高校非機(jī)械類專業(yè)工程訓(xùn)練教學(xué)探索

周 威，孫 瑩

(東北電力大學(xué)工程訓(xùn)練教學(xué)中心，吉林 吉林 132012)

工程訓(xùn)練是各綜合類高校開(kāi)設(shè)的一門(mén)基礎(chǔ)課程。先進(jìn)制造技術(shù)教學(xué)課程是工程訓(xùn)練教學(xué)體系中近些年快速發(fā)展起來(lái)的實(shí)踐課程。先進(jìn)制造技術(shù)教學(xué)課程包括:數(shù)控車、數(shù)控銑和加工中心、電火花線切割、快速熔融機(jī)、掃描儀等設(shè)備的實(shí)訓(xùn)教學(xué)。隨著工程訓(xùn)練教學(xué)的不斷發(fā)展，如何提高非機(jī)械類專業(yè)學(xué)生在工程訓(xùn)練先進(jìn)制造技術(shù)教學(xué)過(guò)程中的學(xué)習(xí)質(zhì)量問(wèn)題，已經(jīng)成為廣大實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師所面臨的課題。

1 非機(jī)械類專業(yè)工程訓(xùn)練中存在的問(wèn)題

1.1 設(shè)備數(shù)量少，非機(jī)械類學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)少

為了提高大學(xué)生的實(shí)踐能力，各大高校對(duì)工程訓(xùn)練教學(xué)重視程度也明顯加強(qiáng)，不斷地加大資金投入。但是，由于先進(jìn)制造技術(shù)教學(xué)設(shè)備本身價(jià)格非常昂貴，所以設(shè)備數(shù)量很難滿足學(xué)生實(shí)踐學(xué)習(xí)的需要。由于這個(gè)原因，想要學(xué)習(xí)到先進(jìn)設(shè)備對(duì)于非機(jī)械專業(yè)類學(xué)生來(lái)說(shuō)就更是難上加難。

1.2 理論課程教學(xué)時(shí)間長(zhǎng)，學(xué)生學(xué)習(xí)效率低

由于非機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)掌握不夠，進(jìn)行傳統(tǒng)的黑板方式教學(xué)時(shí)，學(xué)生普遍反映聽(tīng)不懂。這就占用了大量的教學(xué)時(shí)間，學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)就更少了。完全違背了工程訓(xùn)練教學(xué)的實(shí)踐教學(xué)宗旨[1]。結(jié)果導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)困難，教學(xué)效率低。

1.3 非機(jī)械類專業(yè)學(xué)生普遍認(rèn)為工程訓(xùn)練與自己所學(xué)專業(yè)沒(méi)有關(guān)系，學(xué)習(xí)興趣不高

非機(jī)械類專業(yè)的很多學(xué)生認(rèn)為自己的專業(yè)與機(jī)床沒(méi)什么關(guān)系，這些知識(shí)將來(lái)不太可能用得上，所以學(xué)習(xí)興趣不高，應(yīng)付了事。結(jié)果，這導(dǎo)致學(xué)生厭學(xué)心理增強(qiáng)，學(xué)習(xí)效果很差。

2 加強(qiáng)非機(jī)械類專業(yè)工程訓(xùn)練教學(xué)采取的措施

通過(guò)對(duì)多年工程訓(xùn)練教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，并在教學(xué)實(shí)踐中不斷地實(shí)踐探索。針對(duì)非機(jī)械類專業(yè)學(xué)生教學(xué)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，采取了以下措施對(duì)教學(xué)方法改革，并且收到了不錯(cuò)的效果。

