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關鍵詞:公路工程 施工建設 機械管理
公路工程行業無論是在施工質量、建設周期以及資金投入等方面,都由于施工機械的直接或間接投入取得了良好的效益。然而,工程機械在施工建設過程中的應用仍然存在著一些管理方面的問題,從而限制了工程機械的效益最大化。
1.公路施工機械設備管理工作普遍存在的問題
1.1.目前,有相當―部分施工企業,仍缺乏完整、嚴格的機械設備管理制度,對機械設備的臺賬、技術資料檔案的建立等工作尚未完善,管理工作無章可循,有的企業甚至在購買了新設備后,沒有及時入賬,造成管理工作相當被動,設備糊涂使用,嚴重的甚至造成國有資產的流失。
1.2.近年來,原以國有企業、集體企業為主的公路產業格局,隨著公路行業體制的改革,逐步形成了國有、股份、外商、外企并存的產業新格局。老的管理體系已不能適應行業的發展要求,需要不斷改進和完善。
1.3.由于目前公路市場還不甚規范、管理制度還未完全到位,一部分企業的領導為了追求利潤和政績,千方百計降低成本,必須的設備更新改造資金舍不得投入,致使設備異常陳舊、老化現象較普遍地存在,設備中存在著隱患,隱藏著誘發事故的禍根。公路施工人員隊伍發生了悄然的變化,給做好設備管理帶來了難度。
1.4.當前公路施工人員絕大部分是未參加過任何培訓|的、散兵似的臨時工、農民工。這部分人流動性大、人員素質參差不齊,對機械設備的性能、操作規程、維護保養等基本常識知之甚少。再加上他們的工作內容大部分屬承包性質等客觀條件,決定了本該由這部分^來完成的設備的日常維護、保養工作不會被完整地執行,設備的日常維護工作也只能停留在表面上。
2.加強工程機械設備有效管理的具體措施
2.1.建立新的機械設備管理體制
在市場經濟條件下,施工企業大都自主經營、自負盈虧,道路施工點多、面廣、路段長、工作面相對分散,整個工程項目涉及設計、施工等多個單位和部門,因流動作業而進行頻繁的移位,所擁有的機械設備經常互相調配,不利于管理與核算。企業要擴大生產規模,謀求持續發展,首先要認清形勢,把握市場規律,針對各類問題制定整改措施,積極參與市場運作,加強設備管理。參照設備管理目標,制定設備經營指標評價體系,以最大限度擴充利潤空間為目的,構建設備管理新體制。
2.2.促進機械設備集中管理
根據工程項目對設備型號、性能等各項要求,結合施工企業設備管理現狀,機械部將機械設備集中管理,根據工程量和進度計劃合理調配人員和機械設備,以優化施工組織設計,先做短工期的,后做長工期的;先做近的,后做遠的,統一調配機械。計算調遣費用和租賃費用,比選機械施工方案。保證配件的質量,取得價格上的優惠,實行機械設備、零件統一采購制度,保證庫內有合理的常用配件貯備。施工階段,應定期指派專人維修和養護機械設備,冬休階段將設備統一安置在制定位置,并派專人看管,并統一存放,確保來年開工時設備能夠正常使用。推行“三定管理制”,根據設備臺班數量完善人員配備,將機械設備維護、保養的責任落實到人,并配套制定獎懲條例,確保臺臺有人管,人人有責任。通過這種管理方式,可督促設備管理人員樹立高度的責任意識,有助于單機核算,確保設備隨時有良好的使用性能;將人、機固定下來,操作者熟悉本機特點,以便在施工過程中全程監督設備運行狀態,發現故障后能夠快速鎖定故障點及時處理。此外,定人定機有助于發揮機械使用效率;確保機械檔案管理的有效性和真實性,使機械原始資料正確、完整、連續統計。
2.3.加強施工現場的機械設備管理
