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電子類應(yīng)用型本科金工實(shí)習(xí)教學(xué)改革探索
金工實(shí)習(xí)是學(xué)生走進(jìn)工程師教育的第一門實(shí)踐性課程，是工程教育最基本的工程實(shí)踐內(nèi)容，是卓越工程師成長(zhǎng)的引導(dǎo)性課程。那么，電子類應(yīng)用型本科如何改革金工實(shí)習(xí)教學(xué)呢？
1.前言
《金工實(shí)習(xí)》是正式進(jìn)入專業(yè)課學(xué)習(xí)之前的一門實(shí)踐性技術(shù)基礎(chǔ)必修課，其作用舉足輕重，它不僅將學(xué)生引導(dǎo)入工程師成長(zhǎng)的正常軌道，還將學(xué)生從感性認(rèn)識(shí)事物提升到改變和創(chuàng)造事物的高度。
但隨著時(shí)間的推移，各種新的加工方法和設(shè)備不斷涌現(xiàn)，《金工實(shí)習(xí)》課程教學(xué)也需要不斷的改革和發(fā)展，才能適應(yīng)當(dāng)前教學(xué)需求。
金工實(shí)習(xí)在課堂中通過對(duì)基本技能的講解和實(shí)踐，引發(fā)并抓住學(xué)生的好奇心;在課堂后，通過對(duì)某些零件的設(shè)計(jì)與制造，建立并提高學(xué)生對(duì)本專業(yè)的興趣，引導(dǎo)他們將思考帶到自己的項(xiàng)目設(shè)計(jì)制作中，對(duì)自己所做的項(xiàng)目可以勇敢地提出疑問，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)膭?chuàng)新探索，最終實(shí)現(xiàn)從實(shí)習(xí)到研習(xí)的轉(zhuǎn)變，完成授之以漁。
對(duì)多個(gè)學(xué)校金工實(shí)習(xí)的運(yùn)行情況進(jìn)行了考察，購(gòu)置了各種設(shè)備，并將新的《金工實(shí)習(xí)》課程體系運(yùn)行了兩年。
在新的課程體系中，將舊的課程教學(xué)目標(biāo)———“熟悉、理解、掌握金工實(shí)習(xí)知識(shí)，提高動(dòng)手能力”變?yōu)樾碌恼n程教學(xué)目標(biāo)———“通過課程學(xué)習(xí)，提高個(gè)人工程素養(yǎng)、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力”，總結(jié)凝練出“學(xué)生主導(dǎo)，專業(yè)教師、技能教師和實(shí)驗(yàn)室教師協(xié)助，通過知識(shí)和實(shí)踐的相互交叉，著重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，促進(jìn)工程素養(yǎng)和實(shí)踐能力共同發(fā)展”的實(shí)習(xí)教學(xué)理念。
這兩年的運(yùn)行已為我們提供了足夠的教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)，探索出了一條培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的方法和途徑，取得了良好的教學(xué)效果。
2.教學(xué)改革內(nèi)容
以往金工實(shí)習(xí)課程中，教師配備不合理;實(shí)習(xí)只是按照?qǐng)D紙制造加工出零件，對(duì)零件在整個(gè)系統(tǒng)中的作用和零件加工的具體要求并非了解;教材由于選用了其它學(xué)校的教材，其內(nèi)容并不適合我校電子類工科專業(yè)的實(shí)習(xí)，實(shí)習(xí)項(xiàng)目缺乏針對(duì)性，在較短的實(shí)習(xí)時(shí)間內(nèi)無法達(dá)到較好的實(shí)習(xí)效果。
這種舊的實(shí)習(xí)模式已經(jīng)嚴(yán)重影響了我校電子類本科學(xué)生自身實(shí)踐能力的培養(yǎng)，并不能激發(fā)學(xué)生的對(duì)事物的好奇心，影響了創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。
