;它扎根在我們的日常軌道中,這是它在空間與時間上的意義。――它的政治意義在于它是現(xiàn)代國家的一個核心機制。”[5]5總之,“電視不再是孤立的媒介技術,它迅速地嵌入到技術與媒介正在會合的文化之中”,而其中電視媒介的時間性對于社會整合及構建有著重要的意義。因為,“以時間作為媒介的廣播電視已深刻地蘊涵于現(xiàn)代社會的時間節(jié)奏之中,其意義遠遠超越了任何意識形態(tài)和再現(xiàn)等因素所扮演的角色。他們的首要任務是對現(xiàn)代性的傳遞、對社會領域的標準化和對私人領域的社會化。同時,廣播和電視在個體語境、人際語境以及制度語境中,維持了我們在平時生活中視之為理所當然的以及每天都要做的那些事情”[6]306。的確,“時間的問題不可避免地涉及了權力問題,到底誰有權力界定時間,這是誰有權力將一個標準的或全國性時間強加給他人的問題,也是時間與傳播模式之間關系的問題”[6]312。我們可以看到,“在電視機前,時間飛逝。以前由日歷上安排好的計劃,現(xiàn)在由電視節(jié)目預告代勞。在每一次我們參與的事件中,我們可以感覺到從一種日常生活空間進入另一種日常生活空間,跨越一道界限或門檻,進入有著清晰標志的儀式空間中,日常生活極端的平常性由一種不同類型的極端――高度象征化的極端所取代。在這些儀式性空間里,日常生活的文化得到強化”[5]250。
無疑,在我們的日常生活中,電視重新構建了我們的時間,將我們整合到一個社會中,同時我們在不知不覺中也參與了電視的實踐,一種構建和再構建的過程。有人說,電視是國家呈現(xiàn)在客廳內的面孔,普通的客廳絕不是一個單純的私人領域,而是一個非常重要的政治沖突發(fā)生的場所。“如果我們想要理解那些共同體或民族這類抽象概念的構成性動因,那么客廳正是我們的切入點。如果關注傳播在這些概念的形成、維持、重新創(chuàng)造和變化中所扮演的角色,那么,我們特別應當從研究客廳入手。”[6]336的確,家庭是社會的基本單位,國家是由家庭組成的,在這類廣播電視節(jié)目里,核心家庭是諸多節(jié)目話語中未言明的前提;不僅這種節(jié)目是面向“家庭受眾”的,而且這種對家庭的重視也決定了節(jié)目內容和表現(xiàn)風格。從這個意義上說,“廣播電視不僅使人們獲得只有親身到場的人才能獲得的體驗。除此之外,在增進象征意義上的國家的統(tǒng)一,將個人及其家庭與國家核心生活聯(lián)系起來,賦予受眾一個自我的國家的形象這些方面廣播電視技術的‘神奇地毯’已經發(fā)揮了根本作用,這里的國家是個可認知的社會群體,是超越了日常狹隘成長的更廣闊、公共的世界,是這些技術給予了通向它的象征性路徑[7]。”的確,正因為有了電視媒介,現(xiàn)代人已不再親身參加公共典禮,而是在家中通過電視媒體收看,專注一個象征性的核心,如觀看“兩會”、“感動中國”、“嫦娥六號”升空等,因此應該“把看電視理解為是一種儀式,其功能是構建家庭生活,并且提供參與到民族共同體中的符號模式以及消費和生產的行動模式中去”[6]327。
雖然也有學者指出,“在當今已經世俗化的工業(yè)社會里,儀式感的東西比過去遜色許多。由于工業(yè)化社會的規(guī)模及本質的緣故,其中所有的公民根本無法相識”,但“因此就必須制造一種持久性的集體認同感,儀式也就成為一種把共同體聯(lián)系起來的模式”[6]337。
很明顯,電視新聞頻道的設立正是制度性儀式實踐與生產的典范。它將公共與私人、神圣與世俗、國家與個人、信念與行動、民族與共同體、全球化與本土性等有效地連接起來,構筑著我們的生活和情感,也維護著我們的信念和安全。圍繞著新聞頻道的儀式性生產及制度性認同實踐,構成了中國人的精神生活空間和基本的文化價值系統(tǒng),也構成了國人日常生活本體的歸屬感和認同感。這種“涵化”和“主流化”效果也正是電視新聞傳播的主要功能。
電視空間:共同體與國家認同
有學者指出:“傳播的政治學已經和空間及地域的政治學交會在一起;有關傳播的問題也是關于共同體的本質與范圍的問題。”[6]320當前,中國正面臨著全球化、數(shù)字化、市場化的巨大沖擊,同時又處在一個從“禮俗社會”轉向“法理社會”,從“機械團結”轉向“有機團結”的現(xiàn)代化轉型過程中,在這樣一個多元而又快速變動的社會中,原有的認同消失了,人們需用新的認同構筑自己,人們需用文化來構筑界線把自己與他人區(qū)分開來,通過共享的文化象征符號,如語言、宗教、神話、信仰、價值體系等將人們整合到民族國家共同體當中,從而保持民族認同的凝聚性。而電視媒介是一種構建國家共同體及認同的重要工具。有學者指出:“無線電廣播和稍后出現(xiàn)的電視是制造‘我們感’的強有力工具。它們直接向受眾傳播發(fā)生在整個國家范圍的各種事件和儀式、各種形象和符號,從而使國家這一觀念變得真實可感。”[8]392通過電視,國家成為每一個成員都可以了解的共同體。如同社會生活的坐標,“電視以默默無聞的方式成為國家文化的‘最中心’;年復一年、循環(huán)往復地再生產,系統(tǒng)而又有規(guī)律地展開各種活動進程――節(jié)日、典禮和儀式,不分大小,也不論凡俗和神圣”[8]393。
可以說,國家本身就是一個政治共同體,我們可以看到關于國家各種各樣的界定中都強調了這一點。英國學者安德魯?海伍德認為:“國家是在確定的領土邊界內建立最高管轄權,并通過一套永久性機構行使權威的政治結合體。”它有5個關鍵特征:國家是至高無上的;國家機構被認為是“公共性”的;國家的活動是合法的;國家是統(tǒng)治的工具;國家是一個領土單位。[9]著名的美國國際政治學家亞歷山大?溫特強調,國家是一個有意圖的行為體,國家具有自我意識,即“國家也是人”,換言之“國家的指涉客體應該被概化為一種組織行為體,這一組織行為體與國家憑借政治權威結構所統(tǒng)治的社會有著內在的聯(lián)系”。而民族主義者安德森對民族―國家的界定更贏得了廣泛認同,他認為“民族國家是一個想象的政治共同體,是一種現(xiàn)代的文化的人造物”,但他并不認為這個“人造物”是“虛假意識”的產物,而是一種與歷史文化變遷相關,根植于人類深層意識的心理的構建。從上面的論述中,我們可以看到國家其實是一個綜合的共同體,它是建立在每個民族―國家之上的基于共同利益的政治共同體、文化共同體和意識形態(tài)共同體。而在全球化時代,置身在“文明的沖突與世界秩序重建”的語境中,“民族國家是而且仍將是世界事務中最重要的因素,但它們的利益、聯(lián)合和沖突日益受到文化和文明因素的影響”[10],因此構建民族國家認同就顯得尤為重要和迫切了。
世界上不管哪個國家,新聞傳播中遵循的最高價值原則,都是以國家利益、人民利益為首要的和最根本的價值取向的。因此,新聞必須與它的共同體共有一種情感,一套興趣、品位和價值觀。因為在一個民族國家中,人不僅是個體的,而且也一定是民族的、國家的。每個人總要根據(jù)自己所屬的國家來確定自己的身份,從自己的國家中獲得一種力量,表達對自己所屬國家的忠誠,找到一種歸屬感、安全感、意義感。美國學者甘斯在《什么在決定新聞》一書中指出:“新聞的首要目的源自新聞從業(yè)者作為國家與社會構建者與符號場域的管理者等功能。因此,新聞最重要的目的是為符號場域與公民階層提供有關國家與社會的全面的、典型的圖像(或構建)。”[11]
可以說,傳播和共同體是密切聯(lián)系在一起的,作為一個最普通、最廣泛、最日常的大眾媒介,電視跨越了時空,抹平了差異,它每天持續(xù)不斷地播出,不但將大量信息帶到我們眼前,同時也讓民族、國家這些離我們非常遙遠的抽象的政治概念轉化成我們每天可見、觸手可及的形象,它讓我們在面對災難時“同呼吸,共命運”,如“汶川地震”時刻;它讓我們在面對敵對勢力時,同心同德,眾志成城,如奧運會傳遞火炬受挫時。這也清醒地提示我們,“作為公民,就意味著在空間上與同時代的關系:這是一種超乎階層與血緣的關系,所有人一視同仁,都是政治這頂華蓋下地位相同的公民;……與分享同一遺產的祖輩之間的關系。這些關系廣泛而深遠”[3]28。
無疑,作為反映國家政治意識形態(tài)和象征話語體系的電視新聞,代表了一個民族―國家的意志、利益和尊嚴,展示了一個國家共同體的價值體系和意義結構,確認了國家的合法性、價值目標和行動方向,也構成了一個民族國家公民認同、意義、信心和希望的來源。通過時間和空間的構建,通過每一條新聞、每一次播報,電視新聞使我們成為一個“想象的政治共同體”的一員,它構建了我們對國家的認同,也為國民提供其強烈的歸屬感、身份感、安全感和團結感。它不但為中華民族的偉大復興發(fā)揮著重要的向心力、凝聚力作用,同時也為建設一個富強、民主、文明、和諧的社會主義國家提供了強有力的價值支持和信念支持,而這也正是它的儀式傳播意義和價值之所在。
