融入雙創(chuàng)的金工數(shù)控教學(xué)改革與實踐研究

楊鳳雙 丁飛洋

(長春大學(xué) 吉林長春 130000)

從現(xiàn)代機械加工的發(fā)展來看，機械加工不再是傳統(tǒng)的機械加工，而是機械、電子等先進的科技成果，是高新科技的綜合體。作為培養(yǎng)未來機械制造人才的高校機械制造專業(yè)，各個教育環(huán)節(jié)都需要適應(yīng)現(xiàn)代機械制造的發(fā)展。金工實習(xí)是金工數(shù)控教學(xué)中重要的實踐環(huán)節(jié)，與雙創(chuàng)政策相融合，能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力。然而，科學(xué)技術(shù)的進步，尤其是信息技術(shù)在制造業(yè)中的不斷滲透，已經(jīng)明顯改變了機器的制造方式。

傳統(tǒng)的金工數(shù)控教育面臨著許多新的挑戰(zhàn)，尤其是在教育的內(nèi)容和質(zhì)量上。金工實習(xí)培訓(xùn)教育管理的標(biāo)準(zhǔn)化顯然不符合時代要求，急需改革創(chuàng)新以適應(yīng)瞬息萬變的新形勢。將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)分納入人才培養(yǎng)要求，明確培養(yǎng)計劃所需的創(chuàng)新學(xué)分，利用PU 平臺進行流程管理，對所有學(xué)生進行創(chuàng)新教育，還能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)業(yè)精神[1]。金工實習(xí)要進行分層次和分階段的教學(xué)，并且還可以使用積分轉(zhuǎn)換制度和累計制度，鼓勵學(xué)生參與創(chuàng)新實驗、社會實踐、學(xué)術(shù)交流、論文發(fā)表、專利和能力證書等活動。實驗項目等活動被認(rèn)定為課程學(xué)習(xí)活動，應(yīng)改進方法和學(xué)分轉(zhuǎn)換管理方法，讓學(xué)生參與到項目學(xué)習(xí)當(dāng)中?；诖?，該文對金工數(shù)控中的實踐環(huán)節(jié)——金工實習(xí)進行了深入的探討，希望能對相關(guān)研究提供一些參考。

1 金工實習(xí)需要分階段分層次教學(xué)

在當(dāng)前高校金工數(shù)控教學(xué)課程中應(yīng)該進行分層次分階段的教學(xué)，基礎(chǔ)教學(xué)階段的主要內(nèi)容是對各種數(shù)控設(shè)備的概念、特點、操作等基礎(chǔ)知識進行介紹，使學(xué)生能夠?qū)鸸?shù)控有基本的認(rèn)識。在具體學(xué)習(xí)階段，教師應(yīng)該對學(xué)生進行金工數(shù)控流程教學(xué)，重點是對機床能更加熟悉，對加工程序進行編寫，對自動化加工進行有所掌握，這種教學(xué)模式更易于實施和管理[2]。

一般來說，金工實習(xí)的主要對象是工程專業(yè)的學(xué)生和幾個與工程專業(yè)密切相關(guān)的工程專業(yè)的學(xué)生，可以分為機械專業(yè)學(xué)生和非機械專業(yè)學(xué)生兩大類。未來要想在機械制造、動力工程和汽車制造等領(lǐng)域工作的學(xué)生則需要掌握更扎實的知識[3]，要在學(xué)校了解這些知識，了解先進的制造技術(shù)如何完成零件設(shè)計和編程過程以及編程、計算機模擬、金工實習(xí)等工序。而對機械類學(xué)生的要求可能沒有那么高，未來他們可能只從事類似的工作。教育內(nèi)容主要包括數(shù)控設(shè)備的介紹、數(shù)控機床的操作、加工程序的模擬、手冊、程序和標(biāo)準(zhǔn)的輸入，既然是零件加工，就需要多層次的講授。

1.1 數(shù)控設(shè)備基本概念的介紹

在介紹基本概念階段，需要介紹數(shù)控機床的基本配置、傳動原理、機床坐標(biāo)系、工作坐標(biāo)系等相關(guān)概念。教師還要利用多媒體教育方式來體現(xiàn)抽象概念[4]。例如：可以通過多媒體向?qū)W生展示傳輸示意圖，讓學(xué)生更容易理解。

