东南大学机械制造实习课程,机械制造实习

机械制造实习

摘　要　以机、电、控制等多学科综合的工程实践教育理念，研究和构建了新的机械制造实习课程体系，实现了由注重单门学科系统性向注重多学科交叉渗透及工程综合性转变，由单机技能培养向部分实现局域网络条件下的集成技术培训方向转化，由操作技能培训向工程实践综合能力和创新精神的培养转化。最终在基础实践层面上实现了机、电、控制等学科的初步综合。

关键词　机械制造实习　课程体系　实习教学　探索实践

“机械制造实习”是高等工程教育实践教学体系的重要环节，属于工科各专业的技术基础课程。我校“机械制造实习”是由原“金属工艺学”或“金工实习”经过十多年的改革发展，最后由“机械制造基础训练”、“先进制造技术训练”和“机电基础实践”整合演变而来的，可谓历史悠久，教学面广量大。

一、传承历史，抓住机会

早在20世纪初期的1916年，南京高等师范学校设立工艺专修科时，就在校内先后建立锻工场、木工场、金工场和铸工场。1921年初，国立东南大学成立，即以南高师的工艺专修科为基础成立东南大学工科，聘美国卡乃奇大学工学博士、前唐山交通大学教务长茅以升为工科主任。著名的政治活动家杨杏佛教授曾兼任实习工场主任。从那时起，尽管学校几经变迁，但实习工厂一直得以保留并不断发展。新中国成立后，我校相继开设了机类、近机类金属工艺学（含金工实习部分）和金工实习（非机类）。金属工艺学理论课程48～96学时，实习部分为4～6周；部分非机类的金工实习为4周，没有专门理论课程部分。金工实习由实习工厂和金工教研室承担。1958年当时的国家主席刘少奇参观南京工学院机械（实习）工厂和切削实验室，对我校的工程实践教学给予充分肯定，极大地鼓舞了全校教师的教学热情。

恢复高考后至20世纪80年代，改革开放的春风吹遍祖国大地，国外先进的科学技术和教育理念让人耳目一新。随着我国改革开放的步伐加快，特别是进入20世纪90年代以后，各种先进制造技术不断引入，我国生产技术水平不断提高，原金属工艺学和金工实习的课程体系、内容结构、知识体系已无法满足社会生产和人才培养的要求，1990—1992年由我校原校长、教育部原副部长韦钰院士筹备成立并亲自担任当时全国第一个工程训练中心主任。工程训练中心的成立标志着东南大学在国内率先引进机、电、控制等多学科综合的工程实践教育理念，为金工系列课程的改革与发展注入活力，并提供了一个广阔的整合平台。

在这一新的工程实践教育理念的指导下，我们又先后抓住了教育部面向21世纪“高等工程教育实验与工程实践教学体系改革的研究与实践”项目、《江苏省普通高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划》进一步重点建设项目“高等工程教育实验、工程实践教学体系改革的研究与实践”和“工程训练中心建设”（世界银行贷款高等教育发展项目）这三个重大项目。这为我校的工程实践教育和金工系列课程的大发展带来了前所未有的机遇。

二、树立新理念，确立新体系

1.机械制造实习课程的新体系

以机、电、控制等多学科综合的工程实践教育理念，结合三大项目的实施，经过在课程建设、基地建设、教学体系、教材建设、师资队伍建设等方面十多年的改革、实践与完善，2000—2002年实现了由传统的“金属工艺学”或“金工实习”向“机械制造基础训练”、“先进制造技术训练”和“机电基础实践”的过渡转化，2003年后“机械制造基础训练”、“先进制造技术训练”和“机电基础实践”完成整合，向机、电、控制等多学科集成的“机械制造实习”（工程训练）课程转化。机械制造实习课程体系如图所示:

新课程体系实现了由注重单门学科系统性向注重多学科交叉渗透及工程综合性转变，由单机技能培养向部分实现局域网络条件下的集成技术培训方向转化，由操作技能培训向工程实践综合能力和创新精神的培养转化。

