金工實習的教學改革與實踐

江 旭

(武漢工程大學機電學院，湖北 武漢 430074)

0 引 言

隨著科學技術的發展和社會需求的變化，以“提高動手能力、學習工藝知識、轉變思想作風”為主要任務的金工實習正在朝著綜合工程實踐教育的方向發展。實施綜合工程實踐教育，就是要讓學生在現代工程背景下，通過一系列工程實踐活動、科技創新活動和人文素質教育活動，了解和熟悉現代工程的全過程，讓學生在工程實踐能力、技術創新意識和企業管理等方面都得到全面的訓練與涉及，為學生今后的發展奠定堅實的基礎。綜合工程實踐教育應該貫穿在本科四年教學的各個環節，而金工實習是工科學生在本科教育階段能夠自己動手，參與工程實踐活動的一次難得機會，對學生的綜合工程實踐能力的培養起著重要的基礎作用[1]。有關調查研究表明，工程實踐訓練和動手能力的培養是工科院校教學工作的重要環節，而恰恰是在這一重要環節上，學生的滿足程度最低[2]。針對金工實習的現狀，根據多年指導金工實習的經驗，以下談談筆者在金工實習教學改革方面所作的思考與實踐。金工實習的教學改革包括工程實踐中心的建設、改革金工實習教學體系、教學方法以及提高指導教師綜合素質等方面。

1 有關工程實踐中心的建設

工程實踐中心應該擁有一流的教學條件和一流的師資隊伍。一流的教學條件一方面體現在工程實踐中心擁有比較齊全的普通設備及先進設備，另一方面體現在中心擁有先進合理的教學體系(包括教學管理、教學內容、教學方式和教學文件等)。先進合理的教學體系需要在長期的教學實踐中不斷總結與完善。一流的師資隊伍體現在中心擁有一支業務能力強、綜合素質高、富有創新精神的愛崗敬業的理論和實踐教學隊伍，其知識結構、學歷結構和年齡結構合理，能滿足現代工程實踐教學的要求[1]。

學校的工程實踐中心在開展金工實習教學方面，已具備相當多的經驗，可以滿足常規的金工實習教學的要求。以前困擾金工實習教學的場地、設備和教學手段方面的問題在這些年高校大發展的背景下，在教育部本科教學評估的促進下已經有了極大的改善。但是以往金工實習教學形成的固有觀念和教學模式很難短期內改變，已經成為目前工程實踐中心建設發展的一種阻礙，我們必須充分認識到金工實習向綜合工程實踐教育方向發展的趨勢，深化教學體系改革，以提高學生的綜合工程素質為目標來建設工程實踐中心。

工程實踐中心首先是本科生認知實習、金工實習的教學基地，也應該是實施綜合工程實踐教學的重要基地。本著資源共享的原則，工程實踐中心還應該是部分課程設計、生產實習、畢業實習和畢業設計的重要實踐場所。在現有的條件下，讓工程實踐中心的這些設施、設備充分發揮應有的作用，是我們應該好好思考與推行的。例如我校工程實踐中心新裝備了60臺電腦并配備了最新數控銑等軟件，但遠沒有發揮它的作用，它完全可以為機類或近機類的學生做課程設計與畢業設計服務，那樣學生將因此在現代制造方面獲得比較全面的訓練。另外電火化線切割機床、激光加工、超聲波加工等設備不僅可以用于金工實習，也可以用于專業課《特種加工》的實驗課教學。一些常規設備如車床、銑床、磨床等也可以用來搞《機械設計》、《機械原理》、《機械制造技術基礎》等課程的現場教學。例如，筆者上《機械制造技術基礎》的時候曾經把學生帶到實習工廠作機床概論的現場教學，學生一致表示這樣的教學效果比在教室里對著書本講解好得多，希望以后多搞這樣的教學。

工程實踐中心應該成為大學生科技創新活動的開放基地。中心的設備品種較齊全，功能較先進。這些常規設備和先進設備，本身就體現了技術發展、創新的過程，讓學生在這里搞科技創新活動無疑有助于開闊學生的眼界、啟發學生的創新思維。在老師和工人師傅的指導下，學生可以利用中心的各種資源，完成從產品設計、加工制作、組裝調試的全過程。近幾年，工程實踐中心和機電學院配合，在指導學生進行科技創新活動方面做了不斷的探索并做了大量的工作，在各種大學生科技活動創新大賽上取得了較好的成績。事實上，在指導大學生科技創新活動的過程中，學生、老師、工人師傅都得到了提高。

