結(jié)合文理科專業(yè)特色的工程訓(xùn)練教學(xué)改革

張科研 賈廣攀 黎泉 曾江黎

摘? 要：面向文理科專業(yè)開展的工程訓(xùn)練課程，激光加工分配課時(shí)少，教學(xué)內(nèi)容基本相同，教學(xué)效果不佳。基于“以人為本”的教學(xué)理念，并結(jié)合不同文理科專業(yè)特色，提出針對性的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，摒棄千篇一律的教學(xué)設(shè)計(jì)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的好奇心、求知欲，讓學(xué)生學(xué)會(huì)利用工程加工技術(shù)開闊專業(yè)應(yīng)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(xué)生鋪設(shè)可供探索的實(shí)訓(xùn)平臺。

關(guān)鍵詞：專業(yè)特色? 教學(xué)改革? 激光加工? 課外拓展

中圖分類號：G642.0? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)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(shù)的一種，利用光能實(shí)現(xiàn)金屬、非金屬的切割、打孔及打標(biāo)工藝。激光加工技術(shù)不僅在機(jī)械加工行業(yè)有廣泛應(yīng)用，在建筑、藝術(shù)、醫(yī)療、美容等各行各業(yè)中也占有一席之地。作為一門工程實(shí)訓(xùn)課，對文理科學(xué)生的要求更多的是知其所以然，并結(jié)合自身專業(yè)特色拓展技術(shù)應(yīng)用，真正學(xué)有所得。所以針對文理科的工程訓(xùn)練體系要區(qū)別于工科學(xué)生，上海大學(xué)荷嵐嵐等人提出的基于激光加工實(shí)踐的進(jìn)階式課程體系對工科學(xué)生工程訓(xùn)練有非常好的指導(dǎo)作用，但不適合文理科學(xué)生的工程實(shí)訓(xùn)。

要知道，完全摒棄專業(yè)特色的工程訓(xùn)練，只是給學(xué)生加了一門課程，“參觀”了一些機(jī)械設(shè)備，“加工”了一些不合格品，沒有產(chǎn)生較理想的教學(xué)效果。久而久之，學(xué)生沒有學(xué)到知識，會(huì)認(rèn)為這門課對于文理科生沒有用，自身專業(yè)與工程加工相關(guān)性太遠(yuǎn)。同時(shí)，二級學(xué)院將不再支持學(xué)生的工程訓(xùn)練拓展學(xué)習(xí)。

目前，筆者學(xué)校工程訓(xùn)練教學(xué)模式也在探索中，提出模塊化、菜單式的工種選擇，不同專業(yè)應(yīng)點(diǎn)適合自己的“菜”（工種），形成適合本專業(yè)的模塊化訓(xùn)練內(nèi)容。此外，因?qū)I(yè)不同，“菜”的“分量”（課時(shí)量）和“口味”（內(nèi)容側(cè)重）也應(yīng)不同，這便是此文提出的改革思路。基于激光加工技術(shù)，結(jié)合該校藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)、食品專業(yè)、建筑工程專業(yè)的學(xué)科特色，探討工程訓(xùn)練教學(xué)改革思路，為其他工程訓(xùn)練子項(xiàng)目的教學(xué)改革提供參考。

1? 教學(xué)內(nèi)容的改革

工程訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容的改革，需要指導(dǎo)老師課前做好結(jié)合專業(yè)特色的教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)。這對于學(xué)生開拓自身專業(yè)具有重要的引導(dǎo)作用。

1.1 藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)

案例引入：

藝術(shù)家鄔建安利用激光切割機(jī)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(shù)作品——鹿王（如圖1所示）。遠(yuǎn)看是一匹優(yōu)雅的白鹿，近看才發(fā)現(xiàn)這竟然是數(shù)千數(shù)萬個(gè)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(shù)家大衛(wèi)·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(tǒng)雕塑的作品。

實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：

主題“我的專屬style”。結(jié)合藝術(shù)專業(yè)特色以及課程體系，利用Photoshop、3DMAX設(shè)計(jì)軟件構(gòu)造藝術(shù)圖案，通過不同材質(zhì)金屬板、木板、水晶、不同顏色亞克力板等，完美呈現(xiàn)藝術(shù)作品。如圖3所示學(xué)生作品，天然的樹葉構(gòu)造出藝術(shù)作品以及透明亞克力板切割繪畫，制作出屬于自己的藝術(shù)風(fēng)格。