[本文為國家社會科學基金藝術學項目《電視媒介儀式與文化傳播》(項目批準號:09BC029)的階段性成果]
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關鍵詞:高職;金屬工藝學;教學改革
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1003-2851(2012)01-0156-01
《金屬工藝學》是高職工科類院校的一門重要的專業(yè)技術基礎課,其內容主要包括金屬材料的基本知識、金屬熱加工工藝和金屬冷加工工藝三部分內容。由于該課程的專業(yè)特點和所處的教學位置,學生普遍感到學習難度很大,并產生了畏難情緒,學習不得其法,生吞活剝,死記硬背。因此,教師必須深入研究,探討教學方法,促進教學目的的實現(xiàn)。
一、基本思路
(一)以現(xiàn)代教育理論為指導。課程的教學改革要求體現(xiàn)傳授知識、培養(yǎng)能力、提高素質相結合的方向性原則,遵循學生的主體性和教師的主導性相結合、理論密切聯(lián)系實踐和鞏固性等教學原則,課程的教學改革應吸收各種先進的現(xiàn)代教育研究成果。
(二)高職《金屬工藝學》課程的教學改革是一項系統(tǒng)工程。我們不僅要研究高職《金屬工藝學》課程教學系統(tǒng)的教學目標、教學內容、教學方式、教學評價等內部各要素及其相互影響,同時也要關注系統(tǒng)外因素對高職液壓傳動課程教學系統(tǒng)的影響。此外,一門課程的教學只有具有一定的系統(tǒng)性,才能取得較高的工作效率。
(三)實現(xiàn)由“理論”向“實踐”的轉變。現(xiàn)代技術教育提出“由科學向技術回歸”,強調科技服務于工程實際和社會。如果教學內容過多偏重理論化、學科化,忽視技術應用的內容,就必然造成理論和工程實踐脫節(jié),學校與社會脫節(jié),也就違背了技術教育的根本目標。因此,不能僅僅顧及學科自身的全面,而應該更多地從技術教育的角度出發(fā)考慮問題。在基礎理論的教學中考慮職業(yè)的需要,在基礎知識的學習中滲透工程技術內容,變理論的抽象性為理論的應用性, 實現(xiàn)“理論”向“實踐”的轉變。
二、主要措施
(一)教學內容的改革。目前《金屬工藝學》課程采用王建民編寫的“十一五”《金屬工藝學》作為教材,此教材內容簡練,覆蓋面廣,由于教學時數(shù)的限制,必然要在教學內容上進行整合優(yōu)化,突出一個主線教學,整個授課內容都是圍繞金屬材料的性能與成分、組織結構及加工工藝之間的關系進行展開。既要保證學科知識的完整性和系統(tǒng)性,也要突出知識的實踐性。重點講解主要的原理規(guī)律、重要的概念定義。以及與實際生產相聯(lián)系的一些知識點。比如常見金屬材料的牌號、性能和熱處理工藝。典型機械零件的選材和加工工藝路線的安排等等。對于一些抽象難以理解的知識點做到弱化處理,盡量避免學術型教學,要將書本上的理論知識與生產實際進行聯(lián)系,使學生便于理解掌握,也為后續(xù)的專業(yè)課學習奠定了基礎。對教學內容進行整合和優(yōu)化,以傳統(tǒng)金屬材料的有關知識為核心,并更新和補充有關新材料、新制備工藝和新技術方面的知識內容,使課程體系更完整,以適應現(xiàn)代機械工業(yè)的發(fā)展要求,進一步強化了該課程的教學目標,使學生不僅具備材料學的基本知識,也培養(yǎng)學生材料應用方面的工程背景。
(二)教學方法的改革。目前的高職院校的《金屬工藝學》課程主要還是采用傳統(tǒng)的課堂講授加實驗的教學模式,這種教學模式的教學效率較低、學生的學習積極性不高。例如:在教室里講解鑄造,鍛造等金屬加工工藝,對于沒有操作過也沒有見過這些工藝方法的學生來說,課堂上的講授只是紙上談兵,學生很難真正掌握它們。經過幾年的教學實踐與總結,我院金屬工藝學課程教學主要采用了“教學做”一體的教學模式。我們將理論課程和實際工藝的講解融合在一起,講到什么就讓學生實實在在的感受到這個東西,我們讓學生去碰,去摸,去觀察實際中間真正用到的東西,這樣來提高學生的認知度,通過這種方式來激發(fā)學生的學習興趣,這種方式能明顯的提高學生的學習效果。
(三)學生考核的改革。考核既是學生學習效果與教師教學質量的檢查與體現(xiàn),更顯示出考核方法的重要性。本課程的考核方式將由集體出卷,改為由試卷庫隨機抽卷開卷筆試、實驗、課程小論文、課堂討論、作業(yè)、出勤率等六部分組成,增加了以考查學生創(chuàng)新能力、材料知識綜合運用的主觀性試題比重,避免了題型教材化、概念化、孤立化等抹殺學生創(chuàng)新能力的傾向。撰寫課程小論文(或文獻綜述)的考核方式,既鍛煉了學生自主創(chuàng)新、綜合運用材料知識的能力,又培養(yǎng)了學生快速有效地獲取并分析材料信息資源、撰寫科技論文的能力。
(四)實踐教學的改革。加強實驗室建設,增加實驗教學資源,實驗室、實驗設備是實驗教學體系改革的基礎,是提高實驗教學質量的硬件。金屬材料品種多,發(fā)展快,材料發(fā)展日新月異,因此金屬材料實驗檢測也需要不斷進步。除常規(guī)實驗設備外,實驗室還應設置材料樣品室,使學生對各種材料有一個直觀的印象,尤其對于新材料。另外還需增加多媒體,方便在課堂上通過動畫演示和播放錄像,讓學生能充分了解實驗的過程和操作方法,達到實驗教學的基本要求,并擴展學生的知識。總之,為保障教學效果,試驗室建設將不斷完善。同時,在校辦工廠設置與金屬工藝學相關的生產實踐活動,讓學生能夠真實的接觸到真正的金屬工藝方法,真正的做到理論聯(lián)系實際,從而獲得理想的教學效果。
《金屬工藝學》課程的教學改革是一項長期、系統(tǒng)的工程,是理論和實踐相互促進、相互滲透、相互補充的有機結合。我們應該不斷創(chuàng)新教學方式和教學手段,與新專業(yè)建設結合起來,在涉及課程教學的各個環(huán)節(jié)上進一步深化教學改革,進一步提高教學質量,使學生在理論知識和實踐動手能力方面得到較好的訓練和提高。
參考文獻
關鍵詞:機械加工;工藝規(guī)劃;制造技術;應用
在機械加工中,為了做出符合要求的成品或零部件,常常形成許多廢料,不僅消耗了大量的資源與能量,還產生了噪聲污染。所以,在可持續(xù)發(fā)展成為時代主題的現(xiàn)在,綠色制造勢在必行。對于當前這個領域的現(xiàn)狀以及國內外的綠色制造研究需求,文章介紹了面向機械加工工藝制造技術的研究問題,明確了綠色制造的應用前景和研究意義。
1 機械加工工藝規(guī)劃制造技術概述
因為在企業(yè)加工生產零件的過程中,要符合低耗高產清潔安全的基本要求,所以生產的工藝過程必須遵守制造工藝學的制作方法與原理。并且要在實際生產中,結合具體的生產條件來確定生產的實際方案,在此過程中不能依靠經驗主義盲目的進行判斷。由此確定的工藝文件包含兩種格式,工序卡片和工藝過程卡片。而工藝文件則是描述和規(guī)定零件、機械產品制造工藝過程的有關文件。在新產品投產前,機械加工工藝規(guī)程為其現(xiàn)場生產提供了依據(jù)。主要包含兩個方面的內容:擬定各道工序和工藝路線的詳細操作。給機械加工過程、新建改建以及擴建車間提供主要的技術文件。
2 綠色制造技術體系結構概述
綠色制造技術會影響到產品生產的整個生命周期,有時還可能會是多生命周期。產品的生命周期,包括選擇材料、設計產品、加工制造、對產品的包裝裝配以及產品的使用和管理回收再制造等。綠色制造則要考慮這全部的生命周期,特別是要考慮環(huán)境和資源消耗的影響,也要兼顧效益與技術因素,使企業(yè)的經濟效益與外在社會效益達到最優(yōu)化。
綠色制造的關鍵在于“4R”,即在產品整個生命周期過程中怎么實現(xiàn)重用(Reuse)、減量化(Reduce)、再制造(Remanufacturing)以及再生循環(huán)(Recycle)。面向機械加工的制造體系主要包括三項具體內容,兩大制造目標,還有兩個層次過程的控制。旨在給人們提供機械加工與綠色制造的全面視圖與模型,實現(xiàn)外在社會效益與經濟效益的統(tǒng)一協(xié)調和優(yōu)化,最大可能的降低資源消耗、優(yōu)化配置,讓資源利用率達到最高,對環(huán)境的影響降到最低。
3 綠色制造在機械加工制造體系的應用