2.1 仿真軟件引入教學(xué)，彌補(bǔ)設(shè)備不足

將“宇龍”、“斯沃”等教學(xué)仿真軟件引入教學(xué)，改善了設(shè)備不足的教學(xué)困境。盡管仿真軟件不可能完全替代真實(shí)設(shè)備，但是，它非常安全，教學(xué)運(yùn)用成本低，使用操作效率高。這使更多學(xué)生有機(jī)會(huì)和時(shí)間來(lái)體驗(yàn)機(jī)床設(shè)備的操作應(yīng)用。同時(shí)，在工程訓(xùn)練教學(xué)過(guò)程中，首先進(jìn)行仿真軟件的學(xué)習(xí)和操作，可以使學(xué)生在學(xué)習(xí)初始階段對(duì)所使用的設(shè)備有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)，為將來(lái)應(yīng)用真實(shí)設(shè)備打下一個(gè)良好的操作基礎(chǔ)。

仿真軟件作為機(jī)床設(shè)備的補(bǔ)充應(yīng)用到實(shí)踐教學(xué)，為非機(jī)械類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)代技術(shù)設(shè)備操作提供了有利的“硬件”物質(zhì)保證。

2.2 合理安排教學(xué)內(nèi)容

2.2.1 安排非機(jī)械類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)Auto CAD、CAXA電子圖版、Ug等制圖軟件，實(shí)現(xiàn)工程訓(xùn)練的加工實(shí)訓(xùn)操作。

如今，現(xiàn)代制造業(yè)高速發(fā)展，CAD/CAM軟件與現(xiàn)代制造技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越密不可分了。因此，軟件的教學(xué)成為工程訓(xùn)練不可缺少的部分。

首先學(xué)生學(xué)習(xí)軟件基本用法。然后他們將CAD設(shè)計(jì)的零件圖通過(guò)CAM轉(zhuǎn)化生成為程序。再傳輸?shù)綌?shù)控車、數(shù)控銑、線切割等設(shè)備中或仿真軟件中，實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的工程訓(xùn)練生產(chǎn)加工操作。

需要強(qiáng)調(diào)的是:為了防止學(xué)生把工程訓(xùn)練教學(xué)當(dāng)做是繪圖軟件學(xué)習(xí)，我們有意識(shí)地將軟件教學(xué)簡(jiǎn)化。學(xué)生能夠達(dá)到用軟件自動(dòng)生成簡(jiǎn)單程序的水平就可以。

2.2.2 注意各個(gè)設(shè)備之間的聯(lián)系進(jìn)行教學(xué)安排

掃描儀掃描出的圖像可以通過(guò)軟件轉(zhuǎn)換成程序，程序再傳輸?shù)饺廴跈C(jī)、線切割機(jī)床、數(shù)控銑床等設(shè)備中制造作品。一個(gè)作品通過(guò)這一過(guò)程生產(chǎn)出來(lái)，有機(jī)的將所有學(xué)習(xí)的內(nèi)容結(jié)合在一起。

一些非機(jī)械類專業(yè)如電氣專業(yè)、自動(dòng)控制專業(yè)和一些藝術(shù)類專業(yè)的學(xué)生，他們接觸過(guò)CAD等制圖軟件，所以學(xué)生感覺(jué)知識(shí)接受得很快。這同時(shí)使學(xué)生產(chǎn)生了一種成就感，增強(qiáng)了他們的自信。

為了增強(qiáng)可操作性，教師對(duì)作品不做機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)要求，這樣就釋放了對(duì)學(xué)生的操作束縛。如:線切割機(jī)床的教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生可以設(shè)計(jì)任意自己喜歡的圖案。一些藝術(shù)類專業(yè)學(xué)生制作的產(chǎn)品不但完整，而且美觀并具有藝術(shù)性。

快速熔融機(jī)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容非常貼近材料專業(yè)，材料專業(yè)的學(xué)生通過(guò)自己專業(yè)學(xué)習(xí)的課程內(nèi)容，使用快速熔融機(jī)做出一些作品，不但對(duì)自己的專業(yè)知識(shí)有了良好的補(bǔ)充，同時(shí)也增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣。

