王 玲,丁友偉,李伯奎
(淮陰工學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院,江蘇 淮安 223003)
金工實(shí)習(xí)是一門獨(dú)立的實(shí)踐能力訓(xùn)練課程,具有知識(shí)面廣、綜合性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)。這些特點(diǎn),使其成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的一個(gè)具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的教學(xué)環(huán)節(jié)。
在高等工科院校中,機(jī)械類學(xué)生金工實(shí)習(xí)時(shí)間一般為4~5周,為了方便后續(xù)的專業(yè)基礎(chǔ)課及專業(yè)課的學(xué)習(xí),金工實(shí)習(xí)一般安排在第三學(xué)期。由于低年級(jí)學(xué)生缺少專業(yè)知識(shí),金工實(shí)習(xí)更多的是著眼于學(xué)生的基本技能訓(xùn)練,以及獲取必要的工藝知識(shí)。但是換一個(gè)角度而言,處于學(xué)業(yè)成長(zhǎng)階段的青年學(xué)生,具有可塑性強(qiáng)、限制框架少、觀念新等特點(diǎn),如果教學(xué)方法得當(dāng),金工實(shí)習(xí)將成為學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的良好課堂,長(zhǎng)時(shí)間的集中實(shí)習(xí)和工程中心豐富的工藝手段,給我們開(kāi)展教學(xué)改革,提供了足夠的時(shí)間和空間。
本文擬通過(guò)機(jī)械類學(xué)生金工實(shí)習(xí)教學(xué)方法改革,讓學(xué)生有更多的獨(dú)立設(shè)計(jì)、獨(dú)立制作和綜合訓(xùn)練的機(jī)會(huì),讓學(xué)生在求新求變和反復(fù)比較中,豐富自己的知識(shí),鍛煉自己的能力。
金工實(shí)習(xí)是傳統(tǒng)的實(shí)踐課程,數(shù)十年來(lái)廣大從事金工課程教學(xué)的同仁進(jìn)行了不懈的努力,以求本課程能夠成為學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的良好課堂。結(jié)合同行的經(jīng)驗(yàn)和本校的實(shí)踐,筆者覺(jué)得目前金工實(shí)習(xí)教學(xué),還存在一定的問(wèn)題,雖然這些問(wèn)題可能以不同的方式已被提及,但是關(guān)鍵的問(wèn)題是如何結(jié)合本校的實(shí)際、如何在實(shí)踐教學(xué)中予以克服。
(1)現(xiàn)在的金工教學(xué),乃至更多的其他實(shí)踐環(huán)節(jié),存在一個(gè)通病,總是在強(qiáng)調(diào)新技術(shù)、新裝備,談改革就是增加高精尖設(shè)備的投入,而忽視了傳統(tǒng)的工藝與技術(shù)。新技術(shù)、新裝備固然重要,然而對(duì)低年級(jí)學(xué)生而言,傳統(tǒng)的工藝與技術(shù),是一樣的新鮮,對(duì)于學(xué)生能力和素質(zhì)培養(yǎng)的效果,并沒(méi)有差別。
(2)很多學(xué)校的金工教學(xué),為了規(guī)范教學(xué)過(guò)程、量化師生的考核指標(biāo),所有教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)節(jié)幾乎都已標(biāo)準(zhǔn)化;更有些院校為了適應(yīng)學(xué)分制的改革,把金工實(shí)習(xí)分成數(shù)十段,每段兩學(xué)時(shí),讓學(xué)生像選做實(shí)驗(yàn)一樣,自由選課。這種做法使教學(xué)井然有序,但是學(xué)生就像流水線上的產(chǎn)品,基本處于被動(dòng)狀態(tài),獨(dú)立思考和獨(dú)立設(shè)計(jì)能力沒(méi)有得到鍛煉。
(3)目前的金工實(shí)習(xí),屬于單一工種的培訓(xùn),各工種相互分割,缺少相互間的內(nèi)在聯(lián)系,而且由于實(shí)習(xí)學(xué)生人數(shù)眾多,各工種實(shí)習(xí)同時(shí)展開(kāi),分組交換,打亂了機(jī)械制造加工工藝的正常程序。學(xué)生往往只能掌握一些零碎的知識(shí)和技能,難以形成一個(gè)完整的知識(shí)體系。
