改革线切割实训，培养工程素质和创新能力

蒋海燕，刘敬露，胡 蓉

(重庆理工大学 工程训练与经管实验中心，重庆 400054)

改革线切割实训，培养工程素质和创新能力

蒋海燕，刘敬露，胡 蓉

(重庆理工大学 工程训练与经管实验中心，重庆 400054)

以培养学生的工程素质和创新能力为教学改革的指导思想，重庆理工大学工程训练与经管实验中心对线切割实训教学的内容和教学方法进行了改革。通过加强工艺方法和工艺分析教学内容，采用项目驱动教学模式，构建开放实训平台，使学生由被动的知识接受者转变为主动地知识创造者，增强了实训效果，提高了学生的综合素质。

线切割；工程素质；创新能力；项目驱动

培养一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务，是我国高等工程教育的主要目标。要实现这一目标，显然仅仅依靠课堂理论教学是难以完成的，实践教学则被认为是一种将科学知识转化为人才技能的有效途径。

线切割加工是与传统机械加工性质完全不同的一种新工艺、新技术，由于加工时工具不与工件直接接触，没有显著的宏观机械切削力，可加工高硬度、高脆性材料及低刚度工件和精密微细结构，在机械加工尤其是模具制造行列得到了广泛的应用[1]。将线切割实训纳入现代工程训练教学体系，有利于突破学生的传统思维，开阔视野，完善知识结构。我们自2005年承担线切割实训教学任务以来，根据线切割加工技术自身特点及实训条件，以培养学生的工程素质和创新能力为教学改革的指导思想，对实训教学内容和教学方法等方面进行了积极有益的改革尝试，取得了较好的效果。

1 坚持设计与工艺并重的原则，注重学生工程能力培养

由于受到“重理论、轻实践，重设计、轻工艺，重知识传授，轻能力和素质培养”等传统观念影响，线切割实训中容易忽视工艺教学内容，而过于注重编程及CAD/CAM软件练习环节，这对学生的工程能力培养是不利的[2]。在线切割产品加工中，工艺方法是决定产品质量的重要因素之一，如何让学生加工出质量合格的产品而不仅仅是外形轮廓相似的“产品”呢？我们认为有必要在实训中加强对工艺分析内容的教学。

1)“间隙补偿量”是线切割加工中一个非常重要的概念，不少学生难以理解，不妨在演示机床操作时。试切一个边长为10 mm的正方形(不考虑间隙补偿量)，让学生用游标卡尺测量正方形的实际边长，通过实际测量值与设计理论值的偏差，学生就很容易理解了。同时，在实际加工中，由于电极丝的损耗和放电间隙的不确定性，要精确地计算出间隙补偿量的值是比较困难的，也可以通过这种在确定的加工条件下试切一个正方形的方法来实测求出间隙补偿量，以便更准确地编制程序。通过这种教学方式，不仅将抽象的难以理解的理论知识变得形象直观，而且教给了学生实际工程经验，培养了学生分析、解决实际工程问题的能力。

2)对图1所示零件，可引导学生思考：选择不同的加工起点和走向会对工件精度产生什么影响呢？若选择A点为加工程序引入点，a点为起点，如果选用顺时针走向，工件和已变形的部分相连接，会带来较大的误差，如果选用逆时针走向，则可减少或避免这种影响；若选择B点为加工程序引入点，d点为起点，则无论选择何种走向，其加工精度都会受到材料变形的影响[3]。通过测定零件的表面质量和尺寸精度，学生可以很方便地验证上述结论。

图1 程序起点及走向对加工精度的影响

可见，将工艺分析引入到线切割实训教学中，并非需要单独的时间来进行工艺理论教学，只需在实训中，积极引导学生多思考、多讨论、多实践即可。只有通过自己分析和判断、亲自尝试，才能使所学知识为实践所用，才能提升他们的工艺理念、提高他们的工程素质和综合素质，为今后的专业学习和工作打下良好的基础[4]。

2 采用项目驱动教学模式，坚持以学生为本

传统教学方法强调以教师为中心、以教材为中心、以课堂为中心，教师在教室或实验室等教学场所，利用板书、语言等媒体工具作为教学的手段和方法向学生传授知识，不断重复着课本上的内容或已经安排好的实验。在这种模式中，教师是教育的主动实施者，而学生是被灌输知识的对象，是被动接受者，未能充分调动学生的学习兴趣和创新意识。“项目驱动”教学法是一种建立在建构主义教学理论基础上的探究式的教学模式，该模式强调以学生为中心，学生根据项目需求来学习，是知识的主动构建者，教师在教学过程中仅起组织者和指导者的作用；教材所提供的知识不再是教师唯一传授的内容，而是学生主动建构的对象；媒体也不再是帮助教师传授知识的手段方法，而是用来作为学生主动学习协作式探索的认知工具[5]。

