面向作品制作的綜合創(chuàng)新工程訓(xùn)模式改革與實踐.doc

面向作品制作的綜合創(chuàng)新工程訓(xùn)模式改革與實踐【摘要】針對傳統(tǒng)的工程實訓(xùn)教學(xué)模式存在的問題，提出面向作品制作的綜合創(chuàng)新工程實訓(xùn)教學(xué)模式，以此激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新積極性和創(chuàng)新精神，增強(qiáng)學(xué)生的工程實踐能力?！娟P(guān)鍵詞】作品制作綜合創(chuàng)新工程訓(xùn)練模式改革當(dāng)前，高等教育已從重視規(guī)模發(fā)展轉(zhuǎn)向重視教育質(zhì)量的提高。工程訓(xùn)練是一門實踐性技術(shù)基礎(chǔ)課，是機(jī)械、近機(jī)械和非機(jī)械類有關(guān)專業(yè)教學(xué)計劃中重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是理工科大學(xué)全面貫徹落實素質(zhì)教育的重要陣地。工程訓(xùn)練在要求學(xué)生學(xué)習(xí)工藝知識的同時，提高綜合素質(zhì)，增強(qiáng)工程實踐能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。然而，由于歷史的原因，大多數(shù)高校的工程訓(xùn)練都是從金工實習(xí)發(fā)展起來的，各實習(xí)工種之間彼此獨(dú)立，沒有工藝上的關(guān)聯(lián)，各工種加工出來的只是一個個獨(dú)立的零件，沒有形成能實現(xiàn)一定功能的具體的作品或部件，導(dǎo)致實習(xí)結(jié)束學(xué)生仍不理解零件的技術(shù)要求、公差要求和裝配工藝?？梢哉f，以前的實習(xí)模式注重的是實踐操作技能的培養(yǎng)，不能滿足新時期高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量的要求。針對這些情況，本文以桂林電子科技大學(xué)機(jī)電綜合工程訓(xùn)練中心為例，介紹了改革和創(chuàng)新工程訓(xùn)練方法的前期條件準(zhǔn)備，詳細(xì)闡述了將以單個零件加工的訓(xùn)練模式改為面向作品制作的綜合創(chuàng)新實訓(xùn)模式的步驟，并分析了其效果。一、現(xiàn)狀及問題桂林電子科技大學(xué)機(jī)電綜合工程訓(xùn)練中心每年接受校內(nèi)外實訓(xùn)學(xué)生3000多人。現(xiàn)有的工程訓(xùn)練課程有工程認(rèn)知實習(xí)、工程訓(xùn)練、工程訓(xùn)練。這3門課程分別針對非機(jī)械專業(yè)、近機(jī)械專業(yè)、機(jī)械專業(yè)，實習(xí)時間分別是1周、2周、4周。其訓(xùn)練過程均是把一批學(xué)生分組后按工種輪換實習(xí)，每個工種練習(xí)加工彼此不關(guān)聯(lián)的零件，不同之處在于不同的課程學(xué)生在各工種實習(xí)時間不同，加工操作熟練程度不同。這種實習(xí)存在的問題表現(xiàn)在：一是訓(xùn)練模式陳舊，實踐方法沒有創(chuàng)新性；二是沒能根據(jù)學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)、實習(xí)時間進(jìn)行有效合理安排，實習(xí)過程單調(diào)，實習(xí)效果差強(qiáng)人意，學(xué)生的積極性不高，創(chuàng)新意識沒有得到應(yīng)有的發(fā)揮，創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力和工程實踐能力得不到培養(yǎng)。