針對(duì)實(shí)習(xí)過程中存在的不足，我系購(gòu)入了大量的新設(shè)備，結(jié)合之前的教學(xué)大綱，修訂了2014版教學(xué)大綱，將電子類的金工實(shí)習(xí)課程進(jìn)行了分層次設(shè)計(jì)，并配備相應(yīng)的指導(dǎo)老師。
金工實(shí)習(xí)的指導(dǎo)老師主要分為四種:①知識(shí)面廣但實(shí)踐能力弱的專業(yè)教師，主要負(fù)責(zé)理論課的講授，并指導(dǎo)學(xué)生數(shù)控程序編寫，實(shí)習(xí)中管理學(xué)生按操作規(guī)范實(shí)習(xí);②技術(shù)能力強(qiáng)但知識(shí)面窄的技能教師，主要負(fù)責(zé)車床等的實(shí)際操作與演示、管理學(xué)生按操作規(guī)范實(shí)習(xí);③專業(yè)知識(shí)強(qiáng)的外聘專家，主要負(fù)責(zé)指導(dǎo)、培訓(xùn)專業(yè)教師和技能教師;④實(shí)驗(yàn)室管理強(qiáng)但知識(shí)面窄的實(shí)驗(yàn)室管理員，主要負(fù)責(zé)金工實(shí)習(xí)各種工具的發(fā)放與回收、管理學(xué)生按操作規(guī)范實(shí)習(xí)、安全教育等內(nèi)容。
2.1層次化實(shí)習(xí)教學(xué)方法
為了培養(yǎng)學(xué)生工程素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，在學(xué)校對(duì)金工實(shí)習(xí)總學(xué)時(shí)不變的情況下，改革金工實(shí)習(xí)的教學(xué)方法，采用層次化實(shí)習(xí)教學(xué)方法。
層次化實(shí)習(xí)教學(xué)方法是指將金工實(shí)習(xí)按照認(rèn)知訓(xùn)練、項(xiàng)目訓(xùn)練、項(xiàng)目創(chuàng)新訓(xùn)練三個(gè)層次，其中項(xiàng)目創(chuàng)新訓(xùn)練屬于課程的外延。
認(rèn)知訓(xùn)練以機(jī)械制造過程中相關(guān)的各種知識(shí)為基礎(chǔ)，包括各種機(jī)床的安全規(guī)章、操作與加工方法、機(jī)械制圖與識(shí)圖、加工工藝的編制、技術(shù)測(cè)量等訓(xùn)練內(nèi)容。
認(rèn)知訓(xùn)練是金工實(shí)習(xí)課程的核心內(nèi)容，是以培養(yǎng)學(xué)生的基本工程素養(yǎng)為目標(biāo)。
在金工實(shí)習(xí)上課前，學(xué)生完成工程制圖中識(shí)圖模塊、技術(shù)測(cè)量模塊的復(fù)習(xí)與回顧;完成機(jī)床的安全使用防護(hù);在實(shí)習(xí)的過程中，講解各種機(jī)床的安全規(guī)章、操作與加工方法和加工工藝，要求學(xué)生根據(jù)所要加工的零件分析并編制加工工藝。
項(xiàng)目訓(xùn)練是在認(rèn)知訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，通過一個(gè)具體加工項(xiàng)目，完成金工實(shí)習(xí)的訓(xùn)練方法。
該種方式是一種更為深入的實(shí)習(xí)訓(xùn)練，學(xué)生對(duì)各個(gè)零件在整個(gè)項(xiàng)目中的作用與功能會(huì)得到深刻的認(rèn)識(shí)與理解。
在該階段，核心內(nèi)容是完成零件的設(shè)計(jì)與加工工藝的編制，整個(gè)項(xiàng)目中系統(tǒng)的裝配與裝配工藝的編制。
項(xiàng)目創(chuàng)新訓(xùn)練是在認(rèn)知訓(xùn)練和項(xiàng)目訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，結(jié)合多個(gè)課程知識(shí)，確定一項(xiàng)實(shí)習(xí)項(xiàng)目的訓(xùn)練方法。
該方式是一種最為深入的實(shí)習(xí)訓(xùn)練，通過該實(shí)習(xí)訓(xùn)練，增強(qiáng)了學(xué)生的工程創(chuàng)新意識(shí)，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的好奇心，提高了學(xué)生對(duì)本專業(yè)的興趣。
