机电专业综合实践课程教改方案

2018-08-31 10:40胡文伟钱丽丹
江西化工 2018年4期
关键词:干燥机热泵课题

胡文伟 钱丽丹

(江西旅游商贸职业学院,江西 南昌 330100)

针对机电专业“培养能够从事机电一体化设备运用、调试、维护、技术改造、经营等工作的高素质劳动者和技术技能型人才”这一目标,我们提出了“基于机电类专业综合实践课程的热泵干燥机”的课题。该课题贯穿了机电专业几乎所有课程的学习,是一项适合机电专业的实践性和综合性很强的研究工作。为了更好地完成课题的研究工作,提高学生的专业知识和执业能力,我们计划对机电专业的综合实践课程进行教学改革。

一、教学内容

课题组选择有一定专业基础的高年级学生作为实践对象,这部分同学已经经过了、《机械制造基础》、《机械制图》、《电工基础》和《机械设计基础》、等课程的学习,具备了基本的职业素养和相应的理论基础。“基于机电类专业综合实践课程的热泵干燥机”课题要求师生共同参与,课题组教师带领学生查阅专业学术期刊、教育专著及网络资源,对涉及各类热泵干燥的相关性能参数和使用资料进行收集整理,同时对其他单位设计与使用的热泵进行比较,吸取精华,建立实验装置。

由于多功能热泵系统对不同的环境、不同的干燥物品有不同的干燥模式,同时要求热泵能够按照不同的干燥模式启动不同的组件,并保证在该工况下正常工作,并随着干燥的进行改变运行模式,这就要求热泵的控制系统比较复杂。因此热泵的控制系统是课题研究的核心问题,围绕该课题的《电气控制技术》、《单片机原理及应用》、《可编程控制器原理》、《电力拖动》等专业核心课程将不能再按照以前那样单独教授,更不能像之前那样按照每门课的书本内容按部就班的进行讲解。我们要整合各门课程的教学顺序和每门课程牵涉到的有用知识,连贯的进行项目教学设计,同时融入前沿的设计理念和先进的热泵干燥机信息。例如任务:热泵温度检测与控制、热泵湿度控制等用到传感与检测技术、可编程控制等知识,我们经过提炼,为项目任务的完成提供支持。

热泵要对不同的外界环境,不同的物品干燥温度都要有较好干燥效率,其中的压缩机、冷疑器(内、外)、节流阀、与蒸发器(内、外)要如何配置才能实现不同工况下的正常工作?为此课题组的师生要在各种条件下进行实验,收集和分析数据,找出不足,进行改进,及时分析和解决实验过程中出现的问题。这一课题任务的完成,要求整合《Protel软件》、《机电设备故障诊断与维修》、《车工实训》、《钳工实训》、《数控实训》等课程的教学顺序和进行课程内容的正确选取。例如,保温箱体加工任务就需要整合焊接和钳工实训的知识。同时,还要不断向学生渗透认真严谨、吃苦耐劳的职业素养,同时让学生对机电一体化产生直观的印象。

总之,教学内容要优化为合理的项目任务,这些任务既要能够充分激发学生的学习潜能,同时还注意把教师和学生所花费的时间和精力控制好,防止不切实际;既注重学生的个性发展,又注重学生创新能力的培养。

二、教学方法

根据机电专业人才培养方案,结合学生的实际情况,选择灵活适用的教学方法,重点培养学生的动手能力。建立以培养学生职业能力为中心的教学体系,开创启发式项目教学,提高学生的综合运用知识的能力。以热泵干燥机的实验为主线,教师把牵涉的专业课程项目化,合理设计教学活动、组织教学,建立工作任务与知识、技能的联系;学生深入实验情境,完成项目的过程中学习理论知识,提高实践能力和感受职业氛围。

这次综合实践课程的教改方案,是以“恒温热泵干燥机的研制与试验”作为一个项目,学生与课题组都全程参与。

1、保温箱体的设计

由于课题研制的是恒温干燥,因此必须制造出保温的箱体。采用铝槊板作为箱体的外部板料,轻便美观,强度也适合。箱体的主结构件采用小号槽钢,副结构件采用20的角钢,材料为QQ235。虽然箱体的结构要求不是太高,但考虑循环风机在箱体的上部,为了减少震动和噪音,选用结构强度好的槽钢保温材料选用20的保温朔料板,用胶水拈在板子的内面。设计制作好主要部件的安装附件:压缩机的安装板;内、外蒸发器的安装固定板;落水盘的安装板;循环风机和空气能风机的安装固定板。设计制作好货架、门。使用切割机对槽钢和角钢下料,然后使用电弧焊把槽钢焊接好,做好主支架,再把角钢焊接上去,做成了整个构架。用铝朔板覆盖,做好了箱体的外观。使用自攻螺丝固定,拆卸便捷。使用专门的胶水,把保温板固定在铝朔板的内面。学生实训可按照表格一实行。

表格一 箱体设计制作过程

2、电器控制线路的设计与连接

热泵干燥装置的控制电路其实比较简单,各个部件的逻辑关系如下:

可以先设置一个温度的区间(一般是需干燥物品的最合适干燥温度),那么,干燥机基本可以保证干燥箱内的温度一直处于这个温度区间内。设置一个湿度区间(指干燥物品最后的湿度要求),干燥箱内的湿度高于设置湿度时,启动除湿干燥。温度、湿度都需要启动时,温度优先。学生实训内容可按照表格二实行。

