机械制造与自动化专业基于CDIO项目体系化课程开发ppt课件

.,机电工程系张军翠2013年7月,.,专业培养模式的总体思路以项目为引导的CDIO培养理念以项目为引导的课程体系项目示例2012课程体系,主要内容,.,3,整合课程制定方案,制定专业培养标准,明确专业培养目标,知识、能力、素质一体化,通用标准行业标准学校标准,社会需求学校定位专业特色校企合作,建立质量保障体系,教学实践与改革,主动适应学生的发展需求深入推进教学方法改革校企合作培养,反馈与持续改进师资队伍建设实践平台建设校外实践基地,机制专业培养模式的总体思路,.,是先进的工程教育理念,是先进的工程教育方法,是以项目为引导的工程教育模式,是一种完整的工程教育过程,CDIO工程教育模式,CDIO工程教育模式简介,项目引导,构思,设计,实施,运行,Design,Conceive,Implement,Operate,注重培养学生掌握扎实的工程基础理论和专业知识,让学生主动学习工程和获取工程能力,以工程产品/系统生命周期为载体,CDIO模式强调以项目为引导，知识能力素质培养一体化的教学体系,.,以项目为引导的CDIO培养理念（一）,以一级项目为主线，贯穿于整个教学阶段，使学生系统地得到构思、设计、实施、运行（CDIO）的整体训练。通过项目将整个课程体系有机地、系统地结合起来。其特点是：所有需要学习和掌握的内容都围绕一级项目这个核心，形成一个整体。,.,以项目为引导的CDIO培理念（二）,每专业必须有精心规划的构思、设计、实施、运行（CDIO）项目，导引学生对核心专业课程的学习兴趣和能力培养，并对本专业形成较清醒的总体认识。将CDIO项目按规模和范围划分为三级：1级为包含本专业主要核心课程和能力要求的项目；2级为包含一组相关核心课程、能力要求的项目；3级为单门课程内为增强该门课程能力与理解而设的项目。3级项目的设立及形式由各门课程标准根据需要确定。一级项目包含本专业主要核心课程知识和能力要求，贯穿专业培养全过程。它应该能够模拟在企业和社会环境中实际产品、过程或系统的构思、设计、实施和运行过程。以三至五个2级项目为载体加强本专业核心课程的学习与应用。,.,以项目为引导的CDIO培养理念（三）,整个培养计划是以1级项目为主线，以2级项目为支撑，3级项目与核心课程为基础，将核心课程的教育同专业和系统的整体认识统一起来，并结合学生的自我更新能力，人际和团体交流能力以及大系统的掌握，运行和调控能力一起进行系统的培养。对于学生来说，项目实施的具体性和探索性既可以深化知识的理解，又能激发主动学习的兴趣。配以适当的时间、经验以及对社会、历史、职业道德的修养反思,可以使学生不仅在专业修养上而且在整个CDIO倡导的个人能力、团队能力、系统的适应与调控能力同时得到培养和提高。,.,以项目为引导的课程体系,一级项目（project）每个专业至少有一个具体的设计和研究项目。学生分成团队5-8个人，每个团队有一个项目，如风能推料机构，从方案设计、结构设计、零部件制造、装配调试到运行，经历CDIO的整个过程。培养设计、创新、协调、沟通和领导能力，增强学生的自信心。每个团队的组长轮流担任，每个学生都有当领导的机会，在担任组长工作期间，负责项目的组织、沟通与协调，定期提供给指导教师项目进度、组内同学平时表现和参考成绩等。这种开放型的项目，使学生有机会把知识有机地联系起来，学会以探究方式获取知识和应用知识的能力。,.,二级项目（project）,二级项目是基于课程群，每个课程群都有一个项目这些项目相当于综合性的课程设计把相关联的课程知识有机地结合起来使学生学习到有机和关联的知识群而不是孤立的知识点课程群的建设与实践结合起来消除内容重复，可减少学时数,.,三级项目（project）,三级项目是课程项目。每个教师都要知道自己的课程在整个专业培养体系中的作用，包括在知识、能力、素质培养中的贡献在构建学生的知识体系中有什么作用每门课程涉及那些能力和知识每门课程中应有20-30%时间用于互动、启发式、探究式的学习，引导学生提出问题，找到解决问题的方法，提取概念和有规律性的知识。,.,所有的项目均为团队合作项目，学生在项目进行的过程中学习探索、综合应用知识，锻炼团队精神、学习基本项目组织、管理，培养CDIO能力。应当注意到，这些项目的进行所需要的很多重要，但非核心的知识能力无需专门开设专门课程而只需要设计适当的考核要求和极少的帮助即可。比如，组织管理、会议议程、会议记录、决策过程和方法、报表、文字和图像处理、撰写报告、查询和阅读资料、口头交流、口头报告、电脑和软件的使用、自信心提高等等，比较深一点的如行业发展、科技前沿、市场分析等也可以通过教师指导、学生收集资料、集体研讨进行交流、学习而获得。