工地的停車場和車輛通行便道必須平坦,且排水便利,平時也要灑水除塵;施工時,合理調配現場的機具設備,并在其附近設立安全生產標語,做好防護措施。工地機械設備具有較強的流動性,且型號眾多,若工程人員不清楚機具特點,缺乏安全生產意識,就容易發生設備誤操作或違規操作的現象,進而引發安全事故,甚至傷及現場人員。鑒于此,為杜絕安全事故發生,確保正常的施工秩序,施工單位必須推行人本管理,將人員安全作為重點管理項目來抓。施工前做好安全技術交底,確保所有參建人員熟悉施工規范和設備管理流程,以免在施工中因設備操作不當發生人員傷亡事故。需要注意的是,施工中操作者必須按規定操作機械設備,避免違章作業、機械帶病操作和野蠻施工,嚴格機械安全操作規程和機械使用制度,以免因誤操作損毀設備;以使用環境為必要條件,不影響機械使用性能的前提下確保人員安全。
2.4.強化對機械管理人員的培訓力度
隨著公路建設的不斷發展,機械設備的更新換代,其技術含量以及自動化程度也越來越高,這就要求機械操作人員要積極更新操作思想,掌握高新的操作技術,科學配置、維修、管理相關的機械設備。為此,公路建設企業應該進一步強化對機械管理人員以及操作人員的培訓力度,有效地提高他們的專業素質,著力培養出一批既懂技術又懂管理的優秀人才。另外,公路建設企業也應該在工程施工之余積極組織相關的交流大會,組織相關人員參觀學習,進而提高機械管理人員的實際技能以及理論知識水平。
2.5.建立機械設備技術檔案制度
現場施工所有機械設備一律建檔管理,一機一檔,主要記錄機械設備的維修、交接、維護保養等內容。檔案分類編號,機械應統一編號,妥善保管,按照隨機的形式統一調配現場設備。為便于維修保養人員快速診斷故障類型,并定位故障部位,記錄必須及時、準確、完整,掌握駕馭機械的主動權。總結機械在使用、管理、保養、修理和配件供應等各環節的經驗,認真做好原始資料的積累,實現設備檔案信息管理,做好有關數據的收集與存檔,不斷提高機械使用管理水平。
總而言之,隨著公路建設的迅猛發展,社會各界對公路施工的標準和要求也愈發的高,為此,公路建設企業應該更加重視對公路施工機械的管理工作,施工機械作為公路建設的生產要素之一,只有進行有效管理,才能最大化地發揮其生產性能,進而保證公路建設的順利進行,降低施工機械的成本費用,提高公路建設工程的整體質量水平。
參考文獻:
[1]徐建中,建筑施工機械設備的安全管理淺議,建筑機械化,2007(8).
(1)人工工資普遍上漲,人工費增加。甘肅地區公路工程用工工人工資一直在上漲,從2002年的平均390元的工資水平,2007年攀升至1350元,年平均增長率22.9%,而至2013年,工人的月平均工資升至3300元,年平均增長率13.6%。(2)老齡化嚴重,重體力勞動者減少, 缺少熟練工人。除工資持續上漲外,建筑業農民工老齡化嚴重。其中40歲以上的工人占到了被調查對象的六成以上,達47.38%的份額,而30歲~40歲這一中堅力量群體的工人所占比例較少,僅有25.62%的比例。具有技術水平的熟練工如:混凝土工、木工、鋼筋工、水泥工、架子工、水電工等工種工人待遇要求更高,且人員需求量大,傳統的砌筑工等已經出現斷代和失傳的境界。
2 耗用人工較多的公路施工工序
我國公路經過近二十年的高速發展,不但公路里程和等級有了大幅提高,工程社會化和機械化程度也有了很大提高,一些耗用人工較多的工程、工序,主要集中在一些附屬(零星)工程、工序。(1)漿砌工程。漿砌工程水化熱低,措施簡單,施工技術易于掌握;工期安排靈活。但是施工機械化較困難,施工速度較慢,使用勞力較多。漿砌片石的砌筑施工合格率較低,施工質量容易波動。由于防護工程施工隊伍較雜亂,施工作業技術水平不高,在實際施工時,施工技術管理與現場管理點較多、施工強度大、施工人員責任心不強導致偷工減料,容易出現以下問題:砌體強度低,砌塊間松動;勾縫脫落,砌縫被水沖蝕,砌筑時灌縫砂漿不飽滿,砌體有漏水現象,危及到路基邊坡的穩定;砌塊間砂漿不飽滿,存在孔洞,砌體強度降低。