蔣海燕，肖 東

(重慶理工大學(xué)工程訓(xùn)練與經(jīng)管實(shí)驗(yàn)中心，重慶 400054)

我國走新型工業(yè)化道路，由制造業(yè)大國向制造業(yè)強(qiáng)國邁進(jìn)，必然需要一大批高素質(zhì)的工程技術(shù)人才，而工程訓(xùn)練則是高校培養(yǎng)高素質(zhì)工程技術(shù)人才必不可少的重要環(huán)節(jié)，工程訓(xùn)練對(duì)于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力具有特殊的作用［1］。為提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，國內(nèi)許多高校相繼就工程訓(xùn)練課程培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)思想、體系結(jié)構(gòu)、教學(xué)方法、資源配置和教學(xué)管理模式等方面開展了多種形式的教學(xué)研究和實(shí)踐，并取得了一定的成果和經(jīng)驗(yàn)［2］。我校嘗試針對(duì)工程訓(xùn)練的一些典型模塊開設(shè)全校公共選修課程的教學(xué)模式，取得了較好的效果，本文以筆者開設(shè)的選修課《特種加工及工藝品設(shè)計(jì)制作》為例加以探討。

一、課程開設(shè)意義

特種加工是20世紀(jì)50年代以來，隨著生產(chǎn)發(fā)展和科學(xué)實(shí)驗(yàn)需要，為解決難切削材料加工、特殊復(fù)雜表面加工，以及超精、光整或具有特殊要求零件的加工而發(fā)展起來的非傳統(tǒng)加工方法，泛指用電能、熱能、光能、電化學(xué)能、化學(xué)能、聲能及特殊機(jī)械能等能量達(dá)到去除或增加材料，從而實(shí)現(xiàn)材料被去除、變形 、改變性能或被鍍覆等目的的加工方法的總稱，在國際上被稱為“21世紀(jì)的技術(shù)”［3］。我校于2005年在工程訓(xùn)練體系中增加了特種加工實(shí)訓(xùn)模塊，經(jīng)過這幾年的發(fā)展，現(xiàn)已擁有電火花成型加工機(jī)床2臺(tái)，電火花線切割機(jī)床4臺(tái)，激光雕刻機(jī)1臺(tái)。但是，由于受設(shè)備種類、數(shù)量、實(shí)訓(xùn)學(xué)時(shí)，以及特種加工自身特點(diǎn)等因素的制約，特種加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)存在如下不足之處:

1.學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐機(jī)會(huì)偏少。我校將現(xiàn)有特種加工實(shí)訓(xùn)與銑削實(shí)訓(xùn)安排在一起，最多安排3天的實(shí)訓(xùn)時(shí)間(機(jī)類)，其中特種加工部分僅占1.5天，因此實(shí)訓(xùn)教學(xué)安排只能以理論講解、學(xué)生模擬仿真和機(jī)床操作演示為主，不能確保每個(gè)學(xué)生都能在課堂上完成創(chuàng)新作品的設(shè)計(jì)及制作。

2.實(shí)訓(xùn)內(nèi)容受制于現(xiàn)有設(shè)備，不利于擴(kuò)展學(xué)生視野。特種加工是多種先進(jìn)制造技術(shù)的總稱，不僅包括現(xiàn)有的電火花成型加工、電火花線切割加工及激光加工，還包括電解加工、超聲加工、電子束加工、離子束加工、電鑄、電鍍、快速成型等，每一種加工方法都獨(dú)具特色，由于學(xué)時(shí)的限制，實(shí)訓(xùn)時(shí)只能介紹現(xiàn)有設(shè)備。

3.實(shí)訓(xùn)學(xué)生受專業(yè)限制，不利于學(xué)科交叉與融合。傳統(tǒng)的工程訓(xùn)練課程定位于“培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)性素質(zhì)”，培養(yǎng)學(xué)生將來成為合格的工程師，因此主要面向機(jī)械、材料、電子、化工等工科專業(yè)學(xué)生。然而，現(xiàn)代工程正以工程鏈的形式呈現(xiàn)出集成化的面目，科學(xué)、技術(shù)、人文、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、管理、倫理、道德、法律等內(nèi)容無不包容在內(nèi)，因此現(xiàn)代工程訓(xùn)練不應(yīng)拘泥于機(jī)類和非機(jī)類工科專業(yè)學(xué)生，可以面向文、史、經(jīng)、管、藝術(shù)等專業(yè)學(xué)生開設(shè)［4］。