1.2 數(shù)控設(shè)備的上機操作

在金工數(shù)控設(shè)備的上級操作階段，學(xué)生需要對控制面板進行了解，了解機床結(jié)構(gòu)，機床和對刀操作的切換等。如果是機械專業(yè)的學(xué)生，就需要教師進一步對機床的特點和配置進行講解，并且還要明確數(shù)控機床的詳細(xì)工作原理[5]。對非機機械專業(yè)的同學(xué)來說，需要了解數(shù)控機床的范圍和分類以及發(fā)展方向。

1.3 手工數(shù)據(jù)輸入和機床自動加工

以標(biāo)準(zhǔn)件加工為指導(dǎo)完成完整的零件加工過程，在這個過程中，學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性得到充分體現(xiàn)。首先對學(xué)生進行分組，選出表現(xiàn)力和接受能力強的學(xué)生作為每組的組長，由組長指導(dǎo)并完成本組學(xué)生的任務(wù)。學(xué)生應(yīng)該按照標(biāo)準(zhǔn)聽寫程序輸入，并且使用程序進行驗證，完成試切加工和零件檢驗。試切產(chǎn)品經(jīng)教師檢驗后，安排每位學(xué)生加工標(biāo)準(zhǔn)件[6]。

在整個過程中，教師負(fù)責(zé)將每一個步驟講解清楚。標(biāo)準(zhǔn)件加工完成后，機械專業(yè)的學(xué)生可以安排一些自主項目。例如：一張簡單的零件圖，學(xué)生應(yīng)該深入的對零線圖進行思考，從而在心目中合理地對加工技術(shù)進行安排，正確對程序進行編譯，最終將完整的方案提交給教師[7]。教師確認(rèn)學(xué)生設(shè)計的程序沒有錯誤后，再指導(dǎo)學(xué)生在機械上完成對零件的加工，也可以讓學(xué)生自己設(shè)計零件圖，根據(jù)自己的零件圖編寫程序，教師確認(rèn)程序無誤后，即可完成零件加工。

除上述外，機械專業(yè)學(xué)生與非機械專業(yè)學(xué)生的水平不同，作為機械專業(yè)的學(xué)生，將主要了解、完成標(biāo)準(zhǔn)件的加工，熟悉加工流程，達到教育目標(biāo)。學(xué)生在進行實踐操作時，需要充分對模擬軟件進行利用，仿真的模擬軟件可以對整個數(shù)控車床進行模擬，也可以對數(shù)控銑床的過程進行模擬，還可以對刀具、夾具、毛坯、部件的基準(zhǔn)等進行自由選擇和定義[8]。

學(xué)生如果在使用仿真軟件的過程中遇到問題，應(yīng)該及時請教教師，才能夠完成對零件的準(zhǔn)確加工。如果對模擬軟件的處理滿意，可以安排學(xué)生分組進行，這種模擬模式可以有效避免學(xué)生對機床不完全了解的問題。在群體管理中，要注意提高學(xué)生親近機器的意識，全面提升學(xué)生的實踐能力，由此也能提升學(xué)生的創(chuàng)造力，使學(xué)生能將理論知識與實際操作進行更好的融合。

2 傳統(tǒng)的金工實習(xí)應(yīng)向工程實踐教學(xué)發(fā)展

金工實習(xí)是我國高等工程教育區(qū)別于國外高等工程教育的特殊情況，對培養(yǎng)我國建設(shè)社會主義所需的高級技術(shù)人才具有重要作用。金工實習(xí)是一種先進的實踐教學(xué)方法，也是傳統(tǒng)工程實踐轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代化工程實踐的重要標(biāo)志。

