工程训练中学生工程意识和创新能力的培养探索

韩凤霞，孟玲霞，王倪珂，郑军 （北京信息科技大学机电实习中心，北京100192）

金工实习作为重要的实践环节，在学生质量培养中具有举足轻重的作用。传统的金工实习以学习机械加工工艺知识和强化基本操作技能为主要目标，在实训过程中老师处于主体地位，学生只是被动的接受，在整个的实训过程中学生没有自主发挥创新的空间，更不能调动学生自主探索学习的积极性，不符合现代工程的“提高综合素质，增强工程实践能力，培养创新能力”的教育理念，所以传统的金工实习改革势在必行。

1 传统实训教学中存在的不足

北京信息科技大学安排机械类学生的金工实习时间为4周，实习中主要存在以下3点不足。

1）按照传统模式的组织教学 指导老师首先介绍机床的使用方法、讲解编程的指令，给学生固定的图纸，学生完成程序的编写，加工出零件即为合格，学生基本上处于“认知”层次，不能和专业知识紧密联系起来，也谈不到不同课程、不同学科之间的知识融合和创新设计与实践，学生处于被动的地位，不能充分调动学生的积极性。

2）各工种之间相互独立 学生没有对产品的整体认识，更没有质量意识，进入到下一个工种又是一个独立的任务，到最后实习结束，只是进行了一些简单的练习件的加工。

3）考核机制不够完善 老师评判成绩时，只是按照学生的实训报告册完成的质量打分，该过程中有很多的印象分数在里面，不够公平和客观，没有注重过程的考核，不能及时的起到督促、调动学生的作用。

因此，以创新为导向、能力培养为目标的教学改革势在必行。

2 教学模式改革

在现有的教学安排下，制定出了“综合项目模块＋创新模块”的教学模式。在4周的工程训练时间内，安排前3周为以“应急锤”为总的典型工作任务，和最后1周进行创新项目的训练相结合的教学模式。

2.1 综合项目模块

在前3周的时间里，学生主要进行数控车削、加工中心、线切割、钳工等工种的训练，在这3周时间内，学生要完成应急锤的需求分析，给定图纸的创新设计，工艺分析，编写程序加工制造4个阶段，通过整体的任务训练，学生能具备整体的工程意识，对产品的开发流程有了基本的掌握和实践。

1）应急锤的需求分析阶段 学生首先通过调研确定应急锤的适用对象，是汽车用应急锤，还是野外求生用应急锤，从而来选择锤子的材料、设计锤子的结构和功能。在需求分析阶段要求学生走访汽配城或野外装备销售处，或者在淘宝网上调查，现在最畅销的是什么样的锤子，能不能在现有的救生锤的基础上开发出携带便捷、功能更强大的应急锤，从而调动学生的想象能力和创造能力。

2）给定图纸的创新设计阶段 考虑到实训时间为大二上学期，先修的基础课仅有《机械制图》和《计算机绘图》，学生们没有设计经验，训练中心会给学生参考图纸，但是要求学生在现有图纸的基础上，根据已定的需求进行改造和创新设计。

3）工艺分析阶段 在该阶段学生设计图纸都各不相同，学生会探索研究各不相同的加工工艺，指导教师也会指导学生填写工艺卡片，在该过程中学生能真正的体会到“做中学，学中做”。

4）编写程序加工制造阶段 教师会讲解基本的编程指令，而每名同学针对自己设计图纸，根据工艺卡片，编制相应的加工程序，在老师指导下，完成数控加工和质量检测。

以综合模块的应急锤为主线（见图1），把数控车、加工中心、线切割和钳工等工种有机的衔接在一起。在实施过程中引导学生主动探索、发现并解决问题，不仅增强了学生的产品意识、质量意识和整体的工程意识，而且为最后1周的创新设计与加工奠定了基础。

图1 教师给定图纸的应急锤

2.2 创新模块

在创新模块，学生将分组进行设计，每组由3名同学组成，共同完成产品的需求分析、设计图纸的绘制、工艺参数的设计，并完成图纸的产品说明书的绘制。在确定创新模块的选题方向时，主要考虑到既能够调动学生的学习兴趣，又能够保证发挥学生的创作性，故制订了2个选题。

1）国际象棋的改造设计 以实物国际象棋为设计基础，充分利用已有的知识和技能，来完成造型设计和数控加工。在造型设计阶段，学生就会考虑到加工的工艺性，所涉及的形状能不能利用车间现有的设备制造出来；哪些工步需要在数控车加工；哪些工步需要加工中心或线切割完成。这就会促使学生充分的利用已有的知识来解决实际问题，在该过程中，还会激发学生对自己解决不了的问题进行自主探究学习或通过请教实训老师来解决。

2）工艺品的雕刻设计 需要学生自主检索技术资料来完成从图片到浮雕的建模，自动生成程序后利用加工中心完成雕刻制作。既锻炼学生的工艺雕刻新产品的创造思维能力，也锻炼了学生的自主学习能力和团队合作能力。

同组的同学在一起讨论和交流，协同工作，共同完成工艺品的设计与制造。学生在完成创新模块后，要求学生撰写、阐述作品介绍和设计说明书。创新产品完成后（见图2和图3），举行产品说明会，每组的代表对产品的创意以及制造过程中解决的难题进行汇报。评委组根据产品质量和汇报的情况来评定等级，每个等级对应一个总分，同组成员自行分配，如1等奖能得到满分90分，3名同学根据对作品的贡献程度来分配分值，这样就很好的调动了学生的合作意识和协调工作的意识。也有效的避免了学生的惰性和个别同学想混个及格分数的弊端。

图2 国际象棋作品

图3 学生雕刻作品

3 考核方式改革

科学的考核方式，不仅能够公平、客观对学生进行评价。而且能够很好的调动学生的积极性和创作性，也能够避免有惰性的学生浑水摸鱼。

北京信息科技大学实习中心的考核方式如表1所示。在学生们第1天来实训就告知并给学生讲解清楚，这样对于积极上进的学生有了努力的方向，同时也给爱偷懒的学生敲响了警钟。

表1 实训考核方案

4 结语

通过近2年来的教学实践表明，通过“综合项目模块＋创新模块”的实习教习改革，充分调动了学生们的学习积极性，学生只有课下做大量充分的准备工作才能保证能按时完成任务，锻炼了学生的自主学习能力，留给学生足够的自主实践和创新的空间，培养了学生的工程意识和创新意识。

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