綠色制造關系到機械加工制造體系的多個方面。大體可以分成三個部分,應用到的技術包括污染預防技術、面向環(huán)境設計技術等。這些技術的研究方面主要是基于產品的生命周期、產品技術以及生產過程技術。根據(jù)對面向機械加工工藝規(guī)劃的研究,建立起以時間、成本、質量、資源、環(huán)境為參量的具有綠色制造特性的機械加工工藝體系。可把生產過程中的問題初步分化成三類:資源能耗類,即根據(jù)資源的使用,細化成能量消耗和原材料消耗的極小化問題;環(huán)境排放類,即廢氣廢液廢渣等各種廢品極小化,以及電輻射、噪聲排放的極小化問題;面向環(huán)境影響及資源整體決策類,即在實施過程中發(fā)生的決策性問題,例如,機床的選擇、切削液的選擇、夾具刀具的選擇決策等。機械加工制造問題系統(tǒng)則是在上述問題的細化下形成的。
4 優(yōu)化綠色制造工藝過程規(guī)劃
優(yōu)化參數(shù),在過程規(guī)劃中,工藝參數(shù)是其中的關鍵技術。要實現(xiàn)能源與物料的最低化,就必須對零件加工的工藝參數(shù)進行優(yōu)化。通常來說,參數(shù)優(yōu)化主要是針對制造工藝的采用過程,讓加工過程可以更好的進行。在加工過程中,影響能量消耗、加工質量、環(huán)境污染的因素有很多,例如,刀具的種類,切削液的類型等等,優(yōu)化參數(shù)則是選擇最適的加工工具。優(yōu)化制造工藝路線,工藝路線的確定,是制造工藝過程中最難最重要的環(huán)節(jié),在提高產品質量、較少成本、節(jié)約資源方面都有重要作用。優(yōu)化工藝路線,是在明確傳統(tǒng)工藝方法的基礎上,根據(jù)對環(huán)保、資源利用以及成本的充分分析,做出最有利實用的加工路線。優(yōu)化節(jié)能型機床工件,對于當前已擁有的設備資源進行優(yōu)化配置,利用不同型號規(guī)格機床的不同作用,優(yōu)化機床與工件的組合方式,實現(xiàn)多機床多工件的同時加工,在安排調度過程中,注意考慮不同組合方式對環(huán)境以及資源消耗的影響,實現(xiàn)總體能量消耗的最低化。
5 國內外綠色加工工藝規(guī)劃技術的發(fā)展現(xiàn)狀
從本質上來說,綠色加工工藝是一種決策問題,屬于綠色制造的一部分。是以傳統(tǒng)工藝為基礎,結合了包括控制技術、材料應用技術、表面技術等多種新科技在內的現(xiàn)代工藝規(guī)劃。環(huán)境影響與資源消耗是綠色工藝規(guī)劃考慮的主要問題,通過對加工制造方案、規(guī)劃設計過程進行優(yōu)化選擇,制定綠色環(huán)保的實施方案,并以此來提高原材料的利用率,降低能源與物料的消耗,減少廢氣污染物的產生。
其中,產品加工過程中的廢物流和由其帶來的環(huán)境問題受到了國際各方面的高度重視。在國外,由加利福尼亞大學在內的幾所高校設立了有關此方面的研究課題,并制訂了各研究階段的目標。此課題著眼于機床系統(tǒng),通過控制機床系統(tǒng)的各項參數(shù),分析數(shù)據(jù),量化輸出參數(shù),總結獲得的實驗結果。還研究了與此相關的機床加工切屑形態(tài)學、動力機理以及加工系統(tǒng)的廢物流特性等。為了支持課題的研究,美國有關部門還設立了專門的部門以管理環(huán)境意識制造專題。
在國內,一些高校與科研機構也跟進形勢,對綠色制造的工藝規(guī)劃問題進行了初步的探索。例如,重慶大學在研究綠色制造工藝規(guī)劃方法以及實用技術的課題中,通過對壓力加工,鑄造焊接,特種加工等工藝類型的大量實驗與分析,初步建立起數(shù)據(jù)知識庫的原型系統(tǒng)。近年來,隨著大量有關論文雜志的發(fā)表或出版,研究體系也逐步完善。
6 結束語
在面向機械加工工藝規(guī)劃制造技術的系統(tǒng)研究中,綠色制造工藝規(guī)劃的優(yōu)化設置起了決定性的作用,根據(jù)加工工藝具體要求,細化各個方面的問題,建立起面向機械加工丁藝規(guī)劃制造研究的結構體系。綜合設計問題、制造問題、資源問題、環(huán)境問題考慮綠色制造加工工藝。在資源利用、時間成本、質量的方面,對機械加工制造構建起評價體系,全面細致的對機械加工工藝進行評價。
參考文獻
關鍵詞:數(shù)控加工工藝 崗位 課程設計 教學實施
課 題:該論文為院級課題“基于工作過程的數(shù)控加工工藝課程改革研究與實踐”成果論文,課題號HnhyB008。
一、課程設計
1.課程設置與定位
對數(shù)控機床操作員、數(shù)控加工工藝員、編程員三個主要就業(yè)崗位進行分析,將對象、工具、規(guī)范和要求四要素相同的工作項目歸納在一起,形成了數(shù)控專業(yè)主干課程體系,如下表所示。
課程體系中,對主要就業(yè)崗位起直接、重要支撐作用的課程是:(1)使用數(shù)控車床的零件加工;(2)使用數(shù)控銑(加工中心)的零件加工;(3)數(shù)控加工工藝;零件的計算機輔助編程與制造。(1)(2)兩門課程是針對數(shù)控車床操作工、加工中心操作工和數(shù)控銑床操作工設置的,即按機床類型設置。(3)(4)兩門課程是針對數(shù)控加工工藝員和數(shù)控編程員崗位設置的,即按零件加工工藝類型設置。
2.課程設計思路與內容選取
課程整體設計思路,源于對職業(yè)能力的分析,源于企業(yè)調查。數(shù)控加工技術領域完成工作任務的基本工作過程是在企業(yè)接受訂單后,對產品中適宜數(shù)控加工的零部件進行如下工作:(1)確定工藝方案(工藝員);(2)編制加工程序(編程員);(3)調試;(4)實施加工(操作員);(5)質量檢驗(品質管理員)。該領域的工作對象是各類不同的零件,而工作過程基本是重復的,即“重復的是過程,而不是對象”。基于這一領域的工作特點,我們可選擇生產中的典型零件,通過深入剖析零件特征及技術要求、機床、刀具、工藝條件等四要素,形成典型零件加工的工藝方法、編程方法、加工調整方法等有針對性的教學內容,將不同零件內容通過相同的工作過程,來反復訓練學生思維,實現(xiàn)職業(yè)能力的培養(yǎng),從而使學生具備扎實的數(shù)控加工工藝分析能力,并積累實際工作經驗,實現(xiàn)操作員、工藝編程員崗位的對接或崗位遷移。
在課程內容的選取中,從課程對應的數(shù)控加工工藝編制及實施工作項目出發(fā),選擇源于企業(yè)、經過教學改造的典型零件為載體,重構加工工藝編制、數(shù)控程序編制、數(shù)控機床加工調整的工作過程性知識與技能體系,體現(xiàn)基于工作過程系統(tǒng)化導向的重構性。
課程內容順序安排以工作過程為參照系,按照工作過程對課程內容進行序化,即將陳述性知識與過程性知識整合、理論知識學習與實踐技能訓練整合、專業(yè)能力培養(yǎng)與職業(yè)素質培養(yǎng)整合、工作過程與學生認知心理過程整合,體現(xiàn)基于職業(yè)崗位典型工作任務的職業(yè)性。
課程內容組織根據(jù)典型零件教學內容,按回轉類、平面輪廓類和箱體類等零件分為不同的學習類型,同一類零件又根據(jù)零件特征和加工難易程度再分為不同的學習單元、零件形狀由簡單到復雜、工藝類型由單一到復合,按綜合能力培養(yǎng)由弱到強的規(guī)律排列單元。在單元方案中,制定教學目標,綜合考慮教學過程的實施方案和教學方法的應用,根據(jù)總學時合理安排單元學時。
二、教學實施
1.合理組織課堂教學,拓展培養(yǎng)空間
課堂教學應基于知識在訓練過程中傳授,能力在訓練過程中提高的前提去組織。我們創(chuàng)設基于工作過程的學習情境,采用教、學、做合一的模式,通過行動導向教學法實施教學。
例如“單元二:套類零件的工藝與程序編制”(8課時 360分鐘)教學實施過程。
本單元的教學目標:編寫零件的全套工藝文件,編寫零件的數(shù)控加工程序,模擬仿真優(yōu)化工藝和程序。推薦主要方法是任務驅動結合四步法、引導文法、小組協(xié)作法。教學過程如下。首先資訊(90分鐘),從零件的生產綱領和零件圖著手,理解和收集加工信息;通過這些加工信息來計劃和決策(180分鐘),確定完成任務的方案并實施方案(45分鐘),然后對實施成果進行檢查和分析,并對方案加以優(yōu)化,最后進行工作評價(45分鐘)。在教學過程的各環(huán)節(jié)中,教師要正確引導學生投入到學習中,通過各種教學方法和手段的綜合應用,讓學生分階段掌握知識與技能。
