應(yīng)用型本科大學(xué)普通車(chē)床實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革的探索

蘭自志，吳楨蕓，張文琴，郭治定

（武夷學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，福建 武夷山 354300）

應(yīng)用型本科大學(xué)普通車(chē)床實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革的探索

蘭自志，吳楨蕓，張文琴，郭治定

（武夷學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，福建 武夷山 354300）

摘要：針對(duì)應(yīng)用型本科大學(xué)在普通車(chē)床實(shí)訓(xùn)中存在著教學(xué)安排不合理、培養(yǎng)目標(biāo)不明確的問(wèn)題，對(duì)傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式和內(nèi)容進(jìn)行了改革。圍繞著應(yīng)用型人才培養(yǎng)這一目標(biāo)，改革后的方案不僅可以使學(xué)生獲得較完整的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)訓(xùn)練，而且培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。方案可操作性好，值得借鑒。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型人才；普通車(chē)床實(shí)訓(xùn)；教學(xué)改革

應(yīng)用型本科大學(xué)是區(qū)別于傳統(tǒng)研究型本科和職業(yè)型專(zhuān)科的“新型教育”形式，其培養(yǎng)的機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才應(yīng)能夠?qū)⒀芯啃腿瞬旁O(shè)計(jì)出的圖紙或方案變成物質(zhì)形態(tài)，并負(fù)責(zé)生產(chǎn)第一線的技術(shù)指導(dǎo)，而不是簡(jiǎn)單的技能操作。為了實(shí)現(xiàn)橫跨于研究型和技能型人才之間的中間人才培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化改革是重點(diǎn)[1]。金工實(shí)訓(xùn)是培養(yǎng)工科學(xué)生工程意識(shí)的實(shí)踐性基礎(chǔ)課，課程提供了多種機(jī)床的加工訓(xùn)練，其中普通車(chē)床實(shí)訓(xùn)是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。普通車(chē)床是一種典型的切削機(jī)床，在當(dāng)今工業(yè)制造中依然起著相當(dāng)重要的作用，而且從工藝的角度來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的普車(chē)工藝和新型的數(shù)控工藝還是一種相關(guān)聯(lián)的技術(shù)服務(wù)[2]。通過(guò)普通車(chē)床實(shí)訓(xùn)，不僅要使學(xué)生得到進(jìn)一步的專(zhuān)業(yè)認(rèn)知和工藝規(guī)程設(shè)計(jì)訓(xùn)練，而且還應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。然而，傳統(tǒng)的普通車(chē)床實(shí)訓(xùn)存在著教學(xué)模式不合理、教學(xué)內(nèi)容不完整的問(wèn)題，使其偏離了應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，因此有必要對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化改革。

1　普通車(chē)床實(shí)訓(xùn)存在的問(wèn)題

1.1實(shí)訓(xùn)時(shí)間安排不合理

傳統(tǒng)的普通車(chē)床實(shí)訓(xùn)一般作為單獨(dú)的實(shí)踐性課程安排在《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程之前集中進(jìn)行，這種安排有利于教學(xué)管理，也能夠?yàn)楹罄m(xù)課程打下一定的基礎(chǔ)。但《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程是以機(jī)械加工工藝為主線，內(nèi)容包括了機(jī)械加工的基本概念、切削基本原理、切削機(jī)床與刀具、切削加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)等，課程的實(shí)踐性很強(qiáng)。如果實(shí)訓(xùn)課早于理論課安排，由于沒(méi)有了必要的理論支撐，教學(xué)過(guò)程中指導(dǎo)教師只能把重點(diǎn)放在了機(jī)床操作技能上。學(xué)生根據(jù)已知的加工步驟，能夠按圖紙加工出零件就算完成任務(wù)，實(shí)際上并未得到真正的工藝訓(xùn)練，因此實(shí)訓(xùn)也就往往流于表面。同時(shí)，由于時(shí)間上的斷層，即使在后續(xù)課程的學(xué)習(xí)中，學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)也同樣存在著困難。

1.2實(shí)訓(xùn)內(nèi)容未突出應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)目標(biāo)

