模块化教学在金工实习教学改革的探讨巍
范丽荣+邱晓云+任翀+侯学+元张
[摘 要]金工实习一直秉承“学习知识，提高素质，增强实践能力，培养学生创新意识和创新能力”的教学理念，在培养学生的创新意识和工程实践能力方面发挥着不可替代的作用。近年来，教学理念从传授知识向培养创新能力转变；实习内容从传统机械加工向现代工程训练转变。目前，非机械类专业实习为两周，时间短、内容多、实习效果不太理想。金工实习教学以“学习工艺知识，提高动手能力，改变思想作风”为主要理念，正朝着“学习工艺知识，提高综合素质，增强工程实践能力，培养创新精神和创新能力”的目标发展。
[关键词]金工实习；项目化；模块化；教学改革
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）04-0158-02
金工实习是高等工科院校的一门重要的实践性教学环节。在实习过程中，学生认识了各种材料和各类机床，掌握了各种设备的操作要领；观察力、综合运用能力、动手能力、创造力以及对未来工作的适应能力都得到了锻炼。通过生产实践，学生不仅学习了生产工艺知识，在组织纪律、劳动观点、理论联系实际、爱护公共财产、经济观点和品质意识等方面也得到了教育。因此金工实习在培养学生综合素质、实践能力和创新意识中，起着非常重要的作用。
一、现状
随着科技的不断发展和进步，多种学科和技术的交叉融合已经是技术创新和产品更新的主要手段和方向。特别是信息技术的迅猛发展以及向制造业的不断渗入，使得机械制造成为集机械、电子、光学、信息、材料等新技术的综合体。金工实习的教学内容已经在单一传统内容的基础上增加了数控加工、特种加工、快速成型等现代制造技术内容，极大地丰富了教学内容。但是随着实习内容的不断扩充，学生的实习时间却相对减少了，学生自己没有时间动手体验，学习兴趣得不到提升，创新能力得不到培养。因此，对金工实习课程的改革势在必行。
我校金工实习课程采用连续集中式的学习方式，非机类专业学习周期最长为两周，机类专业学习4周，学习内容涵盖传统加工工种和先进制造技术。传统工种包括车工、铣工、刨工、钳工、铸工、锻工、焊工；先进制造技术包括数控车、数控铣、线切割、快速成型、宇龙仿真软件、激光加工、CAXA自动编程等，具体如表一所示。
表一
■
在表一中，车工学习2.5天；钳工和铸工各学习1.25天；铣工和刨工合并学习1.25天；锻工和焊工合并学习1.25天；数控车、数控铣、数控雕铣、线切割、激光加工、CAXA自动编程和宇龙仿真软件这7项教学内容并没有单独安排的学习时间，而是合并在一起，数控车0.5天，数控铣和数控铣雕0.5天，线切割和激光加工内容一共0.5天，CAXA制造工程师0.5天，宇龙仿真0.5天。由于各工种相互独立，没有工艺上的衔接，大部分内容只能是走马观花，学生只观其表，不明就里。现行实习方案虽然紧跟主流技术工艺的更新潮流，但没有真正脚踏实地。整个过程存在诸多不足：内容偏多、时间仓促，学生易感觉“金工实习就是流于形式”；每工种学习没有目标，不能培养学生的工程实践能力和创新意识；由于内容偏多，指导教师主讲占了很大一部分时间，学生自主实训时间偏少，有悖于实践教学的初衷。
二、新教学方案探索
鉴于我校现行金工实习课程实施方案的不足，为了更好地促进教学工作，真正发挥工程实践不可替代的优势，金工教研室进行了以下探索：现在所开设的实习教学内容项目化、模块化，去除个别工种，每个模块的侧重点不同，每个模块以完成某一项目为目的的形式进行，每位学生用自己的作品来进行成绩评定。
A模块内容：车工、钳工、铣工，是传统冷加工项目。实习地点在机加一车间和二车间；实习时间为5天，必选项。完成项目为榔头和手柄的加工，榔头和手柄用螺纹连接，榔头由铣工和钳工综合完成；手柄由车工完成，运用车削圆弧，螺纹、切槽、滚花等工序。整个加工过程各工种的综合应用，体现了各工种相互衔接，相互配合的特点，工序间的合理安排，保证了整个实习的一贯性和延续性，体现了以传统工艺为主的基本思路。以上三个工种在机械制造行业都是非常重要的内容，以项目的形式让学生来完成有利于提高学生的学习兴趣和教学质量。每个学生通过5天的实习，可以有自己的作品，在指导教师对其成绩评定后发还学生。