先進(jìn)制造技術(shù)課程是機(jī)、電、氣、材料等多學(xué)科的集合。學(xué)科之間有著一定的聯(lián)系和互通性，所以可操作性非常強(qiáng)。合理的教學(xué)安排可以使學(xué)生感覺(jué)到自己可以應(yīng)用學(xué)習(xí)的知識(shí)做出一些成果，達(dá)到調(diào)動(dòng)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣的目的。采用這種課程安排后，很多學(xué)生表示:枯燥的工程訓(xùn)練課程，變得生動(dòng)有趣了。

2.3 用多媒體、錄像技術(shù)等現(xiàn)代教育技術(shù)

既然很難使非機(jī)械類學(xué)生的機(jī)械理論知識(shí)在短時(shí)間內(nèi)理性的飛躍，那么我們可以通過(guò)各種現(xiàn)代化的教學(xué)手段，使他們?cè)诟行陨蠈?duì)工程實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容有一個(gè)全面的了解。

現(xiàn)代教育技術(shù)在高校教育中的作用越來(lái)越不容忽視。多媒體課件進(jìn)入工程訓(xùn)練理論教學(xué)后，那些用粉筆、黑板、語(yǔ)言無(wú)法表達(dá)的定義變得顯而易見(jiàn)。課堂中，抽象名詞無(wú)法解釋的無(wú)奈與尷尬沒(méi)有了。這種教學(xué)方式擴(kuò)充了理論課的知識(shí)量，為操作教學(xué)節(jié)省出了大量時(shí)間。

為非機(jī)械類專業(yè)學(xué)生錄制的現(xiàn)場(chǎng)操作視頻，穿插在課堂教學(xué)課程中。雖然沒(méi)有實(shí)踐教學(xué)身臨其境的感受，但是，這是課堂教學(xué)最好的輔助教學(xué)手段。而且，視頻中加有一段動(dòng)感的音樂(lè)，可以使整個(gè)教學(xué)場(chǎng)面更加熱烈。每次放完一段精彩的教學(xué)視頻后，都能收到學(xué)生的感嘆聲和熱烈的掌聲。

2.4 實(shí)踐操作注意細(xì)節(jié)保證安全

非機(jī)械專業(yè)學(xué)生第一次接觸機(jī)床設(shè)備時(shí)，普遍反映是興奮緊張[2]。所以，除了實(shí)踐初期的安全教育課，實(shí)踐教學(xué)時(shí)指導(dǎo)教師要注意教學(xué)細(xì)節(jié)，保證學(xué)生安全和設(shè)備安全。針對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)課程來(lái)說(shuō):

2.4.1 教師介紹數(shù)控機(jī)床操作時(shí)，手工編程作為數(shù)控編程課程的側(cè)重點(diǎn)。手工編程是數(shù)控編程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。課堂上加強(qiáng)學(xué)生手工編程的學(xué)習(xí)和編程練習(xí)，可以最大程度減少學(xué)生在實(shí)際操作機(jī)床時(shí)操作出現(xiàn)錯(cuò)誤的幾率。

2.4.2 為了減少錯(cuò)誤的發(fā)生，指導(dǎo)教師應(yīng)該告誡學(xué)生在編程初時(shí)，一步步規(guī)范地編寫(xiě)程序。避免一些學(xué)生出現(xiàn)類似如:運(yùn)用數(shù)控機(jī)床時(shí)，使用快速點(diǎn)定位命令執(zhí)行快速定位后，下一步加工工件時(shí)忘記用直線插補(bǔ)等同類型代碼取消快速點(diǎn)定位的錯(cuò)誤。這種錯(cuò)誤利用機(jī)床模擬檢測(cè)時(shí)是很難發(fā)現(xiàn)的。但是，一旦進(jìn)行加工，就會(huì)造成破壞工件或銑刀，甚至機(jī)床的重大事故。

2.4.3 教師可以為學(xué)生指定一些規(guī)定，例如:“使用數(shù)控銑床時(shí) ，刀具向Z坐標(biāo)軸的負(fù)向移動(dòng)時(shí)，要用直線插補(bǔ)指令”。這類規(guī)定有時(shí)會(huì)影響加工效率，但是對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)這種方式是最安全。

