一、课程简介
《智能制造技术基础课程》是专业必修基础课程,也是智能制造工程专业课程的基础。本课程以学生的专业为技能知识教育为目的,旨在使学生对智能制造工程专业的专业基础知识有一个系统的认识,对智能制造工程专业相关的概念和基本术语有一定的了解。本课程主要介绍机械产品的生产过程及生产活动的组织、机械加工过程及其系统、金属切削过程及其基本规律、机床刀具夹具的基本知识、机械加工与装配工艺规程的设计、以及现代制造技术的发展趋势。本课程的学习,为后续课程的学习提供了基础,为各个课程对应的实践环节做好了铺垫。
本课程围绕智能制造工程专业的基本情况和课程设置,培养目标及实践模式,讲授与机械设计制造及其自动化专业的基本概念和基础知识及工程应用概况。本课程在教学内容方面应着重于基本知识、基本理论和基本方法,在培养实践能力方面应重视设计构思、创新意识和设计技能的培养。
二、案例基本信息
1.案例名称:中国制造2025
2.对应章节:第5章 机械制造质量分析与控制
5.1 概述
5.2 机械加工精度
3.课程讲次:第10讲
三、案例教学目标
1、在学习孔与轴配合,计算配合精度的过程中, 引入“大国工匠”方文墨和他创造的“文墨精度”,认识工匠精神的实质:培养学生严谨认真、精益求精、追求完美、勇于创新的精神。
2、在学习配合类型和配合制度选择的过程中, 教育引导学生需要辩证分析和处理事务,以客观存在的情况为依据,灵活机动地分析和处理问题。
四、案例主要内容
分享“中国制造2025,激发同学的爱国热情和学习兴趣
切入点:《中国制造2025》由百余名院士专家着手制定,为中国制造业未来10 年设计顶层规划和路线图,通过努力实现中国制造向中国创造、中国速度向中国质量、中国产品向中国品牌三大转变,推动中国到2025年基本实现工业化,迈入制造强国行列,而机械制造的质量是其中重要因素。
讲授目的及效果:通过介绍《中国制造2025》,让学生们认识到机械制造质量在《中国制造 2025》中所处的重要位置,《中国制造2025》离不开机械制造质量、离不开智能制造的高新技术。学生们通过此案例,掌握将来工作就业需要具备的专业素质,让学生们做好为实现《中国制造2025》而努力工作的准备。2015年5月19日,国务院总理李克强签发了《中国制造2025》。这是党中央、国务院总揽国际国内发展大势,站在增强我国综合国力、提升国际竞争力、保障国家安全的战略高度做出的重大战略部署,其核心是加快推进制造业创新发展、提质增效,实现从制造大国向制造强国转变。科技创新始终是推动人类社会生产生活方式产生深刻变革的重要力量。特别是新一代信息技术与制造业的深度融合,将促进制造模式、生产组织方式和产业形态的深刻变革,智能化、服务化已经成为制造业发展新趋势,智能制造技术在这一变革中扮演者着重要角色。当前,我国在相当一些领域与世界前沿科技的差距都处于历史最小时期,已经有能力并行跟进这一轮科技革命和产业变革。面对不可多得的机遇,我们可以通过自己所学专业,为实现制造业的转型升级和创新发展做出贡献,同时也使自己得到发展和进步。作为智能制造工程专业的学生,对于专业基础知识和最新技术的学习最为重要,只有具备扎实的理论知识和专业的技能,将来才能更好地为祖国的繁荣复兴作出更大的贡献。
五、案例教学设计
《智能制造技术基础》教学设计
教学节段 |
机械加工精度 |
教学时长 |
45分钟 |
课程名称 |
智能制造技术基础 |
课程性质 |
专业必修课 |
所属章节 |
第5章:机械制造质量分析与控制 |
授课对象 |
智能制造工程专业大三年级学生 |
一、学习目标 |
通过本节课学习,学生能够: 1.掌握机械制造质量的基本含义和要素。 2.掌握机械加工精度的基本概念,工艺系统的几何误差的因素和控制方法。 3.课程通过融入思政,激发学生的爱国热情,培养学生的专业情怀、科学精神和社会责任感。
本门课面向的对象是智能制造工程专业大三年级的学生。他们在之前的学期中已经学习了高等数学、工程力学、机械制图、互换性测量等课程,对精度和误差有一定的认识,为本课程的后期学习奠定了基础。 大学三年级的学生已经具有一定的自学能力,能够独立进行思考、发现、分析问题,在学习过程中可适时地以启发式、互动式等教学方法进行教学,激励他们通过自己的思考去分析解决问题。 |
三、教学思想 1.强调学以致用,挖掘工程实例,使学生觉得所学知识技术能帮助他们解决工程中的实际问题,因而会表现出更大的学习兴趣和热情。 2.教学内容的设计要源于教材而不拘泥于教材。 3.教学要以学生为主体,充分发挥学生的主体性,把学习的主动权交给学生。 4.培养学生的思维方法,引导学生掌握一定的学习方法,养成自主探究的“精神风貌”,激发学生主动学习的积极性,使学生“学会”、“会学”、“乐学”。 |
