融入双创的金工数控教学改革与实践研究

杨凤双 丁飞洋

(长春大学 吉林长春 130000)

从现代机械加工的发展来看，机械加工不再是传统的机械加工，而是机械、电子等先进的科技成果，是高新科技的综合体。作为培养未来机械制造人才的高校机械制造专业，各个教育环节都需要适应现代机械制造的发展。金工实习是金工数控教学中重要的实践环节，与双创政策相融合，能够更好地培养学生的创新意识和实践能力。然而，科学技术的进步，尤其是信息技术在制造业中的不断渗透，已经明显改变了机器的制造方式。

传统的金工数控教育面临着许多新的挑战，尤其是在教育的内容和质量上。金工实习培训教育管理的标准化显然不符合时代要求，急需改革创新以适应瞬息万变的新形势。将创新创业学分纳入人才培养要求，明确培养计划所需的创新学分，利用PU 平台进行流程管理，对所有学生进行创新教育，还能够培养学生的创业精神[1]。金工实习要进行分层次和分阶段的教学，并且还可以使用积分转换制度和累计制度，鼓励学生参与创新实验、社会实践、学术交流、论文发表、专利和能力证书等活动。实验项目等活动被认定为课程学习活动，应改进方法和学分转换管理方法，让学生参与到项目学习当中。基于此，该文对金工数控中的实践环节——金工实习进行了深入的探讨，希望能对相关研究提供一些参考。

1 金工实习需要分阶段分层次教学

在当前高校金工数控教学课程中应该进行分层次分阶段的教学，基础教学阶段的主要内容是对各种数控设备的概念、特点、操作等基础知识进行介绍，使学生能够对金工数控有基本的认识。在具体学习阶段，教师应该对学生进行金工数控流程教学，重点是对机床能更加熟悉，对加工程序进行编写，对自动化加工进行有所掌握，这种教学模式更易于实施和管理[2]。

一般来说，金工实习的主要对象是工程专业的学生和几个与工程专业密切相关的工程专业的学生，可以分为机械专业学生和非机械专业学生两大类。未来要想在机械制造、动力工程和汽车制造等领域工作的学生则需要掌握更扎实的知识[3]，要在学校了解这些知识，了解先进的制造技术如何完成零件设计和编程过程以及编程、计算机模拟、金工实习等工序。而对机械类学生的要求可能没有那么高，未来他们可能只从事类似的工作。教育内容主要包括数控设备的介绍、数控机床的操作、加工程序的模拟、手册、程序和标准的输入，既然是零件加工，就需要多层次的讲授。

1.1 数控设备基本概念的介绍

在介绍基本概念阶段，需要介绍数控机床的基本配置、传动原理、机床坐标系、工作坐标系等相关概念。教师还要利用多媒体教育方式来体现抽象概念[4]。例如：可以通过多媒体向学生展示传输示意图，让学生更容易理解。

1.2 数控设备的上机操作

在金工数控设备的上级操作阶段，学生需要对控制面板进行了解，了解机床结构，机床和对刀操作的切换等。如果是机械专业的学生，就需要教师进一步对机床的特点和配置进行讲解，并且还要明确数控机床的详细工作原理[5]。对非机机械专业的同学来说，需要了解数控机床的范围和分类以及发展方向。

1.3 手工数据输入和机床自动加工

以标准件加工为指导完成完整的零件加工过程，在这个过程中，学生自主学习的积极性得到充分体现。首先对学生进行分组，选出表现力和接受能力强的学生作为每组的组长，由组长指导并完成本组学生的任务。学生应该按照标准听写程序输入，并且使用程序进行验证，完成试切加工和零件检验。试切产品经教师检验后，安排每位学生加工标准件[6]。

在整个过程中，教师负责将每一个步骤讲解清楚。标准件加工完成后，机械专业的学生可以安排一些自主项目。例如：一张简单的零件图，学生应该深入的对零线图进行思考，从而在心目中合理地对加工技术进行安排，正确对程序进行编译，最终将完整的方案提交给教师[7]。教师确认学生设计的程序没有错误后，再指导学生在机械上完成对零件的加工，也可以让学生自己设计零件图，根据自己的零件图编写程序，教师确认程序无误后，即可完成零件加工。

除上述外，机械专业学生与非机械专业学生的水平不同，作为机械专业的学生，将主要了解、完成标准件的加工，熟悉加工流程，达到教育目标。学生在进行实践操作时，需要充分对模拟软件进行利用，仿真的模拟软件可以对整个数控车床进行模拟，也可以对数控铣床的过程进行模拟，还可以对刀具、夹具、毛坯、部件的基准等进行自由选择和定义[8]。

学生如果在使用仿真软件的过程中遇到问题，应该及时请教教师，才能够完成对零件的准确加工。如果对模拟软件的处理满意，可以安排学生分组进行，这种模拟模式可以有效避免学生对机床不完全了解的问题。在群体管理中，要注意提高学生亲近机器的意识，全面提升学生的实践能力，由此也能提升学生的创造力，使学生能将理论知识与实际操作进行更好的融合。

2 传统的金工实习应向工程实践教学发展

金工实习是我国高等工程教育区别于国外高等工程教育的特殊情况，对培养我国建设社会主义所需的高级技术人才具有重要作用。金工实习是一种先进的实践教学方法，也是传统工程实践转变为现代化工程实践的重要标志。