單元二的教學載體是套類零件。首先教師可在此范圍內,根據(jù)本班學生工學結合的實際工作任務來選定實際教學零件,形成工作任務的開放性,使課程教學內容更貼近工作要求,也能不斷豐富教學資源。其次,在工藝規(guī)程制定中,因生產類型不同,或某一工藝參數(shù)的改變,或刀具參數(shù)的改變,均會形成不同的工藝方案和編程方案,生成新的教學目標,所以要通過教師合理的組織和引導,有效拓展學生職業(yè)能力的培養(yǎng)空間。
2.有效采用教學方法,培養(yǎng)職業(yè)能力
在教學過程中,不僅要傳授單科的知識和單項的技能,更要注重解決綜合問題能力的培養(yǎng),為此,我們選擇行動導向教學方法。在數(shù)控加工工藝方案的制定中,根據(jù)對學生工藝編制及實施獨立性要求的培養(yǎng)規(guī)律,按工作任務的難易程度、學生獨立完成的程度、教師指導工作程度,將七個學習單元分為三個層次的行動導向教學方法。
層次一:單元一采用案例分析結合四階段法,學生在教師的指導下完成任務,以教師為主引導學生,學生“照著做”。
層次二:單元二至六中,采用任務驅動結合六步法,根據(jù)引導文和引導問題,教師逐漸引導學生對知識和技能由認知向熟練過渡,逐漸把傳統(tǒng)的單向傳輸變?yōu)閱l(fā)式構建,推動學生去開拓創(chuàng)新、發(fā)展自己,由“照著做”過渡到“學著做”。
層次三:隨著學習的不斷深入,學生綜合能力不斷提高,在單元七,采用項目教學法,放手讓學生單獨(或師生共同)實施一個完整的“項目”的零件的工藝分析、程序編制、機床加工,并強調綜合性和實施性、強調安全文明生產,讓學生“獨立做”。
3.保障教學實施,做好教學評價
實施教學必須有足夠的教學資源保障,才能有效地完成預定的教學目標,包括:(1)前面所修課程資料;(2)數(shù)控加工工藝教材的選用和按學習單元自編講義、任務書、引導文等資料;(3)電子課件;(4)教學視頻;(5)六步法討論式多媒體教室(每人配備計算機、仿真軟件);(6)理實一體化數(shù)控實習場地;(7)兄弟院校的網上教學資源;(8)能承擔項目教學法、任務驅動結合六步法教學工作的數(shù)控專業(yè)教學團隊等等。
教學評價也是教學實施的一個重要環(huán)節(jié),分為單元評價和課程評價兩部分。單元評價分成果評價、自我評價、教師評價。成果評價是對工作任務的客觀評價,是衡量學習質量的重要指標;學生自我評價是學生對自己工作過程的主觀評價,對自己的思維方式、工作方法、工作能力進行反思,從而不斷改進,獲得提高;教師評價是教師對學生在工作過程中的社會能力和方法能力的評價。在每一學習單元結束時進行單元成績評價,所有單元成績的總和就是課程的成績。
參考文獻:
關鍵詞:機械制造技術基礎;科學研究;學術探討;教學模式
機械制造技術基礎是機械類專業(yè)的一門重要的專業(yè)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(guī)律、機械加工工藝規(guī)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(guī)程的制定、機械制造技術的發(fā)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(tǒng)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(yǎng)學生的創(chuàng)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(fā)學生的學習積極性,更能夠培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和獨立思考能力,為社會培養(yǎng)創(chuàng)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(xiàn)狀
1.1教學特征與效果
隨著時代的發(fā)展,對于學生的培養(yǎng)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(yǎng)學生的創(chuàng)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(xiàn)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(chuàng)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(guī)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(guī)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(xié)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(shù)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(yǎng)出來的學生不能夠接觸到現(xiàn)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(chuàng)新精神,不利于學生的進一步深造[6]。
1.2學生的學習現(xiàn)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(fā)展,學生的自主能力得到發(fā)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(fā)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(tǒng),但是機械制造業(yè)作為制造業(yè)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(fā)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(yè)數(shù)據(jù)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(yè)數(shù)據(jù)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(huán)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(xiàn)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(qū)別于一般職業(yè)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(chuàng)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(yǎng)高層次的精英人才為目標,在社會發(fā)展、經濟發(fā)展、科學進步等方面發(fā)揮著重要的作用[8]。人才培養(yǎng)、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(tǒng)課堂講授的灌輸式教學方式主要發(fā)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(chuàng)造性的開發(fā)。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(shù)的變化規(guī)律,教材上僅指出其變化規(guī)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(shù)的變化規(guī)律較為復雜,需要教師根據(jù)新型材料的切削加工的實際情況給學生分析其變化規(guī)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(chuàng)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(fā)學生的學習興趣,增強學生的創(chuàng)新能力和獨立解決問題的能力[9]。為了適應現(xiàn)代社會對機械專業(yè)技術人才創(chuàng)新能力的新要求,培養(yǎng)學生既有解決生產實際問題的能力,又有創(chuàng)新能力和一定的理論深度素養(yǎng),科研型大學成為各個高等學校發(fā)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(jù)最新科研成果講述所學知識的重要性和實用性,激發(fā)學生的學習積極性,培養(yǎng)和提高學生的獨立思考能力和創(chuàng)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(guī)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(guī)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(chuàng)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(fā)學生獨立思考相關科學實驗及數(shù)值模擬結論的合理性及可行性,從而激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)學生的獨立思考能力和創(chuàng)新能力,并使其具有一定的科研素養(yǎng)。
