基于装配无碳小车的钳工实训课程改革与实践

肖定玉 黄艺铭 程千忠

摘要：本文对传统的钳工实训课程进行了改革创新，提出了以装配无碳小车为任务的钳工教学模式，让学生利用钳工技能对无碳小车的零件进行装配。通过任务驱动教学方法进行钳工实训，能够调动学生对于钳工的积极性，培养学生创新意识和实践动手能力，显著提高了钳工的教学效率，对提升学生综合素质有着重要意义。

关键词：钳工实训;装配;无碳小车;课程改革

中图分类号：TG93-4              文献标识码：A

目前，为了主动应对新的科技革命和产业变革，我国正在实施服务创新驱动发展、“中国制造2025”、新工科等一系列国家战略，而这些战略的实施离不开工程人才的支撑。教育部要求全面整顿本科教育教学秩序，各高校要全面梳理各门课程的教学内容，淘汰“水课”、打造“金课”，合理提升学业挑战度、增加课程难度、拓展课程深度，切实提高教学质量。随着新技术、新产业、新业态、新模式的发展创新，一流工程人才培养有了新的更高要求。面向新时代，积极拓展工程教育新内涵，全力打造卓越工程人才培养升级版，对于更好培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人，培养担当民族复兴大任的时代新人，具有重大的现实意义。同时，国家正在积极引导部分高校向应用型转变，开展新工科研究和实践，培养高素质的综合人才[1]。应用型理工类高校应积极对接地方经济社会发展需要和企业技术创新要求，及时把握行业人才需求方向，努力培养学生拥有较强行业的背景知识及掌握工程实践的能力。

积极推进转型发展，必须采取有力举措破解转型发展改革中顶层设计不够、改革动力不足、体制束缚太多等突出问题。特别是紧紧围绕创新驱动发展、互联网+、大众创业万众创新、“一带一路”等，找准转型发展的着力点、突破口，真正增强地方高校为区域经济社会发展服务、为行业企业技术进步服务、为学习者创造价值的能力。各地各高校要从适应和引领经济发展新常态、服务创新驱动发展的大局出发，切实增强对转型发展工作重要性、紧迫性的认识，并摆在当前工作的重要位置，以改革创新的精神，推动普通本科高校转型发展[2]。

目前，各高校相关专业也在积极开展实训课程，其基本目的在于让学生通过实践认识和掌握钳工的基本操作知识，了解钳工工具的使用和基本养护。而在实训的过程中，我们也发现了不少的问题，例如学生的基础不够扎实、积极性不够、课程实训往往流于形式，丧失了实训课程本应该有的锻炼意义。钳工实训课程作为每一位机械相关专业的学生所必须经历的一个课程，实训过程中反馈出来的效果以及问题对于学生日后的学习无疑有着至关重要的作用。钳工是采用手工操作为主的方法进行零件加工、产品装配及零部件修理和维护的一类工种[3]，钳工实训是一科基础性、普遍性的工程训练课程，大部分高校都有开设。钳工课程是培养大学生实践动手能力和创新意识的重要课程，而传统的钳工课程不能满足工程人才培养的新要求，因此，对钳工课程进行改革就显得尤为重要。本文以全国大学生工程训练综合能力竞赛中的无碳小车为出发点，将实训课程与竞赛结合起来，提出以装配无碳小车为任务的钳工实训课程改革，对该教学模式进行探讨和实践，并取得预期的目标。

1  传统钳工实训的现状及问题

工程训练作为实践性的技术基础课程，是机械类和近机类有关专业的必修实践教学课程，通过实训进行现代制造技术和制造工艺的教育，提高学生的综合工程素质，是培养高质量、高层次工程技术人才的重要途径[4]。钳工实训属于工程训练中最为基础的课程，其教学目的是让学生了解钳工常用设备及其用途，掌握钳工的基本操作，培养学生实践动手能力和吃苦耐劳的精神[5]。

在传统的钳工实训中，学生的实习内容主要是制作榔头等铁艺作品，利用钳工的锯削、锉削及孔加工等技能进行加工。相关技能的练习以老师示范教学为主，学生模仿操作，多年下来一成不变。这种实训模式导致学生在整个实训过程中都是被动的，教师指导一步，学生跟着做，使得实训过程变得枯燥乏味，不利于创新能力的培养。

