马尧 郭琪磊

[摘           要]  金工实习是民航机务类专业学生实践教学的重要环节，是培养学生动手能力的良好平台，但传统的教学方式已不能适应现阶段人才培养的要求。金工教学改革需要结合“综合能力培养”的改革方向与“内容多，时间少”的教学实际。平面连杆机构在飞机系统中有广泛应用，如起落架收放机构、锁机构、襟翼的传动机构等。以开发平面连杆机构设计及制作项目为例，从组织形式、实习内容、教学方法及实习管理等方面，探析机务专业学生金工实习教学改革。

[关    键   词]  金工实习;平面连杆机构;教学改革;能力培养

[中图分类号]  G642                   [文献标志码]  A          [文章编号]  2096-0603（2019）25-0118-02

金工实习是培养大学生初步工程意识和工程概念的重要教学环节，是培养学生重视實践的思想，培养动手能力，培养创新精神的最好课堂。同时，金工实习涉及航空制造、维修的基本工艺理论、基本工艺方法和基本工艺实践，包含钳工、车削、铣削、刨削、热处理及表面处理、数字化制造等诸多内容，具有理论与实践结合紧密、动手与动脑相互关联等特点，对机务学生成长为高水平航空维修人员具有重要意义。

一、我校金工实习现状与面临的问题

中国民航飞行学院金工实习基地于2015年初建设完成，并开始承担教学任务。经过教学运行初期金工实习基地全体教师的艰苦努力，金工教学体系初步建成。目前，金工实习基地开设了车工、铣刨、钳工、数控仿真、线切割、金相实验等六个实习项目，涵盖了传统金工教学的各个工种，能够满足学校机务类学生与近机械类专业学生金工实习的基本要求。与此同时，金工实习基地在将数字化制造技术引入传统实习项目方面进行初步探索，使学生对现代先进加工技术有一定的了解，提高学生实习的积极性与主动性。

然而，我校金工实习教学目前仍然存在教学内容不新颖、实习作品单一、教学方式中学生被动接受，导致创新能力培养不足等问题。随着航空工业与机械加工技术的不断发展，新材料、新工艺、新技术的不断涌现，这些问题愈显突出，现有的金工实习课程与教学体系已经不能满足行业对“理论基础扎实+实践能力突出+技术持续创新”的应用型创新人才的需要。

上述问题是传统金工教学的通病，因此，近年来国内外各高校在金工教学内容与教学理念的改革上进行了不断尝试，“项目教学法”“CDIO工程教育模式”等教学理念不断涌现。CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate）工程教育模式以产品研发到产品运行的全生命周期为载体，让学生以主动、实践、课程之间有机联系的方式学习工程。2009年开始，中国民航大学进行了CDIO工程教学改革研究，对金工实习的教学理念、培养目标、教学内容、教学手段进行了全方位改革，改革效果良好，之后被教育部批准为CDIO工程教育模式研究与实践课题组第二批试点高校成员。综上所述，以完成实际工程项目为载体，培养学生的综合能力与创新精神，是当前金工实习教学改革的主要方向。

二、教学改革的基本思路

金工教学改革的实施需要结合“综合能力培养”的改革方向与“内容多，时间少”的教学实际。目前，较为成熟的做法是采用“模块单元化组织、菜单式选项”的教学模式，以解决实习内容多与实习时间有限、实习专业数多与专业需求不相同等问题。其本质为“基本模块”加“创新模块”，可在保证教学正常运行，保证覆盖基本内容的同时，开展创新性、综合性实习教学。

因此，创新性、综合性实习项目的开发与实践是进行金工教学改革的重要途径。

三、综合性实习项目开发

综合性实习项目开发涉及实习内容、教学方法、组织形式与实习管理等多方面内容。实习内容设置上，宜结合学生飞机维修专业背景，为后续的理论课程奠定感性认识的基础，并有利于调动学生的积极性;教学方法的选择上，应使教师从知识的输出者变为引导者，学生从知识的被动接受者变为主动探索者;组织形式上，应提高每个学生的参与度，提高设备利用率。尽可能避免传统实习项目中“一名学生操作设备，多名学生等待设备”的现象。下文以平面连杆机构设计及制作项目开发为例，进行探索与分析。