B模块内容：数控车、宇龙仿真软件、线切割、激光加工，实习时间2.5天，可选模块。此模块用数控车和宇龙仿真软件配合教学。由于数控车床数量较少，不能实现一人一机，仿真软件的应用提高了学生数控编程能力、机床操作能力。学生可自行设计符合车削工艺的回转类零件，这样通过仿真软件的验证和模拟，机床有效使用时间得以延长，操作的危险系数降低，实践教学达到事半功倍的效果。激光加工和线切割属特种加工，是先进制造的有益延伸，设备易操作、上手快，通过较短时间的学习每位学生都能有自己的作品，学生对此非常感兴趣。这既拓宽了学生的知识面，也培养了学生的创新意识，为学生下一步的创新设计和毕业设计提供了平台。
C模块内容：数控铣（数控铣雕、加工中心）、CAXA制造工程师、快速成型技术（又称3D打印），实习时间2.5天，可选模块。学生先用手工编程将毛坯铣削成手章规定尺寸，应用CAXA制造工程师自动编程生成自己姓名的程序，传输至数控铣床上加工出产品；学生用CAXA软件自行设计零件，再将零件保存为STL格式，并传输至快速成型机加工，由于快速成型技术是基于离散/堆积的思想，用积分法原理来制造三维实体的，所加工零件与其自身复杂程度无关，学生可以发挥想象设计零件，然后输出到快速成型设备上逐层填充，再沿高度方向上粘结叠加，逐步成型三维实体。学生在实习结束时就会有自己设计加工的手章，3D打印出的三维零件模型，指导教师评定完成绩后发还学生。
D模块内容：铸造、锻造、焊接，实习时间2.5天，可选模块。此模块是传统的热加工模块。铸造是获得毛坯最重要的方法，各种机械的机体、底座、机架、箱体、工作台等主要部件大都采用铸造制成。我校以典型的砂型铸造为主，学生以小组完成手轮的铸造为目的。锻造是金属在固态下流动成型的，锻件的复杂程度不及铸件，但其具有良好的内部组织，优良的力学性能，一般用于机械中的传动零件和承受重载或复杂载荷的零件。学生应用自由锻为A模块加工榔头毛坯，体现了工种之间的相互衔接，工艺流程的完整性。焊接常用于永固连接，以手工电弧焊为主，进行平焊、立焊的练习，学生用各种不规则形状的材料进行创新焊接作业，作品可带走。
D模块内容：铸造、锻造、焊接，实习时间2.5天，可选模块。此模块是传统的热加工模块。铸造是获得毛坯最重要的方法，各种机械的机体、底座、机架、箱体、工作台等主要部件大都采用铸造制成。我校以典型的砂型铸造为主，学生以小组完成手轮的铸造为目的。锻造是金属在固态下流动成型的，锻件的复杂程度不及铸件，但其具有良好的内部组织，优良的力学性能，一般用于机械中的传动零件和承受重载或复杂载荷的零件。学生应用自由锻为A模块加工榔头毛坯，体现了工种之间的相互衔接，工艺流程的完整性。焊接常用于永固连接，以手工电弧焊为主，进行平焊、立焊的练习，学生用各种不规则形状的材料进行创新焊接作业，作品可带走。
三、教改意义
新旧教学模式比较，新模式的教学内容紧凑，多以模块化进行，在培养学生的创新意识和工程实践能力方面更好地发挥了作用，在B、C、D三个模块中选择两个学习，总工种数量由原来的14个变成9个;新模式均以项目的形式进行，每个项目学生必须亲自完成，每个学生在两周学习结束会有7个自己的作品带走。这极大地激发了学生的积极性，教学管理也易于进行，学生的创新能力得到很好的培养。
通过合理的时间调整，有效延长先进制造技术各工种的实习时间，使学生有重点的进行选择性学习，改善了“金工实习流于形式”的局面;对作品进行成绩评定，真实客观，有利于检验各工种的实习效果，达到学以致用、融会贯通的目的，是学生实习过程的真实体现，更加能促进实习效果的提升。新方案的实施使得每轮都有个别教师出现没课的情况，这增加了教师外出培训交流的时间，提升了教学队伍的整体业务水平，使得每位指导教师能更好地服务于教学工作，改善了指导教师自身的知识结构;缓解了指导教师与实习学生人数比的矛盾，使学生能够得到更加及时地指导和帮助。
