模塊化教學在金工實習教學改革的探討巍

范麗榮+邱曉云+任翀+侯學+元張

[摘 要]金工實習一直秉承“學習知識，提高素質，增強實踐能力，培養學生創新意識和創新能力”的教學理念，在培養學生的創新意識和工程實踐能力方面發揮著不可替代的作用。近年來，教學理念從傳授知識向培養創新能力轉變；實習內容從傳統機械加工向現代工程訓練轉變。目前，非機械類專業實習為兩周，時間短、內容多、實習效果不太理想。金工實習教學以“學習工藝知識，提高動手能力，改變思想作風”為主要理念，正朝著“學習工藝知識，提高綜合素質，增強工程實踐能力，培養創新精神和創新能力”的目標發展。

[關鍵詞]金工實習；項目化；模塊化；教學改革

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）04-0158-02

金工實習是高等工科院校的一門重要的實踐性教學環節。在實習過程中，學生認識了各種材料和各類機床，掌握了各種設備的操作要領；觀察力、綜合運用能力、動手能力、創造力以及對未來工作的適應能力都得到了鍛煉。通過生產實踐，學生不僅學習了生產工藝知識，在組織紀律、勞動觀點、理論聯系實際、愛護公共財產、經濟觀點和品質意識等方面也得到了教育。因此金工實習在培養學生綜合素質、實踐能力和創新意識中，起著非常重要的作用。

一、現狀

隨著科技的不斷發展和進步，多種學科和技術的交叉融合已經是技術創新和產品更新的主要手段和方向。特別是信息技術的迅猛發展以及向制造業的不斷滲入，使得機械制造成為集機械、電子、光學、信息、材料等新技術的綜合體。金工實習的教學內容已經在單一傳統內容的基礎上增加了數控加工、特種加工、快速成型等現代制造技術內容，極大地豐富了教學內容。但是隨著實習內容的不斷擴充，學生的實習時間卻相對減少了，學生自己沒有時間動手體驗，學習興趣得不到提升，創新能力得不到培養。因此，對金工實習課程的改革勢在必行。

我校金工實習課程采用連續集中式的學習方式，非機類專業學習周期最長為兩周，機類專業學習4周，學習內容涵蓋傳統加工工種和先進制造技術。傳統工種包括車工、銑工、刨工、鉗工、鑄工、鍛工、焊工；先進制造技術包括數控車、數控銑、線切割、快速成型、宇龍仿真軟件、激光加工、CAXA自動編程等，具體如表一所示。

表一

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在表一中，車工學習2.5天；鉗工和鑄工各學習1.25天；銑工和刨工合并學習1.25天；鍛工和焊工合并學習1.25天；數控車、數控銑、數控雕銑、線切割、激光加工、CAXA自動編程和宇龍仿真軟件這7項教學內容并沒有單獨安排的學習時間，而是合并在一起，數控車0.5天，數控銑和數控銑雕0.5天，線切割和激光加工內容一共0.5天，CAXA制造工程師0.5天，宇龍仿真0.5天。由于各工種相互獨立，沒有工藝上的銜接，大部分內容只能是走馬觀花，學生只觀其表，不明就里?，F行實習方案雖然緊跟主流技術工藝的更新潮流，但沒有真正腳踏實地。整個過程存在諸多不足：內容偏多、時間倉促，學生易感覺“金工實習就是流于形式”；每工種學習沒有目標，不能培養學生的工程實踐能力和創新意識；由于內容偏多，指導教師主講占了很大一部分時間，學生自主實訓時間偏少，有悖于實踐教學的初衷。

二、新教學方案探索

鑒于我?，F行金工實習課程實施方案的不足，為了更好地促進教學工作，真正發揮工程實踐不可替代的優勢，金工教研室進行了以下探索：現在所開設的實習教學內容項目化、模塊化，去除個別工種，每個模塊的側重點不同，每個模塊以完成某一項目為目的的形式進行，每位學生用自己的作品來進行成績評定。

A模塊內容：車工、鉗工、銑工，是傳統冷加工項目。實習地點在機加一車間和二車間；實習時間為5天，必選項。完成項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，運用車削圓弧，螺紋、切槽、滾花等工序。整個加工過程各工種的綜合應用，體現了各工種相互銜接，相互配合的特點，工序間的合理安排，保證了整個實習的一貫性和延續性，體現了以傳統工藝為主的基本思路。以上三個工種在機械制造行業都是非常重要的內容，以項目的形式讓學生來完成有利于提高學生的學習興趣和教學質量。每個學生通過5天的實習，可以有自己的作品，在指導教師對其成績評定后發還學生。

