曲鵬舉，趙小英

(貴州理工學(xué)院工程訓(xùn)練中心，貴州 貴陽 550003)

0 引言

隨著新工科概念明確指出，高等工程教育改革發(fā)展已經(jīng)站在新的歷史起點，基礎(chǔ)工程訓(xùn)練是高等學(xué)校工程教育的重要組成部分，是當(dāng)代大學(xué)生了解工程、認(rèn)知工程的重要途徑，傳統(tǒng)的基礎(chǔ)工程訓(xùn)練被動填鴨式的教學(xué)方式不能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，不能發(fā)揮學(xué)生的主體優(yōu)勢。

課程使用的是華工激光公司生產(chǎn)的四臺LCC80型激光切雕設(shè)備，該設(shè)備可以切割木板、亞克力板、KT板等各種板材，應(yīng)用的切雕軟件是Power Cut，通過數(shù)控系統(tǒng)的程序控制，可以進(jìn)行各種復(fù)雜的平面圖形加工，是一套功能齊全、控制靈活的多用途激光切割雕刻機(jī)。

1 傳統(tǒng)激光切雕項目流程

傳統(tǒng)的激光切雕教學(xué)是被動填鴨式，一般是實訓(xùn)指導(dǎo)教師演示操作，學(xué)生根據(jù)指導(dǎo)教師的操作流程，被動式模仿指導(dǎo)教師的操作，缺乏創(chuàng)新意識，缺乏參與感，傳統(tǒng)的激光切雕教學(xué)的環(huán)節(jié)有以下幾個步驟：

(1)激光基礎(chǔ)知識講解。通常是在課程開始，指導(dǎo)教師講解激光加工的原理，激光的產(chǎn)生過程、激光的特點、激光在工業(yè)中的應(yīng)用，如激光切雕、激光打標(biāo)、激光切割焊接、激光內(nèi)雕、激光打孔等，激光切雕機(jī)的組成部分以及傳動原理以及激光加工過程中的注意事項等，使學(xué)生對理論知識層面有足夠的儲備。

(2)現(xiàn)場設(shè)備認(rèn)知。指導(dǎo)教師在現(xiàn)場對激光切雕機(jī)各個部分進(jìn)行講解，此過程中，著重圍繞各個部分的作用、激光在切雕機(jī)中的傳遞路徑、加工部件冷卻方式等相關(guān)的知識，特別是強(qiáng)調(diào)加工過程中安全操作的重要性，使學(xué)生對激光切雕課程有更直觀的認(rèn)識。

(3)教師現(xiàn)場演示教學(xué)。指導(dǎo)教師使用不同的材料在不同的切雕速度和切雕能量情況下，使同學(xué)們了解不同的材料性質(zhì)，如硬度、熔點、厚度，應(yīng)該選取不同的切割參數(shù)，如硬度高、厚度大的材料應(yīng)該選取切雕能量高、速度慢的加工方式，使學(xué)生在課外開放創(chuàng)新實驗中能夠根據(jù)材料自主進(jìn)行操作，提高了創(chuàng)新能力。

(4)學(xué)生切割操作?，F(xiàn)場給學(xué)生發(fā)放切割材料，材料可以有竹簡、木板、亞克力板等，學(xué)生根據(jù)自己的愛好選擇不同的材料加工不同的作品。

傳統(tǒng)激光切雕項目流程如圖1所示。

圖1 傳統(tǒng)激光切雕項目流程

這種被動填鴨教學(xué)方式教學(xué)，學(xué)生在上課過程中雖然學(xué)會了激光加工方面的基礎(chǔ)知識與激光切雕機(jī)的操作，但是激光切雕機(jī)在大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目和很多比賽中沒有得到充分的應(yīng)用。同時學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣很難保證，學(xué)習(xí)效果大打折扣，不能發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2 CAD制圖在項目驅(qū)動式激光切雕課程教學(xué)中的應(yīng)用

項目驅(qū)動式教學(xué)是采取一種實時探究式的教學(xué)方法[1]，教師指導(dǎo)學(xué)生在追求項目成果的過程中，讓學(xué)生通過項目的完成達(dá)到對知識和技能的掌握[2]。而將CAD制圖融入激光切雕項目中是由被動填鴨式教學(xué)向?qū)W生主動參與、主動設(shè)計的轉(zhuǎn)變，使學(xué)生體會到了設(shè)計與制作相結(jié)合的樂趣，從圖紙到實物的神奇過程[3-4]。在傳統(tǒng)的環(huán)節(jié)一和環(huán)節(jié)二之間加入了小組分組環(huán)節(jié)、課堂討論環(huán)節(jié)、繪圖任務(wù)分工環(huán)節(jié)作為環(huán)節(jié)二、三、四，其他的環(huán)節(jié)依次往后排序，在傳統(tǒng)的第四環(huán)節(jié)后加入了評比與考核環(huán)節(jié)作為環(huán)節(jié)八，CAD制圖在激光切雕項目中的流程如圖2所示。

