理工科專業(yè)金工實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革與實(shí)踐

羅威

摘 要

金工實(shí)訓(xùn)是理工科專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，對培養(yǎng)學(xué)生的動手實(shí)踐和創(chuàng)新能力具有重要意義。以提高學(xué)生實(shí)訓(xùn)的興趣、增強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力以及綜合素質(zhì)為出發(fā)點(diǎn)，根據(jù)金工實(shí)訓(xùn)的教學(xué)存在的主要問題和理工科專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)實(shí)際，對嘉應(yīng)學(xué)院金工實(shí)訓(xùn)課程從課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和評價(jià)考核方式等方面進(jìn)行了改革與創(chuàng)新實(shí)踐研究，以此來提高金工實(shí)訓(xùn)的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞

金工實(shí)訓(xùn);理工科專業(yè);教學(xué)改革;創(chuàng)新實(shí)踐

中圖分類號： G712 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 18 . 14

Abstract

Metalworking training is an important practical link in the practical teaching of Science and Engineering Major， it is of great significance for training students' hands-on practice and innovative ability. Starting from improving students' interest in training， enhancing students' engineering practice and innovation ability and comprehensive quality， according to the main problems in the teaching of Metalworking training and the actual learning of science and engineering students， carried out reform and innovative practice research on Jiaying University Metalworking training course from the aspects of course system， teaching content， teaching methods and evaluation methods， to improve the teaching quality of Metalworking training.

Key words

Metalworking training; Science and Engineering Major; Teaching reform; Innovative practice

0 前言

金工實(shí)訓(xùn)是高等院校理工科專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械制造系列課程的必修課程[1]，是理工科專業(yè)的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，對增強(qiáng)理工科專業(yè)學(xué)生實(shí)踐動手能力、理論聯(lián)系實(shí)際能力和思維創(chuàng)新能力具有重要的作用[2-3]。隨著新材料、新工藝和新技術(shù)的發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用，金工實(shí)訓(xùn)傳統(tǒng)的教學(xué)理念正由學(xué)習(xí)工藝知識、提高動手能力向?qū)W習(xí)工藝知識、增強(qiáng)工程實(shí)踐能力和提高綜合素質(zhì)、培養(yǎng)創(chuàng)新能力轉(zhuǎn)變[4-5]。為了順應(yīng)新時(shí)代的要求，我們根據(jù)嘉應(yīng)學(xué)院物理與光信息科技學(xué)院的理工科專業(yè)學(xué)生的機(jī)械基礎(chǔ)知識和學(xué)習(xí)的實(shí)際情況以及現(xiàn)有的教學(xué)資源，調(diào)整了金工實(shí)訓(xùn)的教學(xué)內(nèi)容，完善了金工實(shí)訓(xùn)教學(xué)方法，建立了實(shí)訓(xùn)教學(xué)評價(jià)考核方式，在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中建立金工實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)新體系，提高了實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量。

1 金工實(shí)訓(xùn)教學(xué)存在的主要問題

金工實(shí)訓(xùn)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課[6-7]，課程主要講授機(jī)械制造相關(guān)知識，使學(xué)生掌握鉗工、車工等方面的基本原理和基本操作技能。結(jié)合物理與光信息科技學(xué)院的金工實(shí)訓(xùn)的實(shí)際教學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，目前金工實(shí)訓(xùn)教學(xué)存在以下幾個(gè)問題。

1.1 實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容單一傳統(tǒng)

金工實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容主要包括鉗工和車工實(shí)訓(xùn)兩個(gè)部分。教師在一周的實(shí)訓(xùn)時(shí)間對鉗工和車工傳統(tǒng)加工的方法原理和基本操作向?qū)W生進(jìn)行理論講授和實(shí)際操作演示，如在鉗工實(shí)訓(xùn)中，學(xué)生需要在兩天時(shí)間內(nèi)了解銼刀和鉗工鉆、鉸以及攻套絲所用相關(guān)刀具的種類、規(guī)格和選用、銼鋸削姿勢、銼鋸削和鉆鉸孔以及攻套絲的方法和質(zhì)量的檢查，掌握劃線、銼削、鋸削、鉆孔、鉸孔、攻絲和套絲、裝配等主要操作內(nèi)容，都是單一或傳統(tǒng)的加工技能訓(xùn)練。學(xué)生對傳統(tǒng)的金工實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的學(xué)習(xí)興趣普遍不高，影響了實(shí)訓(xùn)的教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)金工實(shí)訓(xùn)中的傳統(tǒng)加工內(nèi)容已不能滿足現(xiàn)代企業(yè)對人才的需求。

