合理选择训练载体 提高工程训练实践教学水平

合理选择训练载体提高工程训练实践教学水平

摘要：工程训练是提高学生实践能力、综合素质及创新能力的有效手段。在工程训练教学中，选择合适作品作为训练载体以满足不同层次工程训练教学，具有重要意义。本文对工程训练作品的作用、作品选择的原则进行了探讨，并以合适的作品为载体进行工程训练教学实践，提高了工程训练水平，培养了学生综合素质及创新能力。

关键词：工程训练；实践教学；载体；选择

工程训练主要目的是培养学生实践能力、综合素质及创新能力。学生通过亲自操作仪器设备，设计、加工、制作产品，激发潜能，提高工程实践能力、工程综合能力及创新能力。对于训练项目的开展，应有相应的作品为载体，学生围绕作品的设计、创新、加工制作等，开展工程训练教学[1]。在不同层次、不同性质的工程训练教学中，选择合适的训练作品，以作品为载体，加强工程训练，对学生能力的提升具有重要作用，对工程训练实践教学水平的提高具有重要意义。

一、训练作品选择原则

1．系统性原则。选择的训练作品应是一个完整的产品或系统，能够对学生实践能力、综合素质、团队协作能力、创新能力及设计能力等有所提高。作品涉及设计、加工制作等，能应用各种仪器设备进行加工、检测等。

2．适度性原则。训练作品难易必须适度，过于简单，不能体现工程训练的水准；难度过大，学生不易设计，加工制作困难。对于基础性训练项目，选择的作品应以提高实践能力为主体，穿插少量设计、综合或创新内容；对于设计性、综合性训练项目，选择作品应该突出设计性及综合性；对于创新性训练项目，以各类竞赛活动为基础，按照竞赛命题要求或学生自主命题，选择训练作品为载体进行创新研究活动。所以选择合适的作品作为训练载体是开展工程训练教学的关键。

3．经济性原则。训练作品的选择必须考虑经济成本，加工所需的工装、量具、材料应尽量以通用的工装、量具、材料为主，加工设备以学生容易掌握操作技能的常规、通用设备为主体。

4．新颖性原则。训练作品应该有一定的吸引力，具有一定的新颖性。没有创意的训练作品，不易激发学生的学习热情，不宜选择和在教学中拓展。

二、以作品为载体开展工程训练教学

河南理工大学工程训练中心在国家级实验教学示范中心建设过程中，致力于

工程训练教学改革。开设的工程训练课程针对不同教学内容，选择合适的作品为训练载体，提高工程训练实践教学水平。

1．选择“小型桌虎钳”为训练载体。中心自主开发设计的小型桌虎钳作为“工程实训与实践”层的教学载体。该产品包含了活动钳身、固定钳身、转盘架、偏心锁紧手柄、托杯、螺杆等20多个零件，具有体积小、重量轻、结构合理、工艺全面、综合性能优良等特点，涵盖了车、铣、刨、磨、铸、锻、焊、钳、装配等教学内容，有一定的公差配合、工艺流程连续，是一个完整、系统的产品。学生在学习过程中，积极性很高。桌虎钳的加工制作，涉及基础性、设计性、综合性等训练项目，主要面向二、三年级本科生，时间3周，以工科类专业为主体，2～3名学生组队，围绕桌虎钳这一作品完成零件的加工制作、装配及表面处理。其中学生除完成规定的转盘架、活动钳身、固定钳身加工制作外，其余零件学生可以根据桌虎钳特点，进行自主设计。通过对产品的部分零件的设计、加工制作、装配等训练，不仅可以使学生实际参与产品加工的整个工艺过程，培养实际动手能力、综合素质；同时拓宽视野，跟踪前沿，学生的工程素质和工程意识得到进一步强化。

2．以“轴向快速锁紧装置”为载体提高学生工程综合能力。轴向快速锁紧装置广泛用于光/电缆等行业；而传统的螺母锁紧装置、紧定螺钉套锁紧装置、销套锁紧装置等锁紧机构，存在锁紧时间长，效率低、易损坏及需要专用工具进行锁紧等缺点。针对这一问题，在工程综合训练中，以学生为主体，通过对传统锁紧装置存在的问题进行调研，提出优于传统锁紧装置的设计方案，同时完成“轴向快速锁紧装置”的加工制作。中心在安排学生工程综合课程训练时，按照团队竞赛方式，3～5名学生组成团队，每队设置一名负责人，围绕作品的设计、零件加工、装配开展训练。同时每个团队需要提交《方案设计报告》、《零件加工工艺报告》、《方案成本分析报告》和《工程管理报告》四个设计报告。最后由指导教师组成的成绩评定小组对学生提交的作品、设计报告、答辩等进行本课程的成绩评定。以“轴向快速锁紧装置”为载体的工程综合训练主要面向大三机械、材料类专业开设，总学习时间1周，教学模式按照集中与开放并行进行，鼓励学生利用业余时间，通过提前预约，完成学习任务。

