電子類應(yīng)用型本科金工實習(xí)教學(xué)改革探索與實踐

文/王志宏　秦東興　嚴寒冰　蔚澤峰　李光旭

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電子類應(yīng)用型本科金工實習(xí)教學(xué)改革探索與實踐

文/王志宏秦東興嚴寒冰蔚澤峰李光旭

摘要:為配合學(xué)校電子類應(yīng)用型本科建設(shè)，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力為目標，將現(xiàn)代CDIO教學(xué)理念貫穿于整個課程中，提出層次化的實習(xí)教學(xué)方法和模塊化的零件制作方法，完善課程外延建設(shè)，提高全體學(xué)生的工程素養(yǎng)、實踐能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞:金工實習(xí);電子類;應(yīng)用型;創(chuàng)新;教學(xué)改革

1．前言

《金工實習(xí)》是正式進入專業(yè)課學(xué)習(xí)之前的一門實踐性技術(shù)基礎(chǔ)必修課，其作用舉足輕重，它不僅將學(xué)生引導(dǎo)入工程師成長的正常軌道，還將學(xué)生從感性認識事物提升到改變和創(chuàng)造事物的高度。但隨著時間的推移，各種新的加工方法和設(shè)備不斷涌現(xiàn)，《金工實習(xí)》課程教學(xué)也需要不斷的改革和發(fā)展，才能適應(yīng)當前教學(xué)需求。

金工實習(xí)是學(xué)生走進工程師教育的第一門實踐性課程，是工程教育最基本的工程實踐內(nèi)容，是卓越工程師成長的引導(dǎo)性課程。金工實習(xí)在課堂中通過對基本技能的講解和實踐，引發(fā)并抓住學(xué)生的好奇心;在課堂后，通過對某些零件的設(shè)計與制造，建立并提高學(xué)生對本專業(yè)的興趣，引導(dǎo)他們將思考帶到自己的項目設(shè)計制作中，對自己所做的項目可以勇敢地提出疑問，并進行適當?shù)膭?chuàng)新探索，最終實現(xiàn)從實習(xí)到研習(xí)的轉(zhuǎn)變，完成授之以漁。

對多個學(xué)校金工實習(xí)的運行情況進行了考察，購置了各種設(shè)備，并將新的《金工實習(xí)》課程體系運行了兩年。在新的課程體系中，將舊的課程教學(xué)目標——“熟悉、理解、掌握金工實習(xí)知識，提高動手能力”變?yōu)樾碌恼n程教學(xué)目標——“通過課程學(xué)習(xí)，提高個人工程素養(yǎng)、工程實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力”，總結(jié)凝練出“學(xué)生主導(dǎo)，專業(yè)教師、技能教師和實驗室教師協(xié)助，通過知識和實踐的相互交叉，著重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，促進工程素養(yǎng)和實踐能力共同發(fā)展”的實習(xí)教學(xué)理念。這兩年的運行已為我們提供了足夠的教學(xué)改革經(jīng)驗，探索出了一條培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的方法和途徑，取得了良好的教學(xué)效果。

2．教學(xué)改革內(nèi)容

以往金工實習(xí)課程中，教師配備不合理;實習(xí)只是按照圖紙制造加工出零件，對零件在整個系統(tǒng)中的作用和零件加工的具體要求并非了解;教材由于選用了其它學(xué)校的教材，其內(nèi)容并不適合我校電子類工科專業(yè)的實習(xí)，實習(xí)項目缺乏針對性，在較短的實習(xí)時間內(nèi)無法達到較好的實習(xí)效果。這種舊的實習(xí)模式已經(jīng)嚴重影響了我校電子類本科學(xué)生自身實踐能力的培養(yǎng)，并不能激發(fā)學(xué)生的對事物的好奇心，影響了創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。

針對實習(xí)過程中存在的不足，我系購入了大量的新設(shè)備，結(jié)合之前的教學(xué)大綱，修訂了2014版教學(xué)大綱，將電子類的金工實習(xí)課程進行了分層次設(shè)計，并配備相應(yīng)的指導(dǎo)老師［1］。金工實習(xí)的指導(dǎo)老師主要分為四種:①知識面廣但實踐能力弱的專業(yè)教師，主要負責理論課的講授，并指導(dǎo)學(xué)生數(shù)控程序編寫，實習(xí)中管理學(xué)生按操作規(guī)范實習(xí);②技術(shù)能力強但知識面窄的技能教師，主要負責車床等的實際操作與演示、管理學(xué)生按操作規(guī)范實習(xí);③專業(yè)知識強的外聘專家，主要負責指導(dǎo)、培訓(xùn)專業(yè)教師和技能教師;④實驗室管理強但知識面窄的實驗室管理員，主要負責金工實習(xí)各種工具的發(fā)放與回收、管理學(xué)生按操作規(guī)范實習(xí)、安全教育等內(nèi)容。