在工程训练中，实训项目有车工、钳工、铣工、数控铣床、数控车床、电加工等工种，各工种加工的零件彼此独立，没有工艺上的关联，使得整个实习中没有形成具体的作品，学生对零件的技术要求、加工精度及装配工艺都没有具体的了解。传统的钳工实训模式陈旧，没有针对性，致使实训效果不佳、效率不高，同时学生的积极性比较低，创新意识和团队合作精神没能得到体现[6]。

培养生产服务一线紧缺的应用型、复合型、创新型人才，正是工程训练课程教学追求的最终目标（理想状态）。同时，工程训练更可以数控加工技术训练为切入点，培养学生服务中国制造2025的能力。然而，目前我校的工程训练教学模式有所欠缺，各工种教学之间目标离散，关联性不是很强，学生无法掌握多工种配合加工、创新实践的综合能力，以及各工种在生产实际中的具体应用能力。

因此，针对以上的问题，对传统的钳工实训课程进行改革，提出以装配无碳小车为教学任务的钳工课程，利用在其他各工种加工出无碳小车的零部件，然后开展装配钳工课程将各零件组装起来。这样能让学生系统地将所学的各工种知识技能结合起来，实现工种间的交互性，让学生懂得加工精度的重要性，掌握各工种的特点，同时，也可以让学生对产品从原材料到成品有整体的了解，对以后到企业工作有一定的帮助。

2  装配钳工课程设计

2.1  课程准备工作

实训课程始终强调安全意识。老师应按照实验室的规章制度严格要求学生，树立和培养学生强烈的安全防范和自我保护意识。在课前，实训老师应要求学生正确穿戴防护用品，从着装上保护自己，避免发生意外事故，造成人身财产损害。

装配鉗工是机械制造的重要阶段，装配会直接影响机械产品的生产效率和质量，是钳工重要的操作技能[7]。装配实习的目的是掌握一般部件的装配方法，熟悉装配过程，学会使用常用的装配工具。指导教师根据无碳小车的作品特点，分配好实训任务。考虑到钳工实训室工作台及设备的局限性，一般分成4～5个人一组，围绕工作台进行装配。装配时应该按照打磨、打孔攻牙、试装、编写装配工艺等分工合作，这样可以让每个同学投入到装配工作中去，提高学习积极性和互帮互助的精神。

2.2  理论与操作讲解

讲解装配钳工的理论知识点，如装配的方法及装配工作的基本要求等，让学生对后续的工作有一定的理论基础。

无碳小车源自“挑战杯”省赛作品，无碳小车是以焦耳重力势能为唯一能量的、具有连续避障功能的三轮小车，实现了真正意义上的无碳[8]。随着人们节能环保意识的提升，无碳的理念越来越受到人们的重视，更洁净、更环保、更节能、更高效的理念也深入人心。本小车是对“无碳”理念的探索与开发，对未来“无碳”的憧憬。小车构思巧妙，在完成设计的要求下充分考虑了外观和成本等问题，方便以后的扩展和进一步的开发[9]。并能满足大部分初高中及大学学生对机械知识实践的实验与了解，对激发青少年对机械构造的热情有深远的影响[10]。

讲解无碳小车的装配图及部分零件图。根据装配图讲解无碳小车的运动原理，结合零件图讲授在装配时可能会出现的难点及问题。无碳小车的装配图如图1所示，小车的工作原理为：利用重物下降的重力势能为小车提供前进及转向的动力，重物下降带动小齿轮轴转动，小齿轮带动大齿轮转动，同时带动大齿轮上的传动支架作往返周期运动，支架为前轮的转向提供推拉力，从而实现小车的前进避障。

装配无碳小车的工艺过程包含以下几点：（1）研究和熟悉无碳小车的装配图及有关的技术资料，掌握小车的结构、各零件的作用、相互关系及连接方法;（2）确定小车的装配方法;（3）划分小车的装配单元为车身单元、齿轮单元、传动单元、转向单元等，确定装配顺序;（4）选择小车装配时所需要的工具、量具及辅助工具等;（5）制定装配小车的工艺卡片。

2.3  学生实践装配

实习教师结合无碳小车的实物进行讲解后，学生基本掌握了各项操作方法的理论基础，对无碳小车的装配工艺有了一定的了解。学生通过组队分工合作进行实践装配，可以利用所学理论知识，将理论和实际结合起来，激发学生在“做中学，学中做”的热情，有利于提高学生的学习积极性。学生在装配过程中碰到疑难问题，老师不宜直接给予答案，而应循循善诱，引导学生独立思考，并通过亲身实践检验，深化认识，加深印象。无碳小车的实物图如图2所示。

