創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育背景下工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)應(yīng)用
——以數(shù)控加工訓(xùn)練為例

李學(xué)濤

（三峽大學(xué)，湖北宜昌 443000）

工程訓(xùn)練實(shí)踐課程是在校大學(xué)生非常重要的一門課程，啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真實(shí)踐，積極創(chuàng)新，對科學(xué)思維和工程素質(zhì)的培養(yǎng)都具有十分重要的意義，是實(shí)踐課程體系中基礎(chǔ)的一環(huán)，是培養(yǎng)本科生實(shí)踐能力、提高學(xué)生工程實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)。隨著各地高校對實(shí)訓(xùn)教學(xué)的不斷深化改革，其中代表著先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展方向的數(shù)控加工技術(shù)也受到了重視。數(shù)控技術(shù)實(shí)踐的改革不僅停留在先進(jìn)制造方面，而且在“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”[1]背景下，學(xué)校的工程訓(xùn)練中心也針對數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)開展了一系列的探索和應(yīng)用。

1 數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)課程的特點(diǎn)

數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)課程作為工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，有諸多特點(diǎn)，結(jié)合國內(nèi)多家高校的教學(xué)方式[2]總結(jié)如下。

1.1 傳統(tǒng)數(shù)控實(shí)訓(xùn)加工課程

數(shù)控加工是先進(jìn)制造技術(shù)的代表，隨著社會的不斷發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品的制造由最初的手工制造到機(jī)械化制造，現(xiàn)在不斷地向智能化和數(shù)字化方向轉(zhuǎn)變，所以現(xiàn)代企業(yè)對數(shù)控加工技術(shù)人員的需求也日益增加。在校大學(xué)生除了需要學(xué)習(xí)專業(yè)理論，動手操作能力也十分重要，所以數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)課程在工程體系教學(xué)環(huán)節(jié)中有重要地位。

數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)課程不僅能培養(yǎng)在校大學(xué)生的工程實(shí)踐能力，而且還能有效提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，增強(qiáng)就業(yè)競爭力。

1.2 數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)方面的不足

數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)課程在開設(shè)中也有一些問題，對于不同專業(yè)的學(xué)生應(yīng)該有不同的側(cè)重點(diǎn)，因?yàn)閿?shù)控加工實(shí)訓(xùn)課程需要相關(guān)的理論專業(yè)課程作為基礎(chǔ)，部分高校細(xì)分工作做得不到位，導(dǎo)致相關(guān)專業(yè)學(xué)生覺得偏簡單，不相關(guān)專業(yè)又感覺偏困難[3]。部分學(xué)生、教師對實(shí)踐教學(xué)不夠重視，部分學(xué)生來實(shí)踐學(xué)習(xí)僅僅是為了學(xué)分的獲取，指導(dǎo)教師指導(dǎo)不夠嚴(yán)格。

創(chuàng)新點(diǎn)不足，教師通常會制定好課程需要加工的相關(guān)零件圖紙，學(xué)生的工作主要是學(xué)習(xí)圖紙的工藝、編程和加工的處理，沒有讓學(xué)生考慮如何設(shè)計(jì)、優(yōu)化等問題，沒有起到增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的作用。

2 三峽大學(xué)在“雙創(chuàng)”背景下數(shù)控實(shí)訓(xùn)課程的改革

三峽大學(xué)工程訓(xùn)練中心在“雙創(chuàng)”背景下做出了一系列的課程改革與應(yīng)用。

2.1 平臺的搭建

三峽大學(xué)在平臺的搭建上投入力度很大，在資金和政策上大力支持，回顧這幾年的發(fā)展，最開始實(shí)訓(xùn)基地由實(shí)習(xí)工廠承擔(dān)，場地狹小，設(shè)備臺套數(shù)不足，當(dāng)時僅有的兩臺數(shù)控設(shè)備遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了學(xué)生數(shù)控實(shí)訓(xùn)課程的需求。學(xué)校針對此問題，修建了工程訓(xùn)練中心大樓，配備各類先進(jìn)的設(shè)備，其中專業(yè)的編程模擬仿真教室兩間，在實(shí)訓(xùn)大車間引進(jìn)數(shù)控車床10臺、數(shù)控銑床14臺、五軸加工中心1臺、四軸加工中心1臺、數(shù)控雕刻機(jī)2臺等，各類加工設(shè)備共計(jì)20多臺，囊括大部分?jǐn)?shù)控設(shè)備，為數(shù)控實(shí)訓(xùn)課程的開展和后期“雙創(chuàng)”培養(yǎng)奠定了非常好的基礎(chǔ)，實(shí)習(xí)工廠也正式改名為工程訓(xùn)練中心，不僅是名字的升級，也成了學(xué)校一個獨(dú)立的二級學(xué)院。再到如今引入“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育學(xué)院”，把工程訓(xùn)練和“雙創(chuàng)”緊密地聯(lián)系在一起，更有益于對學(xué)生的工程素質(zhì)教育和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，使兩者有機(jī)融合，中心還引進(jìn)專門的孵化器公司，方便學(xué)生注冊公司并協(xié)助學(xué)生對公司進(jìn)行日常管理工作。