(4)一般認(rèn)為沒(méi)有理論教學(xué)支撐的金工實(shí)習(xí),只能停留在以操作技能訓(xùn)練為主的較低層次上,所以金工實(shí)習(xí)教師希望實(shí)習(xí)靠后,而理論課教師希望金工實(shí)習(xí)提前。其實(shí)我們都忽略了重要的一點(diǎn),理論與實(shí)踐固然有其的內(nèi)在聯(lián)系,但是就我們金工實(shí)習(xí)本身而言,其為一門獨(dú)立的實(shí)踐能力訓(xùn)練課程,應(yīng)更多的從本實(shí)踐課程的內(nèi)涵和特點(diǎn)出發(fā),提高其品質(zhì)。
利用工程訓(xùn)練中心現(xiàn)有的場(chǎng)地和設(shè)備,通過(guò)金工實(shí)習(xí)教學(xué)方法的改革,營(yíng)造良好的工程環(huán)境和條件,激發(fā)學(xué)生的興趣,培養(yǎng)學(xué)生初步的創(chuàng)新能力,幫助學(xué)生親身經(jīng)歷創(chuàng)新的過(guò)程,獲得創(chuàng)新的體驗(yàn),增強(qiáng)創(chuàng)新的熱情,進(jìn)而養(yǎng)成創(chuàng)新的習(xí)慣。我們所說(shuō)的創(chuàng)新,并不意味著發(fā)明創(chuàng)造,而是創(chuàng)造條件,讓學(xué)生有較多的獨(dú)立思考機(jī)會(huì)、創(chuàng)造性地運(yùn)用知識(shí)的機(jī)會(huì)和發(fā)展個(gè)性的機(jī)會(huì)。
在工程訓(xùn)練中心現(xiàn)有工藝能力基礎(chǔ)之上,對(duì)車工、鉗工、鑄造、焊接、裝配等各工種的教學(xué)方法進(jìn)行改革,對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重組,改變標(biāo)準(zhǔn)化的教學(xué)模式。
教學(xué)過(guò)程主要分成兩個(gè)模塊:一是以指導(dǎo)教師為主體的操作及工藝示范與訓(xùn)練,二是以學(xué)生為主體的零件自主設(shè)計(jì)與加工。
教改的重點(diǎn)與難點(diǎn),當(dāng)然是以學(xué)生為主體的零件自主設(shè)計(jì)與加工,我們希望通過(guò)學(xué)生自己設(shè)計(jì)與加工的過(guò)程,讓其親身體會(huì)如何在設(shè)計(jì)時(shí)關(guān)注其工藝性、如何在安排工藝過(guò)程時(shí)保證加工品質(zhì),并且使學(xué)生在不自覺(jué)中把不同工種聯(lián)系到一起,把一些零碎的知識(shí)和技能形成一個(gè)較完整的知識(shí)體系,通過(guò)同學(xué)間的作品對(duì)比和教師的點(diǎn)評(píng),讓學(xué)生找出自己的差距,并開(kāi)闊自己的視野和思路。
這一過(guò)程的實(shí)施,對(duì)實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師提出了較高的要求,包括正確設(shè)計(jì)的引導(dǎo)、作品的點(diǎn)評(píng)、合理的成績(jī)?cè)u(píng)定等。
教學(xué)改革的基本思路,為在實(shí)習(xí)的每個(gè)項(xiàng)目中,設(shè)置自主創(chuàng)意與加工環(huán)節(jié),采取不限制主題、學(xué)生自由組合的形式,讓學(xué)生充分利用工程中心的現(xiàn)有條件、圖書館及網(wǎng)絡(luò)的檢索便利,自己完成創(chuàng)意設(shè)計(jì),然后在教師的指導(dǎo)和認(rèn)可下,獨(dú)立完成整個(gè)作品或零件的繪圖、工藝、加工及調(diào)試,以此增強(qiáng)學(xué)生的自豪感和成就感,激活學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)際動(dòng)手能力。
為此,我們大量增加了庫(kù)房的材料品種及規(guī)格,包括各種圓鋼、扁鋼、鋼管、鋼絲、角鋼、槽鋼、不銹鋼管、鋁型材等,以及油漆、電線等輔材,供學(xué)生選用。
以焊接實(shí)習(xí)為例。原來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)化教學(xué)過(guò)程為一周,大量時(shí)間用于操作訓(xùn)練,按順序包括焊接基本知識(shí)講解、引弧操作訓(xùn)練、運(yùn)條操作訓(xùn)練、收尾操作訓(xùn)練、以及整條焊縫對(duì)焊訓(xùn)練等環(huán)節(jié)。