（一）实习内容

平面连杆机构在飞机系统中有广泛应用，如起落架收放机构、利用死点的撑杆锁机构、襟翼的传动机构等，如图1所示。而学习飞机起落架系统，掌握其收放机构、锁死机构的运动原理对机务学生进行起落架的维护、维修具有重要的指导意义。

笔者在指导历届学生毕业设计时发现，学生在完成诸如“某型飞机起落架收放系统分析”这类题目时，利用CATIA等软件进行起落架三维建模后，对干涉、过约束或杆长条件不满足导致机构不能运动等问题，不知如何分析，更无从下手解决。究其原因，是对机构运动原理、机构运动条件（如四杆机构中曲柄存在的条件）等内容掌握较差，无法将理论应用于实际。

因此，开发平面连杆机构设计及制作的实习项目，使学生自主探索、分析、归纳各类型连杆机构的运动原理，曲柄、死点存在的条件，可使其对相关知识有深刻的理解，培养学生的动手能力、协作能力与创新精神，并其为学习后续机械设计原理、飞机结构与系统等理论课程建立感性认识。

（二）教学方法与实施

学生以小组为单位制作平面连杆机构，可以选择铰链四杆机构或曲柄滑块机构等，如图2、图3所示。不同小组选择不同杆件尺寸，可以由指导教师给定，也可由学生课前搜集不同型号起落架的相关尺寸，进行抽象、简化及缩比后确定。

组内进行分工，由不同学生完成机构的不同构件。各构件制作涉及车工、铣工、钳工等工艺，可保证每个学生的参与度，培养学生的协作能力。

制作完成后，因尺寸不同、机架位置选择不同，不同机构的运动形式不尽相同，如曲柄存在与否。此时由教师引导、启发学生思考造成差异的原因，最后进行归纳。可得曲柄存在的条件为：（1）最短杆与最长杆长度之和小于等于其余两杆长度之和;（2）最短杆为连架杆或机架。

在此基礎上，学生可对多连杆机构（五杆、六杆机构）的设计制作进行探索。以完成特定功能为目标，由学生去分析解决问题，充分发挥他们的想象力，调动他们的主动性去创新和创造。

（三）组织形式与学生管理

由于平面连杆机构的制作涉及多个工种，该实习项目的组织形式相对传统实习项目更加开放，打破了工种的限制，变单一工种操作为多工种同时操作。这种组织形式一定程度上解决了传统实习项目中“一名学生操作设备，多名学生等待设备”的现象，提高了设备的利用率。

小组内，由学生自主完成任务分配，拟定制作流程，在教师指导下确定加工工序。学生由被动接受管理转变为主动参与管理，有利于维护实习秩序，有利于使学生在增强动手操作能力的同时锻炼协作能力与管理能力。

四、结束语

进行金工实习教学改革，建设结合机务专业背景的综合性实习项目对解决传统金工教学的种种不足，适应国内外金工实习教育的发展趋势，适应行业对复合型创新人才的迫切需要，最终提升我校实践教学水平与人才培养质量具有重要意义。以平面连杆机构设计及制作项目为例，从实习内容、教学方法、组织形式及学生管理几个方面对综合性实习项目建设进行了探索。实践表明，综合性实习项目有利于调动学生的积极性与主动性，有利于在培养学生动手能力的同时，激发创新精神，锻炼协作能力，为培养高水平航空维修人员奠定坚实的基础。

参考文献：

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[3]李蕊，王岩韬，贺毅.CDIO人才培养模式下金工实习课程改革探索[J].中国民航大学学报，2012，30（5）：41-45.

[4]高琪，李颖，张飞.基于工程能力培养的“金工实习”教学改革[J].实验技术与管理，2015，34（1）：234-237.

编辑 马燕萍