機電綜合工程訓練實踐教學的探索

魏德強 劉建偉 呂汝金

【摘 要】結合桂林電子科技大學機電綜合工程訓練中心的建設，對工程實踐教育進行深入探索，構建了三層次遞進式工程訓練教學體系，提出基于工程目標的工程訓練新模式，完善教學內容與教學手段，能取得良好的教學效果。

【關鍵詞】工程訓練 實踐教學 教學體系

【中圖分類號】G【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2013）08C-0037-02

隨著社會的發展和高等教育的改革發展，對實踐教學提出了更高的要求。與此相適應，高等工程教育也進入一個全新的發展階段。在此背景下，國內眾多高等學校先后成立了工程訓練中心。工程訓練中心作為高等工科院校實施綜合工程實踐教育的校內基地，在培養學生綜合素質，提高學生工程實踐能力和創新精神中發揮了極其重要的作用。本文將對桂林電子科技大學機電綜合工程訓練中心（簡稱“工程訓練中心”）的實踐教學進行探討。

一、三層次遞進式工程訓練教學體系的構建

（一）工程認知

為培養學生的工程意識，拓寬工程視野，工程訓練中心針對本校所有工科專業及部分文科專業新生開設了工程認知訓練，包括機械工程認知訓練和電子工程認知訓練。通過對機械與電子發展歷程、加工原理的了解，以及典型設備的操作，使學生對工程訓練加工方法及用途有了全面的感性認識。

（二）工程訓練

為增強學生的工程實踐能力和動手能力，面向二、三年級學生開設工程訓練，其包括機械工程訓練I、機械工程訓練II、電子工程訓練I和電子工程訓練II。工程訓練以機械制造工藝技術和電子制造工藝技術為平臺，對學生進行機械制造和電子技術等方面的基本訓練，提高了學生的實踐動手能力，強化了工程意識。在此過程中，學生通過各種儀器設備和工量具的使用，以及訓練項目的引入，掌握了機械和電子制造的基本原理、工藝特點、應用范圍和機電產品制造過程。

（三）綜合創新

綜合創新訓練是學生在掌握了相關知識的基礎上，綜合運用各種加工方法，設計并制作出具有一定功能的創新作品。本層次以各式綜合創新作品和各種學科競賽（如工程訓練綜合能力競賽、機械創新設計大賽、電子設計大賽等）命題為題材，為學生開設了豐富多彩的功能機構設計與制作、嵌入式系統設計等內容，通過本層次的訓練，大大增強了學生的綜合應用能力、創新能力和團隊協作能力。

二、多元化的教學手段

先進的教學手段是工程訓練實踐教學質量的保障。傳統的以教師為中心的“灌輸式”“師傅教徒弟”的教學模式已不能適應當今工程訓練的要求。為提高工程訓練的教學效果，在原有的現場教學的基礎上，新增了遠程無線網絡設計與制造系統、視頻教學系統、網絡教學，滿足了不同學生的工程訓練實踐學習需要。

（一）無線網絡設計與制造系統

無線網絡設計與制造系統是包括機械、電子、控制、信息、CAD/CAM等多種高新技術集成的現代化教學系統。具體做法是利用CAXA網絡設計制造平臺構建的局域網，將加工中心、數控銑、數控車、電火花線切割、激光加工等現代加工技術操作指令實現網絡無線傳輸。在此過程中，學生只要在計算機室進行相關產品設計，經審核無誤后即可將程序傳輸到相應的加工設備上，完成零件的加工。無線網絡設計與制造系統的引入，大大提高了現代設備的設計與制造效率。

（二）視頻教學系統

視頻教學系統主要針對現場演示較多、操作難度較大的設備，通過在加工設備上安裝高清攝像裝置，將機床的操作過程、指導教師的講解實時傳輸到多媒體教室，學生即可進行遠程學習。視頻教學系統能將復雜的操作過程進行分解，從而大大降低了學習的難度，同時由于學生不必再擁擠到操作現場，提高了訓練的安全性。

（三）網絡教學

為滿足學生的自主學習需求，本中心將各種訓練內容、要求、評級體系等制作成網絡資源，放在工程訓練中心教學網站供學生使用。目前，制作并開放使用的網絡教學課程3門，多媒體課件18個，試題庫2個。利用這些網絡資源，學生根據自身情況及興趣愛好，可選擇不同內容進行深入學習，為工程訓練的順利開展提供了便利條件。

三、基于工程目標的訓練項目的實現

工程訓練的目標不僅要培養實踐動手能力，更應培養適應社會發展的具有大工程觀的工程技術人才。然而，受傳統的以“學習工藝知識，提高動手能力，轉變思想作風”為主要理念的工程訓練的影響，我國高等院校的工程訓練的安排基本按照工種內容進行，學生通過對各種設備、工具和量具的使用，對機電產品的制造方法有了初步了解和感性認識。但這種訓練方式很難讓學生站在大工程背景的角度理解和消化所學知識，缺乏對工業生產的整體認識，極大程度上消弱了工程實踐的訓練效果。

