張甜,方梁菲,許良元
(安徽農業大學 工學院,安徽合肥 230036)
省屬農業院校作為地方農業應用型人才培養的主要基地,肩負著為地方農業各戰線輸送高素質應用型人才的重要責任與使命[1]。它主要面向大學生群體,以本科教育為主,圍繞地方農業戰略發展需求,培養農業應用型人才。農業工程類專業是農業與現代工業兩個獨立的產業交叉而形成的一類特色專業,是研究各種工程技術在農業生產上的應用,為農業生產創造適宜的環境、改善勞動者工作條件的一門應用型學科,是農林類高校獨具特色與優勢的學科之一[2],其學生群體較為龐大[3]。農林院校以農業類、林業類專業為主要學科,培養了具有豐厚農科基礎知識背景的學生群體,難以培養出以工科為背景的學生群體,學校建設在經費投入與生源擴展方面不匹配,這在省屬農林院校表現得尤為突出[4]。金工實習課程是農業工程機械類專業和非農業工程工學類專業學生的必修課程,具有獨特的實踐課程性質,在培養學生動手操作、崗位職責等方面具有良好的示范價值[5]。同時,金工實習課程可為學生深入學習專業課提供感知基礎。因此,探索符合省屬農林院校人才培養的新模式,尋求金工實習課程改革的突破口,提高院校工程人才的培育質量是很有必要的。
金工實習安全是開展一切教學工作的基礎。以安徽農業大學為例,金工實習主要從三個方面保障學生實習安全:其一,規章制度,即各個車間墻面上張貼的金工實習安全規章制度和對應工種安全操作規程;其二,口頭闡述,即金工實習開課時授課教師對學生口頭講述安全操作規程;其三,監督巡查,即在學生實際操作過程中,教師對工作機床巡視監督。由于學生未踏入過企業工廠,對機械加工過程中存在的危險缺乏認識,重視程度較低,且存在事故不會發生在自己身上的僥幸心理[6]。
現有農林高校金工實習教學依舊采用“講授—示范—模仿”的傳統授課模式[7,8],授課教師直接講解零件圖紙上的尺寸和技術要求,簡單分析從毛坯到零件的工藝流程,然后下坯料,示范加工。學生則被動接受,強行記憶。在該模式下,學生不主動思考所學內容,只簡單記住示范步驟。這使得教學內容變得刻板,學生實習積極性和創新意識無法被調動起來。
成績測評是檢驗學生金工實習效果的重要方式,當前仍借鑒理論課程考核方式,即出勤與工件制作品相結合進行評價。此類評價方法在一定程度上確保了學生金工實習的參與度,但無法深入了解每一位學生實踐操作技能的成熟度,也不易確保工件加工質量。一些學生存在應付、敷衍心態,請求小組內其他成員協助完成工件制作。上述考核評價體系無法激發學生參與金工實習的興趣和實訓學習的積極性。
一方面,高校人事制度未很好解決金工實習教師隊伍建設問題,對金工實習教學人員引進未實際考慮,設置門檻較高,低學歷技術型人才無法進來[9];另一方面,金工實習教學環境普遍較惡劣,高學歷者望而卻步。致使一線指導教師更新困難,指導教師數量嚴重不足。
安徽農業大學機電工程園每年承擔全校4 個學院(包括工學院、茶與食品科技學院、林學與園林學院和輕紡工程與藝術學院)近1 000 名學生金工教學實習,同時還為大學生科技創新活動等多層次的實踐教學、勤工儉學活動,以及全校教職工科研活動提供場所。然而,目前我院機電工程園有可用數控加工中心2 臺,數控車床5 臺,數控銑床1 臺,電火花數控線切割機1 臺,普通車床10 臺,普通銑床2 臺,刨床2 臺,氧焊機2 臺,鉗工臺10 張,機床年齡少則10年,多則40 余年,教學設備過于陳舊,長年累月的超負荷運轉,幾乎所有機床已喪失原有的機械加工精度。實習期間平均4-6 人共用一臺普床,10-12 人共用一臺數控車床,20 人共用一臺刨床或銑床。機床資源緊張,學生動手時間少,學生的動手能力、實踐能力、創新能力培養大打折扣。