从理论层面而言，生产的工程实践只要针对理论知识、技能和理想主义风格方面培养学生。现代工程实践是面向不断发展的现代制造技术，全面培养学生的知识、技能、素质和创新精神。金工实习所使用的设备主要包括加工中心、数控车床、数控齿轮加工机床、数控磨床等[9]。先进制造系统包括柔性制造单元、柔性制造系统、集成计算机制造系统以及智能制造系统。虽然当前已经有无数先进的设备和先进的制造系统，且还在不断的发展和创新中，但由于客观条件的限制，很难适应形势发展，对实践教育仍产生影响，所以，需要继续加大力度开展工程实践教学。

3 金工实习课程教学改革措施

3.1 始终坚持“以学生为中心”的实践观

传统的高校教学模式都以教师作为主体，融入双创之后金工数控教学应该改变原有的教学方法，加强对学生的实践教学，不能只停留在理论知识教学层面。在实践中，教师需要就该次实践做一下介绍，学生要处理好与教师之间的关系，积极与教师进行沟通，将学习中遇到的问题及时反馈。另外，教师需要合理规划教学时间，减少学生由于实际操作时间过长产生疲惫感，导致学生的创造力下降，甚至会产生厌学心理。特别是制造方法和一些重要部分，让学生动脑筋，扩大想象空间。在选择或者介绍内容时，需要牢记以下几点。

第一，金工实习内容的选择中，要充分考虑企业所使用的先进工业制造技术，使学生能够充分掌握多工种合作的作业模式；第二，培养学生的创新意识和团队协作能力，以便多工种之间互相协作，顺利完成任务。教师还要考虑学生在实际操作过程中的能力差距，将不同层次的学生分成几个小组，从而制订具有针对性的教学计划，小组内的学生不仅可以进行独立思考，也可以共同协作完成任务。金工实践教学环节的教学效果不是由预期的结果决定的，换而言之，通过循序渐进地指导学生操作，即使取得了预期的结果，但学生的独立能力和创新思维能力并没有得到提高。学生不是通过金工实习的实践教育环节获得发明创造的能力，而是独立思考操作任务，整合独特的知识应用，在操作中深入思考。在训练中也要注重培养学生的创新意识、创造力和个人潜力，当学生通过思想的调整、修改等，仍没有完成成品，与教师的预期效果有一定差距时，教师就能更有针对性地给予学生指导，学生也可以大胆地去练习。

3.2 教学内容的调整

因传统的教学方法和教育内容已经不能适应现代化发展的需要，所以必须改革和调整教学方法和内容。目前，高校为不同专业的学生开设了不同时间的金工实习实践课程，大多都是机械专业4 周，非机械专业2周。在课程设计方面，不同专业的学习内容难度不同，但同一专业的学生实习内容却完全相同。传统教育模式下，车削、铣床、焊接、铸造、装夹、数控等工种在上课时间均匀分布，实践中各工种轮流轮换。由于实习人数多，各工种实习时间短，实习深度不深，无法高质量完成教学大纲的内容。传统的金工实习教学采用“边教边学”的模式，让学生根本不用思考，跟着操作走，完全阻碍了学生的创造力发展。对机械专业的学生来说，要在保证安全的条件下，选择设计和加工零件，金工教师提供专业的技术指导，给学生留下更多的想象空间。教学方法上要始终以学生为中心，运用驾驶指导，形成自助式、协作式、研究式的学习方式。

3.3 “项虚合一”教学模式在教学中的应用

（1）“项虚合一”的教学模式着重培养学生的逻辑思维能力，自主学习能力、发现问题和解决问题的能力、创新能力以及实践能力。金工数控教学改革之后，学生的学习模式应该转变成为自主学习，鼓励学生进行自主项目设计，培养他们的创新能力[10]。“项虚合一”的教学模式需要充分利用仿真系统，加深对工具和零件的理解，合理对零件进行设计，并且能够对工具和零件的缺陷进行分析，还可以分析加工过程是否具有合理性。“项虚合一”的教学模式需要学生对设计进行反复调试，最终对零件进行仿真和加工。学生在学习数控实践教育内容的同时，提升了自身的学习能力、实际解决问题的能力和工程创新能力。

（2）营造因地制宜的教育环境，培养学生的团队合作能力。金工数控实践教育是由教师和学生共同来完成实践任务，学生可以根据自己的长处和学习特点自由组队，每个团队由5 名学生组成。在完成任务的过程中，教师跟踪和指导每个团队项目的设计和实施。每个团队要根据现有的实际教育情况进行明确分工，讨论设计图纸、工艺分析、机床选型和刀具。利用选型、编程、加工尺寸控制等不同环节，有利于进一步增强学生的团队合作能力。

3.4 加强实习教学管理

高校可以从学生实习开始就严格执行实习纪律，提高实习管理水平，让学生获得更好、更专业的技能，改变他们的学习方式。学生要为每一种类型的实习都完成一份培训报告，每个实习团队有两名团队负责人。组长负责发送和接收实习用品，联系实习教师了解实习进度，鼓励组内学生主动完成实习任务。期末可以举办为期一周的金工实习培训技能大赛，以引起对实习工作的关注。所有参与实习的数控学生都必须参加比赛，成绩优秀者可以获得相应的奖项，并颁发证书，作为日后评价优秀毕业生的指标。实习不及格者应重新参加实习课程，自觉学习没有掌握的专业技能。

4 结语

综上所述，金工实习是金工数控实践教育的重要组成部分，根据学习计划要求完成车床、钳工、脚轮、数控加工等各工种的基本操作培训，帮助学生了解机械加工的过程。在金工实习培训的教育内容中，除了常规的冷热加工外，还需要增加相应的数控加工内容，目的是让学生在校期间了解和掌握先进的制造技术，为未来培养高素质技术人才奠定良好的工程基础。