試析郵電類高校金工實訓教學方法改革探索
徐豐羽 萬佑紅
論文摘要:金工實訓是理工科院校重要的實踐環節,旨在培養具有創新意識和創新能力的工程技術人才。在分析金工實訓教學現狀的基礎上,結合教學實踐,闡述了金工實訓教學在全面培養學生能力和綜合素質等方面所起的重要作用,并對郵電類高校學生金工實訓的教學內容和教學方法的改革方向進行了探索,提出了金工實訓教學的改革思路。
論文關鍵詞:金工實訓;教學改革;創新訓練
高校的工程訓練中心是以“實踐”為主要載體,培養學生工程設計、制造和創新等綜合能力的一體化實訓平臺。金工實訓是實現工程認知和基礎工程、現代工程以及工程創新三個層次的訓練。這三個平臺根據培養方案的需求,貫穿于整個本科教學階段,同時拓展到研究生和工程博士培養階段。每個工程訓練平臺之間既是密切聯系不可分割的又可以簡單劃分為三個階段(認知階段、熟悉階段和精練階段)。各階段可通過組合形成不同學校、不同專業所需的培養模塊。在金工實訓過程中,通過這種“模塊”形成有效的工程訓練體系。從需求的角度看,社會對具有創新精神、實踐和綜合能力較強的工程型大學畢業生非常渴望,國家和地方政府也非常重視大學生的創新能力、實踐能力和綜合能力的培養。很多學校制訂實施了“卓越工程師”培養計劃、“專業論證”計劃等,其目的都是為了提升大學生的創新能力、實踐能力和綜合能力。在這種大背景形勢下,許多高校紛紛成立工程訓練中心,目的是為學生營造一個具有工程場景的訓練環境,為國家培養更多的實踐型人才。以上所述的各種計劃都是從社會需求的角度培養復合型人才,其具體內容均涉及到金工實訓的教學改革,所以研究金工實訓的教學改革也十分必要。 郵電類高校學生是一個特殊的實訓對象,既要兼顧傳統的金工訓練又要體現出電子、通信類專業的特色。所以,在郵電類高校的金工實訓中要做到有特色的針對性實訓,就要求針對傳統的教學內容進行改革。本文還對教學方法進行了討論,并對相應的教學手段進行了研究,從而形成了金工實訓教學的改革思路,以期提高大學生的創新能力和生產實踐能力。
一、教學內容的改革
針對我國郵電類現代化人才的培養目標,在金工系列課程教學中增加了現代工程中所需的新內容,刪減了現有實訓的過時部分。結合學校實際情況,提高數控、加工中心等新設備實訓的比重。以車、鉗、銑、刨、磨、鑄、鍛、焊等傳統實訓方法為基礎,引入了最先進的金工實訓方法。結合21世紀的新型工業、企業要求具有綜合性素質人才的特征,樹立新的教育觀念,破除陳舊的實踐、實訓模式,以鍛煉本科生的工程技術應用能力為核心,注重綜合創新能力的培養,不斷改革實訓的教學內容,增加現代技術的含量。 1.結合社會需求,增加特色教學內容,向學生傳授具有專業技術特色的實訓業務 為增強培訓中心的特色,將實訓中心的加工裝備建設過程分成了多個階段。在一期建設中,注重傳統設備的積累,確保教學中不丟傳統知識;在二期建設中,增加了數控加工設備,包括數控加工中心、PCB電路板加工中心、數控系統、機器人示教系統,使學生在了解各種先進設備的同時能夠有更開闊的眼界,增加動手實踐的機會;在三期建設中,將數控系統和示教機器人教學與學院科研聯系在一起,結合研究方向,學院的科研團隊設計了一些控制系統,研制了一系列特種機器人,建立了示教機器人實驗室、工業機器人實驗室。 2.進一步加強引入現代化的設計方法、加工手段和制造工序 即將最先進的現代化理念融入到大學生的金工實訓教學中。現代化的設計方法,如并行設計,是在設計產品原型的過程中就開始考慮材料加工的各種工藝過程,在產品設計之初就開始進行市場調研、產品需求分析;在產品概念設計之初就考慮原材料計劃等環節。在綜合設計的基礎上,進行先進的加工和制造,進一步提高加工效率,節省加工成本,增加產品效益。通過現代化的教學方法和教學內容使學生明白:機器的制造既要著眼于工廠里的生產、制造活動和實驗室的科學研究,又要建立起現代化制造的大工程觀念,保持大局觀,建立正確的總體目標。 3.支持個性化的產品設計 通過特殊產品的設計、加工和制造,使大學生的動手能力得到鍛煉,使學生的綜合工程素質得到提高。在這個過程中,需增加生產實習中學生作品的類別。如果僅僅包括幾乎貫穿全國工科高校實訓的小榔頭產品,金工實習的內容就顯得十分單一,學生的思路也太狹窄。應該做到在教師設置的產品造型外,學生可以根據自己的需求設計并加工自己感興趣的產品,但該產品必須要經過指導教師的檢驗,確保達到緊扣教學大綱和切實訓練的目的。 從生活實踐可知,應用現實中實用的產品可大幅度提高學生的興趣,也更容易讓學生分析和理解。把學生的設計、產品的加工工藝和制造的任務融入到解決具體的實際工程問題上來,使學生更多地在真正的設計工程和加工環境氣氛中進行實踐活動。為了使學生得到更充分的鍛煉,指導教師應該更合理靈活地安排課時,在課程剛開始就布置各種作業,能夠讓學生充分了解自己整個實習過程中的任務。