在現(xiàn)有人才培養(yǎng)方案和教學(xué)條件下，開設(shè)素質(zhì)選修課程，則可在一定程度上彌補(bǔ)傳統(tǒng)特種加工實(shí)訓(xùn)的不足，為各專業(yè)學(xué)生提供一個(gè)實(shí)踐及創(chuàng)新的平臺(tái)。

二、課程設(shè)置

《特種加工及工藝品設(shè)計(jì)制作》是一門拓寬學(xué)生知識(shí)面，培養(yǎng)學(xué)生辯證思維能力、實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)的綜合性選修課程，面向全校各專業(yè)學(xué)生開放，總共32學(xué)時(shí)，順利修完可獲得2學(xué)分，由于教學(xué)條件限制，限制學(xué)生人數(shù)為30人。課程內(nèi)容是傳統(tǒng)切削加工方法以外的，主要利用電能、化學(xué)能、聲能、光能等進(jìn)行加工的特種加工技術(shù)。由于特種加工技術(shù)本身具有多學(xué)科交叉、知識(shí)面寬、知識(shí)跨度大等特點(diǎn)，因此本門課程在設(shè)計(jì)上不是僅僅停留在理論教學(xué)的層面上，而是引入了工藝品的設(shè)計(jì)與制作，采用寓教于樂的方式讓學(xué)生自主參與整個(gè)學(xué)習(xí)過程，做到理論與動(dòng)手實(shí)踐相結(jié)合。通過本門課程的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生自主設(shè)計(jì)、制作出自己的工藝作品;可以拓展學(xué)生的工藝知識(shí)，提高學(xué)生的人文素質(zhì)、藝術(shù)修養(yǎng)及工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

課程由理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)兩部分組成。理論教學(xué)12學(xué)時(shí)，主要介紹特種加工技術(shù)產(chǎn)生的背景、常用特種加工技術(shù)的基本原理和應(yīng)用以及線切割加工的手工、自動(dòng)編程方法;實(shí)踐教學(xué)20學(xué)時(shí)，主要是學(xué)生在掌握線切割機(jī)床和激光雕刻機(jī)的基本操作后自主完成工藝作品的設(shè)計(jì)與制作。

三、課程教學(xué)實(shí)踐

(一)因材施教，精選授課內(nèi)容

《特種加工及工藝品設(shè)計(jì)制作》面向全校各專業(yè)學(xué)生開放，因此在教學(xué)內(nèi)容的選擇上要充分考慮兼顧各個(gè)不同專業(yè)和層次的學(xué)生，注重科學(xué)性、知識(shí)性和趣味性，不能是特種加工實(shí)訓(xùn)課程內(nèi)容的簡單擴(kuò)充。為此，本課程重點(diǎn)介紹在制造行業(yè)應(yīng)用較為廣泛的典型的特種加工技術(shù)，并根據(jù)中心設(shè)備現(xiàn)狀選用線切割加工及激光加工作為學(xué)生工藝品制作的手段，具體課程組織體系如圖1所示。對(duì)于每一種特種加工技術(shù)的介紹，不能面面俱到，而必須有所側(cè)重，主要介紹其基本原理及工程應(yīng)用，盡量弱化專業(yè)性較強(qiáng)的工藝知識(shí)的介紹。

(二)靈活運(yùn)用多種教學(xué)方法和手段，提高教學(xué)質(zhì)量

教學(xué)方法和手段的改革是教學(xué)改革的重要內(nèi)容，也是影響課堂教學(xué)質(zhì)量的重要因素［5］。在《特種加工及工藝品設(shè)計(jì)制作》選修課的教學(xué)過程中，靈活運(yùn)用各種教學(xué)方法和手段，能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，收到事半功倍的教學(xué)效果。

多媒體技術(shù)作為一種現(xiàn)代化的教學(xué)手段，集文字、圖表、聲音、動(dòng)畫、視頻等多種信息為一體，形象直觀、生動(dòng)具體，有利于營造良好的教學(xué)氛圍。理論教學(xué)時(shí)，可采用多媒體課件輔助教學(xué)。如在介紹各項(xiàng)特種加工技術(shù)的基本原理時(shí)，可制作flash動(dòng)畫，生動(dòng)形象地再現(xiàn)整個(gè)加工的微觀過程，便于學(xué)生理解和掌握，若采用單純的文字表述，則顯得晦澀難懂;在介紹各特種加工技術(shù)的具體應(yīng)用時(shí)，可插入加工視頻，這樣不但可以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且可以緩解中心設(shè)備不足，學(xué)生不能實(shí)際操作實(shí)踐的矛盾，開闊學(xué)生視野。