在线切割实训项目驱动教学模式中，项目设计是整个教学的关键，其合理与否直接影响到教学效果。根据实训教学内容，以工程能力和创新能力的培养为出发点，可设置以下几个项目：3B代码手工编程项目、CAD/CAM自动编程项目、典型零件的设计与加工项目和工艺品创新设计与制作项目。项目采用分组实施的方案开展，实训室共有线切割机床4台，而每次参与实训的学生人数大约20名，因此可以4～5人组成一个团队，共同完成整个项目。3B代码手工及自动编程项目侧重于基本技能的训练，学生在计算机上模拟仿真即可完成。后两个项目则侧重于学生综合能力的培养，典型零件的设计与加工项目中，项目设计应尽量贴近工程实际，如可加工角度样板、圆弧样板、齿轮等典型零件，使学生独立完成产品的设计、制作和检验整个流程，树立工程意识和质量意识；工艺品创新设计与制作项目中，学生可以充分发挥自己的想象力，自由设计，自主选用编程方法，最终完成创意作品。在项目的执行过程中，各小组成员自由分工，相互协作，相互探讨，共同提高，成为整个教学活动的“主角”；教师则成为“配角”，为各项目小组提供技术支持，并根据项目开展过程中的共性和个别问题，灵活多样地采用课堂教学、专题讨论、个别指导等教学形式加以解决。实践证明：采用项目驱动教学模式能更大地激发学生的学习兴趣，充分发掘学生的创造潜能，提高学生的自主学习能力、工程思维能力、实践动手能力以及团队协作能力[5]。

3 开放线切割实训平台，扩展教学外延

由于实训学时有限，不少优秀创意难以在课堂上转化为精美作品，然而实训的结束决不能意味着学生学习和创新活动的终结，为了激励学生的求知欲望和创新热情，线切割实训有必要扩展教学外延，建立开放实训平台。为此，我们将所有教学相关资料，如PPT课件、线切割手工编程模拟软件、线切割CAD/CAM自动编程软件、教学扩展资料等都上传到校园网上，学生可以很方便地利用课余时间继续深入学习，自主完成创新设计，预约时间来实训室完成作品的加工制作。不少学生在综合训练和各类机械设计制作大赛中，也主动采用线切割机床来加工部分零件，取得了良好的效果。开放线切割实训平台，扩展教学外延，进一步激发了学生的学习动力，进一步培养了学生工程意识，提高了学生的实践与创新能力。

4 结束语

改革工程教育人才培养模式，培养大量高素质工程技术人才，更好地为中国特色社会主义现代化服务，需要不断的探索、实践和总结。在线切割实训教学中，加强工艺方法和工艺分析教学内容，采用项目驱动教学模式，构建开放实训平台，能有效提升学生的工程实践能力和创新能力，使学生由被动的知识接受者转变为主动地知识创造者，增强了实训效果，提高了学生的综合素质。

[1]李始东,余冠州.放电加工实训教学新思路[J].广东工业大学学报,2008(8):255-256.

[2]任旭东,张永康,姜银方,等.特种加工实验教学改革与实践[J].安徽工业大学学报,2008,25(4):109-110.

[3]曹凤国.电火花加工技术[M].北京:化学工业出版社,2004.

[4]崔娟,施维.数控电火花线切割实践教学探讨[J].新课程研究,2008(126):147-148.

[5]唐炜.基于“项目驱动”的单片机类课程实践教学改革[J].实验室研究与探索,2010,29(5):130-132.

Reform WEDM Practical Training and Cultivate Engineering Quality and Innovation Ability

JIANG Haiyan, LIU Jinglu, HU Rong

(Engineering Training and Management Experiment Center, Chongqing University of Technology, Chongqing 400054, China)

The content and methods of wire electrical-discharge machining (WEDM) practical training were reformed based on guiding thought of cultivating students’ engineering quality and innovation ability. Through emphasizing the process method and study, adopting project-driven mode and building open training platform, the students were transformed from passive knowledge-recipients into active knowledge-creators, the training effect was strengthened and the students’ comprehensive quality was improved.

WEDM; engineering quality; innovation ability; project-driven mode

2014-03-12

重庆理工大学高等教育教学改革研究基金资助项目(2012037)。

蒋海燕(1981-)，男，硕士研究生，工程师，主要从事工程训练教学及机械制造技术研究。

G642.42

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.01.048