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【關鍵詞】 機械設計基礎 教學研究 案例教學法
【中圖分類號】G434 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1006-5962(2012)06(b)-0039-01
引言
機械設計基礎課程是機械類專業一門重要的技術基礎課程。它對后續相關專業課程的學習起到了承上啟下的作用。機械設計基礎課程從體系上可以分為機構和傳動兩大部分。由于機構比較抽象,在課程的教學中引入案例教學法使學生從感性認識逐步上升為理性認識,再通過課程設計和實驗回歸于實踐,這一過程符合認知的一般規律。因此在課程中引入了案例教學法。通過幾年的實踐、改進和提高,教學效果越來越好。
1 案例教學方法
1.1 什么是案例教學法
“案例教學法”又稱“蘇格拉底式教學法,它由古希臘哲學家蘇格拉底最早開創[1],由哈佛法學院前院長克里斯托弗哥倫布郎得爾于1870年前后最早使用于哈佛大學的法學教育之中,并隨后擴展到醫學、工商管理和市場營銷等教學中,但直到今天,在工科教學中運用甚少。
機械設計的基本理論和方法都是人們在長期的生產、生活實踐中總結、抽象出來的,在機械設計教學中只有理論聯系實際,結合案例講解相關內容,學生才易于理解,才能使學逐步建立起工程的觀點。
1.2 案例教學法的特點
①可以充分調動學生的學習積極性和學習興趣。機械設計基礎是一門強調工程實踐、,動手能力的課程。在課堂采用案例教學,可使學生從以往滿堂灌式的被動學習向主動學習轉變,這就是案例教學方法的最主要特點。②將復雜問題簡單化,化抽象為具體,化難為易。案例教學法的特點是運用案例個別的個性來說明、展示一般性。其采用的方式是,從實際案例出發,提出問題、分析問題、使問題更加生動形象,更易于解決。③促進師生的交流和溝通。案例教學方法的另一個特點是,老師和同學間,同學和同學間可以通過案例在課堂上面對面互相交流、互相提問、互相討論,形成自己的見解。
2 案例教學法在機械設計基礎教學中的應用實例
2.1 案例教學法成功的關鍵
①案例教學方法的效果主要取決于所選案例是否形象。由于案例來自生產、生活實際。有的案例內容學生可能聽說過或者在生活中曾經接觸到過,容易引起學生的共鳴,學生也樂于接受。②案例的選擇除了必須來自生產、生活實際之外,還必須具有一定的典型性。并且應當盡量貼近學生的生活。這就要求教師本身必須應該具有較豐富的生活經歷、較豐富的工程經歷,并對各種零部件在工程實際中的應用非常熟悉。否則是很難舉出典型、生動、貼近生活的案例的。因此要求教師、特別是青年教師要多接觸生活多參與工程設計的項目,經常和企業聯系。這樣才能夠積累各種各樣的案例。
2.2 案例教學法在機械設計基礎教學過程中的應用舉例
在講解緒論時,可以用單缸發動機結構分析為案例[2],通過單缸發動機構造的講述使學生感性認識,了解什么是機器,什么是機構;在講解連桿機構一章時,以機車車輛機構為例講解雙曲柄機構,以縫紉機的腳踏機構講解曲柄搖桿機構讓學生對四桿機構有更加深刻的認識;在講解齒輪系這一章時,可以用汽車的減速器作為例子,通過減速器內部的輪系結構分析汽車的各個檔位特點,分析傳動比的分配情況;在講解螺紋聯接和螺旋傳動這一章的螺紋旋向時,可以用生活和工程實際作為案例。在家里使用過煤氣灶的同學知道煤氣管減壓閥與煤氣壇聯接處用的是左旋螺紋,更換過自行車腳踏板的同學知道腳踏板軸一端是左旋螺紋,一段是右旋螺紋。開過車床,并留心觀察、思考的同學知道車床的進刀絲桿和車床尾部頂尖都是采用的左旋螺紋,等等。
在機械設計基礎這門課程教學過程中,很多地方都可以用到案例教學法,使教學內容更加生動形象,化難為易,學生更易于接受。
2.3 案例教學法要突出重點,不可濫用
案例教學方法在課堂上應該靈活掌握,并不是所有章節,所有內容都適合案例教學方法的。對工程應用較多的重要知識點為了講清、講透,使學生徹底理解,就應盡量采用案例教學方法。對非重點內容,主要涉及到計算、強度、標準結構的還是用傳統教學方法為好,因為課堂學習有限。案例教學方法以課堂分析、討論為主,所花時間較多,因此,教師應該精心選擇重要章節、重要知識點采用案例教學方法來講解,這樣才能突出案例教學方法的優勢。
3 “案例教學法”的實施步驟
“案例教學法”就是在教師指導下,根據教學目標和內容的需要,采用案例組織學生進行學習、研究、鍛煉能力的方法。
實施案例教學法,包括以下幾個操作步驟[3]:①選編案例。這是實施機械設計基礎案例教學的基礎和前提。②分析案例。分析案例的關鍵是師生互動,將案例中的內容與機械原理、機械設計基礎知識聯系起來,討論其發展變化規律。③總結和評價案例。這是對前一階段案例教學的概括和提升,討論結束的時候,教師要進行總結,并讓學生寫下這個案例的討論過程,目的在于幫助學生更好地分析討論的整個過程和結果,進而加深印象,同時它也使教師了解到本次案例教學的成果如何。
總之,在案例教學法中,教師與學生在起點上處于同等地位,避免了學生的心理負擔,使他們可以大膽地放開思路,擴展視野。在相互的辯論中以理服人,通過自己的思考來互動性地運用所學習的知識與經驗,從而達到最佳的教學效果。并且,在一個方面推動了學生的思維能力與語言表達能力,案例教學法是當前機械設計基礎教學改革的一個有益的方向[4]。
參考文獻
[1] 金妙翠.案例教學法的研究與實踐[J].職教論壇,2002(16).
[2] 王紅姝.淺談案例教學法的實踐與應用[J].黑龍江高教研究,2000(3).
關鍵詞:生物化學;氨的代謝;教學設計案例
【中圖分類號】R453【文獻標識碼】 A【文章編號】1002-3763(2014)09-0233-02 (組織教學)進行積極有效的組織教學,學生們很快進入學習狀態,師生問候。
(ppt展示章節框架)首先展示本章本節知識結構框架,引出本節課學習內容。
(導入)上次課,我們共同學習了第九章蛋白質分解代謝第一節蛋白質的營養作用和第二節氨基酸的一般代謝。接下來,針對上節課的重要知識點,我們做一下復習反饋,測試一下同學們的掌握情況。
(復習提問)精心設計五個問題,按照學生手冊隨機抽查,回答完畢做評價反饋,給同學肯定與鼓勵,培養學習興趣及自信心。讓同學們帶著輕松愉悅的心情展開課堂授課的全過程。
問題1:蛋白質最重要的功能?
問題2:氮平衡種類?慢性消耗性疾病處于何種氮平衡?
問題3:成人每日蛋白質最低需要量?我國營養學會推薦每日蛋白質需要量?
問題4:何謂營養必需氨基酸?種類?
問題5:氨基酸脫氨基作用的方式有哪些?
(ppt展示血氨的來源與去路總模式圖)
(導入)通過上節課的學習,同學們都知道了在體內氨基酸通過脫氨基作用產生的氨以及由腸道吸收的氨進入血液形成血氨。氨是機體正常代謝的產物,也是一種劇毒物質。動物實驗已經證明:氨是強烈的神經毒物,腦組織對氨尤為敏感。但是,同學們想一想,機體在正常的情況下,并沒有發生氨的堆積中毒現象,這說明體內一定有一套解除氨毒的代謝機構,從而將血氨的來源與去路維持在動態平衡之中,血氨的濃度才得以維持相對恒定。
(提出問題) question?
(問題導入)
問題1:氨有哪些重要來源?如何轉運?又有哪些代謝去路呢?
問題2:合成尿素的主要器官是什么呢?
問題3:在肝臟通過怎樣復雜的代謝過程將有毒的氨合成無毒的尿素呢?
問題4:患者進食高蛋白質食物與肝昏迷發生又有怎樣的聯系呢?