應(yīng)用型本科院校工程實(shí)訓(xùn)的基本目的是培養(yǎng)工科學(xué)生的工程素質(zhì)，實(shí)際上就是指學(xué)生利用所學(xué)理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的素質(zhì)[3]。目前，大多數(shù)新建本科院校的普車(chē)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容只是高職院校實(shí)訓(xùn)的延續(xù)，為了培養(yǎng)“熟練的操作工”，片面地強(qiáng)調(diào)了單純的車(chē)床操作訓(xùn)練。與之相反的是，研究型大學(xué)的普車(chē)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容一般較為簡(jiǎn)單，學(xué)生操作要求不高，更多強(qiáng)調(diào)的是“感性認(rèn)識(shí)”，以上兩種實(shí)訓(xùn)要求均未突出應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。此外，畢竟校內(nèi)實(shí)訓(xùn)和實(shí)際生產(chǎn)有所差別，因此學(xué)生難以獲得較完整的工藝訓(xùn)練，現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力也得不到較好培養(yǎng)。

2　普通車(chē)床實(shí)訓(xùn)的改革

2.1教學(xué)模式的改革

普通車(chē)床實(shí)訓(xùn)和《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程關(guān)系密切，兩者知識(shí)重疊度大，并且互為鋪墊，因此傳統(tǒng)分離式的、集中進(jìn)行的實(shí)訓(xùn)模式是不合理的，而應(yīng)將實(shí)訓(xùn)教學(xué)與理論教學(xué)結(jié)合起來(lái)，交錯(cuò)開(kāi)展，構(gòu)建一體化的教學(xué)模式。這種模式在全局時(shí)間安排上并不連續(xù)，但對(duì)于單個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目而言是連續(xù)的，同時(shí)實(shí)訓(xùn)應(yīng)既有超前也有滯后于理論課。例如對(duì)于車(chē)床結(jié)構(gòu)、刀具等知識(shí)在上理論課前，應(yīng)通過(guò)實(shí)訓(xùn)使學(xué)生先建立感性認(rèn)識(shí)，而在車(chē)削階梯軸、軸套等零件之前則要求學(xué)生先具備工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的知識(shí)，并能夠填寫(xiě)零件的加工工藝卡。在具體實(shí)施時(shí)，可根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程教學(xué)進(jìn)度，通過(guò)制定實(shí)訓(xùn)教學(xué)日歷來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種模式不僅及時(shí)地體現(xiàn)了實(shí)訓(xùn)在專(zhuān)業(yè)知識(shí)方面的目的性，而且激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，真正地使他們?cè)诠に囍R(shí)和實(shí)踐技能上獲得訓(xùn)練。

在該實(shí)訓(xùn)模式下，理論課與實(shí)訓(xùn)課最好由同一指導(dǎo)教師擔(dān)任，即教師需要有“雙師”素質(zhì)，因?yàn)椤半p師型”的指導(dǎo)教師能在理論授課時(shí)聯(lián)系實(shí)際，而在實(shí)訓(xùn)教學(xué)時(shí)又能將理論知識(shí)融入到具體的實(shí)訓(xùn)中，這有利于將學(xué)生對(duì)機(jī)械加工的感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)，并且同一指導(dǎo)教師也便于協(xié)調(diào)教學(xué)進(jìn)度。但是，改革后的模式將對(duì)教師能力提出了更高的要求，指導(dǎo)教師應(yīng)具備的能力主要有以下幾個(gè)方面：（1）車(chē)床操作能力，體現(xiàn)在能夠熟練地利用車(chē)床加工各種零件；（2）工藝制定能力，包括合理選擇工藝路線、刀具、切削用量等；（3）結(jié)合生產(chǎn)、培養(yǎng)學(xué)生專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)的能力，包括使學(xué)生樹(shù)立正確工作觀與企業(yè)觀、學(xué)會(huì)科學(xué)的工作方法以及高效的溝通技巧等。