2.新体系的教学思路

（1）以大工程为背景，以数控加工技术为龙头，以工艺技能训练为基础，以建立完整的工程意识和实现工程实践能力为目标。

（2）采取分层次模块化教学，突出训练（学习）→制造（应用）→再训练（学习）→再制造（应用）的过程，促进知识、技能的综合并向工程实践能力的转化。

机械制造实习是一门机、电、控制、管理等综合多学科的实践课程，它贯穿了整个制造生产的过程（包括设计与加工）。

层次化内涵:

①实践教学内容的层次化。机械基础制造技术→先进制造技术→机电基础综合创新实践。

②实践教学形式的层次化。工种的技能训练→实习件加工或制作（工艺应用）→创新基础综合训练（设计、制作、成本、营销策划等过程，机电综合）。

③课程群教学结构的层次化。实习→理论课学习→制造（应用）→再实习（工艺技能、综合能力提高）→再制造（应用）。

（3）在实习教学中加强现代教育手段的有效应用，特别是结合工程实践教育的特点，积极研发仿真训练软件，开展真实环境下的仿真训练，辅助实训，进一步提高实习效果。

（4）始终在机械制造实习中贯穿渐进性创新教学这一主线。

在机械基础制造技术和先进制造技术实习中，课程组将创新教学落实在学生创新意识、创新火花和创新精神的培养上，强调纵向比较，创新即自己相对于自己的进步。立足于简单的以机为主、控制为辅的作品设计制作。

在机电基础综合实践中，创新教学和重点逐步过渡到创新基础能力的培养上，开始进行简单的机电制造一体化的产品和作品设计与制作。在此基础上提升到学校机械设计制作大赛、大学生科研训练计划（SRTP）和实际科研项目，进行有一定水平的创新训练。

3.新课程的教学方法

（1）讲演结合，精讲多练，注重传统制造技术与现代制造技术相结合，以掌握制造技能为本，以实现工程实践能力为目的。

（2）坚持循序渐进、层次化的教学法，从工种的技能训练→实习件加工或制作（工艺应用）→综合创新训练来实施教学过程，促进知识技能的逐步积累综合并向工程实践能力的转化。

（3）实习教学指导始终以互动性教学为主，灵活使用引导、启发、交流、总结、研讨、研学等多种教学方法，营造学生主动实习的环境和氛围，实现“兴趣—主动参与—激发创新火花—实现创新过程”的转化。

（4）实践与概述、研究专题相结合，有利于知识的系统化和能力的综合。

将在实践中学到的较零散的工艺知识、技能加以归纳总结，上升到知识体系和内化成综合能力，反过来为综合创新训练提供必要的知识和能力支持。同时，通过专题可以进一步了解现代机械制造及系统的发展趋势，了解新材料、新工艺、新技术的应用。

（5）开展第二课堂活动，突出了因材施教和创造性教学。

为进一步激发学生的学习兴趣，提高学生的动手能力、创新能力以及实施因材施教和普及推动创造性教学，教学组利用各种课余时间把学生吸引进实验室，开展了丰富多彩的教学活动。

三、建立新基地，培育新师资

1.建设一流的工程训练中心。

东南大学的机械制造实习环境几乎是与本学科同步创建的，有着良好的基础。特别是1992年工程训练中心成立伊始，便研制改装了数十台简易的数控车床，成为当时国内最大的数控加工实习教学基地。随着211工程、世界银行贷款“高等教育发展”项目、985规划、“教育振兴行动”计划以及工程训练中心相应的配套，累计投入资金近2 000万元，更新了各实验室的常规设备，重点建设了一批先进的训练基地和实验室，使本课程具有国内一流的教学环境、氛围和条件。例如建立起与当前生产水平相一致的数控加工技术训练基地，在原有简易数控车床的基础上，分别购买了Fanuc、Siemens等系统的车床、铣床和加工中心30多台，完成局域网络建设，可进行数控加工技术训练、网络化制造训练和各种创新设计制作，同时形成一定的生产制造能力。

