凌明成
（江汉大学）
摘 要：工程体验是认知实践教学中的重要的环节，根据学生的特点，基于工程认知构建了实践教学体系，探讨了教学模式上的创新，并就教学实践中的创新能力培养做了分析与阐述，提出了建议与措施，对培养学生的工程创新能力起到积极的作用。
关键词：创新能力；实践教学；工程认知
本文立足培养学生工程实践能力和科技创新能力，将工程训练与科技创新制作相结合，对工程训练教学体系、内容和方法等进行改革，并结合桂林电子科技大学工程训练中心的教学实践进行进一步探讨。
一、改革工程训练教学体系、内容和方法
（一）改革教学体系
桂林电子科技大学工程训练中心建立在原金工中心基础之上，原教学体系从金工实习单纯的实践教学操作，发展为工程认知训练、基本加工工艺训练、先进制造技术训练、创新实践训练、自命题创意训练等系列化的教学体系。
（二）改革教学内容
首先，由基本技能训练向集知识能力素质和创新精神为一体的训练方式转化，由单机技术技能训练向部分实现局域网条件下的技术集成训练方向转化，由较单一知识和技能训练向综合性创新实践教学的方向转化。
其次，开发新的实训教学内容。为激发学生的实习兴趣，提高学生的创新能力与动手能力，达到良好的实习效果，桂林电子科技大学工程训练中心开发研究制定了新的加工实训教学内容。对于机械类的学生，由指导教师向学生分组布置创新设计制作的任务。在完成既定的实习内容后，留出3～5天时间让学生分组自主进行产品的总体方案设计。方案经教师认真审阅修改通过后，进行草图设计。待所有零件加工、装配图纸经教师审核后，则进入制作阶段，学生按设计要求在各工种指导人员的协助下独立加工。实习期间没有完成的内容可利用实训中心开放时间完成。1～2月后由中心教师组织学生答辩，并设立奖项。
以上改革的实施大大激发了学生的实习兴趣和创造热情，并提高了其独立分析问题与解决问题的能力。同时，教师在整个过程中教学能力和水平也得到提升。
（三）改革教学方法
桂林电子科技大学工程训练中心改变原来“零件生产”的教学方法，革新为“工程产品”教学方法，鼓励学生自行创新设计，培养学生的创新意识和能力，为学生营造一种真实的工程氛围；同时通过训练过程中的合作来培养学生的团队精神及组织、管理能力。此外，中心教师拓展多媒体教学、网络教学、综合训练、创新设计、自命题创意等多方位的教学方法，充分利用网络系统，结合数控技术和网络技术实现远程设计、网络传输、数字化制造等现代制造理念。
二、构建全方位的开放式工程训练教学模式
工程训练中心有丰富的教学资源，而校内许多学生在进行创新实践及科技活动时却找不到合适的场所和设备，中心和学生课外活动没有形成合理的运行机制，从而造成一方资源闲置，而另一方却无设备可用。现代工程训练中心不仅应成为大学生进行基础工程训练的平台，同时也应成为他们开展创新实践、课外科技制作和参与科研活动的平台。构建开放型工程训练体系，正是达成这一目标的有效手段。工程训练的开放可归结为以下几个方面。
（一）训练时间的开放
训练时间的开放，包括训练时间点开放和训练时数开放两层含义。理想状态下，训练时间点开放即学生在任何时间点，包括晚上、周末和节假日，都能进训练室参加训练；训练时数开放即学生可以根据自身需要任意延长或缩短训练时数。
（二）训练内容的开放
训练内容的开放从广度和深度两方面入手。训练广度的开放主要是指最大限度压缩必修训练项目，同时尽可能增加选修训练项目，提高学生选课的自主权和自由度。训练深度的开放主要是指对训练内容进行分级，如设立基本级、中级和高级三个等级，再由学生根据专业要求和自身条件选择合适的等级参加训练。
（三）训练方法的开放
工程训练中心的教学设施不可避免地存在生产性不足、先进性滞后的局限，这在一定程度上限制了训练的效力。训练方法开放就是不仅采用传统的现场训练手段，也采用现代的训练手段如多媒体教学、远程视频教育和仿真训练等。这些现代的训练手段不仅成本低，安全可靠，而且不乏直观性和吸引力，还可以弥补工程训练中心现场训练中的不足。
