現代制造技術在金工實習教學體系中的構建與實踐

梅向陽++王忠樹++李春俊++肖元昭++鄭民欣

摘 要 在傳統金工實習教學模式基礎上，針對應用技術型本科院校轉型需要，以現代制造技術為主線，對金工實習的課程設置、培養目標、教學要求進行論述，同時提出現代制造技術在金工實習教學體系建設中的實現路徑。

關鍵詞 現代制造技術；金工實習；數控系統

中圖分類號：G642 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）24-0167-03

Construction and Practice of Modern Manufacturing Techno-logy in Metalworking Practice Teaching System//MEI Xiangyang， WANG Zhongshu， LI Chunjun， XIAO Yuanzhao， ZHENG Minxin

Abstract On the basis of traditional metalworking practice teaching mode， according to transition requirements for the application of technical colleges， the metalworking practice curriculum， training objectives and teaching requirements are discussed based on the modern manufacturing technology. The construction of modern manufacturing technology in the metalworking practice teaching system is proposed in this paper.

Key words modern manufacturing technology； metalworking prac-tice； numerical control system

1 引言

目前，隨著科技的快速發展，我國的制造業有了很大的進步，企業在引進現代制造技術的同時，對工程技術人員的綜合素質提出更高、更全面的要求。因此，工科院校的學生為了適應制造業的發展及今后就業的需求，就必須了解現代制造技術的理念，并學習和掌握一定的現代制造技術的基本技能。金工實習是工科院校相關專業的學生必修的一門實踐性很強的技術基礎課，但傳統的實習教學內容已經不能滿足目前的需求。因此，要在傳統的金工實習教學的基礎上，突破傳統的教學模式，加強以信息技術和現代管理技術為代表的現代制造技術，構建以現代制造技術為核心的金工實習教學體系。

當前，國內的制造行業為了適應和增強國內和國際市場的競爭力，已經開始從過去的勞動密集型和生產設備密集型向技術密集型、知識密集型方向發展，在傳統制造技術的基礎上，引進新材料、柔性制造系統、模擬制造、集成制造、網絡技術以及先進的管理技術等制造手段和生產方法，不斷地創新、生產制造高科技產品。

現代制造技術的特點與傳統的制造技術不同，現代制造技術貫穿于生產制造的全過程，技術、管理、人員相結合，多學科交叉，使整個制造過程成為一個有序鏈接的大的系統。因此，具有現代制造技術能力的企業在市場經濟中有著很強的競爭力，企業也非常需要這方面的技術人才。

2 現代制造技術在實習教學中的要求和培養目標

課程的教學要求

1）通過實習使學生基本掌握現代制造技術的生產特點和先進的加工方法，能掌握較復雜的機械零部件的整個設計加工過程（包括計算機輔助設計、加工工藝流程設計、數控加工計算機編程、數控加工制造），并具有初步的獨立操作技能，為今后的專業課學習、專業課程設計與綜合實驗、畢業設計、課外科技實踐活動的制作加工及動手能力培養等打好基礎。

2）使學生了解現代化管理知識，培養學生在工程實踐中具有一定的管理協調能力、團隊協作精神以及質量工程意識，提高學生的綜合素質。

3）對簡單的零件，要求學生手工編寫加工程序；對復雜的零件，要求學生必須掌握較先進的CAM技術，至少學會使用一種先進軟件（如UG、Mastercam等）進行零件的造型設計，并能夠生成數控加工程序。學生要會利用模擬軟件進行零件模擬加工，完成對程序的修改，然后在數控機床上完成對機械零件的加工。學生完成零件設計、加工的過程既是激發學習和求知欲望的過程，也是獲得成就感的過程。

課程的培養目標 鄭州輕工業學院是一所以工科為主的院校，在工程訓練中心實習的20多個專業的學生都與制造業有關，其中機械制造及自動化、過程裝備與控制過程、機電一體化專業的學生占了大多數。通過一系列工程實踐教學活動，使學生了解現代企業管理知識和現代制造業的生產特點，培養學生現代制造技術的意識和工程實踐能力，使學生的創新意識與工程素養等諸多方面都得到全面的訓練和提高。拓寬學生的知識面，樹立現代制造技術的理念，初步掌握現代制造技術的知識及技能，提高制造類專業學生的實踐操作能力，適應企業的用人要求，為學生的終身學習和長遠發展奠定基礎。

3 現代制造技術教學體系的構建

教學模式 與傳統金工實習相比，現代制造技術教學的重點是理論知識和工藝知識的學習。傳統金工實習重視技能的掌握，因為在傳統金工實習中，學生要親自動手操作機床，調整機床各手柄的刻度，完成零件的加工，實踐性較強；而現代制造技術要求的是程序的編制、軟件的使

