陕西理工大学机械工程训练教学改革的探索与实践★

罗 俊

（陕西理工大学机械工程训练中心，陕西 汉中 723003）

引言

机械工程训练是机械工程、材料学科等专业学生的基础课程之一，该课程的特点在于实践性很强，高等院校也都很重视学生实践动手能力的培养，因而在学生的教学计划中占有很大比重。机械工程训练的实践项目种类多、知识面广，在学生毕业参加工作后发挥很大作用，因此完善的机械工程训练教学体系对于培养和提高学生的整体素质具有十分重要的意义[1-2]。目前高校机械工程专业使用的教材大多由机械工业出版社出版和电子科技大学出版社出版，由张艳蕊、王明川主编的《工程训练》是国家级工程训练实验教学示范中心系列规划教材，通过本课程的学习在工程实践教学中逐步实现由传统的金工实习，向现代工程训练的教学方向转化，由单一的技能训练向综合化、拓展化、网络化、系统化的集成技术训练方向转化，由操作技能训练项技能与管理向技能与创新实践相结合的方向转化，培养学生在现代化工程训练过程中的工程意识和综合能力，建立大机器、大制造、大工程的概念[3-4]。由钟晓峰、李恩、杨金林主编的《工程训练——金工训练》是“十三五”普通高等院校规划教材，通过本课程的学习能使学生认知和了解机械制造工艺的发展历程和常用的机械制造工艺手段、典型机械零件的加工方法和机械制造领域的最新进展，同时，学生们在进行实际训练后，能够对常用加工机床有初步了解，并能对简单机械零件进行工艺分析、材料选择、毛坯成型，利用常用加工工具和量具实现机械加工、产品检测等一系列生产流程，最后结合创新思维和创新能力的培养，能够开拓学生的工程素养，培养学生的创新意识和动手能力，为培养满足社会需求和创新需求的综合性人才打下基础[5]。新工科提出后的机械工程训练教学体系和理念焕然一新。参照新工科的要求，教师对知识、素质和能力有了新的要求，尤其是动手能力。一方面，教师的基本素质必须满足新工科提出的要求，机械工程训练的教学内容需要变动，另一方面,更需要引进或者培养教师的实践动手能力和科研素养[6-7]。高校必须注重学生实践能力的培养和创新水平的提高，针对陕西理工大学现行机械工程训练教学体系的特点和不足，从培养学生的动手能力出发，从机械工程训练内容改革、实训教学手段和实训教学人员等方面入手，尝试建立一套适合陕西理工大学机械工程专业本科生的机械工程训练课程的创新教学体系。

1 陕西理工大学现行机械工程训练存在的一些弊端

1.1 训练内容机械化，学生的创新性差

机械工程训练实训课程是陕西理工大学机械工程专业本科生开设的专业必修课，根据教学计划和教学大纲，学生在大学二年级进行学习。因课时限制,实训教学人员为了达到规定的培养目标,在实训内容上设置一些基础训练和极少的综合性训练，而这些基础训练内容通常是简单操作，如：数控车削、数控铣削里面的一些指令G01、G02、G03等使用等；综合训练如加工中心的操作演示、数控冲床的操作演示等。教学过程基本上跟理论教学相近，完成基本指令的学习和程序编制的方法，再由教师进行演示操作或讲解操作步骤，学生模仿老师。实训过程中,学生的自主性和创新性得不到发挥。

1.2 教学条件和方法单一，教学信息传递阻塞

普通高校机械工程训练专业基础课程和实践课是独立分开的，一般情况下是先理论再实践课，显然实践滞后于理论，更有一些高校先进行实践教学。学生在实践与理论知识的联系上得不到有机的统一，很难有实训的效果。或者先实践教学，不能深入了解这些指令背后的含义和使用规则。因此有必要在实践教学中引入现代化的教学手段和方法，让理论和实践有机结合，提高授课效率。

1.3 考核标准简单，学生的动手能力成绩占比小

很多高校机械工程训练的考核一般分为两大部分，机械工程训练理论成绩占40%，实践操作成绩占60%，后者主要是以学生的实训鉴定表为依据。理论考试和实训鉴定表并不能真实反映学生在机械工程训练中的水平和能力。很多学生的总成绩很高,但是真正去操作或设计一些作品时就显得力不从心。比如在车削、铣削等做组合件，需要装配时，会出现装配不上的问题，或者工件制造不符合图纸设计要求。以学生为例，参加无碳小车比赛，需要车削一些轴类零件或者底座，打孔之类的操作技能往往不得其法，几乎没有人在操作时能真正做到合格。这种综合成绩高动手能力差的现象在学生中很多。另外，实训鉴定表的雷同和抄袭现象也比较明显。在加工中心实训中，本人所教授一大组20人的实训鉴定表所填写的加工工艺分析几乎完全相同。所以，过分的注重实训鉴定表结果而忽略实训过程中学生动手能力的考核方法不合理。