承載力較低,抵抗橫向剪切力能力弱,墻體易變形。(2)現澆混凝土類。現澆混凝土是在施工現場支模澆注的混凝土。現場攪拌混凝土主要是小規模施工,這樣機動性比較強,但是,由于“人工”太多,配合比不能保證,因此,混凝土的強度也無法保證。(3)小型構件預制安裝類。構件能實現專業化的預制生產,但普通定型模板,模板周轉慢,常出現模板變形、走模及漏漿現象,造成外觀毛糙、蜂窩、麻面、缺棱少角。安裝時,底部容易出現空洞,拼接、勾縫環節容易出現脫落、損壞等問題。
3 幾種應用小型工程機械和專門工程機械的新型施工工法
3.1 防護工程施工方法
針對以上不足,防護工程可借鑒水利方面用邊坡襯砌機施工方法,排水工程可借鑒U型渠道混凝土襯砌成型機施工方法。(1)邊坡防護工程。邊坡機械襯砌采用PHB-23000C型布料機及PHZ-23000C型振搗成型機。坡面振動布料機由主機架、傳動裝置、輸料布料系統、振動系統、行走系統與電氣操作等六部分組成。該機型采用螺旋傳輸布料,插板式振搗器,有效攤鋪寬度3-23m,行走速度8m/min,功率30.6kw。坡面振動成型機由主體桁架、傳動裝置、上下運行部分、工作部分、縱向行走部分、電氣與操作等六部分組成。上下行走速度0.5-8m/min,縱向行走速度6m/min,振動輥旋轉速度400轉/min,輸料器旋轉速度115轉/min。功率16.7kw。主要工序:平整坡(底)面――砂礫墊層――復合土工膜鋪設――混凝土澆筑。邊坡采用挖掘機進行粗削坡,人工進行精修處理,處理時按照設計高程掛線、整平。坡面修整完成后,由監理工程師驗收合格后進行砂礫墊層施工。完成土工膜鋪設后開始側模安裝,測量放樣出面板橫縫位置線和面板頂面及底面線,嚴格按設計線控制其平整度,不得出現陡坎接頭。側模及端頭模板采用14#槽鋼,并在底部加焊Φ10鋼筋。模板背面每隔2m焊接一根Φ10鋼筋,每根長50cm左右,安裝模板時,在背面鋼筋上加壓砂袋對模板進行固定。邊坡襯砌混凝土在HZS75拌和站集中拌制,用8m3混凝土罐車運至澆筑倉渠頂,由布料機或溜槽入倉。混凝土澆筑前先調整襯砌機機架的坡比和高程,校核無誤后進行澆筑。混凝土拌和物由混凝土攪拌運輸車運送至布料機進料口,布料機再將砼熟料均勻地攤鋪在襯砌面上。攤鋪完成后,開動布料機配備的插板式振搗器將砼振搗密實,然后用振動成型機進行提漿、整平及進一步壓實。澆筑過程中掌握好振搗時間和機械行走速度,混凝土布料振搗完成后及時機械找平壓光。在靠近模板及邊角處是機械振搗的薄弱之處,要用人工采用插入式振搗器和平板振搗器進行補振。(2)排水工程。根據設計渠道斷面,采用U80 或U60 型渠道襯砌機進行渠道混凝土一次性澆筑。采用U 型襯砌機襯砌渠道,襯砌機設有U 型導向滑膜、進料口、中間安裝振動設備,并配備一臺1t 卷揚機驅動,固定安裝在渠道施工段前方100m地方,中間用一根鋼絲繩與襯砌機連接,拉動襯砌機勻速前行。襯砌前如果渠床干燥起土,應先灑水濕潤,以避免澆筑好的混凝土板因水分過度流失表面出現細裂紋。襯砌機工作時,人工配合連續向進料口裝入拌和好的混凝土,振動設備同時工作,渠道襯砌斷面一次成型。根據施工現場情況確定襯砌機前進速度,以確保襯砌質量,同時在渠旁邊準備好鐵皮若干張,堆放混凝土以保證混凝土純度,也可避免混凝土的流失浪費。襯砌機過后,對已襯砌的渠道表面要進行人工壓光收面,收面工作要求做到表面平整光滑,無石子外漏,無蜂窩麻面。至少收3遍,達到密實,平整,光滑的要求。
3.2用小型工程機械代替人工,作業效率大幅提高,低油耗小排量更顯經濟環保
