陳松茂，張志明，徐忠陽，胡青春

（華南理工大學(xué) 工程訓(xùn)練中心，廣東 廣州 510640）

社會經(jīng)濟的發(fā)展和科技的不斷進步，對人才的知識、能力與素質(zhì)提出了更高的要求，特別是要求工科大學(xué)生不僅要具有扎實的專業(yè)知識與較高的實踐技能，還必須具備較強的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)[1－2]。因此，在未來以創(chuàng)新為主導(dǎo)的教育宏觀環(huán)境中，倡導(dǎo)主體性教育思想[3]、創(chuàng)新教育體制、重視更高層面的產(chǎn)學(xué)研有機結(jié)合、建立產(chǎn)學(xué)研結(jié)合創(chuàng)新教學(xué)平臺，是目前培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的重要舉措[4－5]。工程訓(xùn)練實踐教學(xué)體系必須進行多層次、多方位、多尺度的大膽改革，將培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力作為改革工作的重心[6]。在教學(xué)過程中加強科研探討，以教學(xué)促科研，可達到培養(yǎng)創(chuàng)新人才目的。華南理工大學(xué)工程訓(xùn)練中心是國家級實驗教學(xué)示范中心，在工程訓(xùn)練教學(xué)改革上提出了許多新舉措，在培養(yǎng)創(chuàng)新人才方面取得了不錯的效果。

1 學(xué)研結(jié)合的工程訓(xùn)練培養(yǎng)模式

1.1 形式及內(nèi)容

根據(jù)我校工程訓(xùn)練的特點，采取項目研究形式，通過選取機械類本科生組成項目組，每個項目組安排1名教師作為導(dǎo)師負責(zé)指導(dǎo)，要求學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計與制作一種新型的家居小產(chǎn)品[7－10]。選取的學(xué)生已完成了部分工種的實訓(xùn)課程，接著在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，通過獨立思考、小組討論、分工協(xié)作等方式，利用學(xué)校及中心現(xiàn)有的設(shè)備條件、教學(xué)平臺等資源，獨立完成產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計與制作。每個項目將獲得一定經(jīng)費資助，要求學(xué)生掌握市場調(diào)研、文獻資料收集、產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計與制作、經(jīng)費預(yù)算與市場評估、成果總結(jié)等知識和能力[11－12]。

本文以一種保鮮膜切割器的家居小產(chǎn)品為例，學(xué)研內(nèi)容為：針對目前家居保鮮膜產(chǎn)品在使用中存在薄膜拆扯不便等現(xiàn)象，要求學(xué)生創(chuàng)意設(shè)計與制作一款新型的半自動保鮮膜切割器，使其既具有夾持功能，又有切斷功能，而且產(chǎn)品的制作簡單容易、安裝方便。

1.2 調(diào)研與設(shè)計階段

項目啟動后，學(xué)生的積極性和熱情非常高，定期召開例會與導(dǎo)師討論產(chǎn)品的設(shè)計方案及構(gòu)思。學(xué)生分工協(xié)作，通過利用圖書館資源、網(wǎng)絡(luò)工具等，查閱收集大量的文獻專利資料，并多次到超市、百貨、商場等銷售保鮮膜切割器產(chǎn)品的現(xiàn)場觀摩調(diào)研，收集設(shè)計靈感。經(jīng)討論，初步擬定保鮮膜切割器的設(shè)計方案為仿葡萄藤式結(jié)構(gòu)，刀片采用拉鏈式，產(chǎn)品可固定于墻壁上，方便取用，如圖1所示。

圖1 保鮮膜切割器初步設(shè)計效果圖

經(jīng)學(xué)生反復(fù)討論發(fā)現(xiàn)，圖1的方案設(shè)計容易，但制作及安裝則存在較大困難。經(jīng)多次反復(fù)修改后，最后提出了如圖2所示的半自動保鮮膜切割器結(jié)構(gòu)方案。該結(jié)構(gòu)主要由手動切割裝置、傳動裝置、殼體及刀具等零部件組成，其工作原理為：殼體和切割裝置并排連接，手壓動切割裝置，通過傳動裝置帶動刀片，把保鮮膜切斷。

圖2 新型半自動保鮮膜切割器設(shè)計效果圖

最終方案確定后，學(xué)生按照標準規(guī)范繪制產(chǎn)品的CAD裝配圖及零件圖，并制定相應(yīng)零件的機械加工工藝規(guī)程文件。

1.3 經(jīng)費預(yù)算與制作階段

學(xué)生根據(jù)零件加工所需的原材料規(guī)格，對原材料價格進行市場評估，合理預(yù)算材料費用。通過制定一份詳細的原材料購置清單，包括鋼板、圓鋼、鈑金零件、標準件、小齒輪、彈簧等內(nèi)容，然后到相應(yīng)原材料批發(fā)市場進行購買。

原材料購置后，學(xué)生依據(jù)零件圖紙及工藝文件，在機械加工設(shè)備上進行各個非標準零件的粗加工→半精加工→精加工。在加工過程中，學(xué)生還不斷對零件結(jié)構(gòu)進行修改，通過反復(fù)的修改→裝配→調(diào)試→再修改的過程，最終完成了產(chǎn)品的制作與裝配。

1.4 成果總結(jié)與展示

經(jīng)過學(xué)生的努力，設(shè)計與制作的新型半自動保鮮膜切割器實物樣機如圖3所示，同時申請了一項發(fā)明專利和一項實用新型專利，其中實用新型專利已授權(quán)。

