電子類應用型本科金工實習教學改革探索與實踐

文/王志宏　秦東興　嚴寒冰　蔚澤峰　李光旭

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電子類應用型本科金工實習教學改革探索與實踐

文/王志宏秦東興嚴寒冰蔚澤峰李光旭

摘要:為配合學校電子類應用型本科建設，以培養(yǎng)學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力為目標，將現(xiàn)代CDIO教學理念貫穿于整個課程中，提出層次化的實習教學方法和模塊化的零件制作方法，完善課程外延建設，提高全體學生的工程素養(yǎng)、實踐能力和創(chuàng)新能力。

關鍵詞:金工實習;電子類;應用型;創(chuàng)新;教學改革

1．前言

《金工實習》是正式進入專業(yè)課學習之前的一門實踐性技術基礎必修課，其作用舉足輕重，它不僅將學生引導入工程師成長的正常軌道，還將學生從感性認識事物提升到改變和創(chuàng)造事物的高度。但隨著時間的推移，各種新的加工方法和設備不斷涌現(xiàn)，《金工實習》課程教學也需要不斷的改革和發(fā)展，才能適應當前教學需求。

金工實習是學生走進工程師教育的第一門實踐性課程，是工程教育最基本的工程實踐內(nèi)容，是卓越工程師成長的引導性課程。金工實習在課堂中通過對基本技能的講解和實踐，引發(fā)并抓住學生的好奇心;在課堂后，通過對某些零件的設計與制造，建立并提高學生對本專業(yè)的興趣，引導他們將思考帶到自己的項目設計制作中，對自己所做的項目可以勇敢地提出疑問，并進行適當?shù)膭?chuàng)新探索，最終實現(xiàn)從實習到研習的轉(zhuǎn)變，完成授之以漁。

對多個學校金工實習的運行情況進行了考察，購置了各種設備，并將新的《金工實習》課程體系運行了兩年。在新的課程體系中，將舊的課程教學目標——“熟悉、理解、掌握金工實習知識，提高動手能力”變?yōu)樾碌恼n程教學目標——“通過課程學習，提高個人工程素養(yǎng)、工程實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力”，總結(jié)凝練出“學生主導，專業(yè)教師、技能教師和實驗室教師協(xié)助，通過知識和實踐的相互交叉，著重培養(yǎng)學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，促進工程素養(yǎng)和實踐能力共同發(fā)展”的實習教學理念。這兩年的運行已為我們提供了足夠的教學改革經(jīng)驗，探索出了一條培養(yǎng)學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的方法和途徑，取得了良好的教學效果。

2．教學改革內(nèi)容

以往金工實習課程中，教師配備不合理;實習只是按照圖紙制造加工出零件，對零件在整個系統(tǒng)中的作用和零件加工的具體要求并非了解;教材由于選用了其它學校的教材，其內(nèi)容并不適合我校電子類工科專業(yè)的實習，實習項目缺乏針對性，在較短的實習時間內(nèi)無法達到較好的實習效果。這種舊的實習模式已經(jīng)嚴重影響了我校電子類本科學生自身實踐能力的培養(yǎng)，并不能激發(fā)學生的對事物的好奇心，影響了創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。

針對實習過程中存在的不足，我系購入了大量的新設備，結(jié)合之前的教學大綱，修訂了2014版教學大綱，將電子類的金工實習課程進行了分層次設計，并配備相應的指導老師［1］。金工實習的指導老師主要分為四種:①知識面廣但實踐能力弱的專業(yè)教師，主要負責理論課的講授，并指導學生數(shù)控程序編寫，實習中管理學生按操作規(guī)范實習;②技術能力強但知識面窄的技能教師，主要負責車床等的實際操作與演示、管理學生按操作規(guī)范實習;③專業(yè)知識強的外聘專家，主要負責指導、培訓專業(yè)教師和技能教師;④實驗室管理強但知識面窄的實驗室管理員，主要負責金工實習各種工具的發(fā)放與回收、管理學生按操作規(guī)范實習、安全教育等內(nèi)容。