二、綜合創(chuàng)新內(nèi)涵及前期條件準(zhǔn)備綜合創(chuàng)新工程訓(xùn)練不同于工程認(rèn)知實習(xí)，也不同于工程技能訓(xùn)練。工程認(rèn)知實習(xí)強(qiáng)調(diào)大工程背景教育，工程技能訓(xùn)練注重實踐操作技能培養(yǎng)，而綜合創(chuàng)新工程訓(xùn)練的特定目標(biāo)則致力于創(chuàng)新精神、工程應(yīng)用綜合能力及團(tuán)隊協(xié)作能力等方面的培養(yǎng)。面向作品制作的綜合創(chuàng)新工程實訓(xùn)是安排在工程訓(xùn)練中進(jìn)行的一項綜合創(chuàng)新訓(xùn)練。其目的是讓學(xué)生在實際中運(yùn)用前一階段在工程訓(xùn)練中所獲得的經(jīng)驗和已有的工程知識，通過團(tuán)隊協(xié)作完成制作具有一定功能的產(chǎn)品，使學(xué)生獲得較完整真實的工程經(jīng)歷。基于以上幾點(diǎn)考慮，工程實訓(xùn)不能再沿襲以往的教學(xué)思維，必須進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。為此，在加強(qiáng)硬件建設(shè)和文化氛圍建設(shè)的同時，必須充分挖掘教學(xué)資源，利用現(xiàn)代化教學(xué)方法和手段，組織好教學(xué)內(nèi)容，改革舊的訓(xùn)練模式，使學(xué)生在有限的實訓(xùn)時間內(nèi)獲得更加高效的訓(xùn)練效果。主要從以下幾點(diǎn)進(jìn)行考慮。第一，培養(yǎng)理念。根據(jù)培養(yǎng)定位目標(biāo)，著眼于從大工程理念培養(yǎng)21世紀(jì)的高素質(zhì)工程人才，使之一定程度上具有以下九種能力：工程知識能力、工程設(shè)計與創(chuàng)新能力、工程實施能力、價值判斷能力、團(tuán)隊協(xié)作能力、交流溝通能力、考慮環(huán)境影響的能力、社會協(xié)調(diào)能力和終身學(xué)習(xí)能力。第二，教師要求。教師的引導(dǎo)與積極參與學(xué)生的創(chuàng)新實踐非常重要。在實習(xí)過程中，應(yīng)時刻注意培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新習(xí)慣，多調(diào)動學(xué)生的創(chuàng)新積極性，對于優(yōu)秀的創(chuàng)新作品，可指導(dǎo)學(xué)生申請專利。同時，注重教研結(jié)合、教學(xué)相長。第三，設(shè)備購置。利用示范中心建設(shè)單位的契機(jī)和學(xué)校理論教學(xué)與實踐教學(xué)并重的舉措，積極創(chuàng)造條件申請經(jīng)費(fèi)，購置新教學(xué)設(shè)備，并注重設(shè)備的數(shù)量和種類。第四，教學(xué)內(nèi)容組織。精心組織教學(xué)內(nèi)容。特別是數(shù)控工種(如數(shù)車、數(shù)銑和加工中心)和特種加工工種(如電火花加工、激光加工、超聲波加工及快速成型制造)的內(nèi)容組織。第五，教學(xué)方法、手段。充分運(yùn)用數(shù)控設(shè)備和多媒體教學(xué)設(shè)備的優(yōu)勢，結(jié)合前期教改成果運(yùn)用wap技術(shù)打造的“基于網(wǎng)絡(luò)的先進(jìn)制造工程實訓(xùn)平臺”，達(dá)到“人手一機(jī)”的實訓(xùn)效果。第六，實訓(xùn)模式。將現(xiàn)有的訓(xùn)練模式改為面向作品制作的綜合創(chuàng)新工程實訓(xùn)模式。