(導入)所有這些疑問,同學們都可以通過本次課的學習一一解開謎團,找到答案。讓我們來共同學習第三節氨的代謝。
(板書)第三節 氨的代謝
(由此展開本次課的教學目標,知識目標及能力目標)
知識目標:掌握:體內氨的來源、轉運及去路
掌握:尿素合成的主要器官及限速酶
熟悉:尿素合成的主要步驟
了解:高氨血癥及氨中毒學說
能力目標:能夠從生物化學角度探討肝昏迷的發病機制及治療原則
逐步培養涉外護生模擬病房情境進行英語交流的能力
能夠將生化知識與技能正確靈活地運用于臨床護理工作實際
(板書)一、氨的來源
三個主要來源
(板書)1.氨基酸脫氨基作用:是體內氨的主要來源。
(板書)2.腸道吸收:有兩個來源,即腸內氨基酸在腸道細菌作用下產生的氨和腸道尿素經腸道細菌尿素酶水解產生的氨。腸道產氨的量較多,NH3比NH4+易于穿過細胞膜而被吸收;在堿性環境中,NH4偏向于轉變成NH3。因此,腸道pH偏堿時,氨的吸收加強。臨床上對高血氨病人采用弱酸性透析液作結腸透析,而禁止用堿性肥皂水灌腸,就是為了減少氨的吸收。
(板書)3.腎小管上皮細胞的分泌:主要來自谷氨酰胺
(板書)二、氨的轉運
氨是有毒物質。氨在血液中主要是以丙氨酸及谷氨酰胺兩種形式運輸。
(結合課件如圖所示)(一) 丙氨酸-葡萄糖循環(板書)
(結合課件如圖所示)(二) 谷氨酰胺的運氨作用(板書)
(板書)三、氨的去路
(板書)1.合成尿素
(板書)2.重新合成氨基酸
(板書)3.合成其他含氮化合物
合成尿素(重點講述)
一、主要器官:肝臟
課前給同學們布置教學任務,收集相關的實驗數據及臨床資料,來證明尿素生成的主要器官。
(1)實驗證明:
只切除犬的肝----血液及尿中尿素含量明顯降低
只切除犬的腎而保留肝----血中尿素濃度顯著升高
同時切除犬的肝和腎----血氨濃度顯著升高
(2)臨床觀察:
急性肝壞死患者----血液及尿中幾乎不含尿素;氨基酸含量升高
(小結)以上這些實驗及臨床觀察充分證明,肝臟是合成尿素的最主要器官。此外,腎臟及腦組織也能合成尿素,但合成量甚微。
(導入)肝臟是如何合成尿素的呢?由此引出尿素合成的鳥氨酸循環學說。
二、鳥氨酸循環學說
(背景資料)克雷布斯
1.早在1932年,德國學者Hans Krebs和Kurt Henseleit根據一系列實驗,首次提出了鳥氨酸循環(Ornithine cycle)學說,又稱尿素循環(Urea cycle)或Krebs-Henseleit循環。克雷布斯(1900-1981),出生于德國,畢業于弗賴堡醫學院。1925年獲醫學博士,出于對化學的強烈興趣,投身于基礎科學研究。
2.1931年在弗賴堡醫學院任助教時與助手一起發現了鳥氨酸能高速合成尿素的異常效應,不久發現了鳥氨酸循環(尿素循環)。在生物化學研究史上,這是第一個以循環模式出現的代謝過程,也是生物體內化學變化高速的奧秘之一,極大震動了生化界。
3.Krebs一生中提出了兩個循環學說。1936年Krebs開始研究鴿子的飛翔肌對二羧酸和三羧酸的氧化代謝關系。1953年他在英國設菲爾德因發現三羧酸循環而獲得諾貝爾醫學獎!為生物化學的發展做出了重大貢獻!
4.1967年退休,但研究工作、學術活動和寫作直到他81歲逝世時才停止。在克雷布斯獲得諾貝爾獎的一年以后,他獲得了牛津大學的教授職位,并在這里工作到強制退休才離開。雖然退休,但是克雷布斯拒絕停止工作,在其生命剩下的短短時間里,他仍在一個私人實驗室繼續著他的科學研究。
(導入)應用同位素示蹤技術也證實了鳥氨酸循環學說的正確性。那么,在肝臟中,機體是怎樣通過鳥氨酸循環將有毒的氨合成無毒的尿素呢?讓我們來共同探討本次課的重點內容:鳥氨酸循環合成尿素的全過程。
三、合成過程
四大步驟(ppt展示四大步驟概況然后分述)
分述:(強調關鍵點)(反應式邊敘述邊強化) (教學重點)
(1)氨基甲酰磷酸的合成
原料:NH3和CO2
反應部位:肝細胞線粒體
酶:氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ(CPS-Ⅰ)
別構激活劑:N-乙酰谷氨酸(AGA)
特點:不可逆
(2)瓜氨酸的合成
反應部位:肝細胞線粒體
酶:鳥氨酸氨基甲?;D移酶
鳥氨酸來源:由線粒體膜上的載體自胞液運來
瓜氨酸去向:通過線粒體內膜運至胞液中。
(3)精氨酸的合成
瓜氨酸在線粒體合成后,即被轉運到線粒體外,在胞液中由精氨酸代琥珀酸合成酶催化,與天冬氨酸反應,ATP供能,合成精氨酸代琥珀酸,在經精氨酸代琥珀酸裂解酶催化,分解為精氨酸和延胡索酸。
反應部位:肝細胞胞液
限速酶:精氨酸代琥珀酸合成酶
(4)精氨酸水解生成尿素
在胞液中,精氨酸在精氨酸酶的催化下水解生成尿素和鳥氨酸,鳥氨酸再進入線粒體,重復上述反應,構成鳥氨酸循環。
反應部位:胞液
酶:精氨酸酶
水解產物:尿素和鳥氨酸
產物去向:鳥氨酸再進入線粒體,重復上述反應,構成鳥氨酸循環。尿素是中性、無毒、水溶性很強的物質,經血液運送至腎,隨尿排出。
(展示尿素生成的總反應式)
2NH3+CO2+3ATP+3H2OCO(NH2)2+2ADP+AMP+2Pi+PPi
(導入)接下來,我們結合尿素合成的中間步驟及其在細胞中的定位將鳥氨酸循環的詳細步驟完整的展現一遍。
(ppt分步驟展現鳥氨酸循環全過程)
充分調動同學們的學習積極性,全員參與,積極思考,全程反饋,達到教與學,師與生的完美融合。
四、高氨血癥及氨中毒機制 (教學難點)
高氨血癥:
1.正常生理情況下,血氨的來源與去路保持動態平衡,血氨濃度處于較低水平。
2.肝是合成尿素解氨毒的重要器官,鳥氨酸循環是維持血氨低濃度的關鍵。
3.當肝功能嚴重受損時,尿素合成受阻,血氨濃度升高,導致高血氨。
氨中毒機理:
1.高血氨時,大量的氨進入腦組織,與α-酮戊二酸結合生成谷氨酸及谷氨酰胺。
2.氨使大腦中α-酮戊二酸過渡消耗,導致三羧酸循環減慢,ATP生成減少。大腦能量不足,大腦功能障礙,嚴重時發生昏迷。即肝昏迷(肝性腦?。?。
(病例分析)結合具體病例理解消化知識
某患,男性,45歲,反復發作性昏迷半年。每次發病前均有進食高蛋白食物史但未引起重視。此次入院肝功能檢查結果如下:
血清清蛋白:38.2g/LA/G :1.4:1
球蛋白: 27.4g/LALT :135U/L
總膽紅素: 15.2umol/L AST :45U/L
血氨 :150umol/L
問題討論:1.從生化角度探討該病的發病機制?
2.該病的治療原則?
(分組討論)訓練小組合作學習的能力
結論(師生共同總結)
發病機制:支持氨中毒學說;患者進食高蛋白食物是導致肝性腦病的直接原因。
防治原則:
1.肝功能正常也不能排除本病,注意檢查血氨。
限制蛋白質的攝入量、降血氨是關鍵。
3.口服酸性利尿劑、酸性鹽水灌腸、靜脈滴注或口服谷氨酸鹽及精氨酸等。
4.服用保肝藥物。
(模擬演練角色扮演)情境教學培養英護學生的英語表達能力
1.角色:患者、醫生及護士
2.模擬國外病房:醫生查房時的情景對話
3.分組演練
(課堂反饋)精選護士執業資格考試的執考點
1.氨的來源?氨的轉運?氨的去路?
2.氨最主要的去路?
3.鳥氨酸循環生成尿素的代謝器官?四大步驟?具體反應部位?
4.尿素分子中二個氮原子的來源?
5.尿素生成過程中的限速酶?
(小組對弈快速搶答)
1.臨床上對高血氨患者采用什么性質的透析液?
2.臨床上對因肝硬化而產生腹水的患者其利尿藥應如何選擇?
3.氨在血液中主要以哪兩種形式運輸?
4.氨最主要的來源?
5.通過一次鳥氨酸循環消耗幾摩爾ATP?消耗幾個高能磷酸鍵?
(英護特訓)精選關鍵詞,掌握專業英語,提升詞匯量。
Key Words:
來源:source 去路:outlet
轉運:transport;transfer
氨:ammonia 尿素:urea
谷氨酰胺:glutamine 鳥氨酸循環:ornithine cycle
Describe the sources and the outlets of blood ammonia?
(通過生化互動平臺強化課后練習)
結合本節課的重點精選短文,快速閱讀,培養英護學生的專業英語水平。
The Outlet of Ammonia
Normally,highly toxic ammonia are transported to liver by glutamine mainly. Non-toxic urea is synthetized in liver by the ornithine cycle and excreted by kidney. To synthetize 1 mol urea requires 3 mol ATP,1 mol co2 and 2 mol NH3 .Urea is the major end product of ammonia in the body.
(預習內容)帶著問題進行課后預習,下達任務,將知識緊密聯系,前后貫穿,
融會貫通,探究生化機制。
1.Amino Acids Special Metabolism?
2.為什么臨床上用維生素B6治療妊娠嘔吐與小兒驚厥?
3.為什么5-羥色胺與睡眠、疼痛及體溫調節密切相關?
4.為什么酪氨酸酶遺傳性缺陷,皮膚及毛發會變白?
5.The Relation between Amino Acide and Carbohydrate,Lipid Metabolism?
(輕松一刻)小故事大道理:一個秘訣
(升華)成功在于堅持,這是一個并不神秘的秘訣!
答疑解析
參考文獻
[1] 戴士弘.高職教改課程教學設計案例集[M].北京:清華大學出版社, 2007.
[2] 祝智庭.教育技術培訓教程[M].北京:北京師范大學出版社,2007.
1.1教學項目設計的目的性原則
《醫療器械營銷實務》這門課程旨在培養學生未來從事醫療器械營銷所必備的專業核心技能和綜合職業素養,因此,在設計教學項目時必須緊扣這一課程培養目標,所設計的教學項目既要能夠有利于培養、訓練學生的專業技能,又要能夠通過項目的實施有利于培養學生的職業素養。為此,要把相關知識巧妙地隱含在一個個項目任務當中,使學生能夠在完成項目任務的過程中達到掌握知識、形成技能、培養素質的目的。
1.2教學項目設計的典型性原則
醫療器械營銷涉及到的崗位非常多,有營銷調研、營銷策劃、市場開發、渠道管理、客戶管理、產品銷售、售后服務、合同管理、訂單處理等等,教學活動受教學時間、教學條件等的限制,不可能選擇醫療器械營銷活動所有的工作任務,所以,項目化教學必須選擇、設計來源于醫療器械營銷企業真實的工作情境中的典型的職業工作任務,真正體現醫療器械營銷行業的典型的工作過程,只有這樣學生才能通過與醫療器械營銷實際密切相聯的教學項目的完成,了解醫療器械產品的營銷流程、工作規程,并在完成這一過程的同時,學到知識和技能,提高對醫療器械營銷企業文化和職業道德的認識。
1.3教學項目設計的針對性原則
作為承載知識與技能的載體的教學項目,本身應當包括要傳授給學生的知識和技能的相關信息。因此,項目的選擇和設計應具有針對性。在項目化教學中,應選擇在醫療器械營銷實踐中有實際應用價值的、能激發學生學習興趣的項目。
1.4教學項目設計的可行性原則
教學項目的設計要充分考慮學生現有的知識水平、認知能力和興趣愛好,難易程度要適中,確保學生在限定的時間內經過自主學習和協作學習能夠完成任務。
1.5教學項目設計的開放性原則
項目化教學旨在把學生融入實際的項目完成的過程中,讓學生主動地、積極地去學習,自主地去進行能力訓練,這一教學方法強調在教學中體現學生的主體地位,學生參與的主要形式是圍繞項目開展的工作實踐活動,圍繞項目開展的教學活動必須有足夠的機會與空間讓學生動手動腦,對學生進行啟發。因此,項目本身必須是開放的,所謂“開放”有兩層意思:一是項目任務的答案不能都是唯一的,而應當是多維的;二是項目的不完整性,學生只有通過學習、探究等親身經歷,才能完成項目,使項目變完整,并從中掌握新知識和新技能,獲得成功的快樂。
2.《醫療器械營銷實務》教學項目
根據醫療器械生產經營企業職業崗位調查分析,圍繞醫療器械營銷職業崗位任職要求和工作任務所需知識、能力、素質要求,遵循上述設計思路和原則,以醫療器械營銷工作過程的系統化、職業化為出發點,設計了五大領域、十八個具體項目任務(如表1所示)。
3.《醫療器械營銷實務》項目化教學的組織與實施
3.1《醫療器械營銷實務》項目化教學模式
與傳統的教學模式相比,《醫療器械營銷實務》項目化教學模式秉承了三個轉變:以教師教學為中心轉變為以學生學習為中心,充分體現學生作為學習的主體,教師為指導的教學理念;以教室為中心的授課方式,轉變為以學生為中心的學堂,成為學生學習的場所,而非教師教學的基地;轉變傳統的教學過程,以項目任務為中心,由學生按照引導案例,給定任務和要求,按照教學目的實施“教、學、做”為一體的創新教學模式。教學內容以項目任務導入為主題,以學生任務實施為核心,以教學互動點評為手段,以過程改進為目標,將教學過程、學習過程融為一體,充分體現以學習為主體的教學理念,讓每一位學生在學習的過程中自由的發揮自己的主觀能動性和創造性,在學習的過程掌握學習的思維方法、操作方法,培養學生的自主學習、自我分析、自我判斷和自我修正的能力。
3.2《醫療器械營銷實務》項目化教學的實施過程
《醫療器械營銷實務》項目化教學的實施思路是以職業能力為核心,以學生為教學主體,注意培養學生的職業角色意識,教學任務實施過程如下:過程1:簡要的任務要求描述。根據給定的教學任務、教學要求和教學目的,要求以小組為單位,分析教學任務、要求和目的,明確本項目任務內容,以及在規定的時間內完成的節點要求。過程2:任務小組成員根據任務要求,收集數據資料。過程3:小組成員根據所收集的資料進行詳細的分析,撰寫文案方案。過程4:小組成員演示項目任務內容,其他小組成員進行提問,要求小組成員予以回答。過程5:教師對任務實施完成情況進行點評,指出任務實施完成過程中存在的問題,并予以指導。
4.《醫療器械營銷實務》項目化教學的考核評價
關鍵詞:機械設備基礎、地腳螺栓和墊鐵,原因分析、危害性及解決對策
中圖分類號:U673文獻標識碼: A
一、引言
在我國經濟的高速發展的今天,各生產企業使用到的機械設備越來越繁多,復雜程度也越來越高,這就給機械設備的安裝帶來更大的困難,提出了更高的挑戰。與此同時,機械設備安裝工程施工技術也隨之在不斷的革新和發展,只有高質量的安裝技術水才能高標準的完成機械設備的安裝,才能發揮機械設備的功能,才能滿足生產使用的要求。因而如何有效控制機械設備安裝工程質量通病成為機械設備安裝工程的施工重點內容之一。設備基礎施工質量的好壞、地腳螺栓和墊鐵安裝設置的正確性對設備安裝、順利運轉及使用有著至關重要的影響。
二、機械設備安裝的工程特點
1、機械設備安裝工藝過程復雜,從生產廠運到施工現場,經過一定的安裝工藝,將設備及其附屬零部件安裝固定在設計指定位置上,經過調試和試運轉,達到投入生產使用的條件;
2、機械設備安裝精度和質量要求較高,它直接決定設備的能否按使用要求投入生產,能否發揮設備技術性能和使用壽命,能否保證提高設備所生產的產品數量和質量;
3、機械設備形式多種多樣,不同的設備有各自的安裝要求和方法,要求施工技術人員技術要不斷改進安裝工藝,采用新技術、新機具提高機械設備安裝水平。
機械設備安裝是處在建筑施工和生產使用間的一個重要施工階段,也是設備從制造廠出廠到建設單位投產使用的一個主要中間環節。由于機械設備結構復雜,門類跨度大,安裝工藝要求多,安裝程序復雜。但它們的基本安裝工藝都是相同的。對于機械設備的安裝來講,主要分為四個階段:機械設備的安裝準備階段、機械設備的安裝階段、機械設備的試運轉階段、機械設備的安裝驗收階段。為了更好地把握機械設備的安裝質量控制要點,本文針對安裝階段中設備基礎、地腳螺栓和墊鐵安裝質量通病產生原因、危害性及控制要點進行了分析。
三、機械設備基礎、地腳螺栓和墊鐵施工質量通病原因分析、危害性及解決對策
設備基礎除了承受設備本身重量和運轉時所產生的震動力外,還要吸收和隔離運轉時產生的振動,并防止共振現象的發生,因而設備基礎質量的好壞,對設備的運轉、使用及安裝的順利進行都有很大的影響。為此,在設備安裝以前施工人員應對基礎進行仔細檢查,發現問題好及時處理。
1、設備基礎標高過高或過低
(1)原因分析
設計施工圖與設備尺寸不一致,施工時混凝土基礎尺寸誤差過大,施工作業不細心(模板尺寸有誤)等。
(2)危害性
當混凝土基礎過高時,要鏟掉很多,這就造成很多材料和人力的浪費;如基礎過低時,要加高基礎,在加高基礎的同時,如對原基礎表面處理不好,就會影響設備基礎的整體性,因而不能保證機械設備安裝質量。另一方面,用鋼材加高,將浪費大量鋼材。
(3)解決對策
基礎施工前,要仔細核對設計圖上標注的尺寸與機械設備外形尺寸是否吻合,發現問題要及時加以解決,要嚴格按照設計標高尺寸施工,誤差不能超過規定的標準。
2、設備基礎中心線偏移
(1)原因分析
在基礎放線時,把基準坐標找錯;放線或施工中尺寸誤差過大。
(2)危害性
基礎中心線偏移導致機械設備中心偏移,因而改變了地腳螺栓的位置,使部分螺栓緊貼靠在預留孔洞上,影響預留孔二次灌漿,不能保證地腳螺栓安裝質量。
(3)解決對策
在基礎放線時要嚴格按施工圖平面位置施工;對基準坐標要反復核查,發現誤差立即糾正。對基礎中心偏移較小的,在不影響基礎質量的前提下,可采取適當擴大預留孔的方法加以解決。
3、基礎地腳螺栓預留孔過大或孔內木盒清理不干凈
(1)原因分析
施工中不仔細核對尺寸,預留孔偏差過大;基礎灌漿時,預留孔木盒偏移。預留孔木盒清理不徹底是由于拆木盒時間過晚或采取的措施不當。
(2)危害性
基礎預留孔過大會影響整個設備基礎的質量,也給安放墊鐵帶來不便,木盒清理不徹底,將會影響預留孔二次灌漿的質量,也保證不了地腳螺栓有足夠的拉力。
(3)解決對策
施工中要仔細核實尺寸。在基礎灌漿時,對木盒固定要采取可靠措施防止移動。抽出木盒時,應在基礎混凝土凝固前進行,以保證清理木盒徹底和二次灌漿的質量。
4、二次灌漿不鑿毛即行灌漿
(1)原因分析
忽視基礎施工質量,不按規范的施工程序和質量要求操作。
(2)危害性
灌漿部位的基礎表面應在機械設備安裝前,鏟成麻面,目的是為了二次灌漿時,新、舊混凝土能很好的結合在一起,以保持基礎的整體性。如不鏟麻面,兩者結合不好,會使設備產生振動,影響安裝質量和使用功能。
(3)解決對策
設備上位前,先將基礎清理干凈,被油玷污的混凝土應鏟除,并在灌漿部位的基礎表面鏟成麻面。同時,在急促轉角出,還應鏟成缺口,使二次灌漿層更加牢固。一般鏟麻面的方法是:利用尖鏟在光滑的基礎表面鑿出一個個麻坑(直徑約為30-50mm)麻坑的間距可根據基礎大小決定?;A較小時,二次灌漿層起重要作用的,間距可小時,一般為55-100mm;基礎較大時,取150mm。鏟麻面時,應采取安全防護措施。
四、地腳螺栓和墊鐵
1、地腳螺栓螺紋外露長度不一致
(1)原因分析
地腳螺栓長度尺寸不標準;基礎螺栓預留孔深度不符合要求;地腳螺栓在預留孔內安裝高度不正確。
(2)危害性
地腳螺栓螺紋外露過長既不美觀,而且螺紋易損傷,螺母就不容易倒扣;如果螺紋外露過短,受力達不到要求,影響機械設備的穩定性。
(3)解決對策
安裝前要檢查設備地腳螺栓是否符合設計要求,如有問題應及時更換。地腳螺栓在預留孔內的置放高度要事宜,螺栓頭不要貼靠孔的底面,上部螺紋和伸出設備螺栓孔的長度須符合規范要求,一般地腳螺栓上緊螺母后螺紋外露長度為螺紋直徑1/3或2/3.對于死地腳螺栓(同基礎混凝土一起澆灌的螺栓)螺紋外露過長的處理方法,可鋸掉一部分長度,再套螺紋;如過短時(偏差較小),可將螺栓用氧乙炔焰烤紅后稍稍拉長(拉長部分為2-3塊鋼板)沿螺桿周邊加固;如偏差過大,用拉長辦法解決不了時,可將地腳螺栓周圍的混凝土挖到一定深度,將地腳螺栓割斷,另外焊上一個新加固的螺桿,并用鋼板、圓鋼加固,長度應為螺栓直徑的4-5倍。
2、地腳螺栓受損及沾上污垢
(1)原因分析
由于施工配合不當,機械設備上位過早且未采取相應的防護措施。
(2)危害性
螺紋受損則不易上緊螺母;螺紋受到水泥、白灰污染,時間過長,硬化后不易除掉,影響螺母的松緊和擰緊,并對地腳螺栓產生腐蝕作用.
(3)解決對策
加強安裝與土建的施工配合,合理安排施工程序,機械設備就位二次灌漿時,地腳螺栓上部螺紋段可用厚紙包緊,避免損壞螺紋或沾上灰漿。
3、地腳螺栓螺母未上緊
(1)原因分析
施工作業馬虎,手工操作螺母擰緊力掌握不夠。
(2)危害性
地腳螺栓擰緊力不夠,機械設備將產生振動和失穩現象,輕者影響設備安裝精度,嚴重時不能保證設備的正常運轉和使用。
(3)解決對策
擰緊地腳螺栓時,應認真進行操作,當采用扭力扳手時,應按地腳螺栓的直徑大小施加相應的扭力矩。
4、地腳螺栓傾斜
(1)原因分析
在二次灌漿時,地腳螺栓未放正并固定好,搗固混凝土時碰歪。
(2)危害性
螺母底面不能和設備底座表面全部貼靠緊密,因而受力不均.
(3)解決對策
安裝地腳螺栓時應保證螺栓垂直,必要時要加以固定,澆灌混凝土時要防止碰歪地腳螺栓,混凝土養護期間要隨時進行檢查,,對一般設備地腳螺栓傾斜不嚴重時,可采用斜墊圈補償調整。
5、緊固地腳螺栓程序不當
(1)原因分析
施工作業不認真,未嚴格按正確的擰緊螺母的順序進行操作。
(2)危害性
由于不按操作規程進行操作,機械設備或部件受力不均,因而產生內應力,既影響設備應有的精度,也縮短使用壽命。
(3)解決對策
應使用標準長度的扳手擰緊螺母進行擰緊。
五、墊鐵
1、墊鐵安放位置不對
(1)原因分析
對設備承墊墊鐵的基本知識理解不清,未嚴格按合理的要求進行擺放,施工作業馬虎。
(2)危害性
墊鐵不能充分發揮承受合理負載和保持設備穩定的作業。墊鐵如承墊過多,浪費大量鋼材;承墊過少,使墊鐵局部承受荷載過大,或傳遞荷載不均勻,破壞基礎和機械設備運轉的穩定性。
(3)解決對策
設備墊鐵安裝前要計算所需面積和數量,以及墊鐵的合理分布,一般中、小型設備計算所得面積少于實際面積,故很少計算。重型設備墊鐵面積要詳細計算。
2、墊鐵安放過高
(1)原因分析
由于混凝土基礎施工標高過低,為調整設備工作面高度,使用的薄墊鐵過多;墊鐵間不點焊是施工不嚴格未按規范規定執行,施工操作不認真。
(2)危害性
設備墊鐵塊數過多、過高時,使設備出現失穩狀態,同時,又浪費鋼材,加大工程成本。設備墊鐵之間不進行點焊,設備運轉過程中由于振動,容易使墊鐵產生滑移,因而不能保證機械設備的安裝質量。.
(3)解決對策
設備墊鐵的塊數,應按照《機械設備安裝工程及驗收通用規范》(GB50231--98)中的要求進行擺放,墊鐵組一般不應超過5塊,并應少用薄墊鐵。放置平墊鐵時,最厚的放在下面,最薄的放中間,墊鐵安放平穩且接觸良好后(可用0.25KG小錘逐組輕擊聽聲檢查),要用電焊點牢,以防止滑移(鑄鐵墊鐵可不點焊)。
3、墊鐵露出設備底座長短不一
(1)原因分析
使用的墊鐵尺寸不標準,長的過長,短的過短;放墊鐵時粗心大意,馬虎不認真;不嚴格按規定進行操作。
(2)危害性
墊鐵露出底座過長,形成受力不均,同時浪費材料,又不美觀。墊鐵露出底座過短時,不便于調整設備。
(3)解決對策
安放墊鐵時,應按規定尺寸露出底座,一般平墊鐵露出設備底座為10-30mm,斜墊鐵露出底座為10-50mm。
六、結束語
在機械設備安裝過程中,針對設備基礎、地腳螺栓和墊鐵質量通病,通過加強施工人員責任心,提高施工技術水平,采用以上一系列的技術措施和方法,才能減少或杜絕質量問題,提高設備的安裝精度和施工進度,為產品質量和建設工程盡早投產堅定基礎。
參考文獻:
1.雷雄軍,機械設備安裝工程的施工探討,《綜合研究.機電信息》,2011年第 9期總第 291期
論文關鍵詞:機電設備,管理模式,協調機制
0 引言
地鐵設備安裝管理包含機電設備、系統控制、車輛設備三大類。具體來講,機電設備分為機電安裝(風、水、電)專業,包括車站、區間、車輛場段、控制中心內環控、消防排煙系統;車站、區間、車輛場段,給排水系統、氣體滅火、照明、動力低壓系統;車站電梯、屏蔽門系統。以及供電系統專業,包括110KV主變、車站、車輛場段,牽引混合變電所、電力控制、接觸網、牽引供電系統、35KV區間電纜工程。系統控制分為綜合控制系統通信、信號系統、自動售檢票系統。車輛設備分為車輛及車輛配套系統和車輛段車輛維護設備。
設備安裝及裝修是軌道交通工程建設的重點、難點之一,是工程建設的關鍵階段,直接關系到地鐵工程的質量和形象。設備安裝階段工期緊、任務重、難度大、環境復雜,系統性強,由于所處環境復雜,隨時有可能面臨突發問題,軌道交通建設單位的辦事效率、決策速度、管理力度有必要達到最佳狀態,因此建立有效的組織架構及協調機制至關重要,建立適合的組織架構和協調機制、管理模式是搞好安裝及裝修的關鍵所在。
1 設備安裝階段建設單位組織架構及協調機制實例
地鐵建設是龐大的、復雜的系統工程,協調是靈魂,合作是保證。通過建立合適的組織架構及協調機制,協調工作是業主的首要職責和重要職能。加強業主與監理之間、監理與施工方之間、業主與施工方之間的協調。特事特辦、急事急辦。實行統一調度、統籌協調,共同解決施工過程中遇到的共性問題和滯后工程、難點工程、重點工程、復雜工程、起步工程的重點、難點問題。
軌道交通工程一般分為土建施工和設備安裝兩大部分,安裝是建設工程的一部分。工程進展到安裝、裝修這個階段交通論文,業主設備管理部門在職能上已經發生了變化,工作重心已經從設備采購演變到設備安裝,變成了對設備安裝工程管理為主的工作部門。此時如何成立有效地管理機構負責安裝、裝修等工作,就成為業主亟需解決的問題。而成立適合的組織架構對工程進展進行主持和安排也是全國地鐵建設指揮部門普遍采取的辦法。現介紹一些成熟的現場管理模式及協調機制。
1.1 以工程部為主體的模式
該安裝裝修管理模式為:以工程部為主體,抽調設備部、運營部等相關人員參加,行使安裝、裝修的管理、協調職能。在這一管理模式的主導下,在實施過程中,把安裝、裝修分成三個主題:
⑴ 車站設備即常規機電設備安裝。以工程部為主,抽調設備部、運營部有關人員參加,依托項目部,各有關部門配合,公司總協調;
⑵ 系統設備安裝。以設備部為主,工程部為輔,依托項目部,各有關部門配合,公司總協調;
⑶設備總聯調。以運營部為主,設備部、工程部為輔,依托項目部,各部門協作,公司總協調。
該安裝裝修管理模式,體現了主題不同、主次不同、功能不同,責任主體亦相應做了變化和調整。
工程管理機構的設置,如圖1所示。
圖1 管理機構設置
其中,工程部車站設備安裝組,負責整個風、水、電及其他常規機電設備安裝,包括低壓配電、照明、給水排水、環控、消防、裝修等;工程部調度組,主要負責設備的運輸、區間的占用、工期的安排、計劃的協調管理。設備部負責系統設備安裝部分,依托項目部,工程部配合,負責通信、信號、自控、高壓供電等系統設備的安裝。運營部(注:運營部為運營分公司的前身)負責總聯調部分,組建與管理相適應的機構總負責,其他各相關部門配合。
1.2 以現場指揮部為主體的模式
該管理模式為設備安裝現場指揮部對設備安裝和車站裝修進行全過程、全方位的組織領導,強化工程的質量控制、進度控制和投資控制。對施工中發生的問題有最終決定權。
現場指揮部管理機構的設置如圖2所示期刊網。
圖2 業主組織機構
現場指揮部辦公室是現場指揮部委派的機電設備安裝和裝修工作的總調度,全面負責各項目管理部和監理、施工、設計、集成等單位的組織、協調、監督、檢查和評定(考核)工作,全面落實現場指揮部提出的質量控制、進度控制和投資控制的總目標。
項目管理部是現場指揮部派駐現場的工程管理機構,在現場指揮部的領導下,在現場指揮部辦公室的組織、協調、監督下行使業主對施工單位、監理單位的指導、組織、監督和管理權力,具體落實對項目單位工程、分部工程、分項工程的質量控制、進度控制和投資控制。
該協調機制的建立可以從三個層次上進行探討,即決策層、執行層、信息層交通論文,外加一個無處不在的技術支持平臺,以實現各協調管理機制的功能。
決策層主要建立決策機制,著重于制定項目目標和任務分解,處理工程項目內外部之間的有關事務。由工程項目的協調管理機構來負責工程項目的整體協調管理,如有關規則的制定、參與方的選擇與淘汰、重大沖突與矛盾的消解等活動,其形式是定期或特定的協調管理會議,一般以合同、規章制度、參與方的責權利等方式明確下來,對所有成員具有強制性。
執行層主要包括合作機制、溝通機制、激勵與約束機制,是工程項目協調管理最為關鍵的部分,也是最為復雜的部分,由項目協調管理委員會通過這些機制去執行具體的協調管理活動,如各參與方的實施進度協調、材料設備供應協調、合同的具體實施協調等。采用的形式可以多種多樣,即可進行現場協調也可采用會議協調;即可由事務雙方協調也可通過第三方進行協調。
信息層是前面兩個層次予以實現的基礎,為協調管理活動提供各種數據和信息支持,完成相關信息和資源的集成與優化調度,以更利于各種協調管理機制的貫徹實施,同時也可將協調管理機制產生的效果進行反饋,便于協調管理者判斷機制是否適宜以及有無改進完善的之處。
技術支持層在協調管理的任何層次和任何協調管理機制中都發揮重大作用。因為工程項目協調管理決策是基于并行工程環境的分布式群體決策模式,由各參與方按某種方式組成決策群體,通過計算機協同工作環境、信息技術和網絡技術提供支持、協調管理功能。由于這些技術支持的保障,工程項目可以實現各參與方之間、人員之間的一對一、一對多、多對一、多對多等多形態的協調管理方式。電話、傳真、遠程文件傳輸、網頁瀏覽公告版、電子郵件、網絡會議可分別實現這幾種不同的功能,而且網絡安全技術也為各參與方之間的協調管理提供了安全保障。
1.3 以總公司建設處為主體的模式
該管理模式的建設處是買方管理機構的職能部門,對所有建設合同具有管理權和決定權,其下達的各種指令,均為買方的最終指令,具有完全約束力。
設備工程的安裝裝修管理機構的設置如圖3所示。
圖3 安裝裝修管理機構
其中,地鐵總公司起到統籌領導,統一部署的職責。由建設處主管,下面組建土建科、綜合科、前期科、技術科、車站設備科、系統設備科五個科室。土建科主要負責土建施工、工程管理等工作。綜合科主要負責財務管理、甲控材料管理等工作。前期科主要負責工程報批、前期征地拆遷、管理遷移、施工準備等工作。技術科主要負責設計院管理、圖紙管理、技術管理等工作。車站設備科主要負責供電、通風、空調通風、AFC、FAS、EMCS、電扶梯、綜合信息等工作。系統設備科主要負責車輛、信號、車輛段、安全門、PIS等工作。
2 關于地鐵機電設備安裝現場管理模式及協調機制的一些建議
機電設備安裝階段是城市軌道交通工程的關鍵階段和節點,施工作業復雜,牽涉部門單位眾多,施工協調難度非常大,建立一個科學、合理、高效,并符合地鐵業主特點的現場協調架構和機制對于機電設備安裝施工的順利開展至關重要,并進而影響整個地鐵工程的成敗。而各地鐵業主的組織架構不盡相同,由此而來的現場管理模式也略有差別,但我們仍可以從中找出一些共性,以供相關單位借鑒。
⑴ 按照相關城市已建線路的經驗,在公司層面建立一個機電設備安裝階段現場協調組織還是非常有必要的交通論文,這樣可以從公司(指揮部)的高度統一、有序、高效地指揮和協調紛繁復雜的現場安裝工作。這一組織可以是在現有公司組織架構的基礎上新設立的臨時機構,也可以不設立臨時機構,只是建立相應的協調機制來進行管理。但有一條是普遍適用的,那就是由公司(指揮部)層面的一個負責人來擔任協調組織(機制)的總牽頭人,統一領導和指揮機電設備安裝施工,從而建立統一的指揮協調機制。
⑵ 在設備安裝期,通過搭建溝通平臺,建立實施多方協調的機制,確保運營人員全過程參與,熟悉掌握設備的結構和特性,在實現設備高質量、高速度移交的同時,建立并實施完善的生產運行及安全管理制度,達成從建設到運營的平穩過渡。
⑶ 通過實行指揮部現場辦公、定期召開現場協調會等方式,搭建溝通平臺,針對特定問題與有關人員聯系,彼此交換意見,建立協調機制,減少中間環節,提高工作效率。
3 結論
鑒于地鐵機電設備安裝工程的復雜性、地鐵業主情況的差異性,各地鐵公司在安裝階段的管理模式和協調機制不盡相同。本文在總結各不同管理模式的基礎上,探討了業主在此階段管理思路的共性與注意要點,以期為新建地鐵單位提供參考。
參考文獻
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關鍵詞:機械設計 教學體系 創新
機械設計是機械類專業的一門重要技術基礎課程,能夠培養學生的工程設計能力。因此,應當加大機械設計教學體系的創新力度,培養學生具有分析、解決工程問題,設計、創造新的機械裝備的能力,為國家培養更多機械設計創新性人才。
一、目前機械設計教學體系存在問題
目前機械設計教學體系主要出在以下幾方面問題:①教學內容過于龐雜。目前,機械原理和機械設計是解析設計教學的課程內容,同時機械設計也包括材料、力學、熱處理、機械原理、公差與配合、機械零件、機械CAD等內容,所涉及到的知識面相對較廣,同時教學內容也相對零碎,且與其他課程存在較多交叉重復,例如機械設計教學中的螺紋聯接、鍵聯接等相關教學內容明顯與少而精的教學原則相悖。如減速器的類型、樣式和設計參數要求和機械制圖中的減速器設計相關知識存在著較高的重復率,既失去了機械設計的學科特點,同時又浪費了教學時間。②無法適應時代的快速發展。目前,很多院校的機械設計教材存在著內容龐雜、理念陳舊、脫離工程實踐、跟不上時展以及深度不足等問題?,F代機械設計教學應當滿足工程性和技術性需求,同時也應當具備系統性。社會性以及經濟性,并能夠隨著社會的發展,提出更多滿足實際生產需要的新設計理論和設計方法。目前,很多院校的機械設計教學對設備結構、設備的強度和運動學更新等相關技術內容較為注重,在一定程度上忽視了能源、環境方面知識在教學中的滲入以及安全、人機關系、美學等社會因素和價值工程、周期費用分析等經濟因素,導致機械設計理論教學與實踐之間出現嚴重的脫節。③教學方式過于陳舊、落后。一些院校在教學過程中在機械設計教學中仍然采用教師將書本知識和相關原理一講到底,學生對知識死記硬背的傳統灌輸式教學方式,并未在實際教學中輔以相關知識或原理的掛圖來進行補充講解,以加深學生的相關知識或原理的理解,同時缺乏案例式教學、現場教學以及討論啟發式教學,也并未留給學生進行問題獨立分析和思考的時間,在一定程度上影響學生對課堂相關知識或原理的理解和掌握,同時在一定程度上還阻礙了學生運用所學知識解決實際工程問題能力的發展。因此,應當對機械設計教學體系進行創新。
二、創新機械設計教學體系措施
(一)調整教學內容
院校開展的機械設計各項教學內容都應當緊貼實際,注重整體性、實踐性以及創新性。目前,很多院校的機械設計新生缺乏機械方面相關基礎知識,因此,機械設計在教學中應當調整教學內容,堅持適度、夠用的教學原則,避繁就簡、突出重點、深入淺出。一方面,應當做到精簡,對機械設計教學的傳統性、敘述性內容進行壓縮,盡量減少機械設計教學中相關理論知識的重復,同時在相關教學環節中,如實驗、實習、課程設計、社會調查、畢業論文以及課外科技活動等教學環節,融入機械教學相關理論知識。另一方面注重知識的整合。在機械設計的實際教學中,可以將理論力學、材料力學與機械零件的相關知識點進行整合。此外,在機械設計的教學過程中還應當注重知識點的增設。在充分考慮知識點的系統性和完整性時,可以增設以電、液為動力的機構組合,結合實際的典型機械等新內容,使學生全面認識現代機械,以適當前生產實際需要,方便計算機輔助設計的應用和推廣。
(二)加強學生能力培養
機械設計是一門極具實踐性的課程,在進行過程中應當注重學生設計技能和創新能力的培養,以培養學生的技術應用能力為主要教學目的,同時注重學生工程意識、工程實踐能力、創新意識以及社會實踐能力的培養。在實際教學過程中,教師應當徹底摒棄傳統的灌輸式教學模式,在講解相關理論知識或原理時,注重培養學生總結結論的能力,同時在相關知識或原理的講解時融入其在實踐中的應用,堅持產、學、研相結合的方向,體現機械設計教學的基礎性、系統性、實踐性以及現代性。
(三)創新教學方法
目前,大多數院校都是面向全國招生,導致機械設計學生的相關實際機械知識參差不齊。因此,在機械設計的實際教學過程中,應當注重教學方法的創新。教學在教學過程中應當加強直觀教學,在學生學習相關理論知識或原理的同時,讓學生接觸各類種機械、機構、零件、部件、圖紙,提高學生相關知識或原理的實踐性。同時,教師也可以利用多媒體、電子教案、CAI課件以及錄像等現代教學技術,并借助計算機和互聯網,利用虛擬現實技術和仿真軟件系統,來開展機械設計的現代化、立體式教學。此外,教師在機械設計的實際教學中,應當盡量減少相關知識或原理的理論推到,同時運用例證來講清思路,加深學生對相關理論知識或原理理解,提高課堂教學效率。
結束語
目前,我國機械設計教學體系仍然存在著教學內容過于龐雜、無法適應時代的快速發以及教學方式過于陳舊和落后等問題,因此,在機械設計實際教學過程中,應當調整教學內容,加強學生能力培養,同時不斷創新教學方法,為國家培養更多機械設計創新性人才。
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摘要:介紹機械設計課程群組優化的創新思想,采用“綱要信號網絡”的教學方法,對機械設計課程體系進行改革與實踐,學生實踐能力、創新能力得到極大的提高,增強了職業競爭力。
關鍵詞:機械設計;課程群組;優化;改革
21世紀科學技術的發展突飛猛進,對專業技術人員綜合素質水平的要求越來越高。為更好地適應經濟快速發展對專業技術的需求,在高等教育領域,我國已普遍掀起了與學科專業結構調整相適應的課程體系改革。教學中不僅應該加強人文教育、理想信念教育,也應該更加注重學生的學習能力、職業技能實踐能力和創新能力的培養。因此,不斷將新的科學教育研究成果吸收到專業建設中來,立足院校辦學特色,對傳統的課程設置合理地進行群組優化,探索、選擇滿足現代社會發展需求的復合型綜合人才培養的教學方法,有著極其重要的現實意義。我院對傳統的機械設計課程教學進行了改革與實踐,對高等工科院校機械類專業建設進行了有益的探索。
機械類(對口)專業
機械設計課程群組的構成及現狀
教學型本科院校中承辦的高職類生源的本科教育以“高級應用型技術人才”為培養目標,緊密地依靠市場需求設置專業,面向生產、管理和服務的第一線,突出實踐能力的職業本色。在傳統的機械類專業課程設置中,機械設計課程群組由金屬工藝學、畫法幾何與機械制圖、機械原理、機械設計、公差與配合等課程組成,各部分內容追求學科體系的完整性,相互獨立,不可避免地出現了內容交叉、知識點銜接不緊密等問題。鑒于課程知識需求,教師對知識點滯后部分的處理,大多采取蜻蜓點水式的介紹,致使高職類生源學生感覺內容繁冗、思路不連貫、理解不透徹,學習效果較差。在機械類專業主干學科機械原理、機械設計課程教學過程中,普遍存在著“重局部、輕綜合,重理論、輕實踐”的現象。機械設計課程作為機械零件結構設計和強度、剛度設計的綜合學科,緊密地與機械制圖、公差與配合等課程相聯系。由于課程傳統框架的制約和授課學時的限制,課程的改革只能是局部的,往往造成機械設計實訓環節內容單一,涉及諸多交叉課程綜合知識的運用問題暴露無遺,尤其突出的是與精度設計內容有關的知識運用,學生只是一味地照抄照搬,缺乏獨立思考、綜合分析問題和解決問題的能力,在機械設計課程設計作品中幾乎看不到機器整體協調性較強的精度設計思想和工程設計創新意識,達不到設計目的,更沒有余力充分利用計算機軟、硬件來提高設計能力和效率,使機械設計教學處于進退兩難的境地。
在強調個性發揮、提高職業技能的人才目標發展趨勢下,在課時不斷壓縮的現實條件下,要保證良好的教學效果,選擇先進的教學方法和手段,對傳統課程體系和教學內容進行整合,不斷探索、研究新的教學改革思想與對策已勢在必行。
課程群組優化改革的探討
(一)課程改革優化的原則
本課程群組的改革,適應國家的教育政策,符合我院教學型大學的定位與發展規劃,適應機械設計制造及其自動化(對口)專業面向環渤海及京津唐地區工業經濟快速發展的需求,滿足本專業培養目標要求。
本專業機械設計課程群組優化側重《機械設計》及《公差與配合》課程整合研究,使理論與實踐相互滲透,突破人為的基礎課、技術基礎課和專業課設置模式,更加強調知識點的內在銜接與聯系,在保證教學大綱實施的可行性與科學性的同時,達到促進學生知識、能力、素質協調發展的目的,真正培養出本科層次的專業對口的應用型人才。
以學生為主體,注重教學法研究,激發學生創新意識與競爭意識,不斷豐富教學改革成果,提高學生解決實際問題的能力。
(二)課程群組優化思想
機械設計課程群組優化,即以機械設計制造及其自動化(對口)專業指導性教學計劃中有關機械設計的核心內容為線索,以機器中典型零部件為載體,從零部件功能要求出發,著重研究《機械設計》及《公差與配合》課程的教學大綱,打破課程內容界線,重新精煉課程群組交叉內容,、確定各章節的教學時數與順序,采用著名的“綱要信號網絡法”,把典型零部件的運動設計、結構設計、強度設計、剛度設計及精度設計作為綱要,具體設計方法為信號,將《機械設計》課程的圖表、系數、符號、公式及《公差與配合》課程的幾何量(尺寸、形狀、位置、表面粗糙度等參數)公差與檢測內容按圖索驥,建立機械設計信息圖庫,充分發揮多媒體聲像并茂的立體演示環境,及時與學生進行信息交流,在保證教學內容連貫的同時,加強了教學重點,彰顯了機械設計知識的綜合性與整體性。
在我院,該課程體系的教學以“一級直齒圓柱齒輪減速器”的設計為例,在編寫電子教案的基礎上,進一步優化了該課程群組的實驗環節,采用了三坐標測量機等先進實驗教學設備和手段,增加了開放式、設計式實驗學時,精選課程群組綜合習題作為訓練,使“作業”成為減速器設計的一個環節,作業內容深入且前后連貫、呼應。通過教學改革,課堂上完成機器設計中技術設計階段的全部學習任務。在進入《機械設計》課程設計中,即可進入現場調研環節,搜集資料,確定小型機器設計題目及技改項目,又可結合人機工程、綠色環保設計等理念,采用優化設計方法,運用AutoCAD及Pro/E等繪圖軟件進行復雜機器設計和創新設計,使傳統設計方法不是創新設計的瓶頸而成為階梯,為該專業《數控技術》、《制造技術基礎》等后續課程的工程實踐環節及畢業設計打下堅實基礎,充實學生的職業技術能力。
(三)實現優化改革的方法與手段
教學是在教師指導下學生主動掌握知識、技能,發展思維的實踐活動。教學方法是教法與學法的統一。但實際工作中,教學改革更多地注重教法研究和應用,在學生如何學習,如何引導學生學習方面探討較少,甚至存在沒有必要對大學生進行學習方法教育的傾向。前蘇聯教育家贊柯夫說:“教學法一旦觸及學生的情緒和意志領域,觸及學生的精神需要,這種方法就能發揮高度有效的作用。”由此可見,教學法同樣是教改成敗的關鍵。在我院機械類(對口)專業機械設計課程群組教學中,針對高職生源理論基礎薄弱,學習主動性、積極性較差的實際情況,教師采用了啟發、引導式教學方法,精心設計,更多地給學生提供機械設計知識的“綱要信號網絡”,充分運用多媒體設備和優秀的課件,向學生提供聲像并茂的活躍課堂,增大信息量和專業技術前沿知識,激發學生的學習興趣和渴求知識的熱情。同時,采取將學生帶到實習基地現場講解、學生親自動手進行拆裝實驗、結合實驗加以理論指導等方式,引導、幫助學生主動迎合市場經濟對職業技能的高標準要求。
課程改革實踐效果
課程群組優化以培養學生具有“應用型高級人才”的職業技能為目標,牢牢地把握了工程設計的主線,通過此次整合、優化,徹底打破了兩課程間的界線,使機械設計內容體系銜接得更加緊湊、順暢。學生開始接觸專業就了解了科學、嚴謹的設計思想。教師在授課過程中充實了與精度有關的加工方法、加工工藝等“一體化”的內容,在設計過程中,學生基于對精度設計作用的較高認識,對每一個精度指標的理解與選擇,必然會達到“學有所用”的要求。在學生掌握了堅實的設計知識基礎上,教師可采用更加先進的設計方法和手段,幫助學生全面提高動手能力。本課程群組的優化改革在我院03機制(對口)本科專業教學實踐中,取得了明顯的教學效果。教改前,在機械設計任務方面,各設計小組設計題目大方向基本是相同,一般只是設計參數不同;課程優化改革后,有關機械設計的技術設計知識使學生在課堂教學中就接受了全面的訓練,因此,各設計小組的設計任務結合了學生的興趣點和學生的專業特長,實現了更加靈活、多樣的個性化設計方案。有的設計題目結合現場實例,充分運用了計算機技術和軟件技術的優勢,彰顯了現代優化設計方法與理論在機械設計中的重要作用。在學生成績方面,與往屆學生的機械設計成績對比后發現:優化改革前學生學習《公差與配合》課程的成績與《機械設計》課程設計成績不掛鉤,在進行機械設計課程設計時,大部分學生不愿意再深究公差與配合知識在設計運用中的深層次問題,造成了機械設計實踐環節“重過程,輕成果”的現象,學生設計成績徘徊在“中”和“及格”者居多,而03機制(對口)本科學生成績整體在“良好”水平。另一方面,隨著素質教育在大學教育中的倡導與實施,學生的機械設計作品可以參加有關部門組織的競賽活動,取得本科人才培養目標中要求的“素質學分”的同時,其實踐能力得到了極大的鍛煉與培養,增強了學生的職業競爭力。此外,對機械類其他專業的課程建設起到了積極的推動作用。
參考文獻:
[1]龐振基,黃其圣,等.精密機械設計[M].北京:機械工業出版社,2005.
關鍵詞:高校;機械制圖課程;教學改革
1 高校機械制圖課程的教學現狀
1.1 教學模式單一
當前,高校中的機械制圖教學以教師講授為主導,教師在課上講授知識時多采用多媒體展示機件,或者以尺規進行手畫,這樣雖然可以培養學生認識圖紙、掌握制圖標準規則、手工繪制零件圖的能力,但該種教學方式過于循規蹈矩,無法滿足新形勢下的需求。隨著高校的不斷擴招,學生之間的知識層次差距也逐漸被加大,僅僅為了追求考試成績而培養學生,降低了學生的主動學習性和探索性,會使學生產生敷衍應付考試,甚至厭學的心理。
1.2 隨堂練習較少
就目前的制圖課程而言,教師是課上的主導,由于機械制圖的知識點比較多,而且學生空間想象能力與理解能力水平一般,為了追求課程的完整性,教師在教授課程中的知識點時大多采用填鴨式教學方法,在課上一味地講解與演示,而忽略了對學生學習效果的關注與實踐練習。這樣會導致很多學生缺少課上隨堂練習的時間,也會使許多學生缺少課堂實踐的機會,只是一味地學習而缺乏課上練習不僅不利于學生對知識點的掌握,還會使學生喪失對制圖課程學習的興趣,從而放棄后續制圖課程的學習。
1.3 課堂氛圍低沉
教師在機械制圖這門工科實踐課堂上講授知識時,氛圍比較沉悶。這是因為該課程自身內容較枯燥,與其他學科課程相比缺乏了一些生動性與活潑性,導致學生在學習時缺乏興趣。課程的枯燥導致學生的學習積極性不高,課堂氛圍比較低沉,這也對教師的授課帶來了巨大的考驗。
1.4 課后實踐性缺乏
目前,許多機械制圖的課程教學在教室中進行,教師的教學資料比較固定,學生的課后練習也比較固定,很難聯系到具體的實際。有的學生甚至沒有專門用于畫圖的學習工具,只在課上學習時簡單地練習教師講授的知識點,在課后卻不能將任務具體工作化,不能按時完成教師布置的練習,甚至還有些學生會將課后所留的作業交給他人繪制,這樣會導致學生的畫圖基礎能力逐漸變弱,對專業課知識的掌握也不夠。缺少課后的具體實踐操作會使學生的實踐能力有所降低,也為教師的教學帶來了一定的難度。
1.5 教案內容不實用
就當前的教學情形而言,教師在教學授課時采用教案大都是普通的知識羅列,并沒有真正地從學生學習效果的角度設計相關教學,只是單純地設計出每堂課的教學環節以滿足整體教學的需要。教師教案的設計并沒有完全編織固有細化的知識點,換言之,知識是單獨的講授而不是通過知識網表現出來,因此當前教師的教案也存在一定的不實用性。
2 以學生為中心的高校機械制圖課程教學改革思路
教學方法貫穿于整個教學過程,文章中的教學方法重點在于改革過去常規的教學方式,轉換為以學生為中心的新教學形式。突出強調學生的主體作用,發揮主觀能動性。在課堂上充分調動學生的積極性,提高學生課堂的參與度。齊齊哈爾工程學院機械專業大多數學生的特點如下:前續基礎課程如數學課程中的成績偏差,缺乏三維的空間想象能力等。因此,機械制圖課程在講授過程中也存在一些難度,根據相關的教學經驗顯示,合理的選擇相關實體是轉變教學方法的關鍵。
2.1 實物展示的直觀化
根據多年的教學經驗,在制圖的課堂上,選擇適合知識點的實物展示模型直接用于演示是非常必要的,將相關概念和機件本身通過實物表現出來,讓學生通過自我觀察將抽象的概念轉化為直觀印象,再通過教師加以啟發,使學生的動手實踐能力增強,進而激發學生的主觀能動性。以“組合體”這一知識點為例:在開始介紹基本概念、投影規律前,首先以實體模型演示,讓學生能基本認識組合體;再通過觀察模型的不同角度得出組合體的基本概念,從具體的實物出發,給出組合體的應用實例;然后從基本立體到形體分析的知識深化,從易到難,注重培養學生的形體分析能力,建立更加直觀的空間想象力;隨后通過重點講授,幫助學生將通過觀察獲得的感性認識上升到理性認識。機械制圖教學中,重點內容及重要技能的關鍵點就是在知識的出發點、銜接點、疑難點上。如“組合體的形成及投影規律、位置關系”是整個知識體系的出發點。該部分內容必須講清、講透、講活,為學生今后的學習及走向崗位后的應用鋪平道路。組合體的形體分析和識讀是疑難點,通過與實體模型展示相結合,采用形體分析法一一剖析,進一步引導、提升學生的識圖能力、制圖能力、空間想象力。
2.2 機械制圖的隨堂化
高校機械制圖課程中的畫圖與識圖能力在反復的訓練中產生。將制圖的實訓隨堂化,不僅可以提高學生的學習積極性,還可以提升學生的畫圖速度與能力,這也為其日后的擇業打下了堅實的基礎。將制圖隨堂化讓學生針對模型和機件進行實際訓練,如組合體的尺寸標注與組合體三視圖的繪制等。機械制圖作為一門動手實踐性比較強的一門課程,通過隨堂的練習可以使學生的知識掌握與動手的操作能力都得到很大的提升。同時,制圖的隨堂化還可以讓學生在繪制時發現并快速解決自身存在的問題,這些都可以在隨堂繪制時得以解決。這樣不僅可以提高學生的學習效果,還能培養他們的空間想象能力以及獨立思考與獨自解決問題的相關能力。例如,教師在講解有關組合體的相關知識后,需要隨堂進行課上練習,讓學生進入實踐,自我練習繪畫,掌握畫圖的相關知識點,然后再進行實際操作,這樣不僅可以檢驗出學生是否掌握了知識點,還可以在課上發現學生的問題,以便及時地解決問題,從而彌補其知識點理解不全的缺陷[1-2]。
2.3 課堂教學的互動化
教學是個雙邊活動,不僅要有教師的教,更要有學生的學,這就需要教師在教學過程中加強與學生互動。如果教師在教學過程中只是一味地講授,脫離了課堂的交流與互動,那么無法提高學生的積極性。因此,教師在開始講授知識時,需要提出一些問題讓學生思考,或者給學生講一個故事,由故事引出中心思想,從而調動學生的學習興趣。例如,教師在教學時要突出課堂思政,在課程思政過程中體現出知識點的隱性內涵;教師還可以通過故事與學生互動,在故事中激發學生想學習的樂趣,與學生建立友誼,并將其帶入教學中;然后再在上課講解過程中提問,與學生多多交流,讓他們提出心中所疑,心中所想。只有在課上有互動,課下有溝通,才能讓更多學生愛上機械制圖這門課程[3-4]。
2.4 任務工作化
如果制圖的隨堂化是培養學生自覺的發現問題的方式,那么制圖的課后工作化就是培養學生解決問題的有關能力的方式。學生在課上不僅需要進行隨堂練習,在課后也要復習鞏固課上所學的相關知識,并繪制其他工作任務。因此,課后的任務工作化也是必不可少的一個方式與手段。以組合體三視圖的繪制為例:學生在課上學習掌握相應的畫法以及知識點后,教師需要結合知識點給他們布置相應的作業;而學生則需要在課后繼續訓練相關簡單機械零件的繪制,使其能夠獨立完成從形體分析、合理布局、選擇比例到圖形的繪制。這樣就可以完全將相應的知識點轉換為技能點并得以應用,通過課后的任務訓練提高學生的識圖與繪圖能力,以及不斷的課后鞏固提升自身的畫圖速度與標準化。
2.5 教案的設計與優化
教案是教師教學時一種輔的教育資源,其不僅是教師結合大綱和人才培養方案制定教學內容的具體設計,更是以學生為中心對教學過程、教學內容以及教學方法的一種具體安排。對于講授機械制圖課程的教師而言,不僅要具備良好的空間想象力,更需要掌握專業的機械設計和機械制造等相關技術的相關知識。在掌握教學大綱的前提下,結合相關的機械知識將課程內容分解為幾個相互關聯的知識點,并根據這些關鍵的知識點相互遞進地闡述和講解,從而達到良好的教學效果。例如,在齊齊哈爾工程學院開課說明中的關于組合體的概述,結合以上原則分解如下:1 )組合體,什么是組合體,如何分析組合體。2 )組合體繪制,繪制組合體的步驟。3 )組合體尺寸標注,組合體的尺寸標注要求,尺寸標注原則。4 )組合體識讀,組合體的識讀方法與步驟。通過這樣的方式分解相關知識點,以遞進的形式,連接分散的知識點使之成為相關的知識網,使單獨的知識點通過知識網表現出來,同時教師在講授知識時利用好相關的教學手段加以輔助,配合教師的教學方法和教學形式,從而有效地提高學生的學習效率,達到良好的學習效果。因此,做好教案的設計與優化也是機械制圖課程教學改革的關鍵。
3 結束語
以學生為中心的機械制圖課程教學改革最終目的是更好地提高教學質量,最大限度地發揮學生的潛能,從而提高學生對制圖的實踐運用能力。文章對此課程進行相應的探究和改革,不僅可以為企業培養相應的創新型人才,同時也滿足了當前工業化社會發展的具體需要。因此,在平時的教學設計過程中,要結合學校的特點以及學生實際情況,不斷探索和發現機械制圖課程的具體改革方向,從而達到更好的教學效果,也為高校制圖課程的開展提供相應的理論支撐,使高校的機械制圖課程更上一個新臺階。
參考文獻
[1]張偉文,姜明,劉云志.中高職銜接《機械制圖》課程的教學改革探討[J].內燃機與配件,2020(14):249-251.
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關鍵詞: 機械設計制造及其自動化 課程群 理論教學體系 實踐教學體系
課程群指同一學科內服務于同一專業或不同專業的系列課程,對于以工科為主的應用型院校,課程群建設是其重要的基礎建設之一。當前,很多應用型工科院校的課程群建設還處在起步階段,課程群建設的概念、內容、方法及體系構建沒有統一標準,一定程度上影響了課程群建設的質量。宿遷淮海技師學院以機械設計制造及其自動化專業的相關課程和課程群建設為切入點進行了課程群建設的實踐。
一、課程群建設的指導思想
目前我國機械制造工業同世界先進水平相比還有一定差距,機床的數控化率不到2%,僅為發達工業國家的十幾分之一。而且,現有設備未能充分利用,機械設計、制造及自動化方面的復合型人才極其匱乏是主要原因之一。以蘇北地區為例,目前在崗人員中,??茖W歷的不足40%,本科及本科以上學歷的技術人員不足8%,機械設計制造及自動化方面的復合型工程技術人員更缺乏。在人才培養及專業方向上,機械設計制造及其自動化專業建設更要充分考慮區域經濟對人才培養的需求,及時了解區域經濟的發展趨向,根據經濟發展需求設置專業,調整專業方向,合理調整培養目標、課程體系和教學內容。由于科學技術的高度綜合和分化,現代機械制造工業隨之發生深刻變化。一方面為滿足新的科學技術的發展和人民群眾不斷提高的物質文化需要,各類專門機械不斷推出,另一方面機械工業的發展越來越多地依賴信息技術、新材料和新工藝的支持。這就決定了機械類應用型人才必須具備扎實的基本能力和較高的綜合素質。
二、課程群建設的基本內容
結合技術領域和職業崗位(群)的任職要求,優化課程結構,充分吸納新技術、新工藝、新方法,形成實踐性強、現代技術含量高的課程體系和課程內容,打造特色課程群。
(一)理論教學體系。根據上述專業建設的指導思想,建設以崗位技術應用能力和素質培養為主線的模塊式理論教學體系。主要模塊包括:基本素質與能力模塊;專業基礎能力模塊;電氣工程基礎模塊;專業方向模塊;擴展知識、綜合能力模塊。
(二)實踐教學體系在開展調查的基礎上,明確職業崗位(群)需求,對所需的專業知識、能力和素質進行分解和優化重組,增強人才培養的整體性、針對性和適應性。專業實踐教學體系包含基礎實驗、工程訓練、綜合實訓三部分。
(三)素質教育教學體系基本知識、能力、素質教育課程。
三、課程群建設的具體措施
(一)課程體系開發。以專業帶頭人為組長,由企業工程技術人員、現場專家和專業骨干教師組成專業課程體系開發團隊;深入企業進行調研,了解機械設計與制造工作流程,通過分析、整合和提煉,確定典型生產流程;分析工作流程各崗位所需的知識、技能、核心能力和態度,并融入國家職業標準,確立課程模塊的細節;構建以生產流程為導向的理論、實踐一體化課程體系。
融入職業素質,通過課堂教學、情景體驗、生活養成、第二課堂活動等方式培養學生的自主創新能力、團隊精神和心理素質。在課程體系開發的基礎上,按照“教、學、做”合一的原則,以能力培養為目標,采取任務驅動的教學方式,構建設計制造技術模塊和現代制造技術模塊。每個模塊由知識、技能、素質子模塊,技能實習實訓子模塊,以及職業技能考證子模塊構成。各模塊都能使教育對象形成相對獨立的工作能力。
(二)課程建設。成立專業課程群建設團隊:由專業帶頭人、骨干教師、企業工程技術人員和現場專家組成課程建設團隊。適時調整課程內容:每年調整一次教學內容,及時吸納新知識、新技術、新工藝、新材料和新標準,使人才培養緊扣市場需求。開展市場調研:專業課教師到校企合作企業頂崗實踐,充分了解崗位所需的知識、技能和態度,建設基于案例和項目的專業核心課程。形成激勵機制:制定院、系兩級獎勵措施,對課程開發和精品課、優質課建設取得成績的教師給予獎勵,營造良好的課程建設氛圍。
(三)教材建設。與企業專家合作,建成集紙質教材、電子教材、網絡教材于一體的特色教材,為師生提供自主學習、拓寬知識領域、提高學習效率的學習平臺。教材包括理論教材、實驗實訓指導書、學習指導書。電子教材包括電子教案、多媒體課件、試題庫。網絡教材包括網絡課程資料、在線指導資料等。
成立教材建設團隊:由專業帶頭人、骨干教師、企業工程技術人員和專家組成專業課教材建設團隊,與課程建設團隊同時開展工作。教材內容體現時代特色:及時吸納新知識、新技術、新工藝、新材料和新標準,使教材內容體現時代特色,使人才培養緊扣市場需求。引入職業標準:按照課程體系構架對知識、技能和態度的要求,引入職業標準,按照工學交替、項目驅動、案例教學法實施要求重組教學內容,開發有特色的、實用的教材。開發特色教材:與企業工程技術人員、現場專家合作開發融入企業核心技術和文化的特色教材。借鑒國內外優秀教材:積極引進和借鑒國內外職業教育優秀教材,優化教材體系,豐富教材內容。
(四)專業研究。充分發揮專業教學團隊的教研教改和科研作用,緊密結合專業建設與教學改革實踐,積極開展教育教學規律、人才培養模式、課程體系、教學內容、教學方法和手段的改革和研究;開展專業應用技術研究和產品開發。成立機構:成立系教學改革與應用技術研究課題組,課題組由專業骨干教師和企業工程技術人員組成。經費保障:在研究經費上,除課題立項經費外,由學院和系給予相應配套經費,保證課題研究順利進行。加強過程監控:加強課題研究的過程監控,系每學年聘請院內外專家進行一次檢查、評估和指導,以確保課題研究沿著正確方向進行,并保證按時結題。
參考文獻:
[1]學周刊,2014(1、2、3).
[2]大學教育,2014(4、5、6).