改革的教學(xué)過(guò)程為:在半周內(nèi)完成焊接基本知識(shí)介紹和基本操作技能訓(xùn)練,包括引弧、運(yùn)條、收尾的操作演示,及平焊對(duì)接焊縫的考核。后半周由學(xué)生自由組合結(jié)成團(tuán)隊(duì),制作各種以焊接工藝為主的作品。此階段學(xué)生表現(xiàn)出極大的興趣和熱情,充分發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)新思維,反復(fù)比較庫(kù)房的材料,甚至尋找各種合適的邊角料,從新奇、實(shí)用、低成本的角度,對(duì)作品進(jìn)行創(chuàng)意設(shè)計(jì),自然融入鉗工修配、鈑金、鐵藝等相關(guān)工藝,制作出的作品千奇百怪,其中不乏上乘之作(見(jiàn)圖1、圖2)。
圖1 焊接作品(情侶)
圖2 焊接作品(帆船)
再以鑄造實(shí)習(xí)為例。原來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)化教學(xué)過(guò)程為一周,大量時(shí)間用于操作訓(xùn)練,按順序包括鑄造基本知識(shí)講解、整模造型操作訓(xùn)練、分模造型操作訓(xùn)練、挖砂造型操作訓(xùn)練、活塊造型操作訓(xùn)練、三箱造型操作訓(xùn)練、熔煉澆注等環(huán)節(jié)。
改革的教學(xué)過(guò)程為:在半周內(nèi)完成鑄造基本知識(shí)介紹、整模造型操作訓(xùn)練,以及分模、挖砂、活塊、三箱造型操作演示,后半周由學(xué)生自主尋找模型并可用任何方式造型,最后澆注成型。學(xué)生自主尋找的模型沒(méi)有限制,只要能最終獲得澆注件即可,可以是身邊的任何物品,包括手機(jī)、玩具、各種工藝品等等(見(jiàn)圖3)。
圖3 鑄造作品(飛機(jī))
上述的教學(xué)過(guò)程看似兒戲,實(shí)際上使學(xué)生真正能夠?qū)W習(xí)并體會(huì)到鑄造的精髓:掌握了什么樣的零件或形狀可以用鑄造成型工藝實(shí)現(xiàn)、分型面如何選取、在造型時(shí)不同造型方法的合理選擇、澆注系統(tǒng)的合理設(shè)置等,澆注成型后,面對(duì)自己作品各種缺陷及其成因的分析,可以使鑄造的知識(shí)變得完整而清晰。
上述方式有效激發(fā)了學(xué)生的興趣和熱情,在調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性的同時(shí),突出了學(xué)生在實(shí)習(xí)中的主體地位,提高了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和綜合動(dòng)手能力。為了進(jìn)一步鼓勵(lì)學(xué)生,所有學(xué)生作品在實(shí)習(xí)結(jié)束后,只留下照片給以后的學(xué)生觀摩,實(shí)物一概由學(xué)生帶走留作紀(jì)念。下面是一組學(xué)生金工實(shí)習(xí)中的作品,從中可以感受到制作者的創(chuàng)意及其工藝水平。
圖4 鉗工作品(筆架)
圖5 鉗工作品(掛件)
圖6 車工作品(啞鈴)
由于各個(gè)學(xué)校的情況千差萬(wàn)別,本文只是結(jié)合淮陰工學(xué)院機(jī)械類學(xué)生及工程訓(xùn)練中心的實(shí)際狀況,研究總結(jié)了金工實(shí)習(xí)教學(xué)方法改革的心得。其核心為:在實(shí)習(xí)的每個(gè)項(xiàng)目中,設(shè)置自主設(shè)計(jì)與加工環(huán)節(jié),整個(gè)實(shí)習(xí)一半的時(shí)間,是學(xué)生自己獨(dú)立完成作品或零件的創(chuàng)意、設(shè)計(jì)、工藝及加工,讓學(xué)生有較多的獨(dú)立思考機(jī)會(huì)、有較多的靈活運(yùn)用知識(shí)和發(fā)展個(gè)性的機(jī)會(huì),變被動(dòng)接受知識(shí)為在具體應(yīng)用中歸納、總結(jié)知識(shí),讓廣大學(xué)生真正能夠收益。
此項(xiàng)教學(xué)改革雖然增加了實(shí)習(xí)教師的工作量,但是學(xué)生真正成為實(shí)習(xí)的主體,受到學(xué)生的廣泛好評(píng),并且讓部分學(xué)生突穎而出,我們選擇其中好的作品進(jìn)一步延續(xù)支持,組隊(duì)參加全國(guó)及江蘇省的各類大學(xué)生創(chuàng)新、創(chuàng)意大賽,在2011年全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽中,獲得一等獎(jiǎng),在江蘇省賽區(qū)獲得一等獎(jiǎng)的第一、第二名。
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