目前我院主要以“下工廠”、“進(jìn)課堂”的方式來(lái)加強(qiáng)對(duì)“雙師”型教師的培養(yǎng)。例如2012年以來(lái)我們就分批選派教師到南平汽配廠、建陽(yáng)龍翔科技公司等企業(yè)學(xué)習(xí)，教師主要在車(chē)間學(xué)習(xí)夾具、模具等零件的制造。同時(shí)，我們聘請(qǐng)了企業(yè)專(zhuān)家來(lái)校授課，教師通過(guò)進(jìn)課堂學(xué)習(xí)，不僅提高了在制造工藝方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)水平，而且對(duì)新技術(shù)、新工藝有了進(jìn)一步的了解。我院還鼓勵(lì)教師參加國(guó)家技能證書(shū)考試，目前大部分實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師已取得了高級(jí)技能證書(shū)，并獲得了專(zhuān)業(yè)技能考評(píng)員資格。

2.2教學(xué)大綱的制定

實(shí)訓(xùn)教學(xué)大綱對(duì)教學(xué)質(zhì)量乃至人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高有著至關(guān)重要的作用，教學(xué)大綱不僅要體現(xiàn)出“使學(xué)生獲得機(jī)械制造技術(shù)的基本知識(shí)和了解生產(chǎn)工藝過(guò)程，掌握機(jī)械制造常規(guī)操作技能”[4]的基本原則，還應(yīng)體現(xiàn)出應(yīng)用型人才培養(yǎng)這一目標(biāo)，因此制定大綱時(shí)主要考慮以下幾個(gè)方面。

2.2.1實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的確定

根據(jù)我?，F(xiàn)有實(shí)訓(xùn)條件，我們將《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程中能夠?qū)崿F(xiàn)的理論知識(shí)科學(xué)、有序地融入普通車(chē)床實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中，做到有的放矢。制定的項(xiàng)目要注重專(zhuān)業(yè)技能與專(zhuān)業(yè)知識(shí)的全面性，要把《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》中的切削原理、刀具角度、夾具定位及夾緊、機(jī)床構(gòu)造、加工工藝、加工質(zhì)量等理論知識(shí)適當(dāng)?shù)卦黾拥綄?shí)訓(xùn)中。例如三爪自定心卡盤(pán)是實(shí)訓(xùn)中的主要夾具，它是一種定位和夾緊的綜合裝置。三爪卡盤(pán)一般沒(méi)有限制軸向移動(dòng)和軸向旋轉(zhuǎn)兩個(gè)自由度，但需要限制其它四個(gè)自由度才能夠滿足車(chē)削加工的基本要求，屬于不完全定位。實(shí)際上，車(chē)床在加工不同的工件或者為了使切削時(shí)工件更加穩(wěn)固，裝夾方式會(huì)有所不同，因而其定位也存在差別。學(xué)生應(yīng)能夠根據(jù)六點(diǎn)定位原理，從限制自由度方面，分析工件裝夾時(shí)是否存在過(guò)定位或欠定位。如果盤(pán)類(lèi)零件裝夾的外圓直徑大，一般需要將已加工端面緊靠在卡盤(pán)的反爪臺(tái)階面上，這樣裝夾不僅定位方式不同，而且需要更換反爪，學(xué)生通過(guò)對(duì)卡爪的拆裝、更換可深入了解卡盤(pán)的夾緊原理。因此實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中必須包含有短軸、長(zhǎng)軸以及盤(pán)類(lèi)零件的加工。

2.2.2注重學(xué)生能力的培養(yǎng)