,.,现代制造技术,液压传动,数控机床故障诊断与维修,机电设备维修,风能推料机构设计与制造,机制专业基于CDIO的项目体系化课程开发示意图,.,一级项目,1、从一年级第二学期开始，学生8-10人组成各自的项目团队，设小组组长1名。系全体老师分成若干项目指导小组，每组由三到四位老师组成，也设教师组长1名，其中一位为机类专业的老师，一位为电类专业的老师，还有一位为实践环节的老师。在指导老师组的指导下，要求每个学生团队选择一个具体项目或题目，比如风能推料机构，从市场分析与技术需求分析开始，做项目的“市场调研与技术分析报告”。,市场调研与技术分析报告,1、从一年级第二学期开始，学生5-8人组成各自的项目团队，设小组组长1名。老师分成若干项目指导小组，每组由三到四位老师组成，也设教师组长1名，其中一位为机类专业的老师，一位为电类专业的老师，还有一位为实践环节的老师。在指导老师组的指导下，要求每个学生团队选择一个具体项目或题目，比如风能推料机构，从市场分析与技术需求分析开始，做项目的“市场调研与技术分析报告”。,.,2、在市场调研报告、技术分析报告的基础上，以逐步学习的专业基础知识，通过与指导教师讨论、内部讨论、查资料等各种方式，提出多个总体设计方案一级项目I(C)，并比较优缺点，在控制总体成本的基础上，结合小组能力与现有条件的基础上，初步选择一个较为合适的总体设计方案。,多个设计方案,皮带偏心轮传递方案,锥齿轮偏心轮传递方案,锥齿轮、行星齿轮传递方案,.,直齿轮摆动导杆方案,.,3、在选定总体设计方案的基础上，通过进一步的专业基础知识，进一步完善系统总体设计方案，并开始进行机械零部件设计（一级项目II(D)）等过程。,风能推料机零部件设计,.,4、通过前面一级项目I至II的实践，设计完善后，开始加工、制造（一级项目III(I)）。,.,工艺规程制定,.,零件的加工制造,.,这是一个最为有意义的一个环节，学生必须在自己设计的基础上，利用机电系（开放全部的金工车间、数控机床、加工中心等设备）、学校外部等多方面的条件，通过自己的设计、原材料采购、加工等多个过程，开始一级项目中最艰难的阶段。,.,5、通过前面一级项目I至III阶段实践工作的积累，最后进入再加工、安装以及综合调试运行（一级项目(O)）的阶段。,.,6、考核（1）提交文档模板市场调研和技术分析报告设计说明书典型零部件工艺卡片一级项目工作记录本成绩记载表等。（2）答辩每组15-20分钟，抽签决定答辩者，分组员报告和教师提问两个环节。,.,成绩分为：各阶段成绩和最终答辩成绩。答辩成绩：答辩教师每人给每小组评分，签字存档，平均后成为该小组最终平均成绩。每个小组成员的成绩由小组成员打分来决定，但强制采取以下方法：组员之间，如果小组人数=6，每人必须间隔1分以上，否则必须间隔1.5分以上。,.,二级项目,基于课程群的项目设计,.,三级项目,1、机械制图：本课程主要任务是使学生掌握画法几何与机械制图的基本理论，培养空间思维能力、造型设计和形体表达能力，掌握零件图与装配图等机械图样的绘制与阅读技能，掌握零件与装配体测绘与草图绘制技能，为专业课的学习、实习与实践、毕业设计打下良好基础。项目：轴类零件、齿轮类零件、箱体类零件、叶轮类零件的绘制（这些零件应该是一级项目中可能用到的零件，可以安排学生以课堂或课后作业的形式来完成。）,.,2、机械设计基础：本课程主要任务是使学生掌握零(部)件的设计理论与方法，获得设计机械传动装置和一般机械设备的能力。项目：学生以小组为单位，完成齿轮减速器的设计（一级项目中必然有齿轮传动装置）（课程设计周内完成）（1）拟定、分析传动装置的运动和动力参数；（2）选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数；（3）进行传动件的设计计算，校核轴、轴承、联轴器、键等；（4）绘制减速器装配图及典型零件图；（5）编写设计计算说明书。,.,3、机械制造工艺与装备：本课程的主要任务是使学生掌握机械制造的基础知识，获得机械加工工艺规程的设计能力，同时了解机械制造领域的一些最新发展成就。项目：学生以小组为单位，设计在1级项目：“风能推料机构”中已经完成细节设计的典型零件在工业生产条件下的机械加工工艺规程。,.,4、零件编程与加工：本课程主要任务是使学生掌握数控编程和数控加工能力。项目：学生以小组为单位，对已经编好工艺的典型零件进行数控编程、模拟加工和实际加工。,.,5、数控机床：本课程主要任务是了解CNC机床的组成、主要功能部件以及计算机数控系统的配置，具有正确选择与使用CNC机床的能力。项目：数控机床虚拟装配（包括主传动系统、进给系统）,.,6、机电设备维修：本课程的主要任务是让学生掌握典型机电设备的组成和工作原理，掌