1.4 师资力量配备不足

高校在实践教学人员配备上往往是不足的，这也是造成学生实践能力不足的原因。机械工程训练课通常是按批次配备实训指导教师，考虑到实训的安全，数控车削、数控铣削、普车、普铣等实训项目中，一个实训指导老师最多指导4个学生，一个班级通常30~40人，按照10人为一个小组，所有学生在实际操作过程中操作不恰当或不规范无法及时地被发现和纠正。实训指导教师配备不足究其原因是学校学生多而师资力量严重不足。

2 陕西理工大学机械工程训练教学改革的探索与实践

机械工程训练能提高学生的工业认知水平，也是学习机械设计、机械原理、结构设计、公差与配合等专业课程实践技术的基础，此外机械工程训练在学生培养体系中占有相当的比例。教学改革的目的就是把现代教育理论的新观念、新思维运用在教学中，以达到培养学生发现问题、分析问题及解决问题的能力，进一步提高创新意识和创新能力，让学生全面掌握机械工程训练的基本实践技能。

2.1 建设综合型实训项目，培养学生创新意识

传统实训项目显得过于生硬乏味，无法调动学生的积极性。在学习了基本操作的基础上，结合中心具体情况增设了一些综合设计型课题，如“无碳小车”、机械创新大赛等课题。结合这些课题，学生自己设计方案，从建立模型到程序编制、制造整个过程都由学生自己动手完成，教师只起到引导作用，学生有机会把理论知识和学过的实践操作有机地结合起来，在发现问题、分析问题以及解决问题的能力等方面有了很大的提高，整个实训过程不再是机械地重复，学生自主性更强，创新意识也得到了培养。

2.2 开放实训室，学生自主训练

对有一定实践基础的学生大胆尝试开放实训室，在指导老师的指导下开放机床。学生在参加一些课外科技活动，比如大学生工程能力训练竞赛、大学生创新创业项目、机械创新大赛等，学生需要用到机床去加工一些零件，他们可以自主设计方案，由指导老师把关，实际操作由学生自主去完成，整个项目的实施主体是学生，这样极大地提高学生的动手能力和组织能力，也激发了学生浓厚的科研兴趣，为后续的理论学习打下坚实的基础。

2.3 建立科学全面的考核体系

学生的实践环节考核具有很强的灵活性、随机性，如何科学全面地对学生的实践环节进行考核，怎样把学生的实践环节成绩进行量化，离不开科学全面的考核体系。在这个考核体系下，应当更加注重学生的实际动手能力，更加注重考核过程，而不是考核结果，应当把学生在实训过程中的表现作为考核的重点。基于此，对机械工程训练成绩的最终评定分为：学生的实践基本素养，即考核学生出勤、劳动纪律，实训鉴定表的填写情况，占总成绩的20%；实训鉴定表，通过鉴定表可以体现机械作图能力、工艺分析能力、机械结构设计能力、总结能力，占总成绩的20%；实训过程，即考核学生在实训环节中的表现，操作过程中的动手能力、分析问题的能力和解决问题的能力，占总成绩的60%。按上述各个步骤的考核，可以基本做到全面科学地评定学生的实训成绩。建立科学合理的考核制度，这与现代制造技术工程氛围契合，也符合机械工程训练教学的特点，还能提高学生的积极性和主动性，有利于培养具有工程素质、工业素养、实践能力的复合型创新人才。

2.4 加强教师教学能力的培养

随着科学技术的发展，制造行业技术的进步，新型制造设备的更新以及新工科的要求，必须加强教师的能力培养，打造一支高素质的教师队伍，只有这样才能面对复杂多变的技术潮流。通过采取一系列的措施，来提升教师的教学能力，主要针对年轻教师加强实训技术人员的培训、培养，近几年选派了2名青年教师到其他高校参加高级进修班；加强提高科研水平，组织申报省级、校级科研项目，鼓励发现工作岗位上技术难题，通过立项解决实训教学中的实际问题，近3年来，年轻教师获得省教育厅项目6项，校级科研项目4项；鼓励教师参加各种各样的赛教、观摩课，拓展教师的业务水平，安排青年教师参加机械工程训练年会和陕西理工大学“金课”观摩，拓宽了教师的视野；促进与其他高校教师的交流，了解其他高校机械工程训练教学模式，持续改进教学方法和教学模式。

3 实施改革后取得的效果

机械工程训练这门课程的教学实践也是在持续改进中推进的，目的就是在实践环节中去提升学生的动手能力，培养学生的工程素质，提升学生工业认知水平。通过近两年的教学实践和持续的改进，据统计，97%以上的学生完全掌握了机械工程训练的基本操作，并能自主、独立完成实训；部分同学参加“无碳小车”、机械创新大赛、大学生创新创业实践项目，并能取得优异的成绩。实践证明，通过对机械工程训练的教学内容、教学条件进行改进，建立全面科学的考核标准、提升师资力量等一系列举措，学生能够通过锻炼获得基本操作技能，把理论知识应用到实践中去，还能极大地发挥学生的主观能动性，挖掘其创新能力，更有利于陕西理工大学培养优秀的复合型人才。