三、合理利用和开发软硬件资源，为工程训练教学改革提供良好平台
通过对桂林电子科技大学工程训练中心现有的设备及相关教学内容进行分析可知，在实习学生人数3000余人的情况下，合理利用和开发现有资源以适应教学内容和过程十分重要。对软件资源进行开发，是盘活硬件教学资源的基础，因此，桂林电子科技大学工程训练中心建立了工程训练网络课程，供学生远程学习。通过合理的人员和设备的配置，对实习学生进行多批次、满员额的调整和改革。除对现有的实习学习方式进行创新，教师还积极辅导学生参与各级机械创新设计大赛、“‘十一五大学生创新性实验项目”开发等，以工程实践学习的角度，通过贴近具体生产实际的研究和指导，最大限度地开发和完善教学内容。这些都在软硬件建设方面对中心的长远建设和发展起到潜移默化的促进作用。
四、学生科技创新制作实例
桂林电子科技大学工程训练中心创立了创新设计项目以启迪学生的创新灵感，同时与本部电子实习中心合作，发挥各自在机械和电子方面的强项，让学生进行真实产品与虚拟产品的开发设计，并让学生自己动手，将创新思想与实践相结合，制作出机械或机电综合产品。以下是学生团队机械创新作品——多功能担架（救援变形金刚）的制作过程：
第一，调研选题。选题主要由学生自主进行，教师提供一些选题方向供学生参考。学生制作完成创新项目申报的ppt等后进行答辩，介绍该作品详细设计思路、原理及创新点，专家和教师组成的评审团认真分析后给出意见和建议，确定其可行性。
第二，设计阶段。一是进行机构优化设计与机构动力学分析。使用相关编程语言对机构变形的关键结构尺寸进行优化设计。运用工程力学、高等数学、机械原理知识，设计并校核各构件结构尺寸，获得电动机和减速器的相关参数。二是对产品进行三维造型。使用CAD软件对作品进行三维造型后，通过其运动仿真模块实现虚拟样机的运动仿真，再次验证该方案的可行性。
第三，加工制作。加工制作主要由学生完成，指导教师负责指导，个别难度大、精度高的加工件由指导教师完成。本阶段同时完成产品的安装和调试。
第四，论文写作与答辩。将上述从方案论证到最后产品加工完成的全过程写成论文，结合该作品拍摄视频文件，并进行文字、图像剪辑，配合论文和实物让专家和学生更好地了解该产品。
综上，完成一个具有一定复杂性和难度的机械产品科技制作，对学生而言，不仅仅是将所学的专业核心课程知识进行了综合应用，而且极大提高了综合能力。此科技创新制作作品已在第四届全国机械创新设计大赛上取得二等奖。通过这个过程的锻炼，学生自信心增强、科技创新制作兴趣浓厚，同时也熟悉了机械产品制作的流程，了解了自己的不足，明确了个人今后的学习方向和发展方向。
五、结语
通过工程训练教学改革的实践，可总结出了以下几点经验：一是应改变原有“零件生产”的教学方法，革新为“工程产品”教学方法，培养学生的创新意识和能力。二是工程训练基地在提供正常教学服务的同时，还应为学生进行创新实践、科技制作、毕业设计以及个人业余学习提供全方位的服务，即实施全方位的开放式工程训练教学模式，最大效能地利用工程训练中心的资源。三是积极组织学生以项目的形式参与制作创新产品，并积极参加各级机械创新设计制造大赛，以提高学生工程实践能力和科技创新能力，为国家培养更多更优秀的创新应用型人才。
参考文献：
[1]傅水根.高校工程实践教学与管理法考察报告[J].金工研究，2003（1）
[2]陈金水等.创建工程训练教学中心[J].实验室研究与探索，2004（5）
[3]吉云亮，张瑞东.高校金工实习工程实践教学发展探讨[J].高校实验室工作研究，2007（2）
[4]丁政等.多模块开放型工程训练体系探讨[J].高教论坛，2008（3）
项目基金：武汉市教育局教学研究项目 项目名称：工程训练实践创新能力构建研究
