李学涛

(三峡大学,湖北宜昌 443000)

工程训练实践课程是在校大学生非常重要的一门课程,启发和引导学生认真实践,积极创新,对科学思维和工程素质的培养都具有十分重要的意义,是实践课程体系中基础的一环,是培养本科生实践能力、提高学生工程实践能力的重要环节。随着各地高校对实训教学的不断深化改革,其中代表着先进制造技术发展方向的数控加工技术也受到了重视。数控技术实践的改革不仅停留在先进制造方面,而且在“大众创业、万众创新”[1]背景下,学校的工程训练中心也针对数控加工实训开展了一系列的探索和应用。

1 数控加工实训课程的特点

数控加工实训课程作为工程训练实践教学的重要环节,有诸多特点,结合国内多家高校的教学方式[2]总结如下。

1.1 传统数控实训加工课程

数控加工是先进制造技术的代表,随着社会的不断发展,机械产品的制造由最初的手工制造到机械化制造,现在不断地向智能化和数字化方向转变,所以现代企业对数控加工技术人员的需求也日益增加。在校大学生除了需要学习专业理论,动手操作能力也十分重要,所以数控加工实训课程在工程体系教学环节中有重要地位。

数控加工实训课程不仅能培养在校大学生的工程实践能力,而且还能有效提高学生的创新能力,增强就业竞争力。

1.2 数控加工实训方面的不足

数控加工实训课程在开设中也有一些问题,对于不同专业的学生应该有不同的侧重点,因为数控加工实训课程需要相关的理论专业课程作为基础,部分高校细分工作做得不到位,导致相关专业学生觉得偏简单,不相关专业又感觉偏困难[3]。部分学生、教师对实践教学不够重视,部分学生来实践学习仅仅是为了学分的获取,指导教师指导不够严格。

创新点不足,教师通常会制定好课程需要加工的相关零件图纸,学生的工作主要是学习图纸的工艺、编程和加工的处理,没有让学生考虑如何设计、优化等问题,没有起到增强学生创新能力的作用。

2 三峡大学在“双创”背景下数控实训课程的改革

三峡大学工程训练中心在“双创”背景下做出了一系列的课程改革与应用。

2.1 平台的搭建

三峡大学在平台的搭建上投入力度很大,在资金和政策上大力支持,回顾这几年的发展,最开始实训基地由实习工厂承担,场地狭小,设备台套数不足,当时仅有的两台数控设备远远满足不了学生数控实训课程的需求。学校针对此问题,修建了工程训练中心大楼,配备各类先进的设备,其中专业的编程模拟仿真教室两间,在实训大车间引进数控车床10台、数控铣床14台、五轴加工中心1台、四轴加工中心1台、数控雕刻机2台等,各类加工设备共计20多台,囊括大部分数控设备,为数控实训课程的开展和后期“双创”培养奠定了非常好的基础,实习工厂也正式改名为工程训练中心,不仅是名字的升级,也成了学校一个独立的二级学院。再到如今引入“创新创业教育学院”,把工程训练和“双创”紧密地联系在一起,更有益于对学生的工程素质教育和创新创业教育,使两者有机融合,中心还引进专门的孵化器公司,方便学生注册公司并协助学生对公司进行日常管理工作。

2.2 数控课程体系的改革

针对传统的数控实训课程,大胆变革,对基础的数控实训课程进行升级,升级为专业性更强的数控加工综合训练课程,通过多年的探索,在工程训练中心中相对成熟的课程有两门:数控加工课程和工程综合训练。

数控加工课程主要针对数控技术实践方面的提升,学生主要学习数控车床和数控铣床的操作,电脑仿真编程和数控实际加工相结合,提高了学生的工程素质,并且为激发学生的创新创造能力,鼓励学生进行设计。课程主要分为两个阶段,第一个阶段为设计、编程和模拟仿真,在这一阶段学生通过给定图纸进行分析,设计出图纸中的相关零件,把相关零件细分成若干部分,针对每一个部分进行数控编程,编程结束后在电脑上使用数控机床模拟仿真软件进行数控机床模拟仿真运行,运行结束后确保程序无误后进行数控机床实际操作,为使每个学生都达到比较好的实践效果,同时能让学生有互相讨论的空间,仿真操作每人操作一台计算机,数控机床操作3名学生为一个小组。为了避免出现安全问题,采用仿真和实操相互穿插的上课方式。

