工程訓練中工程素質的培養與實踐

[摘要]為了適應工程素質教育發展的要求，培養和提高學生的工程素質和創新精神，在工程訓練的實踐教學過程中，通過提供良好的軟件和硬件實施條件，學生有選擇的進行實際產品實踐、先進制造技術實踐、創新設計與制作實踐、職業技能培訓，強化其產品設計、工藝制定和加工制作能力，創新思維和創新潛能得到充分發揮，提高了機械加工工藝知識、工程技術能力和創新意識，為培養高素質人才起到了重要作用。

[關鍵詞]素質教育;工程訓練;工程素質;創新意識

[中圖分類號]G642.44[文獻標識碼]A[文章編號]1005-4634(2010)05-0069-03

工程素質包括工程知識、工程意識和實踐能力等[1]。工程訓練作為一門實踐教學課程，在開展教學活動中，引發學生的探索和研究興趣，提高學生的實踐能力、工程素質和創新精神成為教學改革的重要內容，提高學生的工程實踐能力和創新能力，運用現代科學技術的理論知識去解決工程實踐問題成為主要教學目標，因此在工程訓練的實踐教學過程中，把實際產品實踐、先進制造技術實踐、創新設計與制作實踐以及職業技能培訓等內容引入到工程訓練中，以提高學生分析解決問題能力和創新能力，這對于提高學生工程素質起到重要作用。

1適應教學改革的要求

隨著經濟全球化的產業發展對工程技術人才需求的增加，自燕山大學機械工程學院成立工程訓練中心以來，十分重視基地建設和師資力量培養，把科研融入到實踐教學中去，開展“學研產”互動辦學，積極開發工業產品，不斷更新和充實工程訓練內容，改變了傳統工藝占主導的舊的教學內容，精選保留部分機械制造業中目前仍廣泛應用的傳統工藝方法，提高了新工藝、新技術和新設備的教學比倒，為學生后續課程的學習及從事機械行業工作打下良好的基礎。

1.1工程訓練條件

工程訓練中心經過幾年的軟件和硬件建設，共投入資金1000多萬元，不斷充實傳統加工實習，增加數控加工、特種加工等現代加工設備及技術。目前實踐教學建設面積為7000多平方米，擁有數控加工中心1臺，各種數控車床22臺，激光切割雕刻機1臺，數控銑12臺，電火花成型機1臺，數控線切割機9臺，并配套引進各種相應的教學軟件(如CAXA制圖、CAXA線切割、CAXA數控車、CAXA數控銑等軟件)，并且開發出“鋼筋調直切斷機”系列產品。中心由60臺計算機組成局域網同時與多臺數控銑床、數控車床、線切割機床相連，學生在微機室完成零件的加工程序后，通過局域網傳輸到數控機床上最終完成零件的數控加工。所以，工程訓練中心不僅成為學生接受傳統加工工藝和現代制造技術實習培訓的基地，又是研制和生產機電一體化高科技產品的制造工廠，2006年評為河北省實驗教學示范中心。

1.2教學師資條件

工程訓練內容涉及多學科交叉的基礎知識，合理的師資隊伍建設十分關鍵。通過多年的人才培養和引進，并充分發揮老教師的傳、幫、帶作用，目前指導教師隊伍在教學和科研方面都得到了提高。多名青年教師在學院和學校組織的青年教師講課比賽中獲獎，完成機械基礎系列課程建設項目1項和現代加工實踐教學平臺項目2項，建設省級精品課程1門，承擔和參與了國家科技支撐計劃項目、國家自然科學基金項目等多項縱向課題，以及寶鋼、武鋼等橫向課題多項。在各類學術刊物和學術會議上發表論文60多篇，SCI收錄10余篇、EI收錄20余篇，獲得國家科技進步二等獎1項，省部級二等獎2項、三等獎1項，教學和科研能力較強。