1.2 實(shí)訓(xùn)教學(xué)方式和考核方式單一，無法調(diào)動學(xué)生實(shí)訓(xùn)的興趣和積極性

由于嘉應(yīng)學(xué)院物理與光信息科技學(xué)院的三個(gè)理工科專業(yè)并非是機(jī)械類專業(yè)，嘉應(yīng)學(xué)院物理與光信息科技學(xué)院將金工實(shí)訓(xùn)課程安排在第三學(xué)期。學(xué)生雖然第一學(xué)期學(xué)習(xí)過關(guān)于機(jī)械制圖的知識，但是在機(jī)械零件識圖方面、加工工藝和加工程序的編寫上缺乏理論學(xué)習(xí)和實(shí)際鍛煉。如在數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)中，采用以教師為中心講授數(shù)控機(jī)床的組成部分、工作原理、加工工藝和程序編寫以及操作要點(diǎn)，學(xué)生被動接受知識的傳統(tǒng)教學(xué)方式，同時(shí)受場地和多媒體設(shè)備的限制，缺乏直觀教學(xué)的講解。在教師講解完成后安排時(shí)間讓學(xué)生進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的常規(guī)操作，顯得過于枯燥和乏味，且實(shí)訓(xùn)主要是檢查學(xué)生的加工成品，缺乏對實(shí)訓(xùn)實(shí)際操作技能過程的考核，實(shí)訓(xùn)考核方式單一，無法調(diào)動學(xué)生實(shí)訓(xùn)的積極性和激發(fā)學(xué)生的實(shí)訓(xùn)熱情。

1.3 實(shí)訓(xùn)教學(xué)缺乏創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

學(xué)生完成教師布置統(tǒng)一的加工工件任務(wù)，主要考察加工成品的質(zhì)量、工藝滿足圖紙要求的情況程度，缺乏自主設(shè)計(jì)加工程序、加工工藝的過程，讓學(xué)生認(rèn)為金工實(shí)訓(xùn)僅僅是為了加工某一個(gè)零件而已，不具有知識含量，忽視創(chuàng)新實(shí)踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

2 金工實(shí)訓(xùn)教學(xué)的改革與創(chuàng)新實(shí)踐

針對當(dāng)前金工實(shí)訓(xùn)教學(xué)存在的主要問題，為了更好地推動嘉應(yīng)學(xué)院理工科專業(yè)金工實(shí)訓(xùn)教學(xué)的開展，我們根據(jù)理工科專業(yè)學(xué)生的機(jī)械基礎(chǔ)知識和學(xué)習(xí)的實(shí)際情況以及現(xiàn)有的教學(xué)資源，對實(shí)訓(xùn)課程體系、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法以及實(shí)訓(xùn)評價(jià)考核方式進(jìn)行了改革與創(chuàng)新實(shí)踐，調(diào)整和豐富實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。

2.1 實(shí)訓(xùn)課程體系改革

將金工實(shí)訓(xùn)課程分為基礎(chǔ)操作技能訓(xùn)練和綜合項(xiàng)目技能訓(xùn)練。如在數(shù)控機(jī)床實(shí)訓(xùn)課程中，提供典型的加工特征，針對學(xué)生缺乏機(jī)械零件識圖的現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)機(jī)械零件識圖能力的學(xué)習(xí)和進(jìn)行工藝分析、編制工藝文件以及加工程序，并指導(dǎo)學(xué)生加工生產(chǎn)典型加工零件。掌握典型的加工特征后，安排學(xué)生根據(jù)所學(xué)理論知識自行設(shè)計(jì)加工綜合零件，形成系統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)過程。結(jié)合我校的實(shí)訓(xùn)設(shè)備的實(shí)際情況，我們豐富了實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容。如在鉗工實(shí)訓(xùn)課程中，在現(xiàn)有的劃線、銼鋸削、鉆鉸孔、攻套絲以及裝配上，增加先進(jìn)制造技術(shù)的認(rèn)識，通過老師在課堂的講解和演示，使學(xué)生了解現(xiàn)代機(jī)械制造有關(guān)的新的加工工藝和方法以及發(fā)展趨勢。整個(gè)實(shí)訓(xùn)課程體現(xiàn)由淺入深，從單一到綜合，系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生整合理論知識能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力。

