模塊化教學(xué)在金工實(shí)習(xí)教學(xué)改革的探討巍

范麗榮+邱曉云+任翀+侯學(xué)+元張

[摘 要]金工實(shí)習(xí)一直秉承“學(xué)習(xí)知識(shí)，提高素質(zhì)，增強(qiáng)實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力”的教學(xué)理念，在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和工程實(shí)踐能力方面發(fā)揮著不可替代的作用。近年來，教學(xué)理念從傳授知識(shí)向培養(yǎng)創(chuàng)新能力轉(zhuǎn)變；實(shí)習(xí)內(nèi)容從傳統(tǒng)機(jī)械加工向現(xiàn)代工程訓(xùn)練轉(zhuǎn)變。目前，非機(jī)械類專業(yè)實(shí)習(xí)為兩周，時(shí)間短、內(nèi)容多、實(shí)習(xí)效果不太理想。金工實(shí)習(xí)教學(xué)以“學(xué)習(xí)工藝知識(shí)，提高動(dòng)手能力，改變思想作風(fēng)”為主要理念，正朝著“學(xué)習(xí)工藝知識(shí)，提高綜合素質(zhì)，增強(qiáng)工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力”的目標(biāo)發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]金工實(shí)習(xí)；項(xiàng)目化；模塊化；教學(xué)改革

[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2016）04-0158-02

金工實(shí)習(xí)是高等工科院校的一門重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。在實(shí)習(xí)過程中，學(xué)生認(rèn)識(shí)了各種材料和各類機(jī)床，掌握了各種設(shè)備的操作要領(lǐng)；觀察力、綜合運(yùn)用能力、動(dòng)手能力、創(chuàng)造力以及對未來工作的適應(yīng)能力都得到了鍛煉。通過生產(chǎn)實(shí)踐，學(xué)生不僅學(xué)習(xí)了生產(chǎn)工藝知識(shí)，在組織紀(jì)律、勞動(dòng)觀點(diǎn)、理論聯(lián)系實(shí)際、愛護(hù)公共財(cái)產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)和品質(zhì)意識(shí)等方面也得到了教育。因此金工實(shí)習(xí)在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)、實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)中，起著非常重要的作用。

一、現(xiàn)狀

隨著科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步，多種學(xué)科和技術(shù)的交叉融合已經(jīng)是技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品更新的主要手段和方向。特別是信息技術(shù)的迅猛發(fā)展以及向制造業(yè)的不斷滲入，使得機(jī)械制造成為集機(jī)械、電子、光學(xué)、信息、材料等新技術(shù)的綜合體。金工實(shí)習(xí)的教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)在單一傳統(tǒng)內(nèi)容的基礎(chǔ)上增加了數(shù)控加工、特種加工、快速成型等現(xiàn)代制造技術(shù)內(nèi)容，極大地豐富了教學(xué)內(nèi)容。但是隨著實(shí)習(xí)內(nèi)容的不斷擴(kuò)充，學(xué)生的實(shí)習(xí)時(shí)間卻相對減少了，學(xué)生自己沒有時(shí)間動(dòng)手體驗(yàn)，學(xué)習(xí)興趣得不到提升，創(chuàng)新能力得不到培養(yǎng)。因此，對金工實(shí)習(xí)課程的改革勢在必行。

我校金工實(shí)習(xí)課程采用連續(xù)集中式的學(xué)習(xí)方式，非機(jī)類專業(yè)學(xué)習(xí)周期最長為兩周，機(jī)類專業(yè)學(xué)習(xí)4周，學(xué)習(xí)內(nèi)容涵蓋傳統(tǒng)加工工種和先進(jìn)制造技術(shù)。傳統(tǒng)工種包括車工、銑工、刨工、鉗工、鑄工、鍛工、焊工；先進(jìn)制造技術(shù)包括數(shù)控車、數(shù)控銑、線切割、快速成型、宇龍仿真軟件、激光加工、CAXA自動(dòng)編程等，具體如表一所示。