2．1層次化實習教學方法

為了培養(yǎng)學生工程素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，在學校對金工實習總學時不變的情況下，改革金工實習的教學方法，采用層次化實習教學方法［2］。層次化實習教學方法是指將金工實習按照認知訓練、項目訓練、項目創(chuàng)新訓練三個層次，其中項目創(chuàng)新訓練屬于課程的外延［3，4］。

認知訓練以機械制造過程中相關的各種知識為基礎，包括各種機床的安全規(guī)章、操作與加工方法、機械制圖與識圖、加工工藝的編制、技術測量等訓練內(nèi)容。認知訓練是金工實習課程的核心內(nèi)容，是以培養(yǎng)學生的基本工程素養(yǎng)為目標。在金工實習上課前，學生完成工程制圖中識圖模塊、技術測量模塊的復習與回顧;完成機床的安全使用防護;在實習的過程中，講解各種機床的安全規(guī)章、操作與加工方法和加工工藝，要求學生根據(jù)所要加工的零件分析并編制加工工藝。

項目訓練是在認知訓練的基礎上，通過一個具體加工項目，完成金工實習的訓練方法。該種方式是一種更為深入的實習訓練，學生對各個零件在整個項目中的作用與功能會得到深刻的認識與理解。在該階段，核心內(nèi)容是完成零件的設計與加工工藝的編制，整個項目中系統(tǒng)的裝配與裝配工藝的編制［2］。

項目創(chuàng)新訓練是在認知訓練和項目訓練的基礎上，結(jié)合多個課程知識，確定一項實習項目的訓練方法。該方式是一種最為深入的實習訓練，通過該實習訓練，增強了學生的工程創(chuàng)新意識，調(diào)動了學生的好奇心，提高了學生對本專業(yè)的興趣。在該階段，關鍵是完成圖紙的審閱與加工工藝的優(yōu)化。項目創(chuàng)新訓練是金工實習課程的外延，學生主要在科技競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、工程實踐、畢業(yè)設計和科研等項目的實施過程中，如需加工零件或裝配，只需與專業(yè)教師或者實驗室管理員聯(lián)系，老師審閱圖紙后，學生進行零件加工工藝或裝配工藝的編制，再與技能教師約定好時間，審核零件加工工藝或裝配工藝，完成零件加工工藝或裝配工藝的優(yōu)化，最終在技能教師的指導下完成零件的加工或裝配。

2．2模塊化零件制作方法

為了提高學生對本專業(yè)和金工課程的興趣，提高學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，改革金工實習的教學內(nèi)容，采用模塊化零件制造方法［2］。模塊化零件制造方法是指將零件加工分為若干個模塊，通過學生思考，采用集成創(chuàng)新的方法，選擇不同模塊進行組合形成所需零件，編制并優(yōu)化與模塊特征相對應的加工方法和工藝，在老師指導下完成零件的加工制作。

模塊化零件制造方法具體操作方法(以軸類零件為例說明) 是:軸類零件一般有臺階、倒角、通孔、內(nèi)螺紋、外螺紋、端部半球體和椎體等多種特征，這些特征在較短的實習時間內(nèi)，是無法逐一完成，我們必須進行取舍。如果圖紙已經(jīng)確定好并發(fā)給了學生，那么這樣的實習，必然會導致學生的實習興趣不高，最終無法完成金工實習的教學目標，無法培養(yǎng)學生的工程素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。如果學生能積極發(fā)揮主觀能動性，調(diào)動自己的創(chuàng)新思維能力，根據(jù)各個零件在系統(tǒng)中的功能，對應選擇相關特征繪制零件圖，由于每個特征都有其相對應的工藝規(guī)程，這樣只需根據(jù)零件的特點和車床的類型，初步完成零件的加工工藝編制，通過專業(yè)教師的審核，在技能教師的指導下完成零件的加工。