三、綜合創(chuàng)新工程實訓(xùn)組織實施本文以4周實習(xí)時間的機(jī)械專業(yè)學(xué)生實訓(xùn)課程一工程訓(xùn)練的組織實施為例，對綜合創(chuàng)新的實訓(xùn)的組織實施進(jìn)行探討。改革后的實訓(xùn)全過程為：前2周進(jìn)行工程技能實訓(xùn)、調(diào)研選題、評審立項、撰寫結(jié)構(gòu)方案設(shè)計報告和工程管理報告、具體設(shè)計、審核圖紙和撰寫工藝方案報告(除工程技能培訓(xùn)安排在課間時間進(jìn)行外，其余各步驟均安排在課外時間)；后2周進(jìn)行加工裝配、撰寫成本分析報告、成果答辯(除加工裝配和成果答辯安排在課間時間進(jìn)行外，其余各步驟均安排在課外時間)。教改前后時間安排與模式比較參見表1。各階段的具體工作如下：第一，工程技能實訓(xùn)。按實習(xí)工種數(shù)目，分組實施操作技能實訓(xùn)，時間為前2周。其實訓(xùn)模式與工程訓(xùn)練相同，但在實訓(xùn)過程中通過精心組織教學(xué)內(nèi)容和使用新的教學(xué)方法后，更加注重學(xué)生的操作能力培養(yǎng)。如中心搭建的“基于網(wǎng)絡(luò)的先進(jìn)制造工程實訓(xùn)平臺”開通后能使學(xué)生獲得“人手一機(jī)”的實訓(xùn)效果，大大提高了實訓(xùn)效率。尤其使數(shù)控工種從以前的注重編程技巧和輸入中解放出來，轉(zhuǎn)變?yōu)楦嗟膶嶋H加工操作。第二，調(diào)研選題。實訓(xùn)一開始就以學(xué)生自由組合的方式成立綜合創(chuàng)新小組，每組47人，分組名單上報中心備案。選題是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的第一階段，是創(chuàng)新實踐的起點(diǎn)、難點(diǎn)。中心要求每個學(xué)生通過調(diào)研提出一個選題，選題要有創(chuàng)意、有一定的使用價值和工程背景，其難易程度與自身的知識能力相適應(yīng)，同時考慮中心的加工條件(至少使用3種以上比較典型的加工方法，也不能超出中心的現(xiàn)有加工能力)。第三，評審立項。學(xué)生分組名單報備后，中心成立3名教師(來自不同工種)組成的指導(dǎo)組若干組。在選題截止前由教師組分別對指導(dǎo)的綜合創(chuàng)新學(xué)生小組進(jìn)行選題論證，篩選立項選題。論證答辯時，答辯同學(xué)需簡要論述選題作品的結(jié)構(gòu)、原理和功能，同時回答教師組的提問，對選題進(jìn)行進(jìn)一步的闡述。最終由教師指導(dǎo)組評定每組最有創(chuàng)意、功能定位合理、中心條件可實施的選題作為立項選題，并給出指導(dǎo)性修改意見。第四，撰寫工程管理報告和結(jié)構(gòu)方案設(shè)計報告。由選題立項的同學(xué)擔(dān)任其綜合創(chuàng)新小組的組長。組長負(fù)責(zé)組織小組成員深入討論選題的設(shè)計思路和結(jié)構(gòu)、原理，撰寫結(jié)構(gòu)方案設(shè)計報告。討論小組人員分工、生產(chǎn)過程組織、計劃進(jìn)度等，撰寫出工程管理報告。第五，具體設(shè)計。創(chuàng)新小組方案確定后，進(jìn)行相關(guān)計算與選型、畫出零件圖、總裝圖。具體設(shè)計過程中老師和學(xué)生應(yīng)加強(qiáng)溝通，指導(dǎo)老師應(yīng)充分引導(dǎo)學(xué)生的自主性、創(chuàng)新性，同時做好設(shè)計圖紙的審核工作。第六，撰寫工藝方案報告。以立項選題中較復(fù)雜、重要的零件為例，組長組織其成員詳細(xì)討論其加工工藝后，撰寫出工藝方案報告。第七，加工、裝配。指導(dǎo)老師審核工藝方案后，創(chuàng)新小組便可進(jìn)行加工、裝配環(huán)節(jié)。