先进制造背景下应用型本科院校金工实训教学改革与研究

马琰榕，梁耿毅，包兴，裴越，丁志勇

（山西能源学院，山西晋中 030600）

面对云制造、大数据和人工智能等对传统制造业的冲击，在《中国制造2025》等重大战略背景下[1]，注重提高学生的实践能力、培养适应新时代发展的高技能人才成为应用型本科院校的重要着力点和突破点[2]。金工实训作为培养学生职业能力、职业素质、创新能力的必修课，如何更好地整合教学资源，将最新的工程技术、工艺和方法等融入教学实践中[3]，探索出适用于应用型本科院校的金工实训教学模式，值得深入研究[4]。本文以山西能源学院为例，通过教学改革与研究，提高金工实训的教学质量与教学水平，培养学生的工程技术与素质。

1 传统金工实训教学的特点与不足

传统金工实训教学的特点与不足包括以下方面。

1.1 实践种类单一，多采用陈旧设备

传统金工实训教学注重学生的实践操作技能培养，但实践种类相对单一，通常集中在车、铣、钳、铸、焊等工种方面，还局限于制作锤子，这使得学生的技能范围和应对能力有所限制[5]。此外，传统实训设备大多陈旧，未能跟上机械工程技术的快速发展，无法提供现代化的实训环境和设备[6]。

1.2 设备信息化程度低，采用模仿式教学方式

在传统金工实训教学中，实训设备的信息化程度较低，难以满足现代化工程技术的要求[7]。目前的教学方式以教师的传授和示范为主，学生通过模仿教师的示范流程完成任务。这种传统的教学方式限制了学生的主动性和创造性，无法满足现代教育的需求。

1.3 实训应用性不强，无法适应新时代的应用场景

传统金工实训教学注重理论与实践的结合，但很难充分满足新时代对实训应用性的要求。学生在实际工作中可能面临各种各样的问题和挑战，但传统实训教学无法提供足够的应对情境和实践机会。这使得学生在真实工作场景中可能无法顺利应用所学的知识和技能。

综上所述，传统金工实训教学存在实践种类单一、设备信息化程度低和实训应用性不高等问题。这些问题影响了学生的综合能力和应用水平，无法满足新时代对高素质工程技术人才的要求。为了适应先进制造背景下的要求，需要对金工实训教学进行改革和创新。

2 基于先进制造技术的金工实训教学的创新

先进制造技术是指当前和未来发展中的先进制造方法和技术，包括各种技术和工具，如云制造、大数据、人工智能、物联网、机器人技术等。这些技术的应用可以推动制造业向智能化、柔性化、绿色化的方向发展，提高生产效率、产品质量和企业创新能力[8]。

基于先进制造技术的金工实训教学可以通过以下方式进行创新。

2.1 引入虚拟实训和仿真技术

基于先进制造技术的金工实训可以结合虚拟实训和仿真技术，通过计算机软件和硬件模拟真实的实训环境和操作，使学生能够在虚拟环境中进行练习和实验[9]。这种方式可以提供更多实践机会，让学生在虚拟环境中进行多次实验和练习，减少资源和设备的消耗。

2.2 引入增材制造、数控加工技术

增材制造技术、数控加工具有数字化、网络化、个性化和定制化等特点，将成为引领企业智能制造与创新发展的重要方式[10]。山西能源学院金工教学在传统工艺的基础上增加增材制造和数控加工学时，如图1 和图2 所示，将新技术融入传统工艺流程中，让学生了解新技术新工艺，培养学生的创新能力和现代加工理念，向智能制造迈进。

图1 数控加工

图2 增材制造

2.3 数据分析和智能化应用

先进制造技术中的大数据和人工智能可以应用于金工实训教学中，通过数据的收集、分析和利用，可以提供学生的实训过程和结果反馈，帮助他们分析和改进实训方法和技术。同时，可以应用智能化的技术提供个性化的实训方案和指导，满足学生不同的学习需求。

基于先进制造技术的金工实训教学创新，使得教学更加灵活、智能和实用。通过引入虚拟实训、远程实训和智能化应用，学生可以在更多的实训环境中进行实践，提高技能水平。同时，数据分析和智能化应用可以帮助学生更好地了解自己的实训情况，并根据需要进行调整和改进。

3 金工实训教学的优化与改革

为了提高金工实训教学的质量和教学效果，需要采取一些优化和改革措施。首先，在金工实训教学中引用先进制造技术，利用云制造、大数据等技术提高实训教学的效果和应用性。其次，校企结合是金工实训教学的重要路径之一，通过与企业的合作，提供真实应用场景和实践机会，增强学生的实践能力和适应能力。最后，提高实训教学的信息化水平，借助信息技术提供更灵活、高效的教学方法和工具，提高教学效果和完善反馈机制。

3.1 引用先进制造技术进行教学

通过引入先进制造技术，如虚拟实训、大数据分析、人工智能等，可以提供更丰富、高效的金工实训教学环境。虚拟实训技术可以模拟真实的金工操作场景，使学生能够进行多次实践和反复练习，提高实践能力[11]。大数据分析和人工智能可以帮助学生分析实训数据，了解实训效果并及时调整教学方法和内容。

3.2 采用校企结合的方式，提高金工实训的应用性

学校与企业的密切合作可以为金工实训教学提供更贴近实际应用场景的资源和环境。通过建立校企合作实训基地或组织学生到企业进行实训，学生可以接触到真实的工作流程和相关技术，提高实训的应用性。校企合作还可以实现知识与技术的相互补充，使金工实训教学更贴合企业需求[12]。

3.3 提高实训教学信息化水平

信息化技术的应用可以提高金工实训教学的效率和灵活性。建设虚拟实训平台和在线教学平台，利用多媒体教学资源和互动功能，增强学生的参与度和学习效果[13]。使用电子教材和在线资源，方便学生随时查阅和学习，提高教学质量和促进可持续发展。此外，通过信息化技术的支持，可以实现实训数据的自动化采集和分析，提供实训结果和个性化评价，帮助学生全面了解自身技能水平和发展方向。

通过引用先进制造技术进行教学，采用校企结合的方式，提高金工实训教学的应用性以及信息化水平，可以加强金工实训教学的实际效果。这些改革和优化措施有助于培养适应新时代要求的高素质金工技术人才[14]。

4 结束语

本文探讨了先进制造背景下金工实训教学的改革与研究。通过引入先进制造技术、采用校企结合的方式、提高金工实训教学的应用性和信息化水平，可以促进金工实训教学的优化和改革，培养适应新时代要求的高素质金工技术人才。金工实训教学的改革和创新是应用型本科院校的必然趋势，也是推动中国制造业向智能化、绿色化、高质量发展的重要举措。