以能力為導(dǎo)向的軋鋼專(zhuān)業(yè)項(xiàng)目式教學(xué)改革探索

劉豐

摘要：將OBE理念應(yīng)用于軋鋼專(zhuān)業(yè)教學(xué)實(shí)踐，以能力為導(dǎo)向的軋鋼專(zhuān)業(yè)項(xiàng)目式教學(xué)旨在提升學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和學(xué)習(xí)效果，以能力為導(dǎo)向，以項(xiàng)目為載體，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)、實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。著重介紹了軋鋼專(zhuān)業(yè)實(shí)物教學(xué)項(xiàng)目的內(nèi)容和實(shí)施形式。

關(guān)鍵詞：能力導(dǎo)向 實(shí)物教學(xué) 教學(xué)改革

近幾年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，高等教育特別是工程教育與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要還顯得很不適應(yīng)。不少現(xiàn)代企業(yè)反映現(xiàn)在的應(yīng)屆畢業(yè)生學(xué)生獨(dú)立性強(qiáng)、知識(shí)面廣，但專(zhuān)業(yè)知識(shí)不扎實(shí)，動(dòng)手能力差，缺乏持續(xù)創(chuàng)新的能力。這就要求高等教育在理論知識(shí)教育的同時(shí)，加強(qiáng)工程學(xué)科的實(shí)踐性。Outcome-based Education（簡(jiǎn)稱(chēng)OBE）教育模式于20世紀(jì)80年代在美國(guó)興起，興起的主要原因在于美國(guó)政府與民眾對(duì)學(xué)校教育質(zhì)量提升的關(guān)注，尤其是在1983年美國(guó)高質(zhì)量教育委員會(huì)發(fā)布教育報(bào)告書(shū)《國(guó)家處于危險(xiǎn)中：教育改革勢(shì)在必行》后，人們開(kāi)始關(guān)注學(xué)生在學(xué)校學(xué)到了什么以及學(xué)習(xí)效果如何OBE模式的理念適應(yīng)了社會(huì)，特別是企業(yè)界對(duì)人才的需求，即學(xué)生的技能與能力應(yīng)以可觀察的、可測(cè)量的以及可應(yīng)用的模式呈現(xiàn)。此后，這一模式在澳大利亞、英國(guó)、加拿大、南非、新西蘭等國(guó)家也得到廣泛運(yùn)用。OBE模式在我國(guó)主要應(yīng)用于工程教育中2013年我國(guó)成為《華盛頓協(xié)議》的第21個(gè)預(yù)備會(huì)員國(guó)，工程教育認(rèn)證工作在全國(guó)推進(jìn)以O(shè)BE理念推動(dòng)工程教育改革，提高工程人才培養(yǎng)質(zhì)量成為國(guó)內(nèi)地方工科院校廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)。

OBE模式是以學(xué)生學(xué)習(xí)后獲得的能力為目標(biāo)的一種課程設(shè)計(jì)與教學(xué)方法。其最大特點(diǎn)是教育范式由“內(nèi)容為本”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)生為本”。OBE是一種務(wù)實(shí)的教育思維，特別重視學(xué)習(xí)成果，強(qiáng)調(diào)以學(xué)習(xí)成果來(lái)導(dǎo)向課程設(shè)計(jì)和教學(xué)過(guò)程。軋鋼及其輔助設(shè)備是軋鋼專(zhuān)業(yè)必須掌握的，僅通過(guò)課堂理論教學(xué)很難形象直觀的理解其結(jié)構(gòu)和原理，因此有必要通過(guò)課程設(shè)計(jì)讓學(xué)生可以自己動(dòng)手進(jìn)行軋機(jī)設(shè)計(jì)和組裝，實(shí)物項(xiàng)目軋機(jī)模塊化設(shè)計(jì)與組裝就是在這樣的背景下形成的。本文將OBE理念應(yīng)用于軋鋼專(zhuān)業(yè)教學(xué)實(shí)踐，積極吸收啟發(fā)式教學(xué)和互動(dòng)式教學(xué)等先進(jìn)的教學(xué)方式的優(yōu)點(diǎn)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性；加強(qiáng)了課本知識(shí)與工廠(chǎng)設(shè)備的直觀認(rèn)識(shí)，使學(xué)生可以反復(fù)進(jìn)行“做中學(xué)”，使學(xué)生逐步形成團(tuán)隊(duì)合作、解決問(wèn)題、技術(shù)創(chuàng)新和溝通交流的能力，為以后的工作打好基礎(chǔ)。

1項(xiàng)目的性質(zhì)與任務(wù)

軋鋼專(zhuān)業(yè)實(shí)物教學(xué)項(xiàng)目是彈塑性理論、軋機(jī)設(shè)計(jì)理論、板帶軋制工藝及設(shè)備、鋼管軋制工藝及設(shè)備、型鋼軋制工藝及設(shè)備等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)后的一個(gè)重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用已學(xué)理論知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題的一次綜合訓(xùn)練。通過(guò)該項(xiàng)目使學(xué)生加深對(duì)所學(xué)過(guò)相關(guān)課程知識(shí)的理解，并在實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用的能力。本課程設(shè)計(jì)重點(diǎn)訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，掌握軋制設(shè)備和工藝計(jì)算的基本方法，培養(yǎng)學(xué)生的軋制設(shè)備的設(shè)計(jì)能力，強(qiáng)化“工藝為綱，設(shè)備為主，工藝設(shè)備并舉”的專(zhuān)業(yè)基本思想。

2項(xiàng)目目標(biāo)

