“五育并舉”的光電特色專業勞動課的設計與實施

何艷艷　周海　黨云麗　朱廣志

［摘 要］針對目前部分高校大學生勞動教育被弱化，勞動教育內容專業性不強、創新性不夠等問題，華中科技大學光學與電子信息學院面向光電信息科學與工程專業本科二年級學生開設了光電特色專業勞動課。該專業勞動課包括勞動目的的確定、勞動設備的選擇、勞動培訓與示范、學生創意設計、采用專業軟件設計二維和三維結構圖形、采用先進設備進行結構件成型與組裝及調試、線上線下答疑解惑、現場驗收、勞動總結等環節。在課程設計過程中，該專業勞動課以具有實用性、趣味性的光電小制作為牽引，激發學生的勞動興趣和勞動熱情；以使用專業設備進行結構件成型、組裝及調試為主導，突出光電特色。從勞動效果來看，該專業勞動課設計將德智體美勞融入其中，提高了學生的專業技能和動手能力，培養了學生的工匠精神和創新意識，提升了學生的綜合素質。

［關鍵詞］光電特色；光電小制作；專業勞動課；專業勞動課的設計與實施

［中圖分類號］G642.0［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2024）07-0049-04

德、智、體、美、勞全面發展，即“五育并舉”能促進人的全面發展，其既是現代化國家對人的素質的綜合要求，也是現代化教育需要達到的一個目標[1]。而勞動教育是將德、智、體、美充分展現和運用的主要途徑[2]。

近年來，“唯分數論”的風氣有所抬頭，部分學校的教育有與“五育”脫鉤的趨勢，勞動教育在一定程度上被忽視，或被淡化、弱化[3-4]。部分高校未開設專門的專業勞動課，有的高校只開展了教育意義不足的勞動小活動，還有的高校只停留在體力勞動、社會實踐層面，沒有做到根據不同對象優化教育內容和創新教育形式，更不用說使勞育與德、智、體、美四育協同育人了[3，5]。手工勞作時代的金工實習等專業勞動課已不適合現代大學生，那么，新時代的專業勞動課應設計什么內容？怎么開展？什么樣的專業勞動課能將德、智、體、美、勞融入其中，以提高學生專業技能、培養學生工匠精神和創新意識、提升學生多學科綜合素質和新時代的勞動技能[6-8]？這些問題都亟待解決。

為了讓光電信息科學與工程專業（以下簡稱光電專業）的學生實現“五育并舉”，引導學生進行專業技能活動，鍛煉學生的勞動能力，同時提高工科學生的美學素養，華中科技大學光學與電子信息學院（以下簡稱光電學院）嘗試以勞動為主，以專業技能為導向，基于美學理念進行勞動操作與實踐的設計；通過勞動實踐培養學生的動手能力、專業勞動技能和勞動習慣。光電學院從勞動教育的角度出發，從光電專業的維度進行思考，以趣味性生活用品、美術作品為勞動作品， 融合基礎專業勞動教學、德育、美育等多個方面，面向光電專業大二學生開設光電特色專業勞動課。其主要內容是學生通過專業的平面、立體設計軟件自主進行建模設計，采用先進的光電專業技術和設備（如激光切割、激光打標、三維打印等）制作結構件，再進行組裝、調試，完成一個通電后能動或能發光的光電小制作，即勞動作品。

一、專業勞動課開設的目的

光電特色專業勞動課是針對目前部分高校勞動教育被弱化，部分學生不愿意參加勞動、不會勞動、勞動表現不佳、不珍惜勞動成果等問題，結合光電專業特點開設的專業勞動課。

光電特色專業勞動課的開設目的是通過專業勞動教育和實踐，加深本科生對專業前沿技術的認知與應用，培養學生的專業興趣，增強學生的勞動意識，提升學生的勞動能力，培養學生的工匠精神，讓學生養成愛勞動的習慣和品質[9]。同時，通過課程的實施將美育、勞育融入專業勞動課中，進而通過美育讓學生“雅”起來，通過勞育讓學生“強”起來，培養新時代德智體美勞全面發展的大學生，以滿足國家對人才的需求。

專業勞動課要求學生根據自己的喜好，自行選擇勞動作品類型，進行美學設計與創作，并利用實驗室提供的光電專業設備、工具和材料進行結構件的成型、加工和組裝，完成一件光電小制作，即勞動作品。這種勞動作品是根據學生的喜好來進行創意構思和美學設計的，因此不僅可以鍛煉學生的創造思維，還能提高其審美素養；這種勞動作品大多是與生活相關的趣味性較強的作品，要求有電驅動即能亮或能動，可激發學生的興趣，更有助于學生進行電路、電工方面的實訓和實操。在光電專業的專業勞動課中，學生使用光電專業的先進設備進行技術性勞動，有利于弘揚工匠精神；專業勞動課的任務多采用2～3人一組的形式進行，可鍛煉學生的協作分工和人際溝通能力。總之，整個專業勞動課程以趣味為牽引，讓學生采用先進的專業設備，從審美的角度出發，以小組為單位，通過創意性設計，完成光電小制作勞動作品，能實現“五育并舉”的育人效果。