B模塊內容：數控車、宇龍仿真軟件、線切割、激光加工，實習時間2.5天，可選模塊。此模塊用數控車和宇龍仿真軟件配合教學。由于數控車床數量較少，不能實現一人一機，仿真軟件的應用提高了學生數控編程能力、機床操作能力。學生可自行設計符合車削工藝的回轉類零件，這樣通過仿真軟件的驗證和模擬，機床有效使用時間得以延長，操作的危險系數降低，實踐教學達到事半功倍的效果。激光加工和線切割屬特種加工，是先進制造的有益延伸，設備易操作、上手快，通過較短時間的學習每位學生都能有自己的作品，學生對此非常感興趣。這既拓寬了學生的知識面，也培養了學生的創新意識，為學生下一步的創新設計和畢業設計提供了平臺。

C模塊內容：數控銑（數控銑雕、加工中心）、CAXA制造工程師、快速成型技術（又稱3D打印），實習時間2.5天，可選模塊。學生先用手工編程將毛坯銑削成手章規定尺寸，應用CAXA制造工程師自動編程生成自己姓名的程序，傳輸至數控銑床上加工出產品；學生用CAXA軟件自行設計零件，再將零件保存為STL格式，并傳輸至快速成型機加工，由于快速成型技術是基于離散/堆積的思想，用積分法原理來制造三維實體的，所加工零件與其自身復雜程度無關，學生可以發揮想象設計零件，然后輸出到快速成型設備上逐層填充，再沿高度方向上粘結疊加，逐步成型三維實體。學生在實習結束時就會有自己設計加工的手章，3D打印出的三維零件模型，指導教師評定完成績后發還學生。

D模塊內容：鑄造、鍛造、焊接，實習時間2.5天，可選模塊。此模塊是傳統的熱加工模塊。鑄造是獲得毛坯最重要的方法，各種機械的機體、底座、機架、箱體、工作臺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，學生以小組完成手輪的鑄造為目的。鍛造是金屬在固態下流動成型的，鍛件的復雜程度不及鑄件，但其具有良好的內部組織，優良的力學性能，一般用于機械中的傳動零件和承受重載或復雜載荷的零件。學生應用自由鍛為A模塊加工榔頭毛坯，體現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，進行平焊、立焊的練習，學生用各種不規則形狀的材料進行創新焊接作業，作品可帶走。

D模塊內容：鑄造、鍛造、焊接，實習時間2.5天，可選模塊。此模塊是傳統的熱加工模塊。鑄造是獲得毛坯最重要的方法，各種機械的機體、底座、機架、箱體、工作臺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，學生以小組完成手輪的鑄造為目的。鍛造是金屬在固態下流動成型的，鍛件的復雜程度不及鑄件，但其具有良好的內部組織，優良的力學性能，一般用于機械中的傳動零件和承受重載或復雜載荷的零件。學生應用自由鍛為A模塊加工榔頭毛坯，體現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，進行平焊、立焊的練習，學生用各種不規則形狀的材料進行創新焊接作業，作品可帶走。

三、教改意義

新舊教學模式比較，新模式的教學內容緊湊，多以模塊化進行，在培養學生的創新意識和工程實踐能力方面更好地發揮了作用，在B、C、D三個模塊中選擇兩個學習，總工種數量由原來的14個變成9個;新模式均以項目的形式進行，每個項目學生必須親自完成，每個學生在兩周學習結束會有7個自己的作品帶走。這極大地激發了學生的積極性，教學管理也易于進行，學生的創新能力得到很好的培養。

通過合理的時間調整，有效延長先進制造技術各工種的實習時間，使學生有重點的進行選擇性學習，改善了“金工實習流于形式”的局面;對作品進行成績評定，真實客觀，有利于檢驗各工種的實習效果，達到學以致用、融會貫通的目的，是學生實習過程的真實體現，更加能促進實習效果的提升。新方案的實施使得每輪都有個別教師出現沒課的情況，這增加了教師外出培訓交流的時間，提升了教學隊伍的整體業務水平，使得每位指導教師能更好地服務于教學工作，改善了指導教師自身的知識結構;緩解了指導教師與實習學生人數比的矛盾，使學生能夠得到更加及時地指導和幫助。

四、結束語

金工實習教學以“學習工藝知識，提高動手能力，改變思想作風”為主要理念，目前正朝著“學習工藝知識，提高綜合素質，增強工程實踐能力，培養創新精神和創新能力”的目標發展。對我校金工實習課程體系、內容的改革和有益探索，通過教學實踐取得了較明顯的教學效果。金工實習課程在全校工科類專業開設，輻射面廣，讓更多的學生了解并應用了新工藝、新技術，為參加挑戰杯等各類創新比賽的學生、設計類專業畢業設計、創新設計的學生等提供了平臺。應發揮我工程訓練中心的優勢，充分利用現有設備提高辦學質量和效益，更好地服務全校師生。

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[責任編輯：陳 明]