面向現(xiàn)代制造業(yè)的金工實習研究和實踐

陳海彬 孫振忠 陳勇志 李榮泳 黃奕帆

東莞理工學院機械工程學院 廣東東莞 523808

面向現(xiàn)代制造業(yè)的金工實習研究和實踐

陳海彬 孫振忠 陳勇志 李榮泳 黃奕帆

東莞理工學院機械工程學院 廣東東莞 523808

根據(jù)地區(qū)經(jīng)濟狀況和現(xiàn)代制造業(yè)特點，緊靠課程教學大綱，通過金工實習的教學內(nèi)容、教學方式和教學效果三方面進行研究和實踐；總結了金工實習自身的規(guī)律，并對金工實習應該達到的教學效果做出總結，為面向現(xiàn)代制造業(yè)的金工實習教學提供理論和實踐參考依據(jù)，取得了較好的教學改革成果和人才培養(yǎng)效果。

現(xiàn)代制造業(yè)；金工實習；教學內(nèi)容；教學方式；教學效果

現(xiàn)代企業(yè)面臨著產(chǎn)業(yè)升級和技術升級雙重壓力；高素質的技術人員和工人，成了當前產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整和企業(yè)升級轉型的最主要需求。本著服務地區(qū)經(jīng)濟和社會發(fā)展的宗旨，遵循金工實習課程建設的自身規(guī)律，提高金工實習水平，促進教學、科研和專業(yè)辦學水平的提高。筆者對面向現(xiàn)代制造業(yè)的金工實習課程展開了研究和實踐，金工實習作為實踐基礎課，被機械類各專業(yè)學生視為學習工程材料和機械制造基礎必不可少的課程，也被近機械類專業(yè)教學計劃作為重要的實踐教學環(huán)節(jié)，同時也是現(xiàn)代生產(chǎn)企業(yè)管理者必須具有的生產(chǎn)常識和意識。

金工實習是我國高校工科大多數(shù)專業(yè)學生必修的基礎課程。這是一門覆蓋面相當廣的課程。[1]它對于培養(yǎng)學生的動手能力有著實際的意義，同時也是學生了解和掌握傳統(tǒng)機械制造工藝和現(xiàn)代機械制造技術的重要途徑。我國現(xiàn)行的教育體制，使通過高考進入大學的學生動手實踐能力比較薄弱。因此，處于學校和社會過渡階段的大學就承擔了培養(yǎng)學生實踐能力的任務。其中，金工實習就是培養(yǎng)學生實踐能力的有效途徑之一。

根據(jù)東莞地區(qū)經(jīng)濟現(xiàn)狀和現(xiàn)代制造業(yè)特點，緊靠課程教學大綱和生產(chǎn)實際的需要，對金工實習教學方式、教學內(nèi)容和教學效果方面進行研究和實踐。

1 金工實習教學內(nèi)容的轉變

傳統(tǒng)金工實習強調(diào)車、銑、刨、磨、鍛、鑄造和鉗工等工種的實習。隨著制造業(yè)不斷地發(fā)展，新的、高精度(更加先進、更高精度)的數(shù)控機床不斷出現(xiàn)，其中最為典型的是數(shù)控技術，數(shù)控技術的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)制造業(yè)嚴重依賴工人經(jīng)驗和技術的局面，使加工高精度和微型零件的門檻大大降低。[2]在數(shù)控技術基礎上發(fā)展出數(shù)控銑床、數(shù)控車床、加工中心、電加工技術、激光技術和水刀加工等現(xiàn)代制造加工技術?，F(xiàn)代工業(yè)數(shù)控機床的使用不僅要求學生掌握零件加工工序和工藝，同時還要求學生掌握機械零件(三維)建模軟件和編程軟件。因此，實習內(nèi)容在原來的基礎上也做了相應的改變。

(1)在保證傳統(tǒng)金工實習內(nèi)容充分實習的基礎上，增加現(xiàn)代工業(yè)技術實習的時間比例，使每位參加實習的學生有足夠的時間接觸并使用各種類型的數(shù)控機床。

(2)增加數(shù)控機床的種類。金工實習作為工科學生鍛煉動手能力增加(和積累)生產(chǎn)經(jīng)驗的課程，非工科學生了解工業(yè)、接觸生產(chǎn)的窗口，理應讓學生廣泛地接觸各種各類的現(xiàn)代機床。