在不同的施工環境中,小型工程機械體現出的替代效果是不同的,但施工效率大幅提高是毋庸置疑的。可以在公路上開挖一條45厘米深、20厘米寬、10米長的排水盲溝為例,由于施工精度和封路時間均有嚴格限制,如果8個工人采用風鎬等工具,大約需要一天時間;但如果利用滑移裝載機附加開溝附件,只需30~50分鐘。據測算,對于挖水溝、挖除舊路面、挖土方等工程,一臺10噸位小型挖掘機的作業效率可以替代30~50個勞動力,極大地降低了施工成本和管理成本。對于傳統漿砌片石護坡施工中的片石移動工序,一臺小型裝載機的作業效率可以替代越15~25個勞動力。
3.3橋涵工程中的一些新方法
小型涵洞,現場支模需花費較多人工。可采用在預制場集中預制,統一吊裝安裝的施工方法(目前省內已開始)或者鋼波紋管涵。對于大型的橋梁、涵洞工程附屬工程,多以模數系列(按規律地將尺寸分級,組合搭配),將橋梁分解為大小部件生產。在工程中選用新型高強塑料定型模板。
關鍵詞:機械制造工藝課程 教學考核 改革
一、機械制造工藝課教學現狀及考核方式改革的必然性
機械制造工藝課是機械專業學生必修的一門專業課,該課程涉及的知識面較廣,知識點較多,概念較抽象,理論性較強。在實際教學過程中,教師常常感到教學尺度不易把握,學生則感到學習內容枯燥、模糊;同時由于學生自身素質欠缺以及課程開設有一定的跳躍性,一些學生由此會產生畏難情緒,從而影響本課程的學習,還會對后續的專業課學習產生消極影響。
這門課程的教學考核主要是教室試卷考核,仍以知識的積累為主要目標,考核內容主要依附于教材,注重概念及知識,最后導致學生雖然考了高分,但實際能力卻很差,不能解決實際問題的現象。
針對當前教學考核機制中的諸多不足,專業教師應該牢牢樹立“以學生能力為本位、以行業需求為導向”的精神,結合機械制造工藝課程自身的特點,從各方面入手來提高教學質量,通過課程考核機制的改革推動課程全面、深入的改革,使得教學上一個新臺階。
二、課程考核改革路徑
筆者通過教學發現,如果考核方式不改變,教學就會不自覺地圍著這根指揮棒轉,雖說在教學形式上有了變化,但是實現不了質的飛躍,所以最根本的變革應該是改變考核機制,不以分數來衡量成敗,而應更加注重學生能力的提高,注重對能力的考核。
1.改革課程考核方法
其一,重視三個結合,即考試大綱、人才培養目標、專業范圍三者結合,分模塊、分層次、分階段考核。在教學過程中,教師可以把各個知識點劃分為各個模塊,對學生按模塊進行考核、打分,這樣可以打破一考定成敗的局面,充分培養學生的自信心和成就感。其二,打破常規,改變傳統考核模式,實行開放式考核。比如教研組擬制考核試題,每位學生單獨完成;師生共同制定課題,在規定的時間內,學生分小組完成;同時,可引入競爭機制,培養小組的協作能力和學生的團隊意識。其三,根據學生基礎及能力層次的不同,因人設題,因人設考,使不同層次的學生都能夠完成既定目標。其四,結合職業教育的人才培養目標,考核設計需在滿足夯實基礎目標的前提下,偏向于培養學生解決實際問題的能力。
2.改革考核形式
其一,合理設計課程課時,將知識分段,保證每堂課都有知識點,并進行考核,通過一課一考加強學生對基礎知識的掌握。其二,以每個任務模塊為單位,讓學生進行實戰,以檢測學習成果。其三,在教學過程中教師可將工種鑒定的知識插入到教學中,既保證學生職業技能證書考證的通過率,又能提高學生的學習興趣。其四,改革學期成績計算方式,注重過程,將平時考試成績按比例計入學習成績。
三、課程考核改革應注意的問題
1.了解學生是考核改革的基礎
學生是考核的基礎,教學任務、教學內容、教學目標、考核內容、考核目標都需要針對每個考核對象進行設計。教師要充分了解每位學生所處的層次、能力結構,包括學生的學習能力、實踐能力、基礎知識以及專業知識的儲備情況等。如筆者了解到學生在學習這門課之前已經進行了鉗工實習和車工實習,在設計任務時就以鉗工或車工任務為主,這樣學生都能有所為,可以保證任務的正常有效實施。
