陜西理工大學(xué)機(jī)械工程訓(xùn)練教學(xué)改革的探索與實(shí)踐★

羅 俊

（陜西理工大學(xué)機(jī)械工程訓(xùn)練中心，陜西 漢中 723003）

引言

機(jī)械工程訓(xùn)練是機(jī)械工程、材料學(xué)科等專業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)課程之一，該課程的特點(diǎn)在于實(shí)踐性很強(qiáng)，高等院校也都很重視學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)，因而在學(xué)生的教學(xué)計(jì)劃中占有很大比重。機(jī)械工程訓(xùn)練的實(shí)踐項(xiàng)目種類多、知識(shí)面廣，在學(xué)生畢業(yè)參加工作后發(fā)揮很大作用，因此完善的機(jī)械工程訓(xùn)練教學(xué)體系對(duì)于培養(yǎng)和提高學(xué)生的整體素質(zhì)具有十分重要的意義[1-2]。目前高校機(jī)械工程專業(yè)使用的教材大多由機(jī)械工業(yè)出版社出版和電子科技大學(xué)出版社出版，由張艷蕊、王明川主編的《工程訓(xùn)練》是國(guó)家級(jí)工程訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心系列規(guī)劃教材，通過本課程的學(xué)習(xí)在工程實(shí)踐教學(xué)中逐步實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)的金工實(shí)習(xí)，向現(xiàn)代工程訓(xùn)練的教學(xué)方向轉(zhuǎn)化，由單一的技能訓(xùn)練向綜合化、拓展化、網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化的集成技術(shù)訓(xùn)練方向轉(zhuǎn)化，由操作技能訓(xùn)練項(xiàng)技能與管理向技能與創(chuàng)新實(shí)踐相結(jié)合的方向轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)學(xué)生在現(xiàn)代化工程訓(xùn)練過程中的工程意識(shí)和綜合能力，建立大機(jī)器、大制造、大工程的概念[3-4]。由鐘曉峰、李恩、楊金林主編的《工程訓(xùn)練——金工訓(xùn)練》是“十三五”普通高等院校規(guī)劃教材，通過本課程的學(xué)習(xí)能使學(xué)生認(rèn)知和了解機(jī)械制造工藝的發(fā)展歷程和常用的機(jī)械制造工藝手段、典型機(jī)械零件的加工方法和機(jī)械制造領(lǐng)域的最新進(jìn)展，同時(shí)，學(xué)生們?cè)谶M(jìn)行實(shí)際訓(xùn)練后，能夠?qū)ΤＳ眉庸C(jī)床有初步了解，并能對(duì)簡(jiǎn)單機(jī)械零件進(jìn)行工藝分析、材料選擇、毛坯成型，利用常用加工工具和量具實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工、產(chǎn)品檢測(cè)等一系列生產(chǎn)流程，最后結(jié)合創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，能夠開拓學(xué)生的工程素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和動(dòng)手能力，為培養(yǎng)滿足社會(huì)需求和創(chuàng)新需求的綜合性人才打下基礎(chǔ)[5]。新工科提出后的機(jī)械工程訓(xùn)練教學(xué)體系和理念煥然一新。參照新工科的要求，教師對(duì)知識(shí)、素質(zhì)和能力有了新的要求，尤其是動(dòng)手能力。一方面，教師的基本素質(zhì)必須滿足新工科提出的要求，機(jī)械工程訓(xùn)練的教學(xué)內(nèi)容需要變動(dòng)，另一方面,更需要引進(jìn)或者培養(yǎng)教師的實(shí)踐動(dòng)手能力和科研素養(yǎng)[6-7]。高校必須注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)和創(chuàng)新水平的提高，針對(duì)陜西理工大學(xué)現(xiàn)行機(jī)械工程訓(xùn)練教學(xué)體系的特點(diǎn)和不足，從培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力出發(fā)，從機(jī)械工程訓(xùn)練內(nèi)容改革、實(shí)訓(xùn)教學(xué)手段和實(shí)訓(xùn)教學(xué)人員等方面入手，嘗試建立一套適合陜西理工大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)本科生的機(jī)械工程訓(xùn)練課程的創(chuàng)新教學(xué)體系。

