基于先进激光加工技术创新课程的教学研究和探索

李春玲 李建华 张淑珍 郑海霞

摘要：本文把先进激光加工技术创新课程教学作为落实立德树人，突破人才培养薄弱环节的着力点，通过丰富教学内容，创新课程模式，优化课程设计，创新实验平台，把教学、科研、实践紧密结合，引导学生从被动学习转变为主动学习，增强学生实践动手能力，培养适应新时代中国特色社会主义岗位需求的先进激光加工技术人才，提升学生创新创业的自尊心和自信心。

关键词：先进激光加工技术；实践动手能力；新时代；创新创业

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）25-0204-02

党的“十八大”对创新创业人才培养做出重要部署，党的“十九大”对人才培养提出了新要求，迫切需要培养大批真正具有引领能力的创新创业人才，服务社会主义现代化强国建设，引领未来人类文明的发展方向。本文坚持以学生文本，把“大众创业、万众创新”融入创新创业的教育理念，结合产学研，推进项目式教学，面向选课学生、分类施教、结合专业、强化实践，提升学生创新创业的自尊心和自信心。

一、结合社会市场介绍课程作用，提升学生的学习兴趣

当前，在大多数学生看来，传统加工技术其教材内容较抽象、乏味，尤其是一些专业课，讲的都是些纯理论，原理枯燥、空洞，且在教学没有实际操作和实例研究，学生兴趣和自觉性不高，就更没有学习的动力。本教学模式首先从学生关心的科技前沿和新概念的热点出发，详细介绍课程所学和所用，逐步完成心理兴趣辅导，让学生明确一个道理“过去的教学学习影响的是现在，而现在的创新课程影响的是将来”，逐步完成心理兴趣辅导，充分提升学生的学习兴趣和动力。先进激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料进行精细加工的技术，涉及光学、物理、材料、材料加工、机械制造、计算机、自动控制等多种学科，先进激光加工技术是现代先进制造的前沿领域。本课程从理论、方法、技术、应用的角度系统地介绍先进激光加工技术，包括激光材料加工理论基础、激光器种类、工作原理及应用范围、激光加工系统组成、激光焊接、激光切割、激光打标、激光熔覆、激光热处理、激光3D快速打印等系统应用、设计及实例分析。

二、明确课程性质与任务，激发学生的创新思维

本门课程性质是专业课，以机械设计制造及其自动化专业学生基本学习内容为基础，以现代先进制造的发展方向为指导，引导学生从生产实际加工过程考虑融合现代激光加工技术，课程要求学生了解激光的工作原理，掌握激光焊接、激光切割、激光打标、激光熔覆、激光热处理、激光快速成型系统的工作原理，使学生日常学习中见不到激光这种现象，变为常态，充分明确课程性质与任务，培养学生对先进激光加工技术的兴趣，使学生从被动学习转变为主动学习，充分理解激光与材料的作用机理，理解关键参数的物理作用，并掌握常见的激光加工系统的工作原理。能够充分认识这种激光作用的宏观现象，熟知激光材料加工理论基础和激光加工系统的一般组成，认识Nd：YAG、CO2、准分子、半导体、光纤等不同原理的激光器，掌握激光加工的工艺过程，包括激光产生的机理、特性以及与材料相互作用的物理技术。运用激光加工思维原理，产生浓厚的学习氛围和学习积极性，激发学生从表面的激光加工技术到微观世界寻找工作机理，引导学生发挥创造性想象和积极的求异性，通过求知物质的性质，获得敏锐的观察力，从而挖掘学生的创造性想象和智慧潜能，激发创新思维，获得独特的知识结构以及活跃的灵感，为学生了解现代先进制造技术，从事相关的创新创业打下夯实基础。

三、实验课设和项目式教学相结合，培育学生创新能力

激光，全称为受激辐射光放大，英文全稱为：Light Amplification by Stimulate Emission of Radiation，简称为：laser。它是一种新光源，其所具有的相干性、单色性、方向性与高输出功率等特点，将激光聚焦到一点，焦距平面上的功率密度可达105—1013W/cm2，激光加工就是利用激光束优良的方向性和高功率密度等特点来进行工作的，这是其他加工方法所无法比拟的。本创新课程教学模式全程结合自己在材料学院攻读博士学位过程解决科学问题的实例，详尽并全程指导学生创新能力的培育，通过科研项目，分类施教，分组制定几个相对独立的项目交由学生自己处理，结合详细实验课设，完成信息的收集、方案的设计、项目实施及最终评价。从学生的实际情况出发，根据项目完成情况，研究学生的需求，教给学生学习方法，激发学生学习热情，启发学生思维。按照“项目为主线、教师为引导、学生为主体”的原则，要求学生了解激光加工的光学系统的工作原理，着重掌握激光的应用系统，包括激光焊接系统、激光切割系统、激光打标系统、激光表面处理系统、激光3D快速打印系统等的工作原理。在教学过程能详细了解项目创作整个过程及每一个环节中的基本要求，通过创新智能的控制和约束，及时调整教学方式，结合个体调整培育目标，能够将理论内化于心、实践外化于行，做到善学善用，真学真用。比如让学生激光打标机（如下图）雕刻出精美的几何图形和文字的简单项目，就能够让学生了解市场上激光雕刻和打标的过程，掌握其原理，培养发散思维和聚合思维，为学生思考、探索、发现和创新提供实践平台，从而启发学生的创新能力和就业能力。

四、结语

创新课程教学彻底改变了传统教学模式，通过创新实验实践平台和分类项目式教学，结合产学研项目，充分调动了学生学习积极性、主动性、创造性，使学生能够从多角度、多层次去思考问题，能更好地掌握激光加工这种先进制造技术，激发了学生的创新创业思维和能力，能够独立完成和支撑项目，实现学生把自己的所学、所知及研发能力与企业和市场无缝对接。

参考文献：

[1]谭金铃.基于启发式教学的激光加工技术课程教学研究[J].高教学刊，2018，（15）：91-93.

[2]何船，周知进.项目教学法在特种加工课程改革中的应用[J].中国教育技术装备，2017，（14）：109-111.

[3]倪晓昌，芦宇，孔维敬，刘盾.应用型人才培养模式与课程体系优化建设探讨[J].天津职业技术师范大学学报，2017，27（4）：70-72.

[4]龚京忠，刘孟祥，陈桂平，等.依托校企深度融合平台，面向应用型人才培养的专业改革与建设的探索与实践[J].教育现代化，2016，（30）：27-28.

[5]严欣平，陈显明.深化改革走应用技术型高校发展之路[J].中国高等教育，2014，（Z2）：58-60.