用、工藝的掌握。

教學內容 現代制造技術所涉及的專業知識較多，如設備的加工原理、軟件的使用、機械制造的工藝要求、相互之間的組織管理、時間的分配等，因此，編制專用的配套教材、實習報告以適應教學的需要。

配套硬件、軟件的建設 現代制造技術的學習離不開現代制造設備的硬件、軟件的支持，硬件是基礎，軟件是保障。但是在選擇硬件、軟件時要簡便、易學，又不相對落伍。

改進教學方法 傳統金工實習的教學方法不能適應現代制造技術的教學活動。現代制造技術的教學應該以理論編程的學習為基礎、以工藝的制定為主線開展教學，配以數控系統的使用，完成教學任務。

教學結果評價 教學結果評價是檢查學生學習情況、檢驗教師教學效果的評價體系。有效的教學結果評價體系設置更能激發學生的學習熱情，調動學生的學習積極性，完成以學生為中心的教學活動。

4 實習教學的具體實施

教學模式方面 在傳統的機械加工實習的基礎上，運用典型的機械零件，有意識地加強對學生的加工工藝的技術培訓，使學生能夠初步掌握機械零件加工的工藝過程，為現代制造技術的機械零件的編程打下工藝基礎。

在傳統制造技術實踐教學環節的基礎上，編制一套針對現代制造技術的金工實習教學方案，其內容包括現代制造技術的加工原理、程序編制、仿真模擬、系統使用、過程檢測、典型例題等。通過這些教學內容的實踐，使學生能較全面地掌握現代制造技術的基本知識、基本技能和綜合實踐能力。

配套硬件、軟件建設 應選用結構、系統統一的現代制造技術設備，便于教學。計算機及相關應用軟件和模擬軟件，應在使用中簡單、易學。工程訓練中心統一選用FANUC數控系統，教學時只需講解一種系統的使用方法，節省時間，學生也不至于由于系統種類多而引起混淆。在數控設備加工的實習過程中，計算機與數控設備之間建立局域網絡，實現數控設備與計算機之間、計算機與計算機之間數據通信和資源共享。如某一數控設備正在空閑，先編好加工程序的學生就可以把計算機里的程序傳輸到該設備控制系統中進行加工。程序編好后先進行模擬仿真練習，確保程序無誤，才能傳輸到數控系統中進行加工。

教學方法 在金工實習教學中，突出現代制造技術的特點及優勢，在學生用數控機床加工零件時，應綜合設計一些技術要求比較高的機械零件，供他們進行編程與加工，如比較復雜的曲面、球形體、橢圓體、模具模型等。并在此基礎上，由學生自行設計較為復雜的機械零件并進行編程加工，既提高了學生的實習興趣，又充分發揮了學生的自主創新能力。

在金工實習中可以加入一些與學生課程設計相關的零件或者相似的工藝內容的知識，增強學生的興趣，提高學生的積極性，也能與理論教學相聯系，讓學生真正體會到理論與實踐相結合的重要性。

在金工實習后期，讓學生以組為單位，鼓勵有想法的學生自行設計零件、繪制圖紙、選定設備、制定工藝、完成加工、裝配調試，此過程以學生為主、教師為輔。通過此方法可以提高學生的積極性、創新能力和解決問題的綜合能力，促進學生全面發展。

教學結果評價 通過計算機考試，在計算機上進行金工實習的理論考試及工藝方面的測試。通過此方法可以很好地了解學生對金工實習理論知識、加工工藝、操作方法等情況的掌握。

工件的測量可以由學生相互檢測完成，可以鍛煉學生的測量能力，也可以讓他們深刻地體會到互換性與技術測量課程學習的意義和重要性。指導教師給出一定的評分標準由學生打分，以抽查的方式復查學生作品并給予評價，發現不合理現象及時予以糾錯。

建立微信平臺或網上預約平臺，通過此平臺，可以解決學生在實習過程中或在進行理論學習、課程設計、畢業設計時遇到的與機械制造相關的問題。學生能隨時通過此平臺提出問題，教師可以方便地在此平臺上回答問題，也可預約時間當面與學生答疑解惑。

5 結束語

經過幾年的實踐與探索，完成現代制造技術在金工實習教學體系中的構建，在教學內容、教學方法、教學手段和教學安排上努力實踐，取得較好的成果，在今后的教學中還將不斷努力完善教學體系。要真正辦好技術應用型本科教學，適應人才市場的需求，就必須努力提高學生的實踐能力和創新動力，以及新技術新知識的儲備。要不斷學習先進教學理念和教學方法，改革陳舊的教學模式，以就業為導向，根據市場需求，結合學校實際辦學條件，不斷深化教學改革，總結教學經驗，探索更有效的教學模式和方法，為企業培養出能適應現代工業技術發展的高級技術應用型專門人才。

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