学研结合的工程训练培养模式研究

陈松茂，张志明，徐忠阳，胡青春

（华南理工大学 工程训练中心，广东 广州 510640）

社会经济的发展和科技的不断进步，对人才的知识、能力与素质提出了更高的要求，特别是要求工科大学生不仅要具有扎实的专业知识与较高的实践技能，还必须具备较强的创新能力和综合素质[1－2]。因此，在未来以创新为主导的教育宏观环境中，倡导主体性教育思想[3]、创新教育体制、重视更高层面的产学研有机结合、建立产学研结合创新教学平台，是目前培养高素质创新人才的重要举措[4－5]。工程训练实践教学体系必须进行多层次、多方位、多尺度的大胆改革，将培养学生创新能力作为改革工作的重心[6]。在教学过程中加强科研探讨，以教学促科研，可达到培养创新人才目的。华南理工大学工程训练中心是国家级实验教学示范中心，在工程训练教学改革上提出了许多新举措，在培养创新人才方面取得了不错的效果。

1 学研结合的工程训练培养模式

1.1 形式及内容

根据我校工程训练的特点，采取项目研究形式，通过选取机械类本科生组成项目组，每个项目组安排1名教师作为导师负责指导，要求学生创新设计与制作一种新型的家居小产品[7－10]。选取的学生已完成了部分工种的实训课程，接着在导师的指导下，通过独立思考、小组讨论、分工协作等方式，利用学校及中心现有的设备条件、教学平台等资源，独立完成产品的创新设计与制作。每个项目将获得一定经费资助，要求学生掌握市场调研、文献资料收集、产品创新设计与制作、经费预算与市场评估、成果总结等知识和能力[11－12]。

本文以一种保鲜膜切割器的家居小产品为例，学研内容为：针对目前家居保鲜膜产品在使用中存在薄膜拆扯不便等现象，要求学生创意设计与制作一款新型的半自动保鲜膜切割器，使其既具有夹持功能，又有切断功能，而且产品的制作简单容易、安装方便。

1.2 调研与设计阶段

项目启动后，学生的积极性和热情非常高，定期召开例会与导师讨论产品的设计方案及构思。学生分工协作，通过利用图书馆资源、网络工具等，查阅收集大量的文献专利资料，并多次到超市、百货、商场等销售保鲜膜切割器产品的现场观摩调研，收集设计灵感。经讨论，初步拟定保鲜膜切割器的设计方案为仿葡萄藤式结构，刀片采用拉链式，产品可固定于墙壁上，方便取用，如图1所示。

图1 保鲜膜切割器初步设计效果图

经学生反复讨论发现，图1的方案设计容易，但制作及安装则存在较大困难。经多次反复修改后，最后提出了如图2所示的半自动保鲜膜切割器结构方案。该结构主要由手动切割装置、传动装置、壳体及刀具等零部件组成，其工作原理为：壳体和切割装置并排连接，手压动切割装置，通过传动装置带动刀片，把保鲜膜切断。

图2 新型半自动保鲜膜切割器设计效果图

最终方案确定后，学生按照标准规范绘制产品的CAD装配图及零件图，并制定相应零件的机械加工工艺规程文件。

1.3 经费预算与制作阶段

学生根据零件加工所需的原材料规格，对原材料价格进行市场评估，合理预算材料费用。通过制定一份详细的原材料购置清单，包括钢板、圆钢、钣金零件、标准件、小齿轮、弹簧等内容，然后到相应原材料批发市场进行购买。

原材料购置后，学生依据零件图纸及工艺文件，在机械加工设备上进行各个非标准零件的粗加工→半精加工→精加工。在加工过程中，学生还不断对零件结构进行修改，通过反复的修改→装配→调试→再修改的过程，最终完成了产品的制作与装配。

1.4 成果总结与展示

经过学生的努力，设计与制作的新型半自动保鲜膜切割器实物样机如图3所示，同时申请了一项发明专利和一项实用新型专利，其中实用新型专利已授权。

图3 新型半自动保鲜膜切割器实物图

2 效果评价

参与项目的学生均表示学研结合的工程训练培养模式充满了乐趣，收获很大。在该模式训练下，无论是调研、设计、制作、装配调试，还是专利撰写，全过程均由学生亲自动手完成，学生可以从中接触和熟练使用更多的机械仪器设备，加深了工程训练课程的学习；学生明白了独立思考的重要性，学会了通过借鉴日常生活实例来进行创新设计的方法，如本文中所述的新型半自动保鲜膜切割器的传动机构就是仿照了挖雪糕球的夹子结构；学生也深刻意识到产品从创意设计到真实制作之间存在较大差异，需要不断地对设计进行修改和完善，简化制作工艺和节约成本，同时注重人性化设计。通过学研结合的工程训练后，学生最终理解了理论联系实际的重要，懂得如何在学习和研究过程中发现问题和解决问题，从而使得自己的知识面得到拓宽，实践能力与创新能力得到锻炼和提高。

3 几点体会及今后思路

以上研究成果说明，学研结合的工程训练培养模式是值得推广的，为提高学生的创新能力与动手实践能力提供了很好的平台，同时也对现代工程训练课程体系改革提供了有益的参考。总结对学研结合的工程训练培养模式的经验，提出以下几点体会和发展思路：

（1）学研结合的工程训练培养模式需要选择合适的项目内容。项目要真实可行，且与工程训练内容密切相关，注重锻炼学生创新设计和动手实践的综合能力。

（2）学研结合的工程训练培养模式强调培养学生独立思考能力，充分发挥学生创新设计和制作的主体性以及团队协作精神。教师主要起辅导性作用，参与学生团队的讨论并适当提供技术性解答。通过师生互动，既培养了学生的能力，又促进了教师的科研水平、实践能力、管理能力的发展。

（3）建议今后在高校的机械类和近机械类专业的工科学生中推广学研结合的工程训练培养模式。学生在完成2～3周部分工种实训以后，可通过组队参加项目研究的形式，利用2～3周时间完成教师提出的某款小产品或小机构的创新设计与制作。经历了该模式的锻炼后，学生的创新思维与动手能力将会得到质的提高。

（References）

[1]惠记庄，曹杰，纪真.现代工程训练中心创新实验区的探索和实践[J].实验室研究与探索，2010，29（3）：111-113.

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[6]刘小琴.高校金工实习的改革与探讨[J].机械管理开发，2010（1）：150-151.

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[8]陈咏华，李加荣.工程训练实践教学研究与探索[J].实验技术与管理，2011，28（30）：118-119.

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[10]王晓红，朱晓明.现代工程训练教学模式的研究与实践[J].实验技术与管理，2009，26（6）：118-119，123.

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[12]胡青春，张木青，段福海，等.构建工程训练教学系统的实践[J].实验室研究与探索，2008，27（4）：116-118.