1 陜西理工大學(xué)現(xiàn)行機(jī)械工程訓(xùn)練存在的一些弊端

1.1 訓(xùn)練內(nèi)容機(jī)械化，學(xué)生的創(chuàng)新性差

機(jī)械工程訓(xùn)練實(shí)訓(xùn)課程是陜西理工大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)本科生開設(shè)的專業(yè)必修課，根據(jù)教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)大綱，學(xué)生在大學(xué)二年級(jí)進(jìn)行學(xué)習(xí)。因課時(shí)限制,實(shí)訓(xùn)教學(xué)人員為了達(dá)到規(guī)定的培養(yǎng)目標(biāo),在實(shí)訓(xùn)內(nèi)容上設(shè)置一些基礎(chǔ)訓(xùn)練和極少的綜合性訓(xùn)練，而這些基礎(chǔ)訓(xùn)練內(nèi)容通常是簡(jiǎn)單操作，如：數(shù)控車削、數(shù)控銑削里面的一些指令G01、G02、G03等使用等；綜合訓(xùn)練如加工中心的操作演示、數(shù)控沖床的操作演示等。教學(xué)過程基本上跟理論教學(xué)相近，完成基本指令的學(xué)習(xí)和程序編制的方法，再由教師進(jìn)行演示操作或講解操作步驟，學(xué)生模仿老師。實(shí)訓(xùn)過程中,學(xué)生的自主性和創(chuàng)新性得不到發(fā)揮。

1.2 教學(xué)條件和方法單一，教學(xué)信息傳遞阻塞

普通高校機(jī)械工程訓(xùn)練專業(yè)基礎(chǔ)課程和實(shí)踐課是獨(dú)立分開的，一般情況下是先理論再實(shí)踐課，顯然實(shí)踐滯后于理論，更有一些高校先進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)。學(xué)生在實(shí)踐與理論知識(shí)的聯(lián)系上得不到有機(jī)的統(tǒng)一，很難有實(shí)訓(xùn)的效果?；蛘呦葘?shí)踐教學(xué)，不能深入了解這些指令背后的含義和使用規(guī)則。因此有必要在實(shí)踐教學(xué)中引入現(xiàn)代化的教學(xué)手段和方法，讓理論和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，提高授課效率。

1.3 考核標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)單，學(xué)生的動(dòng)手能力成績(jī)占比小

很多高校機(jī)械工程訓(xùn)練的考核一般分為兩大部分，機(jī)械工程訓(xùn)練理論成績(jī)占40%，實(shí)踐操作成績(jī)占60%，后者主要是以學(xué)生的實(shí)訓(xùn)鑒定表為依據(jù)。理論考試和實(shí)訓(xùn)鑒定表并不能真實(shí)反映學(xué)生在機(jī)械工程訓(xùn)練中的水平和能力。很多學(xué)生的總成績(jī)很高,但是真正去操作或設(shè)計(jì)一些作品時(shí)就顯得力不從心。比如在車削、銑削等做組合件，需要裝配時(shí)，會(huì)出現(xiàn)裝配不上的問題，或者工件制造不符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。以學(xué)生為例，參加無碳小車比賽，需要車削一些軸類零件或者底座，打孔之類的操作技能往往不得其法，幾乎沒有人在操作時(shí)能真正做到合格。這種綜合成績(jī)高動(dòng)手能力差的現(xiàn)象在學(xué)生中很多。另外，實(shí)訓(xùn)鑒定表的雷同和抄襲現(xiàn)象也比較明顯。在加工中心實(shí)訓(xùn)中，本人所教授一大組20人的實(shí)訓(xùn)鑒定表所填寫的加工工藝分析幾乎完全相同。所以，過分的注重實(shí)訓(xùn)鑒定表結(jié)果而忽略實(shí)訓(xùn)過程中學(xué)生動(dòng)手能力的考核方法不合理。