(3)保證機床的更新?lián)Q代?，F(xiàn)代科技發(fā)展日新月異，也帶動了制造業(yè)的前進和發(fā)展，各類新型機床和加工方式的不斷出現(xiàn)也取代了傳統(tǒng)的加工方式。作為高等院校的實習工廠，金工實習中心必須保證實習設備的現(xiàn)代化程度。一個完整的現(xiàn)代化工業(yè)金工實習中心應該擁有足夠的設備數(shù)量和完善的設備質量。表1所示為某實習中心設備清單。

表1 現(xiàn)代化工業(yè)金工實習中心設備

(4)增加實習的工程材料。以往的金工實習僅僅是金屬材料的加工，內(nèi)容局限在金屬工藝上?，F(xiàn)代工業(yè)使用材料已遠遠超出金屬的范疇，廣泛使用塑料、陶瓷甚至木材代替金屬，并取得比金屬更好的經(jīng)濟效益。例如利用氧化鋯代替Cr12MoV制作高速沖壓模具沖頭，工作過程中不僅更耐高溫、耐磨損，而且在價格方面更為低廉。

(5)軟件實習同等重要，利用工業(yè)數(shù)控機床加工零件，大部分工作是在計算機上完成。因此，金工實習從單純的機床操作轉變?yōu)閷W習建模軟件(SolidWorks，Pro/e等)、編程軟件(PowerMill，MasterCAM等)和機床操作的綜合訓練。

2 金工實習教學方式的轉變

(1)指導方式的轉變。金工實習是一項生產(chǎn)技能培訓，要求學生掌握扎實的操作技能。這種技能最理想的教授方式是師傅手把手傳授徒弟，學習者一人一臺機床。[1]然而由于實習指導教師不足、現(xiàn)代工業(yè)數(shù)控機床往往比較昂貴導致數(shù)量不多等客觀原因，金工實習教學很難取得理想的效果，容易出現(xiàn)實習指導不到位、學生沒有任務可做等尷尬情況。

在這種情況下，應該充分利用各個工序的分工使學生分流，使每個工序都有人實習、每個工序實習時在場學生盡量少，達到學生親自動手操作的目的。如此循環(huán)進行，使每個工序都能達到相近于手把手的教學效果。雖然指導教師需要多次講解重復的內(nèi)容，但能夠達到更好的教學效果。例如由于數(shù)控銑床數(shù)量有限，不能在實習中人手一臺，可以讓其中1/3的學生準備工件材料，讓1/3的同學在計算機上設計零件編寫程序，操作機床的學生只有實習人數(shù)的1/3，如此循環(huán)，學生實操機床的機會將大大增加。

(3) 根據(jù)對《規(guī)范》條文的理解，地鐵設備用房適宜于套用《規(guī)范》中對電子信息機房、變壓器房等場所的描述，因此宜采用全淹沒開式系統(tǒng)，這與原設計方案基本相符；但《規(guī)范》對開式系統(tǒng)中每套泵組所負擔的防護區(qū)數(shù)量提出了明確限制，即不能超過3個防護區(qū)，而地鐵需設置自動滅火保護的設備用房一般有12～14個防護區(qū)，從投資規(guī)模及可實施性角度考慮，全部采用開式系統(tǒng)顯然也不適用。

(2)鼓勵自主創(chuàng)新和后續(xù)金工實習。通過計算機軟件學生可以做出各種有創(chuàng)意的作品并把它加工出來，大大增加了學生實習成就感和促進了作品的個性化。因此，在現(xiàn)代工業(yè)機床實習中，在保證規(guī)定作品完成的同時，應鼓勵學生發(fā)揮創(chuàng)意，制作有特色的作品。實踐證明，自主創(chuàng)作環(huán)節(jié)非常受學生歡迎，在學會了基本操作之后爭先恐后的要求加工作品，比較典型的學生作品有：線切割藝術印章、數(shù)控銑塑料福娃、電火花加工鑰匙扣和激光加工個性簽名等。

