Критерий компактности позволяет создать оборудование более высокой жесткости, точности, менее материалоѐмкое, меньшей стоимости изготовления.
Выбор оптимального варианта компоновки - это эвристическая деятельность, выполняемая не по готовому, а созданному в ходе самого действия алгоритму. Тут решается ряд реальных задач по известным общим методам путем их самостоятельного приспособления к заданным условиям: удобство к эксплуатации, безопасность в обслуживании, компактность, соответствие своему назначению, удобство транспортирования.
Лекционный курс в значительной степени определяет пути проведения всех форм и видов обучения и играет развивающую роль как форма научного мышления, так как наряду с учебной информацией лекция организует и направляет самостоятельную работу студентов, вызывает потребность дополнительного приобретения знаний путем самообразования.
Даются конкретные указания о связи лекций с учебниками, пособиями, заданиями и другой самостоятельной работой, приводятся возможные примеры творческого использования студентами получаемых знаний.
Лекция ведет студентов к установлению связи теории и практики, к лабораторной, конструкторской и технологической экспериментальной и научной деятельности.
Лабораторные работы проводятся параллельно с изучением теоретической части курса и выражают собой форму занятий, закрепляющую единство теоретического и практического.
Одной из существенных задач лабораторных занятий является экспериментальное раскрытие теоретических положений изучаемого предмета, ознакомление с основными методами проведения научного эксперимента и обработки полученных результатов.
В рамках дисциплин «Металлорежущие станки», «Проектирование и эксплуатация технологического оборудования и инструментов», «Расчет и конструирование станков» проводятся лабораторные работы по наладке станков, кинематическим расчетам, анализу структуры и конструктивных особенностей станков, проектированию и исследованию шпиндельных узлов, проектированию и исследованию тяговых механизмов приводов подач с винтовыми парами скольжения и качения, испытанию
148
оборудования, которые требуют от студентов III-го уровня усвоения учебного материала.
Содержание лабораторных работ формирует способности обучающихся к продуктивной деятельности. Например, при выполнении лабораторных работ «Синтез и кинематический расчет привода главного движения металлорежущих станков» необходимо ознакомиться с конструкциями и техническими характеристиками узлов приводов, имеющихся на стендах лаборатории и с учетом исходных и выходных данных приводов (техническим характеристикам электродвигателя, предельным значениям частот вращения на выходе привода), полученным от преподавателя, наметить структуру привода: групповых передач в приводе и порядок их конструктивного расположения, число передач в каждой группе, записать конструктивный вариант структурной формулы привода.
Проведение кинематического анализа синтезированного привода главного движения (ГД) может быть ускорено за счет соответствующей организации направления мыслительной деятельности студентов - использование определенного алгоритма:
-изобразить кинематическую схему для обеспечения выходных данных привода ГД;
-определить варианты передачи движения от электродвигателя до рабочего органа станка;
-определить по имеющейся на стенде конструкции числа зубьев зубчатых колес;
-вычислить величины передаточных отношений в группах передач привода;
-составить уравнения кинематического баланса;
-найти ряд частот вращения на выходе привода-шпинделя;
-выполнить графоаналитический расчет передаточных отношений, для чего представить их в виде степени числа φ - знаменателя геометрического ряда частот вращения на выходе привода;
-найти характеристики групп передач, то есть их место в порядке кинематического включения;
-определить диапазоны регулирования на промежуточных
валах;
-построить график частот вращения;
-изобразить структурную сетку привода;
149
- записать кинематический вариант структурной формулы синтезированного привода.
Алгоритмы обучения относятся к логической форме организации познавательной деятельности студентов и являются для преподавателя средством управления учебным процессом, а для студентов - средством самоуправления, саморегулирования своей деятельности (практической и мыслительной).
Методы организации обучения студентов базируются на правилах логической организации умственного труда с использованием дедукции, индукции, традукции, алгоритмов и эвристик.
Метод индукции и традукции опирается преимущественно на анализ фактов (от частного к общему), дедукция - на синтез (от общего к частному), а алгоритмы и эвристики используют и то и другое.
Для учебного процесса необходимо как познание части через целое, так и познание целого путем анализа и связей частей.
