基于工程硕士研究生阶段钳工实训的教学改革

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  • 更新时间2018-05-15
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  【摘要】随着工程硕士研究生教育的发展,现阶段的钳工实训教学模式已不能适应硕士阶段的教学要求。本文结合本校生源和钳工实训教学规律,提出了注重工程师理论素养与工程应用能力培训相结合、运用本科阶段工艺理论知识分析改进加工方案、以及借助配合件加工训练强化工程硕士团队协作意识的教学模式改革,改进了工程硕士研究生阶段钳工工艺实训教学培养模式,提高了工程硕士实践知识学习的主观能动性,为硕士技师培养打下了坚实的基础。


  【关键词】钳工教学改革;工程硕士培养;工程师素养


  自1997年国务院学位委员会批准设置工程硕士专业学位以来,我国已培养出很多应用型高层次工程管理技术人才。工程硕士是专业学位中的一种,职业性作为专业学位的基本特性,是专业学位区别于学术学位的本质特征[1]。《工程硕士专业学位设置方案》中明确指出,工程硕士教育应与工程领域任职资格相联系,侧重于工程应用,应具备工程师从业的知识结构、能力以及所必备的职业品质,工程硕士的培养目标是为工矿企业、工程建设部门和公司输送高级专门人才[2]。因此,招生初期其生源往往来自于企业的工程技术人员,其培养方案更具有企业针对性。国家从2009年开始大力推进专业学生了根本性变化,专业硕士培养对象几乎全部来自于在读本科机械大类专业毕业生,基于该工程背景的生源对象,如何在工程硕士研究生培养阶段养成工程师职业素养和专业能力,是机械工程领域培养计划成功通过国家验收、培养出符合国家特需人才目标的关键所在。为此,江苏理工学院机械工程领域工程硕士培养计划中,专门增加了五周的钳工工种训练环节,专门有针对性地培养工程硕士的职业意识和职业技能[3]。今天虽然各种机床发展比较快速,代替了先前钳工作业,但钳工这门学科作为传统的金属加工技术,任在机械制造加工和装配过程中应用非常普遍,也是工程师素质能力培训的基本方法之一。


  然而,钳工课程传统的本科教学实训模式,不能完全适应工程硕士的职业素养训练教育,目前学校的本科生钳工教学模式,不但训练机械单调、课题缺乏新意,还让学生处于知识的被动接受状态,加上钳工是以手工操作为主的工种,使得学生在金工实习中望钳工实习而却步[4]。为了适应专业硕士钳工实训教学模式,自我校开始招收工程硕士研究生以来,就一直不断地改进钳工实践课程的教学方法、创新教学方案,根据社会生产发展需求,综合运用已在本科阶段专业课程中获得的理论知识、方法和技术手段,分析与解决各种机械钳工训练中的工程实际问题,激发工程硕士主动获取知识的积极性。以下是我校工程硕士钳工教学改革中贯穿工程师素质培养的几种训练方法。


  1注重工程硕士理论素养与工程应用能力培训相结合


  工程师素质的养成,需要工程硕士掌握丰富的工学知识和实践动手能力。要求培养出来的研究生能有一定操作技能和工程理论知识,同时还有分析问题和解决问题的实践能力,如工程设计规划能力、加工工序设计能力和工程计算能力等。在钳工训练阶段,指导老师针对具有一定技能基础的工程硕士,从企业实际需求中提炼出一定功能指标的机械结构设计要求,让工程硕士从三维立体图纸的设计入手,遴选机械传动结构、分析零件选用方案的优劣、设计关键零件的工艺顺序、选择刀具的热处理方式,并对其中涉及钳工工种的工件实施立体划线等操作训练,将零件虚拟组装软件应用到机器的总装配、机床床身的刮削、机床保养等环节中,为工程硕士后续课题的选择,打下了良好的实践研究方法基础[5-6]。同时,由于在钳工实习教学活动中,融入了虚拟组装等现代技术、也为工程硕士软件工程素养的训练,提供了实践平台。实践环节要有主有次、分型培养研究生的技能,对动手能力强的学生要求一专多能,即不仅要加强基本的功训练,还要培养技能训练的广泛性。而对于理论功底好动手能力欠缺的研究生,扩大虚拟软件的训练范围及工艺尺寸链的计算难度。这种与生产实践相结合的钳工教学方法,不仅仅要学生掌握钳工基本技能,更是让学生运用这些技能解决在生产实践中遇到的工程问题。这种方式提高了研究生们适应企业的能力。