為真正實現工程實踐教育的目標，培養具有大工程意識的工程技術人才，桂林電子科技大學工程訓練中心對原有的訓練內容進行了全面革新。在工程訓練過程中，改變按工種順序進程的訓練方法，實行按工程目標的產品創新設計與制作的訓練方式，即訓練不是單人單一的加工某個零件，而是學生自由組隊，共同制作一個以實際工程應用為目標的機構或部件，通過對實際工程應用機構和部件的調查、研究、機械設計、工藝設計、成本分析，選擇合理的加工工藝和加工設備，通過各零件的各工種選擇和加工，最后裝配或組裝成一個作品，實現確定的工程目標。在訓練過程中，學生真正成為了學習的主體，充分訓練了協作能力、自主創新能力和綜合實踐能力，指導教師主要負責項目的審核、技術指導和驗收工作。

近三年來，通過對機械制造、材料成型以及電子工程等相關專業學生的試點，學生自由組隊200余隊，參與學生達1000余人，制造基于工程目標的創意作品100余件，部分作品被推薦參加國家級或省部級學科競賽，并取得了較好成績。基于工程目標的訓練項目的實現為我校今后工程實踐教育的發展奠定了扎實的基礎。

四、傳統與現代技術的有機結合

圍繞學生工程素質的培養和工程訓練內涵的發展，工程訓練中心必須完善訓練設備，實現由原來單一傳統工種技能訓練向現代制造技術的方向轉變。近三年來，為完善本工程訓練中心設備配備，共投入經費2400余萬元（包括中央與地方共建經費、示范中心專項經費、企業聯合共建經費、社會捐贈經費和學校配套經費），在保留傳統訓練內容的基礎上，引進代表技術發展前沿的現代設備，搭建了與現代工業同步、以先進技術為代表的現代化工程訓練平臺。

目前，機械工程訓練的設備包括傳統的車、銑、刨、磨、鑄、鍛、焊、鉗工等內容，還引進了大批現代設備，如數控車、數控銑、加工中心、激光加工、電火花加工、超聲波加工、快速成型以及先進的檢測裝置。電子工程訓練在原有收音機和黑白電視機裝配調試的基礎上，增加了SMT工藝技術、單片機應用技術和數字電視技術。

五、教學效果

工程訓練中心承擔全校60個專業機械工程和電子工程等認知、實驗、實習、綜合創新、生產實習等實踐教學，成為學校“卓越工程師”計劃實施基地，是國家級“電子信息類工程應用型人才培養模式改革創新實驗區”重要組成，也是開展“國家級大學生創新實驗計劃”和培養學生實踐能力、創新能力的重要場所。

工程訓練中心充分利用現有的教學資源對學生實行開放，在開放時間內，學生自主完成實踐與創新的題目選定、方案設計、結構設計、工藝設計、成本預算等流程，通過指導教師的審核與答辯，最后完成作品的制作。在開放過程中充分發揮了學生的主觀能動性和團隊協作精神。

工程訓練中心十分注重學生工程實踐能力和創新能力的培養，為學生搭建了廣闊的創新實踐平臺，使學生學有所用、學有所長。近年來，中心共承辦或組織省部級及以上學科競賽十余次，中心教師指導學生參加各種競賽獲國家級獎勵44項，省部級獎勵62項。

示范中心的建設，激發了教師開展教學改革的熱情。近年來，承擔區級教改工程重點項目2項，區級重點教材建設1項，區級教改項目7項，校級教改項目35項，發表教改研究論文54篇，出版專著4本，實驗教材8本，自編實驗講義11本，指導學生參與國家級創新實驗計劃8項，獲得省部級教學成果獎8項，獲區優秀教材二、三等獎各1項。

總之，工程訓練中心的建設與實踐教學模式的改革是一個長期的過程，應不斷完善工程訓練教學體系，為培養學生的綜合實踐能力、創新能力和團隊協作能力而不懈努力。

【參考文獻】

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[2]劉建偉，廖維奇，呂汝金.機電綜合工程訓練中心建設的探索[J].實驗室研究與探索，2011（4）

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[4]陳詠華，李麗榮.工程訓練實踐教學研究與探索[J].實驗技術與管理，2011（3）

[5]鄭志軍等.現代工程訓練教學體系的改革與創新實踐[J].實驗室研究與探索，2008（8）

【基金項目】2010年新世紀廣西高等教育教改工程項目（2010JGZ012）和桂林電子科技大學示范中心教改項目

【作者簡介】魏德強（1963- ），男，教授，碩士生導師，桂林電子科技大學機電綜合工程訓練中心副主任，主要從事金屬材料和機械基礎等有關專業基礎課的教學與研究工作；劉建偉（1978- ），男，桂林電子科技大學高級實驗師，在讀博士生，主要從事金屬塑性成形和機械制造的教學與研究工作；呂汝金（1978- ），男，桂林電子科技大學講師，碩士研究生，主要從事特種加工的教學與研究工作。

（責編 丁 夢）