開展激光打標工程訓練的探索與實踐

摘 要：工程訓練實訓教學是高等教育的一個重要環節，它是使學生將所學的基礎理論知識、專業技術知識與實際應用相結合的實踐過程。激光打標技術是當代兩大科技——激光和計算機的結晶產品，是一種在工件上留下永久性標記的打標方法。圍繞著激光打標機的特點和使用，本文在如何對學生進行實訓進行了多渠道多方面的探討和實踐，從中總結出合理的實訓方案。

關鍵詞：高等工程教育 激光打標 工程訓練 實訓教學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

一、引言

隨著人類社會和科學技術的迅速發展，學校教育的內涵正在發生著深刻的變化。第三屆全國教育上作會議明確提出：素質教育的重點是培養創新精神和實踐能力。當前高等工程教育正朝著具有現代工程背景的大工程教育方向發展，造就一大批能主動適應社會，具有繼續學習知識、傳播知識、利用知識和創新能力的復合型人才已成為教育人士的共識。工程訓練實習教學是高等工程教育的一個重要環節，是一次難得的接觸工業化生產，接觸社會，拓寬自己視野的機會，它是使學生將所學的基礎理論知識、專業技術知識與實際應用相結合的實踐過程。高校的工程訓練中心為工科大學生提供了良好的工程背景，在工程訓練中，指導教師可以利用良好的工程環境，將理論與實踐結合起來，將知識與技能結合起來，將動腦與動手結合起來，將智商與情商結合起來，初步為學生建立一個工程的概念，而這些知識僅從課堂、書本和黑板上是無法得到的。通過工程訓練實習教學環節來加強素質教育，提高學生實踐能力和綜合素質，工程訓練在這方面具有其它課程無可替代的重要作用。

廣東工業大學實驗教學部的工程訓練中心是我省高校的唯一一個國家級示范中心。為了適應新形勢的發展需要，我部添置了若干包括激光打標機(如圖1所示)在內的先進儀器設備。

為了更好地利用激光打標機等儀器設備，也為了更好地拓展學生的知識面，培養學生的創新意識和能力，我們進行了教學改革，把原來的以數控銑和數控車為主的數控實訓內容拓展，將激光打標機等先進制造設備也列入學生實訓的范圍。

激光打標技術是當代兩大科技——激光和計算機的結晶產品，它是利用高能量密度的激光束對不同的物質表面進行局部照射，通過表面物質的化學或物理變化，顯出所需雕刻的圖形、文字，從而在工件上留下永久性標記的一種打標方法。激光打標技術具有應用范圍廣、加工效率高、開發速度快、加工精度高、維護成本低、社會效益好等優點，是傳統加工方式可替代的最佳選擇。近年來，激光打標技術已經在很多領域取代了傳統的打印和噴碼而成為常規的加工方式。面對此種先進的機器，如何對學生進行實訓，被列入了我們的探索和實踐的日常議程中。

二、方案的構思

第一是對激光打標機實訓的目標進行定位。包括指導思想的確立、實訓時間的確定。一是實訓的目標是啟發學生的學習興趣，培養學生的自學和創新能力，注重動手能力的訓練。通過指導教師的示范教學后，由學生根據自身的愛好設計并加工出富有特色的作品；二是因學生在數控實訓總的時間所限，所以對激光打標機的實訓時間定為一節課，包括指導教師的講解和學生的動手時間。

第二是實訓的內容和流程的構建。由于是新開設的實訓內容，而且實訓時間又短，因此，我們事先構思了下列的幾個方案：

方案1。先由指導教師詳細介紹激光打標機的打標原理、總體結構，示范操作步驟、軟件的使用(包括系統主界面介紹，主菜單、文檔工具欄、繪圖工具欄、對象列表區、對象屬性區和雕刻控制區的介紹)，并提醒學生操作過程中應注意的事項等，接著展示一些已完成的作品，以舉例繪寫一個圖案(如圖2所示)并在工件上打標來結束講解。剩余時間由學生自己動手創作完成自己的作品。

