理工科專業金工實訓教學改革與實踐

羅威

摘 要

金工實訓是理工科專業實訓教學的重要實踐環節，對培養學生的動手實踐和創新能力具有重要意義。以提高學生實訓的興趣、增強學生的工程實踐和創新能力以及綜合素質為出發點，根據金工實訓的教學存在的主要問題和理工科專業學生的學習實際，對嘉應學院金工實訓課程從課程體系、教學內容、教學方法和評價考核方式等方面進行了改革與創新實踐研究，以此來提高金工實訓的教學質量。

關鍵詞

金工實訓;理工科專業;教學改革;創新實踐

中圖分類號： G712 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 18 . 14

Abstract

Metalworking training is an important practical link in the practical teaching of Science and Engineering Major， it is of great significance for training students' hands-on practice and innovative ability. Starting from improving students' interest in training， enhancing students' engineering practice and innovation ability and comprehensive quality， according to the main problems in the teaching of Metalworking training and the actual learning of science and engineering students， carried out reform and innovative practice research on Jiaying University Metalworking training course from the aspects of course system， teaching content， teaching methods and evaluation methods， to improve the teaching quality of Metalworking training.

Key words

Metalworking training; Science and Engineering Major; Teaching reform; Innovative practice

0 前言

金工實訓是高等院校理工科專業學生學習機械制造系列課程的必修課程[1]，是理工科專業的重要實踐教學環節，對增強理工科專業學生實踐動手能力、理論聯系實際能力和思維創新能力具有重要的作用[2-3]。隨著新材料、新工藝和新技術的發展，特別是計算機技術在制造業中的應用，金工實訓傳統的教學理念正由學習工藝知識、提高動手能力向學習工藝知識、增強工程實踐能力和提高綜合素質、培養創新能力轉變[4-5]。為了順應新時代的要求，我們根據嘉應學院物理與光信息科技學院的理工科專業學生的機械基礎知識和學習的實際情況以及現有的教學資源，調整了金工實訓的教學內容，完善了金工實訓教學方法，建立了實訓教學評價考核方式，在實訓教學中建立金工實訓課程教學新體系，提高了實訓教學質量。

1 金工實訓教學存在的主要問題

金工實訓是一門實踐性很強的技術基礎課[6-7]，課程主要講授機械制造相關知識，使學生掌握鉗工、車工等方面的基本原理和基本操作技能。結合物理與光信息科技學院的金工實訓的實際教學研究發現，目前金工實訓教學存在以下幾個問題。

1.1 實訓教學內容單一傳統

金工實訓教學內容主要包括鉗工和車工實訓兩個部分。教師在一周的實訓時間對鉗工和車工傳統加工的方法原理和基本操作向學生進行理論講授和實際操作演示，如在鉗工實訓中，學生需要在兩天時間內了解銼刀和鉗工鉆、鉸以及攻套絲所用相關刀具的種類、規格和選用、銼鋸削姿勢、銼鋸削和鉆鉸孔以及攻套絲的方法和質量的檢查，掌握劃線、銼削、鋸削、鉆孔、鉸孔、攻絲和套絲、裝配等主要操作內容，都是單一或傳統的加工技能訓練。學生對傳統的金工實訓內容的學習興趣普遍不高，影響了實訓的教學質量，同時金工實訓中的傳統加工內容已不能滿足現代企業對人才的需求。

1.2 實訓教學方式和考核方式單一，無法調動學生實訓的興趣和積極性

由于嘉應學院物理與光信息科技學院的三個理工科專業并非是機械類專業，嘉應學院物理與光信息科技學院將金工實訓課程安排在第三學期。學生雖然第一學期學習過關于機械制圖的知識，但是在機械零件識圖方面、加工工藝和加工程序的編寫上缺乏理論學習和實際鍛煉。如在數控車床實訓中，采用以教師為中心講授數控機床的組成部分、工作原理、加工工藝和程序編寫以及操作要點，學生被動接受知識的傳統教學方式，同時受場地和多媒體設備的限制，缺乏直觀教學的講解。在教師講解完成后安排時間讓學生進行數控機床的常規操作，顯得過于枯燥和乏味，且實訓主要是檢查學生的加工成品，缺乏對實訓實際操作技能過程的考核，實訓考核方式單一，無法調動學生實訓的積極性和激發學生的實訓熱情。

