理工科专业金工实训教学改革与实践
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摘 要
金工实训是理工科专业实训教学的重要实践环节，对培养学生的动手实践和创新能力具有重要意义。以提高学生实训的兴趣、增强学生的工程实践和创新能力以及综合素质为出发点，根据金工实训的教学存在的主要问题和理工科专业学生的学习实际，对嘉应学院金工实训课程从课程体系、教学内容、教学方法和评价考核方式等方面进行了改革与创新实践研究，以此来提高金工实训的教学质量。
关键词
金工实训;理工科专业;教学改革;创新实践
中图分类号： G712 文献标识码： 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
金工实训是高等院校理工科专业学生学习机械制造系列课程的必修课程[1]，是理工科专业的重要实践教学环节，对增强理工科专业学生实践动手能力、理论联系实际能力和思维创新能力具有重要的作用[2-3]。随着新材料、新工艺和新技术的发展，特别是计算机技术在制造业中的应用，金工实训传统的教学理念正由学习工艺知识、提高动手能力向学习工艺知识、增强工程实践能力和提高综合素质、培养创新能力转变[4-5]。为了顺应新时代的要求，我们根据嘉应学院物理与光信息科技学院的理工科专业学生的机械基础知识和学习的实际情况以及现有的教学资源，调整了金工实训的教学内容，完善了金工实训教学方法，建立了实训教学评价考核方式，在实训教学中建立金工实训课程教学新体系，提高了实训教学质量。
1 金工實训教学存在的主要问题
金工实训是一门实践性很强的技术基础课[6-7]，课程主要讲授机械制造相关知识，使学生掌握钳工、车工等方面的基本原理和基本操作技能。结合物理与光信息科技学院的金工实训的实际教学研究发现，目前金工实训教学存在以下几个问题。
1.1 实训教学内容单一传统
金工实训教学内容主要包括钳工和车工实训两个部分。教师在一周的实训时间对钳工和车工传统加工的方法原理和基本操作向学生进行理论讲授和实际操作演示，如在钳工实训中，学生需要在两天时间内了解锉刀和钳工钻、铰以及攻套丝所用相关刀具的种类、规格和选用、锉锯削姿势、锉锯削和钻铰孔以及攻套丝的方法和质量的检查，掌握划线、锉削、锯削、钻孔、铰孔、攻丝和套丝、装配等主要操作内容，都是单一或传统的加工技能训练。学生对传统的金工实训内容的学习兴趣普遍不高，影响了实训的教学质量，同时金工实训中的传统加工内容已不能满足现代企业对人才的需求。
1.2 实训教学方式和考核方式单一，无法调动学生实训的兴趣和积极性
由于嘉应学院物理与光信息科技学院的三个理工科专业并非是机械类专业，嘉应学院物理与光信息科技学院将金工实训课程安排在第三学期。学生虽然第一学期学习过关于机械制图的知识，但是在机械零件识图方面、加工工艺和加工程序的编写上缺乏理论学习和实际锻炼。如在数控车床实训中，采用以教师为中心讲授数控机床的组成部分、工作原理、加工工艺和程序编写以及操作要点，学生被动接受知识的传统教学方式，同时受场地和多媒体设备的限制，缺乏直观教学的讲解。在教师讲解完成后安排时间让学生进行数控机床的常规操作，显得过于枯燥和乏味，且实训主要是检查学生的加工成品，缺乏对实训实际操作技能过程的考核，实训考核方式单一，无法调动学生实训的积极性和激发学生的实训热情。
1.3 实训教学缺乏创新能力的培养
学生完成教师布置统一的加工工件任务，主要考察加工成品的质量、工艺满足图纸要求的情况程度，缺乏自主设计加工程序、加工工艺的过程，让学生认为金工实训仅仅是为了加工某一个零件而已，不具有知识含量，忽视创新实践应用能力的培养。 2 金工实训教学的改革与创新实践
针对当前金工实训教学存在的主要问题，为了更好地推动嘉应学院理工科专业金工实训教学的开展，我们根据理工科专业学生的机械基础知识和学习的实际情况以及现有的教学资源，对实训课程体系、教学内容与教学方法以及实训评价考核方式进行了改革与创新实践，调整和丰富实训教学内容和教学方法。
2.1 实训课程体系改革
将金工实训课程分为基础操作技能训练和综合项目技能训练。如在数控机床实训课程中，提供典型的加工特征，针对学生缺乏机械零件识图的现象，引导学生加强机械零件识图能力的学习和进行工艺分析、编制工艺文件以及加工程序，并指导学生加工生产典型加工零件。掌握典型的加工特征后，安排学生根据所学理论知识自行设计加工综合零件，形成系统的实训过程。结合我校的实训设备的实际情况，我们丰富了实训教学内容。如在钳工实训课程中，在现有的划线、锉锯削、钻铰孔、攻套丝以及装配上，增加先进制造技术的认识，通过老师在课堂的讲解和演示，使学生了解现代机械制造有关的新的加工工艺和方法以及发展趋势。整个实训课程体现由浅入深，从单一到综合，系统培养学生整合理论知识能力和创新实践能力。
2.2 合理安排实训教学内容
实训教学内容的安排遵循从单一化到系统化，从局部到整体，增强学生实训兴趣的原则。数控车床实训课程的主要内容：数控加工的安全操作规范、数控车床的工作原理、主要组成部分及其作用、数控车床的坐标系统、机床面板各键和按钮的功能及用途、数控车床的操作基本要求和规范操作步骤、加工零件的工艺过程、数控编程基本指令、零件加工程序的编写和输入方法、倒角零件练习、圆弧零件练习、螺纹零件练习、切槽和切断零件练习、台阶零件练习、综合项目自主设计训练、考核工件。
