工程實(shí)踐類(lèi)課程教學(xué)體系改革的探討

宋芳

摘要：以《數(shù)控機(jī)床與編程實(shí)踐課》為例，探討工程實(shí)踐類(lèi)課程的教學(xué)改革。由于其專(zhuān)業(yè)技術(shù)性很強(qiáng)，又包括實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)部分，所以是高職高專(zhuān)機(jī)械專(zhuān)業(yè)的必修課。但因其實(shí)踐性、綜合性很強(qiáng)，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，普遍感覺(jué)內(nèi)容難度高，缺乏實(shí)踐信心。在本篇文章中作者結(jié)合自己多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)工程實(shí)踐課程教學(xué)提出自己的一些改革觀點(diǎn)和實(shí)踐分析。

關(guān)鍵詞：工程實(shí)踐；數(shù)控；改革；實(shí)訓(xùn)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）32-0098-02

為了突出培養(yǎng)學(xué)生良好的自學(xué)能力，科學(xué)的思維方式，提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，在工程實(shí)踐中使學(xué)生成長(zhǎng)為具有專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)、具有創(chuàng)新能力、綜合素質(zhì)高、發(fā)展?jié)摿Υ?、社?huì)適應(yīng)能力強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)型人才。隨著現(xiàn)在數(shù)控技術(shù)的迅猛發(fā)展，機(jī)加工工藝得到了很大的改進(jìn)，特別是處于極速發(fā)展的數(shù)控操作系統(tǒng)不斷更新與改進(jìn)。因此，工程實(shí)踐教學(xué)體系的改革迫切性很強(qiáng)。

一、改革的原因與必要性

工程實(shí)踐教學(xué)體系中要求理論先行，要求學(xué)生具備較為全面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。所以要求教學(xué)體系中既必須突出實(shí)踐操作的特點(diǎn)，又必須能夠聯(lián)系已學(xué)知識(shí)點(diǎn)。在授課時(shí)一方面要結(jié)合各個(gè)相關(guān)學(xué)科的理論知識(shí)另一方面又要結(jié)合實(shí)踐，因?yàn)樽鳛楦呗毟邔?zhuān)的畢業(yè)生應(yīng)能上能下，可以繼續(xù)接受本科或研究生教育，所以理論知識(shí)上也必須有相應(yīng)基礎(chǔ)。以《數(shù)控機(jī)床與編程實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)》的課程設(shè)置為例，由于其綜合應(yīng)用的重要性，所以設(shè)置了相當(dāng)學(xué)時(shí)實(shí)訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)課即機(jī)床操作的練習(xí)。我們現(xiàn)有的教學(xué)方法依然沿襲著傳統(tǒng)的教學(xué)模式，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.教師演示、學(xué)生觀摩，造成學(xué)生“眼高手低”的教學(xué)方式，未能突出實(shí)踐教學(xué)的特色，極大限制學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)及理論聯(lián)系實(shí)際的能力。

2.數(shù)控機(jī)床的故障處理及維修模擬在教學(xué)內(nèi)容上體現(xiàn)不明顯，學(xué)生不能很好地聯(lián)系其他課程，創(chuàng)造性、開(kāi)拓性的培養(yǎng)也無(wú)從談起。學(xué)生操作集中在對(duì)于實(shí)物加工階段，限制學(xué)生獲取更多更新的知識(shí)。

3.實(shí)訓(xùn)課程安排在期末，學(xué)生忙于復(fù)習(xí)理論考試課影響了對(duì)于實(shí)訓(xùn)課的精力投入，實(shí)訓(xùn)課程的實(shí)踐既是知識(shí)應(yīng)用高度集中也是體力體能高消耗的時(shí)期。

4.場(chǎng)地化教學(xué)方式的落后，學(xué)生只能收集到某一類(lèi)型數(shù)控機(jī)床的操作知識(shí)，難于了解各種機(jī)床的統(tǒng)觀情況，從教師那里學(xué)到知識(shí)，有時(shí)往往不是最先進(jìn)的知識(shí)。所以，高職教學(xué)的改革勢(shì)在必行。

