基于创新作品制作的工程训练教学改革与实践

《装备制造技术》２００９年第８期

基于创新作品制作的工程训练教学改革与实践

莫海军１，蓝民华２，曾仪１

（１．华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州５１０６４０；２．广西柳州机电工程学校，广西柳州５４５００３）

摘要：对传统的金工实习教学模式进行了改革创新，提出基于创新作品制作的金工实习教学模式，学生在实习过程中要制作一有创新的作品或产品；通过新的教学方法进行金工实习，不仅调动了学生的积极性，培养了学生的创造性思维和动手能力，而且明显提高了实习效果和效率。

关键词：金工；实习；改革；创新作品；制作中图分类号：Ｇ６４２．４４

文献标识码：Ｂ

文章编号：１６７２－５４５Ｘ（２００９）０８－０１７３－０３

工程训练（金工实习）是一门实践性的技术基础课，是机械和非机械类有关专业教学计划中重要的实践教学环节之一。它不仅是一门必修的工艺性技术基础课和工程实践课，而且是对工科学生进行综合工程素质教育和现代制造技术教育的重要阵地，是进行工程实践训练和制造工艺教育的重要场所，对提高学生的全面素质，培养高质量、高层次工程技术人才，起着其他课程所不可替代的作用。学生通过实习获得机械制造的基本知识，建立机械制造生产过程的概念；在培养一定操作技能的基础上，增强学生的工程实践能力；在劳动观点、创新意识、理论联系实际的科学作风等基本素质方面，受到培养和锻炼；为了解制造领域的工程文化，学习后续课程和今后的工作打下一定的实践基础。

然而，在长期以来，我国工科学校安排金工实习都是按照锻压、铣床、钳工、车工、数控工种顺序来安排的，比如热处理、加工等。这种实习模式，学生实习过程是被动的，各工种之间彼此独立，没有工艺上的关联，实习过程没有形成一个具体的作品或产品，因此，实习结束后学生不了解零件的技术要求、公差要求及零件的装配工艺等，因此效果不是很理想。另外，学生实习的安排，多数没有按照专业特点来安排，使得机械类和非机类学生实习内容没有多大区别，不体现学生的特长。

针对上述情况，分析了工程训练目前存在的问题，改革和创新工程训练方法，以提高学生的实践能力和工程训练效果。研究的内容是改革现有的工程训练模式，将目前按工种顺序安排的实习方法，改为按创新作品制作的实习方法，即实习不是单一的加工某个零件，而是制作一个机构或一个部件，通过各零件的加工最后装配或组装成一个作品。

训练项目包括冷加工、热加工以及现代加工等３０多个工种，如表１所示。

表１

序号１２３４５６７８９１０

训练项目名称车削加工铣削加工刨削加工磨削加工齿轮加工钳工铸造成型热处理板金加工焊接

序号１１１２１３１４１５１６１７１８１９２０

工程训练项目

训练项目名称数控车削数控铣削数控线切割数控电火花加工中心模具ＣＡＤ／ＣＡＭ快速成型锻压成型冲压成型模具设计

序号２１２２２３２４２５２６２７２８２９３０

训练项目名称注塑成型表面处理ＰＬＣ应用工业控制机床电气控制工业安全机械及电气安全实验

汽车构造发动机构造汽车底盘构造

机械类专业主要包括机械工程及自动化、车辆工程等，工工业程训练一般安排６周时间，近机械类包括机械电子工程、设计、材料科学与工程、过程装备与控制工程、安全工程、材料成型及控制工程等，一般安排４周时间。非机械类专业包括其他工科各专业及文、理、医、艺术、管理等专业，金工实习一般安排２周时间。