Дедуктивная форма в учебном процессе, в научном исследовании отражает полную определенность и позволяет предвидеть результат деятельности.
Именно курсовое проектирование, опирающееся на дедуктивную форму познания - от общего к частному (синтез) - формирует специалиста.
Основной задачей курсового проектирования является подготовка студентов к выполнению комплекса взаимосвязанных задач: учебных, научных, технических и других, объединенных некоторой общей темой.
С курсового проектирования начинается профессиональное становление студентов, определение их наклонностей в самостоятельном решении задач, связанных с будущей деятельностью.
В ходе выполнения курсового проектирования происходит наиболее активный процесс закрепления знаний, полученных на лекциях и других занятиях, пополнение этих знаний путем самостоятельного обращения к специальной литературе, вспомогательным и справочным пособиям, практическая реализация ранее полученных знаний в содержание проекта и приобретение практических навыков в проектно-конструкторской работе.
150
Курсовой проект по дисциплине «Проектирование и эксплуатация технологического оборудования» представляет собой конструкторско-технологическую или проектно-конструкторскую разработку, в которой студенты самостоятельно решают достаточно сложные задачи по проектированию технологического оборудования и его подсистем. Студентам предлагается следующая, например, тематика:
-для конструкторско-технологического направления – «Технологическое оборудование для механической обработки деталей, например, типа фланец (с исходными конкретными данными) с разработкой привода главного движения со шпиндельным узлом» или «привода подач с тяговым устройством», где студент на базе схемы механической обработки деталей проектирует кинематическую структуру станка, проводит патентноинформационный поиск аналога оригинальной компоновки оборудования, разрабатывает оптимальный вариант компоновки с выполнением общего вида технологического оборудования, структурно-кинематической схемы, выполняет предварительные расчеты, на базе которых определяются основные технические характеристики проектируемого привода, проводятся кинематические расчеты с разработкой структурных сеток, графика частот вращения и кинематической схемы с альтернативными вариантами проектирования, патентно-информационный поиск, результаты которого могут использоваться при выборе конструктивных решений, предлагаемых в курсовом проекте.
-для проектно-конструкторского направления выбирается тематика, которая предполагает неординарность разрабатываемой идеи и ее конструкторского решения, например, - «Многошпиндельная инструментальная головка с автоматическим набором координат», где студент выполняет минимум расчетов, проводит патентный поиск и конструирует заданную головку с разработкой формулы предполагаемого изобретения.
Наиболее перспективными считаются те проекты, которые связаны с выбором оптимального варианта проектируемого объекта.
Постановка темы и выполнение проекта требуют проблемности задания и определенной оригинальности решения поставленной задачи на основе творческой инициативы студентов при соответствующем направлении преподавателя, что соответствует IV-му уровню обучения – уровню «трансформаций».
151
На кафедре «автоматизированное оборудование» распространены «сквозные» проекты, суть которых заключается в том, что одна и та же тема или часть темы вначале разрабатывается в объеме курсовых проектов, а затем переходит в дипломный проект.
Проведение консультаций позволяет наблюдать за работой студентов по выполнению курсовых проектов и соответственно оценивать их качество и состояние. Студент действует по алгоритму функционирования, когда же возникают затруднения, преподаватель прибегает к воздействию на мыслительную деятельность студента, используя алгоритм управления.
Таким образом, оптимальное сложенное функционирование всего комплекса системы учебного процесса, а также изложение предмета на уровне умений и «трансформаций» обеспечивает студентам целенаправленное развитие, а преподавателям рациональное направление обучения и воспитания специалистов высокой квалификации, готовых к деятельности конструктора в проблемных ситуациях, связанных с рационализаторством, изобретательством и научной работой.
Литература:
1.Архангельский С.Н. Лекции по научной организации учебного процесса в высшей школе. М.: «Высш. школа», 1976 -
200 с.
2.Беспалько В.П., Татур Ю.Г. Системно-методическое обеспечение учебно-воспитательного процесса подготовки специалистов. «Высш. школа», 1989 – 141 с.
Получено: |
Воронежский государственный |
14.12.2003 г. |
технический университет |
.
152