李學濤
(三峽大學,湖北宜昌 443000)
工程訓練實踐課程是在校大學生非常重要的一門課程,啟發(fā)和引導學生認真實踐,積極創(chuàng)新,對科學思維和工程素質(zhì)的培養(yǎng)都具有十分重要的意義,是實踐課程體系中基礎(chǔ)的一環(huán),是培養(yǎng)本科生實踐能力、提高學生工程實踐能力的重要環(huán)節(jié)。隨著各地高校對實訓教學的不斷深化改革,其中代表著先進制造技術(shù)發(fā)展方向的數(shù)控加工技術(shù)也受到了重視。數(shù)控技術(shù)實踐的改革不僅停留在先進制造方面,而且在“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”[1]背景下,學校的工程訓練中心也針對數(shù)控加工實訓開展了一系列的探索和應用。
數(shù)控加工實訓課程作為工程訓練實踐教學的重要環(huán)節(jié),有諸多特點,結(jié)合國內(nèi)多家高校的教學方式[2]總結(jié)如下。
數(shù)控加工是先進制造技術(shù)的代表,隨著社會的不斷發(fā)展,機械產(chǎn)品的制造由最初的手工制造到機械化制造,現(xiàn)在不斷地向智能化和數(shù)字化方向轉(zhuǎn)變,所以現(xiàn)代企業(yè)對數(shù)控加工技術(shù)人員的需求也日益增加。在校大學生除了需要學習專業(yè)理論,動手操作能力也十分重要,所以數(shù)控加工實訓課程在工程體系教學環(huán)節(jié)中有重要地位。
數(shù)控加工實訓課程不僅能培養(yǎng)在校大學生的工程實踐能力,而且還能有效提高學生的創(chuàng)新能力,增強就業(yè)競爭力。
數(shù)控加工實訓課程在開設(shè)中也有一些問題,對于不同專業(yè)的學生應該有不同的側(cè)重點,因為數(shù)控加工實訓課程需要相關(guān)的理論專業(yè)課程作為基礎(chǔ),部分高校細分工作做得不到位,導致相關(guān)專業(yè)學生覺得偏簡單,不相關(guān)專業(yè)又感覺偏困難[3]。部分學生、教師對實踐教學不夠重視,部分學生來實踐學習僅僅是為了學分的獲取,指導教師指導不夠嚴格。
創(chuàng)新點不足,教師通常會制定好課程需要加工的相關(guān)零件圖紙,學生的工作主要是學習圖紙的工藝、編程和加工的處理,沒有讓學生考慮如何設(shè)計、優(yōu)化等問題,沒有起到增強學生創(chuàng)新能力的作用。
三峽大學工程訓練中心在“雙創(chuàng)”背景下做出了一系列的課程改革與應用。
三峽大學在平臺的搭建上投入力度很大,在資金和政策上大力支持,回顧這幾年的發(fā)展,最開始實訓基地由實習工廠承擔,場地狹小,設(shè)備臺套數(shù)不足,當時僅有的兩臺數(shù)控設(shè)備遠遠滿足不了學生數(shù)控實訓課程的需求。學校針對此問題,修建了工程訓練中心大樓,配備各類先進的設(shè)備,其中專業(yè)的編程模擬仿真教室兩間,在實訓大車間引進數(shù)控車床10臺、數(shù)控銑床14臺、五軸加工中心1臺、四軸加工中心1臺、數(shù)控雕刻機2臺等,各類加工設(shè)備共計20多臺,囊括大部分數(shù)控設(shè)備,為數(shù)控實訓課程的開展和后期“雙創(chuàng)”培養(yǎng)奠定了非常好的基礎(chǔ),實習工廠也正式改名為工程訓練中心,不僅是名字的升級,也成了學校一個獨立的二級學院。再到如今引入“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育學院”,把工程訓練和“雙創(chuàng)”緊密地聯(lián)系在一起,更有益于對學生的工程素質(zhì)教育和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育,使兩者有機融合,中心還引進專門的孵化器公司,方便學生注冊公司并協(xié)助學生對公司進行日常管理工作。
針對傳統(tǒng)的數(shù)控實訓課程,大膽變革,對基礎(chǔ)的數(shù)控實訓課程進行升級,升級為專業(yè)性更強的數(shù)控加工綜合訓練課程,通過多年的探索,在工程訓練中心中相對成熟的課程有兩門:數(shù)控加工課程和工程綜合訓練。
數(shù)控加工課程主要針對數(shù)控技術(shù)實踐方面的提升,學生主要學習數(shù)控車床和數(shù)控銑床的操作,電腦仿真編程和數(shù)控實際加工相結(jié)合,提高了學生的工程素質(zhì),并且為激發(fā)學生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力,鼓勵學生進行設(shè)計。課程主要分為兩個階段,第一個階段為設(shè)計、編程和模擬仿真,在這一階段學生通過給定圖紙進行分析,設(shè)計出圖紙中的相關(guān)零件,把相關(guān)零件細分成若干部分,針對每一個部分進行數(shù)控編程,編程結(jié)束后在電腦上使用數(shù)控機床模擬仿真軟件進行數(shù)控機床模擬仿真運行,運行結(jié)束后確保程序無誤后進行數(shù)控機床實際操作,為使每個學生都達到比較好的實踐效果,同時能讓學生有互相討論的空間,仿真操作每人操作一臺計算機,數(shù)控機床操作3名學生為一個小組。為了避免出現(xiàn)安全問題,采用仿真和實操相互穿插的上課方式。