目前，工程训练实习存在的主要问题，正如前面提到的，一是训练模式陈旧，实践方法没有创新；实习过程没有形成一个具体的作品，加工出来的零件是独立的，没有关联性，实习结束后，学生，特别是机械类的学生，不了解零件的技术要求、公差要求及零件的装配工艺等；二是训练项目安排比较混乱，实习时间等情况进行没有针对性，没有根据学生的专业特点、安排，导致工程训练效果不尽人意、效率不高，学生的积极性不高，创新意识没有得到应有的发挥。表２是某一训练周的训练安排，其中有机械类、近机械类和非机械类专业。从安排表中可以看出，工程训练安排，没有体现机械类或非机械类的专业特点和训练时间。

１现状及问题

华南理工大学工程训练中心２００８年获得国家级教学实

验示范中心。中心每年为校内外学生培训多达８０００多人次，

２００９－０５－２０收稿日期：

作者简介：莫海军（１９６６—），男（壮族），广西融安人，讲师，博士，主要从事机械设计、机械设计基本科础教学工作，从事机器人多指抓取方面的科研

工作，发表教学及科研论文２０余篇。

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Equipment Manufactring Technology No.8，2009

表２

某一周的工程训练安排

专业机械工程及自材料科学与工程资源科学与工程

动化（机械类）

（近机类）

（非械类）

训练时间

６周

４周

２周

热处理、焊接、模具钣锻压、

铸造、塑料热处理、塑料加训练内容

金、表面处理、汽车构

加工、磨床齿轮、工、模具钣金、

铣造、磨床齿轮、车工、刨工、钳工、ＰＬＣ、

工、钳工、车工、加电火花，锻压、数控铣

加工中心、线切工中心、数控车、

割、

快速成型数控铣、工业控制２创新指导思想

作为国家级实验教学示范中心，要实现“理念先进、体制

健全、

内容丰富、管理到位、特色鲜明、具有示范和辐射作用”的现代工程训练中心的目标，要在珠三角地区乃至全国同行业中保持领先地位，就必须不断的提高自己，发掘实践教学资源，不断改革和创新。由于学生训练时间有限，人数量多，专业差异大，为了使学生在有限的时间内得到最有效、最合理的训练效果，工程训练中心必须在进行必要的改革或改进，不断创新，使硬件设备和软件设计充分发挥其作用，为学生创造良好的实习环境和条件。具体可以从以下几点考虑。

（１）结合不同专业需要，积极创造条件，充实新设备、新工艺、新技术的教学内容。要具备一定数量的数控车、数控铣（包括加工中心）

、快速成型制造、数控线切割、电火花成形加工、激光加工和超声波加工和其他先进工艺装备，逐步增加新技术、新工艺的训练内容。

（２）要充分发挥先进制造技术的教学优势、实验和演示设备，保证先进制造技术的实习时间占总实习时间的２５％～４５％，使学生尽量多地接触相对先进的加工技术。

（３）利用实习中的工程环境，培养学生的责任意识、安全意识、质量意识、环保意识、经济意识、管理意识、市场意识、法律意识、社会意识和创新意识等工程意识，使学生初步了解企业文化。

（４）充分发挥教师在工程训练创新教学中的主导作用。教师应在训练中充分利用现有设备条件给学生更多的动手机会和创新实践，培养学生创新意识，鼓励学生的创新积极性。

（５）要注重将科研成果转化为教学实验；同时要有５～６项体现本校特色的国内有显示度的综合性、创新性的训练或实验项目，增强中心的竞争力和影响力。

３工程训练项目优化与实现

工程训练项目，可以按照不同的专业特点进行安排。由于

训练时间比较紧张，为了获得更好的训练效果，并不需要学生参加所有的工程训练，多而杂未必是好事，少而精也许会更好。除了有些项目必须要参加以外，如考虑到汽车是未来生活不可少的交通工具，了解汽车构造应该是所有学生所必须的，另外还有普通车工，钳工、焊接等比较常用的实习工种必须要