二、可供使用的設備與材料

勞動作品需要設計結構件，結構件的成型主要有兩種形式，一種是增材制造，一種是減材制造。本專業勞動課希望學生能學會使用并熟悉這兩種制造技術。

增材制造一般采用三維（three?dimensional，3D）打印機。3D打印技術是把一個通過設計或者掃描等方式得到的3D數字化模型，按照某一方向或坐標軸切分成多個二維（two?dimensional，2D）剖面，然后一層一層打印出來并按位置依次堆積，形成一個實體模型。3D打印技術的優點是不需要傳統的刀具、夾具及多道加工工序，就能精確地制造出各種形狀的零件，還可以快速地將3D數字模型制造成立體實物，使設計擺脫傳統技術的約束，為創新設計提供巨大的創作空間[10]。本專業勞動課選用的是深圳閃爍科技有限公司制造的“Adventurer 4”型的3D打印機。

減材制造一般采用具有光電專業特色的激光切割機。木塊和亞克力板經過激光切割后可以拼接成各種形狀的結構件，適用于勞動作品的制作。木塊和亞克力板的激光切割一般采用二氧化碳（化學式為CO2）激光切割機[11]。CO2激光切割機的工作原理是CO2激光器發出激光束，并通過聚焦達到被切割物體的熔點或者沸點來對物體進行切割。將需切割的圖形設計好后導入電腦，由程序控制激光束在材料上移動，并配合輔助氣體吹走切割產生的廢渣，完成對材料的切割成型[12]。CO2激光切割機的優點是切割尺寸精度高、切口無毛刺、切口無變形、切割速度快、加工形狀無限制等。本專業勞動課選用的是廣東大族粵銘激光集團股份有限公司生產的“速切46040B”型CO2激光切割機。

此外，實驗室還提供了激光打標機、3D掃描儀、彩色打印機等設備，這些設備均可用于結構件成型或裝飾等工作。

實驗室提供的加工工具有萬能膠、熱膠槍、銼刀、砂紙、電烙鐵、軋帶、絕緣膠布、彩色筆、彩色紙、木頭鋸子、剪刀、一字起、十字起、吹風機等，這些工具均可供學生在勞動制作過程中對勞動作品進行打磨、拼接、裝配、裝修等操作。

實驗室提供的原材料有電池、電池盒、電線、發光二極管（Ligh Emitting Diode，亦稱LED燈）、馬達、橡皮筋、風扇葉片、電極片、開關燈、3 mm激光切割木板、3 mm激光切割亞克力板等。

三、專業勞動課的開展與實施

（一）專業勞動課要求

專業勞動課一般分小組進行，每個小組為2～3人，小組成員要進行分工合作，以培養團結協作精神。小組可根據組員的喜好商量決定制作哪種光電小制作，可選擇的作品有臺燈、手電筒、風扇、風車、補光燈、燈籠、走馬燈等，或其他學生感興趣的小制作。作品總體驗收要求為：（1）勞動作品通電后能亮或能動；（2）勞動作品必須是原創設計，不得抄襲或復制他人作品；（3）勞動作品外觀、顏色均要有一定美感；（4）勞動作品必須采用實驗室提供的設備加工完成。

專業勞動課成績主要由三部分組成：勞動作品占70%、勞動過程與表現占20%、勞動報告占10%。勞動作品根據其功能實現程度、外觀設計的美觀程度等給予綜合評價。勞動過程與表現根據學生在勞動過程中的參與程度、勞動態度、勞動表現和操作規范等情況進行評價。勞動報告重在讓學生對整個勞動進行總結，主要內容包括如何進行結構設計與美學設計、遇到什么困難及如何解決、獲得哪些方面的體驗與收獲，以及對本次專業勞動課有哪些意見和建議等。

（二）專業勞動課教學內容

專業勞動課的教學主要由培訓、示范、學生實踐、教師答疑、勞動作品驗收與評價、勞動總結報告等部分組成。

在勞動課前，對學生進行4學時的培訓與示范。培訓內容包括勞動的目的與意義、勞動要求、勞動的具體內容、勞動作品的驗收標準以及勞動過程中的安全注意事項等。

專業勞動課的目的和意義主要是通過分析目前部分大學生缺乏勞動機會、不珍惜勞動成果、不太重視動手能力的鍛煉、沒機會接觸專業設備、創新沒有用武之地，以及部分工科學生比較缺乏藝術細胞等現象，讓學生明白此次光電特色專業勞動課的重要性。同時應指出專業勞動課可能遇到的問題，如不會使用軟件或設備、加工結果不如預期、需要多次反復設計、團隊協作不協調、作品不適用或不美觀、勞動進度安排不合理、教師關注較少而使學生有失落感等。針對這些可能遇到的問題，提前引導學生正確對待和處理，以便學生在勞動過程中真正遇到問題時能迎刃而解。