2.2 數(shù)控課程體系的改革

針對傳統(tǒng)的數(shù)控實(shí)訓(xùn)課程，大膽變革，對基礎(chǔ)的數(shù)控實(shí)訓(xùn)課程進(jìn)行升級，升級為專業(yè)性更強(qiáng)的數(shù)控加工綜合訓(xùn)練課程，通過多年的探索，在工程訓(xùn)練中心中相對成熟的課程有兩門：數(shù)控加工課程和工程綜合訓(xùn)練。

數(shù)控加工課程主要針對數(shù)控技術(shù)實(shí)踐方面的提升，學(xué)生主要學(xué)習(xí)數(shù)控車床和數(shù)控銑床的操作，電腦仿真編程和數(shù)控實(shí)際加工相結(jié)合，提高了學(xué)生的工程素質(zhì)，并且為激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力，鼓勵學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)。課程主要分為兩個階段，第一個階段為設(shè)計(jì)、編程和模擬仿真，在這一階段學(xué)生通過給定圖紙進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)出圖紙中的相關(guān)零件，把相關(guān)零件細(xì)分成若干部分，針對每一個部分進(jìn)行數(shù)控編程，編程結(jié)束后在電腦上使用數(shù)控機(jī)床模擬仿真軟件進(jìn)行數(shù)控機(jī)床模擬仿真運(yùn)行，運(yùn)行結(jié)束后確保程序無誤后進(jìn)行數(shù)控機(jī)床實(shí)際操作，為使每個學(xué)生都達(dá)到比較好的實(shí)踐效果，同時能讓學(xué)生有互相討論的空間，仿真操作每人操作一臺計(jì)算機(jī)，數(shù)控機(jī)床操作3名學(xué)生為一個小組。為了避免出現(xiàn)安全問題，采用仿真和實(shí)操相互穿插的上課方式。

工程綜合訓(xùn)練更是加入了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)元素[4-5]，同樣80學(xué)時的大課，保證每位學(xué)生都能得到充足的實(shí)訓(xùn)練習(xí)機(jī)會，課程從設(shè)計(jì)開始只告訴學(xué)生實(shí)現(xiàn)某些功能，不會指定作品，從而引發(fā)學(xué)生思路，做出不一樣的作品，每一個零部件都由學(xué)生自行加工，不僅要填寫每一個零件的工藝卡片，還要調(diào)研市場，做產(chǎn)品成本分析，包括加工制作成本和材料成本，學(xué)生分小組制作，并進(jìn)行最終的比賽，依托工程訓(xùn)練中心的各類加工設(shè)備，推動了學(xué)生工程素養(yǎng)的提升。本次課程的特點(diǎn)是以數(shù)控加工操作為主，還加入了其他先進(jìn)制造技術(shù)來拓寬學(xué)生的思路，比如激光加工、3D打印等一系列實(shí)踐課程，通過對不同加工方式的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅開闊了視野，還在學(xué)習(xí)過程中對比每種加工方式的優(yōu)缺點(diǎn)，更能體會到數(shù)控加工技術(shù)作為先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展方向的主要原因。本次課程的最終目的是一步一步指導(dǎo)學(xué)生從最基本的工藝學(xué)習(xí)到了解實(shí)物的發(fā)展現(xiàn)狀，再到創(chuàng)新思維的發(fā)散，最終到工程實(shí)踐，逐步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)能力[6-7]。