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参加以外，其他的训练项目可以按照专业进行安排。比如，对于非机械类专业，由于专业性质差异较大，可根据其鲜明的专业特点，进行训练项目的安排，可以选择一些重点不在产品的制造，而在产品的外观、款式设计等。机械类专业可以偏向于机加工，如铣工、车工、刨床、数控加工、模具设计等。对于机械电子专业的学生，除了机加工以外，可以偏重于工业控制、ＰＬＣ控制等项目的训练。对于材料专业的学生，可以以热加工方面的训练，如热处理、锻压、铸造、焊接等为主，再安排适当的机加工，如车工、数控加工、快速成型等。对于汽车专业的学生，可以更多的注重汽车构造方面的训练，充分利用中心先进的奔驰汽车模型，进行教学操作和训练。数控加工对学生来说都是比较感兴趣的，然而，数控机床数量毕竟有限，每个专业、每个数控工种都要安排显然不太现实，考虑到数控加工其操作方法差异不大，因此没必要每种数控机床都要进行训练，比如数控铣床和数控车床，在操作上没有多大差别，在安排训练时，数控铣床和数控车可以只安排一种即可。表３是部分机械类和非机械类专业工程训练项目，根据专业特点进行的优化和创新。

表３

进行优化和创新的部分机械类和非机械类专业工程训练项目

专业训练内容

专业

训练内容

机械工程

车工、铣工、刨工、数控加

及自动化

工、加工中心、冲压成型、

汽车构造、发动机构造、铸模具设计、注塑成型、热处汽车工程造、车工、刨削、数控加工、铣理、焊接、钳工、锻压、机床

工、钳工、模具设计、注塑成电气控制、机械及电气安

型、焊接、电火花、冲压成型、全实验、汽车构造等热处理、线切割等工业控制、ＰＬＣ、车工、铣

机械与工、刨工、数控加工、线切表面处理、注塑成型、车工、

电子

割、电火花、注塑成型、热处

应用化学

工业安全、数控加工、焊接、理、

焊接、钳工、锻压、机床刨床、汽车构造、钳工、快速电气控制、汽车构造等

成型等

热处理、锻压、焊接、铸造、线

材料专业切割、

数控加工，模具设计、表面处理、注塑成型、车工、工注塑成型、车工、铣工、刨工、

轻化工程业安全、数控加工、焊接、刨床、冲压成型汽车构造等

汽车构造、钳工、快速成型等另外，对训练项目进行模块化、层次化归类，以便能够使学生根据专业需要有选择性地开展工程训练。

机械类或近机械类学生，可根据训练时间较长、基础知识较为丰富的特点，进行一些工业产品创新设计及制作。把目前按工种顺序安排的实习方法，改为按创新作品制作的实习方法，即实习不是单一的加工某个零件，而是制作一个机构或一个部件，通过各零件的加工最后装配或组装成一个作品。因此，可以将训练时间分为两个阶段：前半段，按常规的训练的方法进行训练；后半段，可以尝试一些创新的训练方法。

比如我们在指导机械类和近机械类学生训练时，用大概２周的时间指导学生进行创新作品设计和制作。学生可以自由发挥，进行创新设计，画出设计图，及加工工艺卡，最后进行零件加工，最后进行装配，制造成有创新意识的作品。如图１为学生自行设计并制作的无动力小车，表４为加工工艺及要求。如图２为学生制作的简易的减速装置。学生首先进行设计构思，方案确定，在制作样机过程中，涉及到零件的加工，如轴的加工、

轴的热处理工艺及硬度测试、小车轮子的数控铣、线切

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程，也更清楚样机中各零件的之间的公差关系、精度要求、装学生的实践能力、创新思维得到更配关系及加工要求。因此，大程度的提高，训练效果也更明显。

４

图１无动力小车

表４

加工零件车轮

使用工种数控车床

结束语

实践教学对于培养学生的实践能力和创新能力尤其重

图２

加工工艺及要求表

加工要求

简易减速器

加要，而工程训练是培养学生实践能力的一个重要教学环节。

使用目的

强学生实践能力和创新意识的培养，是人才培养的重要内容，也是人才竞争的有力手段。华南理工大学国家级实验教学工程训练中心，可以以国家级实验教学示范中心为契机，改革和创新，不断提升中心的综合实力和影响力，使其成为国内知名的工程训练中心。