二、實(shí)踐教學(xué)方法與手段

1.聯(lián)合多門(mén)實(shí)踐課程，制定出貫穿多個(gè)學(xué)期的實(shí)踐教學(xué)計(jì)劃。以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力為主要目標(biāo)，重新修訂教學(xué)計(jì)劃，調(diào)整實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的課程內(nèi)容和設(shè)置時(shí)間，設(shè)計(jì)綜合性的作業(yè)，注重與其他相關(guān)課程結(jié)合，使學(xué)生的理論知識(shí)水平、動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力得到協(xié)調(diào)發(fā)展。學(xué)生在先修課程中如《機(jī)械設(shè)計(jì)》會(huì)有一周的典型機(jī)械設(shè)備課程設(shè)計(jì)，學(xué)生會(huì)自行設(shè)計(jì)出軸系部件和箱體類(lèi)零件，這兩類(lèi)零件又恰恰是數(shù)控車(chē)削與數(shù)控銑削編程與操作中的典型加工內(nèi)容。所以結(jié)合數(shù)控實(shí)訓(xùn)、機(jī)械加工工藝實(shí)訓(xùn)和金工實(shí)訓(xùn)，可以讓學(xué)生把自己設(shè)計(jì)的零件在多門(mén)實(shí)訓(xùn)課上分步驟加工出來(lái)，這樣就可以形成完整的實(shí)訓(xùn)鏈條，使學(xué)習(xí)承上啟下，同時(shí)也激發(fā)學(xué)生實(shí)訓(xùn)的積極性。這種方法經(jīng)過(guò)這幾學(xué)年的實(shí)踐，收到了很好的教學(xué)效果，學(xué)生熟練掌握了一個(gè)零件從毛坯到成品的設(shè)計(jì)方法、工藝分析方法、機(jī)加工制造方法。并且在進(jìn)行制造時(shí)，也同時(shí)采用手工編程與借助Pro/e自動(dòng)生成程序的多種編程方法。讓學(xué)生掌握正規(guī)，完整的數(shù)控加工方法。

2.提高工程實(shí)踐質(zhì)量，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入軟件模擬單元。學(xué)生邊看邊操作，熟練程度決定著機(jī)床操作水平。針對(duì)本課程教學(xué)，采用多媒體教學(xué)非常必要，因?yàn)橛写罅康臋C(jī)構(gòu)和機(jī)械設(shè)備，通過(guò)動(dòng)畫(huà)和其他多媒體形式體現(xiàn)出來(lái)，效果非常明顯，節(jié)省了大量時(shí)間，節(jié)省的時(shí)間可以用于拓展性教學(xué)。比如增加數(shù)控實(shí)踐中后置處理器的學(xué)習(xí)。

經(jīng)教學(xué)實(shí)踐證明上機(jī)課時(shí)的增加符合工程實(shí)踐的特點(diǎn)，能提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，在不增加學(xué)時(shí)和教師人數(shù)的情況下提高教學(xué)質(zhì)量。在實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)中通過(guò)多媒體演示，自動(dòng)編程軟件的應(yīng)用，樹(shù)立了信心，通過(guò)上機(jī)也使之前并沒(méi)有深化印象的知識(shí)點(diǎn)強(qiáng)化了起來(lái)，因?yàn)樽詣?dòng)編程軟件的使用實(shí)際上是理論知識(shí)的一次實(shí)踐。學(xué)生能夠全面地掌握整個(gè)數(shù)控加工工藝流程，并且對(duì)于各種常用數(shù)控操作系統(tǒng)有了整體的掌握和認(rèn)識(shí)。把工程實(shí)踐的范圍擴(kuò)大到編程軟件的區(qū)域。

3.在工程實(shí)踐中引入故障處理與維護(hù)操作單元。很多學(xué)生剛開(kāi)始操作機(jī)床時(shí)，還未編程，就被裝夾工價(jià)的方式方法難倒了，學(xué)校的實(shí)驗(yàn)設(shè)備多提供通用夾具，對(duì)于教課書(shū)上的很多裝夾方法很多不理解，所以在實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)前組織學(xué)生到機(jī)加工工廠參觀實(shí)習(xí)。這項(xiàng)內(nèi)容并不需數(shù)控課程上直接安排，因?yàn)樵跈C(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程中，大一便有金工實(shí)訓(xùn)課程，學(xué)生要聯(lián)系金工實(shí)訓(xùn)中所應(yīng)用到的鉗工和普通機(jī)床操作方法與知識(shí)來(lái)加強(qiáng)對(duì)于工序高度集中的數(shù)控機(jī)床的操作與維護(hù)知識(shí)。當(dāng)然數(shù)控實(shí)踐課程內(nèi)容有新的知識(shí)點(diǎn)，主要集中在PLC與單片機(jī)的應(yīng)用上，需要廣泛采用優(yōu)秀的教學(xué)示范儀器。實(shí)驗(yàn)設(shè)備中，有數(shù)控檢測(cè)維修平臺(tái)，在實(shí)踐上讓學(xué)生動(dòng)手拆卸實(shí)物機(jī)床的電氣設(shè)備、液壓設(shè)備等，學(xué)生反映熱烈，能夠?qū)C(jī)床控制系統(tǒng)有深刻的了解與認(rèn)識(shí)，學(xué)生們覺(jué)得受益匪淺。教學(xué)資料呈現(xiàn)方式多樣化，增加了信息量，學(xué)生既可以理解數(shù)控課程與其他課程的關(guān)聯(lián)緊密度也可以接觸到今后工作中可能預(yù)見(jiàn)的難題。大幅度提高學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量，也使畢業(yè)生增加競(jìng)爭(zhēng)力。