表格二 控制线路的制作步骤

图一 单相电机启动接线图

3、干燥机主要部件的安装于连接

压缩机、冷凝器、蒸发器(两个)、循环风机、电磁阀、作为热泵干燥机的主要附件,要进行安装固定和管路的连接。按照表格三的步骤实行。

图二 控制柜接线图

序号实训内容完成人完成情况教师审核评分1压缩机的固定2两个蒸发器的固定3冷凝器的固定4电磁阀的固定5蒸发器落水盘的固定6连接铜管的焊接7保温管的处理8干燥系统的检漏

4、干燥机的试运行与试验

干燥机全部安装完成后,进行设备的调试、试运行与试验了。其实,学生在这部分要学的主要是严谨的工作态度和科学的试验方法。按照表格四的步骤实施。

表格四 试运行与试验步骤

每个项目进行前,教师会提前布置工作任务,提出任务所需达到的目标,讲解相关的知识,对学生进行引导,让学生明白所学知识和任务之间的连系,任务过程中的注意事项以及完成任务后应该掌握什么知识和具备什么技能,这是一个把教师教学任务转变成学生学习任务的过程。学生受到启发引导后,主动阅读教材、参考资料、设计手册,访问相关的课程资源网站获取所需资料。学生在完成任务的过程中,不断养成自主学习,分析问题和解决问题的能力。当然,还要采用其他的教学方法:

①示范指导法

由于我们的课程是围绕课题实验进行的,较之以前的教学有很大的改变和突破,同时机电实验和实训操作都有一定的危险性,教师要进行示范讲解。在示范操作的过程中,教师传授学生知识,讲解操作要点,提出注意事项。学生按照教师的操作步骤实施任务,随时和教师沟通,教师进行指导。

②提问奖励法

提问法是传统的教学方法之一,有着自身的不可替代的优点。在任务实施过程中提问,不但可以引起学生的重视,加深印象,还能激发学生的兴趣和养成思考的能力。教师通过提问,可以突出重点,解决难题。问题回答情况均纳入总成绩的考核中。

③小组讨论法

任务下达后,让学生以小组的方式进行分组讨论,交流想法,不断优化,最终制定合理的项目实施方案。在完成项目的同时,也训练了学生的语言表达能力和团队协作能力。

三、教学手段

教学改革后,机电专业的课程教学将更充分地运用现代教育技术。例如,多媒体网络技术、电子通讯技术和现场实验手段,多种教学手段的融合将使教学内容更直观形象,便于理解,学生的学习兴趣更高,对知识的掌握更牢。

1、多媒体演示

多媒体动画演示是一种应用广泛的教学手段,它可以充分地展示机械零件的工作动态,例如《机械设计基础》课程中的齿轮传动、链传动等的工作状态;可以形象地描述过程,例如《机械制图》课程中的三面投影过程。这些知识很难用语言表达,经过动画演示后,生动直观,学生非常容易理解。

2、电子通讯手段

手机是最常用的电子设备,学生可以方便地从手机上搜索需要的资料和信息,每次布置任务后,学生都要用手机或电脑先查阅大量的相关资料;手机也是现代课堂的必备武器,师生之间的作业的布置、交流与互动等都是以手机为载体,运用先进教学软件,例如Umu、蓝墨云班课等互动平台来实现。学生还可以利用手机作为延伸课堂内容的学习工具,拓展知识,进一步提升自己。

3、实验操作手段

实验或操作是学生锻炼实践技能的最有效的途径。“基于机电类专业综合实践课程的热泵干燥机”课题的实践性是非常强的,不但锻炼学生综合运用知识的能力,加深学生对项目中机械和电气自动控制相互配合的理解,也让课题组成员和学生在完成课题的同时,对于机电产品的开发、设计、制作流程有更深的体会。每次的项目任务都有对应的操作技能练习,特别是有些项目任务直接和课题实验关联,教师要先进行示范教学,之后学生操作。

四、评价标准

每门课程按项目完成情况进行动态考核。一般根据出勤情况、平时表现、任务完成情况、期终考试四部分进行评价。

出勤情况:出勤成绩占总成绩的10%(缺勤5次以上,该课成绩评定为零分)。课程的所有环节均要求学生参与并签到,无故缺勤5次或以上者,取消本门课程的考试资格。

平时表现:平时成绩占总成绩的20%。包括学习态度、回答问题情况、协作能力等方面。具体打分按照表格五实施。

表格五 学生评分标准

任务完成情况:任务完成成绩占总成绩的40%。包括任务前的准备(查阅资料情况),任务实施过程中操作熟练程度(事故或失误率多少)和任务后的自评、互评和点评(产品合格情况或实验结果)。不参与任务的同学,该任务判为零分。期终考试:期终成绩占总成绩的30%。主要考察学生对专业知识的掌握情况以及学生综合运用知识的能力。

作为具有综合实践性的研究课题,我们希望通过本课题的研究,不单学生的专业知识,实践能力和职业素养有了极大的提高,教师的职教能力,钻研精神也得到极大的改善。

《“基于机电类专业综合实践课程的热泵干燥机”》课题组。

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