表一

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在表一中，車工學(xué)習(xí)2.5天；鉗工和鑄工各學(xué)習(xí)1.25天；銑工和刨工合并學(xué)習(xí)1.25天；鍛工和焊工合并學(xué)習(xí)1.25天；數(shù)控車、數(shù)控銑、數(shù)控雕銑、線切割、激光加工、CAXA自動(dòng)編程和宇龍仿真軟件這7項(xiàng)教學(xué)內(nèi)容并沒有單獨(dú)安排的學(xué)習(xí)時(shí)間，而是合并在一起，數(shù)控車0.5天，數(shù)控銑和數(shù)控銑雕0.5天，線切割和激光加工內(nèi)容一共0.5天，CAXA制造工程師0.5天，宇龍仿真0.5天。由于各工種相互獨(dú)立，沒有工藝上的銜接，大部分內(nèi)容只能是走馬觀花，學(xué)生只觀其表，不明就里?，F(xiàn)行實(shí)習(xí)方案雖然緊跟主流技術(shù)工藝的更新潮流，但沒有真正腳踏實(shí)地。整個(gè)過程存在諸多不足：內(nèi)容偏多、時(shí)間倉促，學(xué)生易感覺“金工實(shí)習(xí)就是流于形式”；每工種學(xué)習(xí)沒有目標(biāo)，不能培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)；由于內(nèi)容偏多，指導(dǎo)教師主講占了很大一部分時(shí)間，學(xué)生自主實(shí)訓(xùn)時(shí)間偏少，有悖于實(shí)踐教學(xué)的初衷。

二、新教學(xué)方案探索

鑒于我?，F(xiàn)行金工實(shí)習(xí)課程實(shí)施方案的不足，為了更好地促進(jìn)教學(xué)工作，真正發(fā)揮工程實(shí)踐不可替代的優(yōu)勢，金工教研室進(jìn)行了以下探索：現(xiàn)在所開設(shè)的實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容項(xiàng)目化、模塊化，去除個(gè)別工種，每個(gè)模塊的側(cè)重點(diǎn)不同，每個(gè)模塊以完成某一項(xiàng)目為目的的形式進(jìn)行，每位學(xué)生用自己的作品來進(jìn)行成績評(píng)定。

A模塊內(nèi)容：車工、鉗工、銑工，是傳統(tǒng)冷加工項(xiàng)目。實(shí)習(xí)地點(diǎn)在機(jī)加一車間和二車間；實(shí)習(xí)時(shí)間為5天，必選項(xiàng)。完成項(xiàng)目為榔頭和手柄的加工，榔頭和手柄用螺紋連接，榔頭由銑工和鉗工綜合完成；手柄由車工完成，運(yùn)用車削圓弧，螺紋、切槽、滾花等工序。整個(gè)加工過程各工種的綜合應(yīng)用，體現(xiàn)了各工種相互銜接，相互配合的特點(diǎn)，工序間的合理安排，保證了整個(gè)實(shí)習(xí)的一貫性和延續(xù)性，體現(xiàn)了以傳統(tǒng)工藝為主的基本思路。以上三個(gè)工種在機(jī)械制造行業(yè)都是非常重要的內(nèi)容，以項(xiàng)目的形式讓學(xué)生來完成有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)質(zhì)量。每個(gè)學(xué)生通過5天的實(shí)習(xí)，可以有自己的作品，在指導(dǎo)教師對其成績評(píng)定后發(fā)還學(xué)生。