2.設計任務是考核改革的關鍵
根據教學目標有針對性地設計教學任務,是完成教學考核的重點。筆者認為,首先任務設定應準確,任務內容必須與教學內容緊密相連;二是任務的難易程度必須適合學生的認知水平、學習能力等,務必做到以學生為本,讓學生在層層遞進中的任務完成中掌握知識;三要任務內容需適量,不能在一個任務中包含太多新知識點,導致學生在一定的教學時數內難以完成。
3.學生的積極參與是考核改革的重要因素
關鍵詞:工程量清單計價 合理性 必要性 有效措施
工程量清單計價是承包人依據發包人按統一計價項目設置,統一計量規則和計量單位,按規定格式提供的項目實物工程量清單,結合工程實際、市場實際和企業實際,充分考慮各種風險后,提出的包括成本、利潤和稅金在內的綜合單價,由此形成工程價格。這種計價方式和計價過程體現了企業對工程價格的自主性,有利于市場競爭機制的形成,符合社會主義市場經濟條件下工程價格由市場形成的原則。
一、工程量清單的合理性
1、工程量清單計價模式與定額計價都是工程造價計價依據,定額計價作為工程造價的計價基礎之一,目前在我國還有其不可取代的地位和作用。計算清單單價的依據之一就是現行在全國統一基礎定額,消耗定額也是工程計價時的參考依據。在目前建筑企業的發展狀況下,大部分企業還不具備建立和擁有自己企業定額的條件,國家基礎定額,尤其是消耗定額,仍然是企業投標報價的計算基礎,也是編制工程量清單進行項目劃分和組合的基礎。總之,定額計價與工程量清單計價都是工程造價的計價方法,而工程量清單計價模式是一種與市場經濟相適應的,允許施工單位自主報價的,通過市場競爭確定價格的一種計價方式,它更加接近市場確定價格,比定額計價更進一步接近市場,也更能夠反應出施工企業的實際施工水平及管理能力的計價方式。
2、工程量清單計價能充分體現《招標投標法》中規定的公開、公平、公正的原則,能充分展示企業的自身實力;、
3、實施清單計價規范作為投標的報價方會有很大的自主性,完全以市場為價格標準,提高了企業競爭意識和管理水平,有利于企業發展;、
4、 工程量清單計價本質就是“市場定價”,它能準確及時地反映建筑產品的市場價格,有利于合理降低工程成本;
5、 工程量清單計價能保證項目計價的準確性與合理性,有利于業主對投資的控制,節約了投標的工作時間,有利于評標、定標、評定合理低價,達到控制造價的目的。
二、工程量清單計價模式的實行是有一定必要性的:
1、建筑行業要適應市場經濟的發展,實行市場經濟后,原來所執行的定額不能準確的反映出企業自身的實際消耗量,也不能全面體現企業的技術水平、管理水平和勞動生產率,不能充分體現競爭原則,因此改變傳統的計價形式,編制新的適應需求的計價形式十分必要。
2、縮短招標周期、避免重復勞動。實行工程量清單招標充分發揮招標人工程量清單的作用,避免了投標人重復計算工程量,節省大量的人、財、物,同時縮短招標時間、提高功效。
3、工程量清單計價提高了企業競爭意識和管理水平。隨著建筑市場經濟改革的深入和加入世貿組織,不但存在著國內競爭,而且還面臨著國際競爭,這就要求施工企業強化競爭意識,敢于競爭,揚長避短,這不僅是技術裝備等方面的競爭,同時也是先進的施工工藝,科學管理方面的競爭,進而充分體現施工企業的優勢、特點和自主性,對促進和提高施工企業能力和經營管理水平具有重要作用。因為只有那些高效、質優、價低的施工企業才能形成利潤空間,才能被市場接受和承認。因此,工程量清單可以提高投資人的資金使用效益,促進施工企業加快技術進步,改善經營管理。
