基于機械創新大賽的機械工程訓練教學模式改革研究

【摘 要】為提高機械類專業學生的工程實踐能力和綜合創新能力，應借助機械創新大賽平臺來激勵和支持學生進行創新設計和制作。介紹了我校結合各種機械創新大賽，進行機械工程訓練教學模式改革的經驗。

【關鍵詞】教學模式 機械創新大賽 考核 體系

【中圖分類號】G【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2013）01C-

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隨著科學技術的迅速發展和教育改革的不斷深入，為適應工業界對創造能力強、素質高的工程技術人才的迫切需要，我國高等教育正在逐步實現由傳統的應試教育向現代的綜合創新型素質教育轉化。創新能力其實是一種綜合素質的表現，不僅需要相關的專業工程基礎和一定的人文素養，還需要豐富的工程實踐經驗、創造力和與他人協作的能力，創新教育是高層次的素質教育。

因此，高等院校都很重視學生創新能力的培養，但怎樣培養、如何培養卻沒有形成一種較為有效可行的長效機制。目前許多高校都借助機械創新大賽這個平臺來鼓勵和支持學生進行創新設計，如全國大學生機械創新大賽、全國大學生綜合技能大賽、中南地區大學生機械創新大賽、廣西區大學生機械創新大賽等。但在實際操作時，由于缺乏教師必要的指導，學生對創新方法沒有概念，缺乏研究實際設計案例的經驗，最終導致創新設計行為具有很大的盲目性。其實，不加任何指導地放手讓學生去做并不是創新教育，真正的創新教育是需要一個教學體系作支撐的，并且應該有相應的教學模式與之匹配。這種教學體系應包括創新方法、現代設計方法、現代加工方法、創新案例等一系列因素。為了適應創新教育需要，我們把機械類專業學生的金工實習的教學內容、教學方法、教學模式都進行了改革，同時把金工實習的課程名稱也改為機械工程訓練。

一、改革的主要內容和目標

（一）建立“基礎訓練+目標訓練”的教學新模式

機械類專業機械工程訓練的傳統教學模式是：實習時間一般為連續3～5周（我校實習時間為4周），在實習時間內對學生進行車、銑、刨、磨、鉗、鑄造、焊接、數控車、數控銑、數控電火花線切割、加工中心等機械制造工藝的訓練。這種實習模式對學生學習工藝知識、提高動手能力具有一定的作用，學生實習完后，對各種機床的操作有一定的掌握，但對產品從設計到加工，再到裝配調試的整個流程卻一無所知，這樣不利于學生培養工程實踐能力，增強創新精神和創新能力。

為了讓學生掌握機械產品從設計到加工，再到裝配調試的整個流程，只有讓他們親自參與產品的設計制造，通過親身體會，培養工程實踐能力，增強創新精神和創新能力。為了達到這樣的教學目標，我們把4周的實訓時間分成兩部分。第一部分為基礎訓練階段，共3周時間，主要對學生進行傳統的車、銑、刨、磨、鉗、鑄造、焊接、數控車、數控銑、數控電火花線切割、加工中心等機械制造工藝方面的訓練，通過實訓，讓學生理解機械制造的工藝基礎知識，提高學生的動手能力。第二部分為工程目標訓練階段，時間為1周，為了保證學生有足夠的時間來完成實訓內容，實訓結束后中心實行開放管理。在這個階段，讓學生分組自己設計加工制作一件具有一定功能的作品，作品可以是機械產品，也可以是具有一定功能的部件，要求每個學生都必須參與。通過實訓，讓學生了解機械產品從設計到加工，再到裝配調試的整個流程，培養學生的工程實踐能力，增強他們的創新精神和創新能力，為學生參加各類機械創新大賽打下基礎。

這種“基礎訓練+目標訓練”的教學模式，打破了傳統的金工實習“以教師為中心”的教學觀念，轉變為“以教師為主導、學生為主體”的教學觀念，提高了學生實習的積極性、創造性和團結協作精神。

