基于工程訓(xùn)練的常規(guī)訓(xùn)練教學(xué)模式探索

基于工程訓(xùn)練的常規(guī)訓(xùn)練教學(xué)模式探索

“創(chuàng)造是一種新和和諧的存在，是對(duì)已知因素的組合和選擇的過(guò)程，是實(shí)踐中只有一種方式才能體驗(yàn)的一條通道?！眲?chuàng)造的過(guò)程依次由外向內(nèi)逐層遞進(jìn),表現(xiàn)為:外在的、靜態(tài)方面的創(chuàng)造性成果,即“成物”的層面;內(nèi)外結(jié)合、動(dòng)態(tài)方面的創(chuàng)造過(guò)程,即“成思”的層面;內(nèi)在的、本質(zhì)的層面,即“成己”的層面。創(chuàng)新能力是在前人發(fā)現(xiàn)或發(fā)明的基礎(chǔ)上,通過(guò)自身努力,創(chuàng)造性地提出新的發(fā)現(xiàn)、發(fā)明或新方案的能力。因此,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力應(yīng)遵循創(chuàng)造過(guò)程的規(guī)律,逐層推進(jìn)。工程訓(xùn)練是工科專(zhuān)業(yè)學(xué)生接觸工程的第一課,是工科高等院校人才培養(yǎng)的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),對(duì)學(xué)生樹(shù)立工程意識(shí)、體會(huì)工程內(nèi)涵、增強(qiáng)工程實(shí)踐能力,進(jìn)而培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力具有重要作用。近幾年,我校工程實(shí)踐和創(chuàng)新教育中心積極深化教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式等方面的改革,充分挖掘教學(xué)資源,從“學(xué)—?jiǎng)?chuàng)—思”三個(gè)層面漸進(jìn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,取得了良好成效。一、車(chē)削、數(shù)控編程、機(jī)械實(shí)訓(xùn)工程訓(xùn)練中的“常規(guī)訓(xùn)練”教學(xué),是在學(xué)生了解基本知識(shí)的基礎(chǔ)上,培養(yǎng)學(xué)生基本技能以及動(dòng)手能力。通過(guò)車(chē)、鉗、刨、銑、磨,鑄、鍛、焊,CAD/CAM,數(shù)控技術(shù)等多個(gè)工種實(shí)習(xí),使學(xué)生能進(jìn)行獨(dú)立操作,完成規(guī)定的作業(yè)產(chǎn)品,增強(qiáng)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位。同時(shí)根據(jù)各工種實(shí)際情況,給學(xué)生一定的自主空間,讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)制作既符合大綱要求,又能體現(xiàn)個(gè)性的工件,從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性,使學(xué)生在學(xué)中創(chuàng)。一是在車(chē)削實(shí)訓(xùn)中學(xué)中創(chuàng)。實(shí)訓(xùn)時(shí),要求學(xué)生在掌握基本加工方法后加工小錘錘柄,圖紙上僅給出幾個(gè)需保證的主要尺寸和主要工藝步驟,其它部分由學(xué)生自行設(shè)計(jì)并完成加工。在完成錘柄與錘頭的螺紋連接過(guò)程中,有的學(xué)生使用攻絲、套絲的方法,有的學(xué)生則用車(chē)床車(chē)削,有的同學(xué)在錘柄的尾部鉆孔,還有的同學(xué)在錘柄的尾部采用圓弧倒角等。在這個(gè)過(guò)程中,既體現(xiàn)了機(jī)械加工的精密性,又顯示出設(shè)計(jì)的靈活性,使學(xué)生在樹(shù)立工程意識(shí)的同時(shí)也培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。二是在數(shù)控車(chē)床實(shí)訓(xùn)中學(xué)中創(chuàng)。采用手工編程的方法進(jìn)行數(shù)控編程加工。學(xué)生在老師的指導(dǎo)下自行編制簡(jiǎn)單的零件程序,并在計(jì)算機(jī)中仿真模擬運(yùn)行,經(jīng)討論、修改、整理后,將合理的程序輸入到車(chē)床數(shù)控裝置中,并自己動(dòng)手裝夾、選用刀具、對(duì)刀、加工和檢驗(yàn)。在這個(gè)過(guò)程中,學(xué)生通過(guò)獨(dú)立思考、交流討論、操作實(shí)踐等環(huán)節(jié)其創(chuàng)新潛能得到有效挖掘。