四、内容与资源 |
通过本节课的学习,学生能够掌握机械加工精度的基本概念、工艺系统几何误差的计算、及工艺系统误差的控制方法,并通过课程思政的融入,激发学生的爱国热情,科学精神和社会责任感。 在课程内容组织上注重: (1)注重知识传授、能力培养和价值引领 通过本节课学习,能够掌握配合类型和制度,学会配合间隙和过盈以及配合精度的计算。 (2)以兴趣为学习导向,提高学生的学习积极性 通过多种现代化的多媒体工具,激发学生学习的兴趣,启迪学生的思维,进一步提高学生学习主动性和积极性。 (3)以学生为课堂教学主体,进行互动式教学 学生是课堂教学活动的主体,教师是课堂教学活动的主导者。在授课的过程中,通过课堂提问、抢答等多种互动环节,时刻关注学生的接受能力,适当调整授课的进度。 |
五、教学策略和方法 |
在本单元的教学组织上,采用以下策略和方法: (1)充分利用现代化信息技术,开展多样化教学活动 采用课前在学习通中进行在线预习,课堂讲授,课后学习评估的方式组织教学,促进学生主动学习,培养学生高阶能力。 (2)案例式教学 教学中采用案例式教学,让学生们围绕着这个问题或案例开展思考,提高学生主动思考问题、解决问题的能力 。 (3)启发式教学 在授课的过程中,进行启发式教学。通过课堂提问、抢答等多种互动环节,时刻关注学生的接受能力,调整进度。通过启发教育,让学生能够举一反三。 |
六、教学重点与难点 |
重点:工艺系统几何误差、受热引起的误差、受力引起的误差和内应力变化引起的误差。 难点:工艺系统几何误差的计算。 |
七、教学设计 |
教学内容 |
融入思政点 |
教学方法 |
1、知识点回顾 回顾上节课所学的机械加工工序尺寸链的相关概念和计算方法 |
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提问、归纳 |
2、引入本堂课程 工序尺寸的保证,及其对加工精度的影响; 概念:机械制造质量,机械加工精度
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讲解加工精度时融入“中国制造2025”谈到中国现代的制造业的现状和未来,激发学生的民族自豪感和对本课程的学习兴趣 |
启发式,案例式教学 |
3、讲解工艺系统的几何误差 归纳工艺系统几何误差的组成:机床的几何误差,夹具的几何误差,刀具的几何误差 |
讲解几何误差时,引入文墨精度。 方文墨,一名用手打磨战机零件的80后钳工,是钳工界奇才。曾获全国"五一"劳动奖章、中国青年五四奖章、全国技术能手、辽宁省和沈阳市特等劳动模范等20多项殊荣。2019年4月,荣获"最美职工"。 方文墨,中航工业首席技能专家。鼓励同学们人人当先进,人人做模范的学习和工作态度。 |
案例教学 归纳总结 |
4、工艺系统受热、受力和内应力变化引起的误差 分析各种因素引起的误差表现和控制方法
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讲解其他因素引起的工艺系统几何误差是引入光刻机等我国卡脖子设备,增强同学们的责任意识和紧迫感。 |
提问引导教学 对比分析 |
八、教学评价 1.通过观察学生课堂中的专注度,以及课堂上的提问和学习通中发出的抢答等,判断学生在本节课教学过程中的投入程度和对本节课内容的理解程度和应用能力。 2.通过与学生的交流和互动、小组讨论情况,判断本节教学设计内容组织和节奏控制的合理性。 3.通过课后作业和课后在学习通上与学生在线交流,了解学生对本节课知识点的掌握程度。 |
六、教学反思
讲解加工精度时融入“中国制造2025”谈到中国现代的制造业的现状和未来,点燃学生的民族自豪感和对本课程的学习兴趣。讲解几何误差时,引入文墨精度。教学中我们应能将信息技术与创新教学方法有机融合起来,不断学习,提升自己的信息技术素养,创设适应教学的技术应用情境,积极引导学生如何去发现问题、分析问题和解决问题。激发同学们人人当先进,人人做模范的学习和工作态度。讲解其他因素引起的工艺系统几何误差是引入光刻机等我国卡脖子设备,提醒同学们的责任意识和紧迫感。通过思政教育,既使同学们体会到作为中国人的自豪感和智能制造工程专业的幸运感,又不使同学们骄傲自大,增强同学们的责任担当意识和时不我待的紧迫感,鼓励同学们努力学习。
教学中要多联系实际,可以更多引入机械制造的失败案例,告诫学生作为一名工程技术人员,确保机械制造的质量是重中之重的问题,在学习及工作中要养成科学严谨、精益求精的工作作风。