勞動過程中的安全注意事項是重中之重，直接影響專業勞動課教學活動的開展。培訓時教師要向學生強調：在勞動前或中途，對儀器、設備有任何不確定的地方，一定要咨詢老師，不得擅自亂動；必須嚴格遵守儀器操作規程，否則容易造成人員安全事故、實驗儀器損壞或其他事故；尤其要注意激光的電和光方面的安全，以免造成高壓觸電、激光傷人事件，或對周圍環境造成損害。

教師可將勞動過程中所使用設備及軟件的使用說明和操作視頻等電子資料提供給學生進行學習。

勞動課的具體內容以走馬燈為例（如圖1所示），課前給學生進行講解與示范。課中制作時，首先，確定要制作的作品，領取相應的基礎元器件：電池、電池盒、LED燈、開關、電線等。其次，設計電路原理圖，初步連接實物電路。測量電池盒、開關的尺寸，構思設計走馬燈外觀，并將電池盒、LED燈以及開關設計在合理的位置，預留合適的安裝位置。繼而確定設計思路：走馬燈的底盤采用3D打印，走馬燈壁采用木板激光切割，走馬燈的蓋子設計帶爪子且能將走馬燈壁固定，采用3D打印；電池盒放在底盤下面，開關放在底盤上面，借助中空的柱子將線引入走馬燈內，上面連接LED燈。再次，采用中望3D軟件繪制用于3D打印的3D結構圖和用于激光切割的平面圖，采用3D打印機打印走馬燈的底盤、蓋子等結構件，采用激光切割機切割走馬燈壁。最后，進行組裝：先安裝電池盒、開關接線和柱子，把LED燈連接起來，測試電路；再安裝走馬燈下蓋、走馬燈壁，以及走馬燈上蓋。完成作品后，對作品進行總體的觀察和調整。

學生在進行勞動作品制作的過程中，有任何疑問都可以隨時在網上咨詢教師，或到綜合教室與教師進行討論與溝通。有些工具是每組都需要使用的，如剪刀、一字起、十字起等，則每組發一套；有些工具是部分學生要用的，則統一放在綜合教室，學生可以隨時取用。制作勞動作品所需的設備需要教師對設計方案進行審核并批準后，學生才能在教師的指導下使用，目的是確保學生和設備的安全。

勞動作品制作完成后，以組為單位，由教師現場進行驗收與評價。課后，每個學生還需完成1000字左右的勞動總結報告。

（三）專業勞動課教學效果

光電特色專業勞動課是先對學生進行培訓、示范，再讓學生自己動手進行勞動實踐。在整個勞動過程中，學生對作品進行創造性設計、簡單電路的初步設計，采用專門軟件進行結構件的2D、3D設計，采用專業設備進行結構件成型、組裝從而完成勞動作品，最后總結形成勞動報告。在勞動過程中，學生會不斷遇到問題，并思考、咨詢、解決問題，甚至通過多次反復制作等，才能最后完成勞動作品。這種具有光電特色的專業勞動課實踐，能使學生受益頗多。

首先，學生能直接收獲勞動成果——自己設計制作的勞動作品（如圖2、圖3、圖4所示）。其次，學生專業能力得到提高。學生不僅學會了如何使用2D、3D設計軟件、光電專業設備，如3D打印、激光切割、激光打標、3D掃描等，還學會了從全局角度思考如何設計一個樣品，在設計作品時，能從實用性、美觀、加工方式、組裝方式、結構、電路等方面進行全方位綜合考慮。最后，學生綜合能力得到提升。通過實踐，學生鍛煉了動手能力，培養了工匠精神；學會了合作，體會到了合理安排勞動分工的重要性；體會到了勞動成果的來之不易，更加珍惜生活；提高了發現問題、解決問題以及抗挫折的能力；提高了審美能力。

四、結語

光電特色專業勞動課是以突出光電特色為亮點，以激發勞動積極性和創意思維為出發點，以培養學生的專業勞動技能和勞動習慣為目的，面向有一定專業理論知識的光電專業本科二年級學生設計的勞動教育課程。該課程采用兩種具有代表性的、與光電相關的成型設備，通過對學生進行勞動培訓與示范后，讓學生進行自主創作、設計、組裝、調試等勞動訓練，最終以組為單位完成一件光電小制作，即勞動作品。這種勞動鍛煉開發了學生的創造性思維，激發了學生的勞動熱情，提高了學生的專業勞動技能，提升了學生的審美水平，提高了學生的工程實踐能力，全面提升了學生的綜合能力和綜合素質，為培養國家的棟梁之材貢獻了一份力量。

［ 參 考 文 獻 ］

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［責任編輯：劉鳳華］