三是在數(shù)控銑、數(shù)控線切割、數(shù)控雕銑機(jī)實(shí)訓(xùn)中學(xué)中創(chuàng)。采用計(jì)算機(jī)圖形交互的方法進(jìn)行數(shù)控編程加工。首先學(xué)生在CAXA制造工程師、YH線切割等CAD/CAM一體化軟件中進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì),按照不同的加工方式生成刀具軌跡,并進(jìn)行仿真加工。然后,根據(jù)不同控制系統(tǒng)設(shè)定相關(guān)的后置參數(shù),將生產(chǎn)加工代碼傳輸?shù)较嚓P(guān)機(jī)床進(jìn)行加工。在這個(gè)過(guò)程中,學(xué)生充分發(fā)揮其想象力設(shè)計(jì)加工工件,并通過(guò)模擬了解各種加工方式、體驗(yàn)現(xiàn)代加工技術(shù)的魅力,創(chuàng)新欲望得到激發(fā)。二、創(chuàng)造技法—“創(chuàng)意訓(xùn)練”——?jiǎng)?chuàng)中學(xué)工程訓(xùn)練中的“創(chuàng)意訓(xùn)練”是在學(xué)生完成常規(guī)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上,綜合運(yùn)用各種機(jī)械加工設(shè)備,完成工件(產(chǎn)品)從設(shè)計(jì)開(kāi)始,經(jīng)加工、裝配到裝幀的全過(guò)程訓(xùn)練?！俺Ｒ?guī)訓(xùn)練”注重的是工藝和參數(shù)的要求,而“創(chuàng)意訓(xùn)練”側(cè)重于創(chuàng)意的產(chǎn)生和實(shí)踐。在實(shí)施“創(chuàng)意訓(xùn)練”的過(guò)程中,教師積極引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用各種創(chuàng)造技法,培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力,同時(shí),也使學(xué)生在創(chuàng)造過(guò)程中學(xué)習(xí)新的知識(shí)。首先,我們?cè)跈C(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)2004級(jí)學(xué)生中開(kāi)展“創(chuàng)意訓(xùn)練”試點(diǎn),然后又在該專(zhuān)業(yè)2005級(jí)學(xué)生中開(kāi)展以“工藝筆架”為題的創(chuàng)意制作,促使學(xué)生在創(chuàng)中學(xué)。在創(chuàng)意制作中,我們給出“工藝筆架”的模型作為樣本,要求學(xué)生進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)和制作。整個(gè)過(guò)程分三步進(jìn)行:第一,明確創(chuàng)意實(shí)習(xí)的任務(wù)、方式和方法。第二,選擇合適的工具設(shè)備和正確的加工方法加工設(shè)計(jì)零件,并完成裝配和裝幀工作。第三,舉辦作品展覽交流會(huì),讓每個(gè)學(xué)生將自己的心得體會(huì)與全體師生交流。在工藝筆架總體設(shè)計(jì)階段,我們采用我國(guó)學(xué)者許國(guó)泰首創(chuàng)的創(chuàng)造技法—信息交合法,改變學(xué)生的思維習(xí)慣,提高學(xué)生的思維能力,擴(kuò)展學(xué)生的思維層次,培養(yǎng)學(xué)生多系統(tǒng)、多方位、高效率的思維素質(zhì)。信息交合法由四個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成(圖1為“工藝筆架”的信息交合圖):一是定中心。確定所研究的信息及聯(lián)系的上下維序的時(shí)間點(diǎn)和空間點(diǎn)—零坐標(biāo),即“筆架”。二是劃標(biāo)線。用向量標(biāo)串起信息序列,即以“筆架”為中心劃出功能、材料、工藝及設(shè)備、結(jié)構(gòu)、時(shí)間與風(fēng)格、裝配與裝幀等坐標(biāo)線,建立若干條信息標(biāo)。三是注標(biāo)點(diǎn)。在信息標(biāo)上注明有關(guān)信息點(diǎn),如在工藝及設(shè)備標(biāo)線上注明鉗工、車(chē)床(數(shù)控車(chē))、銑床、焊接、數(shù)控線切割等。四是相交合。以一條標(biāo)線上的信息標(biāo)為母本、以另一(或同一)標(biāo)線上的信息標(biāo)為父本,相交后可產(chǎn)生新的信息。