創(chuàng)客教育與工程訓練教學的有機融合

鄭朝霞 熊先云

摘 ?要 通過在工程訓練課程的基礎(chǔ)訓練教學和綜合訓練教學中融入創(chuàng)新教育，從創(chuàng)新源頭對學生進行創(chuàng)新思維引導，實現(xiàn)創(chuàng)客教育與工程訓練課程的有機融合。學生學習了創(chuàng)新思維與創(chuàng)新技法，思維得到啟發(fā)和拓展，設(shè)計能力、創(chuàng)新能力、實踐能力、分析問題和解決問題能力、綜合運用知識能力等方面都得到提高，影響是深刻而長久的。

關(guān)鍵詞 創(chuàng)客教育;工程訓練;熱處理;教學資源

中圖分類號：G642 ? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）18-0134-03

Organic Integration of Creator Education and Engineering Trai-

ning Teaching//ZHENG Zhaoxia， XIONG Xianyun

Abstract By incorporating innovative education into the basic trai-ning and comprehensive training teaching of engineering training courses and guiding students innovative thinking from the source of

innovation， the organic integration of creative education and engi-

neering training courses is realized. Students have learned innovative

thinking and innovative techniques. Their thinking has been inspired

and expanded. Their design ability， innovative ability， practical abi-

lity， problem analysis and problem solving ability， and comprehen-sive application of knowledge have been improved. The influence on

students is profound and lasting.

Key words creator education; engineering training; heat-treatment; teaching resources

1 創(chuàng)客教育與工程訓練教學有機融合的意義

隨著互聯(lián)網(wǎng)、信息技術(shù)、現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，創(chuàng)客運動正席卷全球，旨在培養(yǎng)“創(chuàng)新、實踐、分享”的創(chuàng)客人才的創(chuàng)客教育也在國內(nèi)高校興起[1-2]。社會開展創(chuàng)客教育的受益群體是大眾，高校進行創(chuàng)客教育的受益者是所有大學生，因此，高校開展創(chuàng)客教育也應與各學科教學相融合，在教學過程中有效培養(yǎng)學生的創(chuàng)客態(tài)度，構(gòu)建創(chuàng)客學習方法，培養(yǎng)創(chuàng)客思維方式，營造校園創(chuàng)客文化，培育大學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神，提高創(chuàng)新能力。高校創(chuàng)客教育鼓勵學生主動思考、設(shè)計、制作，將創(chuàng)意轉(zhuǎn)變?yōu)閷嵨?。在?chuàng)造作品時，學生通過不斷地發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的過程，學習吸收相關(guān)知識，綜合運用多學科知識，領(lǐng)會知識的關(guān)聯(lián)性，將理論知識與實踐緊密結(jié)合。

工程訓練是集知識、能力、素質(zhì)培養(yǎng)于一體的工程實踐課程，其教學理念和教學目標與創(chuàng)客教育一致。工程訓練中心擁有豐富的教學資源，包括教學場地、加工設(shè)備、實訓和創(chuàng)新指導教師等，為全校學生提供工程實踐平臺，是大學生工程素質(zhì)教育和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的實踐性教學基地，是高校開展創(chuàng)客教育的理想平臺和基地。同時，工程訓練中心接納的學生數(shù)量多，涉及的學科面廣，依托工程訓練進行創(chuàng)客教育，學生的受益面寬。所以，探索工程訓練教學與創(chuàng)客教育的有效融合具有重要的現(xiàn)實意義。

高校創(chuàng)客教育的引入，將從教學理念、教學內(nèi)容及教學方式等方面對工程訓練進行革新[3]。目前，國內(nèi)高校開展創(chuàng)客教育的研究大多依托創(chuàng)客空間的建設(shè)和發(fā)展、工程訓練教學體系的重置調(diào)整、創(chuàng)新項目的設(shè)置以及校內(nèi)資源的整合，多屬于框架層面的構(gòu)建[4-5]。而影響創(chuàng)客教育效果的是具體實施過程相關(guān)環(huán)節(jié)的把控，以及如何在工程訓練教學中有效融入創(chuàng)客教育。