2.2 合理安排實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容

實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容的安排遵循從單一化到系統(tǒng)化，從局部到整體，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)訓(xùn)興趣的原則。數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)課程的主要內(nèi)容：數(shù)控加工的安全操作規(guī)范、數(shù)控車床的工作原理、主要組成部分及其作用、數(shù)控車床的坐標(biāo)系統(tǒng)、機(jī)床面板各鍵和按鈕的功能及用途、數(shù)控車床的操作基本要求和規(guī)范操作步驟、加工零件的工藝過程、數(shù)控編程基本指令、零件加工程序的編寫和輸入方法、倒角零件練習(xí)、圓弧零件練習(xí)、螺紋零件練習(xí)、切槽和切斷零件練習(xí)、臺階零件練習(xí)、綜合項(xiàng)目自主設(shè)計(jì)訓(xùn)練、考核工件。

鉗工實(shí)訓(xùn)課程的主要內(nèi)容：安全文明生產(chǎn)知識、鉗工常用工具和量具、劃線技藝、銼鋸削技藝、鉆鉸孔技藝、攻套絲技藝、制作鍵銷、制作六角螺帽、手搖沖床的技能綜合訓(xùn)練。在原有的鉗工實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容中增加數(shù)控電火花線切割加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)，使學(xué)生了解新的加工工藝和方法，開拓視野，激發(fā)實(shí)訓(xùn)的興趣。

2.3 教學(xué)方法改革創(chuàng)新

在金工實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容的改革基礎(chǔ)上，我們對教學(xué)方法進(jìn)行了整體改革創(chuàng)新。

改進(jìn)后的教學(xué)方法，注重基礎(chǔ)技能訓(xùn)練和綜合創(chuàng)新訓(xùn)練，將現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)方法和多媒體資源融入實(shí)踐教學(xué)中去，形成以學(xué)生為中心，以技能強(qiáng)化為主導(dǎo)、理論知識為指導(dǎo)的新模式，增加學(xué)生實(shí)訓(xùn)的興趣和主動性。

2.3.1 基礎(chǔ)操作技能項(xiàng)目訓(xùn)練

在實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)計(jì)中，以學(xué)生為中心，首先進(jìn)行學(xué)情分析，了解學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識的情況，選取適合學(xué)生掌握的典型零件或來自現(xiàn)代企業(yè)的經(jīng)典產(chǎn)品作為基礎(chǔ)操作技能訓(xùn)練教學(xué)的項(xiàng)目。其次合理安排授課計(jì)劃和教學(xué)方式，穿插介紹CAD、PRO/E等在工程的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)機(jī)械零件識圖能力的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生機(jī)械零件識圖和創(chuàng)新實(shí)踐的能力，注重培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力以及樹立安全生產(chǎn)意識。最后在講授實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容中，教師注重基礎(chǔ)知識間的聯(lián)系，積極引導(dǎo)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生實(shí)訓(xùn)興趣。例如： 在鉗工實(shí)訓(xùn)中的絲錐攻內(nèi)螺紋，運(yùn)用的是理論力學(xué)課程中的力偶知識。在教學(xué)實(shí)踐中，區(qū)別于傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，首先以3～5人為小組，選定組長進(jìn)行實(shí)訓(xùn)安全操作注意事項(xiàng)的檢查（如佩戴好實(shí)訓(xùn)安全帽）及學(xué)習(xí)通簽到以提高實(shí)訓(xùn)效率。其次以小組學(xué)生的獨(dú)立操作、互相討論為主，輔以教師演示和理論指導(dǎo)。采用啟發(fā)式教學(xué)方法[8]，注重學(xué)生基礎(chǔ)操作技能的訓(xùn)練，以技能強(qiáng)化為主導(dǎo)，在動手操作的過程中增加難度，啟發(fā)學(xué)生將所學(xué)知識和技能解決遇到的操作問題，加深學(xué)生對知識的理解和運(yùn)用。

