机电综合工程训练实践教学的探索

魏德强 刘建伟 吕汝金

【摘 要】结合桂林电子科技大学机电综合工程训练中心的建设，对工程实践教育进行深入探索，构建了三层次递进式工程训练教学体系，提出基于工程目标的工程训练新模式，完善教学内容与教学手段，能取得良好的教学效果。

【关键词】工程训练 实践教学 教学体系

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2013）08C-0037-02

随着社会的发展和高等教育的改革发展，对实践教学提出了更高的要求。与此相适应，高等工程教育也进入一个全新的发展阶段。在此背景下，国内众多高等学校先后成立了工程训练中心。工程训练中心作为高等工科院校实施综合工程实践教育的校内基地，在培养学生综合素质，提高学生工程实践能力和创新精神中发挥了极其重要的作用。本文将对桂林电子科技大学机电综合工程训练中心（简称“工程训练中心”）的实践教学进行探讨。

一、三层次递进式工程训练教学体系的构建

（一）工程认知

为培养学生的工程意识，拓宽工程视野，工程训练中心针对本校所有工科专业及部分文科专业新生开设了工程认知训练，包括机械工程认知训练和电子工程认知训练。通过对机械与电子发展历程、加工原理的了解，以及典型设备的操作，使学生对工程训练加工方法及用途有了全面的感性认识。

（二）工程训练

为增强学生的工程实践能力和动手能力，面向二、三年级学生开设工程训练，其包括机械工程训练I、机械工程训练II、电子工程训练I和电子工程训练II。工程训练以机械制造工艺技术和电子制造工艺技术为平台，对学生进行机械制造和电子技术等方面的基本训练，提高了学生的实践动手能力，强化了工程意识。在此过程中，学生通过各种仪器设备和工量具的使用，以及训练项目的引入，掌握了机械和电子制造的基本原理、工艺特点、应用范围和机电产品制造过程。

（三）综合创新

综合创新训练是学生在掌握了相关知识的基础上，综合运用各种加工方法，设计并制作出具有一定功能的创新作品。本层次以各式综合创新作品和各种学科竞赛（如工程训练综合能力竞赛、机械创新设计大赛、电子设计大赛等）命题为题材，为学生开设了丰富多彩的功能机构设计与制作、嵌入式系统设计等内容，通过本层次的训练，大大增强了学生的综合应用能力、创新能力和团队协作能力。

二、多元化的教学手段

先进的教学手段是工程训练实践教学质量的保障。传统的以教师为中心的“灌输式”“师傅教徒弟”的教学模式已不能适应当今工程训练的要求。为提高工程训练的教学效果，在原有的现场教学的基础上，新增了远程无线网络设计与制造系统、视频教学系统、网络教学，满足了不同学生的工程训练实践学习需要。

（一）无线网络设计与制造系统

无线网络设计与制造系统是包括机械、电子、控制、信息、CAD/CAM等多种高新技术集成的现代化教学系统。具体做法是利用CAXA网络设计制造平台构建的局域网，将加工中心、数控铣、数控车、电火花线切割、激光加工等现代加工技术操作指令实现网络无线传输。在此过程中，学生只要在计算机室进行相关产品设计，经审核无误后即可将程序传输到相应的加工设备上，完成零件的加工。无线网络设计与制造系统的引入，大大提高了现代设备的设计与制造效率。

（二）视频教学系统

视频教学系统主要针对现场演示较多、操作难度较大的设备，通过在加工设备上安装高清摄像装置，将机床的操作过程、指导教师的讲解实时传输到多媒体教室，学生即可进行远程学习。视频教学系统能将复杂的操作过程进行分解，从而大大降低了学习的难度，同时由于学生不必再拥挤到操作现场，提高了训练的安全性。

（三）网络教学

为满足学生的自主学习需求，本中心将各种训练内容、要求、评级体系等制作成网络资源，放在工程训练中心教学网站供学生使用。目前，制作并开放使用的网络教学课程3门，多媒体课件18个，试题库2个。利用这些网络资源，学生根据自身情况及兴趣爱好，可选择不同内容进行深入学习，为工程训练的顺利开展提供了便利条件。

三、基于工程目标的训练项目的实现

工程训练的目标不仅要培养实践动手能力，更应培养适应社会发展的具有大工程观的工程技术人才。然而，受传统的以“学习工艺知识，提高动手能力，转变思想作风”为主要理念的工程训练的影响，我国高等院校的工程训练的安排基本按照工种内容进行，学生通过对各种设备、工具和量具的使用，对机电产品的制造方法有了初步了解和感性认识。但这种训练方式很难让学生站在大工程背景的角度理解和消化所学知识，缺乏对工业生产的整体认识，极大程度上消弱了工程实践的训练效果。

