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【摘 要】高等职业院校是培养高素质的应用型人才,学生的实践操作能力是关键性的课程,而实践操作课程又是大投入、高成本的实践教学环节,如何让机械制造方面的学生能够经济而有效地开展实训教学,提高学生的实践操作能力,是每个学校研究的课题.我们开展机械加工实训工件综合利用的研究,通过实训教学课程内容的设计,使学生加工出来的部分工件具有使用价值,从而节省学生实训耗材的开支,促进实训基地运行的良性发展.
【关 键 词】应用型人才实践操作水平实训工件综合利用教学设计
一、高等职业院校要提高学生技能操作水平面临的主要问题
作为技术及技能人才培养的高职院校,实训基地建设是高职院校重要的组成部分,是体现高职教育培养应用型人才特色不可缺少的教学环节.虽然各高职院校纷纷建起了各具特色的现代化实训基地,但是从实践技能的掌握到熟练再到精通,是和学生实践操作的时间成正比的,因此决定了实训教学是个高成本低效率的教学环节.如何最大限度地综合有效利用实训基地资源,降低实训教学成本,获得最大的实训效果,成了实训基地运行管理首先要解决的问题.
二、机械加工实训工件综合利用的意义
高等职业院校的机械制造、数控技术及模具制造等相关专业的学生每年都要开展机械加工实训的课程,而机械加工实训是个高消耗的实训课程,不仅要有高昂的设备投入,而每年不菲的实训耗材开支也使得不少的学校苦不堪言.如何使学生学到技术的同时学校又能减少开支,这是每个学校都在研究的问题.
现在的机械实训基地普遍存在着单门课程各工种各自训练的情况,各门课程之间各专业各系部之间没有联系,就是同一门课程的前后训练在工件使用上也缺乏有效的联系,学生每加工出来的一个工件即无用的废品（比如数车加工出来的一根轴,数铣加工出来的工件,线切割加工出来的工件等等）,这些都是独立的工件,是为提高学生操作技能而设计出来的,没有任何实用价值.要提高学生的实训操作技能,必须要经过加工大量的工件加工,虽然学生经过这样的实训后,操作技能得到了很大的提高,但加工出来的零件没有任何使用价值,造成很大的浪费,使得很多院校不堪重负.有些学校从经济效益角度考虑只能缩短学生的实训操作时间,也就是降低学生的操作技能标准,学生只懂得基本的操作,无法加工出符合技术要求的产品,培养出来的学生操作技能水平达不到社会的要求.
学生操作技能水平的提高是和学生技能训练时间成正比的,而学生技能训练时间的长短和材料消耗又是非线性的.在技能训练的初期,由于学生操作不熟练,停机、调整、测量、准备刀具等时间比较长,所以在单位时间内学生操作训练消耗材料比较少,而进入后期,由于学生操作熟练程度的提高,加工速度的加快,所消耗的材料要大得多,因此许多学校就从缩短学生的训练时间来减少耗材的支出,学生的技能水平也就无法得到提高了.
现在很多院校也在研究如何搞好实训基地运行的问题,普遍的做法有校企联合办学,承接外来加工,校办企业等等,但都遇到各种各样的问题,有的名不副实,有的举步维艰.第一,很多校企联合办学,学生很难在企业实际开展操作实训,大多是以参观的形式完成的；第二,承接外来加工的,遇到设备问题,学生操作熟练程度、技术水平问题,废品问题,赶工交货时间问题等等；第三,校办企业,只有大型院校才办得到,但是同样遇到资金、产品、经营风险等诸多不确定的因素.
如何在提高学生操作技能水平的同时,减少耗材的支出,或者在消耗材料的同时,学生加工出来的是有价值的工件,这些工件可以用在其他实训项目上作为毛坯或者半成品,或者其他实训设施上的某个零部件,或者直接出售给企业作为产品的一部分,用来部分补充学生实训过程的消耗,以维持实训基地的良性发展.
三、我院在机械加工实训工件综合利用的几点做法
我院从几年前就开始着手研究机械加工工件综合利用的研究,现已经在普通车床实训上实施,并初见成效.如果我们能够对要进行实训的工件,通过统筹规划,精心设计,在保证能够提高学生的基本实训技能的基础上,务求工件具有实用价值.
