工程訓(xùn)練在素質(zhì)教育中的作用

郭滿榮

（安徽工業(yè)大學(xué)工程實(shí)踐與創(chuàng)新教育中心，安徽馬鞍山243002）

工程訓(xùn)練是一門傳授機(jī)械制造基礎(chǔ)知識(shí)及其基本技能的技術(shù)性很強(qiáng)的實(shí)踐基礎(chǔ)課，是高等工科院校學(xué)生不可缺少的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。工程訓(xùn)練由于具有理論和實(shí)踐相結(jié)合的特點(diǎn)，因此具備了獨(dú)特的素質(zhì)教育功能，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、創(chuàng)新思維能力、實(shí)踐動(dòng)手能力等具有重要意義。本文從多方面探討高校工程訓(xùn)練在工科大學(xué)生素質(zhì)教育中的作用。

一、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力

時(shí)代的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，對(duì)高等教育的工程訓(xùn)練提出了新的要求，把傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)工藝知識(shí)、提高動(dòng)手能力、轉(zhuǎn)變思想作風(fēng)為主要理念的金工實(shí)習(xí)課程轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)習(xí)工藝知識(shí)、提高綜合素質(zhì)、增強(qiáng)工程實(shí)踐能力、培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力為目標(biāo)的工程訓(xùn)練課程，具有重要意義。[1－4]

為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，我們?cè)诠こ逃?xùn)練中增加了創(chuàng)意訓(xùn)練這項(xiàng)內(nèi)容。創(chuàng)意訓(xùn)練要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能，獨(dú)立設(shè)計(jì)并加工出一個(gè)創(chuàng)意作品，此作品由多個(gè)零件組成，并涉及多個(gè)工種。創(chuàng)意訓(xùn)練著重培養(yǎng)具有現(xiàn)代設(shè)計(jì)師的創(chuàng)造性解決問題的思維和素質(zhì)，培養(yǎng)設(shè)計(jì)和制造技能，是要求學(xué)生能自己分析解決一個(gè)具體的實(shí)踐工藝問題，并親自付諸實(shí)踐的一種綜合訓(xùn)練。這種基于工程訓(xùn)練的創(chuàng)新思維培養(yǎng)，有利于學(xué)生以后在參與全球性的激烈競(jìng)爭(zhēng)中，具有持續(xù)不斷的自主創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維，進(jìn)而掌握獨(dú)一無二、不可替代的核心技術(shù)。

圖1是我校學(xué)生創(chuàng)意訓(xùn)練的兩個(gè)作品，每個(gè)創(chuàng)意作品都是學(xué)生自己設(shè)計(jì)、繪圖和制造出來的。其中第一個(gè)作品涉及到鉗工、車工、數(shù)控車床、數(shù)控雕銑機(jī)四個(gè)工種，第二個(gè)作品涉及數(shù)控線切割機(jī)床、普通車床、數(shù)控銑床、鉗工、焊接五個(gè)工種。這種創(chuàng)意制作改變了工程訓(xùn)練傳統(tǒng)的固定訓(xùn)練模式，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，提高了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和實(shí)踐動(dòng)手能力，使理論和實(shí)踐有效地結(jié)合在一起。

圖1 學(xué)生創(chuàng)意作品圖

二、提高學(xué)生的勞動(dòng)技能素質(zhì)

《關(guān)于深化教育改革全面推進(jìn)素質(zhì)教育的決定》指出：“教育與生產(chǎn)勞動(dòng)相結(jié)合是培養(yǎng)全面發(fā)展人才的重要途徑。各級(jí)各類學(xué)校要從實(shí)際出發(fā)，加強(qiáng)和改進(jìn)對(duì)學(xué)生的生產(chǎn)勞動(dòng)和實(shí)踐教育，使其接觸自然、了解社會(huì)，培養(yǎng)熱愛勞動(dòng)的習(xí)慣和艱苦奮斗的精神。”

