機(jī)電綜合工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)的探索

魏德強(qiáng) 劉建偉 呂汝金

【摘 要】結(jié)合桂林電子科技大學(xué)機(jī)電綜合工程訓(xùn)練中心的建設(shè)，對(duì)工程實(shí)踐教育進(jìn)行深入探索，構(gòu)建了三層次遞進(jìn)式工程訓(xùn)練教學(xué)體系，提出基于工程目標(biāo)的工程訓(xùn)練新模式，完善教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)手段，能取得良好的教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】工程訓(xùn)練 實(shí)踐教學(xué) 教學(xué)體系

【中圖分類號(hào)】G【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2013）08C-0037-02

隨著社會(huì)的發(fā)展和高等教育的改革發(fā)展，對(duì)實(shí)踐教學(xué)提出了更高的要求。與此相適應(yīng)，高等工程教育也進(jìn)入一個(gè)全新的發(fā)展階段。在此背景下，國內(nèi)眾多高等學(xué)校先后成立了工程訓(xùn)練中心。工程訓(xùn)練中心作為高等工科院校實(shí)施綜合工程實(shí)踐教育的校內(nèi)基地，在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)，提高學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神中發(fā)揮了極其重要的作用。本文將對(duì)桂林電子科技大學(xué)機(jī)電綜合工程訓(xùn)練中心（簡(jiǎn)稱“工程訓(xùn)練中心”）的實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行探討。

一、三層次遞進(jìn)式工程訓(xùn)練教學(xué)體系的構(gòu)建

（一）工程認(rèn)知

為培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)，拓寬工程視野，工程訓(xùn)練中心針對(duì)本校所有工科專業(yè)及部分文科專業(yè)新生開設(shè)了工程認(rèn)知訓(xùn)練，包括機(jī)械工程認(rèn)知訓(xùn)練和電子工程認(rèn)知訓(xùn)練。通過對(duì)機(jī)械與電子發(fā)展歷程、加工原理的了解，以及典型設(shè)備的操作，使學(xué)生對(duì)工程訓(xùn)練加工方法及用途有了全面的感性認(rèn)識(shí)。

（二）工程訓(xùn)練

為增強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和動(dòng)手能力，面向二、三年級(jí)學(xué)生開設(shè)工程訓(xùn)練，其包括機(jī)械工程訓(xùn)練I、機(jī)械工程訓(xùn)練II、電子工程訓(xùn)練I和電子工程訓(xùn)練II。工程訓(xùn)練以機(jī)械制造工藝技術(shù)和電子制造工藝技術(shù)為平臺(tái)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行機(jī)械制造和電子技術(shù)等方面的基本訓(xùn)練，提高了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，強(qiáng)化了工程意識(shí)。在此過程中，學(xué)生通過各種儀器設(shè)備和工量具的使用，以及訓(xùn)練項(xiàng)目的引入，掌握了機(jī)械和電子制造的基本原理、工藝特點(diǎn)、應(yīng)用范圍和機(jī)電產(chǎn)品制造過程。

（三）綜合創(chuàng)新

綜合創(chuàng)新訓(xùn)練是學(xué)生在掌握了相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用各種加工方法，設(shè)計(jì)并制作出具有一定功能的創(chuàng)新作品。本層次以各式綜合創(chuàng)新作品和各種學(xué)科競(jìng)賽（如工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、電子設(shè)計(jì)大賽等）命題為題材，為學(xué)生開設(shè)了豐富多彩的功能機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與制作、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)等內(nèi)容，通過本層次的訓(xùn)練，大大增強(qiáng)了學(xué)生的綜合應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

二、多元化的教學(xué)手段

先進(jìn)的教學(xué)手段是工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的保障。傳統(tǒng)的以教師為中心的“灌輸式”“師傅教徒弟”的教學(xué)模式已不能適應(yīng)當(dāng)今工程訓(xùn)練的要求。為提高工程訓(xùn)練的教學(xué)效果，在原有的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的基礎(chǔ)上，新增了遠(yuǎn)程無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與制造系統(tǒng)、視頻教學(xué)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，滿足了不同學(xué)生的工程訓(xùn)練實(shí)踐學(xué)習(xí)需要。

（一）無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與制造系統(tǒng)

無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與制造系統(tǒng)是包括機(jī)械、電子、控制、信息、CAD/CAM等多種高新技術(shù)集成的現(xiàn)代化教學(xué)系統(tǒng)。具體做法是利用CAXA網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)制造平臺(tái)構(gòu)建的局域網(wǎng)，將加工中心、數(shù)控銑、數(shù)控車、電火花線切割、激光加工等現(xiàn)代加工技術(shù)操作指令實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)無線傳輸。在此過程中，學(xué)生只要在計(jì)算機(jī)室進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，經(jīng)審核無誤后即可將程序傳輸?shù)较鄳?yīng)的加工設(shè)備上，完成零件的加工。無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與制造系統(tǒng)的引入，大大提高了現(xiàn)代設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造效率。

