電子信息類院校金工實習課程實踐探索與設想

王 培

南京郵電大學工程訓練中心 江蘇南京 210023

在世界各國都大力發(fā)展制造業(yè)的背景下，制造業(yè)儼然成為一個國家綜合國力的重要指標。南京郵電大學作為省級電子信息類高等學校，培養(yǎng)學生的工程思維、工程能力和工程素養(yǎng)是學校人才培養(yǎng)的重要任務之一。工程訓練中心作為南京郵電大學學生工程能力實訓的重要平臺，在課程設置、教學方法上需要根據(jù)學校實際進行積極探索，并對目前的不足進一步改進，才能在教學中打造好實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)出綜合素質(zhì)強的工科學生。

1 金工實習課程的目的和作用

金工實習是教授學生機械制造基礎理論知識、展示機械制造過程和工藝體系并培養(yǎng)學生動手能力、創(chuàng)新實踐能力的教學平臺。南京郵電大學本科生的金工實習在大一下學期或大二上學期進行，它是學生在校期間首次接觸的生產(chǎn)實際活動，是學生提高工程素質(zhì)的重要渠道[1]。在近乎實際生產(chǎn)的環(huán)境下，學生通過聽課、上機模擬和實際操作，能真切體會實際生產(chǎn)的過程，包括加工工具選取、工藝制定和加工中遇到的實際問題，能拓寬機械制造知識體系、提高動手能力、升華創(chuàng)新能力。

2 工程訓練中心在金工實習硬軟件設施上的積極探索

國務院提出要重點突破和發(fā)展高檔數(shù)控機床等智能制造裝備的戰(zhàn)略任務，而且當今互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計算機技術(shù)高速發(fā)展并用于生產(chǎn)過程，工程訓練中心在響應國家號召和突出電子信息類高校特色方面努力探索，采購新型設備和系統(tǒng)、改進教學方法，并取得了一些實際成果。

2.1 擴大數(shù)控裝備在教學儀器設備中的比例

在工程訓練中心建設之初，就已經(jīng)采購了15臺數(shù)控車床和4臺加工中心。后續(xù)又采購了3D打印設備、電火花線切割機床和激光加工機床。數(shù)控裝備是機械、電子和控制的集成產(chǎn)品，有利于學生緊跟時代腳步，了解新型設備、制造工藝和編程方法，對于其自身的電子信息類專業(yè)學習也有促進作用。

2.2 新型多媒體教學設備、各類軟件和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用于實際教學

(1)工程訓練中心專門為實訓建設了一個標準機房，可容納80人同時上課，機房內(nèi)有多媒體投影設備、中央控制設備、計算機等硬件，也有數(shù)控車床仿真加工軟件、師生數(shù)據(jù)共享平臺等軟件，教學中可充分利用當前計算機技術(shù)的發(fā)展成果，在共享資料、演示教學和模擬操作中提高教學效率。

(2)學生使用仿真軟件熟悉數(shù)控車床的基本操作和加工工藝，在實際操作時就以“有經(jīng)驗者”身份參與實訓，不會造成手忙腳亂的情況，使得實際操作更加安全有序。理論課上的知識和模擬操作，可作為實際加工的輔助手段，解決學生的一些困惑和不解，提高整個課程的教學效果。

(3)數(shù)控機床的程序編寫可根據(jù)圖紙復雜程度分為手動編程和計算機自動編程兩類[2]。工程訓練中心引入CAM軟件CAXA，學生可根據(jù)自行繪制的復雜三維圖形，使用計算機自動編程，了解常見的數(shù)控程序生成方法。

(4)在數(shù)控機床的演示操作中，因設備艙門小，學生眾多，存在部分學生看不到教師演示操作的情況。針對這一問題，工程訓練中心引入“智能工廠”模式，將教師的演示操作通過攝像頭投放到大屏幕上，解決了學生不易觀察的問題，而且視頻可以保存下來，發(fā)布到網(wǎng)上，方便學生課后復習或新同學課前預習。