為了達(dá)到應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)，我們主要從兩個(gè)方面來(lái)體現(xiàn)對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)。一是實(shí)際操作能力，除了刀具與工件的裝夾外，實(shí)訓(xùn)包括了刀具刃磨、外圓面和端面的加工、圓錐面加工、內(nèi)孔加工、割槽以及中心孔加工等；二是工藝分析能力，主要包括裝夾定位分析、尺寸鏈分析、質(zhì)量分析與控制等，在具體實(shí)施時(shí)可對(duì)每一個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目制定出若干個(gè)訓(xùn)練課題。如訓(xùn)練課題：一頂一夾定位分析，這種裝夾雖然能承受較大的進(jìn)給力，但卡盤(pán)卡爪和頂尖重復(fù)限制工件的自由度，所以屬于過(guò)定位，而卡盤(pán)夾持部分的長(zhǎng)短或者夾持端與中心孔的同軸度對(duì)定位有很大影響，學(xué)生應(yīng)能夠分析這種裝夾的特點(diǎn)以及適用的范圍，進(jìn)而訓(xùn)練學(xué)生根據(jù)具體工件選擇不同裝夾方式的能力。又如訓(xùn)練課題：表面粗糙度的控制，針對(duì)影響工件表面粗糙度的各個(gè)因素：刀具安裝、工件安裝夾緊、刀具角度及磨損、切削用量等，讓學(xué)生在實(shí)訓(xùn)時(shí)改變影響因素中的一項(xiàng)，并觀察工件表面粗糙度的變化。學(xué)源于思，思源于疑，這些訓(xùn)練課題能使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲和好奇心，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。

2.2.3注意實(shí)訓(xùn)難度的把握

系統(tǒng)的理論專(zhuān)業(yè)知識(shí)將在 《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程中進(jìn)行，而普通車(chē)床實(shí)訓(xùn)課畢竟有別于制造技術(shù)的理論課程，同時(shí)受到課時(shí)的限制，故實(shí)訓(xùn)內(nèi)容不宜太深、太理論化，零件不必過(guò)于復(fù)雜，加工要求也不需太高。實(shí)訓(xùn)要以“訓(xùn)練應(yīng)用技能，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，樹(shù)立工程意識(shí)”為基本目標(biāo)。例如對(duì)于螺紋、偏心件等零件的加工，由于其工藝比較復(fù)雜，技術(shù)難點(diǎn)多，要求學(xué)生的操作技能也較高，因此未加入實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中。又如在用三爪卡盤(pán)夾持工件外圓時(shí)，外圓面為定位基準(zhǔn)面，替代了軸線作為定位基準(zhǔn)，此時(shí)雖然可認(rèn)為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)重合[5]，但由于工件裝夾后必有變形產(chǎn)生，因此實(shí)際上存在著裝夾誤差，這個(gè)誤差因人而異；同時(shí)，由于卡盤(pán)本身的制造精度、磨損量和卡盤(pán)各個(gè)部分的配合間隙，會(huì)使得工件夾緊后存在著定心誤差[6]，而經(jīng)過(guò)學(xué)生長(zhǎng)期使用后的車(chē)床這個(gè)誤差會(huì)更大。由于這兩種誤差的存在，實(shí)訓(xùn)零件的加工精度要求不宜過(guò)高。此外這些誤差也會(huì)造成加工余量不均勻，理論上加工余量計(jì)算時(shí)需計(jì)入這個(gè)誤差，但計(jì)算過(guò)于繁瑣，所以不要加入實(shí)訓(xùn)為好，而工藝系統(tǒng)幾何誤差、動(dòng)態(tài)誤差的影響分析過(guò)于理論化，也不必在實(shí)訓(xùn)中體現(xiàn)。

表1　普通車(chē)床實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與主要能力訓(xùn)練

2.3實(shí)訓(xùn)內(nèi)容改革的實(shí)踐

基于人員基礎(chǔ)、設(shè)備條件及課時(shí)等方面的考慮，我們對(duì)普通車(chē)床教學(xué)內(nèi)容和能力訓(xùn)練課題進(jìn)行了優(yōu)化，在制定時(shí)注重了工藝原理的實(shí)際應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)了應(yīng)用能力的培養(yǎng)，如表1所示。

