凌明成

（江漢大學）

摘 要：工程體驗是認知實踐教學中的重要的環(huán)節(jié)，根據(jù)學生的特點，基于工程認知構(gòu)建了實踐教學體系，探討了教學模式上的創(chuàng)新，并就教學實踐中的創(chuàng)新能力培養(yǎng)做了分析與闡述，提出了建議與措施，對培養(yǎng)學生的工程創(chuàng)新能力起到積極的作用。

關鍵詞：創(chuàng)新能力；實踐教學；工程認知

本文立足培養(yǎng)學生工程實踐能力和科技創(chuàng)新能力，將工程訓練與科技創(chuàng)新制作相結(jié)合，對工程訓練教學體系、內(nèi)容和方法等進行改革，并結(jié)合桂林電子科技大學工程訓練中心的教學實踐進行進一步探討。

一、改革工程訓練教學體系、內(nèi)容和方法

（一）改革教學體系

桂林電子科技大學工程訓練中心建立在原金工中心基礎之上，原教學體系從金工實習單純的實踐教學操作，發(fā)展為工程認知訓練、基本加工工藝訓練、先進制造技術(shù)訓練、創(chuàng)新實踐訓練、自命題創(chuàng)意訓練等系列化的教學體系。

（二）改革教學內(nèi)容

首先，由基本技能訓練向集知識能力素質(zhì)和創(chuàng)新精神為一體的訓練方式轉(zhuǎn)化，由單機技術(shù)技能訓練向部分實現(xiàn)局域網(wǎng)條件下的技術(shù)集成訓練方向轉(zhuǎn)化，由較單一知識和技能訓練向綜合性創(chuàng)新實踐教學的方向轉(zhuǎn)化。

其次，開發(fā)新的實訓教學內(nèi)容。為激發(fā)學生的實習興趣，提高學生的創(chuàng)新能力與動手能力，達到良好的實習效果，桂林電子科技大學工程訓練中心開發(fā)研究制定了新的加工實訓教學內(nèi)容。對于機械類的學生，由指導教師向?qū)W生分組布置創(chuàng)新設計制作的任務。在完成既定的實習內(nèi)容后，留出3～5天時間讓學生分組自主進行產(chǎn)品的總體方案設計。方案經(jīng)教師認真審閱修改通過后，進行草圖設計。待所有零件加工、裝配圖紙經(jīng)教師審核后，則進入制作階段，學生按設計要求在各工種指導人員的協(xié)助下獨立加工。實習期間沒有完成的內(nèi)容可利用實訓中心開放時間完成。1～2月后由中心教師組織學生答辯，并設立獎項。

以上改革的實施大大激發(fā)了學生的實習興趣和創(chuàng)造熱情，并提高了其獨立分析問題與解決問題的能力。同時，教師在整個過程中教學能力和水平也得到提升。

（三）改革教學方法

桂林電子科技大學工程訓練中心改變原來“零件生產(chǎn)”的教學方法，革新為“工程產(chǎn)品”教學方法，鼓勵學生自行創(chuàng)新設計，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和能力，為學生營造一種真實的工程氛圍；同時通過訓練過程中的合作來培養(yǎng)學生的團隊精神及組織、管理能力。此外，中心教師拓展多媒體教學、網(wǎng)絡教學、綜合訓練、創(chuàng)新設計、自命題創(chuàng)意等多方位的教學方法，充分利用網(wǎng)絡系統(tǒng)，結(jié)合數(shù)控技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)實現(xiàn)遠程設計、網(wǎng)絡傳輸、數(shù)字化制造等現(xiàn)代制造理念。

二、構(gòu)建全方位的開放式工程訓練教學模式

工程訓練中心有豐富的教學資源，而校內(nèi)許多學生在進行創(chuàng)新實踐及科技活動時卻找不到合適的場所和設備，中心和學生課外活動沒有形成合理的運行機制，從而造成一方資源閑置，而另一方卻無設備可用?，F(xiàn)代工程訓練中心不僅應成為大學生進行基礎工程訓練的平臺，同時也應成為他們開展創(chuàng)新實踐、課外科技制作和參與科研活動的平臺。構(gòu)建開放型工程訓練體系，正是達成這一目標的有效手段。工程訓練的開放可歸結(jié)為以下幾個方面。

（一）訓練時間的開放

訓練時間的開放，包括訓練時間點開放和訓練時數(shù)開放兩層含義。理想狀態(tài)下，訓練時間點開放即學生在任何時間點，包括晚上、周末和節(jié)假日，都能進訓練室參加訓練；訓練時數(shù)開放即學生可以根據(jù)自身需要任意延長或縮短訓練時數(shù)。

（二）訓練內(nèi)容的開放

訓練內(nèi)容的開放從廣度和深度兩方面入手。訓練廣度的開放主要是指最大限度壓縮必修訓練項目，同時盡可能增加選修訓練項目，提高學生選課的自主權(quán)和自由度。訓練深度的開放主要是指對訓練內(nèi)容進行分級，如設立基本級、中級和高級三個等級，再由學生根據(jù)專業(yè)要求和自身條件選擇合適的等級參加訓練。