4、工程造價管理模式與國際接軌的需要,我國是世界上少數實行統一定額的國家之一,目前西方國家都沒有統一的計價依據,只有統一的工程量計算規則,承建工程大多采用清單報價或低價中標原則,加入WTO后,我國施工企業與國際合作機會很多,這樣就不能建立與國際接軌的市場環境,不利我國建筑企業參與國際競爭。“工程量清單計價規范”的實施,是與國際接軌的開始,這一形式實際上是國際上推行的FIDIC合同條款的一部分,只要將此“工程量報價制”推開,標志著國際FIDIC合同條款在我國正式實行。
三、為保證工程量清單計價有效實施,應該采取一些有效措施:
1、保證工程量清單編制單位的資質,以保證清單的編制質量;編制人員要有良好的職業道德,遵循公正、科學、合理的原則,要站在客觀公正的立場上兼顧建設單位和施工單位雙方利益,嚴格依據設計圖紙和資料,現行的定額和有關文件以及國家、地方指定的建筑工程技術規程和規范進行編制,避免認為的提高或者壓低工程量,以保證清淡的客觀公正性;編制人員除了具備較強的預算業務知識還應當具備一定的工程師設計知識,包括有一定的施工經驗,對工程的全面了解形成整體概念做到不漏項補少量,對于下一步施工單位的合理報價很重要。
2、注重過程監管,清單計價標準性由編制單位負責,建設行政主管部門主要行駛宏觀調控的職能;
3、加強事后跟蹤,核心內容就是處理糾紛與合同管理;
4、加強預算人員的素質管理,首先,是職業道德教育,投標報價在很大程度上決定中標后的施工行為,合理造價是企業的生命,因此預算人員應嚴格有關規定結合企業實際編制工程報價,以保障工程量清單健康有序實施;其次,是業務素質教育,定期對預算員進行合同管理、設計規范、施工技術、各種新出臺的規定和預算知識等各方面的培訓,嚴格把關考核發證,實行持證上崗與證書年審制度;
5、要加強招標組織和施工單位預決算管理部門的資質檢查,發揮他們在管理工程造價中的能動作用,提高預決算編制水平。
執行清單報價有益于施工企業在建筑活動中充分發揮主觀能動性,通過同一平臺,結合自身企業實際,體現競爭的公平性,體現施工企業實際施工管理水平。在我經歷的工程中,2006年,泉水美域盛景項目執行2000定額報價,之后大多數項目都是執行清單報價。通過投標和結算,定額和清單的差別清晰的體現出來,執行定額報價給施工企業投標和結算都帶來很大不便,傳統招標方式采用“量價合一”的定額記價方法作為編制標底的依據,不能將工程實體消耗和施工技術等其他消耗分離開來,投標企業的管理水平和技術、裝備優勢難以體現,且在價格和取費方面未考慮市場競爭因素。同時,評標定標受標底有效范圍的限制,往往會將有競爭力的報價視為廢標。而執行清單報價的工程,無論投標還是結算都有很大的自主性,不必考慮單價因素,執行清單報價的單價合同的實質就是工程量按實結算,參與投標的施工單位在模擬清單的統一平臺上報價,充分體現不同施工企業的不同水平與能力,最終進行工程量按實結算,大大縮短了結算周期,無論對建設單位還是施工單位都很有益。
【關鍵詞】工程圖學 全英文教學 機械工程師 語言
【基金項目】浙江師范大學Engineering Graphics(工程圖學)全英文授課品牌課程建設項目 (ZC122014002/006)。
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2015)16-0035-02
1.前言
《工程圖學》是機械工程師之間相互交流設計想法的一門高效符號語言,在產品前期構思、方案設計、加工制造及質量檢測等諸多重要環節中均起到其他語言無法替代的作用。因此,對于機械工程相關專業的本科生而言,《工程圖學》屬于專業基礎課程,對其掌握的熟練程度對后續眾多課程學習中的重要性不言而喻。在該課程以往的教學實踐中,我們一直注重引導學生對工程圖學產生學習興趣,并做到理論與實踐的有機結合。
