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从“锉榔头”到“组装机械臂”

发布日期:2023/4/17 9:47:19 浏览:57

来源时间为:2023-04-16

“这个机械手臂的DIY组装,简直太有趣了!”3月28日,在西安理工大学工程训练中心,同学们正在老师的指导下完成“机械臂”基础工程训练的装配课程实训。

从“锉榔头”到“组装机械臂”

——西安理工大学探索富有时代特色的工程实践教学

在西安理工大学工程训练中心,同学们正在进行“机械臂”基础工程训练。本报记者吕扬摄

本报记者吕扬通讯员李博

“这个机械手臂的DIY组装,简直太有趣了!”3月28日,在西安理工大学工程训练中心,同学们正在老师的指导下完成“机械臂”基础工程训练的装配课程实训。

“40年前,金属加工工艺实习(以下简称金工实习)就是‘锉榔头’。随着产业变革技术革新,原来的教学内容已经不能满足教学要求。”西安理工大学工程训练中心副主任刘青说,“为此,学校率先采用‘机械臂’作为教学载体,下一步将在全体本科生中采用新的训练形式。”

2021年以来,西安理工大学工程训练中心开展了以提升实践教学效果为目标的基础工程训练更新迭代教育教学改革,试点采用“机械臂”作为教学载体,将工程训练作品从单一零件变成更加系统、集成,更加精益求精的综合实践作品。

工科实习不再“锉榔头”

运转起来咣当作响的机床、焊接时火光四溅的铁块、因为手抖而被切得面目全非的小零件,这些场景,是所有经历过金工实习的同学们独有的记忆。

作为一门理工科通识性的工程实践基础课,金工实习课程在国内许多高校都有数十年的历史。2003年,西安理工大学工程训练中心成立。经过20年的发展,学校工科实习经历了基础—综合—特色实践—创新创业实践—跨学科协同阶段。

传统的金工实习课程内容包括铸、锻、焊、车、铣、刨、磨、钳等金属加工工艺训练项目。“‘锉榔头’作为理工科的标配,已经做了半个世纪,榔头都成了有情怀的纪念品。”西安理工大学工程训练中心机械教研室主任李余峰给同学们回顾金工实验的历史,“我们现在改革推广的‘机械臂’,是时代前沿的产物,同学们需要从无到有,完成其中17个零件的加工,最终完成整个机械臂装配、调试线路等工作。”

“机械臂”基础工程训练涉及34个零件、15种标准件、32种元器件,我们选取典型的17个零件和1个主控箱作为实训元素。参训学生要经过13周104个课时的工程训练实践,包括金工(8个单元)、电气、电子、热处理、机械测量和装配实践13个课程单元。

“这次课程改革后,教学时长、工作量基本保持不变,但知识点显著增加,知识点之间衔接更加紧密,而且授课方式多样化,老师与学生互动增加,实现了边做边交流。”李余峰说,新课程内容以集成度高的“机械臂”作为教学载体,覆盖所有教学知识点并将各个教学模块“串联”,从而形成系统化的工程训练体系。

为学生提供专业化实践创新平台

目前,西安理工大学工程训练中心承担了校内12个学院、50多个专业、4200余名本科生的工程训练教学任务,涵盖学校95专业的基础工程训练教学任务。

随着工程训练教育改革的不断深入,西安理工大学的工程训练课程已新增了数控加工、特种加工、装配技术、3D打印技术、控制技术、智能制造等特色项目。西安理工大学拓展办学空间,引入新装备、新技术、新材料与新工艺,搭建了多学科、立体化、开放式的四个校内外工程实践能力培养平台,为学生提供高水平专业化的实践创新平台。

“在实践教学方面,我们更注重让学生了解工业过程,体验工程文化,包括对创新能力的训练、多学科知识的相互融合和贯通、团队协作能力的锻炼等。”刘青说,学校在国内高校率先采用“机械臂”作为教学载体,把15个教学模块串联起来,培养学生系统意识、质量意识和产品意识。

西安理工大学工程训练中心老师赵建峰主要负责“机械臂”教学的零件准备工作,为了准备这门课,他和同事们付出了大量的劳动。“我们要多准备一些零件,如果同学们操作失误了,立即有成品零件可以更换。虽然辛苦一点,但看到富有成效的教学成果,我们都感到非常欣慰。”

西安理工大学采用“机械臂”作为教学载体,解决了工程训练教学中长期存在的“教学模块独立,缺乏系统意识”“教学载体分立,缺乏产品意识”“检测训练不足,缺乏质量意识”三大问题,使学生建立宏观上“控形”,微观上“控性”的整体意识,培养学生的系统观;通过完成制造加工、实训拆装等教学环节,培养学生的工程观;通过系统质量检测的教学环节,培养学生的质量观。

目前,已有10个班级基本进行了完整的基础训练教学,教学效果良好,试点班学生都反映自己的能力得到全面提高。

让学生更善于“实战”

经过多年发展和改革创新,西安理工大学工程训练中心已发展配置了6大类420个认知体验项目,并把课程、思政、劳动、教育等融入训练各环节,构建了“提内涵,强平台,构生态”的多育人主体协同工程创新训练体系,实现工程训练与创新创业教育同向同行,为人才孵化提供了新基地。

西安理工大学工程训练中心通过校企合作开发跨校协同训练课程、跨校训练营等课程活动,将教师科研项目、学生创新成果纳入训练资源,实现产教融合、资源共享,为学生提供丰富的学习实践库。新平台也为其他高校提供了可借鉴的模式,目前已在华中科技大学等43所高校推广应用。

西安理工大学工程训练中心现已成为国家级实验教学示范中心、国家级创新创业教育实践基地、国家级科技企业孵化器、国家级众创空间,为培养工程实践能力强、具有创新意识的高级应用型人才提供了资源和平台。

“未来,工程能力强、综合素质高的新型工科人才更加符合国家建设需求。因此,高校的工科教育必须与时俱进,不断开拓、创新。对于未来的课程,我们会逐步改进,增加学生的自主性,开设系列实战课程。”西安理工大学工程训练中心主任刘涵表示,工程训练这一系列的课程,不仅要培养学生们动手实践的能力,让同学们学会在团队中如何与人合作、与人沟通,而且更重要的是通过课程的训练,提高其创新意识,培养其工程思维和创新思维。

编辑:赵晓雪

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