2 創(chuàng)客教育與工程訓練教學有效融合的探索

創(chuàng)客教育的核心是創(chuàng)新與實踐，創(chuàng)新是基礎(chǔ)，是創(chuàng)意產(chǎn)生的源頭。創(chuàng)意的產(chǎn)生需要打破思維定式，具有一定的創(chuàng)新思維，了解一定的創(chuàng)新技法。我國應試教育下培養(yǎng)的大學生的創(chuàng)新能力和實踐能力均相對缺乏，所以高校創(chuàng)客教育的基礎(chǔ)目標是創(chuàng)新能力和實踐能力的培養(yǎng)。在探索創(chuàng)客教育與工程訓練教學有效融合實踐中，以創(chuàng)新為出發(fā)點，注重啟發(fā)學生思維，使學生掌握一定的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技法，潛移默化地對學生進行創(chuàng)客教育。

在基礎(chǔ)訓練中融入創(chuàng)客教育 ?基礎(chǔ)訓練包含多個工種，不同工種涉及不同的專業(yè)領(lǐng)域，教學特點、教學內(nèi)容和教學設(shè)備也不同，包含的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技法及案例也具有差異性?；A(chǔ)訓練中融入創(chuàng)客教育，實際上就是依托不同工種的教學內(nèi)容和教學環(huán)節(jié)推進創(chuàng)新教育?，F(xiàn)以熱處理實訓為例，闡述在基礎(chǔ)訓練中融入創(chuàng)客教育的幾點做法。

1）重新梳理現(xiàn)有熱處理教學環(huán)節(jié)和教學內(nèi)容，打破固有思維模式，挖掘蘊含的創(chuàng)新思維案例，注重對學生進行思維啟發(fā)。設(shè)備講解時，通過對不同設(shè)備的觀察對比來啟發(fā)學生思維。先給學生講解的設(shè)備是12 kW箱式實驗電阻爐，然后學生觀察15 kW工業(yè)用箱式電阻爐，鼓勵學生提問題，不同的學生給出不同答案，最后帶領(lǐng)大家對問題進行剖析、引申、擴展，引出更深層次問題。通過這種啟發(fā)思維的方式，學生了解到工業(yè)用爐的結(jié)構(gòu)特點、爐底板的功能及其應具有的性能，以及觀察孔、行程開關(guān)等部件的作用。同時，15 kW箱式電阻爐爐膛小，只適合小件，以此為基點，引導學生思考“裝大件怎么辦”，引出大爐膛需要大功率以及借助于行車等機械裝備裝爐的認知;思考“現(xiàn)有箱式爐的爐門在前，爐膛與外殼固定一起，造成大件裝爐困難，應如何解決”，引導學生得出爐門的不同安裝位置及爐體由整體變?yōu)榉煮w式的概念，使學生具有爐門在上面的井式爐及爐底和爐罩分離的臺車式爐的工業(yè)熱處理設(shè)備的認知。

2）對熱處理教學環(huán)節(jié)和教學內(nèi)容進行深度開發(fā)和再設(shè)計，挖掘和激發(fā)創(chuàng)新元素、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技法，并與教學內(nèi)容有機融合。如學生操作的洛氏硬度計較大、較重，固定在工作臺上，無法移動，測量時需將工件拿到硬度計上進行檢測，而且支撐座的升降行程小，所以這種硬度計只能測量較小的零件。學生操作硬度測試后思考：企業(yè)生產(chǎn)中大零件該如何測量？引導學生運用逆向思維進行分析，實訓中的測量方式是硬度計不動，工件移動;現(xiàn)在是工件不動，那么能移動的就只能是硬度計了，這種可移動的硬度計就是生產(chǎn)中應用的便攜式硬度計，然后向?qū)W生簡單介紹便攜式硬度計的種類和特點。由固定硬度計到便攜式硬度計的拓展，是對教學內(nèi)容進行深度開發(fā)和再設(shè)計的結(jié)果，學生既得到了思維拓展，又學習了逆向思維的應用案例。