2 有關金工實習教學體系和教學方法的思考與實踐

為了提高學生的綜合工程素質，在保證傳統實習內容的前提下充實新內容，改進各個工種實習的教學方法，加強理論教學與理論考試是目前金工實習教學改革的關鍵。

2.1 優化金工實習教學體系使之更加科學合理

教育部課程教學指導組在金工系列課程改革指南中指出：要不斷更新實習內容，盡可能創造條件，增加新技術、新工藝、新設備實習的比例，并引入現代教育技術，逐步代替作坊式師傅帶徒弟的落后方法。經過幾年努力，新技術、新工藝、新設備的實習時間要達到20%～40%，傳統工藝方法鑄、鍛、焊、車、銑、刨、磨、鉗等占60%～80%。為了提高“三新”內容在金工實習中的比重，學校應該在充實傳統工種設備如滾齒機、立式鉆床、鏜床等的基礎上，加大對聲、光、電等特種加工設備的投入。實習教學內容需要充實與更新，金工實習的教學體系也有優化之必要。原來單工種實習，可以轉變為以零部件制造為核心的綜合性實習，使學生對制造工藝有較全面的認識。在實習要求上，從簡單的基本技能訓練提升到以設計、制造、安裝并重的綜合性訓練，這將有利于學生綜合工程素質的培養。機器裝配對學生建立關于制造的整體概念是必不可少的，有些高校建立了發動機的拆裝實驗室供金工實習的學生使用，實習效果非常好，這值得我們借鑒仿效。一般來說，數控加工實習最好安排在傳統車、銑、磨等工種之后，可是現在由于實習分組輪換等原因，有些學生實習的順序是顛倒的，這需要我們對實習安排作出一定的改變。工程實踐中心也可以將數控加工這一塊，單獨設學分，機類、近機類學生在傳統的金工實習內容完成以后作為另一門課程學習，其他專業的學生中對數控加工感興趣的也可以作為選修課來學習。這樣就更符合人們的認知規律。

另外，對不同專業的學生應該有不一樣的要求。目前金工實習教學主要分機類與非機類兩種。這離滿足各個不同專業學生的需要還有一定距離，事實上不管是機類還是非機類都可以、也應該進一步細化，當然這會給實習教學的安排帶來一些困難，而且這個問題涉及到其他院系，需要各方面協調綜合解決。

2.2 改革金工實習教學方法培養學生的綜合工程實踐能力

現在金工實習基本上都是先由師傅講解示范，學生被動地接受練習，這種教學方法往往是教師費力不少，學生的長進卻不大，特別是在自主學習方面得不到鍛煉，這不利于學生綜合工程素質的培養。為此從以下幾個方面著手解決。

2.2.1 改進教學內容與教學方法 目前的金工實習重在考核學生操作方法的正確與否，實習工件很少或沒有變化。本來機械零件與機械加工方式是多種多樣的，應該讓學生認識并感受到這一點。例如，鉗工實習時學生一直做的就是一個小扁錘，可是實際使用的手錘有很多種樣式。我們可以嘗試讓學生選擇做各種不同樣式的手錘。除了鉗工制作手錘外，還可以讓學生用銑削的方法加工手錘，使學生體會到鉗工加工與機加工在精度、效率等方面的差別。總之在各工種的實習教學中，指導教師要向學生講解本工種所用的設備、工夾量刃具的基本常識，要向學生示范講解操作要領和工藝過程，還應該讓學生在實習工件與加工方法上能夠有所選擇。這對學生開闊眼界、積極思考、發揮主觀能動性是很有幫助的。這需要各個工種的指導人員事先多做功課，在條件許可的情況下，盡量讓學生有多種選擇。

要改變灌輸式教學方法。在金工實習教學中為了安全的緣故，很容易忽視學生的自主性。指導教師往往把機器設備、加工工藝方法等基本知識直接講給學生聽，示范給學生看，再讓學生去模仿。在整個過程中，學生很少有機會自己思考、判斷、決策。因此采用靈活多樣的教學方法，多啟發學生、多讓學生發表看法，是非常有益于學生自主學習習慣的養成的。在金工實習的過程中，指導教師應該給學生一定的自主權。當然學生必須明白在自作決定時，嚴格遵守操作規程、堅持安全第一的重要性。