案例教學(xué)法是通過一個(gè)具體教育情景的描述，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這些特殊情景進(jìn)行討論的一種教學(xué)方法。在教學(xué)中，適當(dāng)運(yùn)用案例教學(xué)法，有利于學(xué)生創(chuàng)新思維能力、觀察能力、分析和解決實(shí)際問題能力的培養(yǎng)。如在介紹完特種加工基本理論后，可以選出幾個(gè)典型零件，讓學(xué)生從零件材料、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等方面去分析用什么特種加工方法進(jìn)行加工;在介紹電火花成型加工和電火花線切割加工時(shí)，可以引導(dǎo)學(xué)生去分析比較二者的異同等。總之，要讓學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)當(dāng)中，享受自主學(xué)習(xí)，以及發(fā)現(xiàn)、分享知識(shí)的樂趣。

(三)營造鼓勵(lì)學(xué)生實(shí)踐、創(chuàng)新的良好氛圍

傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)強(qiáng)調(diào)以教師為主體，學(xué)生只需按部就班按老師規(guī)定的步驟完成操作即可，這不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，在工藝品設(shè)計(jì)制作的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，應(yīng)充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體的教學(xué)思想，讓學(xué)生自主參與工藝品的構(gòu)思、設(shè)計(jì)與制作各個(gè)環(huán)節(jié)，給予學(xué)生充分的自由度。具體做法是:①工藝作品的主題不受限制，只要內(nèi)容積極健康就行。②學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和特長，自由選擇作品的設(shè)計(jì)方法。如在線切割作品中，學(xué)生可選擇手工編程，CAD/CAM自動(dòng)編程，實(shí)物掃描等多種方式設(shè)計(jì)作品;在激光加工中，學(xué)生可以選擇Photoshop、CorelDraw、Auto-CAD等多種軟件完成作品設(shè)計(jì)與處理。③學(xué)生可自由選擇加工用材料。如在線切割加工中，學(xué)生可以選擇我們準(zhǔn)備的不銹鋼板、鋁板、紫銅板等，在激光加工中可以選擇木板、中密度板、亞克力板、雙色板等進(jìn)行加工，當(dāng)然學(xué)生也可自備材料進(jìn)行加工。

四、結(jié)束語

《特種加工及工藝品設(shè)計(jì)制作》公共選修課的開設(shè)是我校工程訓(xùn)練課程深化改革進(jìn)行的一次有益嘗試。公共選修課程的開設(shè)，為廣大學(xué)生提供了一個(gè)系統(tǒng)的實(shí)踐和創(chuàng)新的平臺(tái)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、拓寬了學(xué)生的知識(shí)面、優(yōu)化了學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，取得了良好的教學(xué)效果。

［1］ 高琪，劉中原，萬金貴，等.工程訓(xùn)練中創(chuàng)新實(shí)踐教育的探討［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2010，29(10):143－145.

［2］ 王文忠，趙貴秋.應(yīng)用型本科工程訓(xùn)練體系的構(gòu)建［J］.長春工程學(xué)院學(xué)報(bào):社會(huì)科學(xué)版，2011，12(2):125－128.

［3］ 郭建新，聶喻梅，郭學(xué)惠.立足學(xué)生工程能力培養(yǎng)，探索工程訓(xùn)練創(chuàng)新創(chuàng)意教育［J］.重慶與世界:學(xué)術(shù)版，2012(7).

［4］ 白基成，郭永豐，劉晉春.特種加工技術(shù)［M］.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2006.

［5］ 李蕊，朱江，王巖韜.工程訓(xùn)練框架下開設(shè)認(rèn)知實(shí)習(xí)課程的嘗試［J］.科教文匯，2010(6):31－32.

［6］ 李品將，法文君.《新能源材料與技術(shù)》課程教學(xué)實(shí)踐與探索［J］.能源與環(huán)境，2011(3):36－37.

(責(zé)任編輯 張佑法)