四、结束语
金工实习教学以“学习工艺知识，提高动手能力，改变思想作风”为主要理念，目前正朝着“学习工艺知识，提高综合素质，增强工程实践能力，培养创新精神和创新能力”的目标发展。对我校金工实习课程体系、内容的改革和有益探索，通过教学实践取得了较明显的教学效果。金工实习课程在全校工科类专业开设，辐射面广，让更多的学生了解并应用了新工艺、新技术，为参加挑战杯等各类创新比赛的学生、设计类专业毕业设计、创新设计的学生等提供了平台。应发挥我工程训练中心的优势，充分利用现有设备提高办学质量和效益，更好地服务全校师生。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 马旭，汪全友，邹益民.非机类专业金工实习教改探索与实践[J].中国现在教育装备，2012（5）：68-70.
[2] 林健.谈实施“卓越工程师培养计划”引发的若干变革[J].中国高等教育，2010（17）：30-32.
[3] 龚园，梅丹.工科高校金工实习教学体系改革研究[J].中国电力教育，2013（2）：129-130，148.
[4] 李素燕，王磊，梁志强.现代加工技术训练教学的改革与实践[J].教育探索，2013（12）：46-47.
[5] 郭健禹，陈晓梅.模块化创新型工程训练体系探讨[J].吉林工程技术师范学院学报，2011（27）：36-38.
[6] 吴鉴，任翀.工程实践（第一版）[M].武汉：华中科技大学出版社，2009.
[7] 张学政，李家枢.金属工艺学实习教材（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2005.
[责任编辑：陈 明]
[摘 要]金工实习一直秉承“学习知识，提高素质，增强实践能力，培养学生创新意识和创新能力”的教学理念，在培养学生的创新意识和工程实践能力方面发挥着不可替代的作用。近年来，教学理念从传授知识向培养创新能力转变；实习内容从传统机械加工向现代工程训练转变。目前，非机械类专业实习为两周，时间短、内容多、实习效果不太理想。金工实习教学以“学习工艺知识，提高动手能力，改变思想作风”为主要理念，正朝着“学习工艺知识，提高综合素质，增强工程实践能力，培养创新精神和创新能力”的目标发展。
[关键词]金工实习；项目化；模块化；教学改革
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）04-0158-02
金工实习是高等工科院校的一门重要的实践性教学环节。在实习过程中，学生认识了各种材料和各类机床，掌握了各种设备的操作要领；观察力、综合运用能力、动手能力、创造力以及对未来工作的适应能力都得到了锻炼。通过生产实践，学生不仅学习了生产工艺知识，在组织纪律、劳动观点、理论联系实际、爱护公共财产、经济观点和品质意识等方面也得到了教育。因此金工实习在培养学生综合素质、实践能力和创新意识中，起着非常重要的作用。
一、现状
随着科技的不断发展和进步，多种学科和技术的交叉融合已经是技术创新和产品更新的主要手段和方向。特别是信息技术的迅猛发展以及向制造业的不断渗入，使得机械制造成为集机械、电子、光学、信息、材料等新技术的综合体。金工实习的教学内容已经在单一传统内容的基础上增加了数控加工、特种加工、快速成型等现代制造技术内容，极大地丰富了教学内容。但是随着实习内容的不断扩充，学生的实习时间却相对减少了，学生自己没有时间动手体验，学习兴趣得不到提升，创新能力得不到培养。因此，对金工实习课程的改革势在必行。