如以功能標(biāo)線上的信息標(biāo)“筆筒”為母本,以材料標(biāo)線上的信息標(biāo)“木、竹”為父本,交合后可產(chǎn)生仿古的竹木筆筒;以功能標(biāo)線上的信息標(biāo)“筆筒”為母本,“臺(tái)燈、電話”為父本,交合后可產(chǎn)生帶電話和臺(tái)燈功能的筆筒,而電話和臺(tái)燈本身也可以交合為一體;以裝配標(biāo)線上的信息標(biāo)“螺紋聯(lián)接”為母本,以工藝設(shè)備標(biāo)線上的信息標(biāo)“普通車(chē)床車(chē)螺紋”、“數(shù)控車(chē)床車(chē)螺紋”、“鉗工的攻絲和套絲”為父本,交合后均可以完成不同聯(lián)接方式的零件裝配等。交合后,看上去還是原來(lái)的“筆架”,但因?yàn)椴牧系牟煌?、加工與裝配的變化、功能的增加等諸多改變,為“筆架”更新?lián)Q代、新“筆架”的開(kāi)發(fā)帶來(lái)了可能性。結(jié)果表明,在學(xué)生制作的170多件作品中沒(méi)有一件是重復(fù)的,這些具有新穎性、實(shí)用性和創(chuàng)造性的作品,是學(xué)生通過(guò)創(chuàng)造性思維訓(xùn)練和工程訓(xùn)練取得的創(chuàng)造性成果。另外,在工藝筆架的局部設(shè)計(jì)中,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用“頭腦風(fēng)暴法”、列舉法、組合法等創(chuàng)造技法開(kāi)展創(chuàng)造性活動(dòng),進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生在創(chuàng)中學(xué)。交流思想不僅有利于學(xué)生創(chuàng)造出新產(chǎn)品、創(chuàng)造性思維的開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新能力的提高,而且有利于學(xué)生創(chuàng)造性人格的塑造,舉辦作品展覽交流會(huì)的目的就在于此。在“創(chuàng)意訓(xùn)練”的總結(jié)交流會(huì)上,每個(gè)同學(xué)介紹自己的創(chuàng)意作品和心得體會(huì),使好的創(chuàng)意給大家以啟示,成功的經(jīng)驗(yàn)給大家以借鑒,失敗的教訓(xùn)給大家以警醒,也促使學(xué)生在創(chuàng)中學(xué)。三、金工文化思想在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的體現(xiàn)受各種因素的制約,學(xué)生實(shí)習(xí)的工種尚不能做到面面俱到,而且各個(gè)工種的實(shí)習(xí)內(nèi)容也僅僅是課程內(nèi)容的部分,這就需要在理論課教學(xué)中對(duì)實(shí)習(xí)以外的內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充和延伸。因此,在開(kāi)展工程訓(xùn)練理論教學(xué)時(shí),我們以學(xué)生實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ),使學(xué)生全面、系統(tǒng)、正確的把握工程本質(zhì)的內(nèi)涵與外延,并融入“鍛精品鑄輝煌燃燒激情千錘百煉匠心妙手成佳作,興特色創(chuàng)品牌施展鴻圖細(xì)刻精雕領(lǐng)異標(biāo)新塑金工?！钡慕鸸の幕?促進(jìn)學(xué)生思考,把感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí),實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新能力從量變到質(zhì)變。在實(shí)踐中,我們主要采用三種方式進(jìn)行理論教學(xué):一是將靜態(tài)的書(shū)本教材通過(guò)錄像、視頻、動(dòng)畫(huà)等多種形式轉(zhuǎn)化為多媒體教材,將被感知、被認(rèn)識(shí)、被抽象、被推理的事物及其發(fā)展變化的形式和過(guò)程,用仿真、模擬、形象化的方式表現(xiàn)出來(lái),一方面擴(kuò)大學(xué)生的視野、豐富學(xué)生的知識(shí)面,另一方面幫助學(xué)生透過(guò)現(xiàn)象認(rèn)識(shí)本質(zhì),使學(xué)生形象地建立起客觀世界與主觀世界、存在與運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)屬性概念,以夯實(shí)學(xué)生創(chuàng)新能力的物質(zhì)(知識(shí))基礎(chǔ)。二是借助自主開(kāi)發(fā)的“工程訓(xùn)練網(wǎng)上練習(xí)與考核系統(tǒng)”,構(gòu)建以學(xué)