從理論層面而言，生產(chǎn)的工程實踐只要針對理論知識、技能和理想主義風(fēng)格方面培養(yǎng)學(xué)生?，F(xiàn)代工程實踐是面向不斷發(fā)展的現(xiàn)代制造技術(shù)，全面培養(yǎng)學(xué)生的知識、技能、素質(zhì)和創(chuàng)新精神。金工實習(xí)所使用的設(shè)備主要包括加工中心、數(shù)控車床、數(shù)控齒輪加工機床、數(shù)控磨床等[9]。先進制造系統(tǒng)包括柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)、集成計算機制造系統(tǒng)以及智能制造系統(tǒng)。雖然當(dāng)前已經(jīng)有無數(shù)先進的設(shè)備和先進的制造系統(tǒng)，且還在不斷的發(fā)展和創(chuàng)新中，但由于客觀條件的限制，很難適應(yīng)形勢發(fā)展，對實踐教育仍產(chǎn)生影響，所以，需要繼續(xù)加大力度開展工程實踐教學(xué)。

3 金工實習(xí)課程教學(xué)改革措施

3.1 始終堅持“以學(xué)生為中心”的實踐觀

傳統(tǒng)的高校教學(xué)模式都以教師作為主體，融入雙創(chuàng)之后金工數(shù)控教學(xué)應(yīng)該改變原有的教學(xué)方法，加強對學(xué)生的實踐教學(xué)，不能只停留在理論知識教學(xué)層面。在實踐中，教師需要就該次實踐做一下介紹，學(xué)生要處理好與教師之間的關(guān)系，積極與教師進行溝通，將學(xué)習(xí)中遇到的問題及時反饋。另外，教師需要合理規(guī)劃教學(xué)時間，減少學(xué)生由于實際操作時間過長產(chǎn)生疲憊感，導(dǎo)致學(xué)生的創(chuàng)造力下降，甚至?xí)a(chǎn)生厭學(xué)心理。特別是制造方法和一些重要部分，讓學(xué)生動腦筋，擴大想象空間。在選擇或者介紹內(nèi)容時，需要牢記以下幾點。

第一，金工實習(xí)內(nèi)容的選擇中，要充分考慮企業(yè)所使用的先進工業(yè)制造技術(shù)，使學(xué)生能夠充分掌握多工種合作的作業(yè)模式；第二，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和團隊協(xié)作能力，以便多工種之間互相協(xié)作，順利完成任務(wù)。教師還要考慮學(xué)生在實際操作過程中的能力差距，將不同層次的學(xué)生分成幾個小組，從而制訂具有針對性的教學(xué)計劃，小組內(nèi)的學(xué)生不僅可以進行獨立思考，也可以共同協(xié)作完成任務(wù)。金工實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)效果不是由預(yù)期的結(jié)果決定的，換而言之，通過循序漸進地指導(dǎo)學(xué)生操作，即使取得了預(yù)期的結(jié)果，但學(xué)生的獨立能力和創(chuàng)新思維能力并沒有得到提高。學(xué)生不是通過金工實習(xí)的實踐教育環(huán)節(jié)獲得發(fā)明創(chuàng)造的能力，而是獨立思考操作任務(wù)，整合獨特的知識應(yīng)用，在操作中深入思考。在訓(xùn)練中也要注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)造力和個人潛力，當(dāng)學(xué)生通過思想的調(diào)整、修改等，仍沒有完成成品，與教師的預(yù)期效果有一定差距時，教師就能更有針對性地給予學(xué)生指導(dǎo)，學(xué)生也可以大膽地去練習(xí)。

3.2 教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

因傳統(tǒng)的教學(xué)方法和教育內(nèi)容已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代化發(fā)展的需要，所以必須改革和調(diào)整教學(xué)方法和內(nèi)容。目前，高校為不同專業(yè)的學(xué)生開設(shè)了不同時間的金工實習(xí)實踐課程，大多都是機械專業(yè)4 周，非機械專業(yè)2周。在課程設(shè)計方面，不同專業(yè)的學(xué)習(xí)內(nèi)容難度不同，但同一專業(yè)的學(xué)生實習(xí)內(nèi)容卻完全相同。傳統(tǒng)教育模式下，車削、銑床、焊接、鑄造、裝夾、數(shù)控等工種在上課時間均勻分布，實踐中各工種輪流輪換。由于實習(xí)人數(shù)多，各工種實習(xí)時間短，實習(xí)深度不深，無法高質(zhì)量完成教學(xué)大綱的內(nèi)容。傳統(tǒng)的金工實習(xí)教學(xué)采用“邊教邊學(xué)”的模式，讓學(xué)生根本不用思考，跟著操作走，完全阻礙了學(xué)生的創(chuàng)造力發(fā)展。對機械專業(yè)的學(xué)生來說，要在保證安全的條件下，選擇設(shè)計和加工零件，金工教師提供專業(yè)的技術(shù)指導(dǎo)，給學(xué)生留下更多的想象空間。教學(xué)方法上要始終以學(xué)生為中心，運用駕駛指導(dǎo)，形成自助式、協(xié)作式、研究式的學(xué)習(xí)方式。