3.2學術探討課程教學方法和手段
現(xiàn)代教育提倡多樣式的教學方法,如討論式、啟發(fā)式、問題引導式、案例式等來激發(fā)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(chuàng)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(yǎng)。合理布置課后作業(yè)對鞏固課堂理論知識和激發(fā)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(yè)要追求一定的豐富性、多樣性,改變傳統(tǒng)的練習題模式,避免學生的抄襲現(xiàn)象,提高學生的科學素養(yǎng)。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(yè)設計
課程設計是機械制造技術基礎教學中重要的實踐環(huán)節(jié),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(guī)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(yè)設計是普通高等院校各專業(yè)教學計劃中的重要組成部分,是對學生本科階段所學專業(yè)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(shù)地方高校的畢業(yè)設計選題多為機械典型零件的加工工藝及夾具設計、數(shù)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(chuàng)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(yè)畢業(yè)設計題目的限制,高校教師依據(jù)自己的研究方向給學生擬定畢業(yè)設計題目,讓學生進行新材料或傳統(tǒng)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(shù)據(jù)分析處理解釋的能力。
4結語
關鍵詞:鍺透鏡、粗磨、精磨、車削
一、研究背景
在傳統(tǒng)光學零件加工中,需要三大基本工序——粗磨、精磨和拋光。這三大工序中均未采用車削技術。究其原因是因為光學材料屬于脆性材料,脆性材料的可加工性極差。所以人們一直沿用古老的研磨、拋光工藝對脆性材料進行光整加工,也就是上述三大基本工序。
粗磨是將塊料或塑性毛坯加工成具有一定幾何形狀、尺寸精度和表面粗糙度的工序。目前國內大部分光學廠的粗磨工序普遍使用銑磨機加工。精磨的目的是保證工件達到拋光前所需要的面形精度、尺寸精度和表面粗糙度。精磨的方法分為散粒磨料精磨和金剛石精磨,前者稱為古典法精磨,又稱自由研磨,后者稱為高速精磨。國內現(xiàn)普遍采用金剛石精磨,基本實現(xiàn)了光學加工的自動化和流水線生產。拋光是去除精磨的破壞層,達到規(guī)定的表面質量要求,同時精修面形,達到圖紙要求的光圈和局部光圈,最后形成透明規(guī)則的表面。
雖然現(xiàn)行的光學零件加工工藝已趨于成熟和完善,但這些加工方法在生產效率、加工精度等方面還存有缺陷,而且加工過程不易實現(xiàn)計算機控制,對于曲面形狀復雜的工件甚至無法加工,因此已經遠遠不能適應現(xiàn)代高科技發(fā)展和高效率的要求。特別是加工周期相對于經濟發(fā)展的速度顯得較慢,再與高速加工的車削工藝相比,這種加工周期的緩慢就尤其突出。
因而設想能將車削用于光學零件的表面加工,以車削代替粗磨和精磨,將會大大縮短光學零件加工的周期和大大提高勞動生產率。
在光學材料中,鍺材料日益廣泛地被用于紅外、夜視技術中。鍺屬于第Ⅳ主族元素、金剛石結構, 鍺具有比較優(yōu)越的物理和化學性質, 其主要應用于半導體材料、紅外光學材料、化工催化劑、醫(yī)學應用及其他一些新用途領域, 尤其是作為一種優(yōu)異的紅外光學材料使用。鍺不溶于水, 化學性能穩(wěn)定, 在可見光區(qū)域它是不透明的。鍺對微波則有很好的透過性,鍺是一種比較脆的材料, 抗機械沖擊性能也比較差。當鍺作為紅外材料使用時, 加工重點是要保證材料表面具有較高的光潔度和良好的透過率。與光學玻璃相比,鍺的機械性能具有一定的優(yōu)越性,因而選擇鍺晶體作為車削技術運用的加工材料進行實驗。
經多次實驗,現(xiàn)以鍺晶體作為光學加工材料,以普通數(shù)控車床作為加工設備,開發(fā)出了一套替代傳統(tǒng)光學零件加工研磨工藝的車削工藝,在現(xiàn)行光學零件加工中進行了工藝改革,提高了勞動效率。
二、加工實例
圖1
如圖1所示為加工零件圖。
1、零件圖紙技術要求參數(shù):
外徑18.575正負0.025
凸面R半徑:11.368正0.021
中心厚:3.175正負0.025
弧高:3.40正負0.025
邊緣不倒角
2、加工設備選擇:
CK6430普通車床
2、車刀選擇:
①車刀材料
金剛石車刀
②車刀幾何角度
車刀的前角選取負15°,車刀的后角選取8°
3、夾具選擇:
鋁制彈性夾具,結構類似普通銑床用的收管
4、毛坯選擇:
單晶鍺
5、加工工藝
1)加工步驟
①選擇毛坯為Φ18.575X10.8;
②先裝夾左端,車削右端面;
③調頭,用車削出來的右端面為裝夾基準車削R11.368的球面。
2)切削用量:該鍺透鏡車削的方法的切削用量為:
①粗車球面時, 車床主軸轉速設為1200 r/min切削進給速度f=20 mm/min,預留精車余量0.05 mm;
②精車球面時,車床主軸轉速設為2000 r/min,進給速度f=10 mm/min;
⑹切削液選用
切削液用柴油
2、凸面數(shù)控車床編程(參考):
T0101 M03 S2000;
M08;
G01 X10.5 F900;
Z2;
G01 Z5.118 F100;
X9.9 F5;
G02 X0 Z0 R12.113 F20;
G00 Z80;
X-60;
M09;
M05;
M30;
%
按上述方法加工出的零件,表面質量相當于302號砂精磨,生產時間縮短了60%以上。
三、結語
綜上,以鍺晶體作為光學加工材料,以普通數(shù)控車床作為加工設備,可用車削代替?zhèn)鹘y(tǒng)光學零件加工中的研磨工藝,即以車削代替?zhèn)鹘y(tǒng)三大加工工藝中的粗磨和精磨,大大縮短了加工時間,在現(xiàn)行光學零件加工中進行了工藝改革,提高了勞動生產效率。
基金項目:2011年云南省教育廳科學研究基金課題“光學零件加工中鍺晶體車削工藝研究”(項目編號:2011C161)研究成果。
參考文獻:
關鍵詞:卓越計劃;教學改革;教學理念
作者簡介:張建軍(1973-),女,河北唐山人,北京石油化工學院機械工程學院,講師;蔡曉君(1963-),女,北京人,北京石油化工學院機械工程學院,教授。(北京 102617)
基金項目:本文系北京石油化工學院校級重點教改項目的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)04-0088-02