1.4 師資力量配備不足

高校在實(shí)踐教學(xué)人員配備上往往是不足的，這也是造成學(xué)生實(shí)踐能力不足的原因。機(jī)械工程訓(xùn)練課通常是按批次配備實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師，考慮到實(shí)訓(xùn)的安全，數(shù)控車削、數(shù)控銑削、普車、普銑等實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中，一個(gè)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)老師最多指導(dǎo)4個(gè)學(xué)生，一個(gè)班級(jí)通常30~40人，按照10人為一個(gè)小組，所有學(xué)生在實(shí)際操作過程中操作不恰當(dāng)或不規(guī)范無法及時(shí)地被發(fā)現(xiàn)和糾正。實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師配備不足究其原因是學(xué)校學(xué)生多而師資力量嚴(yán)重不足。

2 陜西理工大學(xué)機(jī)械工程訓(xùn)練教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

機(jī)械工程訓(xùn)練能提高學(xué)生的工業(yè)認(rèn)知水平，也是學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、公差與配合等專業(yè)課程實(shí)踐技術(shù)的基礎(chǔ)，此外機(jī)械工程訓(xùn)練在學(xué)生培養(yǎng)體系中占有相當(dāng)?shù)谋壤?。教學(xué)改革的目的就是把現(xiàn)代教育理論的新觀念、新思維運(yùn)用在教學(xué)中，以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的能力，進(jìn)一步提高創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，讓學(xué)生全面掌握機(jī)械工程訓(xùn)練的基本實(shí)踐技能。

2.1 建設(shè)綜合型實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)

傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目顯得過于生硬乏味，無法調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。在學(xué)習(xí)了基本操作的基礎(chǔ)上，結(jié)合中心具體情況增設(shè)了一些綜合設(shè)計(jì)型課題，如“無碳小車”、機(jī)械創(chuàng)新大賽等課題。結(jié)合這些課題，學(xué)生自己設(shè)計(jì)方案，從建立模型到程序編制、制造整個(gè)過程都由學(xué)生自己動(dòng)手完成，教師只起到引導(dǎo)作用，學(xué)生有機(jī)會(huì)把理論知識(shí)和學(xué)過的實(shí)踐操作有機(jī)地結(jié)合起來，在發(fā)現(xiàn)問題、分析問題以及解決問題的能力等方面有了很大的提高，整個(gè)實(shí)訓(xùn)過程不再是機(jī)械地重復(fù)，學(xué)生自主性更強(qiáng)，創(chuàng)新意識(shí)也得到了培養(yǎng)。

2.2 開放實(shí)訓(xùn)室，學(xué)生自主訓(xùn)練

對(duì)有一定實(shí)踐基礎(chǔ)的學(xué)生大膽嘗試開放實(shí)訓(xùn)室，在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下開放機(jī)床。學(xué)生在參加一些課外科技活動(dòng)，比如大學(xué)生工程能力訓(xùn)練競(jìng)賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、機(jī)械創(chuàng)新大賽等，學(xué)生需要用到機(jī)床去加工一些零件，他們可以自主設(shè)計(jì)方案，由指導(dǎo)老師把關(guān)，實(shí)際操作由學(xué)生自主去完成，整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施主體是學(xué)生，這樣極大地提高學(xué)生的動(dòng)手能力和組織能力，也激發(fā)了學(xué)生濃厚的科研興趣，為后續(xù)的理論學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.3 建立科學(xué)全面的考核體系