工程綜合訓練更是加入了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)元素[4-5],同樣80學時的大課,保證每位學生都能得到充足的實訓練習機會,課程從設(shè)計開始只告訴學生實現(xiàn)某些功能,不會指定作品,從而引發(fā)學生思路,做出不一樣的作品,每一個零部件都由學生自行加工,不僅要填寫每一個零件的工藝卡片,還要調(diào)研市場,做產(chǎn)品成本分析,包括加工制作成本和材料成本,學生分小組制作,并進行最終的比賽,依托工程訓練中心的各類加工設(shè)備,推動了學生工程素養(yǎng)的提升。本次課程的特點是以數(shù)控加工操作為主,還加入了其他先進制造技術(shù)來拓寬學生的思路,比如激光加工、3D打印等一系列實踐課程,通過對不同加工方式的學習,學生不僅開闊了視野,還在學習過程中對比每種加工方式的優(yōu)缺點,更能體會到數(shù)控加工技術(shù)作為先進制造技術(shù)的發(fā)展方向的主要原因。本次課程的最終目的是一步一步指導學生從最基本的工藝學習到了解實物的發(fā)展現(xiàn)狀,再到創(chuàng)新思維的發(fā)散,最終到工程實踐,逐步培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)能力[6-7]。
課程內(nèi)容的改革只是一個方面,另一個重要的方面是更加注重教學方法的改革,傳統(tǒng)的數(shù)控加工實踐教學都使用“填鴨式”的方法,指導教師把所有內(nèi)容講解完畢后帶著學生實踐操作,圖紙零件都是固定的內(nèi)容,加工方法也基本相同。重點改革的教學方法叫作啟發(fā)式教學,啟發(fā)式的教學方法主要是引導學生自己思考、獨立實踐,這樣不僅有利于加強學生創(chuàng)新思維的鍛煉,還可以很好地提高學生的動手能力。比如在工程綜合訓練中講到產(chǎn)品的制作時,對于產(chǎn)品中每一個非標零部件的制作,指導教師只是告訴學生可以用到哪些加工方式,講解每種加工方式的優(yōu)缺點,最終用何種加工方法學生可以自己決定,針對某些可以通過不同的加工方式來制造的零件,引導學生多次嘗試不同的加工方法,進行論證實驗,通過實踐對比最后擇優(yōu)選擇。從問題的提出,到解決問題方法的思考,再到實踐論證,有理有據(jù),循循善誘,使學生真正使用工程技巧來解決實際問題。通過引導式的教學方法,更加有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和工程實踐能力。
工程訓練中心不僅在課堂上能加強數(shù)控實訓的學習,在學科競賽方面的應用也取得了很好的成績。為了提升學生的實踐能力,選拔綜合實訓考核成績較為優(yōu)秀的學生,指導其參加各類競賽,對學生的幫助很大,要求也比較高,學生在競賽中不斷突破各類難題,數(shù)控技術(shù)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力也得到提升,最終大部分學生都可以在競賽中取得國家各類獎項,對學生的學習和以后的就業(yè),甚至于自主創(chuàng)業(yè)都有著積極影響。
學生把科技競賽作為工程實踐活動的有效載體,在課堂外利用碎片化時間進行科技競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類項目競賽的實踐訓練,通過這些系統(tǒng)的訓練,培養(yǎng)學生運用理論知識解決實際問題的能力、科技創(chuàng)新力以及創(chuàng)業(yè)能力,通過營造濃厚的科技競賽氛圍,激發(fā)學生的學習熱情,使科技競賽真正對學生起到促進作用。
嘗試將教學與科研開發(fā)相互結(jié)合。教師要及時將數(shù)控領(lǐng)域的前沿發(fā)展方向分享給學生,激勵學生。教師要利用教學和科研方面的優(yōu)勢,促進二者的相互統(tǒng)一、相互轉(zhuǎn)換。
嘗試將教師的培養(yǎng)和先進數(shù)控技術(shù)相互結(jié)合,教師作為實踐教學環(huán)節(jié)的主導者,如果技術(shù)不過關(guān),眼界不夠廣,很難培養(yǎng)學生成為工程素質(zhì)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力都過硬的人才。同時不僅要走出去,還要請進來,可以從優(yōu)秀的企業(yè)聘用具備一定教學能力的工程技術(shù)人員來學校擔任兼職教師,將他們優(yōu)秀的實踐經(jīng)驗和技能技巧分享給教師和學生。
嘗試將課堂模擬為企業(yè),實行企業(yè)化運行和管理,從實際生產(chǎn)中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)業(yè)能力。
嘗試在數(shù)控技術(shù)實踐操作方面做更多的延伸,比如在現(xiàn)有的數(shù)控實踐課程的基礎(chǔ)上增加一些新的訓練內(nèi)容,讓課程內(nèi)容更加豐富、飽滿。除了數(shù)控車床、數(shù)控銑床的實踐操作,加入更多的數(shù)控設(shè)備的操作,比如數(shù)控雕刻機、數(shù)控插齒機等方面的實踐操作。
高校要深化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革,以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)為目標,創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育要全方面融入現(xiàn)代工程訓練中,而數(shù)控加工實訓有著顯著特點,更容易融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育,把創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育設(shè)置到數(shù)控加工工程訓練各個環(huán)節(jié)中,更加有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)思維,實現(xiàn)“創(chuàng)新推動創(chuàng)業(yè),以創(chuàng)業(yè)促進就業(yè)”,對工程訓練實踐教學改革具有一定的借鑒作用。
創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實踐2022年15期