1.3 實訓教學缺乏創新能力的培養

學生完成教師布置統一的加工工件任務，主要考察加工成品的質量、工藝滿足圖紙要求的情況程度，缺乏自主設計加工程序、加工工藝的過程，讓學生認為金工實訓僅僅是為了加工某一個零件而已，不具有知識含量，忽視創新實踐應用能力的培養。

2 金工實訓教學的改革與創新實踐

針對當前金工實訓教學存在的主要問題，為了更好地推動嘉應學院理工科專業金工實訓教學的開展，我們根據理工科專業學生的機械基礎知識和學習的實際情況以及現有的教學資源，對實訓課程體系、教學內容與教學方法以及實訓評價考核方式進行了改革與創新實踐，調整和豐富實訓教學內容和教學方法。

2.1 實訓課程體系改革

將金工實訓課程分為基礎操作技能訓練和綜合項目技能訓練。如在數控機床實訓課程中，提供典型的加工特征，針對學生缺乏機械零件識圖的現象，引導學生加強機械零件識圖能力的學習和進行工藝分析、編制工藝文件以及加工程序，并指導學生加工生產典型加工零件。掌握典型的加工特征后，安排學生根據所學理論知識自行設計加工綜合零件，形成系統的實訓過程。結合我校的實訓設備的實際情況，我們豐富了實訓教學內容。如在鉗工實訓課程中，在現有的劃線、銼鋸削、鉆鉸孔、攻套絲以及裝配上，增加先進制造技術的認識，通過老師在課堂的講解和演示，使學生了解現代機械制造有關的新的加工工藝和方法以及發展趨勢。整個實訓課程體現由淺入深，從單一到綜合，系統培養學生整合理論知識能力和創新實踐能力。

2.2 合理安排實訓教學內容

實訓教學內容的安排遵循從單一化到系統化，從局部到整體，增強學生實訓興趣的原則。數控車床實訓課程的主要內容：數控加工的安全操作規范、數控車床的工作原理、主要組成部分及其作用、數控車床的坐標系統、機床面板各鍵和按鈕的功能及用途、數控車床的操作基本要求和規范操作步驟、加工零件的工藝過程、數控編程基本指令、零件加工程序的編寫和輸入方法、倒角零件練習、圓弧零件練習、螺紋零件練習、切槽和切斷零件練習、臺階零件練習、綜合項目自主設計訓練、考核工件。

鉗工實訓課程的主要內容：安全文明生產知識、鉗工常用工具和量具、劃線技藝、銼鋸削技藝、鉆鉸孔技藝、攻套絲技藝、制作鍵銷、制作六角螺帽、手搖沖床的技能綜合訓練。在原有的鉗工實訓教學內容中增加數控電火花線切割加工實訓教學，使學生了解新的加工工藝和方法，開拓視野，激發實訓的興趣。

2.3 教學方法改革創新

在金工實訓教學內容的改革基礎上，我們對教學方法進行了整體改革創新。

改進后的教學方法，注重基礎技能訓練和綜合創新訓練，將現代教學技術方法和多媒體資源融入實踐教學中去，形成以學生為中心，以技能強化為主導、理論知識為指導的新模式，增加學生實訓的興趣和主動性。

2.3.1 基礎操作技能項目訓練

在實訓教學設計中，以學生為中心，首先進行學情分析，了解學生掌握基礎知識的情況，選取適合學生掌握的典型零件或來自現代企業的經典產品作為基礎操作技能訓練教學的項目。其次合理安排授課計劃和教學方式，穿插介紹CAD、PRO/E等在工程的應用，引導學生加強機械零件識圖能力的學習，提高學生機械零件識圖和創新實踐的能力，注重培養學生在實訓中發現和解決問題的能力以及樹立安全生產意識。最后在講授實訓教學內容中，教師注重基礎知識間的聯系，積極引導學生思考，激發學生實訓興趣。例如： 在鉗工實訓中的絲錐攻內螺紋，運用的是理論力學課程中的力偶知識。在教學實踐中，區別于傳統的課堂教學，首先以3～5人為小組，選定組長進行實訓安全操作注意事項的檢查（如佩戴好實訓安全帽）及學習通簽到以提高實訓效率。其次以小組學生的獨立操作、互相討論為主，輔以教師演示和理論指導。采用啟發式教學方法[8]，注重學生基礎操作技能的訓練，以技能強化為主導，在動手操作的過程中增加難度，啟發學生將所學知識和技能解決遇到的操作問題，加深學生對知識的理解和運用。

