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1、面向作品制作的综合创新工程训模式改革与实践【摘要】针对传统的工程实训教学模式存在的问题，提出面向作品制作的综合创新工程实训教学模式，以此激发学生的创新积极性和创新精神，增强学生的工程实践能力。【关键词】作品制作综合创新工程训练模式改革当前，高等教育已从重视规模发展转向重视教育质量的提高。工程训练是一门实践性技术基础课，是机械、近机械和非机械类有关专业教学计划中重要的实践教学环节，是理工科大学全面贯彻落实素质教育的重要阵地。工程训练在要求学生学习工艺知识的同时，提高综合素质，增强工程实践能力，培养创新精神和创新能力。然而，由于历史的原因，大多数高校的工程训练都是从金工实习发展起来的，各实习工种之
2、间彼此独立，没有工艺上的关联，各工种加工出来的只是一个个独立的零件，没有形成能实现一定功能的具体的作品或部件，导致实习结束学生仍不理解零件的技术要求、公差要求和装配工艺。可以说，以前的实习模式注重的是实践操作技能的培养，不能满足新时期高等学校本科教学质量的要求。针对这些情况，本文以桂林电子科技大学机电综合工程训练中心为例，介绍了改革和创新工程训练方法的前期条件准备，详细阐述了将以单个零件加工的训练模式改为面向作品制作的综合创新实训模式的步骤，并分析了其效果。一、现状及问题桂林电子科技大学机电综合工程训练中心每年接受校内外实训学生3000多人。现有的工程训练课程有工程认知实习、工程训练、工程训练
3、。这3门课程分别针对非机械专业、近机械专业、机械专业，实习时间分别是1周、2周、4周。其训练过程均是把一批学生分组后按工种轮换实习，每个工种练习加工彼此不关联的零件，不同之处在于不同的课程学生在各工种实习时间不同，加工操作熟练程度不同。这种实习存在的问题表现在：一是训练模式陈旧，实践方法没有创新性；二是没能根据学生的专业特点、实习时间进行有效合理安排，实习过程单调，实习效果差强人意，学生的积极性不高，创新意识没有得到应有的发挥，创新精神、创新能力和工程实践能力得不到培养。二、综合创新内涵及前期条件准备综合创新工程训练不同于工程认知实习，也不同于工程技能训练。工程认知实习强调大工程背景教育，工程
4、技能训练注重实践操作技能培养，而综合创新工程训练的特定目标则致力于创新精神、工程应用综合能力及团队协作能力等方面的培养。面向作品制作的综合创新工程实训是安排在工程训练中进行的一项综合创新训练。其目的是让学生在实际中运用前一阶段在工程训练中所获得的经验和已有的工程知识，通过团队协作完成制作具有一定功能的产品，使学生获得较完整真实的工程经历。基于以上几点考虑，工程实训不能再沿袭以往的教学思维，必须进行相应的调整。为此，在加强硬件建设和文化氛围建设的同时，必须充分挖掘教学资源，利用现代化教学方法和手段，组织好教学内容，改革旧的训练模式，使学生在有限的实训时间内获得更加高效的训练效果。主要从以下几点进
5、行考虑。第一，培养理念。根据培养定位目标，着眼于从大工程理念培养21世纪的高素质工程人才，使之一定程度上具有以下九种能力：工程知识能力、工程设计与创新能力、工程实施能力、价值判断能力、团队协作能力、交流沟通能力、考虑环境影响的能力、社会协调能力和终身学习能力。第二，教师要求。教师的引导与积极参与学生的创新实践非常重要。在实习过程中，应时刻注意培养学生的创新精神和创新习惯，多调动学生的创新积极性，对于优秀的创新作品，可指导学生申请专利。同时，注重教研结合、教学相长。第三，设备购置。利用示范中心建设单位的契机和学校理论教学与实践教学并重的举措，积极创造条件申请经费，购置新教学设备，并注重设备的数量
6、和种类。第四，教学内容组织。精心组织教学内容。特别是数控工种(如数车、数铣和加工中心)和特种加工工种(如电火花加工、激光加工、超声波加工及快速成型制造)的内容组织。第五，教学方法、手段。充分运用数控设备和多媒体教学设备的优势，结合前期教改成果运用wap技术打造的“基于网络的先进制造工程实训平台”，达到“人手一机”的实训效果。第六，实训模式。将现有的训练模式改为面向作品制作的综合创新工程实训模式。三、综合创新工程实训组织实施本文以4周实习时间的机械专业学生实训课程一工程训练的组织实施为例，对综合创新的实训的组织实施进行探讨。改革后的实训全过程为：前2周进行工程技能实训、调研选题、评审立项、撰写结
7、构方案设计报告和工程管理报告、具体设计、审核图纸和撰写工艺方案报告(除工程技能培训安排在课间时间进行外，其余各步骤均安排在课外时间)；后2周进行加工装配、撰写成本分析报告、成果答辩(除加工装配和成果答辩安排在课间时间进行外，其余各步骤均安排在课外时间)。教改前后时间安排与模式比较参见表1。各阶段的具体工作如下：第一，工程技能实训。按实习工种数目，分组实施操作技能实训，时间为前2周。其实训模式与工程训练相同，但在实训过程中通过精心组织教学内容和使用新的教学方法后，更加注重学生的操作能力培养。如中心搭建的“基于网络的先进制造工程实训平台”开通后能使学生获得“人手一机”的实训效果，大大提高了实训效率