隨著中外學術與技術交流的不斷深入,各個高校中外合作辦學水平也不斷提高,這不僅要求我們改善教學質量、規范教學程序,也從教學語言上提出了更高的要求,于是全英文教學在這一國際化大背景下應運而生。在《工程圖學》全英文教學中,盡管我們可以利用傳統中文教學中積累的豐富經驗,但是面對全英文教學環境仍會出現許多新情況和新問題。結合筆者的《工程圖學》全英文教學經歷,本著改進本課程教學與科研任務的目的,本文將從如何讓學生輕松掌握《工程圖學》這門國際化機械工程師語言出發,淺談自身對教學過程中若干問題的思考。
2.學情分析
2.1 授課對象的特點
《工程圖學》這門課程的授課對象為機械工程相關專業本科一年級學生。由于一年級新生剛剛進入大學校門,對大學的生活節奏還不是非常適應,且《工程圖學》這門課要求學生具備良好的三維空間想象能力,故學習難度較大。此外,學生首次在課堂里接觸專業課程的全英文授課氛圍,學生英語水平的參差不齊及課程本身的難度都會讓學生覺得學習起來比較吃力。
2.2 教材分析
本課程旨在學習研究繪制和閱讀工程圖紙的原理和方法,培養學生的形象思維能力,既包含系統的理論又有較強實踐性環節。本課程包括畫法幾何、制圖基礎、機械圖及計算機繪圖基礎等部分。畫法幾何部分學習用正投影法表達空間幾何形體和圖解簡單空間幾何問題的基本原理和方法;制圖基礎部分訓練用儀器及徒手繪圖的操作技能,培養繪制和閱讀投影圖的基本能力,學習標注尺寸的基本方法;機械圖部分培養繪制和閱讀常見機器或部件的零件圖和裝配圖的基本能力。為了適應生產上對計算機輔助設計技術的廣泛應用和今后學習的需要,亦對計算機繪圖技術和計算機造型進行必要講授。
由于《工程圖學》為一門國際化的工程師語言,熟練掌握該語言能使全世界的工程師們交流不再有障礙。為了培養學生的英文思維,全英文教學中宜采用英文原著教材。譬如,筆者教學中采用的為美國普渡大學Gary R. Bertoline教授等人編寫的原版教材。中英文教材對比發現(中文教學的對比教材由吉林大學侯洪生教授編著),除了國外教材花很大篇幅介紹工程圖學在工業設計各環節中的應用之外,兩者在主要知識點及重難點方面的編排及篇幅分配非常類似,這為我們國內的學生在學習國外教材時對照理解國內教材提供了極大的便利。不過,中英文教材對比中也發現一些差異,如多面正投影圖中我國采用的是第一分角布局,而美日等國家則采用第三分角布局,這對于初學工程圖學的新生而言容易混淆,因此在教學過程中可采用先講透一種方法,而后再延伸到第二種方法的策略,可有效避免學生學習中造成思維混亂。
3.關于教學環節設計的思考
3.1 應注重教學手段的多樣化
多媒體技術的迅速發展為豐富課堂教學手段提供了良好的條件,對傳統板書方式存在的信息量小、講授效率低和缺乏影音效果等不足進行了補充。然而,面對大一新生,特別是對于工程圖學這類要求較好空間想象能力課程來說,普通的多媒體教學手段(如電子演講稿PPT、教學視頻短片等)也難于滿足教學的要求。因此,需要我們進一步挖掘現代化教學手段的潛力,力求做到方法手段的多樣化。筆者所在教學團隊在多年教學過程中積累豐富的工程圖學教學經驗,逐步嘗試并形成了多樣化的教學手段,具體措施如下:針對本課程的重難點內容,我們采取“建模帶動興趣”的方法:采用有別于傳統教材上的二維投影講授方法,將三維CAD建模軟件的應用與理論講授結合起來,在課堂上采取復雜模型現場構建并同時講解的手段,讓學生能真實“看到”并“想象到”身邊種類繁多的三維模型;采用“模型喚醒觸覺”的方式:即盡可能將能獲取的生活中的實物模型或者教具實物在課堂上展示給學生,并在學生之間傳閱,以使他們能真實地“摸到”教材當中的圖紙,幫助學生們理解工程圖的投影規律;布置“藝術性作業”:作業量多且次數頻繁是工程圖學課程的一大特點,因而很容易讓學生產生畏難情緒。