該實(shí)訓(xùn)內(nèi)容制定的主要特點(diǎn)有：（1）內(nèi)容豐富，由易到難。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目既包括簡(jiǎn)單階梯軸、圓錐的加工，也包括了軸類(lèi)、套類(lèi)、盤(pán)類(lèi)這些典型零件的加工，精度要求逐步提高，并涵蓋了大部分刀具和量具的使用，所以實(shí)訓(xùn)內(nèi)容較全。但考慮到學(xué)生一般是第一次接觸車(chē)床，直接車(chē)削鋼件容易打刀，造成機(jī)床或人員的事故，同時(shí)也會(huì)增加實(shí)訓(xùn)成本，因此項(xiàng)目2、3采用了尼龍棒作為過(guò)渡。總體上來(lái)看，所有實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目均容易加工，因此方案的可行性較好。（2）學(xué)生可獲得較完整的工藝訓(xùn)練。由于機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過(guò)程和操作方法的工藝文件[7]，應(yīng)用型人才必須能夠進(jìn)行工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)，因此在進(jìn)行項(xiàng)目4、5、6實(shí)訓(xùn)時(shí)，為了讓學(xué)生能夠理解加工階段劃分的意義，規(guī)定了粗加工-半精加工-精加工的要求，學(xué)生進(jìn)行工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)，并填寫(xiě)機(jī)械加工工藝卡；項(xiàng)目5的內(nèi)孔臺(tái)階深度尺寸采用了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與測(cè)量基準(zhǔn)不重合的方案，學(xué)生需進(jìn)行尺寸鏈分析與計(jì)算；項(xiàng)目6對(duì)徑向圓跳動(dòng)和端面圓跳動(dòng)提出要求，學(xué)生需進(jìn)行形位公差的測(cè)量與控制等等。

3　小結(jié)

面臨著轉(zhuǎn)型發(fā)展，應(yīng)用型本科院校的人才培養(yǎng)模式需要改革，普通車(chē)床實(shí)訓(xùn)作為機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一項(xiàng)重要實(shí)踐性課程，其教學(xué)意義和地位不容忽視。我們緊緊圍繞應(yīng)用型人才培養(yǎng)這一目標(biāo)，在培養(yǎng)理念和課程改革方面作出了適應(yīng)社會(huì)需求的變革。首先是在教學(xué)模式上進(jìn)行了改革，提出了實(shí)訓(xùn)與《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程的一體化教學(xué)，并且為了適應(yīng)這種模式，通過(guò)“下工廠”、“進(jìn)課堂”的方式加強(qiáng)了“雙師型”教師在制造工藝方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)水平。其次在實(shí)訓(xùn)教學(xué)大綱制定時(shí)，從實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目、能力訓(xùn)練課題、難度把握上進(jìn)行了改革，以項(xiàng)目為基本實(shí)施載體，將實(shí)訓(xùn)內(nèi)容設(shè)計(jì)為6個(gè)典型項(xiàng)目，同時(shí)每個(gè)項(xiàng)目包含有若干個(gè)操作訓(xùn)練和工藝訓(xùn)練課題。實(shí)踐證明，改革后的普車(chē)實(shí)訓(xùn)教學(xué)不僅能夠培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)做動(dòng)手能力，而且可以很好地培養(yǎng)了學(xué)生處理實(shí)際問(wèn)題的能力。

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（責(zé)任編輯：華偉平）

中圖分類(lèi)號(hào)：TG511

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-2109(2015)09-0086-04

收稿日期：2014-11-19

基金項(xiàng)目：南平市科技計(jì)劃項(xiàng)目(N2013X01-4)。

作者簡(jiǎn)介：蘭自志（1978-），男，漢族，講師，主要研究方向：機(jī)械制造技術(shù)及金工實(shí)訓(xùn)的教學(xué)。

Exploration on Teaching Reform in Engine Lathe Training of Application-oriented Universities

LAN Zizhi，WU Zhenyun，ZHANG Wenqin，GUO Zhiding

（School of Mechanical and Electrical Engineering,Wuyi University,Wuyishan,Fujian 354300）

Abstract:There are unreasonable arrangement and unclear training objective in the engine lathe training of the application-oriented universities.To get around such problems this paper studies on the reform of traditional teaching mode and teaching content.Surrounding the cultivating objective of applied talents,the program not only enables students to obtain the complete training in the machining process planning,but also cultivates the students’ability of finding and solving problems.The program can be good operation and worth popularizing.

Key words:applied talents;engine lathe training;teaching reform