B模塊內(nèi)容：數(shù)控車、宇龍仿真軟件、線切割、激光加工，實(shí)習(xí)時(shí)間2.5天，可選模塊。此模塊用數(shù)控車和宇龍仿真軟件配合教學(xué)。由于數(shù)控車床數(shù)量較少，不能實(shí)現(xiàn)一人一機(jī)，仿真軟件的應(yīng)用提高了學(xué)生數(shù)控編程能力、機(jī)床操作能力。學(xué)生可自行設(shè)計(jì)符合車削工藝的回轉(zhuǎn)類零件，這樣通過仿真軟件的驗(yàn)證和模擬，機(jī)床有效使用時(shí)間得以延長，操作的危險(xiǎn)系數(shù)降低，實(shí)踐教學(xué)達(dá)到事半功倍的效果。激光加工和線切割屬特種加工，是先進(jìn)制造的有益延伸，設(shè)備易操作、上手快，通過較短時(shí)間的學(xué)習(xí)每位學(xué)生都能有自己的作品，學(xué)生對此非常感興趣。這既拓寬了學(xué)生的知識(shí)面，也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，為學(xué)生下一步的創(chuàng)新設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了平臺(tái)。

C模塊內(nèi)容：數(shù)控銑（數(shù)控銑雕、加工中心）、CAXA制造工程師、快速成型技術(shù)（又稱3D打?。?，實(shí)習(xí)時(shí)間2.5天，可選模塊。學(xué)生先用手工編程將毛坯銑削成手章規(guī)定尺寸，應(yīng)用CAXA制造工程師自動(dòng)編程生成自己姓名的程序，傳輸至數(shù)控銑床上加工出產(chǎn)品；學(xué)生用CAXA軟件自行設(shè)計(jì)零件，再將零件保存為STL格式，并傳輸至快速成型機(jī)加工，由于快速成型技術(shù)是基于離散/堆積的思想，用積分法原理來制造三維實(shí)體的，所加工零件與其自身復(fù)雜程度無關(guān)，學(xué)生可以發(fā)揮想象設(shè)計(jì)零件，然后輸出到快速成型設(shè)備上逐層填充，再沿高度方向上粘結(jié)疊加，逐步成型三維實(shí)體。學(xué)生在實(shí)習(xí)結(jié)束時(shí)就會(huì)有自己設(shè)計(jì)加工的手章，3D打印出的三維零件模型，指導(dǎo)教師評(píng)定完成績后發(fā)還學(xué)生。

D模塊內(nèi)容：鑄造、鍛造、焊接，實(shí)習(xí)時(shí)間2.5天，可選模塊。此模塊是傳統(tǒng)的熱加工模塊。鑄造是獲得毛坯最重要的方法，各種機(jī)械的機(jī)體、底座、機(jī)架、箱體、工作臺(tái)等主要部件大都采用鑄造制成。我校以典型的砂型鑄造為主，學(xué)生以小組完成手輪的鑄造為目的。鍛造是金屬在固態(tài)下流動(dòng)成型的，鍛件的復(fù)雜程度不及鑄件，但其具有良好的內(nèi)部組織，優(yōu)良的力學(xué)性能，一般用于機(jī)械中的傳動(dòng)零件和承受重載或復(fù)雜載荷的零件。學(xué)生應(yīng)用自由鍛為A模塊加工榔頭毛坯，體現(xiàn)了工種之間的相互銜接，工藝流程的完整性。焊接常用于永固連接，以手工電弧焊為主，進(jìn)行平焊、立焊的練習(xí)，學(xué)生用各種不規(guī)則形狀的材料進(jìn)行創(chuàng)新焊接作業(yè)，作品可帶走。