我校金工实习课程采用连续集中式的学习方式，非机类专业学习周期最长为两周，机类专业学习4周，学习内容涵盖传统加工工种和先进制造技术。传统工种包括车工、铣工、刨工、钳工、铸工、锻工、焊工；先进制造技术包括数控车、数控铣、线切割、快速成型、宇龙仿真软件、激光加工、CAXA自动编程等，具体如表一所示。
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在表一中，车工学习2.5天；钳工和铸工各学习1.25天；铣工和刨工合并学习1.25天；锻工和焊工合并学习1.25天；数控车、数控铣、数控雕铣、线切割、激光加工、CAXA自动编程和宇龙仿真软件这7项教学内容并没有单独安排的学习时间，而是合并在一起，数控车0.5天，数控铣和数控铣雕0.5天，线切割和激光加工内容一共0.5天，CAXA制造工程师0.5天，宇龙仿真0.5天。由于各工种相互独立，没有工艺上的衔接，大部分内容只能是走马观花，学生只观其表，不明就里。现行实习方案虽然紧跟主流技术工艺的更新潮流，但没有真正脚踏实地。整个过程存在诸多不足：内容偏多、时间仓促，学生易感觉“金工实习就是流于形式”；每工种学习没有目标，不能培养学生的工程实践能力和创新意识；由于内容偏多，指导教师主讲占了很大一部分时间，学生自主实训时间偏少，有悖于实践教学的初衷。
二、新教学方案探索
鉴于我校现行金工实习课程实施方案的不足，为了更好地促进教学工作，真正发挥工程实践不可替代的优势，金工教研室进行了以下探索：现在所开设的实习教学内容项目化、模块化，去除个别工种，每个模块的侧重点不同，每个模块以完成某一项目为目的的形式进行，每位学生用自己的作品来进行成绩评定。
A模块内容：车工、钳工、铣工，是传统冷加工项目。实习地点在机加一车间和二车间；实习时间为5天，必选项。完成项目为榔头和手柄的加工，榔头和手柄用螺纹连接，榔头由铣工和钳工综合完成；手柄由车工完成，运用车削圆弧，螺纹、切槽、滚花等工序。整个加工过程各工种的综合应用，体现了各工种相互衔接，相互配合的特点，工序间的合理安排，保证了整个实习的一贯性和延续性，体现了以传统工艺为主的基本思路。以上三个工种在机械制造行业都是非常重要的内容，以项目的形式让学生来完成有利于提高学生的学习兴趣和教学质量。每个学生通过5天的实习，可以有自己的作品，在指导教师对其成绩评定后发还学生。
B模块内容：数控车、宇龙仿真软件、线切割、激光加工，实习时间2.5天，可选模块。此模块用数控车和宇龙仿真软件配合教学。由于数控车床数量较少，不能实现一人一机，仿真软件的应用提高了学生数控编程能力、机床操作能力。学生可自行设计符合车削工艺的回转类零件，这样通过仿真软件的验证和模拟，机床有效使用时间得以延长，操作的危险系数降低，实践教学达到事半功倍的效果。激光加工和线切割属特种加工，是先进制造的有益延伸，设备易操作、上手快，通过较短时间的学习每位学生都能有自己的作品，学生对此非常感兴趣。这既拓宽了学生的知识面，也培养了学生的创新意识，为学生下一步的创新设计和毕业设计提供了平台。
C模块内容：数控铣（数控铣雕、加工中心）、CAXA制造工程师、快速成型技术（又称3D打印），实习时间2.5天，可选模块。学生先用手工编程将毛坯铣削成手章规定尺寸，应用CAXA制造工程师自动编程生成自己姓名的程序，传输至数控铣床上加工出产品；学生用CAXA软件自行设计零件，再将零件保存为STL格式，并传输至快速成型机加工，由于快速成型技术是基于离散/堆积的思想，用积分法原理来制造三维实体的，所加工零件与其自身复杂程度无关，学生可以发挥想象设计零件，然后输出到快速成型设备上逐层填充，再沿高度方向上粘结叠加，逐步成型三维实体。学生在实习结束时就会有自己设计加工的手章，3D打印出的三维零件模型，指导教师评定完成绩后发还学生。