我國的工程教育規(guī)模位居世界第一,統(tǒng)計資料顯示,截至2010年,我國開設工科專業(yè)的本科高校1003所,占本科高校總數(shù)的90%;高等工程教育的本科在校生達到371萬人,研究生47萬人,全國的工程科技人員總保有量也超過1400多萬,然而,大而不強、多而不精,工程教育普遍缺乏創(chuàng)新性和實踐性,一直是困擾我國高等工程教育改革與發(fā)展的難題。[1]2010年6月,教育部啟動實施了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”(簡稱“卓越計劃”),旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應經濟社會發(fā)展需要的高質量各類型工程技術人才,為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略服務。“卓越計劃”具有三個特點:一是行業(yè)企業(yè)深度參與培養(yǎng)過程,二是學校按通用標準和行業(yè)標準培養(yǎng)工程人才,三是強化培養(yǎng)學生的工程能力和創(chuàng)新能力。[2-4]“工程材料及熱加工工藝基礎”作為高等學校機類和近機類學生的一門技術基礎課程,在“卓越計劃”的號召下,在教學理念、教學內容、教學方法、考核模式等方面都應作相應改革。
一、教學理念要更新
美國工程院院長查爾斯?韋斯特曾經指出:“擁有最好工程人才的國家占據(jù)著經濟競爭和產業(yè)優(yōu)勢的核心地位。”很多國家都將工程科技人才培養(yǎng)提升到國家戰(zhàn)略的高度。尤其是在國際金融危機以后,美國等發(fā)達國家正在通過大力發(fā)展先進制造業(yè),重新回歸實體經濟,創(chuàng)造新的經濟增長點,帶來新的就業(yè)崗位,擺脫當前危機。“工程材料及熱加工工藝基礎”課程是今后作為一名機械工程師的必修課,高校教師面對當前的國內外現(xiàn)狀,應迅速轉變以往重理論輕實踐的教學理念,切實從思想上重視工程實踐教育,著力培育學生的特長與技能,為“卓越計劃”的實施打下堅實的思想基礎。
二、貼合機械工程師行業(yè)標準要求,深入進行教學內容改革
“卓越計劃”的順利實施重點依賴于教學內容的改革。“工程材料及熱加工工藝基礎”課程體現(xiàn)了理論與實踐的高度統(tǒng)一,在高校進行機械工程師培養(yǎng)過程中占有不容忽視的地位。高校教師在圍繞卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的國家通用標準的前提下,要深刻了解機械工程師的行業(yè)標準,以及“工程材料及熱加工工藝基礎”在機械工程師標準中的重要地位和作用,依據(jù)標準的要求進行教學內容的深度改革,以行業(yè)需求為導向,提升學校培養(yǎng)學生的教學目標。
熟悉常用金屬材料的性能、試驗方法及其選用。掌握鋼的熱處理原理,熟悉常用金屬材料的熱處理方法及其選用。了解常用工程塑料、特種陶瓷、光纖和納米材料的種類及應用。掌握制訂工藝過程的基本知識與技能。這些就是一名機械工程師在材料學習方面應掌握的基本技能。為此,教師在授課過程中滲透材料理論的同時,要加大在工藝運用方面的授課比重,讓學生盡可能了解現(xiàn)今國內各種熱加工工藝生產狀況,掌握一定的生產工藝制定過程。此外,教師在授課過程中應增加新材料、新工藝方面的授課比例。
三、大力發(fā)展教學方法改革,提升教育質量
教學方法改革是“卓越計劃”目標實現(xiàn)的突破口。面對“卓越計劃”的最終目標,各高校應改變傳統(tǒng)的教學方式方法,在課堂教學、實踐環(huán)節(jié)、考試等方面做出成績。
“工程材料及熱加工工藝基礎”課程的最終落腳點是材料理論及不同工藝過程的加工及運用。在課堂教學中,教師應大力引進實例教學,在教學手段上,可以采用已有的教學錄像,也可以聯(lián)合企業(yè)制作最新的生產影像資料,由于與生產實際結合緊密,學生對該部分知識學習興趣都很高,觀看完錄像后,再結合學生的工程實訓,讓學生自己比較總結出不同工藝的特點、應用范圍,最后讓學生再回顧一下相關的理論基礎。這樣既提升學生學習熱情,又為學生今后社會實踐鋪路。另外,在授課過程中,教師要時刻注意將新材料、新技術、新工藝滲入教學當中,開闊學生學習視野。
教師在設計課堂教學時,可適當采用探究式教學方式,通過給學生設計一定的問題,讓學生圍繞問題,通過討論得出結論。當然,由于教學實際情況不同,在學時越來越少的情況下,這種教學方式盡管效果不錯,但教學進程緩慢,教師只能適當采用。另外,教師在采用的情況下,一定要考慮學生人數(shù),對于人數(shù)較少的小班教學,采用上述教學方式才會更好。對于人數(shù)多的大班,若采用問題教學,教師要適當改變教學策略,可以將學生分組,將課堂討論部分放到課后,由學生自己組織完成,在課上由各組學生代表進行整理發(fā)言,教師給出簡評,為了保證討論過程能夠在課下實施完成,要求學生做好討論記錄,教學結束后,要求學生課上對上述教學過程進行書面總結。問題教學方式的采用,有利于提高學生應用理論知識處理實際問題的能力,分組討論的實施也有助于鍛煉學生的團隊意識,鍛煉他們的語言表達能力。
“工程材料及熱加工工藝基礎”也適合采用項目教學,可以讓一些學有余力的學生自愿參與教師的科研項目,讓學生在學習解決的同時,學會全面考慮問題,提升學生的創(chuàng)造力和創(chuàng)新能力。
在教學過程中,教師要時刻注重學生的實踐環(huán)節(jié),通過實踐促使學生加深對理論知識的理解。在實驗環(huán)節(jié),教師可以設計一些綜合性分析實驗,鍛煉學生分析思考能力。例如,熱處理工藝講解完畢,可以給學生設定一具體材料及材料的相關性能,讓學生自己設計熱處理工藝及材料性能檢測方法并進行實驗。
在學生考核方式上,教師應改變以往傳統(tǒng)的試卷性考核,切實針對“工程材料及熱加工工藝基礎”這門課程的特點,采取靈活多樣的考核形式,并且要改變以往以分數(shù)來評定學生學習好壞的傳統(tǒng)思路,變分數(shù)考核為過程考核。具體做法如下。
1.加大學生平時成績比重,將期末考核轉變?yōu)檎鹿?jié)考核
傳統(tǒng)的情況是學生平時成績占20%或30%,期末成績占80%或70%,所以學生平時學習動力不足。為改變現(xiàn)狀,調動學生積極性,教師可以將平時成績所占比重提高到50%或60%,將期末考試變成章節(jié)考試。由于“工程材料及熱加工工藝基礎”具有概念、術語多,教學內容分散、系統(tǒng)性不強的特點,通過上述考核形式改革,可以讓學生將知識點各個擊破,便于牢固掌握,還可以大幅度提升學生學習動力。
2.實踐考核應與理論考核應相互結合,做到有機統(tǒng)一
隨著教學改革的不斷深入,學校教學部門的不斷細化,很多高校都有獨立的工程實訓教育中心和基礎實驗教學中心,教學部門則更多地側重于理論教學。這樣的教學細化當然對提高教學水平有很大促進,但對學生的綜合評價又多有不便。在“工程材料及熱加工工藝基礎”中,在對學生的考核評價上,在分散的理論教學和實踐教學上應做到一定統(tǒng)一,在考核形式上應做到相互滲透。例如,在學生理論考核過程中,教師可以結合工程實訓的教學內容和學生的實驗環(huán)節(jié),設計一定的綜合分析題目,并且可視題目的大小采用試卷考核或論文寫作等不同形式進行學生評價。
3.提升學生自學能力,并采用適當形式進行考核
作為一名機械工程師,光有扎實的基礎知識是不夠的,在當今知識快速更新的國際形勢下,若不及時吸收新知識,就達不到機械工程師的要求。教師在“工程材料及熱加工工藝基礎”的課堂教學過程中注意引進新材料、新工藝介紹的同時,要激勵學生自己去學習。為達到上述目的,教師在教學過程中僅做點的概述,關于具體內容可以就某一材料或工藝設計一個問題,讓學生自己根據(jù)問題去尋找答案,促使學生主動學習,達到教學目的。也可以就當今科研前沿領域或大眾感興趣的問題讓學生進行寫作,例如可以圍繞神州六號、神州七號,設定一個與材料或工藝相關的寫作范圍要求學生寫作,這樣看似與教學內容有一定偏離的教學設計,卻可以極大地開闊學生學習視野,提高學生學習興趣,也讓學生了解了最新的科學前沿。
總之,在圍繞“卓越計劃”提升學生工程能力這一核心的引領下,面向機械工程師的行業(yè)標準,教師針對“工程材料及熱加工工藝基礎”這門課程的特點,重新設計教學內容、學生培養(yǎng)標準,并多方面進行教學內容、教學方法的改革,一定能達到工程上對人才的使用標準。
參考文獻:
[1]張建勛,陳國鐵.“卓越計劃”背景下的工程類高校人才培養(yǎng)模式探討[J].中國建設教育,2010,5(9-10):4-7.
[2]王漢成,姜樂軍.論國內外校企合作模式對我國實施“卓越計劃”的啟示[J].淮海工學院學報(社會科學版?教育論壇),2010,8(8):14-16.