2.3.2 綜合項(xiàng)目創(chuàng)新訓(xùn)練

為充分調(diào)動學(xué)生的實(shí)訓(xùn)興趣，明確實(shí)訓(xùn)目標(biāo)，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，在金工實(shí)訓(xùn)教學(xué)中我們開設(shè)了2個(gè)創(chuàng)新訓(xùn)練的綜合項(xiàng)目內(nèi)容，即手搖沖床制作和制作包括錐度、圓弧、臺階、凹槽、螺紋等特征數(shù)控加工的綜合工件。學(xué)生在完成基礎(chǔ)操作技能訓(xùn)練后，以 3～5 人為小組，各小組自主選擇任一創(chuàng)新訓(xùn)練綜合項(xiàng)目進(jìn)行小組討論和制作的形式進(jìn)行綜合項(xiàng)目的創(chuàng)新訓(xùn)練。采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)方法[9]，各小組學(xué)生自主討論交流設(shè)計(jì)綜合項(xiàng)目的加工工藝和環(huán)節(jié)，同時(shí)輔以教師指導(dǎo)，在實(shí)踐教學(xué)中加強(qiáng)教學(xué)管理，讓學(xué)生自主完成綜合項(xiàng)目的整個(gè)制作過程。在此過程中明確實(shí)訓(xùn)目標(biāo)，充分發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，激發(fā)學(xué)生實(shí)訓(xùn)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的動手實(shí)踐能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力，提高了實(shí)訓(xùn)的教學(xué)效果。

2.3.3 多媒體課件制作

針對以往現(xiàn)場講授和演示，缺乏直觀教學(xué)的枯燥講解的教學(xué)形式，利用多媒體資源制作了圖文并茂的多媒體課件和錄制了操作要點(diǎn)和加工視頻，在課堂播放演示，增加學(xué)生的感性認(rèn)識。圖片內(nèi)容主要包括各種工具和量具、鉗工實(shí)訓(xùn)工種的站姿和操作要點(diǎn)以及六角螺帽的制作工藝等、數(shù)控機(jī)床的組成部分、坐標(biāo)系統(tǒng)、機(jī)床面板各鍵和按鈕的功能及用途等;視頻的主要內(nèi)容包括安全操作規(guī)程和注意事項(xiàng)，鉗工各工種操作的規(guī)范姿勢和動作要領(lǐng)、數(shù)控車床軸類零件的加工工藝視頻和數(shù)控電火花線切割加工的實(shí)例等。這種集圖像、視頻于一體的教學(xué)課件，可幫助學(xué)生更易于理解實(shí)訓(xùn)的加工原理和過程，讓本來枯燥無味的內(nèi)容賦予動感，變得更直觀，從而能夠極大地增強(qiáng)學(xué)生參與實(shí)訓(xùn)的興趣，提高教學(xué)效果。同時(shí)把制作的多媒體課件和視頻放到超星學(xué)習(xí)通上，供學(xué)生在課前預(yù)習(xí)，幫助學(xué)生增強(qiáng)金工實(shí)訓(xùn)的直觀理解，提高學(xué)生實(shí)訓(xùn)的興趣。此外，通過學(xué)生在超星學(xué)習(xí)通上提問和教師解答的方式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率，拓寬學(xué)生的知識面。