學生可根據自己的興趣,以自由組合的方式分成多個小組,也可以相近的幾個小組聯合在一起組建成模擬公司,也便于把最初獨立的分散的設計方法、加工手段融合成一個整體,使之貫穿于生產實踐的始終。這樣也有利于培養大學生獨立分析問題、解決問題和努力創新的綜合能力。例如:第1組負責產品的設計(設計部),第2組可負責工藝方案的制訂和編制(模擬工藝部),第3組負責實踐加工操作(模擬生產部)。每個小組在“生產”過程中都應與指導教師做好充分互動,在交流期間不間斷地修改、完善本組的方案,最終由指導教師把關,各小組之間互相監督、檢查(模擬質檢部門)。應用這種分組的形式能夠做到從構思到設計圖紙(包括加工工藝、加工工序)再到制造零件、部件,乃至整個產品生產的全過程都在“模擬公司”中進行了訓練。學生經過“模擬公司”的實踐能夠進一步整合課本上的理論知識,聯系到實踐生產中,有助于學生創新意識的培養和提高。同時,采用幾個小組聯合對產品的“質量”進行討論和檢驗,能夠讓學生在產品質量控制、培養協調管理能力等方面得到模擬鍛煉。同時,為了培養學生對產品模塊化分析的能力,了解個性化裝配、個性化訂制過程,建立個性化設計的思想,每個小組可分工設計不同的產品或零部件,最后組裝成各種功能成品,即不同功能、不同性價比的產品,這樣可以滿足社會對產品的多方面需求。
由于郵電類高校學生的學習、就業、工作都具有十分突出的學科、行業特點,其專業設置普遍偏向于通信、電子、自動化和計算機類方向,這就要求郵電類院校在專業課的實訓上一定要體現出自身的特點、突出特色。根據用人單位對不同專業學生的特殊技能的要求,郵電類高校金工實訓根據專業的特點實行了分類式、差別式的教學方法。 1.機械電子工程類專業、精密儀器科學、測控技術與儀器類專業 以上幾個專業的學生,在實習過程中應側重于機械設計基礎技術和創新設計能力的培養。根據往屆的經驗,建議實訓的時間至少達到4個星期。在實訓的初期,應全面地參加各種基礎工種,包括車、鉗、銑、刨、磨等常規的切削加工實訓,這樣學生可以對傳統的實習內容有了總體的了解;在實訓的中期,適當參加鑄、鍛、焊與熱處理等基本的熱加工、熱處理等實訓,可擴大學生在金屬材料方面的知識;在實訓的中后期,要抽出一定的時間完成相應的數控加工實訓,包括數控程序的編制、計算機仿真、現場的加工實驗,可使學生掌握各種先進的數控加工方法。在數控實訓過程中,還應安排自主的產品設計和加工,可獨立完成,也可在教師指導下進行創新訓練。總之,在機械類專業的學生實訓中,既要全面又要突出重點和特色。 2.通信、自動化、電氣和計算機類專業 通信、自動化和計算機類的實訓應注重特色教學內容。讓學生更多地參與數控加工操作、加工中心操作、控制系統的設計。在實訓過程中可多使用PCB電路板加工中心、機器人的專業加工、機器人焊接,結合電子設計軟件進行機器人示教系統實訓。另外,可應用多樣化的教學手段和教學方法,如采用多媒體、視頻教學、示教方法。在進行專業加工訓練的同時,盡可能多地聯系大型企業來進行參觀性教學,為避免影響正常生產活動,可進行視頻和參觀結合的方法。還可組織學生參觀先進的裝備展(如機床展、寶馬展),這樣能讓學生了解更多的國外、國內先進的制造裝備,以彌補學校對傳統加工裝備投入的不足。在通信電子類專業的學生實訓中,要突出特色,做到精益求精。 3.管理類、經濟類專業 管理專業學生的實訓重點是了解生產過程中所使用的各種機械加工設備,從總體上認識生產作業中所運用的加工方法、工藝、工序流程。在此基礎上,進行產品的成本控制、物料管理和產品數據的管理。針對郵電類高校金工實訓的基本要求和所要達到的目標,結合管理類專業學生特點,在教學環節上應當降低實訓過程中加工操作技術方面的要求,更側重訓練學生在生產制造過程方面的管理水平,著重要求撰寫制造過程的成本預算、決算、產品質量管理等方面的內容、實踐報告,并學會進行產品管理等方面的成本合理性論證。要從管理的角度重點培養學生的成本意識和質量意識,在實訓過程中始終向學生灌輸經濟效益是所有生產活動的主要目的之一,企業或部門的一切加工活動必須以取得經濟效益為目標進行,這就要求在教學過程中綜合產品的開發成本、市場需求、產品質量、銷售和利潤等經濟指標的概念,并將這些指標與生產實踐相聯系,使學生更好地理解提高生產效率與確保加工質量之間的關系。通過實訓過程中的教師引導和訓練,使郵電類高校學生了解企業成本管理的重要性,成本管理的運作情況直接影響生產過程是否順利;讓學生清楚企業產品質量是企業的命脈,引導學生從多方面查找影響產品質量的各種因素,并對不良因素及時分析形成的原因,找到最優解決方案。在管理類專業的學生實訓中,要求學生了解產品生產過程,弱化加工內容,突出產品質量、管理和銷售內容。
三、總結
根據郵電類高校金工實訓的特點及存在的問題,本文首先分析了金工實訓教學的現狀,進而對郵電類高校學生金工實訓教學內容的改革方法進行了簡單分析;將大的專業方向分為機械電子、儀器類,通信、自動化、計算機類和管理科學類,并對相應的教學方法進行了分析,為金工教學的改革方向提出了幾點參考性的思路。