钳工实训课程的主要内容：安全文明生产知识、钳工常用工具和量具、划线技艺、锉锯削技艺、钻铰孔技艺、攻套丝技艺、制作键销、制作六角螺帽、手摇冲床的技能综合训练。在原有的钳工实训教学内容中增加数控电火花线切割加工实训教学，使学生了解新的加工工艺和方法，开拓视野，激发实训的兴趣。
2.3 教学方法改革创新
在金工实训教学内容的改革基础上，我们对教学方法进行了整体改革创新。
改进后的教学方法，注重基础技能训练和综合创新训练，将现代教学技术方法和多媒体资源融入实践教学中去，形成以学生为中心，以技能强化为主导、理论知识为指导的新模式，增加学生实训的兴趣和主动性。
2.3.1 基础操作技能项目训练
在实训教学设计中，以学生为中心，首先进行学情分析，了解学生掌握基础知识的情况，选取适合学生掌握的典型零件或来自现代企业的经典产品作为基础操作技能训练教学的项目。其次合理安排授课计划和教学方式，穿插介绍CAD、PRO/E等在工程的应用，引导学生加强机械零件识图能力的学习，提高学生机械零件识图和创新实践的能力，注重培养学生在实训中发现和解决问题的能力以及树立安全生产意识。最后在讲授实训教学内容中，教师注重基础知识间的联系，积极引导学生思考，激发学生实训兴趣。例如： 在钳工实训中的丝锥攻内螺纹，运用的是理论力学课程中的力偶知识。在教学实践中，区别于传统的课堂教学，首先以3～5人为小组，选定组长进行实训安全操作注意事项的检查（如佩戴好实训安全帽）及学习通签到以提高实训效率。其次以小组学生的独立操作、互相讨论为主，辅以教师演示和理论指导。采用启发式教学方法[8]，注重学生基础操作技能的训练，以技能强化为主导，在动手操作的过程中增加难度，启发学生将所学知识和技能解决遇到的操作问题，加深学生对知识的理解和运用。
2.3.2 综合项目创新训练
为充分调动学生的实训兴趣，明确实训目标，提高学生自主学习的能力，在金工实训教学中我们开设了2个创新训练的综合项目内容，即手摇冲床制作和制作包括锥度、圆弧、台阶、凹槽、螺纹等特征数控加工的综合工件。学生在完成基础操作技能训练后，以 3～5 人为小组，各小组自主选择任一创新训练综合项目进行小组讨论和制作的形式进行综合项目的创新训练。采用任务驱动教学方法[9]，各小组学生自主讨论交流设计综合项目的加工工艺和环节，同时辅以教师指导，在实践教学中加强教学管理，让学生自主完成综合项目的整个制作过程。在此过程中明确实训目标，充分发挥学生自主学习的能力，激发学生实训的兴趣，培养学生的动手实践能力和创新实践能力，提高了实训的教学效果。
2.3.3 多媒体课件制作
针对以往现场讲授和演示，缺乏直观教学的枯燥讲解的教学形式，利用多媒体资源制作了图文并茂的多媒体课件和录制了操作要点和加工视频，在课堂播放演示，增加学生的感性认识。图片内容主要包括各种工具和量具、钳工实训工种的站姿和操作要点以及六角螺帽的制作工艺等、数控机床的组成部分、坐标系统、机床面板各键和按钮的功能及用途等;视频的主要内容包括安全操作规程和注意事项，钳工各工种操作的规范姿势和动作要领、数控车床轴类零件的加工工艺视频和数控电火花线切割加工的实例等。这种集图像、视频于一体的教学课件，可帮助学生更易于理解实训的加工原理和过程，让本来枯燥无味的内容赋予动感，变得更直观，从而能够极大地增强学生参与实训的兴趣，提高教学效果。同时把制作的多媒体课件和视频放到超星学习通上，供学生在课前预习，帮助学生增强金工实训的直观理解，提高學生实训的兴趣。此外，通过学生在超星学习通上提问和教师解答的方式，提高学生学习的效率，拓宽学生的知识面。
3 实训评价考核方式的改革
实训评价考核方式是实训顺利完成的保障，以往金工实训评价考核成绩由平时课堂考勤和实训报告组成。主要是检查学生的加工成品，缺乏对实训实际操作技能过程的考核，难以掌握学生的实践动手能力和保证实训的效果。因此需要对实训的评价考核方式进行改革。改革后的评价考核方式由平时成绩（占10%）、实际操作成绩（占50%）、综合素质（占10%）和实训报告（占30%）四个部分组成。其中，平时成绩由课堂考勤和课堂纪律组成;实际操作成绩由教师通过现场操作考核、完成实训项目和工件质量考核组成，如根据加工工件尺寸符合图纸的要求程度给出对应的分数;综合素质主要考察实训综合创新训练项目的加工工艺设计和实践动手能力;实训报告由实训基本操作原理、加工工艺制定和数控加工程序的掌握程度决定的。改革后的实训评价考核方式考察了学生实训的掌握程度和过程，极大地调动了学生实训的积极性，提高了实训教学效果。
4 结语
随着新时代科学技术的不断飞速发展，如何提高教学质量、增强学生的工程实践能力、综合素质和培养创新能力成为金工实训的教学改革的关键。通过对嘉应学院物理与光信息科技学院理工科专业金工实训课程的实训课程体系、教学内容与教学方法和实训评价考核方式进行改革与创新实践，学生能较容易学习和掌握机械制造系列的相关基础知识，增强了学生参与实训的兴趣和动手实践操作能力，培养了学生的创新实践能力和工程基础综合素质，提高了实训教学质量。只有不断深化教学改革，探索实训教学新模式，充实与完善金工实训教学体系，才能培养出适合新时代要求的高素质创新型应用人才[10]。
参考文献
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