首先我们考虑单门课程实训工件的前后再利用的问题.例如普通车床的实训,我们实施的是初级实训再到强化训练（考中级等级证）的实训模式.开始初级实训的时候,主要是训练学生机床操作的基本技能,如熟悉机床结构,控制基本尺寸,学会各种表面的加工方法,磨刀装刀以及量具的使用方法等等.这个阶段学生用的材料不多,我们设计的零件比较简单,在轴上多设置几个不同尺寸的台阶,让学生反复练习,基本上就可以控制尺寸了.但这一阶段在刃磨刀具上的消耗比较大,因此我们先用旧刀杆给学生练习磨刀,当学生基本磨出刀具的各个刀面形状出来后,我们改用白刚刀给学生使用,最后才练习刃磨硬质合金刀片,经过这几步的练习后,绝大部分的学生在磨刀这个环节都能顺利完成.在强化训练阶段学生加工速度较快,这段时间消耗的材料是很多的,因此在这一阶段我们设计的零件的结构上考虑前后使用的衔接.例如前面调头加工的零件作为后面一夹一顶或双顶尖加工的毛坯,双顶加工出来的零件还可以作为外圆磨床加工的毛坯,外圆磨削加工完的零件还可以留做《公差与技术测量》课程偏摆仪零件检测的教具等等,从而大大节省了学生实训的材料消耗.
其次,我们考虑系部内各个专业之间教学课程内容的安排和实训之间的衔接.如我们在模具专业搞模具和毕业课程设计时,有针对性地设计一些模具,这些模具所包含的零件能满足学生的实训内容要求.当学生要进行实训加工时（或者其他专业的学生实训）,我们可以根据学生实训的进程,从这套模具里面抽出部分零件出来让学生实训加工.实训刚开始的时候加工简单的零件,随着学生操作技能水平的提高,可以选择加工复杂些的零件,最后通过补充一些零件就可以组装成一套完整的模具作为实训设施保存下来,这套模具可以用来做理论课教学的教具或者供学生进行课程设计、测绘的实物.
第三,我们还在全校各系各专业之间实验实训设施的建设方向和已开展的实训内容之间的联系,使学生加工出来的工件成为实验实训设施的一部分.例如在资源系的实训设备——采矿破碎机的和浮选机的改造中有部分零部件就是我们学生生产出来的,为学校节省设备采购开支几万元.另外机械专业学生实训加工出来的零件还可以作为汽车专业的实训设施等等.
第四,我们考虑学生实训工件和企业产品之间的联系.在具体实施过程中我们重点考虑的是学生的技能训练和获取适当的材料费补贴,并不是考虑如何赚钱的,一般我们外接零件的加工费以能够补贴刀具费和人工费就可以了,因此我们外接件的价格有一定的优势,所以当企业有了需要外协加工件的时候也会主动和我们联系,学生实训有了充足的毛坯资源,保证了的学生实训课的顺利进行,学校、学生和企业实现了三赢,效果很好.
通过对学生实训内容、加工的工件进行有针对性的有机整合和设计,既保证了学生基本操作技能的提高,又使得前面加工出来的工件成为后面要加工工件的毛坯,学生实训加工出来的工件或者成另一实训项目的材料,或者成为另一实验实训设施的一部分,或者某一教学教具,或者成了企业产品的一部分,这样加工出来的工件具有实用价值,得到了充分的利用,学生在实训过程中消耗的材料转换成有使用价值的东西,通过出售或置换来补充实训基地的支出,减少了实训基地部分耗材的开支,促进实训基地运行的良性发展.
四、我院机械加工实训工件综合利用研究取得的成果
我院在2011—2012年度主要在机电工程系展开机械加工实训工件综合利用研究,在学院领导的正确领导下,经过全系领导、老师的共同努力,加上学生的积极配合,我们取得如下的成果：在工件的前后利用上面,仅学生车工强化训练阶段全年节省材料1200千克,按市场材料费5元/千克计算,共计6000元；在模具教具制造中,学生自制模具18套,如按市场购买价每套模具平均1500元计算,共计27000元；在对外加工中,按学生学习相应的技能所需要的时间和学生当时的操作熟练程度,估计消耗的材料约择合2000千克,共计10000元.我们仅就能够量化的材料消耗上面来计算,在一年的时间里,通过机械加工实训工件综合利用上面为学院节省学生实训耗材开支4万元左右.