圖3 新型半自動保鮮膜切割器實物圖

2 效果評價

參與項目的學(xué)生均表示學(xué)研結(jié)合的工程訓(xùn)練培養(yǎng)模式充滿了樂趣，收獲很大。在該模式訓(xùn)練下，無論是調(diào)研、設(shè)計、制作、裝配調(diào)試，還是專利撰寫，全過程均由學(xué)生親自動手完成，學(xué)生可以從中接觸和熟練使用更多的機械儀器設(shè)備，加深了工程訓(xùn)練課程的學(xué)習(xí)；學(xué)生明白了獨立思考的重要性，學(xué)會了通過借鑒日常生活實例來進行創(chuàng)新設(shè)計的方法，如本文中所述的新型半自動保鮮膜切割器的傳動機構(gòu)就是仿照了挖雪糕球的夾子結(jié)構(gòu)；學(xué)生也深刻意識到產(chǎn)品從創(chuàng)意設(shè)計到真實制作之間存在較大差異，需要不斷地對設(shè)計進行修改和完善，簡化制作工藝和節(jié)約成本，同時注重人性化設(shè)計。通過學(xué)研結(jié)合的工程訓(xùn)練后，學(xué)生最終理解了理論聯(lián)系實際的重要，懂得如何在學(xué)習(xí)和研究過程中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，從而使得自己的知識面得到拓寬，實踐能力與創(chuàng)新能力得到鍛煉和提高。

3 幾點體會及今后思路

以上研究成果說明，學(xué)研結(jié)合的工程訓(xùn)練培養(yǎng)模式是值得推廣的，為提高學(xué)生的創(chuàng)新能力與動手實踐能力提供了很好的平臺，同時也對現(xiàn)代工程訓(xùn)練課程體系改革提供了有益的參考?？偨Y(jié)對學(xué)研結(jié)合的工程訓(xùn)練培養(yǎng)模式的經(jīng)驗，提出以下幾點體會和發(fā)展思路：

（1）學(xué)研結(jié)合的工程訓(xùn)練培養(yǎng)模式需要選擇合適的項目內(nèi)容。項目要真實可行，且與工程訓(xùn)練內(nèi)容密切相關(guān)，注重鍛煉學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計和動手實踐的綜合能力。

（2）學(xué)研結(jié)合的工程訓(xùn)練培養(yǎng)模式強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生獨立思考能力，充分發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計和制作的主體性以及團隊協(xié)作精神。教師主要起輔導(dǎo)性作用，參與學(xué)生團隊的討論并適當(dāng)提供技術(shù)性解答。通過師生互動，既培養(yǎng)了學(xué)生的能力，又促進了教師的科研水平、實踐能力、管理能力的發(fā)展。

（3）建議今后在高校的機械類和近機械類專業(yè)的工科學(xué)生中推廣學(xué)研結(jié)合的工程訓(xùn)練培養(yǎng)模式。學(xué)生在完成2～3周部分工種實訓(xùn)以后，可通過組隊參加項目研究的形式，利用2～3周時間完成教師提出的某款小產(chǎn)品或小機構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計與制作。經(jīng)歷了該模式的鍛煉后，學(xué)生的創(chuàng)新思維與動手能力將會得到質(zhì)的提高。

（References）

[1]惠記莊，曹杰，紀真.現(xiàn)代工程訓(xùn)練中心創(chuàng)新實驗區(qū)的探索和實踐[J].實驗室研究與探索，2010，29（3）：111-113.

[2]許悅.產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合，建設(shè)多模式實訓(xùn)基地[J].福建師大福清分校學(xué)報，2004（1）：30-33.

[3]張永安.產(chǎn)學(xué)研結(jié)合高素質(zhì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)范式探析：以主體性教育為中心[J].黑龍江高教研究，2007（4）：138-141.

[4]吳倩，滕剛.基于產(chǎn)學(xué)研的“研究性項目”教學(xué)模式探究與實踐[J].中國西部科技，2009（3）：73-74，80.

[5]李正，徐向民.廣東省高等工程教育官產(chǎn)學(xué)研結(jié)合體系設(shè)計[J].高等工程教育研究，2010（3）：7-13，31.

[6]劉小琴.高校金工實習(xí)的改革與探討[J].機械管理開發(fā)，2010（1）：150-151.

[7]王美林，張湘?zhèn)?，戴青?產(chǎn)學(xué)研教相結(jié)合，提高工程訓(xùn)練人才培養(yǎng)水平[J].廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報：社會科學(xué)版，2010（增刊）：7-9.

[8]陳詠華，李加榮.工程訓(xùn)練實踐教學(xué)研究與探索[J].實驗技術(shù)與管理，2011，28（30）：118-119.

[9]黃旭仁，康仁剛，孫海霞.項目教學(xué)法在創(chuàng)新實踐活動中的研究與探索[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2011（1）：74-75.

[10]王曉紅，朱曉明.現(xiàn)代工程訓(xùn)練教學(xué)模式的研究與實踐[J].實驗技術(shù)與管理，2009，26（6）：118-119，123.

[11]胡青春，鄭志軍，張木青，等.華南理工大學(xué)工程訓(xùn)練中心建設(shè)的實踐與探索[J].實驗技術(shù)與管理，2009，26（11）：114-116.

[12]胡青春，張木青，段福海，等.構(gòu)建工程訓(xùn)練教學(xué)系統(tǒng)的實踐[J].實驗室研究與探索，2008，27（4）：116-118.