（二）視頻教學(xué)系統(tǒng)

視頻教學(xué)系統(tǒng)主要針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)演示較多、操作難度較大的設(shè)備，通過在加工設(shè)備上安裝高清攝像裝置，將機(jī)床的操作過程、指導(dǎo)教師的講解實(shí)時(shí)傳輸?shù)蕉嗝襟w教室，學(xué)生即可進(jìn)行遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)。視頻教學(xué)系統(tǒng)能將復(fù)雜的操作過程進(jìn)行分解，從而大大降低了學(xué)習(xí)的難度，同時(shí)由于學(xué)生不必再擁擠到操作現(xiàn)場(chǎng)，提高了訓(xùn)練的安全性。

（三）網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

為滿足學(xué)生的自主學(xué)習(xí)需求，本中心將各種訓(xùn)練內(nèi)容、要求、評(píng)級(jí)體系等制作成網(wǎng)絡(luò)資源，放在工程訓(xùn)練中心教學(xué)網(wǎng)站供學(xué)生使用。目前，制作并開放使用的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課程3門，多媒體課件18個(gè)，試題庫2個(gè)。利用這些網(wǎng)絡(luò)資源，學(xué)生根據(jù)自身情況及興趣愛好，可選擇不同內(nèi)容進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，為工程訓(xùn)練的順利開展提供了便利條件。

三、基于工程目標(biāo)的訓(xùn)練項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)

工程訓(xùn)練的目標(biāo)不僅要培養(yǎng)實(shí)踐動(dòng)手能力，更應(yīng)培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的具有大工程觀的工程技術(shù)人才。然而，受傳統(tǒng)的以“學(xué)習(xí)工藝知識(shí)，提高動(dòng)手能力，轉(zhuǎn)變思想作風(fēng)”為主要理念的工程訓(xùn)練的影響，我國高等院校的工程訓(xùn)練的安排基本按照工種內(nèi)容進(jìn)行，學(xué)生通過對(duì)各種設(shè)備、工具和量具的使用，對(duì)機(jī)電產(chǎn)品的制造方法有了初步了解和感性認(rèn)識(shí)。但這種訓(xùn)練方式很難讓學(xué)生站在大工程背景的角度理解和消化所學(xué)知識(shí)，缺乏對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的整體認(rèn)識(shí)，極大程度上消弱了工程實(shí)踐的訓(xùn)練效果。

為真正實(shí)現(xiàn)工程實(shí)踐教育的目標(biāo)，培養(yǎng)具有大工程意識(shí)的工程技術(shù)人才，桂林電子科技大學(xué)工程訓(xùn)練中心對(duì)原有的訓(xùn)練內(nèi)容進(jìn)行了全面革新。在工程訓(xùn)練過程中，改變按工種順序進(jìn)程的訓(xùn)練方法，實(shí)行按工程目標(biāo)的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制作的訓(xùn)練方式，即訓(xùn)練不是單人單一的加工某個(gè)零件，而是學(xué)生自由組隊(duì)，共同制作一個(gè)以實(shí)際工程應(yīng)用為目標(biāo)的機(jī)構(gòu)或部件，通過對(duì)實(shí)際工程應(yīng)用機(jī)構(gòu)和部件的調(diào)查、研究、機(jī)械設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、成本分析，選擇合理的加工工藝和加工設(shè)備，通過各零件的各工種選擇和加工，最后裝配或組裝成一個(gè)作品，實(shí)現(xiàn)確定的工程目標(biāo)。在訓(xùn)練過程中，學(xué)生真正成為了學(xué)習(xí)的主體，充分訓(xùn)練了協(xié)作能力、自主創(chuàng)新能力和綜合實(shí)踐能力，指導(dǎo)教師主要負(fù)責(zé)項(xiàng)目的審核、技術(shù)指導(dǎo)和驗(yàn)收工作。

近三年來，通過對(duì)機(jī)械制造、材料成型以及電子工程等相關(guān)專業(yè)學(xué)生的試點(diǎn)，學(xué)生自由組隊(duì)200余隊(duì)，參與學(xué)生達(dá)1000余人，制造基于工程目標(biāo)的創(chuàng)意作品100余件，部分作品被推薦參加國家級(jí)或省部級(jí)學(xué)科競(jìng)賽，并取得了較好成績(jī)?；诠こ棠繕?biāo)的訓(xùn)練項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)為我校今后工程實(shí)踐教育的發(fā)展奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