2.3 教學(xué)方法的改革

課程內(nèi)容的改革只是一個方面，另一個重要的方面是更加注重教學(xué)方法的改革，傳統(tǒng)的數(shù)控加工實(shí)踐教學(xué)都使用“填鴨式”的方法，指導(dǎo)教師把所有內(nèi)容講解完畢后帶著學(xué)生實(shí)踐操作，圖紙零件都是固定的內(nèi)容，加工方法也基本相同。重點(diǎn)改革的教學(xué)方法叫作啟發(fā)式教學(xué)，啟發(fā)式的教學(xué)方法主要是引導(dǎo)學(xué)生自己思考、獨(dú)立實(shí)踐，這樣不僅有利于加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新思維的鍛煉，還可以很好地提高學(xué)生的動手能力。比如在工程綜合訓(xùn)練中講到產(chǎn)品的制作時，對于產(chǎn)品中每一個非標(biāo)零部件的制作，指導(dǎo)教師只是告訴學(xué)生可以用到哪些加工方式，講解每種加工方式的優(yōu)缺點(diǎn)，最終用何種加工方法學(xué)生可以自己決定，針對某些可以通過不同的加工方式來制造的零件，引導(dǎo)學(xué)生多次嘗試不同的加工方法，進(jìn)行論證實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)踐對比最后擇優(yōu)選擇。從問題的提出，到解決問題方法的思考，再到實(shí)踐論證，有理有據(jù)，循循善誘，使學(xué)生真正使用工程技巧來解決實(shí)際問題。通過引導(dǎo)式的教學(xué)方法，更加有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力。

2.4 打造競賽特色

工程訓(xùn)練中心不僅在課堂上能加強(qiáng)數(shù)控實(shí)訓(xùn)的學(xué)習(xí)，在學(xué)科競賽方面的應(yīng)用也取得了很好的成績。為了提升學(xué)生的實(shí)踐能力，選拔綜合實(shí)訓(xùn)考核成績較為優(yōu)秀的學(xué)生，指導(dǎo)其參加各類競賽，對學(xué)生的幫助很大，要求也比較高，學(xué)生在競賽中不斷突破各類難題，數(shù)控技術(shù)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力也得到提升，最終大部分學(xué)生都可以在競賽中取得國家各類獎項(xiàng)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)和以后的就業(yè)，甚至于自主創(chuàng)業(yè)都有著積極影響。

學(xué)生把科技競賽作為工程實(shí)踐活動的有效載體，在課堂外利用碎片化時間進(jìn)行科技競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類項(xiàng)目競賽的實(shí)踐訓(xùn)練，通過這些系統(tǒng)的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題的能力、科技創(chuàng)新力以及創(chuàng)業(yè)能力，通過營造濃厚的科技競賽氛圍，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使科技競賽真正對學(xué)生起到促進(jìn)作用。

3 對未來數(shù)控實(shí)踐課程的一些嘗試方向

嘗試將教學(xué)與科研開發(fā)相互結(jié)合。教師要及時將數(shù)控領(lǐng)域的前沿發(fā)展方向分享給學(xué)生，激勵學(xué)生。教師要利用教學(xué)和科研方面的優(yōu)勢，促進(jìn)二者的相互統(tǒng)一、相互轉(zhuǎn)換。

嘗試將教師的培養(yǎng)和先進(jìn)數(shù)控技術(shù)相互結(jié)合，教師作為實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的主導(dǎo)者，如果技術(shù)不過關(guān)，眼界不夠廣，很難培養(yǎng)學(xué)生成為工程素質(zhì)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力都過硬的人才。同時不僅要走出去，還要請進(jìn)來，可以從優(yōu)秀的企業(yè)聘用具備一定教學(xué)能力的工程技術(shù)人員來學(xué)校擔(dān)任兼職教師，將他們優(yōu)秀的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技能技巧分享給教師和學(xué)生。

嘗試將課堂模擬為企業(yè)，實(shí)行企業(yè)化運(yùn)行和管理，從實(shí)際生產(chǎn)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)業(yè)能力。

嘗試在數(shù)控技術(shù)實(shí)踐操作方面做更多的延伸，比如在現(xiàn)有的數(shù)控實(shí)踐課程的基礎(chǔ)上增加一些新的訓(xùn)練內(nèi)容，讓課程內(nèi)容更加豐富、飽滿。除了數(shù)控車床、數(shù)控銑床的實(shí)踐操作，加入更多的數(shù)控設(shè)備的操作，比如數(shù)控雕刻機(jī)、數(shù)控插齒機(jī)等方面的實(shí)踐操作。

4 結(jié)語

高校要深化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革，以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)為目標(biāo)，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育要全方面融入現(xiàn)代工程訓(xùn)練中，而數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)有著顯著特點(diǎn)，更容易融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，把創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育設(shè)置到數(shù)控加工工程訓(xùn)練各個環(huán)節(jié)中，更加有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)思維，實(shí)現(xiàn)“創(chuàng)新推動創(chuàng)業(yè)，以創(chuàng)業(yè)促進(jìn)就業(yè)”，對工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)改革具有一定的借鑒作用。