8、。尤其使数控工种从以前的注重编程技巧和输入中解放出来，转变为更多的实际加工操作。第二，调研选题。实训一开始就以学生自由组合的方式成立综合创新小组，每组47人，分组名单上报中心备案。选题是培养学生创新能力的第一阶段，是创新实践的起点、难点。中心要求每个学生通过调研提出一个选题，选题要有创意、有一定的使用价值和工程背景，其难易程度与自身的知识能力相适应，同时考虑中心的加工条件(至少使用3种以上比较典型的加工方法，也不能超出中心的现有加工能力)。第三，评审立项。学生分组名单报备后，中心成立3名教师(来自不同工种)组成的指导组若干组。在选题截止前由教师组分别对指导的综合创新学生小组进行选题论证，筛选立
9、项选题。论证答辩时，答辩同学需简要论述选题作品的结构、原理和功能，同时回答教师组的提问，对选题进行进一步的阐述。最终由教师指导组评定每组最有创意、功能定位合理、中心条件可实施的选题作为立项选题，并给出指导性修改意见。第四，撰写工程管理报告和结构方案设计报告。由选题立项的同学担任其综合创新小组的组长。组长负责组织小组成员深入讨论选题的设计思路和结构、原理，撰写结构方案设计报告。讨论小组人员分工、生产过程组织、计划进度等，撰写出工程管理报告。第五，具体设计。创新小组方案确定后，进行相关计算与选型、画出零件图、总装图。具体设计过程中老师和学生应加强沟通，指导老师应充分引导学生的自主性、创新性，同时做
10、好设计图纸的审核工作。第六，撰写工艺方案报告。以立项选题中较复杂、重要的零件为例，组长组织其成员详细讨论其加工工艺后，撰写出工艺方案报告。第七，加工、装配。指导老师审核工艺方案后，创新小组便可进行加工、装配环节。此环节要求指导教师和各工种老师进行必要的指导，不允许代为操作，以加强学生对前期的技能实训综合运用的同时，提高动手能力。第八，撰写成本分析报告、整理答辩材料。收集、统计前期的数据记录(包括材料成本、机时成本、劳务成本等)，撰写成本分析报告。按照“综合工程训练报告”统一模板顺序装订封面、目录、工程管理报告、结构方案设计报告、工艺方案报告、成本分析报告和附录零件图及总装图，培养学生整理技术文
11、件的能力。第九，制作成果答辩。实习最后一天以教师指导组为单位交叉进行创新作品答辩。根据作品创新性、社会价值、综合工程训练报告的撰写、临场答辩的表现等多个方面给出综训成绩。根据综训成绩在工程训练中心内部推优，并给出院一级的纸质证书。推优的作品推荐参加机械类的各级大赛。四、综合创新工程实训实施效果两年来，桂林电子科技大学已有3批次、近500名机械专业学生进行了“综合创新工程实训”，制作作品86件。作品推优参赛获国家级二等奖、三等奖各1项，自治区一等奖3项、二等奖5项、三等奖11项。面向作品制作的综合创新工程训练模式引起了实习学生的极大兴趣和热情。第一，调动了学生的创新积极性和培养了创新能力。在综合
12、创新训练中，坚持以学生为主体，教师为辅、积极引导的方式进行。因为是学生自主选题，过程是主动的，所以学生实习目标明确，思维活跃，创新的积极性更高，创新能力的培养也更高效。第二，培养了学生理论和实际结合、综合运用的能力。在整个设计、加工、装配过程中，学生要把多种工程理论知识和生产实际相结合，提高综合运用能力，才能更好地解决问题。比如在设计图纸中零件之间的公差关系、精度要求、装配关系及加工要求，必须和生产实际中的设备、经济精度等结合起来，才能更有效地实现制作目标。另外，通过作品的设计、加工、装配和工程训练报告的撰写，为学生创造性、综合性地运用所学工程知识解决实际工程技术问题提供了机会，培养了学生综合
13、运用各科知识的能力。第三，培养了学生大工程意识及其九种能力。在经历综合创新工程实训的具体步骤后，培养了学生的安全意识、质量意识、创新意识、经济意识、团队意识等大工程意识。同时使之一定程度上具有以下九种能力：工程知识能力、工程设计与创新能力、工程实施能力、价值判断能力、团队协作能力、交流沟通能力、考虑环境影响的能力、社会协调能力和终身学习能力。经过3批次的实训表明，“面向作品制作的综合创新工程实训”的训练模式是可行的和有效的。该模式能有效地激发学生自主创新积极性、自主学习意识和创新精神，学生通过亲历整个过程，培养了理论和实际结合、综合运用各学科知识的能力，同时具备了一定的大工程意识和工程实践能力。另外应注意，在面向作品制作的综合创新工程实训中还有许多方面需要进行完善，如对学生的选题尺度的把握与引导、各工种及指导组老师之间的协调与配合、学生和指导老师之间的有效沟通交流、最终成绩的考核与评定等，都有待进一步研究。(责编黎原)
面向作品制作的综合创新工程训模式改革与实践