2.狠抓青年教师的培养。

（1）对每一位青年教师（或实验教师）均制定了培养计划，以老带新，对新教师（或实验教师）进行严格的教学和实验室管理的培训和考核，不断提高他们的业务水平和教学质量。同时激励青年教师进行业务进修，目前在职攻读硕士、博士学位的教师（或实验教师）有6人。

（2）定期举行现场实践教学观摩和教学研讨，以提高青年教师（或实验教师）对机械制造学科领域知识的理解和对教学方法的正确把握。

（3）积极促进和鼓励青年教师（或实验教师）参与科研、教研和生产。以研促教，以产促技，不断提高工艺技能水平和科研能力。

上述培养措施已取得显著效果，有2人次分别获得江苏省先进制造技术实习教学比赛一等奖和三等奖，2人次分别获得东南大学青年教师授课竞赛二、三等奖，1人获东南大学优秀教师，1人获东南大学教学工作优秀特等奖，5人次获得东南大学教学工作优秀一等奖，1人获东南大学实验教学工作先进个人一等奖。

四、成果与特色

1.成果

围绕课程体系的建构，近五年来课程组主持或参加教育部、江苏省和学校的教学改革项目十多项，发表教学研究论文20余篇，获得国家教学成果一、二等奖3项，江苏省一类优秀课程1项，江苏省教学成果特等奖3项，江苏省教学成果二等奖1项，江苏省高校多媒体课件竞赛二等奖3项，东南大学教学成果一、二等奖多项。多次主办全国性和地区性的相关教学研讨会。

2.主要特色

（1）课程建设理念先进，课程体系富有创新和特点，教学研究、教材建设和基地建设成绩显著，成果全面，获得多项国家和省部级教学奖励。

（2）率先提出和实践分层次模块化教学的教学思想和“机电基础（综合）实践”模块的建设思想，实现了机、电、控制等学科在基础实践层面上的综合。

（3）建设了课内外开展渐进式创新教学和培养学生创新能力的实践环境及管理机制，并总结出一套可操作的实施方案。

五、课程的教学效果和今后的发展

1.课程的教学效果

部分学生对“机械制造实习”的心得体会摘录如下:

（1）激发了求知欲

“为了能设计出一个不同凡响的作品，必须对所有的工种有个较全面的认识，因此在实习中，要认真学好每个工种。在设计阶段，我们可以说是绞尽脑汁，极大程度地开动自己的思维，充分运用所学知识设想出许多富有创意的构思。”

（2）提高了理论结合实际的能力

“理论不同于实践，实践过程中会发现设计中不合理或不能实践的部分，这就要复习有关的工艺知识，更正、完善方案，然后再实践、再完善，直到方案中的每个细节都能实现为止。机械制造实习教会了我们如何把理论转化为实际应用。”

（3）锻炼了分析问题、解决问题的综合能力

“要知道一个零件可以用不同的工种来完成，而怎样用最简单的方法、最短的时间将其加工出来，我想这更多的是对我们综合能力的一种考验，我们应该主动地寻找答案，这样比老师直接向我们讲述要好。”

（4）增强了操作能力

“通过加工自己设计的工件，大家进一步巩固了各工种的操作方法，操作技能比非试点班的同学得到了更有效的提高。”

（5）为今后走向社会打下基础

“创新设计使我们在工程实践能力、创新能力、现代工业意识、经济和质量意识以及劳动观念方面受到了培养和锻炼，这对我们来说是一笔巨大的财富。对我们今后的工作和学习有着深远的影响。”

2.课程今后的建设目标

（1）进一步完善课程体系的建设，精益求精，向着国内领先水平奋斗。

（2）进一步完善教材建设，争取《机械制造实习》（机类）、《综合创新训练教程》尽早正式出版。

（3）进一步加强网络平台的建设，扩大素材库应用范围，进一步丰富网络资源。

（4）进一步重视综合性、创新性实践训练，在方式、方法上力求有新的突破。