3）基礎(chǔ)訓練中推進創(chuàng)新教育的關(guān)鍵點是找準契合點，將挖掘出的創(chuàng)新思維與創(chuàng)新技法進行合理設(shè)定，與各工種教學內(nèi)容和相關(guān)知識點以無縫對接的方式融合，內(nèi)容上是自然而然地融入而非生硬疊加，做到既緊貼課程，又科學有序。在教學過程中，創(chuàng)新課程話語體系，讓學生感覺教學內(nèi)容與創(chuàng)新元素是一體的、不可分割的。比如講到高頻感應加熱設(shè)備時，從設(shè)備加熱原理切入進行創(chuàng)新思維引導：感應加熱的加熱原理是電磁感應原理，加熱元件是線圈，實訓設(shè)備是高頻，那么應該還有工頻、中頻等設(shè)備。學生了解到電磁感應原理在工業(yè)生產(chǎn)上的應用，除高頻感應加熱設(shè)備外，還有中頻感應加熱設(shè)備等。然后引導學生思考：如果將線圈放置在坩堝外圍，坩堝內(nèi)放置鋼材，那結(jié)果就是坩堝內(nèi)的鋼材會熔化，屬于哪個領(lǐng)域的應用？學生會聯(lián)想到鋼廠的熔煉環(huán)節(jié)，這樣也了解到電磁感應原理在熔煉領(lǐng)域的應用，知道了中頻熔煉爐等設(shè)備。最后引導學生思考電磁感應原理在日常生活中的應用案例，大家會自然聯(lián)想到家用電磁爐。

這個案例使學生學習到一種創(chuàng)新方法，即科學原理在不同領(lǐng)域的應用，從教學案例到創(chuàng)新要素是自然過渡、順理成章，在潛移默化中實現(xiàn)創(chuàng)新教育。

4）課程設(shè)計應充分考慮學生特定的年齡段和特點。在教學內(nèi)容的設(shè)計與安排、創(chuàng)新要素的融入點與融入方式的設(shè)定、語言的組織與表述等方面，均應符合學生的認知規(guī)律和心理特征，教學過程應以學生能接受和理解的方式進行，這樣才能激發(fā)學生的學習興趣，引發(fā)學生深入思考。

熱處理知識相對較為抽象，所以在教學中盡可能用案例教學法將多個知識點串聯(lián)起來，體現(xiàn)知識的關(guān)聯(lián)性。選取的案例應是學生熟悉或容易記住的，如“趁熱打鐵”，學生都熟悉這個詞，生活中或電視里也常見這個場景。在理論知識講解時，引導大家思考：為什么要“趁熱打鐵”？通過分析，學生了解到“打鐵”是鍛造，不是熱處理，但可用熱處理的知識解釋這個過程;了解到高溫狀態(tài)下奧氏體是軟態(tài)、水冷后轉(zhuǎn)變成馬氏體是硬態(tài)、為何打鐵過程中反復回爐加熱、為何最后水冷而非空冷等知識點，使學生更容易理解。在熱處理知識的應用上，除了應用于工業(yè)生產(chǎn)以及解釋生活中的一些現(xiàn)象，還拓展到生活中的刀具等都需要熱處理。通過發(fā)散思維方式學習熱處理在不同領(lǐng)域的應用，學生學到的不只是實訓知識，更是創(chuàng)新思維的訓練，這是思維方法的學習和訓練，對學生的影響是深刻而長久的。

在綜合訓練中融入創(chuàng)客教育 ?綜合訓練在基礎(chǔ)訓練之后進行。根據(jù)各學院人才培養(yǎng)計劃，對工程訓練課程有不同的學分要求，包括1學分、1.5學分、2學分和4學分，學分要求不同，相應的工程訓練教學安排、教學內(nèi)容、教學環(huán)節(jié)和教學組織也不同。其中2學分的部分專業(yè)和4學分的工程訓練課程設(shè)置綜合訓練，不同學分與工程訓練課程設(shè)置見表1。

綜合訓練以項目為載體，通過CDIO模式進行，屬于多學科、多工藝結(jié)合的綜合性創(chuàng)新訓練項目，學生體驗項目作品從構(gòu)思到實物的真實生產(chǎn)過程，獨立或分組完成項目作品，從項目調(diào)研、主題確定、方案設(shè)計及優(yōu)化、加工制作及裝配調(diào)試到項目答辯，以及部分材料、零部件的采購等，均由學生獨立完成，教師在各環(huán)節(jié)給予指導。