方案2。指導教師在上課之前把激光打標機的打標原理、總體結構、打標作品等以掛圖方式掛出，上課時對機子作簡單介紹后，只講解軟件的使用，其余時間要求學生自己設計并打出作品，并要求輪不到操作的學生利用時間看掛圖了解相關的知識。

方案3。指導教師在上課前先把激光打標機全部功能開啟，準備好機器，學生一來教師只簡單講解軟件的使用，留大部分的時間要求學生動手操作并打出作品。

三、對方案的實踐并確定最佳方案

針對擬定的各個實訓方案，我們進行了一系列的探索和實踐。經過對不同班級的同學在四周時間的多批次實訓，以及實訓后對學生的調查，總結出各方案的優點和缺點如下：

方案1。優點是：學生對激光打標機的操作和軟件有較深入的了解，興趣較濃，有躍躍欲試的沖動。缺點是：由于時間的限制，在指導教師作詳細的講解后留給學生的實際操作時間相對較短，使得學生動手的機會太少，創作出來的作品不多，大多數學生有意猶未盡的感覺。

方案2。優點是：一是自覺看掛圖的學生對激光打標機有較深入的了解，能夠整體了解激光打標機的工作原理、操作規程、操作步驟、對軟件有總體的了解，興趣較濃；二是學生動手的時間相對較多，創作出來的作品相對也多些；三是有的學生動手操作，有的學生看掛圖，使得學生不會空閑沒事做，對課堂紀律的維持起到良好的作用。缺點是：部分自覺性不高的學生只是停留在一知半解的程度，只滿足于能打出簡單的圖形就行，對原理等內容不予理會。

方案3。優點是：學生操作時間多，都有機會對激光打標機進行操作，幾乎是每個學生都能給自己留下一個永不消失的紀念品。缺點是：一是由于只能一人操作，所以其他同學無事可做，只能圍觀，當作品完成時同學們經常會情不自禁地起哄，噪音較大；二是由于指導教師只是作簡單的講解，學生對激光打標機的原理等都不了解，所以學生只能按照教師的提示，操作一些簡單的內容，設計出的作品也是普普通通，大部分同學以在自己的手機或書包上刻下自己的姓名來完成操作，有特色的作品比較少見。

通過一個月的時間對學生采用各方案進行實訓，比較實訓的過程和效果，最后我們衡量總結出適宜的方案：課前指導教師把有關激光打標機的工作原理、總體結構、操作步驟等做成掛圖掛出，同時也把樣品展示在機子的旁邊，方便學生觀看；上課時指導教師對機子結構作簡單的介紹，重點講解使用，對不同類型作品都作舉例，包括圖形的繪制和各參數的調整，留下大部分時間讓學生進行設計和打標，同時要求不操作的同學觀看掛圖和作品展示，激發創作熱情。

對于上述總結出來的方案，我們又在接下來的不同班級進行了實踐論證，效果達到了預期的目的。

四、結束語

通過對學生進行激光打標機實訓的探索和實踐，綜合各種方案的優點，我們總結了以上的一套對學生實施實訓的適宜方案，并用實踐來證明其合理性和良好的效果。從這一探索和實踐中，我們深深地體會到了先進制造在工程實訓中的重要性和必要性。隨著時間和實踐的深入，我們將把代表先進制造技術之一的激光打標實訓及其他數控加工實訓內容進行更深入的實踐和不斷的完善，強化學生對現代加工技術的掌握，鼓勵學生充分發揮自己的想象力和創造力，通過工程訓練培養出更多更合格的工程技術人才。

參考文獻

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[2]唐 英，等，關于高校工程訓練的思考與實踐[J].高等教育研究學報，2008，31(2)：69-71

(文字編輯、責任校對：王麗華)