2工程素質的實踐內容

2.1傳統工藝技術實踐

根據中心現有的“鋼筋調直切斷機”產品(圖1a所示)，把產品零部件的加工融入到工程訓練過程中，按照學生的實際情況適當選擇某些零件(圖1b為傳動軸零件圖)，并留有一定的加工余量，按圖紙尺寸、形位公差、表面粗糙度及技術要求，利用傳統工藝方法實現產品的加工，學生在老師的指導下制定加工工藝，選擇加工設備，這種訓練方式不僅使學生掌握機械加工中的關鍵要素，又把機械制圖、互換性與測量技術、金屬工藝學等理論課程與實踐進行了有機結合，加強了對圖紙的認識，體會并量化了形位公差、表面粗糙度等抽象概念，同時也使學生認識到保證產品質量的重要性，稍許的失誤就會造成精度偏差而成為廢品，增強了學生一絲不茍的學習態度與精神，以及產品質量意識。

2.2數控工藝技術實踐

目前計算機技術和網絡技術的發展十分迅速，為了提高學生的數控加工工藝知識和應用能力，接受復雜綜合的先進制造技術的系統訓練，根據學生所學專業的特點開展計算機輔助設計和輔助制造(CAD/CAM)一體化實訓模式。在工程訓練中學生通過查閱相關資料，自主進行待加工零件的三維造型，并輸出零件圖紙，制定相應的加工工藝，實現零件設計、工藝設計、編程和加工一體化。在常規設備上對毛坯進行粗加工之后，配合充足的計算機資源，進行計算機輔助設計和輔助制造，在現代加工機床上根據需要進行數控加工或者特種加工，再根據產品要求輔助其他工序，實現自主創新設計和制造。具體工作流程如圖2所示。這種實訓模式突破了傳統分工種分散實習的限制，集成了計算機輔助技術和信息網絡技術，學生完成了三維設計、數控編程、加工工藝緊密結合的綜合性訓練，加深了對數控機床和先進制造技術的理解，使工藝認知水平和工程素質得到提高，圖3為部分加工作品。

2.3創意制作實踐

隨著教學改革的不斷深入，在工程訓練過程中，學生掌握了機械制造的基本理論和基本技能后，為了培養創造性解決問題的思維和素質，在實訓中有選擇性的開展創意制作，開拓了學生的視野，發揮了學生的創新思維能力，從經濟、實用、美觀的角度出發設計出風格各異的產品，學生根據自己的設計和設想，帶著濃厚的興趣完成創意制作任務，責任心和積極性得到了充分調動，這種創意制作打破了傳統實習的框架式訓練模式，提高了學生的創新思維能力和動手能力，為以后的實際工作奠定下扎實的設計基礎和正確的思維方法，對提高工程訓練質量起到了巨大作用。圖4為部分創意制作作品(其中a)為鐵藝作品，b)為木型作品，c)為鑄造作品，d)為線切割作品)。

2.4職業技能培訓

為了加強學生的實踐操作訓練，突出技能教育和動手應用能力，工程訓練中心開展多項職業培訓和職業資格鑒定，并頒發技能培訓證書(見圖5)，為學生在實踐能力、創新能力、創業能力、就業能力方面提供廣闊的發展空間。

為提高各種機械加工設備的熟練操作能力，以及機械設備使用說明書的理解能力，豐富機械設計工程知識，培養處理各種實際問題的能力，工程訓練中心開展“全國見習機械設計工程師”資格認證。為了提高計算機的使用能力，強化“數控技術”，提高數控編程、數控設備操作及數控工藝技術，工程訓練中心開展數控工藝員“CETTIC”培訓，并頒發中國就業培訓技術指導中心的“數控工藝員”證書。為熟練使用三維CAD軟件，提高三維數字化設計知識和三維繪圖技能，完整地表達設計概念和設計結果，提高設計效率，工程訓練中心開展“全國三維實體設計培訓”，并由中國就業培訓技術指導中心頒發“職業培訓證書”。在職業培訓中，學生的創新設計和創新思想不斷涌現，分析解決問題的能力也得到加強，同時通過職業培訓，學生不僅加強了工程素質，也為就業擴寬了渠道。

工程素質的培養是21世紀高等教育人才培養的一個重要方面。由于學生接觸實際工業生產的機會較少，工程訓練的實踐教學變得尤為重要，為學生提供了理論與實踐完美結合的良好環境，不僅使學生掌握了機械加工的工藝知識、增強了工程素質，而且對于培養學生的創新思維和創新精神起到了重要作用。也為進一步提高教學質量、培養高層次創新人才創造了條件。

參考文獻

[1]唐英，孫榮祿，雷貽文.關于高校工程訓練的思考與實踐[J].高等教育研究學報，2008，31(2):69-71.