装配无碳小车的主要内容包括以下几点：（1）毛刺的去除，包含底板孔、槽、边的毛刺;（2）大、小齿轮与法兰的组装，主动小齿轮、两车轮与小车主体装配;（3）传动杆与支架及轴承的组装，周期调节杆与大齿轮装配;（4）转向机构的组装，转向杆与传动杆和前叉连接装配，前轮和前叉的组装;（5）车身的装配，左右车轮的组装，前轮与小车主体装配，重物块支撑架与小车主体装配。

2.4  评定实训成绩

装配实训的成绩采用过程考核与作品相结合的方式来评定，即对学生在装配过程中的表现和小车的装配情况进行打分，防止部分学生出现偷懒等情况，让每个同学都投入到装配工作中来。这样可以提高学生发现问题和处理问题的能力，培养团结合作的精神。

学生装配好的零配件如图3至图8所示.

3  钳工课程改革取得的成效

随着社会的进步，技术的革新，各企业越来越趋向于选择综合型人才，所以学校在培养学生技能的同时，更应该培养学生的综合职业能力[11]。通过对传统的钳工实训进行教学改革，切实开展以装配无碳小车为任务的装配钳工教学活动，并取得了一定的成效。学生由开始的畏难情绪到最后的欣然接受，使他们在装配过程中体会到装配钳工的魅力所在，明白钳工在制造业中的重要地位。在钳工实训课上装配无碳小车，让学生对于无碳小车有了一定的了解，同时对于全国大学生工程训练竞赛也进行了深入了解，使得同学们踊跃报名参加学校举办的工程训练大赛，还有部分同学在省赛上取得了不错的名次。在钳工实训课程中，以学科竞赛的作品为依托融入钳工教学中，能增加学生思考与讨论的环节，充分调动学生积极性，为培养学生的创新能力打下坚实的基础。

4  结语

装配钳工实训课程是锻炼学生理论联系实际，提高实践动手能力的重要平台，对于培养学生工程意识、创新思维和团队意识具有重要作用。本文探讨了一种钳工教学改革方案，以装配无碳小车为载体，精心做好装配课程的设计，激发学生对钳工课程的兴趣。通过任务驱动的教学模式，在实践中学习钳工有关的技能，确实做到“做中学，学中做”。将实践课程与竞赛项目相结合，能锻炼学生吃苦耐劳的精神，培养加工质量和精度的意识，提升发现和处理问题的能力，强化团队合作的精神，同时，为企业的发展需要培养出高素质的应用型人才。

（责任编辑：侯辛锋）

参考文献：

[1]贾广攀，韦相贵，吴泽鸿，等.基于学科竞赛的工程实践能力培养教学改革实践[J].国网技术学院学报，2018（5）：65-67.

[2]居里鍇，徐建成.“大工程观”下工程实践教学改革的探索与实践[J].中国大学教学，2013（10）：68-70.

[3]李回庭.项目教学法在“岗位学制”下装配钳工培养的应用实践[J].广东教育，2016（10）：43-44.

[4]李宗仁.项目教学法在钳工实训教学中的应用研究[J].山东工业技术，2016（23）：220.

[5]李永义，李永福.对装配钳工的重要性的分析研究[C].软科学论坛——工程管理与技术应用研讨会，2015.

[6]董晓冰.翻转课堂在装配钳工教学中的实施策略[J].科技视界，2017（22）：100-101.

[7]余毅燕.对钳工装配实习课题教学的探讨[J].机电信息，2010（18）：168-169.

[8]李春阳，郑艺，付铁，等.基于学科竞赛的实践教学模式研究与实践[J].实验技术与管理，2019（10）：208-210.

[9]董作峰，王旭宏.大学生综合实践技能竞赛改革与创新——以山西工程技术学院为例[J].科教文汇（下旬刊），2019（2）：24-25.

[10]余江鸿，邱显焱，汤迎红.基于学科竞赛的机械设计课程设计教学改革与实践[J].机械设计，2018（S2）：258-260.

[11]石勇.机械设计课堂教学的改革和创新——以制作无碳小车为例[J].教育理论与实践，2016（18）：61-62.