在鑄造車間我們曾嘗試讓學生自己設計一個較簡單的鑄件，由學生自己選擇該鑄件的造型方法、制作鑄型并澆注，讓學生切身感受一個鑄件生產的全過程。在數控加工的實習中，當學生掌握了數控加工的基本知識和基本操作技能以后，老師啟發學生自己設計一個小零件并編制該零件的加工程序，經審核后自己加工出來。這樣的實習方式，使同學們學習的主動性與參與熱情大大提高。這種有益的嘗試，值得堅持并在其他工種中推廣。

我們也嘗試讓部分學生自行設計、制作、組裝自己感興趣的簡單產品，從產品設計、選材、毛坯制作、加工路線安排、直至產品加工、組裝全由學生自己獨立完成，老師或師傅只是進行啟發、指導。例如我們在2007級機制與過控專業的學生中做了嘗試，在老師或師傅的啟發指導幫助下，同學們設計制作的東西五花八門，興致非常高。他們很喜歡這種教學方法，普遍表示在把自己設計的東西變成實物的過程中受益非淺。有的學生做的作品比較復雜，在規定的實習時間內不能完成，我們允許學生以后來中心接著做，這樣學生與工程實踐中心在實習完成后可以繼續保持聯系，這種聯系對工程實踐中心了解學生的需求、改進教學、指導學生開展科技創新活動是非常必要的。

2.2.2 充分利用當地企業資源和學校的教學音像資源 工程實踐中心的設備、環境畢竟和實際工廠不同，讓學生得到實際工廠特別是現代制造企業的感性認識對于學生熟悉現代制造工業極其必要。一般來說，在金工實習時組織機類或近機類專業學生到現代制造企業參觀學習一天是必要也是可行的，這需要我們積極走出去，爭取得到相關企業的支持。另外組織學生觀看教學音像資料片也是開闊學生眼界的一個好方法。以前機類專業學生在實習時，我們設有觀看部分工種的音像資料這個環節，其他專業的學生則沒有這個環節。根據后續課程的教學實踐，筆者以為這個環節非常必要，應該堅持，對其他近機類專業的學生開設這個環節也是必要的，當然內容、時間長短可以根據學生專業的不同作一定的取舍。教學音像資料要注意更新，觀看教學音像資源的方式也有改進的必要與可能。讓幾個班的學生在一個上午或下午的時間內集中觀看各工種的音像資料，效果不是很好。有條件的話，可以將相關教學音像資料設在各個工種點觀看，一方面可以節省時間，另一方面更符合人們的認知規律，效果肯定會更好。例如清華大學基礎工業訓練中心適度運用現代教育技術，課堂教學在多媒體教室中進行；在現場教學中，有些不具備條件的先進工藝方法采用電教手段演示給學生；內容豐富的素材庫通過多臺觸摸屏計算機進入實習車間[3]。這樣學生在各個工種點實習的時侯可以隨時了解本工種其他方面的更多內容。這種利用教學音像資源的方式很值得我們借鑒。

2.3 關于金工理論課的教學及理論考試

金工實習除了由工人師傅教給學生各個工種的操作技能外，還要在實習過程中穿插理論講座、完成實習報告并在實習結束一到二周后考試。金工實習的這幾個環節是相輔相成，缺一不可的。如果理論講座內容取舍不好或理論講座學時數太少或者取消理論講課，如果實行開卷考試甚至取消考試，由于對學生沒有硬性的要求，不少學生往往不看書，這樣他們對很多理論知識完全沒有概念，這對于后續課程的學習是很不利的，這已經為實踐所證明。