由于實習時間和設備有限，許多工種都是點到即止，并沒有深入學習，實習期間所學并不能完全滿足實際生產(chǎn)的要求。因此，開展金工實習后續(xù)學習非常有必要。金工實習中心的教師利用周末、夜間甚至假期開展工業(yè)技術的深入培訓，為有意愿進一步學習機械制造知識的學生提供良好的學習機會。

同時，利用發(fā)達的網(wǎng)絡技術(郵箱、視頻和QQ等技術)，學生可以在宿舍或其他聯(lián)網(wǎng)終端設計零件，經(jīng)過評審合格產(chǎn)生符合標準的加工程序，傳輸?shù)綌?shù)控加工機床進行加工。這為未來工廠車間趨向于自動化和無人化，實現(xiàn)異地的現(xiàn)代工業(yè)技術指導，提供了一種良好的應用體驗。網(wǎng)絡技術的應用實現(xiàn)了資源共享，提高了教學信息的容量，在一定意義上擴大了教學“空間”，延長了教學“時間”。[3]

3 金工實習應該達到的教學效果

完善的金工實習訓練系統(tǒng)應該達到以下教學效果：

(1)增強了畢業(yè)生的就業(yè)競爭力。本科畢業(yè)生理論基礎扎實，但存在動手能力弱的缺陷，實際操作能力比不上大專甚至技工院校畢業(yè)生。金工實習目的在于加強大學生的動手能力和自主創(chuàng)新能力，通過傳統(tǒng)機械加工、現(xiàn)代工業(yè)技術實習和后續(xù)學習，明顯彌補了大學生這方面的缺陷，為畢業(yè)生成為用人單位歡迎的人才打下基礎。

(2)為各類學生創(chuàng)新項目和創(chuàng)新設計競賽作品的制作提供具有過硬零部件加工與裝配能力的人才。各院校每年都有大量的校內(nèi)創(chuàng)新項目和校際創(chuàng)新設計作品競賽，這些活動需要大量有制造能力和鉗工裝配能力的學生參加。金工實習每年輸送近千位具有這方面能力的學生，為此類比賽提供了堅定的后備力量。

(3)面向現(xiàn)代制造業(yè)的金工實習使學生更貼近現(xiàn)代化工業(yè)。學生通過參加金工實習，對現(xiàn)代制造業(yè)生產(chǎn)的基礎知識和最前沿的生產(chǎn)方式有更加全面的了解和思考，為將來進入各行各業(yè)打好扎實的基礎。

4 結束語

(1)現(xiàn)代制造業(yè)新工種和新設備不斷出現(xiàn)，包括數(shù)控加工、電加工、激光加工、水射流切割和等離子加工等新出現(xiàn)的現(xiàn)代工藝。

(2)新的工程材料不斷出現(xiàn)，實習中應該更廣泛的使用各種工程材料。

(3)充分利用網(wǎng)絡資源開展網(wǎng)絡教學，利用便捷快速的網(wǎng)絡資源，完成從設計到制造一系列生產(chǎn)流程的教學。

(4)鼓勵自主創(chuàng)新和后續(xù)金工實習，注重金工實習知識的延伸和拓展，注重學以致用，培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和動手能力強的新型人才。

[1] 劉友和.高校金工實習中面臨的主要問題及其對策[J].華南理工大學學報:自然科學版,1995(11):119-126.

[2] 孫振忠.金工實習教學項目工程化研究[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2010(17):112-114.

[3] 楊建忠,莫麗,李毅.網(wǎng)絡技術在金工實習教學中的應用[J].實驗室科學,2009(1):148-150.

Research and Practice on Metalworking Training for Modern Manufacturing

Chen Haibin， Sun Zhenzhong， Chen Yongzhi， Li Rongyong， Huang Yifan
Dongguan University of Technology， Dongguan， 523808， China

According to local economic conditions and characteristics of modern manufacturing， and the course syllabus， carry out research and practice on metalworking training from teaching content， teaching methods and teaching effect aspects； Summed up its own laws of metalworking training， and get a summary of metalworking training should be achieved， providing theoretical and practical reference for metalworking training teaching for modern manufacturing， fnally get a excellent effect on teaching reform and students education.

modern manufacturing； metalworking training； teaching content； teaching methods； teaching effect

2014-11-14

陳海彬，工程師。