結合文理科專業特色的工程訓練教學改革

張科研 賈廣攀 黎泉 曾江黎

摘? 要：面向文理科專業開展的工程訓練課程，激光加工分配課時少，教學內容基本相同，教學效果不佳?；凇耙匀藶楸尽钡慕虒W理念，并結合不同文理科專業特色，提出針對性的實訓內容，摒棄千篇一律的教學設計，調動學生的好奇心、求知欲，讓學生學會利用工程加工技術開闊專業應用。最后，提出多途徑的激光加工課外拓展，旨在為感興趣的學生鋪設可供探索的實訓平臺。

關鍵詞：專業特色? 教學改革? 激光加工? 課外拓展

中圖分類號：G642.0? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1672-3791（2019）03（b）-0114-02

激光加工是特種加工技術的一種，利用光能實現金屬、非金屬的切割、打孔及打標工藝。激光加工技術不僅在機械加工行業有廣泛應用，在建筑、藝術、醫療、美容等各行各業中也占有一席之地。作為一門工程實訓課，對文理科學生的要求更多的是知其所以然，并結合自身專業特色拓展技術應用，真正學有所得。所以針對文理科的工程訓練體系要區別于工科學生，上海大學荷嵐嵐等人提出的基于激光加工實踐的進階式課程體系對工科學生工程訓練有非常好的指導作用，但不適合文理科學生的工程實訓。

要知道，完全摒棄專業特色的工程訓練，只是給學生加了一門課程，“參觀”了一些機械設備，“加工”了一些不合格品，沒有產生較理想的教學效果。久而久之，學生沒有學到知識，會認為這門課對于文理科生沒有用，自身專業與工程加工相關性太遠。同時，二級學院將不再支持學生的工程訓練拓展學習。

目前，筆者學校工程訓練教學模式也在探索中，提出模塊化、菜單式的工種選擇，不同專業應點適合自己的“菜”（工種），形成適合本專業的模塊化訓練內容。此外，因專業不同，“菜”的“分量”（課時量）和“口味”（內容側重）也應不同，這便是此文提出的改革思路?；诩す饧庸ぜ夹g，結合該校藝術設計專業、食品專業、建筑工程專業的學科特色，探討工程訓練教學改革思路，為其他工程訓練子項目的教學改革提供參考。

1? 教學內容的改革

工程訓練教學內容的改革，需要指導老師課前做好結合專業特色的教學內容的設計。這對于學生開拓自身專業具有重要的引導作用。

1.1 藝術設計專業

案例引入：

藝術家鄔建安利用激光切割機在不同顏色的紙張上切割出不同形狀的剪紙，并手工拼接成這幅藝術作品——鹿王（如圖1所示）。遠看是一匹優雅的白鹿，近看才發現這竟然是數千數萬個不同圖形拼貼而成，畫中有畫。如圖2所示，金屬板材蝴蝶。藝術家大衛·歌詩坦通過激光切割金屬板，雕刻出不同的主題形象，再用顏料在金屬板繪制上色，完成了這幅不同于傳統雕塑的作品。

實訓教學內容設計：

主題“我的專屬style”。結合藝術專業特色以及課程體系，利用Photoshop、3DMAX設計軟件構造藝術圖案，通過不同材質金屬板、木板、水晶、不同顏色亞克力板等，完美呈現藝術作品。如圖3所示學生作品，天然的樹葉構造出藝術作品以及透明亞克力板切割繪畫，制作出屬于自己的藝術風格。

1.2 食品工程專業

案例導入：

激光加工工藝的應用是無止無境的，就算是一片簡單的吐司、一塊普通的餅干、一個脆弱的雞蛋，也能設計出新的花樣。激光雕刻工藝正好滿足人群追逐創意的需求，實現了舌尖上的藝術加工。如圖4所示，以食物為設計原型的創意飾品。

實訓教學內容設計：

主題“制作特色糕點模具”。在電腦上制圖后，使用激光切割機切割出多塊亞克力板進行拼合，獲得不同外形且圖案精致的糕點模具和糕點印花，如圖5所示。既可以是印有中文姓氏的糕點模具，又可以有各種如樹葉、中國結圖樣的糕點模具。

1.3 建筑工程專業

案例導入：

許多學校、模型愛好者和建筑公司都喜歡使用激光切割機加工建筑模型，方式更簡單、更節省。激光加工不會像傳統方式會對木板材有所折壓、刮傷，甚至材料變形，切割效果極其精密且清晰。尤其適用于少量訂單、多樣化設計的加工要求。瑞典Byggom AB辦公室，建筑表面被激光切割的網格金屬板包裹，如圖6所示，坡度網格的反射藍設計可以隨著日夜和天氣的變化而改變。

實訓教學內容設計：

主題“日常家居用品的制作”。激光加工在家居用品和飾品上的應用廣泛，衣服架、收納盒、筆筒、牛皮卷掛歷等等，凸顯激光加工的實用性。利用設計軟件添加獨特設計元素，實現板材的切割，將設計、加工和家居串在一起（如圖7所示）。

2? 工程訓練課程的課外拓展

以上是基于基本教學內容的激光加工基礎訓練，學生能基本掌握完成任務的流程包括設計和加工，但是不具備復雜三維創意品加工的能力。對于愛好激光加工技術的學生，需要為其拓展課外學習。內容包括激光內雕、激光金屬切割加工以及激光焊接、激光3D打印等。課外拓展的方式多樣，可以設置公選課、創新創業平臺以及校內培訓。

2018年至今，每學期開設的“激光加工趣味加工”公選課，讓學生收獲滿滿，受到一致好評。創新創業模塊中，學院各賽事賽項都有涉及激光加工，如無碳小車、越野機器人等作品的加工，同時也作為大學生創新創業的開放平臺。培訓模塊，可以每學期或每年在校內舉辦激光加工培訓班，為全校學生提供深入學習的機會。

3? 結語

面向文理、工科的工程訓練課程，在實訓設備充裕、師資力量充足的前提下，有必要結合專業特色，結合在校二級學院師生的課程反饋，結合畢業學生的回訪意見，結合企業單位對人才素質的要求，多方面、多層次地調整工程訓練課程內容。制定出適合不同基礎水平和專業背景學生的課程體系，切實提高工程訓練的教學效果。

參考文獻

[1] 何嵐嵐，張海光.基于激光加工實踐的進階式課程體系建設探索[J].實驗技術與管理，2018（12）：228-231.

[2] 張科研，孫繼旋.基于高校人才培養的工程訓練教學改革[J].國網技術學院學報，2017（6）：82-84.

[3] 劉利，劉江麗.融合設計元素的激光加工實踐課程的教學探析[J].實驗科學與技術，2018（11）：5-10.

①基金項目：2016年度欽州學院教改項目（項目編號：2016QYJG22）;2017年第二批產學合作協同育人項目（項目編號：201702120067）;2017年度欽州學院教改項目（項目編號：17QJA16）;教育部高等學校機械基礎/工程訓練教學指導委員會教育科學研究立項項目（項目編號：JJ-GX-JY201733）;廣西高等教育本科教學改革工程項目（項目編號：2016QYZGZ03）;2016廣西區級教學改革工程項目（項目編號：2016JGB392）。

作者簡介：張科研（1989—）女，漢族，山東濟寧人，碩士，講師，主要從事工程訓練中特種加工工藝、課程改革以及安全建設的研究。