相比枯燥的文字,生動的圖像和短視頻更易被學生接受。在我院每個工種房間內配備一套多媒體設備。首先,通過口頭講述規章制度和安全操作規程,結合多媒體展示機械加工中出現的事故案例,沉重告訴學生違反操作規程可能引發的后果,引起學生對金工實習安全性的高度重視;其次,在車床易誤操作或易發生危險的位置,貼上操作提示牌或安全告示牌,如由于學生都是初次接觸金工實習,初次接觸車床,實訓時間短,任務重,在操作過程中易分不清車床的正反轉和刀具前后左右移動時對應大、小托板的轉動情況,可以在換速桿附近及大、小托板上貼上操作提示牌;最后,通過增設安全裝置有效規避部分事故發生,比如在機床控制線路中接入限位開關,該限位開關通過卡盤扳手的重力觸發,這樣可避免學生在啟動機床時,卡盤扳手忘取下,卡盤扳手隨車床旋轉,高速甩出,打壞機床導軌或砸傷人員[10],再如在車床導軌上安裝限位裝置,使車座相對三爪卡盤在豎直方向上有一段安全距離,可避免學生誤操作使刀具與卡盤相撞。
考慮到現有教師業務水平及設備情況,以車床制作錘子為實訓案例,制定較為系統化的車床實訓內容。現將教學模式上做以下突破:(1)車錘柄。按每組4-5 人,把學生分成若干小組,要求每組學生根據錘柄零件圖,商討制定一套錘柄機械加工工藝路線圖,并著重細化工藝路線圖中基準選取和工序順序安排部分,然后再按工藝路線圖加工。最后,教師根據工件生產效率和加工質量情況,點評各小組所設計工藝路線圖的優劣,從基準選取、工序順序安排等方面分析工藝路線圖。最后撰寫實習報告。(2)車錘頭。教學模式同車錘柄,不同之處在于,學生在制定錘頭機械加工工藝路線圖時,著重細化工藝路線圖中工序分散與集中及每道工步的切削用量。授課教師從已加工錘頭的生產效率和表面粗糙度方面分析各組制定工藝路線圖的優劣,講解工序集中與分散及切削用量對機械加工的影響。(3)撰寫實習報告。可將理論知識與實踐內容相結合,促使學生由被動接受到主動思考,再到樂于實踐,還可大大提高學生主動參與金工實習的積極性[11,12]。
制定靈活的考核機制,針對不同專業需制定差異化的金工實習教學任務和考核目標,應注重培養學生金工實習興趣的多元考核。相關舉措如下:非農業工程工學類專業傳統車床、刨床、電焊等工種實習時間壓縮,適當增加數控車床、3D 打印機、激光線切割機等現代化工種實習時間,使學生感受到科學發展帶來的便捷,厚植愛國主義情懷[13];農業工程機械類專業應注重金工實習與學科競賽有機結合,利用數控車床、3D打印機、激光線切割機等現代化工種進行結構件和復雜曲面零件加工,有效培養了學生三維設計、CAD 機械制圖、零部件加工工藝和實際試制加工能力,形成以學促賽、以賽帶學的良好學習氛圍,既培養了學生創新實踐能力,又帶動了學生開展金工實習的積極性,形成雙贏局面。
高層次人才已成為促進學校發展、提高學術競爭力的關鍵要素,高層次人才對高校的可持續發展能力、整體實力和水平以及未來發展起著至關重要的作用。高校引進人才要求越來越高,按現行安徽農業大學人事制度及金工實習教學現狀,機電工程園近幾年出現難引進一線教學人員的困局,師資隊伍建設乏力。本文就學校金工實習一線教學人員引進問題提一個設想:根據各二級學院人才培養方案,確定金工實習課程開設需求,結合學校對在職教師每次帶金工實習人數的限制要求,擬定金工實習需開設工種和相應一線教學人員數量,人員不足的地方,學校參照當前社會同級別技工年收入水平的額度,每年向分管機電工程園的二級學院撥總款(人數乘以額度),分管機電工程園的二級學院負責向社會招聘,并簽訂用人合同[14]。
學校層面應加大對金工實習實踐教學重視力度,制定相關政策,劃撥專款用于引進先進制造設備,如多軸數控機床、3D 打印機、激光線切割機、柔性制造技術設備等,逐步建立現代加工中心,滿足學生多路徑、多渠道的鍛煉需求。對于已有設備,學校每年定期組織專員進行檢查、維修和保養,確保教學設備正常運行,保證教學設備精度,滿足學生實踐要求[15]。
金工實習是工科專業理論聯系實際的重要一環,可全面培養學生實際動手能力、綜合分析能力和處理復雜事務能力,為學生學習公差配合與測量技術、機械制造工藝學、金屬材料熱處理、機械制圖等專業基礎課程奠定實踐基礎,其實踐教學改革工作均受各省屬農林高校高度重視。本文剖析了安徽農業大學工學院金工實訓中心實踐教學中存在的安全性、教學模式、考核方式、師資隊伍和教學硬件等問題,對金工實習課程體系提出了改革舉措,為其他省屬農林高校金工實習教學改革提供參考。