四、傳統(tǒng)與現(xiàn)代技術(shù)的有機(jī)結(jié)合

圍繞學(xué)生工程素質(zhì)的培養(yǎng)和工程訓(xùn)練內(nèi)涵的發(fā)展，工程訓(xùn)練中心必須完善訓(xùn)練設(shè)備，實(shí)現(xiàn)由原來單一傳統(tǒng)工種技能訓(xùn)練向現(xiàn)代制造技術(shù)的方向轉(zhuǎn)變。近三年來，為完善本工程訓(xùn)練中心設(shè)備配備，共投入經(jīng)費(fèi)2400余萬元（包括中央與地方共建經(jīng)費(fèi)、示范中心專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)、企業(yè)聯(lián)合共建經(jīng)費(fèi)、社會(huì)捐贈(zèng)經(jīng)費(fèi)和學(xué)校配套經(jīng)費(fèi)），在保留傳統(tǒng)訓(xùn)練內(nèi)容的基礎(chǔ)上，引進(jìn)代表技術(shù)發(fā)展前沿的現(xiàn)代設(shè)備，搭建了與現(xiàn)代工業(yè)同步、以先進(jìn)技術(shù)為代表的現(xiàn)代化工程訓(xùn)練平臺(tái)。

目前，機(jī)械工程訓(xùn)練的設(shè)備包括傳統(tǒng)的車、銑、刨、磨、鑄、鍛、焊、鉗工等內(nèi)容，還引進(jìn)了大批現(xiàn)代設(shè)備，如數(shù)控車、數(shù)控銑、加工中心、激光加工、電火花加工、超聲波加工、快速成型以及先進(jìn)的檢測(cè)裝置。電子工程訓(xùn)練在原有收音機(jī)和黑白電視機(jī)裝配調(diào)試的基礎(chǔ)上，增加了SMT工藝技術(shù)、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)和數(shù)字電視技術(shù)。

五、教學(xué)效果

工程訓(xùn)練中心承擔(dān)全校60個(gè)專業(yè)機(jī)械工程和電子工程等認(rèn)知、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、綜合創(chuàng)新、生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)，成為學(xué)?！白吭焦こ處煛庇?jì)劃實(shí)施基地，是國家級(jí)“電子信息類工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式改革創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)”重要組成，也是開展“國家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)計(jì)劃”和培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的重要場(chǎng)所。

工程訓(xùn)練中心充分利用現(xiàn)有的教學(xué)資源對(duì)學(xué)生實(shí)行開放，在開放時(shí)間內(nèi)，學(xué)生自主完成實(shí)踐與創(chuàng)新的題目選定、方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、成本預(yù)算等流程，通過指導(dǎo)教師的審核與答辯，最后完成作品的制作。在開放過程中充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

工程訓(xùn)練中心十分注重學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，為學(xué)生搭建了廣闊的創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)，使學(xué)生學(xué)有所用、學(xué)有所長(zhǎng)。近年來，中心共承辦或組織省部級(jí)及以上學(xué)科競(jìng)賽十余次，中心教師指導(dǎo)學(xué)生參加各種競(jìng)賽獲國家級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)44項(xiàng)，省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)62項(xiàng)。

示范中心的建設(shè)，激發(fā)了教師開展教學(xué)改革的熱情。近年來，承擔(dān)區(qū)級(jí)教改工程重點(diǎn)項(xiàng)目2項(xiàng)，區(qū)級(jí)重點(diǎn)教材建設(shè)1項(xiàng)，區(qū)級(jí)教改項(xiàng)目7項(xiàng)，校級(jí)教改項(xiàng)目35項(xiàng)，發(fā)表教改研究論文54篇，出版專著4本，實(shí)驗(yàn)教材8本，自編實(shí)驗(yàn)講義11本，指導(dǎo)學(xué)生參與國家級(jí)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)計(jì)劃8項(xiàng)，獲得省部級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)8項(xiàng)，獲區(qū)優(yōu)秀教材二、三等獎(jiǎng)各1項(xiàng)。

總之，工程訓(xùn)練中心的建設(shè)與實(shí)踐教學(xué)模式的改革是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，應(yīng)不斷完善工程訓(xùn)練教學(xué)體系，為培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力而不懈努力。

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【基金項(xiàng)目】2010年新世紀(jì)廣西高等教育教改工程項(xiàng)目（2010JGZ012）和桂林電子科技大學(xué)示范中心教改項(xiàng)目

【作者簡(jiǎn)介】魏德強(qiáng)（1963- ），男，教授，碩士生導(dǎo)師，桂林電子科技大學(xué)機(jī)電綜合工程訓(xùn)練中心副主任，主要從事金屬材料和機(jī)械基礎(chǔ)等有關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)與研究工作；劉建偉（1978- ），男，桂林電子科技大學(xué)高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，在讀博士生，主要從事金屬塑性成形和機(jī)械制造的教學(xué)與研究工作；呂汝金（1978- ），男，桂林電子科技大學(xué)講師，碩士研究生，主要從事特種加工的教學(xué)與研究工作。

（責(zé)編 丁 夢(mèng)）