工程综合训练更是加入了创新创业元素[4-5],同样80学时的大课,保证每位学生都能得到充足的实训练习机会,课程从设计开始只告诉学生实现某些功能,不会指定作品,从而引发学生思路,做出不一样的作品,每一个零部件都由学生自行加工,不仅要填写每一个零件的工艺卡片,还要调研市场,做产品成本分析,包括加工制作成本和材料成本,学生分小组制作,并进行最终的比赛,依托工程训练中心的各类加工设备,推动了学生工程素养的提升。本次课程的特点是以数控加工操作为主,还加入了其他先进制造技术来拓宽学生的思路,比如激光加工、3D打印等一系列实践课程,通过对不同加工方式的学习,学生不仅开阔了视野,还在学习过程中对比每种加工方式的优缺点,更能体会到数控加工技术作为先进制造技术的发展方向的主要原因。本次课程的最终目的是一步一步指导学生从最基本的工艺学习到了解实物的发展现状,再到创新思维的发散,最终到工程实践,逐步培养学生的创新能力和创业能力[6-7]。

2.3 教学方法的改革

课程内容的改革只是一个方面,另一个重要的方面是更加注重教学方法的改革,传统的数控加工实践教学都使用“填鸭式”的方法,指导教师把所有内容讲解完毕后带着学生实践操作,图纸零件都是固定的内容,加工方法也基本相同。重点改革的教学方法叫作启发式教学,启发式的教学方法主要是引导学生自己思考、独立实践,这样不仅有利于加强学生创新思维的锻炼,还可以很好地提高学生的动手能力。比如在工程综合训练中讲到产品的制作时,对于产品中每一个非标零部件的制作,指导教师只是告诉学生可以用到哪些加工方式,讲解每种加工方式的优缺点,最终用何种加工方法学生可以自己决定,针对某些可以通过不同的加工方式来制造的零件,引导学生多次尝试不同的加工方法,进行论证实验,通过实践对比最后择优选择。从问题的提出,到解决问题方法的思考,再到实践论证,有理有据,循循善诱,使学生真正使用工程技巧来解决实际问题。通过引导式的教学方法,更加有利于培养学生的创新能力和工程实践能力。

2.4 打造竞赛特色

工程训练中心不仅在课堂上能加强数控实训的学习,在学科竞赛方面的应用也取得了很好的成绩。为了提升学生的实践能力,选拔综合实训考核成绩较为优秀的学生,指导其参加各类竞赛,对学生的帮助很大,要求也比较高,学生在竞赛中不断突破各类难题,数控技术和创新创业能力也得到提升,最终大部分学生都可以在竞赛中取得国家各类奖项,对学生的学习和以后的就业,甚至于自主创业都有着积极影响。

学生把科技竞赛作为工程实践活动的有效载体,在课堂外利用碎片化时间进行科技竞赛、创新创业类项目竞赛的实践训练,通过这些系统的训练,培养学生运用理论知识解决实际问题的能力、科技创新力以及创业能力,通过营造浓厚的科技竞赛氛围,激发学生的学习热情,使科技竞赛真正对学生起到促进作用。

3 对未来数控实践课程的一些尝试方向

尝试将教学与科研开发相互结合。教师要及时将数控领域的前沿发展方向分享给学生,激励学生。教师要利用教学和科研方面的优势,促进二者的相互统一、相互转换。

尝试将教师的培养和先进数控技术相互结合,教师作为实践教学环节的主导者,如果技术不过关,眼界不够广,很难培养学生成为工程素质和创新创业能力都过硬的人才。同时不仅要走出去,还要请进来,可以从优秀的企业聘用具备一定教学能力的工程技术人员来学校担任兼职教师,将他们优秀的实践经验和技能技巧分享给教师和学生。

尝试将课堂模拟为企业,实行企业化运行和管理,从实际生产中培养学生的创新思维和创业能力。

尝试在数控技术实践操作方面做更多的延伸,比如在现有的数控实践课程的基础上增加一些新的训练内容,让课程内容更加丰富、饱满。除了数控车床、数控铣床的实践操作,加入更多的数控设备的操作,比如数控雕刻机、数控插齿机等方面的实践操作。

4 结语

高校要深化创新创业教育改革,以创新创业型人才培养为目标,创新创业教育要全方面融入现代工程训练中,而数控加工实训有着显着特点,更容易融入创新创业教育,把创新创业教育设置到数控加工工程训练各个环节中,更加有利于培养学生的创新精神和创业思维,实现“创新推动创业,以创业促进就业”,对工程训练实践教学改革具有一定的借鉴作用。