参考文献：

黄炳辉，殷凯．完善工程训练体系，培养高素质人才［Ｊ］．实［１］李勇，

验室研究与探索，２００９，（１）：１４３－１４５．

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术与管理，２００８，（１）：７－１０．

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（０１）：１８５－１８８．

主要操作

车除多余外表皮﹑注意保持两端面将圆钢车成符合我们

实现圆面尺寸要求的零件，车除两端不光滑的平齐，为

的光滑过渡面增加突台做成车轮做好准备切阶梯槽﹑车除

多余外表皮

要保持轴的同心性，使用顶针顶住轴的一端注意底板的夹紧以及钻孔的平行度和尺寸的一致要注意车身的外形，弯曲适当注意尺寸，大小及余料的剩余注意颜色的分布

对圆钢进行切削处理，切出适当的槽以便螺钉对其进行卡位对底板进行钻孔处理以便螺钉通过，并将多余的底料去掉使车身外型美观新颖﹑合适得体﹑连为一体

为在磨床进行精加工做准备

加上颜色，使汽车更为美观

车轴车工

底板

磨工磨平﹑钻孔弯曲﹑折叠成形﹑点焊连接刨除多余材料加工处理出其表面的颜色

车身

电焊与钣金刨工表面处理

轴承车身

涉及到模具钣金的加工，表面处理及点焊割。在制作车身时，

等工艺。轴与小车车轮的公差要求和装配关系等。显然，在整个制作过程中，运用到大多数的加工方法，加工顺序是根据样机的设计要求来安排的，过程是主动的而不是被动的，实习目的更明确，思维更活跃，制作的机械作品更贴近实际的生产过

ＲｅｆｏｒｍａｎｄＰｒａｃｔｉｃｅｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｒａｉｎｉｎｇＴｅａｃｈｉｎｇＢａｓｅｄ

ｏｎＩｎｎｏｖａｔｉｖｅＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎｓ－Ｍａｋｉｎｇ

ＭＯＨａｉ－ｊｕｎ１，ＬＡＮＭｉｎ－ｈｕａ２，ＺＥＮＧＹｉ１

（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｕａｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ；

２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＧｕａｎｇｘｉＬｉｕｚｈｏｕＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬｉｕｚｈｏｕＧｕａｎｇｘｉ５４５００３，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｆｏｒｍａｎｄｉｎｎｏｖａｔｅｉｎｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｔａｌｗｏｒｋｉｎｇｐｒａｃｔｉｃｅｍｏｄｅｓ，ａｎｄａｄｖａｎｃｅａｎｅｗｔｅａｃｈｉｎｇｍｏｄｅｔｈａｔｂａｓｅｄｏｎｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｐｒｏ－ｄｕｃｔｉｏｎｓ－ｍａｋｉｎｇ，ｔｈａｔｉｓｔｈｅｓｔｕｄｅｎｔｍｕｓｔｍａｋｉｎｇａｎｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｐｒａｃｔｉｃｅ．Ｂｙｔｈｉｓｎｅｗｔｅａｃｈｉｎｇｍｅａｎｓ，ｓｔｕｄｅｎｔｓ＇ｌｅａｒｎｉｎｇｉｎｉｔｉａｔｉｖｅｂｅｅｎｍｏｂｉｌｉｚｅｄ，ａｎｄｎｏｔｏｎｌｙｃｕｌｔｉｖａｔｅｓｔｕｄｅｎｔｓ＇ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｔｈｉｎｋｉｎｇａｎｄｐｒａｃｔｉｃｅａｂｉｌｉｔｙ，ｂｕｔａｌｓｏｒａｉｓｅｔｒａｉｎｉｎｇｅｆｆｅｃｔａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｅｔａｌｗｏｒｋｉｎｇ；ｐｒａｃｔｉｃｅ；ｒｅｆｏｒｍ；ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｓ；ｍａｋｉｎｇ

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