2．1層次化實習(xí)教學(xué)方法

為了培養(yǎng)學(xué)生工程素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，在學(xué)校對金工實習(xí)總學(xué)時不變的情況下，改革金工實習(xí)的教學(xué)方法，采用層次化實習(xí)教學(xué)方法［2］。層次化實習(xí)教學(xué)方法是指將金工實習(xí)按照認知訓(xùn)練、項目訓(xùn)練、項目創(chuàng)新訓(xùn)練三個層次，其中項目創(chuàng)新訓(xùn)練屬于課程的外延［3，4］。

認知訓(xùn)練以機械制造過程中相關(guān)的各種知識為基礎(chǔ)，包括各種機床的安全規(guī)章、操作與加工方法、機械制圖與識圖、加工工藝的編制、技術(shù)測量等訓(xùn)練內(nèi)容。認知訓(xùn)練是金工實習(xí)課程的核心內(nèi)容，是以培養(yǎng)學(xué)生的基本工程素養(yǎng)為目標。在金工實習(xí)上課前，學(xué)生完成工程制圖中識圖模塊、技術(shù)測量模塊的復(fù)習(xí)與回顧;完成機床的安全使用防護;在實習(xí)的過程中，講解各種機床的安全規(guī)章、操作與加工方法和加工工藝，要求學(xué)生根據(jù)所要加工的零件分析并編制加工工藝。

項目訓(xùn)練是在認知訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，通過一個具體加工項目，完成金工實習(xí)的訓(xùn)練方法。該種方式是一種更為深入的實習(xí)訓(xùn)練，學(xué)生對各個零件在整個項目中的作用與功能會得到深刻的認識與理解。在該階段，核心內(nèi)容是完成零件的設(shè)計與加工工藝的編制，整個項目中系統(tǒng)的裝配與裝配工藝的編制［2］。

項目創(chuàng)新訓(xùn)練是在認知訓(xùn)練和項目訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，結(jié)合多個課程知識，確定一項實習(xí)項目的訓(xùn)練方法。該方式是一種最為深入的實習(xí)訓(xùn)練，通過該實習(xí)訓(xùn)練，增強了學(xué)生的工程創(chuàng)新意識，調(diào)動了學(xué)生的好奇心，提高了學(xué)生對本專業(yè)的興趣。在該階段，關(guān)鍵是完成圖紙的審閱與加工工藝的優(yōu)化。項目創(chuàng)新訓(xùn)練是金工實習(xí)課程的外延，學(xué)生主要在科技競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、工程實踐、畢業(yè)設(shè)計和科研等項目的實施過程中，如需加工零件或裝配，只需與專業(yè)教師或者實驗室管理員聯(lián)系，老師審閱圖紙后，學(xué)生進行零件加工工藝或裝配工藝的編制，再與技能教師約定好時間，審核零件加工工藝或裝配工藝，完成零件加工工藝或裝配工藝的優(yōu)化，最終在技能教師的指導(dǎo)下完成零件的加工或裝配。

2．2模塊化零件制作方法

為了提高學(xué)生對本專業(yè)和金工課程的興趣，提高學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，改革金工實習(xí)的教學(xué)內(nèi)容，采用模塊化零件制造方法［2］。模塊化零件制造方法是指將零件加工分為若干個模塊，通過學(xué)生思考，采用集成創(chuàng)新的方法，選擇不同模塊進行組合形成所需零件，編制并優(yōu)化與模塊特征相對應(yīng)的加工方法和工藝，在老師指導(dǎo)下完成零件的加工制作。

模塊化零件制造方法具體操作方法(以軸類零件為例說明) 是:軸類零件一般有臺階、倒角、通孔、內(nèi)螺紋、外螺紋、端部半球體和椎體等多種特征，這些特征在較短的實習(xí)時間內(nèi)，是無法逐一完成，我們必須進行取舍。如果圖紙已經(jīng)確定好并發(fā)給了學(xué)生，那么這樣的實習(xí)，必然會導(dǎo)致學(xué)生的實習(xí)興趣不高，最終無法完成金工實習(xí)的教學(xué)目標，無法培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。如果學(xué)生能積極發(fā)揮主觀能動性，調(diào)動自己的創(chuàng)新思維能力，根據(jù)各個零件在系統(tǒng)中的功能，對應(yīng)選擇相關(guān)特征繪制零件圖，由于每個特征都有其相對應(yīng)的工藝規(guī)程，這樣只需根據(jù)零件的特點和車床的類型，初步完成零件的加工工藝編制，通過專業(yè)教師的審核，在技能教師的指導(dǎo)下完成零件的加工。

2．3金工實習(xí)課程外延建設(shè)