（二）結合大賽內容，建立目標訓練項目庫

學生在目標訓練的過程當中，能自己設計項目并加工出來，固然很好，但我們在教學改革的過程中發現，大二的學生由于知識面較窄，大部分同學要想設計出創新的作品還是有一定的困難，設計的作品往往過于簡單，諸如簡單風扇、抽水機之類，達不到工程訓練的目的。因此，有必要建立一個目標訓練項目庫，給學生提供借鑒和參考。

在目標訓練過程中，首先要求學生自己設計項目，對于基礎不是太好的同學，可以給他們項目庫里原有項目的3D圖，再要求學生根據3D圖設計出裝配圖和零件圖。項目的來源以歷屆機械創新大賽的內容為主，并引進企業的產品和功能部件，將學生的實訓與各類機械創新大賽和企業的實際生產結合起來，為學生以后的工作打下基礎。只有這樣，學生設計加工出來的作品，才具有一定的技術含量，滿足學生在實訓過程中的教學需要，取得較好的教學效果。同時，通過目標訓練，學生對傳統的車、銑、刨、磨、鉗、鑄造、焊接、數控車、數控銑、數控電火花線切割、加工中心等機械制造工藝會有更進一步的理解和掌握。

（三）建立科學的成績考核評價體系

學生成績考核評價方式要適應教學改革的變化，考核評價應引導學生發展全面的素質能力、創新精神，成績評定對學生起激勵引導作用。考核內容包括應知應會、技能操作、圖紙和工藝設計、裝配調試、成本核算等內容，其中基礎訓練占60%，主要包括應知應會和技能操作等內容，由指導老師直接評定；目標訓練占40%，主要包括圖紙和工藝設計、裝配調試以及成本核算等內容，考核方式可以形式多樣，如作品展示、答辯等。

二、改革效果

機械工程訓練是我校機械制造及其自動化、機械電子工程、模具、材料成型等4個專業的實踐環節。通過教學改革，將教學內容與各類機械創新大賽結合起來，既能取得較好的教學效果，又能提高學生學習的積極性，學生在近幾年的各類機械創新大賽中取得了較好的成績：在全國機械創新大賽和大學生工程訓練綜合能力競賽中獲得二等獎3次，三等獎1次；在廣西高校大學生創新設計與制作大賽和全國大學生機械創新設計大賽廣西賽區中獲得一等獎10次，二等獎9次，三等獎6次；在中南地區港澳特區大學生機械設計與制造創新賽中獲得二等獎3次，三等獎2次。

通過上述教學改革，我們取得了較好的教學效果，通過工程實訓，學生的三種能力得到了提高。

一是學生的工程實踐能力得到了提高，學生經過貼近實際工程的工程實訓，對實際工程的整個工藝流程有了親身的體會，包括產品的設計、制造、安裝、調試等。

二是學生的創新能力得到了提高，學生在工程實訓過程中，充分發揮自己的想象力，設計制造出各種不同功能、不同外形的作品，如消防車、裝卸車、遙控車等。

三是學生的團結協作能力得到了提高，在工程實訓的過程中，我們把學生分成若干個小組，每組5～6人，共同完成一個作品，在作品設計制作過程中，學生自己分工負責，相互配合，互相學習，團結協作能力得到了培養。正如一個同學在實訓后的心得體會中寫道：“團結力量：做任何一件事必須有一個強有力的團隊支持，相信團隊的力量、利用團隊的力量比孤軍奮戰更有效。”

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[4]丁洪生.工程訓練實踐教學體系的改革與創新[J].實驗技術與管理，2005（6）

【基金項目】新世紀廣西高等教育教改工程項目（2010JGZ012）；桂林電子科技大學校級教改項目（ZL230235）

【作者簡介】廖維奇（1968- ），男，高級實驗師，研究生，研究方向：機械制造及自動化，數控技術。

（責編 丁 夢）