“先进制造技术”新教学模块的建设
摘要： 安徽工业大学工程实践中心(实习工厂)在进行教学改革时，努力适应信息化时代的需要，进一步完善金工实习(机械制造基础实习)中的教学新模块 — 先进制造技术教学模块。本文着重介绍了该模块目前的组成及教学的实践，它的发展方向和它在教学改革中的意义以及所取得的效果。
关键词： 教学改革 金工实习 先进制造技术 分层教学
一、 前言
随着科学技术的迅速发展和知识经济社会、信息社会的到来，在全世界，国力的竞争日趋激烈。以知识创新化、全球网络化、经济全球化为特征的当今社会，给我们高等学校的人才培养提出了新的挑战。
金工实习（机械制造基础实习）是高校理工科学生的一门必修课。近几年来，许多高校对金工实习的授课内容和实习内容和实习模式的改革进行了卓有成效的探索。金工实习（机械制造基础实习）逐步做到和我国高等教育由传统的应试教育向现代的综合素质教育、培养创新能力教育转化相匹配，更好的适应日新月异的社会变化和社会需求。为了适应教育改革和社会发展的新形势，我校金工实习工厂有关人员从1999年就开始对传统的机械加工基础实习(金工实习)的改革，对实习内容进行了精选，逐步增加三新内容，先后进行了普通车床的数控改造，添置了数控铣床编程器，数控铣床、数控线切割机床、等离子弧切割机等等。2000年下半年，我们创建起“CAD/CAM”实践教学模块，去年我校工程实践中心成立，同时在原有的新技术基础上组建“先进制造技术教学部”负责“先进制造技术的实践教学。在教育对象方面，我们以搞好一、二年级学生机械制造基础（金工实习）为主，逐步吸收三、四年级学生进行更高层次工程实践和创新教育，实行分层次的工程实践教学；在教学内容方面以传授现代设计和现代加工技术为主，逐步增加现代管理技术；在教学手段上，采用多媒体教学，模拟仿真和实际操作相结合；在教学方法上，以学生选课为主，逐步实行开放式教学、个性化教学。
目前，我们已经接待了四届学生进行新技术实习，在该模块的实习训练的时间目前已经达到整个金工实习时间的五分之二。
二、“先进制造技术”新实践教学模块的建设
1、 我校工程实践“先进制造技术”教学模块的组成：
先进制造技术是以计算机技术为支柱，综合应用信息、材料、能源、环保等高新技术及现代管理技术于产品设计、加工、管理、销售等制造全过程技术的总称。概括地说：先进制造技术 = 信息技术 + 不断发展的制造加工技术 + 现代管理技术 。本教学模块主要侧重产品设计与加工信息化的实践内容，并逐步融入了工艺管理、机床管理及其他管理技术。主要组成如下：
（1） 三维产品创新设计及自动编程、自动加工、网络加工多媒体教学系统：
该系统主要包括90台计算机的局域网、CAXA制造工程师2004、CAXA实体设计XP、CAXA电子图板2005、CAXA数控车2000、CAXA数控线切割2000、Solidworks、Mastercam等CAD/CAM一体化软件；红讯多媒体教学软件；计算机管理软件和硬件、有关教学课件等。以上软件绝大多数都是网络版。
（2） 自动加工设备及模拟系统：
二台数控铣床（SIEMENS、仿FANUC系统各一）、四台数控车床（SIEMENS系统）、一台电火花数控线切割机、一台可以联网的数控雕铣机、一台数控车试验台（FANUC系统）、一台数控铣试验台（SIEMENS系统）、十台数控铣床编程练习器。预计用日本协力银行贷款购买的五台生产型数控车床、一台生产型数控铣床、一台电火花成型设备、一台快速成形设备，今年也可以到位。
（3） 部分现代管理技术软件及设备：
CAXA工艺图表、DNC机床通讯和管理软件及硬件、数控机床网络管理系统。
2、面向全校学生，进行分层训练及教学：
根据学校领导的要求，本教学模块将面向全校愿意来学习的学生，满足他们的需要，让学生得到不同层次的先进制造技术实习训练。教学安排大体上可分以下几个层次。
(1) 机械基础实习（金工实习）的一部分，主要面向低年级学生。我们根据学生专业不同，拟订了各种实践教学方案。学生在这里可了解数控加工、特种加工、CAD/CAM一体化、先进制造技术理念等基本知识、基本概念。在数控线切割实习时，要求学生自己上机设计图形，再用线切割机在不锈钢钢板上把图形切割出来。在数控车床实习时，要求学会手工编程。特别是通过计算机三维实体、曲面造型建模和自动编程等的上机实习、并自己动手完成通过网络把图形或程序传输到数控机床上进行自动加工的实践操作，让学生对先进制造技术有了感性认识，为后续课程打下了基础。对于机类的学生，通过数控车或数控铣试验台的操作，让他们尽快掌握数控机床的传动结构、工作原理，学会数控机床一般故障的排除。还要求他们自己设计一个回转体零件并在数控车床上编制程序、操作数控系统加工这个零件。这一部分的实习对各个专业学生增强工程意识、综合素质、创新能力将会起到非常重要的作用。