學(xué)生的實(shí)踐環(huán)節(jié)考核具有很強(qiáng)的靈活性、隨機(jī)性，如何科學(xué)全面地對(duì)學(xué)生的實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行考核，怎樣把學(xué)生的實(shí)踐環(huán)節(jié)成績(jī)進(jìn)行量化，離不開科學(xué)全面的考核體系。在這個(gè)考核體系下，應(yīng)當(dāng)更加注重學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，更加注重考核過程，而不是考核結(jié)果，應(yīng)當(dāng)把學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過程中的表現(xiàn)作為考核的重點(diǎn)。基于此，對(duì)機(jī)械工程訓(xùn)練成績(jī)的最終評(píng)定分為：學(xué)生的實(shí)踐基本素養(yǎng)，即考核學(xué)生出勤、勞動(dòng)紀(jì)律，實(shí)訓(xùn)鑒定表的填寫情況，占總成績(jī)的20%；實(shí)訓(xùn)鑒定表，通過鑒定表可以體現(xiàn)機(jī)械作圖能力、工藝分析能力、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力、總結(jié)能力，占總成績(jī)的20%；實(shí)訓(xùn)過程，即考核學(xué)生在實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)中的表現(xiàn)，操作過程中的動(dòng)手能力、分析問題的能力和解決問題的能力，占總成績(jī)的60%。按上述各個(gè)步驟的考核，可以基本做到全面科學(xué)地評(píng)定學(xué)生的實(shí)訓(xùn)成績(jī)。建立科學(xué)合理的考核制度，這與現(xiàn)代制造技術(shù)工程氛圍契合，也符合機(jī)械工程訓(xùn)練教學(xué)的特點(diǎn)，還能提高學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，有利于培養(yǎng)具有工程素質(zhì)、工業(yè)素養(yǎng)、實(shí)踐能力的復(fù)合型創(chuàng)新人才。

2.4 加強(qiáng)教師教學(xué)能力的培養(yǎng)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，制造行業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，新型制造設(shè)備的更新以及新工科的要求，必須加強(qiáng)教師的能力培養(yǎng)，打造一支高素質(zhì)的教師隊(duì)伍，只有這樣才能面對(duì)復(fù)雜多變的技術(shù)潮流。通過采取一系列的措施，來提升教師的教學(xué)能力，主要針對(duì)年輕教師加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)技術(shù)人員的培訓(xùn)、培養(yǎng)，近幾年選派了2名青年教師到其他高校參加高級(jí)進(jìn)修班；加強(qiáng)提高科研水平，組織申報(bào)省級(jí)、校級(jí)科研項(xiàng)目，鼓勵(lì)發(fā)現(xiàn)工作崗位上技術(shù)難題，通過立項(xiàng)解決實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的實(shí)際問題，近3年來，年輕教師獲得省教育廳項(xiàng)目6項(xiàng)，校級(jí)科研項(xiàng)目4項(xiàng)；鼓勵(lì)教師參加各種各樣的賽教、觀摩課，拓展教師的業(yè)務(wù)水平，安排青年教師參加機(jī)械工程訓(xùn)練年會(huì)和陜西理工大學(xué)“金課”觀摩，拓寬了教師的視野；促進(jìn)與其他高校教師的交流，了解其他高校機(jī)械工程訓(xùn)練教學(xué)模式，持續(xù)改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)模式。

3 實(shí)施改革后取得的效果

機(jī)械工程訓(xùn)練這門課程的教學(xué)實(shí)踐也是在持續(xù)改進(jìn)中推進(jìn)的，目的就是在實(shí)踐環(huán)節(jié)中去提升學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)，提升學(xué)生工業(yè)認(rèn)知水平。通過近兩年的教學(xué)實(shí)踐和持續(xù)的改進(jìn)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，97%以上的學(xué)生完全掌握了機(jī)械工程訓(xùn)練的基本操作，并能自主、獨(dú)立完成實(shí)訓(xùn)；部分同學(xué)參加“無碳小車”、機(jī)械創(chuàng)新大賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目，并能取得優(yōu)異的成績(jī)。實(shí)踐證明，通過對(duì)機(jī)械工程訓(xùn)練的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)條件進(jìn)行改進(jìn)，建立全面科學(xué)的考核標(biāo)準(zhǔn)、提升師資力量等一系列舉措，學(xué)生能夠通過鍛煉獲得基本操作技能，把理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去，還能極大地發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，挖掘其創(chuàng)新能力，更有利于陜西理工大學(xué)培養(yǎng)優(yōu)秀的復(fù)合型人才。