3.3 “項虛合一”教學(xué)模式在教學(xué)中的應(yīng)用

（1）“項虛合一”的教學(xué)模式著重培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，自主學(xué)習(xí)能力、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力、創(chuàng)新能力以及實踐能力。金工數(shù)控教學(xué)改革之后，學(xué)生的學(xué)習(xí)模式應(yīng)該轉(zhuǎn)變成為自主學(xué)習(xí)，鼓勵學(xué)生進行自主項目設(shè)計，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力[10]。“項虛合一”的教學(xué)模式需要充分利用仿真系統(tǒng)，加深對工具和零件的理解，合理對零件進行設(shè)計，并且能夠?qū)ぞ吆土慵娜毕葸M行分析，還可以分析加工過程是否具有合理性。“項虛合一”的教學(xué)模式需要學(xué)生對設(shè)計進行反復(fù)調(diào)試，最終對零件進行仿真和加工。學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)控實踐教育內(nèi)容的同時，提升了自身的學(xué)習(xí)能力、實際解決問題的能力和工程創(chuàng)新能力。

（2）營造因地制宜的教育環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作能力。金工數(shù)控實踐教育是由教師和學(xué)生共同來完成實踐任務(wù)，學(xué)生可以根據(jù)自己的長處和學(xué)習(xí)特點自由組隊，每個團隊由5 名學(xué)生組成。在完成任務(wù)的過程中，教師跟蹤和指導(dǎo)每個團隊項目的設(shè)計和實施。每個團隊要根據(jù)現(xiàn)有的實際教育情況進行明確分工，討論設(shè)計圖紙、工藝分析、機床選型和刀具。利用選型、編程、加工尺寸控制等不同環(huán)節(jié)，有利于進一步增強學(xué)生的團隊合作能力。

3.4 加強實習(xí)教學(xué)管理

高?？梢詮膶W(xué)生實習(xí)開始就嚴(yán)格執(zhí)行實習(xí)紀(jì)律，提高實習(xí)管理水平，讓學(xué)生獲得更好、更專業(yè)的技能，改變他們的學(xué)習(xí)方式。學(xué)生要為每一種類型的實習(xí)都完成一份培訓(xùn)報告，每個實習(xí)團隊有兩名團隊負(fù)責(zé)人。組長負(fù)責(zé)發(fā)送和接收實習(xí)用品，聯(lián)系實習(xí)教師了解實習(xí)進度，鼓勵組內(nèi)學(xué)生主動完成實習(xí)任務(wù)。期末可以舉辦為期一周的金工實習(xí)培訓(xùn)技能大賽，以引起對實習(xí)工作的關(guān)注。所有參與實習(xí)的數(shù)控學(xué)生都必須參加比賽，成績優(yōu)秀者可以獲得相應(yīng)的獎項，并頒發(fā)證書，作為日后評價優(yōu)秀畢業(yè)生的指標(biāo)。實習(xí)不及格者應(yīng)重新參加實習(xí)課程，自覺學(xué)習(xí)沒有掌握的專業(yè)技能。

4 結(jié)語

綜上所述，金工實習(xí)是金工數(shù)控實踐教育的重要組成部分，根據(jù)學(xué)習(xí)計劃要求完成車床、鉗工、腳輪、數(shù)控加工等各工種的基本操作培訓(xùn)，幫助學(xué)生了解機械加工的過程。在金工實習(xí)培訓(xùn)的教育內(nèi)容中，除了常規(guī)的冷熱加工外，還需要增加相應(yīng)的數(shù)控加工內(nèi)容，目的是讓學(xué)生在校期間了解和掌握先進的制造技術(shù)，為未來培養(yǎng)高素質(zhì)技術(shù)人才奠定良好的工程基礎(chǔ)。