(2) 开设二维工程制图、三维CAD/CAM一体化和三维产品创新设计三门选修课。针对那些对产品设计与加工有兴趣的学生，包括不少在上到专业课时又想起在金工实习时曾经接触过的软件的学生，我们已开设了前二门选修课，即将开设第三门选修课，让他们每学期选择1—2门进行选修。在这个层次学生将利用24—30小时的课余时间学习线面作图编辑、三维曲面实体造型、CAD/CAM文件的不同格式和在不同软件中设计产品文件的互通、二维工程图和三维实体图之间的转化、各种三维加工方法地运用、软件与数控机床之间的通讯、数控机床自动编程和自动加工的方法。每门选修课仅用五分之一时间系统讲解软件的使用方法，其余时间全部让学生上机操作，尽可能让学生多一点实践的机会。学习完成后，经过考核和相应的考试，发给各类结业证书（包括劳动部颁发的绘图员技术等级证书），今年我们还准备建成国家三维CAD培训中心，可以发给学生国家信息中心的认证证书。
（3） 和有关专业老师合作，接纳学生的课程设计和毕业设计。
为了充分利用本模块的教学资源，应机械学院、材料学院相关专业老师和学生的要求，我们已和有关教研室达成协议，待实习基地搬到新校区后准备接纳学生的课程设计和毕业设计。我们拥有的二维CAD、三维CAD软件，除了本身可以为他们服务以外，还具有较强的二次开发功能，学生可以使用C语言或VB编写一些CAD应用程序镶嵌到软件中去，满足一些特殊需要。特别是“CAXA实体设计”对学生创新能力的提高和展示，更是一个强有力的工具。通过它，学生可以创造出全新的产品，产生优美、逼真的效果图，还可以通过快速成形机做出和设计完全一样的零件，大大提高了学生的设计能力和设计质量。另外，新引进的数控系统试验台，也可以为学生提供较多的二次开发平台，针对用户的需求对数控系统功能进行开发。
三、 本模块在实践教学中的意义与效果：
随着科学技术的迅速发展和社会需求的巨大变化，高等教育正在由应试教育向现代综合素质教育转化，教学的方式也朝着开放式的方向发展，我国高等教育法提出“高等学校的重要任务是培养具有创新精神和实践能力的高级技术人才”作为实践教学重要环节的金工实习内涵也必须深刻地改变。以往“学习工艺知识、提高动手能力、端正工作作风” 的金工教学和金工实习理念虽然仍应保留，但应以“让学生在金工教学和金工实习（工程训练）中通过工程实践、科技创新和其他素质教育活动来了解集机械、电子、信息技术、管理技术为一体的现代工程背景并提高学生的现代企业管理、工程实践的能力，使他们具有技术创新意识和较高的综合素质，为学生长期的发展奠定基础。”这一新的理念为主。
先进制造技术实习模块，为金工教学增加了新的内涵，为实践以上金工实习的新理念起到积极的作用。在这模块中学生可以亲身体会到一系列的新技术：如计算机技术、计算机网络技术、数控系统、伺服系统、数控机床、CAD/CAM一体化技术、CAPP技术、机械加工等新工艺、特种加工、机械传动、电力拖动、现代管理技术等等。该模块将成为学生逐步形成集机械、电子、信息技术、管理技术为一体的现代工程意识的重要场所。
先进制造技术实训模块的运行，打破了金工实习只是接纳低年级学生的模式，逐步将工程训练、工程实践贯穿于学生的大学学习全过程。它对提高学生的综合素质、大工程意识、技术创新的能力乃至就业培训都将起到很大的作用，成为培养基础宽、能力强、素质高和富于创造性复合型人才的教学基地。 教学质量评估亮点
我们在不断发展和完善该实习模块的同时，已经接纳了五千多人次不同层次学生的实习训练，收到很好效果。学生对本阶段的实习有着较浓厚的兴趣，除了认真完成实习报告外，不少学生还创作了新的较高质量产品设计作品。学生每次来实习总觉得时间不够，下课很久了也不愿离去。高年级的大学生也向有关专业老师提出，要到我们这里来继续学习的，有些四年级毕业生在临毕业前还要抽空来我们这儿学习，搞一张结业证书。
总之，先进制造技术实习模块的建设将我校金工实习的水平提高到一个新的阶段。今后我们还将继续努力，跟上高等教育的发展形势、跟上先进制造技术发展趋势。我们要在引进专业人才的同时，做好师资培训工作，让现有的教学人员提高文化素质和业务水平，要做到一专多能，满足学生学习的需要。近年来，学校在经费投入上给予我们相当大的支持，今后我们还要积极争取经费，完善各种软件、硬件，全面教学内容，特别是管理技术对教学内容，争取把该模块建成我校工程实践训练基地中，最有活力、学生最欢迎的实习模块。