（三）訓練方法的開放

工程訓練中心的教學設施不可避免地存在生產(chǎn)性不足、先進性滯后的局限，這在一定程度上限制了訓練的效力。訓練方法開放就是不僅采用傳統(tǒng)的現(xiàn)場訓練手段，也采用現(xiàn)代的訓練手段如多媒體教學、遠程視頻教育和仿真訓練等。這些現(xiàn)代的訓練手段不僅成本低，安全可靠，而且不乏直觀性和吸引力，還可以彌補工程訓練中心現(xiàn)場訓練中的不足。

三、合理利用和開發(fā)軟硬件資源，為工程訓練教學改革提供良好平臺

通過對桂林電子科技大學工程訓練中心現(xiàn)有的設備及相關教學內(nèi)容進行分析可知，在實習學生人數(shù)3000余人的情況下，合理利用和開發(fā)現(xiàn)有資源以適應教學內(nèi)容和過程十分重要。對軟件資源進行開發(fā)，是盤活硬件教學資源的基礎，因此，桂林電子科技大學工程訓練中心建立了工程訓練網(wǎng)絡課程，供學生遠程學習。通過合理的人員和設備的配置，對實習學生進行多批次、滿員額的調(diào)整和改革。除對現(xiàn)有的實習學習方式進行創(chuàng)新，教師還積極輔導學生參與各級機械創(chuàng)新設計大賽、“‘十一五大學生創(chuàng)新性實驗項目”開發(fā)等，以工程實踐學習的角度，通過貼近具體生產(chǎn)實際的研究和指導，最大限度地開發(fā)和完善教學內(nèi)容。這些都在軟硬件建設方面對中心的長遠建設和發(fā)展起到潛移默化的促進作用。

四、學生科技創(chuàng)新制作實例

桂林電子科技大學工程訓練中心創(chuàng)立了創(chuàng)新設計項目以啟迪學生的創(chuàng)新靈感，同時與本部電子實習中心合作，發(fā)揮各自在機械和電子方面的強項，讓學生進行真實產(chǎn)品與虛擬產(chǎn)品的開發(fā)設計，并讓學生自己動手，將創(chuàng)新思想與實踐相結(jié)合，制作出機械或機電綜合產(chǎn)品。以下是學生團隊機械創(chuàng)新作品——多功能擔架（救援變形金剛）的制作過程：

第一，調(diào)研選題。選題主要由學生自主進行，教師提供一些選題方向供學生參考。學生制作完成創(chuàng)新項目申報的ppt等后進行答辯，介紹該作品詳細設計思路、原理及創(chuàng)新點，專家和教師組成的評審團認真分析后給出意見和建議，確定其可行性。

第二，設計階段。一是進行機構(gòu)優(yōu)化設計與機構(gòu)動力學分析。使用相關編程語言對機構(gòu)變形的關鍵結(jié)構(gòu)尺寸進行優(yōu)化設計。運用工程力學、高等數(shù)學、機械原理知識，設計并校核各構(gòu)件結(jié)構(gòu)尺寸，獲得電動機和減速器的相關參數(shù)。二是對產(chǎn)品進行三維造型。使用CAD軟件對作品進行三維造型后，通過其運動仿真模塊實現(xiàn)虛擬樣機的運動仿真，再次驗證該方案的可行性。

第三，加工制作。加工制作主要由學生完成，指導教師負責指導，個別難度大、精度高的加工件由指導教師完成。本階段同時完成產(chǎn)品的安裝和調(diào)試。

第四，論文寫作與答辯。將上述從方案論證到最后產(chǎn)品加工完成的全過程寫成論文，結(jié)合該作品拍攝視頻文件，并進行文字、圖像剪輯，配合論文和實物讓專家和學生更好地了解該產(chǎn)品。

綜上，完成一個具有一定復雜性和難度的機械產(chǎn)品科技制作，對學生而言，不僅僅是將所學的專業(yè)核心課程知識進行了綜合應用，而且極大提高了綜合能力。此科技創(chuàng)新制作作品已在第四屆全國機械創(chuàng)新設計大賽上取得二等獎。通過這個過程的鍛煉，學生自信心增強、科技創(chuàng)新制作興趣濃厚，同時也熟悉了機械產(chǎn)品制作的流程，了解了自己的不足，明確了個人今后的學習方向和發(fā)展方向。

五、結(jié)語

通過工程訓練教學改革的實踐，可總結(jié)出了以下幾點經(jīng)驗：一是應改變原有“零件生產(chǎn)”的教學方法，革新為“工程產(chǎn)品”教學方法，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和能力。二是工程訓練基地在提供正常教學服務的同時，還應為學生進行創(chuàng)新實踐、科技制作、畢業(yè)設計以及個人業(yè)余學習提供全方位的服務，即實施全方位的開放式工程訓練教學模式，最大效能地利用工程訓練中心的資源。三是積極組織學生以項目的形式參與制作創(chuàng)新產(chǎn)品，并積極參加各級機械創(chuàng)新設計制造大賽，以提高學生工程實踐能力和科技創(chuàng)新能力，為國家培養(yǎng)更多更優(yōu)秀的創(chuàng)新應用型人才。

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項目基金：武漢市教育局教學研究項目 項目名稱：工程訓練實踐創(chuàng)新能力構(gòu)建研究