此環(huán)節(jié)要求指導(dǎo)教師和各工種老師進(jìn)行必要的指導(dǎo)，不允許代為操作，以加強(qiáng)學(xué)生對前期的技能實訓(xùn)綜合運(yùn)用的同時，提高動手能力。第八，撰寫成本分析報告、整理答辯材料。收集、統(tǒng)計前期的數(shù)據(jù)記錄(包括材料成本、機(jī)時成本、勞務(wù)成本等)，撰寫成本分析報告。按照“綜合工程訓(xùn)練報告”統(tǒng)一模板順序裝訂封面、目錄、工程管理報告、結(jié)構(gòu)方案設(shè)計報告、工藝方案報告、成本分析報告和附錄零件圖及總裝圖，培養(yǎng)學(xué)生整理技術(shù)文件的能力。第九，制作成果答辯。實習(xí)最后一天以教師指導(dǎo)組為單位交叉進(jìn)行創(chuàng)新作品答辯。根據(jù)作品創(chuàng)新性、社會價值、綜合工程訓(xùn)練報告的撰寫、臨場答辯的表現(xiàn)等多個方面給出綜訓(xùn)成績。根據(jù)綜訓(xùn)成績在工程訓(xùn)練中心內(nèi)部推優(yōu)，并給出院一級的紙質(zhì)證書。推優(yōu)的作品推薦參加機(jī)械類的各級大賽。四、綜合創(chuàng)新工程實訓(xùn)實施效果兩年來，桂林電子科技大學(xué)已有3批次、近500名機(jī)械專業(yè)學(xué)生進(jìn)行了“綜合創(chuàng)新工程實訓(xùn)”，制作作品86件。作品推優(yōu)參賽獲國家級二等獎、三等獎各1項，自治區(qū)一等獎3項、二等獎5項、三等獎11項。面向作品制作的綜合創(chuàng)新工程訓(xùn)練模式引起了實習(xí)學(xué)生的極大興趣和熱情。第一，調(diào)動了學(xué)生的創(chuàng)新積極性和培養(yǎng)了創(chuàng)新能力。在綜合創(chuàng)新訓(xùn)練中，堅持以學(xué)生為主體，教師為輔、積極引導(dǎo)的方式進(jìn)行。因為是學(xué)生自主選題，過程是主動的，所以學(xué)生實習(xí)目標(biāo)明確，思維活躍，創(chuàng)新的積極性更高，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)也更高效。第二，培養(yǎng)了學(xué)生理論和實際結(jié)合、綜合運(yùn)用的能力。在整個設(shè)計、加工、裝配過程中，學(xué)生要把多種工程理論知識和生產(chǎn)實際相結(jié)合，提高綜合運(yùn)用能力，才能更好地解決問題。比如在設(shè)計圖紙中零件之間的公差關(guān)系、精度要求、裝配關(guān)系及加工要求，必須和生產(chǎn)實際中的設(shè)備、經(jīng)濟(jì)精度等結(jié)合起來，才能更有效地實現(xiàn)制作目標(biāo)。另外，通過作品的設(shè)計、加工、裝配和工程訓(xùn)練報告的撰寫，為學(xué)生創(chuàng)造性、綜合性地運(yùn)用所學(xué)工程知識解決實際工程技術(shù)問題提供了機(jī)會，培養(yǎng)了學(xué)生綜合運(yùn)用各科知識的能力。第三，培養(yǎng)了學(xué)生大工程意識及其九種能力。在經(jīng)歷綜合創(chuàng)新工程實訓(xùn)的具體步驟后，培養(yǎng)了學(xué)生的安全意識、質(zhì)量意識、創(chuàng)新意識、經(jīng)濟(jì)意識、團(tuán)隊意識等大工程意識。同時使之一定程度上具有以下九種能力：工程知識能力、工程設(shè)計與創(chuàng)新能力、工程實施能力、價值判斷能力、團(tuán)隊協(xié)作能力、交流溝通能力、考慮環(huán)境影響的能力、社會協(xié)調(diào)能力和終身學(xué)習(xí)能力。經(jīng)過3批次的實訓(xùn)表明，“面向作品制作的綜合創(chuàng)新工程實訓(xùn)”的訓(xùn)練模式是可行的和有效的。該