從“銼榔頭”到“組裝機械臂”——西安理工大學探索富有時代特色的工程實踐教學
作者:呂揚
發(fā)布時間:2023-04-15 11:00:26
在西安理工大學工程訓練中心,同學們正在進行“機械臂”基礎工程訓練。
“這個機械手臂的DIY組裝,簡直太有趣了!”3月28日,在西安理工大學工程訓練中心,同學們正在老師的指導下完成“機械臂”基礎工程訓練的裝配課程實訓。
“40年前,金屬加工工藝實習(以下簡稱金工實習)就是‘銼榔頭’。隨著產(chǎn)業(yè)變革技術(shù)革新,原來的教學內(nèi)容已經(jīng)不能滿足教學要求。”西安理工大學工程訓練中心副主任劉青說,“為此,學校率先采用‘機械臂’作為教學載體,下一步將在全體本科生中采用新的訓練形式。”
2021年以來,西安理工大學工程訓練中心開展了以提升實踐教學效果為目標的基礎工程訓練更新迭代教育教學改革,試點采用“機械臂”作為教學載體,將工程訓練作品從單一零件變成更加系統(tǒng)、集成,更加精益求精的綜合實踐作品。
工科實習不再“銼榔頭”
運轉(zhuǎn)起來咣當作響的機床、焊接時火光四濺的鐵塊、因為手抖而被切得面目全非的小零件,這些場景,是所有經(jīng)歷過金工實習的同學們獨有的記憶。
作為一門理工科通識性的工程實踐基礎課,金工實習課程在國內(nèi)許多高校都有數(shù)十年的歷史。2003年,西安理工大學工程訓練中心成立。經(jīng)過20年的發(fā)展,學校工科實習經(jīng)歷了基礎—綜合—特色實踐—創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐—跨學科協(xié)同階段。
傳統(tǒng)的金工實習課程內(nèi)容包括鑄、鍛、焊、車、銑、刨、磨、鉗等金屬加工工藝訓練項目。“‘銼榔頭’作為理工科的標配,已經(jīng)做了半個世紀,榔頭都成了有情懷的紀念品。”西安理工大學工程訓練中心機械教研室主任李余峰給同學們回顧金工實驗的歷史,“我們現(xiàn)在改革推廣的‘機械臂’,是時代前沿的產(chǎn)物,同學們需要從無到有,完成其中17個零件的加工,最終完成整個機械臂裝配、調(diào)試線路等工作。”
“機械臂”基礎工程訓練涉及34個零件、15種標準件、32種元器件,我們選取典型的17個零件和1個主控箱作為實訓元素。參訓學生要經(jīng)過13周104個課時的工程訓練實踐,包括金工(8個單元)、電氣、電子、熱處理、機械測量和裝配實踐13個課程單元。
“這次課程改革后,教學時長、工作量基本保持不變,但知識點顯著增加,知識點之間銜接更加緊密,而且授課方式多樣化,老師與學生互動增加,實現(xiàn)了邊做邊交流。”李余峰說,新課程內(nèi)容以集成度高的“機械臂”作為教學載體,覆蓋所有教學知識點并將各個教學模塊“串聯(lián)”,從而形成系統(tǒng)化的工程訓練體系。
為學生提供專業(yè)化實踐創(chuàng)新平臺
目前,西安理工大學工程訓練中心承擔了校內(nèi)12個學院、50多個專業(yè)、4200余名本科生的工程訓練教學任務,涵蓋學校95%專業(yè)的基礎工程訓練教學任務。
隨著工程訓練教育改革的不斷深入,西安理工大學的工程訓練課程已新增了數(shù)控加工、特種加工、裝配技術(shù)、3D打印技術(shù)、控制技術(shù)、智能制造等特色項目。西安理工大學拓展辦學空間,引入新裝備、新技術(shù)、新材料與新工藝,搭建了多學科、立體化、開放式的四個校內(nèi)外工程實踐能力培養(yǎng)平臺,為學生提供高水平專業(yè)化的實踐創(chuàng)新平臺。
“在實踐教學方面,我們更注重讓學生了解工業(yè)過程,體驗工程文化,包括對創(chuàng)新能力的訓練、多學科知識的相互融合和貫通、團隊協(xié)作能力的鍛煉等。”劉青說,學校在國內(nèi)高校率先采用“機械臂”作為教學載體,把15個教學模塊串聯(lián)起來,培養(yǎng)學生系統(tǒng)意識、質(zhì)量意識和產(chǎn)品意識。
西安理工大學工程訓練中心老師趙建峰主要負責“機械臂”教學的零件準備工作,為了準備這門課,他和同事們付出了大量的勞動。“我們要多準備一些零件,如果同學們操作失誤了,立即有成品零件可以更換。雖然辛苦一點,但看到富有成效的教學成果,我們都感到非常欣慰。”
西安理工大學采用“機械臂”作為教學載體,解決了工程訓練教學中長期存在的“教學模塊獨立,缺乏系統(tǒng)意識”“教學載體分立,缺乏產(chǎn)品意識”“檢測訓練不足,缺乏質(zhì)量意識”三大問題,使學生建立宏觀上“控形”,微觀上“控性”的整體意識,培養(yǎng)學生的系統(tǒng)觀;通過完成制造加工、實訓拆裝等教學環(huán)節(jié),培養(yǎng)學生的工程觀;通過系統(tǒng)質(zhì)量檢測的教學環(huán)節(jié),培養(yǎng)學生的質(zhì)量觀。
目前,已有10個班級基本進行了完整的基礎訓練教學,教學效果良好,試點班學生都反映自己的能力得到全面提高。
讓學生更善于“實戰(zhàn)”
經(jīng)過多年發(fā)展和改革創(chuàng)新,西安理工大學工程訓練中心已發(fā)展配置了6大類420個認知體驗項目,并把課程、思政、勞動、教育等融入訓練各環(huán)節(jié),構(gòu)建了“提內(nèi)涵,強平臺,構(gòu)生態(tài)”的多育人主體協(xié)同工程創(chuàng)新訓練體系,實現(xiàn)工程訓練與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育同向同行,為人才孵化提供了新基地。
西安理工大學工程訓練中心通過校企合作開發(fā)跨校協(xié)同訓練課程、跨校訓練營等課程活動,將教師科研項目、學生創(chuàng)新成果納入訓練資源,實現(xiàn)產(chǎn)教融合、資源共享,為學生提供豐富的學習實踐庫。新平臺也為其他高校提供了可借鑒的模式,目前已在華中科技大學等43所高校推廣應用。
西安理工大學工程訓練中心現(xiàn)已成為國家級實驗教學示范中心、國家級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育實踐基地、國家級科技企業(yè)孵化器、國家級眾創(chuàng)空間,為培養(yǎng)工程實踐能力強、具有創(chuàng)新意識的高級應用型人才提供了資源和平臺。
“未來,工程能力強、綜合素質(zhì)高的新型工科人才更加符合國家建設需求。因此,高校的工科教育必須與時俱進,不斷開拓、創(chuàng)新。對于未來的課程,我們會逐步改進,增加學生的自主性,開設系列實戰(zhàn)課程。”西安理工大學工程訓練中心主任劉涵表示,工程訓練這一系列的課程,不僅要培養(yǎng)學生們動手實踐的能力,讓同學們學會在團隊中如何與人合作、與人溝通,而且更重要的是通過課程的訓練,提高其創(chuàng)新意識,培養(yǎng)其工程思維和創(chuàng)新思維。
來源:陜西日報