D模塊內(nèi)容：鑄造、鍛造、焊接，實(shí)習(xí)時(shí)間2.5天，可選模塊。此模塊是傳統(tǒng)的熱加工模塊。鑄造是獲得毛坯最重要的方法，各種機(jī)械的機(jī)體、底座、機(jī)架、箱體、工作臺(tái)等主要部件大都采用鑄造制成。我校以典型的砂型鑄造為主，學(xué)生以小組完成手輪的鑄造為目的。鍛造是金屬在固態(tài)下流動(dòng)成型的，鍛件的復(fù)雜程度不及鑄件，但其具有良好的內(nèi)部組織，優(yōu)良的力學(xué)性能，一般用于機(jī)械中的傳動(dòng)零件和承受重載或復(fù)雜載荷的零件。學(xué)生應(yīng)用自由鍛為A模塊加工榔頭毛坯，體現(xiàn)了工種之間的相互銜接，工藝流程的完整性。焊接常用于永固連接，以手工電弧焊為主，進(jìn)行平焊、立焊的練習(xí)，學(xué)生用各種不規(guī)則形狀的材料進(jìn)行創(chuàng)新焊接作業(yè)，作品可帶走。

三、教改意義

新舊教學(xué)模式比較，新模式的教學(xué)內(nèi)容緊湊，多以模塊化進(jìn)行，在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和工程實(shí)踐能力方面更好地發(fā)揮了作用，在B、C、D三個(gè)模塊中選擇兩個(gè)學(xué)習(xí)，總工種數(shù)量由原來的14個(gè)變成9個(gè);新模式均以項(xiàng)目的形式進(jìn)行，每個(gè)項(xiàng)目學(xué)生必須親自完成，每個(gè)學(xué)生在兩周學(xué)習(xí)結(jié)束會(huì)有7個(gè)自己的作品帶走。這極大地激發(fā)了學(xué)生的積極性，教學(xué)管理也易于進(jìn)行，學(xué)生的創(chuàng)新能力得到很好的培養(yǎng)。

通過合理的時(shí)間調(diào)整，有效延長先進(jìn)制造技術(shù)各工種的實(shí)習(xí)時(shí)間，使學(xué)生有重點(diǎn)的進(jìn)行選擇性學(xué)習(xí)，改善了“金工實(shí)習(xí)流于形式”的局面;對作品進(jìn)行成績評(píng)定，真實(shí)客觀，有利于檢驗(yàn)各工種的實(shí)習(xí)效果，達(dá)到學(xué)以致用、融會(huì)貫通的目的，是學(xué)生實(shí)習(xí)過程的真實(shí)體現(xiàn)，更加能促進(jìn)實(shí)習(xí)效果的提升。新方案的實(shí)施使得每輪都有個(gè)別教師出現(xiàn)沒課的情況，這增加了教師外出培訓(xùn)交流的時(shí)間，提升了教學(xué)隊(duì)伍的整體業(yè)務(wù)水平，使得每位指導(dǎo)教師能更好地服務(wù)于教學(xué)工作，改善了指導(dǎo)教師自身的知識(shí)結(jié)構(gòu);緩解了指導(dǎo)教師與實(shí)習(xí)學(xué)生人數(shù)比的矛盾，使學(xué)生能夠得到更加及時(shí)地指導(dǎo)和幫助。

四、結(jié)束語

金工實(shí)習(xí)教學(xué)以“學(xué)習(xí)工藝知識(shí)，提高動(dòng)手能力，改變思想作風(fēng)”為主要理念，目前正朝著“學(xué)習(xí)工藝知識(shí)，提高綜合素質(zhì)，增強(qiáng)工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力”的目標(biāo)發(fā)展。對我校金工實(shí)習(xí)課程體系、內(nèi)容的改革和有益探索，通過教學(xué)實(shí)踐取得了較明顯的教學(xué)效果。金工實(shí)習(xí)課程在全校工科類專業(yè)開設(shè)，輻射面廣，讓更多的學(xué)生了解并應(yīng)用了新工藝、新技術(shù)，為參加挑戰(zhàn)杯等各類創(chuàng)新比賽的學(xué)生、設(shè)計(jì)類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)的學(xué)生等提供了平臺(tái)。應(yīng)發(fā)揮我工程訓(xùn)練中心的優(yōu)勢，充分利用現(xiàn)有設(shè)備提高辦學(xué)質(zhì)量和效益，更好地服務(wù)全校師生。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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[責(zé)任編輯：陳 明]