通過(guò)軋鋼專(zhuān)業(yè)實(shí)物教學(xué)項(xiàng)目使學(xué)生能夠初步掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢(xún)、調(diào)研及運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法；使學(xué)生了解與軋鋼設(shè)備相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，正確認(rèn)識(shí)軋鋼生產(chǎn)對(duì)客觀世界和社會(huì)的影響；使學(xué)生掌握軋制工藝、設(shè)備設(shè)計(jì)的主要理論和設(shè)計(jì)方法；使學(xué)生具備較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，能夠進(jìn)行工藝參數(shù)編程計(jì)算和設(shè)備主要零部件的二、三維設(shè)計(jì)；具有一定的組織管理能力、較強(qiáng)的表達(dá)能力和人際交往能力以及在團(tuán)隊(duì)中發(fā)揮作用的能力；具有適應(yīng)發(fā)展的能力以及對(duì)終身學(xué)習(xí)的正確認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)能力；具有較好的人文社會(huì)科學(xué)素養(yǎng)、較強(qiáng)的社會(huì)責(zé)任感和良好的職業(yè)道德。

3項(xiàng)目?jī)?nèi)容及實(shí)施

將學(xué)生分組，每組需根據(jù)給定的軋輥尺寸，設(shè)計(jì)四輥軋機(jī)一臺(tái)，并制定的軋制規(guī)程，經(jīng)評(píng)審后擇優(yōu)加工四輥軋機(jī)模型。

3.1軋機(jī)模型設(shè)計(jì)及裝配

該項(xiàng)目的模型設(shè)計(jì)涉及四類(lèi)：軋機(jī)輥系、機(jī)架部分、壓下部分、傳動(dòng)部分。

軋機(jī)輥系包括：軋輥、軸承、軸承座；

機(jī)架部分包括：機(jī)架、襯板、彎輥缸、軸向擋板；

壓下部分包括：壓下螺絲、壓下電機(jī)、壓下蝸輪、液壓壓下；

傳動(dòng)部分包括：接軸、減速器、電機(jī)。

將軋機(jī)整體模塊化，分成若干個(gè)子部件可以使學(xué)生對(duì)軋機(jī)部件有更加清楚地認(rèn)識(shí)，在組裝過(guò)程中，更深入的理解軋機(jī)的設(shè)計(jì)方法，掌握獲得設(shè)計(jì)過(guò)程中所需要技術(shù)參數(shù)的正確方法。另外，模塊化后，軋機(jī)的組合靈活，可根據(jù)不同的技術(shù)參數(shù)，置換部分子部件，達(dá)到多種組合效果。

該項(xiàng)目模型采用的材質(zhì)是工程塑料，減輕了實(shí)驗(yàn)設(shè)備的重量，也降低了實(shí)驗(yàn)成本，便于推廣。工程塑料材質(zhì)的教具要求的精度不高，便于生產(chǎn)加工。由于教具的重量輕，便于學(xué)生操作，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中更加安全省力。

3.2軋制工藝制定

給定帶材的初始規(guī)格和成品規(guī)格，進(jìn)行軋制規(guī)程設(shè)計(jì)，并計(jì)算各道次軋制力、軋制力矩、變形區(qū)長(zhǎng)度、前滑后滑等參數(shù)；學(xué)生自行在剪板機(jī)上按指定規(guī)格裁剪帶材；在實(shí)驗(yàn)室軋機(jī)上完成帶鋼軋制實(shí)踐操作，包括各道次輥縫設(shè)定調(diào)節(jié)，并完成各道次軋制力和機(jī)架關(guān)鍵位置的變形參數(shù)檢測(cè)與記錄，對(duì)計(jì)算獲得的軋制規(guī)程參數(shù)進(jìn)行校驗(yàn)；利用軋制法測(cè)定實(shí)驗(yàn)軋機(jī)工作機(jī)座的縱向剛度，并理解軋機(jī)縱向彈性變形對(duì)軋件出口厚度的影響；對(duì)軋機(jī)機(jī)架進(jìn)行三維設(shè)計(jì)，結(jié)合軋制力測(cè)試結(jié)果，利用有限元方法對(duì)機(jī)架強(qiáng)度、剛度進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，并與檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證有限元模型的準(zhǔn)確性。

3.3指導(dǎo)教師的職責(zé)

軋鋼專(zhuān)業(yè)實(shí)物教學(xué)項(xiàng)目分階段進(jìn)行，以學(xué)生為主體，學(xué)生在教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成。指導(dǎo)教師指明設(shè)計(jì)思路，啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考，為學(xué)生答疑解難，并進(jìn)行階段審查，其具體職責(zé)如下：明確的設(shè)計(jì)題目，幫助學(xué)生確定設(shè)計(jì)方案，理清設(shè)計(jì)思路，明晰設(shè)計(jì)步驟及關(guān)鍵；實(shí)時(shí)掌握學(xué)生的設(shè)計(jì)進(jìn)度，適時(shí)答疑并督促檢查；充分引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性，鼓勵(lì)創(chuàng)新性思維。

4結(jié)語(yǔ)

以能力為導(dǎo)向的軋鋼專(zhuān)業(yè)項(xiàng)目式教學(xué)旨在提升學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和學(xué)習(xí)效果，以能力為導(dǎo)向，以項(xiàng)目為載體，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)、實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。通過(guò)實(shí)物教學(xué)項(xiàng)目的實(shí)施和開(kāi)展，豐富了同學(xué)們的實(shí)訓(xùn)經(jīng)歷，使學(xué)生對(duì)軋鋼設(shè)備的設(shè)計(jì)和工藝的制定和有了更加明晰和深刻的理解，切實(shí)體會(huì)到每一個(gè)尺寸、每一個(gè)公差都關(guān)系到設(shè)備的制造、安裝和成本。以適應(yīng)新形勢(shì)下社會(huì)和企業(yè)對(duì)于卓越工程師人才的巨大需求。

參考文獻(xiàn)：

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