2.4.4 更改設(shè)備中的系統(tǒng)參數(shù)，人為確定機(jī)床重要運(yùn)動(dòng)軸的加工運(yùn)動(dòng)范圍[3]。如:對(duì)數(shù)控車床和數(shù)控銑床，根據(jù)不同數(shù)控系統(tǒng)參照說(shuō)明書(shū)，更改Z軸的運(yùn)行范圍，確保機(jī)床的運(yùn)行安全。

以上這些都是實(shí)踐教學(xué)中常遇到的問(wèn)題，我們采取的應(yīng)對(duì)方法。不但應(yīng)用簡(jiǎn)單，而且都收到了不錯(cuò)的教學(xué)效果。

2.5 提高指導(dǎo)教師的責(zé)任心

工程訓(xùn)練教師的教學(xué)態(tài)度，直接影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量[4]。對(duì)待非機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生，指導(dǎo)教師一定要端正心態(tài)，一視同仁。對(duì)待學(xué)生的提問(wèn)要有耐心，認(rèn)真回答。否則，會(huì)傷害學(xué)生的學(xué)習(xí)信心，同時(shí)，損傷老師在學(xué)生心中的威信。

2.6 改革評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)學(xué)習(xí)方向

理論和操作考試是工程訓(xùn)練成果考核的重要手段之一。針對(duì)不同專業(yè)的學(xué)生要有不同標(biāo)準(zhǔn)，這樣才能有效保證學(xué)生學(xué)習(xí)的方向。先進(jìn)制造技術(shù)由于同計(jì)算機(jī)聯(lián)系密切，所以，考試手段可以借助計(jì)算機(jī)考試系統(tǒng)完成。這就避免了非機(jī)械類專業(yè)學(xué)生出現(xiàn)為了考試拼命背書(shū)的現(xiàn)象發(fā)生。

2.7 擴(kuò)大激勵(lì)機(jī)制范圍

通過(guò)“工程訓(xùn)練綜合能力大賽”等這類機(jī)會(huì)，廣泛挖掘非機(jī)械類專業(yè)學(xué)科領(lǐng)域中優(yōu)秀的學(xué)生。提供給這些學(xué)生足夠的動(dòng)手機(jī)會(huì)和操作資源。吸引非機(jī)械類專業(yè)學(xué)生投入到工程訓(xùn)練學(xué)習(xí)實(shí)踐中，培養(yǎng)自己的動(dòng)手和創(chuàng)新能力。拓展自己的知識(shí)面，為自己畢業(yè)后的工作打好基礎(chǔ)。

3 結(jié) 語(yǔ)

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步，現(xiàn)代制造技術(shù)領(lǐng)域所需要的人才越來(lái)越多，對(duì)人才的發(fā)展也提出了更高的要求?，F(xiàn)代高校工程訓(xùn)練的宗旨就是要把學(xué)生培養(yǎng)成“知行合一”的人才。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要廣大工程訓(xùn)練教師不斷努力，課堂教學(xué)與時(shí)俱進(jìn)，教學(xué)內(nèi)容與方法上勇于創(chuàng)新，提高教學(xué)質(zhì)量，為包括非機(jī)械專業(yè)在內(nèi)的學(xué)生提供高質(zhì)量的學(xué)習(xí)平臺(tái)。

[1]呂興武.現(xiàn)代與傳統(tǒng)相結(jié)合數(shù)控教學(xué)安排新設(shè)想[M].大連:大連理工大學(xué)出版社，2006:318－320.

[2]付大鵬.工程訓(xùn)練中心建設(shè)模式探索[M].大連:大連理工大學(xué)出版社，2006:47－49.

[3]郝德成.提高數(shù)控車削加工教學(xué)效果的探討[J].東北電力大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，29(3):68－70.

[4]傅水根.創(chuàng)建有中國(guó)特色的工程實(shí)踐教學(xué)體系[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2004(7):24－26.