3 根據(jù)實際探索新的教學方法

(1)鉗工和數(shù)控車床有時會接待2個班學生一起實訓，在教師配置上，采取兩人合作模式，一位主講，一位專職答疑。在主講教師講授過程中，負責答疑的教師巡視學生的操作，及時解答學生的問題，提高了教學效率。

(2)數(shù)控車床仿真操作步驟相對煩瑣，從開機到確定加工工藝、對刀、設置參數(shù)、編寫程序進行加工，教師必須進行多次講解和演示，且效果不甚理想。現(xiàn)使用了數(shù)控共享平臺，將操作步驟寫成詳細的電子文檔、將仿真的過程錄制成視頻共享給學生，學生不僅可以在機房觀看，還可以在宿舍通過訪問FTP地址下載共享材料，提高了學生學習效率和學習自主能力，也減輕了教師的教學負擔，收到了良好的教學效果。

(3)在教學中，學生的理論基礎和動手能力是有限的，把整個工件的加工過程一次性全盤講出，大部分學生是接受不了的。所以，教學實際中采取“講一段，練一段”的教學方法，把困難分成幾段，依次解決，學生也更加容易接受，教學效果更好。

4 未來需繼續(xù)探索優(yōu)化的方面

4.1 加強師資隊伍建設

現(xiàn)今的教學設備多是數(shù)控機床，需要教師在編程、機械工藝等方面有所積累，熟練操作。還需要教師具有高度責任心和創(chuàng)新意識，才能勝任日益復雜的教學任務，培養(yǎng)學生工程能力和創(chuàng)新水平。未來需在教師理論和技能培訓上下功夫，如參加技能比賽、去工廠鍛煉、與職業(yè)院校交流。

4.2 優(yōu)化教學內(nèi)容

目前，學生的實訓內(nèi)容是在傳統(tǒng)車、銑、鉗基礎上新增先進制造內(nèi)容，新舊直接堆疊，沒有形成課程體系。不同課程內(nèi)容直接灌輸給學生，頭腦中不容易形成完整的知識結(jié)構(gòu)?？梢栽鲈O機械制造概論的相關課程內(nèi)容，學生在全方位了解機械制造后再去實踐不同課程內(nèi)容，會融會貫通，收到不一樣的學習效果。各個課程的講授過程中，可以穿插其他工種的內(nèi)容，使得學生在對比中將不同課程內(nèi)容串接起來，初步形成機械制造理論體系。

4.3 創(chuàng)新教學形式

當前的課程還是以直接講授為主，學生之前沒有機械制造的理論和實踐基礎，專業(yè)教學模式拘泥于傳統(tǒng)單一教學。通常較少出現(xiàn)綜合性實踐教學環(huán)節(jié)，在促進學生主動性和創(chuàng)造性方面有較大缺陷[3]。以培養(yǎng)下一代工程師為目標的CDIO工程教育模式[4]，即構(gòu)思(conceive)、設計(design)、實施(implement)與運行(operate)，是在項目驅(qū)動下，學生自主完成設計、加工的全過程。學生成為真正的主體，教師從主導的角色演變?yōu)檩o導和服務的角色，只有在疑難問題的解答和建議、工具提供、資源保障等方面發(fā)揮作用。課程實現(xiàn)形式也可以是多樣化的：小組討論、自主學習、自主設計、課程答辯。這樣能充分調(diào)動學生的學習積極性，增強創(chuàng)新能力和團隊合作能力。

5 結(jié)語

近年來，工程訓練中心在硬軟件設施、教學方法上進行了有效探索，也取得了一些成績。但隨著教學任務的日益復雜化、學生需求的多樣化，必須再接再厲，進行新的探索和實踐，才能符合國家培養(yǎng)復合型人才的戰(zhàn)略、達到學校人才培養(yǎng)的方針目標。