2.3.2 綜合項目創新訓練

為充分調動學生的實訓興趣，明確實訓目標，提高學生自主學習的能力，在金工實訓教學中我們開設了2個創新訓練的綜合項目內容，即手搖沖床制作和制作包括錐度、圓弧、臺階、凹槽、螺紋等特征數控加工的綜合工件。學生在完成基礎操作技能訓練后，以 3～5 人為小組，各小組自主選擇任一創新訓練綜合項目進行小組討論和制作的形式進行綜合項目的創新訓練。采用任務驅動教學方法[9]，各小組學生自主討論交流設計綜合項目的加工工藝和環節，同時輔以教師指導，在實踐教學中加強教學管理，讓學生自主完成綜合項目的整個制作過程。在此過程中明確實訓目標，充分發揮學生自主學習的能力，激發學生實訓的興趣，培養學生的動手實踐能力和創新實踐能力，提高了實訓的教學效果。

2.3.3 多媒體課件制作

針對以往現場講授和演示，缺乏直觀教學的枯燥講解的教學形式，利用多媒體資源制作了圖文并茂的多媒體課件和錄制了操作要點和加工視頻，在課堂播放演示，增加學生的感性認識。圖片內容主要包括各種工具和量具、鉗工實訓工種的站姿和操作要點以及六角螺帽的制作工藝等、數控機床的組成部分、坐標系統、機床面板各鍵和按鈕的功能及用途等;視頻的主要內容包括安全操作規程和注意事項，鉗工各工種操作的規范姿勢和動作要領、數控車床軸類零件的加工工藝視頻和數控電火花線切割加工的實例等。這種集圖像、視頻于一體的教學課件，可幫助學生更易于理解實訓的加工原理和過程，讓本來枯燥無味的內容賦予動感，變得更直觀，從而能夠極大地增強學生參與實訓的興趣，提高教學效果。同時把制作的多媒體課件和視頻放到超星學習通上，供學生在課前預習，幫助學生增強金工實訓的直觀理解，提高學生實訓的興趣。此外，通過學生在超星學習通上提問和教師解答的方式，提高學生學習的效率，拓寬學生的知識面。

3 實訓評價考核方式的改革

實訓評價考核方式是實訓順利完成的保障，以往金工實訓評價考核成績由平時課堂考勤和實訓報告組成。主要是檢查學生的加工成品，缺乏對實訓實際操作技能過程的考核，難以掌握學生的實踐動手能力和保證實訓的效果。因此需要對實訓的評價考核方式進行改革。改革后的評價考核方式由平時成績（占10%）、實際操作成績（占50%）、綜合素質（占10%）和實訓報告（占30%）四個部分組成。其中，平時成績由課堂考勤和課堂紀律組成;實際操作成績由教師通過現場操作考核、完成實訓項目和工件質量考核組成，如根據加工工件尺寸符合圖紙的要求程度給出對應的分數;綜合素質主要考察實訓綜合創新訓練項目的加工工藝設計和實踐動手能力;實訓報告由實訓基本操作原理、加工工藝制定和數控加工程序的掌握程度決定的。改革后的實訓評價考核方式考察了學生實訓的掌握程度和過程，極大地調動了學生實訓的積極性，提高了實訓教學效果。

4 結語

隨著新時代科學技術的不斷飛速發展，如何提高教學質量、增強學生的工程實踐能力、綜合素質和培養創新能力成為金工實訓的教學改革的關鍵。通過對嘉應學院物理與光信息科技學院理工科專業金工實訓課程的實訓課程體系、教學內容與教學方法和實訓評價考核方式進行改革與創新實踐，學生能較容易學習和掌握機械制造系列的相關基礎知識，增強了學生參與實訓的興趣和動手實踐操作能力，培養了學生的創新實踐能力和工程基礎綜合素質，提高了實訓教學質量。只有不斷深化教學改革，探索實訓教學新模式，充實與完善金工實訓教學體系，才能培養出適合新時代要求的高素質創新型應用人才[10]。

參考文獻

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