金工實習(xí)課程外延建設(shè)，主要是指金工實習(xí)網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)。由于金工實習(xí)課時很短，為了將更多的時間用于工程素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，學(xué)生需要在課前預(yù)習(xí)部分金工實習(xí)知識。網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)可以確保課程的第三個教學(xué)層次——項目創(chuàng)新訓(xùn)練階段的順利完成。網(wǎng)絡(luò)課程中主要包括各種機床的安全規(guī)章、操作與加工方法、機械制圖與識圖、加工工藝的編制、技術(shù)測量等各項知識，這些知識以視頻、動畫等多種文檔格式發(fā)布到網(wǎng)上，方便學(xué)生預(yù)習(xí)與學(xué)習(xí)。

3．教學(xué)改革效果

此次的金工實習(xí)教學(xué)改革開始于2013年。從運行情況看，效果明顯，主要體現(xiàn)在以下三個方面:①提高了學(xué)生的工程素養(yǎng)。由于金工實習(xí)課程外延建設(shè)的逐步完善，縮短了學(xué)生認知訓(xùn)練所需要的時間，保證了認知訓(xùn)練和項目訓(xùn)練各項實習(xí)內(nèi)容的時間，提高了學(xué)生的工程素養(yǎng)。②提高了學(xué)生多學(xué)科的創(chuàng)新能力。通過項目訓(xùn)練，學(xué)生掌握了零件加工的一般方法和一定的創(chuàng)新思維，再加上項目創(chuàng)新訓(xùn)練，學(xué)生在工程實踐、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、學(xué)科競賽和科研中有了更豐富的想法。通過兩個層次的訓(xùn)練，學(xué)生能夠針對自己的項目綜合多個學(xué)科的知識，提出一種或者幾種零件結(jié)構(gòu)。③提高了指導(dǎo)教師實踐教學(xué)水平。在三個階段的實習(xí)過程中，學(xué)生提出的各種零件結(jié)構(gòu)的想法，給專業(yè)教師帶來了更多的思考，在講解的過程中擴展了實習(xí)的深度和廣度。學(xué)生提出的各式的零件結(jié)構(gòu)和各異的加工工藝，也促進了技能教師實踐能力的提升。

4．教學(xué)改革的進一步探索

雖然這次教學(xué)改革的效果明顯，但仍需要做進一步的改進和提高，主要包括以下方面:①繼續(xù)完善金工實習(xí)課程外延建設(shè)。今后需要將更多的資料，其中包括視頻、動畫和項目上的一些零件的制作方法等文檔發(fā)布網(wǎng)上，為學(xué)生提供一個更為寬廣的創(chuàng)新平臺。②編寫金工實習(xí)教材。現(xiàn)在的金工實習(xí)課本大多都是針對機械類或近機類專業(yè)，沒有針對電子類工科學(xué)生的金工實習(xí)教材，為了金工實習(xí)課程的順利開展，提高課堂教學(xué)效率，必須編寫一本適合電子類工科學(xué)生的金工實習(xí)教材。③建設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺。為了能更好的利用工程訓(xùn)練中心，更有效的提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，需要以工程訓(xùn)練中心為核心建設(shè)一個學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺。

5．結(jié)語

金工實習(xí)是實踐性教學(xué)的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是以項目為中心的實踐教學(xué)的基礎(chǔ)性環(huán)節(jié)，但它又是一項綜合性的實踐課程，涉及多個學(xué)科、多位教師、多種設(shè)備、多種教學(xué)方法等多方面內(nèi)容，因此需要根據(jù)時代的不同，不斷地進行教學(xué)改革，不斷地實踐和總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗。本次進行的教學(xué)改革是以改革金工實習(xí)教學(xué)模式和課堂組織方式作為主要內(nèi)容，尋求學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的方法和途徑為目標的金工教學(xué)改革，符合學(xué)校的建設(shè)應(yīng)用型本科的教學(xué)理念。

(作者單位:成都信息工程大學(xué)工程訓(xùn)練中心)(作者單位:安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院)

項目:本文系成都信息工程大學(xué)2013年本科教改項目(NO: Y2013065)。

參考文獻:

［1］劉玉康，楊波．高校金工實習(xí)教學(xué)的探索［J］．教育教學(xué)論壇，2014，(48)．

［2］髙琪，李穎，張飛．基于工程能力培養(yǎng)的“金工實習(xí)”教學(xué)改革［J］．實驗室研究與探索，2015，(01)．

［3］曾水生．階梯式光電專業(yè)金工實習(xí)教學(xué)探索與實踐［J］．科教文匯(下旬刊)，2015，(05)．

［4］方海生，樓建忠，趙夏明，葛建華．基于能力遞進的金工實習(xí)創(chuàng)新改革與實踐探索［J］．實驗技術(shù)與管理，2015，(06)．

提高其課余時間的學(xué)習(xí)效率。

作者簡介:王志宏(1983－)，男，山西朔州人，講師，研究方向: CAD/CAM。

中圖分類號:G642．4

文獻標志碼:A

文章編號:2095－9214 (2015) 10－0129－02