  2运用本科阶段工艺理论知识分析改进加工方案


  以往本科阶段钳工课程的学习模式总让学生感觉到枯燥乏味,难以理解,单调而又重复、缺乏新意的课题,使学生对钳工课程厌烦厌倦。又由于考取等级证书的压力,学生必须按照实习指导教师安排的工艺以及加工方法在考证范围内练习,整个实践过程学生并没有主动地思考加工工艺。工程硕士经过了系统的本科理论教育,有良好的机械加工理论基础,但本科阶段的教学基本重心在专业基础课程的学习。例如本科阶段的《互换性与测量技术》是机械类专业的一门技术基础课,它涉及几何量公差与技术测量两个范畴。虽然学生们都对公差代号、尺寸链的计算、零件的表面粗糙度的概念很熟悉,但在教学过程中发现很多学生不能准确应用。


  结合以上分析,在钳工实训的教学过程中,采用了激发工程硕士学习主动性以学生为主体的教学模式,让研究生自己设计图纸,自己动手完成零件加工,再从工艺、工时、成本的角度分析他们设计的作品合理性。以下是研究生设计的图纸:a图和b图形状相同,有一处尺寸5mm、10mm不同;这两零件图虽然在结构功能大同小异,但在实际加工操作中a零件的加工难度大于b零件,且尺寸精度也难以保证。比较b图和c图,零件图c考虑直角的加工工艺,实际加工的效率和成本都优于b图且都能实现相同的功能。


  3借助配合件加工训练强化工程硕士团队协作意识


  作为未来总工程师摇篮的工程硕士培养单位,将总工程师具备的工程规划、分工协作等团队协作必备要素,加入到钳工技能培训之中,是硕士阶段有别于本科生钳工实训的创新性举措,而钳工实训中配合件的加工与装配,是钳工实践教学中团队协作练习较好的训练方式。配合件的训练除了能锻炼学生的团队协作能力,也是训练学生锉削和锯削基本功,及掌握零件加工工艺,特别是一些有高精度的对称件加工工艺能力的典型方法。如下图所示,学生首先必须具备一定的基本功,还需合理编排钳工加工工艺方案。我校的工程实训中心给出的分工协作配合件,是一组只需要两人完成的加工组件。研究生在锉削零件过程中,不仅要熟悉自己零件的工艺,也要熟悉合作者另一半的零件工艺。这就需要彼此协商制定合理的工艺流程、共同完成配合件的加工制作。在以往的本科教學中,学生仅需要根据实训指导老师在课堂上讲解的工艺要点自己去编排工艺,而研究生分工协作教学模式,在加工过程中,需要更多地根据另一个学生的工艺安排,考虑自己的工艺加工方法,双方不断地商讨加工工艺方案,随时处理协作过程中出现的问题,加强了学生们之间的沟通,锻炼了团队分工协作和处理问题的能力。下图为整体式嵌配件加工图例之一,图中上部的两图需要分别由两位研究生分工合作完成,通过双方工艺过程的制定和加工,最后需要按公差要求实现完美配合。


  4结语


  工程硕士阶段钳工实践培养环节,有别于本科生阶段钳工实习的培养要求,在注重能力培训的同时,更加关注研究生工程师素质的养成,以及工程理论知识和工程实践能力融合的训练。工程实践能力是其考核研究生在研阶段的重点环节,所以实践性课程培养目标必须回应企业对工程师素质培养的诉求。基于工程硕士研究生阶段钳工实训教学改革中运用的教学方法,只是本校研究生工程实践教学过程中,探索和改革工程硕士专业能力培养的实践环节之一,机械工程领域在最近几年的工程硕士实践教学过程中,不断创新教学方法,已经取得了如硕士技师等初步培养成效。


  【参考文献】 

  [1]张建刚.钳工工艺学理实一体化教学改革的探索与实践[J].科学教育前沿,2012,1(3). 

  [2]孙健.地方高校研究生教育存在的问题及对策研究[J].教育探索,2008,(5):78-79. 

  [3]刘来宝.加强培养过程管理多途径提高工程硕士培养质量 [J].西南科技大学高教研究,2011,(1):39-40. 

  [4]易忠奇.钳工实训课程一体化教学改革浅析[J].教育教学论坛,2010(35). 

  [5]陈淑春.一体化教学在钳工专业的研究与实施[J].科技创新导报,2012(5). 

  [6]李杰,李镇.我国工程硕士教育与工程师职业资格认证对接的思考[J].学位与研究生教育,2012(2). 

    作者:梁栋