中圖分類號:E5 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)34-0040-01
前言
機械加工是將半成品的原材料、零部件等通過組裝、拼接,制作成一個完整的機械設備或產品。在制作過程中,不可避免會產生許多廢棄的部件邊料,造成能源損耗、資源浪費和噪音、光化學煙霧等物理性污染。所以綠色制造的機械加工工藝有其研究和實踐的必要性和現(xiàn)實意義。綠色制造的機械加工工藝不僅減少了機械制造階段的環(huán)境污染和能源損耗,提升了產品質量和安全性能,而且節(jié)約了生產成本。對廢棄材料進行技術改進和回收利用,對我國構建資源節(jié)約型社會有重要意義。
一、機械加工工藝規(guī)劃制造技術
現(xiàn)代企業(yè)在生產加工零件時,必須遵循減少能源損耗、提高生產效率、保證質量安全的要求,因此要讓生產部門和相關加工人員學習和掌握一定的機械加工制造的基本理論和經驗方法。實際生產作業(yè)中,要根據(jù)不同企業(yè)的生產規(guī)模和生產能力進行適當調整,切忌盲目照搬或完全按照經驗進行加工作業(yè)。為了更好地完成機械加工和制造過程,需要進行工藝規(guī)劃,主要包括工序規(guī)劃和具體的作業(yè)流程規(guī)劃。首先是對加工制造工藝進行綜述,明確加工過程中的重點難點和容易出現(xiàn)失誤的地方,然后對每一個細節(jié)進行把控,包括操作時的注意事項和具體參數(shù)。機械加工工藝規(guī)劃制造技術應引起現(xiàn)代生產企業(yè)的足夠重視,它為現(xiàn)場生產提供了詳盡的操作依據(jù)和技術支持,是企業(yè)產品質量安全的一大保證。
二、制造技術體系結構概述
綠色制造技術會影響到產品生產的整個生命周期,有時還可能會是多生命周期。產品的生命周期,包括選擇材料、設計產品、加工制造、對產品的包裝裝配以及產品的使用和管理回收再制造等。綠色制造則要考慮這全部的生命周期,特別是要考慮環(huán)境和資源消耗的影響,也要兼顧效益與技術因素,使企業(yè)的經濟效益與外在社會效益達到最優(yōu)化。
綠色制造的關鍵在于“4R”,即在產品整個生命周期過程中怎么實現(xiàn)重用(Reuse)、減量化(Reduce)、再制造(Remanufacturing)以及再生循環(huán) (Recycle)。 面向機械加工的制造體系主要包括三項具體內容,兩大制造目標,還有兩個層次過程的控制。旨在給人們提供機械加工與綠色制造的全面視圖與模型,實現(xiàn)外在社會效益與經濟效益的統(tǒng)一協(xié)調和優(yōu)化,最大可能的降低資源消耗、優(yōu)化配置, 讓資源利用率達到最高,對環(huán)境的影響降到最低。
三、綠色制造在機械加工制造體系的應用
綠色制造關系到機械加工制造體系的多個方面。大體可以分成三個部分,應用到的技術包括污染預防技術、面向環(huán)境設計技術等。這些技術的研究方面主要是基于產品的生命周期、產品技術以及生產過程技術。根據(jù)對面向機械加工工藝規(guī)劃的研究,建立起以時間、成本、質量、資源、環(huán)境為參量的具有綠色制造特性的機械加工工藝體系。可把生產過程中的問題初步分化成三類:資源能耗類,即根據(jù)資源的使用,細化成能量消耗和原材料消耗的極小化問題;環(huán)境排放類,即廢氣廢液廢渣等各種廢品極小化,以及電輻射、噪聲排放的極小化問題;面向環(huán)境影響及資源整體決策類,即在實施過程中發(fā)生的決策性問題,例如,機床的選擇、 切削液的選擇、夾具刀具的選擇決策等。機械加工制造問題系統(tǒng)則是在上述問題的細化下形成的。
四、優(yōu)化綠色制造工藝過程規(guī)劃
優(yōu)化參數(shù),在過程規(guī)劃中,工藝參數(shù)是其中的關鍵技術。要實現(xiàn)能源與物料的最低化,就必須對零件加工的工藝參數(shù)進行優(yōu)化。通常來說,參數(shù)優(yōu)化主要是針對制造工藝的采用過程,讓加工過程可以更好的進行。在加工過程中,影響能量消耗、加工質量、環(huán)境污染的因素有很多,例如,刀具的種類,切削液的類型等等, 優(yōu)化參數(shù)則是選擇最適的加工工具。優(yōu)化制造工藝路線,工藝路線的確定,是制造工藝過程中最難最重要的環(huán)節(jié),在提高產品質量、較少成本、節(jié)約資源方面都有重要作用。優(yōu)化工藝路線,是在明確傳統(tǒng)工藝方法的基礎上,根據(jù)對環(huán)保、資源利用以及成本的充分分析,做出最有利實用的加工路線。優(yōu)化節(jié)能型機床工件, 對于當前已擁有的設備資源進行優(yōu)化配置, 利用不同型號規(guī)格機床的不同作用, 優(yōu)化機床與工件的組合方式,實現(xiàn)多機床多工件的同時加工,在安排調度過程中,注意考慮不同組合方式對環(huán)境以及資源消耗的影響, 實現(xiàn)總體能量消耗的最低化。
五、國內外綠色加工工藝規(guī)劃技術的發(fā)展現(xiàn)狀
從本質上來說,綠色加工工藝是一種決策問題,屬于綠色制造的一部分。是以傳統(tǒng)工藝為基礎,結合了包括控制技術、材料應用技術、表面技術等多種新科技在內的現(xiàn)代工藝規(guī)劃。環(huán)境影響與資源消耗是綠色工藝規(guī)劃考慮的主要問題,通過對加工制造方案、規(guī)劃設計過程進行優(yōu)化選擇,制定綠色環(huán)保的實施方案,并以此來提高原材料的利用率,降低能源與物料的消耗,減少廢氣污染物的產生。
其中,產品加工過程中的廢物流和由其帶來的環(huán)境問題受到了國際各方面的高度重視。在國外,由加利福尼亞大學在內的幾所高校設立了有關此方面的研究課題, 并制訂了各研究階段的目標。此課題著眼于機床系統(tǒng),通過控制機床系統(tǒng)的各項參數(shù),分析數(shù)據(jù),量化輸出參數(shù),總結獲得的實驗結果。還研究了與此相關的機床加工切屑形態(tài)學、動力機理以及加工系統(tǒng)的廢物流特性等。為了支持課題的研究, 美國有關部門還設立了專門的部門以管理環(huán)境意識制造專題。
在國內,一些高校與科研機構也跟進形勢,對綠色制造的工藝規(guī)劃問題進行了初步的探索。例如,重慶大學在研究綠色制造工藝規(guī)劃方法以及實用技術的課題中, 通過對壓力加工,鑄造焊接,特種加工等工藝類型的大量實驗與分析,初步建立起數(shù)據(jù)知識庫的原型系統(tǒng)。近年來,隨著大量有關論文雜志的發(fā)表或出版,研究體系也逐步完善。
六、機械加工制造評價方法
通常評價傳統(tǒng)的機械加工工藝采用最低成本、最高生產率及最高利潤等要素為依據(jù)。然而伴隨著制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展不斷提高的要求,機械加工以往企業(yè)追求的內在經濟效益的單一目標模式,開始向追求社會效益、經濟效益和環(huán)境效益協(xié)調發(fā)展的多目標模式。面向綠色制造的機械加工工藝方案評價目標體系選擇了5個主要因素,即質量(Q)、時間(T)、成本(C)、環(huán)境影響(E)、資源利用率(R),形成了一套科學合理的機械加工制造評價方法。
結語
機械加工和制作技術應形成一個高效化、系統(tǒng)化、綜合化的生產管理流程和體系,綠色制造技術是對這一體系進行優(yōu)化、評價和檢測的最佳選擇。機械加工和制造首先要轉變固有的生產加工模式,逐漸放棄勞動力密集型的重工業(yè)生產模式,減少人工作業(yè)在制造過程中的參與,提升工作效率的同時保證產品質量。在面向機械加工工藝規(guī)劃制造技術的系統(tǒng)研究過程中,綠色制造的優(yōu)化和評價作用涉及各個方面:機械的設計和制造問題、能源損耗和環(huán)境污染問題、生產效率和產品安全問題。我國的綠色制造技術還在不斷發(fā)展和完善過程中,在未來的機械加工工藝規(guī)劃和制作領域會有更廣泛的用途。
參考文獻
關鍵詞:精品課程;教學研究;教學模式;創(chuàng)新能力
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)08-0220-02
一、引言
特種加工技術是指依靠聲、光、電、磁、化學、熱及其復合等的能量形式,使其施加于被加工材料的表面,通過一定的控制措施實現(xiàn)對零件的尺寸加工、形狀加工、表面改性、表面處理等的非傳統(tǒng)加工方法;是機械加工工藝的補充和延伸;是先進制造技術的重要組成部分。本課程所涉及的內容理論較深,學科交叉多,知識面廣,工藝更新快,學生學習難度較大。隨著現(xiàn)代化信息技術的發(fā)展和制造領域對人才需求的不斷增加,以前的教學方法和手段已經不能滿足發(fā)展的需要。為此,本文從課程定位、教學體系、教學內容、教學方法、實踐教學、網上互動平臺建設等方面著手,對“特種加工技術”精品課程建設進行了研究和探討,建立了一套獨具特色的現(xiàn)代化專業(yè)課程教學模式。
二、課程定位