3．选择难易程度不同的电子产品加强电子工艺训练。按照不同专业的特点和要求，改变原来单一组装收音机、机械式万用表等训练内容，突出电子工艺训练内容层次化和产品多样化。对电类专业的学生，重点突出专业特点，组装调频、调幅技术难度较大的贴片式收音机，教学内容侧重产品的原理、结构及组装工艺等。对近电类专业，组装面包电话机、简单数字万用表等电子产品，教学内容注重产品的结构与工艺过程。对非电类专业，组装门铃等简单电子产品，教学侧重产品组装，突出实践动手能力。电子工艺训练内容的改革，因材施教，专业针对性强，训练效果明显，深受学生欢迎。电子产品组装等训练主要面向大三机械、电类等专业开设，时间1～2周。

4．选择具体行业特色的“矿井提升绞车电控系统”为载体加强电工训练。中心针对我校的行业特色，自主研发了“矿井提升绞车电控系统”作为电工训练的载体。该系统主要由矿井提升绞车、提升物料支撑井架、交流电动机、变频器、电

气控制柜、液晶显示触摸屏、网络传输接口、安全保护装置等组成。可实现电工接线、电气控制、变频控制、可编程控制、计算机可视化（组态技术）控制、矿井提升绞车运动控制等主要功能。以该作品为载体的电工训练，主要面向全校大三电气、机械、材料等专业开设，开设时间1周，开设的训练项目以设计性、综合性为主。

5．以作品制作为载体开设实践类工程训练公选课。目前，大部分高校开设的公共选修课的实践教学大多数停留在以理论学习、教学演示、基本操作、普及型教学模式上[2]。为培养学生的实践能力、综合素质及创新能力，我校工程训练中心专门开设了实践类工程训练公共选修课，公选课面向全校大二、大三和大四学生，不限专业。工程训练公共选修课以综合性、设计性和创新性训练项目为主，课时在32学时以内，其中理论授课时间不超过20%，实践教学时间不低于80%。成绩考核采用笔试、答辩、总结报告、实际操作、实践成果等多种形式有机结合的方式进行，重点突出学生实践能力和创新能力培养。我校工程训练中心开设的公选课有“数控编程与实训”、“慧鱼机电系统创意与实践”、“单片机应用系统设计”、“机器人工程实践与探索”、“快速原型技术实训”、“激光雕刻技术实训”、“工业机器人技术与应用”等。学生必须自主设计相应作品并完成作品的加工制作，公选课成绩评定需要每位学生提交作品。如“数控编程与实训”课程，每位选课学生设计、加工制作一个形状较复杂的零件，设计时重点考虑前期基本训练内容的有效综合、加工工艺和相关理论知识点的实际应用[3]。“单片机应用系统设计”要求学生设计一套包含基本控制功能在内的控制模块，同时学生可根据自身能力特点，增加控制功能，最终完成电路板的设计、元器件的连接及组装。公共选修课除了规定时间内进行授课及学生完成加工制作外，还可以利用中心的开放时间来完成该课程的学习。

6．以竞赛命题或自主命题为载体进行科技创新活动。中心把学生科技创新活动作为培养学生创新能力的重要途径，不断拓展工程训练中心作为学生科技创新活动基地的功能与内涵。参加科技创新活动的成员由各年级不同专业的学生组成。科技创新内容以兴趣为导向，计划项目与自拟项目相结合，方式以自主研究学习为主，管理模式以学生自主管理为主。科技创新活动的载体主要是大学生科研训练计划项目、学生自主选题设计、研究、制作，校级、省级、国家级各类竞赛活动命题等（如第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛“无碳小车”）。学生通过各类命题的研发、加工制作，提高了团队协作能力、工程综合能力及创新能力。

三、工程训练教学实践成效

河南理工大学工程训练中心以国家级实验教学示范中心建设为契机，不断改革和创新，针对不同的训练层次及训练项目，选择合理的训练作品为载体，加强学生能力的培养。通过近几年的实践，效果较为明显，不仅激发了学生的学习热情，同时学生的实践能力、综合素质及创新能力得到了有效提升，工程训练的内涵建设日趋完善，训练水平进一步提高。

工程训练是大学生培养过程中一个非常重要的实践环节，它对激发学生参与