3 實(shí)訓(xùn)評價(jià)考核方式的改革

實(shí)訓(xùn)評價(jià)考核方式是實(shí)訓(xùn)順利完成的保障，以往金工實(shí)訓(xùn)評價(jià)考核成績由平時(shí)課堂考勤和實(shí)訓(xùn)報(bào)告組成。主要是檢查學(xué)生的加工成品，缺乏對實(shí)訓(xùn)實(shí)際操作技能過程的考核，難以掌握學(xué)生的實(shí)踐動手能力和保證實(shí)訓(xùn)的效果。因此需要對實(shí)訓(xùn)的評價(jià)考核方式進(jìn)行改革。改革后的評價(jià)考核方式由平時(shí)成績（占10%）、實(shí)際操作成績（占50%）、綜合素質(zhì)（占10%）和實(shí)訓(xùn)報(bào)告（占30%）四個(gè)部分組成。其中，平時(shí)成績由課堂考勤和課堂紀(jì)律組成;實(shí)際操作成績由教師通過現(xiàn)場操作考核、完成實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目和工件質(zhì)量考核組成，如根據(jù)加工工件尺寸符合圖紙的要求程度給出對應(yīng)的分?jǐn)?shù);綜合素質(zhì)主要考察實(shí)訓(xùn)綜合創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目的加工工藝設(shè)計(jì)和實(shí)踐動手能力;實(shí)訓(xùn)報(bào)告由實(shí)訓(xùn)基本操作原理、加工工藝制定和數(shù)控加工程序的掌握程度決定的。改革后的實(shí)訓(xùn)評價(jià)考核方式考察了學(xué)生實(shí)訓(xùn)的掌握程度和過程，極大地調(diào)動了學(xué)生實(shí)訓(xùn)的積極性，提高了實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果。

4 結(jié)語

隨著新時(shí)代科學(xué)技術(shù)的不斷飛速發(fā)展，如何提高教學(xué)質(zhì)量、增強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、綜合素質(zhì)和培養(yǎng)創(chuàng)新能力成為金工實(shí)訓(xùn)的教學(xué)改革的關(guān)鍵。通過對嘉應(yīng)學(xué)院物理與光信息科技學(xué)院理工科專業(yè)金工實(shí)訓(xùn)課程的實(shí)訓(xùn)課程體系、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法和實(shí)訓(xùn)評價(jià)考核方式進(jìn)行改革與創(chuàng)新實(shí)踐，學(xué)生能較容易學(xué)習(xí)和掌握機(jī)械制造系列的相關(guān)基礎(chǔ)知識，增強(qiáng)了學(xué)生參與實(shí)訓(xùn)的興趣和動手實(shí)踐操作能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力和工程基礎(chǔ)綜合素質(zhì)，提高了實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量。只有不斷深化教學(xué)改革，探索實(shí)訓(xùn)教學(xué)新模式，充實(shí)與完善金工實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系，才能培養(yǎng)出適合新時(shí)代要求的高素質(zhì)創(chuàng)新型應(yīng)用人才[10]。

參考文獻(xiàn)

[1]王筱冬.金工實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J].榆林學(xué)院學(xué)報(bào)，2010（4）：104-105.

[2]梁海洲.金工實(shí)訓(xùn)創(chuàng)新教學(xué)方法研究[J].創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實(shí)踐，2018（5）：101-103.

[3]王磊.金工實(shí)習(xí)在應(yīng)用型人才培養(yǎng)中的作用[J].南方企業(yè)家，2018（2）：81-82.

[4]賀勃，李富波.金工實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革探索[J].科技信息，2007（34）.

[5]曾小義，謝欣霖，王康寧.非機(jī)械專業(yè)金工實(shí)訓(xùn)教學(xué)探究[J].重慶電力高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2020，25（1）：40-42.

[6]李省委.金工實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革與探索[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2017（4）：188-189.

[7]梁爽.金工實(shí)訓(xùn)對現(xiàn)代大學(xué)教育的意義[J].科學(xué)大眾，2020（2）：148.

[8]孫立峰.數(shù)控車實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革探索[J].湖北農(nóng)機(jī)化，2019（19）：113.

[9]宋增梅.高校工程實(shí)訓(xùn)創(chuàng)新式教學(xué)方法探討[J].濰坊學(xué)院學(xué)報(bào)，2018，8（4）：90-91.

[10]吳錦闊，羅通.金工實(shí)訓(xùn)教學(xué)的分析評價(jià)[J].宜賓學(xué)院學(xué)報(bào)，2015（12）：117-120.