1.2 食品工程專業(yè)

案例導(dǎo)入：

激光加工工藝的應(yīng)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(gè)脆弱的雞蛋，也能設(shè)計(jì)出新的花樣。激光雕刻工藝正好滿足人群追逐創(chuàng)意的需求，實(shí)現(xiàn)了舌尖上的藝術(shù)加工。如圖4所示，以食物為設(shè)計(jì)原型的創(chuàng)意飾品。

實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：

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

1.3 建筑工程專業(yè)

案例導(dǎo)入：

許多學(xué)校、模型愛好者和建筑公司都喜歡使用激光切割機(jī)加工建筑模型，方式更簡單、更節(jié)省。激光加工不會(huì)像傳統(tǒng)方式會(huì)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(shè)計(jì)的加工要求。瑞典Byggom AB辦公室，建筑表面被激光切割的網(wǎng)格金屬板包裹，如圖6所示，坡度網(wǎng)格的反射藍(lán)設(shè)計(jì)可以隨著日夜和天氣的變化而改變。

實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：

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(yīng)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(shí)用性。利用設(shè)計(jì)軟件添加獨(dú)特設(shè)計(jì)元素，實(shí)現(xiàn)板材的切割，將設(shè)計(jì)、加工和家居串在一起（如圖7所示）。

2? 工程訓(xùn)練課程的課外拓展

以上是基于基本教學(xué)內(nèi)容的激光加工基礎(chǔ)訓(xùn)練，學(xué)生能基本掌握完成任務(wù)的流程包括設(shè)計(jì)和加工，但是不具備復(fù)雜三維創(chuàng)意品加工的能力。對于愛好激光加工技術(shù)的學(xué)生，需要為其拓展課外學(xué)習(xí)。內(nèi)容包括激光內(nèi)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(shè)置公選課、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺以及校內(nèi)培訓(xùn)。

2018年至今，每學(xué)期開設(shè)的“激光加工趣味加工”公選課，讓學(xué)生收獲滿滿，受到一致好評。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)模塊中，學(xué)院各賽事賽項(xiàng)都有涉及激光加工，如無碳小車、越野機(jī)器人等作品的加工，同時(shí)也作為大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的開放平臺。培訓(xùn)模塊，可以每學(xué)期或每年在校內(nèi)舉辦激光加工培訓(xùn)班，為全校學(xué)生提供深入學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。

3? 結(jié)語

面向文理、工科的工程訓(xùn)練課程，在實(shí)訓(xùn)設(shè)備充裕、師資力量充足的前提下，有必要結(jié)合專業(yè)特色，結(jié)合在校二級學(xué)院師生的課程反饋，結(jié)合畢業(yè)學(xué)生的回訪意見，結(jié)合企業(yè)單位對人才素質(zhì)的要求，多方面、多層次地調(diào)整工程訓(xùn)練課程內(nèi)容。制定出適合不同基礎(chǔ)水平和專業(yè)背景學(xué)生的課程體系，切實(shí)提高工程訓(xùn)練的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 何嵐嵐，張海光.基于激光加工實(shí)踐的進(jìn)階式課程體系建設(shè)探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2018（12）：228-231.

[2] 張科研，孫繼旋.基于高校人才培養(yǎng)的工程訓(xùn)練教學(xué)改革[J].國網(wǎng)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2017（6）：82-84.

[3] 劉利，劉江麗.融合設(shè)計(jì)元素的激光加工實(shí)踐課程的教學(xué)探析[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2018（11）：5-10.

①基金項(xiàng)目：2016年度欽州學(xué)院教改項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：2016QYJG22）;2017年第二批產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：201702120067）;2017年度欽州學(xué)院教改項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：17QJA16）;教育部高等學(xué)校機(jī)械基礎(chǔ)/工程訓(xùn)練教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)教育科學(xué)研究立項(xiàng)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：JJ-GX-JY201733）;廣西高等教育本科教學(xué)改革工程項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：2016QYZGZ03）;2016廣西區(qū)級教學(xué)改革工程項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：2016JGB392）。

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