D模块内容：铸造、锻造、焊接，实习时间2.5天，可选模块。此模块是传统的热加工模块。铸造是获得毛坯最重要的方法，各种机械的机体、底座、机架、箱体、工作台等主要部件大都采用铸造制成。我校以典型的砂型铸造为主，学生以小组完成手轮的铸造为目的。锻造是金属在固态下流动成型的，锻件的复杂程度不及铸件，但其具有良好的内部组织，优良的力学性能，一般用于机械中的传动零件和承受重载或复杂载荷的零件。学生应用自由锻为A模块加工榔头毛坯，体现了工种之间的相互衔接，工艺流程的完整性。焊接常用于永固连接，以手工电弧焊为主，进行平焊、立焊的练习，学生用各种不规则形状的材料进行创新焊接作业，作品可带走。
D模块内容：铸造、锻造、焊接，实习时间2.5天，可选模块。此模块是传统的热加工模块。铸造是获得毛坯最重要的方法，各种机械的机体、底座、机架、箱体、工作台等主要部件大都采用铸造制成。我校以典型的砂型铸造为主，学生以小组完成手轮的铸造为目的。锻造是金属在固态下流动成型的，锻件的复杂程度不及铸件，但其具有良好的内部组织，优良的力学性能，一般用于机械中的传动零件和承受重载或复杂载荷的零件。学生应用自由锻为A模块加工榔头毛坯，体现了工种之间的相互衔接，工艺流程的完整性。焊接常用于永固连接，以手工电弧焊为主，进行平焊、立焊的练习，学生用各种不规则形状的材料进行创新焊接作业，作品可带走。
三、教改意义
新旧教学模式比较，新模式的教学内容紧凑，多以模块化进行，在培养学生的创新意识和工程实践能力方面更好地发挥了作用，在B、C、D三个模块中选择两个学习，总工种数量由原来的14个变成9个;新模式均以项目的形式进行，每个项目学生必须亲自完成，每个学生在两周学习结束会有7个自己的作品带走。这极大地激发了学生的积极性，教学管理也易于进行，学生的创新能力得到很好的培养。
通过合理的时间调整，有效延长先进制造技术各工种的实习时间，使学生有重点的进行选择性学习，改善了“金工实习流于形式”的局面;对作品进行成绩评定，真实客观，有利于检验各工种的实习效果，达到学以致用、融会贯通的目的，是学生实习过程的真实体现，更加能促进实习效果的提升。新方案的实施使得每轮都有个别教师出现没课的情况，这增加了教师外出培训交流的时间，提升了教学队伍的整体业务水平，使得每位指导教师能更好地服务于教学工作，改善了指导教师自身的知识结构;缓解了指导教师与实习学生人数比的矛盾，使学生能够得到更加及时地指导和帮助。
四、结束语
金工实习教学以“学习工艺知识，提高动手能力，改变思想作风”为主要理念，目前正朝着“学习工艺知识，提高综合素质，增强工程实践能力，培养创新精神和创新能力”的目标发展。对我校金工实习课程体系、内容的改革和有益探索，通过教学实践取得了较明显的教学效果。金工实习课程在全校工科类专业开设，辐射面广，让更多的学生了解并应用了新工艺、新技术，为参加挑战杯等各类创新比赛的学生、设计类专业毕业设计、创新设计的学生等提供了平台。应发挥我工程训练中心的优势，充分利用现有设备提高办学质量和效益，更好地服务全校师生。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 马旭，汪全友，邹益民.非机类专业金工实习教改探索与实践[J].中国现在教育装备，2012（5）：68-70.
[2] 林健.谈实施“卓越工程师培养计划”引发的若干变革[J].中国高等教育，2010（17）：30-32.
[3] 龚园，梅丹.工科高校金工实习教学体系改革研究[J].中国电力教育，2013（2）：129-130，148.
[4] 李素燕，王磊，梁志强.现代加工技术训练教学的改革与实践[J].教育探索，2013（12）：46-47.
[5] 郭健禹，陈晓梅.模块化创新型工程训练体系探讨[J].吉林工程技术师范学院学报，2011（27）：36-38.
[6] 吴鉴，任翀.工程实践（第一版）[M].武汉：华中科技大学出版社，2009.
[7] 张学政，李家枢.金属工艺学实习教材（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2005.
[责任编辑：陈 明]