为真正实现工程实践教育的目标，培养具有大工程意识的工程技术人才，桂林电子科技大学工程训练中心对原有的训练内容进行了全面革新。在工程训练过程中，改变按工种顺序进程的训练方法，实行按工程目标的产品创新设计与制作的训练方式，即训练不是单人单一的加工某个零件，而是学生自由组队，共同制作一个以实际工程应用为目标的机构或部件，通过对实际工程应用机构和部件的调查、研究、机械设计、工艺设计、成本分析，选择合理的加工工艺和加工设备，通过各零件的各工种选择和加工，最后装配或组装成一个作品，实现确定的工程目标。在训练过程中，学生真正成为了学习的主体，充分训练了协作能力、自主创新能力和综合实践能力，指导教师主要负责项目的审核、技术指导和验收工作。

近三年来，通过对机械制造、材料成型以及电子工程等相关专业学生的试点，学生自由组队200余队，参与学生达1000余人，制造基于工程目标的创意作品100余件，部分作品被推荐参加国家级或省部级学科竞赛，并取得了较好成绩。基于工程目标的训练项目的实现为我校今后工程实践教育的发展奠定了扎实的基础。

四、传统与现代技术的有机结合

围绕学生工程素质的培养和工程训练内涵的发展，工程训练中心必须完善训练设备，实现由原来单一传统工种技能训练向现代制造技术的方向转变。近三年来，为完善本工程训练中心设备配备，共投入经费2400余万元（包括中央与地方共建经费、示范中心专项经费、企业联合共建经费、社会捐赠经费和学校配套经费），在保留传统训练内容的基础上，引进代表技术发展前沿的现代设备，搭建了与现代工业同步、以先进技术为代表的现代化工程训练平台。

目前，机械工程训练的设备包括传统的车、铣、刨、磨、铸、锻、焊、钳工等内容，还引进了大批现代设备，如数控车、数控铣、加工中心、激光加工、电火花加工、超声波加工、快速成型以及先进的检测装置。电子工程训练在原有收音机和黑白电视机装配调试的基础上，增加了SMT工艺技术、单片机应用技术和数字电视技术。

五、教学效果

工程训练中心承担全校60个专业机械工程和电子工程等认知、实验、实习、综合创新、生产实习等实践教学，成为学校“卓越工程师”计划实施基地，是国家级“电子信息类工程应用型人才培养模式改革创新实验区”重要组成，也是开展“国家级大学生创新实验计划”和培养学生实践能力、创新能力的重要场所。

工程训练中心充分利用现有的教学资源对学生实行开放，在开放时间内，学生自主完成实践与创新的题目选定、方案设计、结构设计、工艺设计、成本预算等流程，通过指导教师的审核与答辩，最后完成作品的制作。在开放过程中充分发挥了学生的主观能动性和团队协作精神。

工程训练中心十分注重学生工程实践能力和创新能力的培养，为学生搭建了广阔的创新实践平台，使学生学有所用、学有所长。近年来，中心共承办或组织省部级及以上学科竞赛十余次，中心教师指导学生参加各种竞赛获国家级奖励44项，省部级奖励62项。

示范中心的建设，激发了教师开展教学改革的热情。近年来，承担区级教改工程重点项目2项，区级重点教材建设1项，区级教改项目7项，校级教改项目35项，发表教改研究论文54篇，出版专著4本，实验教材8本，自编实验讲义11本，指导学生参与国家级创新实验计划8项，获得省部级教学成果奖8项，获区优秀教材二、三等奖各1项。

总之，工程训练中心的建设与实践教学模式的改革是一个长期的过程，应不断完善工程训练教学体系，为培养学生的综合实践能力、创新能力和团队协作能力而不懈努力。

【参考文献】

[1]王建伟.综合型大学工程训练中心建设模式与创新[J].实验技术与管理，2008（5）

[2]刘建伟，廖维奇，吕汝金.机电综合工程训练中心建设的探索[J].实验室研究与探索，2011（4）

[3]丁洪生等.工程训练实践教学体系的改革与创新[J].实验技术与管理，2005（6）

[4]陈咏华，李丽荣.工程训练实践教学研究与探索[J].实验技术与管理，2011（3）

[5]郑志军等.现代工程训练教学体系的改革与创新实践[J].实验室研究与探索，2008（8）

【基金项目】2010年新世纪广西高等教育教改工程项目（2010JGZ012）和桂林电子科技大学示范中心教改项目

【作者简介】魏德强（1963- ），男，教授，硕士生导师，桂林电子科技大学机电综合工程训练中心副主任，主要从事金属材料和机械基础等有关专业基础课的教学与研究工作；刘建伟（1978- ），男，桂林电子科技大学高级实验师，在读博士生，主要从事金属塑性成形和机械制造的教学与研究工作；吕汝金（1978- ），男，桂林电子科技大学讲师，硕士研究生，主要从事特种加工的教学与研究工作。

（责编 丁 梦）