針對這一問題,我們嘗試布置一些讓學生感興趣的作業類型,如在講授零件的表達方案時,一般作業形式為要求學生由已知視圖(通常為俯視圖、主視圖和測視圖中的兩個)補全其他視圖的方式,我們則要求學生由已知視圖完成一項工藝品,即將零件的三維模型采用石膏或者橡皮泥等材料塑造出來,這樣能大大提升學生完成作業的興趣,因為本來可能就有一些學生對藝術雕塑等比較感興趣,對于他們來說完成藝術與工程圖學相結合的作業無疑極具吸引力,能讓他們在輕松自如的環境下牢固掌握工程圖學中關于零件的表達方法等方面的重要知識點。
3.2 教學應與學科競賽有機結合
2014年5月,在河南考察時指出,要推動中國制造向中國創造轉變、中國速度向中國質量轉變和中國產品向中國品牌轉變,這“三大轉變”很好地闡釋了高質量原創品牌產品的重要性,也為各高校培養大學生的創造性思維進一步指明了方向。大學階段,各種學科競賽是正是培養大學生創造性思維的重要措施以及理論聯系實踐的橋梁。因此,工程圖學的教學過程也應該與學科競賽有機地結合起來。學生的創作性活動主要表現在“由想法到圖紙”、“由圖紙到模型”以及“由模型到實物”等重要的創造過程,其中前兩項過程均與圖紙有關,足以見得具備扎實的工程圖學基本知識對于整個大學期間學生的創造性活動過程的重要程度。正是基于上述原因,筆者在工程圖學的全英文教學中,努力給學生創造機會參與各類學科競賽。比如,在學習完一個學期的知識以后,筆者會主動與學生交流,指導學有余力的學生參加每年一屆的“全國大學生三維數字化設計大賽”。該競賽主要是應用CAD技術,將學生自己的想法表達成三維圖紙的設計方案,再結合PPT演講和各類分析計算,展示學生參賽團隊自身對改變生活與生產中方方面面的各種奇思妙想。由于該競賽注重學生的創造性思維,故學生的發揮空間很大,只要有前景或者其妙的想法,就能采用工程圖學中所學的知識將該想法在競賽中表達出來,而不會過多地受成本因素或者加工制造水平的制約。
在學生基本系統地學習完工程圖學之時,筆者會盡量引導有興趣的學生與高年級的學生一起組隊參加機械設計競賽之類的學科比賽。在這一階段,除了要有好的想法,參賽學生還需要考慮其他的一些制約因素,比如在作品的模型制作過程中,學生需要對所設計的圖紙進行反復的修改,直到形位公差及表面粗糙度等圖紙的技術要求符合實際要求為止。通過上述這些競賽的訓練,學生對學習工程圖學方面的基本原理知識往往會起到事半功倍的奇效,而且能更一步地提升學生的學習興趣。
3.3 需正確對待中外教材的差異
由于思維方式以及歷史發展的差異,中外文教材在語言表述與內容安排上會有一些差異,具體反映在工程圖學英文教材上,多面正投影圖中美日等國家采用第三分角布局,而我國采用第一分角布局;此外,外文教材注重培養學生的發散思維,對于保護學生的原始創新思想更顯優勢。對于這些差異,我們需要互相借鑒,取長補短。例如,全英文授課講課時可以就英文教材中的第三分角對多面正投影法的原理進行講解,知識點講透之后可延伸至我國習慣上使用的第一分角投影(其實只需要調整投影物體和投影面的前后關系即可),這樣不僅可拓展學生的知識,還能為方便學生將來在不同文化的公司內就職打下基礎。
4.結束語
本文主要針對《工程圖學》這一國際化機械工程師語言的全英文教學過程中的若干問題進行了思考。在對授課對象及英文原著教材的分析基礎上,著重從重視教學手段的多樣化、如何進行教學與學科競賽的有機結合以及正確對待中外教材差異等幾個方面闡釋了筆者及所在教學團隊成員自身在全英文授課中的經驗和思考。預計《工程圖學》的全英文教學未來的發展中將會更加注重引進國外優質教學資源,如聘請外教、共享網絡資源和采用英文原版教材等。