我校的工程實(shí)踐與創(chuàng)新教育中心是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的重要基地，那里有進(jìn)行機(jī)械制造所需的各種設(shè)備，為培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力提供了良好的平臺(tái)。學(xué)生在這個(gè)特定的環(huán)境里，可以通過多次實(shí)踐提高勞動(dòng)技能素質(zhì)。我們要求每個(gè)學(xué)生實(shí)習(xí)時(shí)，都要親自動(dòng)手操作，既要發(fā)揮團(tuán)隊(duì)作用，又要發(fā)揮個(gè)體作用。如在制作東方明珠這個(gè)作業(yè)件（如圖2所示）時(shí)，學(xué)生分組合作，第一組學(xué)生用數(shù)控車床制作東方明珠上面部分，即三個(gè)小球部分，第二組學(xué)生用數(shù)控車床制作中間的三根立柱（其上安裝“東方明珠”四個(gè)字），第三組學(xué)生用數(shù)控線切割機(jī)床制作“東方明珠”四個(gè)漢字，第四組學(xué)生用數(shù)控車床制作大球及其下面支柱，第五組學(xué)生用數(shù)控車床制作內(nèi)底座（材料為鋁合金），第六組學(xué)生制作內(nèi)底座上的三根支柱，第七組學(xué)生用熔融快速成型設(shè)備制作帶“工創(chuàng)中心”四個(gè)字的外底座。最后，七組學(xué)生集體把各自制作的零件裝配起來，并在漢字和底座上噴漆。此零件制作前，所有學(xué)生先集體討論設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方案，然后分工合作，制成此作品，充分發(fā)揮了團(tuán)隊(duì)合作精神，提高了學(xué)生的勞動(dòng)技能素質(zhì)。

圖2 東方明珠

圖3 機(jī)器人

三、提高學(xué)生應(yīng)變能力

對(duì)學(xué)生應(yīng)變能力的培養(yǎng)非常重要。在實(shí)際工作中往往會(huì)出現(xiàn)許多意想不到的情況，這就要求學(xué)生有相應(yīng)的臨場(chǎng)應(yīng)變能力來處理它。在工程訓(xùn)練中要有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)變能力，如，把實(shí)習(xí)材料從較軟的純鋁件換成硬度較大的鋁合金，由于硬度要求不一樣，刀具要求就不一樣，銑削刀具要從高速鋼變?yōu)橛操|(zhì)合金，同時(shí)主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度都要做相應(yīng)的調(diào)整。要讓學(xué)生懂得如何根據(jù)材料變化來調(diào)整刀具和切削用量，使學(xué)生再遇到這種情況時(shí)，能夠根據(jù)提供的材料來隨時(shí)調(diào)整刀具和切削用量。如在第三屆全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力“無碳小車越障競(jìng)賽”第二輪比賽中，就要求學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)抽簽來決定障礙物的間距，學(xué)生要根據(jù)新的障礙物間距對(duì)自己的小車進(jìn)行調(diào)整裝配或修配。組委會(huì)在現(xiàn)場(chǎng)提供普通車床、鉗工臺(tái)及調(diào)試場(chǎng)地。在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，各參賽隊(duì)?wèi)?yīng)完成調(diào)整修配內(nèi)容。無法完成者，不能進(jìn)入后續(xù)比賽。這些都是對(duì)學(xué)生應(yīng)變能力的一種考驗(yàn)。

四、增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)

雖然工程訓(xùn)練與環(huán)境保護(hù)方面聯(lián)系不是十分密切，但對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的教育決不能放松，時(shí)時(shí)事事都要有這種思想意識(shí)來思考和處理問題，這才是教育應(yīng)有的作用。[5]工程訓(xùn)練中的一些廢舊工具和材料等，丟掉了相當(dāng)可惜，訓(xùn)練時(shí)，實(shí)習(xí)指導(dǎo)老師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生充分利用這些物品，這樣既能節(jié)省開支，又可避免浪費(fèi)。圖3是我校學(xué)生在工程訓(xùn)練中利用廢料制作的機(jī)器人，其頭發(fā)是切割板材時(shí)的邊角料，肩膀和腳是用4個(gè)廢舊的鐵鍬制作，頭和四肢用廢舊的鋼板和角鐵制成，手中的焊把和面罩都是不能使用的廢舊物品。學(xué)生把它們變廢為寶，既增強(qiáng)了環(huán)境保護(hù)意識(shí)，又制作出一個(gè)生動(dòng)活潑的機(jī)器人，并極大地激發(fā)了后面實(shí)習(xí)學(xué)生的創(chuàng)作熱情。