根據筆者的教學經驗，機類學生理論課每周上三學時，三周共九小時，加上第一次實習動員緒論課一學時，總共十學時，是比較適宜的。非機類學生理論課每周上三學時，二周共六學時，加上第一次實習動員緒論課一學時，總共七學時，是比較適宜的。理論講課內容和工人師傅在每個工種點所講內容要有明確區別。工人師傅主要講每個工種所用的工具、設備的用途及使用方法并作示范操作，對于加工工藝過程也應該結合所加工的工件講清楚。至于每個工種涉及的理論知識、原理主要由理論課老師完成。譬如焊接中的氣割，師傅應該講清楚所用的氧氣瓶、乙炔瓶、減壓閥、割具等的用途、使用注意事項、氣割基本工藝等，另外就是示范或指導學生操作，而切割的原理、適宜氣割的材料等理論性較強的內容由理論課老師在上理論課時講解。這樣安排可以最大限度的發揮指導老師的特長，并讓學生有充足的時間練習操作技能。整個理論課要有一定的系統性，根據筆者的教學實踐，針對非機類或機類學生，在六到九學時以內，把金工實習教材每一章中理論性較強的內容串講一遍是可行的。雖然講課學時比較緊張，但由于同學們學習的東西是他們正在車間經歷的，理解起來其實并不困難，講課效果很好。

實踐證明：除了理論講課以外，理論考試不可或缺。不管出卷考還是機考，對于機類或近機類的學生閉卷考試是必須的。其他專業的學生，可以開卷考試，但是必須嚴格考試紀律。事實上，機考的客觀性更強，更能督促與檢驗學生的學習。通過考試這個環節，學生可以對實習過程中所學知識有一個系統的回顧與總結，真正起到督促學習、檢驗學習效果的作用。考試內容主要是每個工種涉及到的工具、設備、加工工藝的基本常識以及相關的基本理論知識。至于操作方法、技能等方面的內容應該在車間由工人師傅考核。

3 提高指導教師綜合素質

要對學生進行綜合工程素質教育，實習指導教師自身的綜合素質必須不斷提高。教師綜合素質的提高將對學校的教育教學質量產生積極的影響[4]。

3.1 指導教師要不斷提高自己的學識水平

隨著現代科學技術的進步，新材料、新工藝、新裝備層出不窮，金工實習的內容比以前更豐富、更加綜合化，如果金工教師仍然只具備過去那種單一的知識體系，就不能適應時代發展的要求。不管是理論課老師還是工人師傅，在具備扎實的專業基礎知識、技能的前提下，都需要不斷學習、不斷拓寬自己的知識面，只有這樣才能適應時代發展的要求。為此，工程實踐中心應該對指導老師進行定期培訓，定期舉行指導學生的教學比賽，這對促進指導老師學識水平與教學水平的提高有較好的促進作用。

3.2 指導教師要具有豐富的實踐經驗

指導教師(包括工人師傅、理論老師)必須重視理論與實踐的結合，要有意識地積累生產實踐經驗，唯有這樣才可能培養出理論基礎扎實、實踐經驗豐富的人才。對不具備工廠實際經驗的指導教師，工程實踐中心可以創造條件外派到有關工廠實習一段時間，這對于指導老師綜合工程素質的提高是非常必要的。因為一個完全沒有真實工廠經驗的人員能夠作好金工實習指導的工作是不可能的。指望“非工程師”培養出的學生做合格的工程師，是令人難以想象的[5]。

3.3 嚴格遵守教學計劃與教師行為規范

由于現在學時有限，如果由于教務安排不合理、或由于種種原因使得現有學時還不能完全保證，這實際上損害了學生的權益，嚴重影響學生的實習效果，所以必須嚴格執行金工實習的教學安排，保證金工實習學時數。指導教師除了要不斷提高學識水平與工程實踐能力以外，還要努力做到一專多能，更應該用盡職盡責的工作態度以及文明禮貌的言行給學生有益的影響。

參考文獻：

[1]陳金水，劉伯偉，張定昭.創建工程訓練教學中心[J].實驗室研究與探索，2004，23(5)：70-73.

[2]婁星，楊晴，范靜惠.武漢工程大學本科教學質量現狀分析[J].武漢工程大學學報，2009，31(11)：16-20.

[3]傅水根，嚴紹華，李雙壽，等.創建國內領先的工程訓練教學示范中心[EB/OL].[2005-11-21].http://www.edu.cn/3161903.shtml.

[4]婁星，黃艷.影響我國高等教育質量的中觀因素分析[J].武漢工程大學學報，2009，31(8)：31-37.

[5]張維，王孫禹.美國工程教育改革走向及幾點想法[J].高等工程教育研究,1998(4)：9-13.