在該階段，關(guān)鍵是完成圖紙的審閱與加工工藝的優(yōu)化。
項(xiàng)目創(chuàng)新訓(xùn)練是金工實(shí)習(xí)課程的外延，學(xué)生主要在科技競(jìng)賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、工程實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)和科研等項(xiàng)目的實(shí)施過程中，如需加工零件或裝配，只需與專業(yè)教師或者實(shí)驗(yàn)室管理員聯(lián)系，老師審閱圖紙后，學(xué)生進(jìn)行零件加工工藝或裝配工藝的編制，再與技能教師約定好時(shí)間，審核零件加工工藝或裝配工藝，完成零件加工工藝或裝配工藝的優(yōu)化，最終在技能教師的指導(dǎo)下完成零件的加工或裝配。
2.2模塊化零件制作方法
為了提高學(xué)生對(duì)本專業(yè)和金工課程的興趣，提高學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，改革金工實(shí)習(xí)的教學(xué)內(nèi)容，采用模塊化零件制造方法。
模塊化零件制造方法是指將零件加工分為若干個(gè)模塊，通過學(xué)生思考，采用集成創(chuàng)新的方法，選擇不同模塊進(jìn)行組合形成所需零件，編制并優(yōu)化與模塊特征相對(duì)應(yīng)的加工方法和工藝，在老師指導(dǎo)下完成零件的加工制作。
模塊化零件制造方法具體操作方法(以軸類零件為例說明)是:軸類零件一般有臺(tái)階、倒角、通孔、內(nèi)螺紋、外螺紋、端部半球體和椎體等多種特征，這些特征在較短的實(shí)習(xí)時(shí)間內(nèi)，是無法逐一完成，我們必須進(jìn)行取舍。
如果圖紙已經(jīng)確定好并發(fā)給了學(xué)生，那么這樣的實(shí)習(xí)，必然會(huì)導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)習(xí)興趣不高，最終無法完成金工實(shí)習(xí)的教學(xué)目標(biāo)，無法培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。
如果學(xué)生能積極發(fā)揮主觀能動(dòng)性，調(diào)動(dòng)自己的創(chuàng)新思維能力，根據(jù)各個(gè)零件在系統(tǒng)中的功能，對(duì)應(yīng)選擇相關(guān)特征繪制零件圖，由于每個(gè)特征都有其相對(duì)應(yīng)的工藝規(guī)程，這樣只需根據(jù)零件的特點(diǎn)和車床的類型，初步完成零件的加工工藝編制，通過專業(yè)教師的審核，在技能教師的指導(dǎo)下完成零件的加工。
2.3金工實(shí)習(xí)課程外延建設(shè)
金工實(shí)習(xí)課程外延建設(shè)，主要是指金工實(shí)習(xí)網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)。
由于金工實(shí)習(xí)課時(shí)很短，為了將更多的時(shí)間用于工程素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，學(xué)生需要在課前預(yù)習(xí)部分金工實(shí)習(xí)知識(shí)。
網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)可以確保課程的第三個(gè)教學(xué)層次———項(xiàng)目創(chuàng)新訓(xùn)練階段的順利完成。
網(wǎng)絡(luò)課程中主要包括各種機(jī)床的安全規(guī)章、操作與加工方法、機(jī)械制圖與識(shí)圖、加工工藝的編制、技術(shù)測(cè)量等各項(xiàng)知識(shí)，這些知識(shí)以視頻、動(dòng)畫等多種文檔格式發(fā)布到網(wǎng)上，方便學(xué)生預(yù)習(xí)與學(xué)習(xí)。
3.教學(xué)改革效果
此次的金工實(shí)習(xí)教學(xué)改革開始于2013年。
從運(yùn)行情況看，效果明顯，主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:①提高了學(xué)生的工程素養(yǎng)。