圖2 CAD制圖在激光切雕項目中的流程

具體過程是：

(1)小組分組。只有相對合理的分組才能保證考核結(jié)果的可靠性與公平性，能夠提高學(xué)生參與的積極性?？紤]到學(xué)生CAD制圖能力有一定的差距[5]，指導(dǎo)教師提前找班長、學(xué)委以及其他同學(xué)了解班級成績具體情況，以便將班級里學(xué)生學(xué)習(xí)大致情況提前摸底，做到心中有數(shù)。由于男女同學(xué)在審美能力、模型拼裝、動手能力、細(xì)心程度、耐心程度方面有比較大的差異，分組時盡量保證每組男女學(xué)生均衡，由于實驗探索的貴州理工學(xué)院男女比例懸殊過大，故保證每個小組4～5名學(xué)生中有1名女同學(xué)，這樣根據(jù)成績與男女比例分組，分組之后由每組同學(xué)自己推選組長或教師指定組長，實現(xiàn)各個小組之間學(xué)習(xí)情況、動手能力、繪圖能力的相對均衡。

(2)課堂討論。合適的設(shè)計主題才能保證授課的完整度，以及學(xué)生的參與度：難度過高，學(xué)生到下課都不能完成圖形的設(shè)計，將大大打擊學(xué)生的積極性；難度過低，太容易完成，不能體現(xiàn)出小組合作的重要性，不能提高學(xué)生分工協(xié)作與團(tuán)隊協(xié)作的能力，所以選取難度適中的主體對本次探索有重要意義。教師需要根據(jù)實習(xí)時間、繪圖能力、專業(yè)知識、難易程度、學(xué)習(xí)目標(biāo)五個方面制定選擇范圍，本次實驗中指導(dǎo)教師規(guī)定了主題范圍[6-7]，如交通工具，學(xué)生根據(jù)本小組的實際情況，小組內(nèi)討論后確定主題，如汽車。指導(dǎo)教師在學(xué)生確定主題后，與學(xué)生討論選定主題的完成難度以及主體組成部分，確保學(xué)生選題能夠在規(guī)定的時間內(nèi)完成。

(3)繪圖任務(wù)分工。合理的分工能夠保證任務(wù)進(jìn)度的按時完成，能夠有效提高項目小組成員的主人翁意識。項目主題確定后，小組內(nèi)開會進(jìn)行討論分工，將各個部分的圖紙繪制過程，將項目進(jìn)行分解，根據(jù)其難度及工作量，分成若干個部分，組長統(tǒng)籌各個同學(xué)繪圖能力、動手能力的不同，將難度不同的任務(wù)分解到各個小組成員。在這個過程中，很容易出現(xiàn)意見分歧，教師以督導(dǎo)的身份進(jìn)行組內(nèi)協(xié)調(diào)，確保小組的正常運(yùn)作。每個同學(xué)接到相應(yīng)的任務(wù)以后，開始進(jìn)行圖紙的繪制，這個過程中遇到困難可以小組內(nèi)解決，也可以尋求指導(dǎo)教師的指導(dǎo)。

3 評比與考核

項目考核的公正合理性直接決定了項目探索的效果以及后續(xù)學(xué)生參加該類項目的積極性。傳統(tǒng)的考核方式以教師為主體，直接根據(jù)指導(dǎo)教師的感官進(jìn)行評價考核，教師個人的喜好以及認(rèn)知都對考核結(jié)果有客觀的影響，不能最大程度體現(xiàn)考核結(jié)果的公平公正。同時為了杜絕小組作業(yè)中出工不出力現(xiàn)象的發(fā)生，整個考核環(huán)節(jié)充分考慮差異性以及共通性，考核的依據(jù)是模型的拼裝完成度、圖紙的繪制完整度、作品的創(chuàng)新點(包括圖紙和理念)三個部分，采用教師考核打分占比40% + 各個小組組長打分平均分占比40%+個人差異性評分20%的方式進(jìn)行考核，避免大鍋飯方式的打分結(jié)果，同時激勵小組成員為了小組得到更好的成績一起努力。

評比的步驟是每個小組組長或者抽一名成員介紹作品的主題以及小組成員每個人的分工，之后由指導(dǎo)教師從設(shè)計難度、拼裝過程、整體效果進(jìn)行總體評價，指出作品的長處以及有待提高的地方，接下來由每個小組組長簡要點評打分，使學(xué)生充分體驗整個設(shè)計過程，為以后參加工作打下一定的基礎(chǔ)。這樣學(xué)生不僅在基礎(chǔ)知識、繪圖方面的能力得到提高，同時提高了自身的認(rèn)知水平，從而使自身的能力得到綜合的提高。

4 結(jié)語

傳統(tǒng)的基礎(chǔ)工程訓(xùn)練激光切雕項目，學(xué)生以模仿老師操作過程為主，學(xué)生接收知識的方式主要是被動填鴨式，缺乏自主創(chuàng)新意識，在新工科、中國制造2025的背景下，傳統(tǒng)激光切雕授課方式很難跟上時代的步伐。

隨著初中生畢業(yè)教育分流等政策的實施，應(yīng)用型大學(xué)本科的人才定位愈發(fā)清晰，在基礎(chǔ)工程訓(xùn)練項目中，以學(xué)生為主體，以項目為驅(qū)動載體，以團(tuán)隊協(xié)作代替?zhèn)€人的組織形式，以人才培養(yǎng)大綱為指導(dǎo)方向，實現(xiàn)了項目驅(qū)動、學(xué)生為主、創(chuàng)新綜合考核的課堂運(yùn)作模式，激發(fā)了學(xué)生認(rèn)知層面、創(chuàng)新層面、綜合素質(zhì)層面整體的提高。