加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的針對(duì)性，使每一次實(shí)驗(yàn)課是一期數(shù)控機(jī)床主題，突出某一環(huán)節(jié)的理論實(shí)踐。學(xué)生在接受了數(shù)控車(chē)固定循環(huán)應(yīng)用操作、數(shù)控車(chē)內(nèi)孔表面加工編程操作、數(shù)控車(chē)常見(jiàn)電氣、液壓故障實(shí)踐操作、數(shù)控銑復(fù)雜輪廓編程操作、數(shù)控銑曲面加工編程操作、數(shù)控銑常見(jiàn)電氣、液壓故障實(shí)踐操作等一系列的主題訓(xùn)練，加強(qiáng)了實(shí)訓(xùn)教學(xué)的全面性。同時(shí)在實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)、在工作強(qiáng)度和難度適當(dāng)?shù)那疤嵯伦寣W(xué)生自主研發(fā)加工零件，脫離“命題作文”的局限。

針對(duì)各個(gè)專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，選擇的教學(xué)角度是不一樣的，首先對(duì)于機(jī)械制造及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)學(xué)生應(yīng)以實(shí)踐動(dòng)手操作為主旨，強(qiáng)調(diào)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，尤其以聯(lián)系電氣控制類(lèi)課程的應(yīng)用。對(duì)于計(jì)算機(jī)輔助制圖專(zhuān)業(yè)學(xué)生應(yīng)以自動(dòng)編程應(yīng)用為主旨，讓學(xué)生聯(lián)系各種平面與三維制圖軟件應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床中，以求掌握和能夠處理機(jī)床程序。

三、把考試改革引入到實(shí)踐環(huán)節(jié)，把理論課筆試成績(jī)與實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)成績(jī)綜合評(píng)定，不再割裂開(kāi)來(lái)

以數(shù)控實(shí)踐課程為例，主要學(xué)習(xí)了數(shù)控機(jī)床的編程基礎(chǔ)、數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)、數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)操作，其中編程部分（包含手工編程與自動(dòng)編程）和操作部分需要計(jì)算機(jī)輔助，編程過(guò)程中需要零件加工精度分析、加工表面質(zhì)量、裝配工藝及機(jī)床夾具等工藝知識(shí)，實(shí)踐性很強(qiáng)；操作部分只能在實(shí)訓(xùn)中考核。單純的筆試只能考察基礎(chǔ)知識(shí)，零件的數(shù)控加工工藝、裝配工藝和夾具選擇等重點(diǎn)知識(shí)，需要查手冊(cè)、做計(jì)算，考核時(shí)間長(zhǎng)，不能真正體現(xiàn)學(xué)生的綜合掌握程度。同時(shí)，也不便于學(xué)生對(duì)于后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí)。為更好地提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果，提高學(xué)生編制數(shù)控程序和操作機(jī)床能力，所申請(qǐng)?jiān)撜n程考試改革，擬采用開(kāi)卷考試，通過(guò)考查對(duì)實(shí)際零件編寫(xiě)加工程序的情況和分析數(shù)控工藝的能力，并結(jié)合平時(shí)考勤，綜合評(píng)定學(xué)生成績(jī)。本考試改革得到了學(xué)院教務(wù)部門(mén)的大力支持，得以順利進(jìn)行。學(xué)生反映覺(jué)得通過(guò)學(xué)習(xí)數(shù)控課程，專(zhuān)業(yè)綜合應(yīng)用能力提高了，掌握了實(shí)實(shí)在在的專(zhuān)業(yè)技能。

四、工程實(shí)踐教學(xué)離不開(kāi)安全理論

現(xiàn)代化的實(shí)踐教學(xué)不能割裂和企業(yè)聯(lián)系。作為企業(yè)要有切實(shí)可行的安全生產(chǎn)原則，為了使學(xué)生了解企業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)律，增加就業(yè)機(jī)會(huì)，廣泛開(kāi)展形式多樣的安全生產(chǎn)教育。作為院校要讓學(xué)生學(xué)習(xí)先進(jìn)有效的安全生產(chǎn)原理，比如對(duì)于杜邦企業(yè)安全理論的學(xué)習(xí)。在教學(xué)計(jì)劃環(huán)節(jié)中安排形式多樣的學(xué)習(xí)，可以讓學(xué)生到企業(yè)中去，也要聘請(qǐng)優(yōu)秀的企業(yè)管理人員到學(xué)校進(jìn)行安全理論講座，增強(qiáng)安全生產(chǎn)的認(rèn)識(shí)和提高自身在工程實(shí)踐中安全意識(shí)。只有明白真正的實(shí)踐是在今后的以安全生產(chǎn)為前提的條件下進(jìn)行的，學(xué)生才能在工程實(shí)踐課程中抱著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?、審慎的態(tài)度去學(xué)習(xí)。大中專(zhuān)院校的學(xué)生已經(jīng)具有自己的價(jià)值觀，我們要正確有效地引導(dǎo)，才能使學(xué)生接受到完整的工程實(shí)踐教育。

綜上所述，改革目標(biāo)是大幅度提高學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力，我們培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)該既面向一線操作工作，也能夠處理各種工程機(jī)械加工中的現(xiàn)實(shí)故障與難題，在工作中能夠把專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)靈活應(yīng)用的高級(jí)人才。

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