另外，在實(shí)習(xí)中，指導(dǎo)教師應(yīng)從實(shí)習(xí)垃圾的分類與回收等環(huán)節(jié)來教育學(xué)生環(huán)保無處不在。如數(shù)控車床加工的鋁屑回收后可以放到電爐中熔化，用于實(shí)習(xí)中鋁件的澆注；數(shù)控銑床實(shí)習(xí)時(shí)用的有機(jī)玻璃板、數(shù)控線切割用的不銹鋼板的廢料等都是可以回收的。要告訴學(xué)生所有這些廢料的回收是要分類的，而且要把其它的物品分離出去，如棉沙、紙屑、土等，如果都堆放在一起就大大降低了它的回收價(jià)值。這些都是培養(yǎng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)在工程訓(xùn)練中的體現(xiàn)。

五、提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)

限于條件，相當(dāng)數(shù)量的本科院校的學(xué)生只參與車、鉗、銑、刨、磨、鑄、鍛、焊等傳統(tǒng)的實(shí)習(xí)內(nèi)容，而對(duì)現(xiàn)代制造加工的新技術(shù)及新工藝等方面接觸得很少。為提高學(xué)生勞動(dòng)技能素質(zhì)、審美能力等諸多素質(zhì)教育內(nèi)涵，工程訓(xùn)練也在不斷改革實(shí)習(xí)內(nèi)容。例如，我校從2000年開始增加了CAD/CAM一體化、數(shù)控銑床、數(shù)控車床實(shí)習(xí)內(nèi)容，并不斷改進(jìn)和充實(shí)提高。計(jì)算機(jī)從當(dāng)年的40臺(tái)增加到現(xiàn)在的150臺(tái)，數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控線切割機(jī)床分別從當(dāng)年的1臺(tái)增加到現(xiàn)在的16臺(tái)、7臺(tái)和4臺(tái)，此外還增加了數(shù)控雕銑機(jī)、快速成型設(shè)備、加工中心等設(shè)備。教學(xué)組也從當(dāng)年的3個(gè)增加到現(xiàn)在的6個(gè)，增加的3個(gè)教學(xué)組分別為CAD/CAM、數(shù)控車床和特加（包括數(shù)控銑床、數(shù)控線切割、快速成型、數(shù)控雕銑機(jī)和加工中心），全部都是先進(jìn)制造技術(shù)?，F(xiàn)在，傳統(tǒng)的實(shí)習(xí)項(xiàng)目和現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)在實(shí)習(xí)中的比重是各占一半。數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控線切割機(jī)床也從最初的演示教學(xué)變?yōu)閷W(xué)生分組獨(dú)立操作機(jī)床，使學(xué)生能夠了解和掌握當(dāng)代的最新的制造技術(shù)和制造方法。

六、結(jié)語

工程訓(xùn)練為工科大學(xué)生提供了培養(yǎng)綜合工程素質(zhì)的環(huán)境，在素質(zhì)教育中具有不可替代的重要作用。在工程訓(xùn)練中，我們大膽實(shí)踐、探索和創(chuàng)新，充分發(fā)揮學(xué)生個(gè)體和團(tuán)隊(duì)的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性，既加強(qiáng)了學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，也促進(jìn)著學(xué)生素質(zhì)的提高。

[1]于輝.創(chuàng)新思維在工程訓(xùn)練中的應(yīng)用[J].理工高教研究，2004（2）：111－113.

[2]王成啟，李國慶.在工程訓(xùn)練中如何加強(qiáng)學(xué)生素質(zhì)教育的探討[J].成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2005（6）：39－40.

[3]劉智運(yùn).創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)模式和實(shí)施要點(diǎn)[J].中國大學(xué)教學(xué)，2011（1）：12－15.

[4]程光旭.工程坊：大學(xué)生實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新夢(mèng)想的訓(xùn)練平臺(tái)[J].高等工程教育研究，2011（3）：14－20.

[5]周博.工程訓(xùn)練中全過程素質(zhì)教育的探討[J].硅谷，2008（7）：90.