將創(chuàng)客教育融入綜合訓練指導過程中，教師在項目實施各環(huán)節(jié)啟發(fā)學生思維，引導學生學習和運用創(chuàng)新思維與創(chuàng)新技法，設(shè)計制作出綜合性強、創(chuàng)新性高的綜合訓練作品。在選題或方案設(shè)計時，引導學生采用創(chuàng)新技法中的希望點列舉法、缺點列舉法，或運用組合思維、逆向思維等完成項目的確定。比如通過調(diào)研，學生發(fā)現(xiàn)在倉庫、商場等場所使用較多登高車基本是人力取貨和送貨，由此帶來安全問題;而且梯子的高度通常是一定的，導致應用的局限性。以此為出發(fā)點，學生設(shè)計出一款多功能登高車，其電動升降平臺的豎直移動實現(xiàn)了貨物的傳遞，解決了傳統(tǒng)登高車人力搬運貨物以及帶來的安全問題;同時，登高車安裝帶有剎車裝置的萬向輪以及梯步，具有二次升高功能，進一步提升了安全性和功能性。

學生作品中還有利用組合思維設(shè)計出的留聲機形臺燈、具有時間和溫度顯示的臺燈、帶儲物功能的火車頭模型，利用仿生思維設(shè)計出的海豚形臺燈和鳥巢形吊燈，希望家中無人時衣服不被雨水淋濕的自動感應智能晾衣架，等等。在進行具體結(jié)構(gòu)設(shè)計及加工制作時，引導學生運用奧斯本檢核表法及發(fā)散思維等完成相關(guān)設(shè)計，如用不同設(shè)計方案實現(xiàn)作品的特定功能;在實現(xiàn)相同功能前提下，鼓勵學生從嘗試減少材料、減少加工環(huán)節(jié)、考慮材料的替換、使用更簡單的結(jié)構(gòu)或減小體積等方面進行思考。通過啟發(fā)，學生完成的作品具有一定的創(chuàng)新性，如足球機器人的射門裝置有擊打式、拋球式、彈射式等多種形式，還有折疊自行車、木質(zhì)燈具、磁帶燈罩、用鋼珠制作的模型、電動搖籃、旋轉(zhuǎn)時扇葉顯示字體的風扇等。

創(chuàng)客教育與工程訓練教學的融合對教師提出更高要求 ?創(chuàng)客教育與工程訓練教學的融合，將促進工程訓練教學從任務式向思維引導式推進，對工程訓練教師提出更高要求。學生期待從教師處獲得更多的幫助和啟發(fā)，這將促使教師不斷增加自己的知識儲備和工程閱歷，在鞏固本專業(yè)知識的同時，還要有意識地學習創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技法知識，在日常教學中推進創(chuàng)新教育，對學生進行創(chuàng)新思維引導，進一步增強工程訓練教學效果。教師要對教學內(nèi)容重新進行梳理與挖掘，找出和設(shè)計合理知識點將創(chuàng)新教育融入其中;將教學內(nèi)容與蘊含的創(chuàng)新元素以無縫對接的方式自然融合為一體;創(chuàng)新話語體系，以學生能接受的方式進行創(chuàng)新思維引導;等等。

3 結(jié)語

在工程訓練教學中融入創(chuàng)客教育，教學效果是積極肯定的。通過在基礎(chǔ)訓練熱處理教學以及在綜合訓練各環(huán)節(jié)融入創(chuàng)客教育，從創(chuàng)新源頭對學生進行創(chuàng)新思維引導，學生的思維得到啟發(fā)和拓展，在知識結(jié)構(gòu)方面吸收了一定的創(chuàng)新思維與創(chuàng)新技法，在設(shè)計能力、創(chuàng)新能力、實踐能力、分析問題和解決問題能力、綜合運用知識能力等方面都得到提高。這是思維方法的學習和訓練，對學生的影響是深刻而長久的。

參考文獻

[1]何世忠，張渝江.創(chuàng)客運動：學習變革的下一個支點[J].中國信息技術(shù)教育，2014（9）：5-7.

[2]李雙壽，楊建新，王德宇，等.高校眾創(chuàng)空間建設(shè)實踐：以清華大學i.Center為例[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2015（5）：5-11.

[3]吳卓平，王松嬋，楊連生.高校工程訓練創(chuàng)新發(fā)展探析[J].實驗技術(shù)與管理，2014，31（10）：51-54.

[4]賈杰.創(chuàng)客教育與高等院校工程訓練的融合[J].實驗技術(shù)與管理，2015，32（12）：30-32，35.

[5]楊毅，劉贊，唐如龍.基于創(chuàng)客教育的工程訓練教學改革與實踐[J].中國教育技術(shù)裝備，2016（22）：115-117.