為適應高等教育改革是需要,貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010―2020年)》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010―2020年)》的精神,促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國,培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應經濟社會發(fā)展需要的各類型高質量工程技術人才,為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略服務。2010年我校作為山東省屬高校中唯一一所入圍“卓越計劃”的高校,機械設計制造及其自動化專業(yè)獲得立項支持。“特種加工技術”課程是機械工程領域機械制造及其自動化專業(yè)的主干專業(yè)課程之一,是機械加工工藝的補充和延伸,是先進制造技術的重要組成部分。該門課程的定位和目標是培養(yǎng)掌握特種加工理論、加工工藝、工藝編程與操作的,符合當今制造業(yè)急需的,以數(shù)字化信息化技術推動下的“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”的機電制造業(yè)復合型高素質技能型并具有一定開發(fā)能力的技術人才。
三、教學體系建設
“特種加工技術”課程的主要特點是多學科交叉、知識面寬(涉及聲、光、電、熱、磁、化學等方面),知識跨度大。其課程體系建設重點解決理論知識與實踐應用的有機結合,提高學生學習的主動性和創(chuàng)造性,培養(yǎng)和提高學生的理論水平、工程實踐和應用能力。主要從以下幾個方面構建課程體系。
1.以理論為依據(jù),以工程應用為背景,加強理論與實際的結合,培養(yǎng)學生的工程意識和實踐能力。“特種加工技術”作為一門實踐性很強的專業(yè)課,是本科教育階段綜合性工程應用的教學環(huán)節(jié),也是實現(xiàn)培養(yǎng)目標的重要途徑。為此,根據(jù)上述課程定位,結合當今制造業(yè)對人才培養(yǎng)的要求,筆者在承擔多項國家級和省部級科研課題研究過程中,收集了大量國內外科研技術資料,探討本學科前沿知識,掌握了本專業(yè)范圍的許多新理論、新成果、新方法、新工藝,及時補充和更新教學內容。本著培養(yǎng)學生“三方面能力”,即綜合理解和運用機械工程基礎知識的能力,透徹理解特種加工的基本理論和基本應用的能力,結合具體工程實際解決和研發(fā)新加工方法的創(chuàng)新能力。落實“一方面素質”,即具備在制造業(yè)信息化技術、控制技術、傳感檢測技術推動下,機電一體化的復合型人才高素質的課程建設培養(yǎng)目標。以生動、形象、直觀、多樣化的教學方法和手段,使該課程基本知識的傳授,融科研與教學于一體,及時更新、充實教學內容,突出了理論與實際的緊密聯(lián)系。
2.強化實驗教學,提高學生的動手實踐能力。實驗教學作為實踐教學的重要組成部分,是課堂教學的重要補充和延伸。為了保證實驗教學質量,在實驗教學中,采用多元化的實驗教學模式,將創(chuàng)新能力、設計能力和動手能力的培養(yǎng)貫穿于實驗教學過程。具體做法是:設計實驗內容,既要保證學生掌握基本的理論知識,又要加強學生實踐能力和動手能力的培養(yǎng),并且將零件加工方案的選擇、工藝路線的分析、加工工藝的制定、數(shù)控加工程序的編制以及實驗報告等有機結合起來,形成一套為培養(yǎng)學生機械加工方法的選擇和加工工藝的制定能力服務的完善的實驗教學體系,確立培養(yǎng)學生的工程實踐與創(chuàng)新設計能力為主線的教學目標。在安排實驗內容和編制實驗教學大綱過程中,需要根據(jù)各種特種加工設備目前在實際生產中的普及情況,結合學校現(xiàn)有的實驗條件,對特種加工各類課程進行合理安排。
3.結合實習環(huán)節(jié),拓寬學生視野。實驗課的開設讓學生現(xiàn)場感受到特種加工的奇特魅力和獨到效果。但實驗室里的加工實驗不是真正的生產,為了讓學生親身感受特種加工工藝在生產中的應用,在課程結束后安排一周的生產實習。在實習過程中,學生通過參觀和親身體驗,增長見識,擴大視野。對特種加工的工業(yè)化生產組織形式、產品類型、生產環(huán)境以及機床操作等有深入的了解。通過在工廠的實習,使學生全面了解和掌握特種加工在生產中的應用、工作環(huán)境以及產品的適應性,這對以后從事該方面的工作具有非常直接的指導意義。
4.畢業(yè)設計環(huán)節(jié)融入特種加工方面的研究和設計。畢業(yè)設計環(huán)節(jié)是學生大學四年最后的學習階段,最能鍛煉學生的綜合應用能力和獨立思考能力。在設計學生的畢業(yè)設計題目時,結合老師在特種加工方面的研究課題,使學生參與相關課題的研究。這樣既鞏固了特種加工知識,又掌握了該技術的實際應用。為學生以后的工作和學習打下堅實的基礎。
下頁的圖是運用現(xiàn)代化的教學手段建立的《特種加工技術》精品課程教學體系。
四、教學內容與教學方法
“特種加工技術”是當今制造業(yè)在數(shù)字信息化技術、控制技術、傳感檢測技術快速發(fā)展的推動下,機械工程領域中出現(xiàn)的現(xiàn)代先進制造技術和加工方法,給機械制造業(yè)帶來了深刻的變革,促進了制造業(yè)向更深更高層次發(fā)展。本著培養(yǎng)學生“三方面能力”,落實“一方面素質”的課程建設培養(yǎng)目標,其教學內容和方法主要從以下方面進行。理論教學與實踐教學結合,理論教學突出先進性、實用性和前沿性。在課堂教學上,強調理論與實踐的融合和知識之間的內在聯(lián)系。重視專業(yè)性較強的和相關的應用理論,突出理論的實用性,主要遵循如下原則。(1)應用性原則:理論教學以應用為目的,通過學以致用掌握基本概念和基本理論、強化應用為教學重點,加強工程素質、工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。(2)整合性原則:打破原有的課程界限,突出各門課程的綜合性,體現(xiàn)了傳統(tǒng)工程技術、現(xiàn)代工程技術的融合,建立整合性內容課程。(3)先進性原則:針對當今國內外制造業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀,為了拓寬學生的知識面和激發(fā)學習興趣,增加現(xiàn)代技術含量,處理好傳統(tǒng)與現(xiàn)代教學內容的關系。改進教學方法,采用現(xiàn)代教學手段提高教學質量和效率。(4)“特種加工技術”課程有關的畢業(yè)設計突出綜合性,遵循一切理論教學為培養(yǎng)工程應用能力服務。課題來自生產一線和教師正在研究的課題;學生直接參與科研和實驗室建設,在老師的指導下進行設備改進和性能研發(fā)。畢業(yè)設計一人一題。對實驗進行了重新審核和研討,加大實驗改革力度,增加創(chuàng)新性實驗,提高學生的學習興趣和學習積極性。采用多媒體教學,增加案例解析,加強實踐性環(huán)節(jié)教學,讓學生到實訓基地進行訓練,增加對課堂知識的理解和掌握。
五、實踐教學
實踐教學主要從三方面入手。
1.實驗教學。我校實驗室建設力度很大,擁有符合特種加工試驗條件的一整套先進的試驗儀器和設備。如數(shù)控電火花成型加工機、數(shù)控電火花線切割加工機床、快速成型機、超聲加工機、數(shù)控激光加工機、五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心、三座標測量儀等若干先進的加工試驗設備。
2.校內外實習實訓教學。我校工程實訓中心設備比較齊全、先進,給學生學習提供了比較好的工程實訓條件。通過與企業(yè)聯(lián)系與合作,建立了多處校外生產實習基地。每年分期分批帶領學生到企業(yè)實習,已形成“特種加工技術”課程良好的教學基礎支撐。
3.畢業(yè)設計環(huán)節(jié)。利用畢業(yè)實習與畢業(yè)設計,使學生了解畢業(yè)設計題目中相關技術的發(fā)展現(xiàn)狀,通過親自設計特種加工設備,參加教師的相關課題研究,加深對特種加工工藝的理解,提高學生的綜合應用能力和創(chuàng)新能力。
六、網上互動平臺建設
在學生課后自學學時內充分發(fā)揮網絡資源的優(yōu)勢,在學校信息化教學平臺上建立主講教師與學生網上交流、網上答疑、網絡授課等的互動平臺,同時積極發(fā)揮網絡課件和多媒體技術的優(yōu)勢,適當縮減面授學時,形成以授課、實驗、實習、網上互動、畢業(yè)設計綜合運用的多方位立體化的教學模式。
七、結語
經過多年的教學研究與實踐,特種加工技術精品課程建設取得了預期的效果,主要體現(xiàn)在如下方面。
1.學生的學習積極性明顯提高,基本理論知識的掌握更加扎實。通過教學改革,采用生動、形象、有趣的教學手段和啟發(fā)式、討論式的教學方法,將特種加工技術中涉及的聲、光、電、磁、化學、傳感、控制、計算機技術等應用于加工制造業(yè),極大地激發(fā)和提高了學生的興趣和學習積極性,使他們對特種加工技術理論有了更加深入的理解和掌握。
2.學生分析和解決工程實際問題的能力有了長足的進步。精品課程的建設和教學方法的改革,提高了學生的動手能力和綜合應用能力,增強了學生的科技創(chuàng)新意識。在后續(xù)課程和畢業(yè)設計中,學生能較好地運用特種加工知識解決工程實際問題。
3.通過該精品課程的建設,使教師的教學、科研水平進一步提高,起到了教學相長的作用。教師相繼在各類期刊雜志上發(fā)表數(shù)篇教研教改論文,在國家級重要期刊上發(fā)表科研論文數(shù)十余篇。該項目的建設對培養(yǎng)學生的工程意識和創(chuàng)新能力發(fā)揮了重要作用。
參考文獻: