关于机械基础知识类课程开发的研究
摘 要:本文从按照操作技能开发机械基础知识类课程、以专业技能为导向开发机械基础知识类课程以及根据学科规律和中职学校学生的特点开发机械基础知识类课程三个方面阐述了机械基础知识操作技能的开发、针对专业技能的课程开发和根据学生特点与机械基础知识类课程的自身规律进行的课程开发等方面的研究思路与实践活动。
关键词:机械基础知识类课程 课程开发 操作技能 专业技能 中职学生
机械基础知识类课程是指金属工艺学、工程力学、机械制图、公差与配合、焊接、液压与气动、钳工实训、车工实训等与机械有关的诸多课程。这些课程在知识内容上相互关联,是中等职业学校工科类的专业基础课。传统的教学中,这些课程是以独立的、一门门课的形式被传授,注重学科的完整性和系统性,根据逻辑严密、结构对应的学科顺序设置,并且在课程的内容和设置上专业区别不大,与专业技能和对应岗位联系较少。
在教学上,传统的教学模式远离生产实际,与岗位严重脱节,与“校企合作,工学结合”的职业教育新理念相违背,忽视了人的职业成长和生涯发展规律,不利于学生就业,所以非常有必要对机械基础知识类的课程进行新的开发和设置。以下从按照职业能力开发机械基础知识类课程、以专业技能为导向的机械基础知识类课程的设置和根据学科规律和中职学校学生的特点开发机械基础知识类课程三方面阐述这方面的研究与实践。
一、按照操作技能开发机械基础知识类课程
机械基础知识类课程虽然定义为专业基础课,但是它的绝大部分课程如:金属工艺、机械零件、公差与配合、钳工等课程仍然是关于机械工程的操作和实践。学习机械基础知识类课程其实就是掌握机械操作技能,它既是专业技能的基础,同时又是职业能力之一。所以,对机械基础知识类课程的开发就是要摈弃传统的一门一门独立的课程的概念,而把其涵盖的所有课程划分为若干单项操作技能,并且,开发后的新课程应该明确为机械基础知识与操作技能。
1.机械结构认识与操作技能
机械机构知识与操作技能是指会判断机械设备、电气产品和机电产品所使用的金属材料的种类、型号和维护金属结构的技能;看懂机械制图,并通过机械制图了解金属结构的装配原理和关系的技能。这项技能在现场实际中作用非常大,大部分电气产品和机电产品结构都是由金属材料构成的,因此,这就要求中等职业学校的学生会判断金属的种类、钢材的型号或牌号,会判断采用何种冷、热处理方法提高金属材料的机械性能,必须了解产品内部和外部的构造,更好地对其进行维护,对于金属材料,它必须是通过对现场实际的观摩、不断实践才能掌握其性能;对于机械制图不需要系统、完整学习绘图知识和绘图训练,在掌握机械制图基本方法后,重点训练学生掌握读图和识图的能力。
2.设备装配和判断故障技能
掌握机械基础知识和技能最主要的作用就是能够对设备进行装配,使其正常运转;能够判断故障并进行合理拆卸,进一步进行维护,因此,应对工程力学和机械零件课程进行开发。
工程力学课程是一门理论性、逻辑性较强、比较抽象的学科。中职学校的学生学习起来比较困难,大多数情况下这门课被放弃不学,这对于学生来说是个损失。力学知识在工程实际中无所不在,受力分析、平衡、力矩、强度、刚度、变形等力学要素是使设备正常运转的理论基础,具备一定的力学知识,能够进一步合理地、科学地装配和拆卸设备,能够比较准确地判断和分析故障。因此,在实际操作中,有目的地给学生灌输一些力学概念和常识,使其逐步接受和消化,提高职业发展潜力,是很有必要的。
机械零件课程是机械基础知识和技能的主干内容,它包含常用机构和基本通用零件的结构、工作原理、几何尺寸、型号、维护和更换方法。一般设备都是由这些常用机构和基本通用零部件组成,因此,掌握了这些机构和零件的结构、工作原理和维护方法,就基本上掌握了设备装配和简单维护方法。所以,这一项技能必须要花大量的时间和精力组织学生进行各种零部件的组装、拆卸和设置故障训练才能获得。
3.设备的检修、故障处理和维护技能
机械、电气以及机电设备的检修和维护技能是指在实际工作中能够比较熟练、快速地查找故障,排除故障,并通过相应的技术手段使其恢复到原有的公差精度和工作状态,这对机械基础知识和操作技能提出了更高的要求,同时也是知识、技能以及综合素质的具体体现,这要求学生必须掌握公差配合基本知识、测量方法以及钳工或机修钳工技能。
学习公差配合和测量方法,能够使学生更好地把握机构运动的准确性、装配的精度以及提高设备工作合理性的认识,使学生无论是在装配过程中还是在故障处理中都具备精度意识,养成严谨的工作态度。钳工或机修钳工则是一项对动手能力要求较高的操作技能,通过对工件的划线、锉、削、锯、錾削、钻孔等工艺,进一步学习完成零件的钳工加工及产品和设备的装配,特别是故障排除和缺陷的修复技能。这项技能应用较广,因为它所用设备结构简单,操作方便,并对故障和缺陷的处理和修复能力强,工作效率高,所以,作为一项基本操作技能,必须进行大量的训练。
二、以专业技能为导向的机械基础知识类课程开发
机械基础知识类课程的开发必须以专业技能为导向,所设置的知识内容和技能必须为专业相对应的岗位服务。下面以笔者所在学校铁道内燃机车运用与检修专业为例,阐述机械基础知识类课程的开发。
铁道内燃机车运用与检修专业是培养具有内燃机车驾驶与检修基本知识和操作技能的应用型中等专业技术人才,岗位工种是内燃机车司机和检修工作人员。
铁道内燃机车的工作原理是,燃料在汽缸内燃烧,所产生的高温高压气体在汽缸内膨胀,推动活塞往复运动,连杆带动曲轴旋转对外做功,燃料的热能转化为机械功。柴油机发出的动力传输给传动装置,通过对柴油机、传动装置的控制和调节,将适应机车运行工况的输出转速和转矩送到每个车轴齿轮箱驱动动轮,动轮产生的轮周牵引力传递到车架,由车架端部的车钩变为挽钩牵引力来拖动或推送车辆。
由此可见,内燃机车的结构和动力传递含有大量的机械基础知识和技能。对于内燃机车司机,必须熟悉和了解汽缸里动力的形成和柴油机、传动装置车轴和动轮的动力传递方式,并且,还要对设备的材料特性有一定的了解,提高驾驶机车的能力和对机车设备故障判断的能力。对于检修人员,除了掌握机车的内外部结构、动力的产生和传递外,还必须具备对机车的结构和设备进行全面检修的能力。因此,内燃机车专业的学生除了掌握机械结构知识和技能外,还必须学会机械设备装配、故障判断和处理以及设备全面检修的能力。
学生对专业技能全面了解后,可以开发对应内燃机车的知识和技能,对于机械制图,重点训练读懂内燃机车的零件图和装配图技能;而机械零件,重点训练有关内燃机车的零部件的认识和装配技能,期间还需穿插工程力学中有关静力学、动力学和材料力学的基本常识,并将钳工基础作为重点训练的操作技能,提高检修能力。
三、根据中职学校学生的特点开发机械基础知识类课程
中职学生学习能力不强,文化基础普遍比较薄弱,他们厌倦理论讲解和推理计算。但是他们也有闪光点,就是动手能力并不差,对操作比较感兴趣,对于这样的学习群体,采用边操作边学习的理论实做一体化的教学方法就有很强的针对性,符合其学习特点。
学习的切入点是从训练学生反复拆装减速器入手,先熟悉和了解机器和机构,在此基础上进行一体化的教学。教师首先把机械零件作为主干内容,设计成连接件、传动件、支撑零件、轴类零件和辅助件等几大模块,同时根据专业知识需要穿插金属工艺学、工程力学、机械制图、公差与配合、钳工基础等知识。每一模块按照专业技能的特点和学习规律进行理论、实做一体化教学模式设计,都是从动手操作开始,逐渐引入理论知识,并进行操作技能的训练。例如,连接件模块,学习连接件模块目的是能够熟练地拆卸和装配机器或机构,了解连接件的性能和型号,能够判断连接件的损坏或故障,熟练更换连接件,具体做法是先拆卸螺栓和销钉,找出损坏或故障零件,然后通过查找资料和教师指导,学习问题零件和故障处理方法,最后进行连接零件维护。
实践证明,采取上述教学方法,使学生在动手操作过程中,潜移默化地学习了金属工艺学、机械制图、工程力学、机械零件、公差与配合以及钳工知识和技能。在此过程中,没有严格的学科界限和课程概念,学习就是获得一项一项实用性很强的操作技能,学生能够体会到学习不再是枯燥无味和晦涩难懂,而是从无知到掌握各种技能的愉悦体验。
课程开发是一项前景广阔的研究工作。在“校企合作、工学结合”的办学模式下,让学生学到更多更好的有用知识和实用性强的操作技能,是职业教育的培养目标之一。学校对机械基础知识类课程的开发研究,目的就是提高学生的职业能力和综合素质,为其顺利就业打下坚实的基础。
参考文献:
[1]姜大源.职业教育课程改革思考. http://learning.sohu.com/20051016/n240545452.shtml ,2005.
[2]邓泽民,陈庆合. 职业教育课程设计[M]. 北京:中国铁道出版社,2006.
[3]钟启泉. 课程论[M]. 北京:教育科学出版社,2007.
(作者单位:乌鲁木齐铁路运输学校)