2．3金工實習課程外延建設

金工實習課程外延建設，主要是指金工實習網(wǎng)絡課程的建設。由于金工實習課時很短，為了將更多的時間用于工程素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，學生需要在課前預習部分金工實習知識。網(wǎng)絡課程的建設可以確保課程的第三個教學層次——項目創(chuàng)新訓練階段的順利完成。網(wǎng)絡課程中主要包括各種機床的安全規(guī)章、操作與加工方法、機械制圖與識圖、加工工藝的編制、技術測量等各項知識，這些知識以視頻、動畫等多種文檔格式發(fā)布到網(wǎng)上，方便學生預習與學習。

3．教學改革效果

此次的金工實習教學改革開始于2013年。從運行情況看，效果明顯，主要體現(xiàn)在以下三個方面:①提高了學生的工程素養(yǎng)。由于金工實習課程外延建設的逐步完善，縮短了學生認知訓練所需要的時間，保證了認知訓練和項目訓練各項實習內(nèi)容的時間，提高了學生的工程素養(yǎng)。②提高了學生多學科的創(chuàng)新能力。通過項目訓練，學生掌握了零件加工的一般方法和一定的創(chuàng)新思維，再加上項目創(chuàng)新訓練，學生在工程實踐、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、學科競賽和科研中有了更豐富的想法。通過兩個層次的訓練，學生能夠針對自己的項目綜合多個學科的知識，提出一種或者幾種零件結(jié)構(gòu)。③提高了指導教師實踐教學水平。在三個階段的實習過程中，學生提出的各種零件結(jié)構(gòu)的想法，給專業(yè)教師帶來了更多的思考，在講解的過程中擴展了實習的深度和廣度。學生提出的各式的零件結(jié)構(gòu)和各異的加工工藝，也促進了技能教師實踐能力的提升。

4．教學改革的進一步探索

雖然這次教學改革的效果明顯，但仍需要做進一步的改進和提高，主要包括以下方面:①繼續(xù)完善金工實習課程外延建設。今后需要將更多的資料，其中包括視頻、動畫和項目上的一些零件的制作方法等文檔發(fā)布網(wǎng)上，為學生提供一個更為寬廣的創(chuàng)新平臺。②編寫金工實習教材?，F(xiàn)在的金工實習課本大多都是針對機械類或近機類專業(yè)，沒有針對電子類工科學生的金工實習教材，為了金工實習課程的順利開展，提高課堂教學效率，必須編寫一本適合電子類工科學生的金工實習教材。③建設創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺。為了能更好的利用工程訓練中心，更有效的提高學生的創(chuàng)新能力，需要以工程訓練中心為核心建設一個學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺。

5．結(jié)語

金工實習是實踐性教學的一個關鍵環(huán)節(jié)，也是以項目為中心的實踐教學的基礎性環(huán)節(jié)，但它又是一項綜合性的實踐課程，涉及多個學科、多位教師、多種設備、多種教學方法等多方面內(nèi)容，因此需要根據(jù)時代的不同，不斷地進行教學改革，不斷地實踐和總結(jié)教學經(jīng)驗。本次進行的教學改革是以改革金工實習教學模式和課堂組織方式作為主要內(nèi)容，尋求學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的方法和途徑為目標的金工教學改革，符合學校的建設應用型本科的教學理念。

(作者單位:成都信息工程大學工程訓練中心)(作者單位:安徽電氣工程職業(yè)技術學院)

項目:本文系成都信息工程大學2013年本科教改項目(NO: Y2013065)。

參考文獻:

［1］劉玉康，楊波．高校金工實習教學的探索［J］．教育教學論壇，2014，(48)．

［2］髙琪，李穎，張飛．基于工程能力培養(yǎng)的“金工實習”教學改革［J］．實驗室研究與探索，2015，(01)．

［3］曾水生．階梯式光電專業(yè)金工實習教學探索與實踐［J］．科教文匯(下旬刊)，2015，(05)．

［4］方海生，樓建忠，趙夏明，葛建華．基于能力遞進的金工實習創(chuàng)新改革與實踐探索［J］．實驗技術與管理，2015，(06)．

提高其課余時間的學習效率。

作者簡介:王志宏(1983－)，男，山西朔州人，講師，研究方向: CAD/CAM。

中圖分類號:G642．4

文獻標志碼:A

文章編號:2095－9214 (2015) 10－0129－02