由于金工實(shí)習(xí)課程外延建設(shè)的逐步完善，縮短了學(xué)生認(rèn)知訓(xùn)練所需要的時(shí)間，保證了認(rèn)知訓(xùn)練和項(xiàng)目訓(xùn)練各項(xiàng)實(shí)習(xí)內(nèi)容的時(shí)間，提高了學(xué)生的工程素養(yǎng)。
②提高了學(xué)生多學(xué)科的創(chuàng)新能力。
通過項(xiàng)目訓(xùn)練，學(xué)生掌握了零件加工的一般方法和一定的創(chuàng)新思維，再加上項(xiàng)目創(chuàng)新訓(xùn)練，學(xué)生在工程實(shí)踐、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、學(xué)科競(jìng)賽和科研中有了更豐富的想法。
通過兩個(gè)層次的訓(xùn)練，學(xué)生能夠針對(duì)自己的項(xiàng)目綜合多個(gè)學(xué)科的知識(shí)，提出一種或者幾種零件結(jié)構(gòu)。
�、厶岣吡酥笇�(dǎo)教師實(shí)踐教學(xué)水平。
在三個(gè)階段的實(shí)習(xí)過程中，學(xué)生提出的各種零件結(jié)構(gòu)的想法，給專業(yè)教師帶來了更多的思考，在講解的過程中擴(kuò)展了實(shí)習(xí)的深度和廣度。
學(xué)生提出的各式的零件結(jié)構(gòu)和各異的加工工藝，也促進(jìn)了技能教師實(shí)踐能力的提升。
4.教學(xué)改革的進(jìn)一步探索
雖然這次教學(xué)改革的效果明顯，但仍需要做進(jìn)一步的改進(jìn)和提高，主要包括以下方面:①繼續(xù)完善金工實(shí)習(xí)課程外延建設(shè)。
今后需要將更多的資料，其中包括視頻、動(dòng)畫和項(xiàng)目上的一些零件的制作方法等文檔發(fā)布網(wǎng)上，為學(xué)生提供一個(gè)更為寬廣的創(chuàng)新平臺(tái)。
�、诰帉懡鸸�(shí)習(xí)教材。
現(xiàn)在的金工實(shí)習(xí)課本大多都是針對(duì)機(jī)械類或近機(jī)類專業(yè)，沒有針對(duì)電子類工科學(xué)生的金工實(shí)習(xí)教材，為了金工實(shí)習(xí)課程的順利開展，提高課堂教學(xué)效率，必須編寫一本適合電子類工科學(xué)生的金工實(shí)習(xí)教材。
�、劢ㄔO(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺(tái)。
為了能更好的利用工程訓(xùn)練中心，更有效的提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，需要以工程訓(xùn)練中心為核心建設(shè)一個(gè)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺(tái)。
5.結(jié)語
金工實(shí)習(xí)是實(shí)踐性教學(xué)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是以項(xiàng)目為中心的實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)性環(huán)節(jié)，但它又是一項(xiàng)綜合性的實(shí)踐課程，涉及多個(gè)學(xué)科、多位教師、多種設(shè)備、多種教學(xué)方法等多方面內(nèi)容，因此需要根據(jù)時(shí)代的不同，不斷地進(jìn)行教學(xué)改革，不斷地實(shí)踐和總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。
本次進(jìn)行的教學(xué)改革是以改革金工實(shí)習(xí)教學(xué)模式和課堂組織方式作為主要內(nèi)容，尋求學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的方法和途徑為目標(biāo)的金工教學(xué)改革，符合學(xué)校的建設(shè)應(yīng)用型本科的教學(xué)理念。
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