结合文理科专业特色的工程训练教学改革

张科研 贾广攀 黎泉 曾江黎

摘  要：面向文理科专业开展的工程训练课程，激光加工分配课时少，教学内容基本相同，教学效果不佳。基于“以人为本”的教学理念，并结合不同文理科专业特色，提出针对性的实训内容，摒弃千篇一律的教学设计，调动学生的好奇心、求知欲，让学生学会利用工程加工技术开阔专业应用。最后，提出多途径的激光加工课外拓展，旨在为感兴趣的学生铺设可供探索的实训平台。

关键词：专业特色  教学改革  激光加工  课外拓展

中图分类号：G642.0                                文献标识码：A                         文章编号：1672-3791（2019）03（b）-0114-02

激光加工是特種加工技术的一种，利用光能实现金属、非金属的切割、打孔及打标工艺。激光加工技术不仅在机械加工行业有广泛应用，在建筑、艺术、医疗、美容等各行各业中也占有一席之地。作为一门工程实训课，对文理科学生的要求更多的是知其所以然，并结合自身专业特色拓展技术应用，真正学有所得。所以针对文理科的工程训练体系要区别于工科学生，上海大学荷岚岚等人提出的基于激光加工实践的进阶式课程体系对工科学生工程训练有非常好的指导作用，但不适合文理科学生的工程实训。

要知道，完全摒弃专业特色的工程训练，只是给学生加了一门课程，“参观”了一些机械设备，“加工”了一些不合格品，没有产生较理想的教学效果。久而久之，学生没有学到知识，会认为这门课对于文理科生没有用，自身专业与工程加工相关性太远。同时，二级学院将不再支持学生的工程训练拓展学习。

目前，笔者学校工程训练教学模式也在探索中，提出模块化、菜单式的工种选择，不同专业应点适合自己的“菜”（工种），形成适合本专业的模块化训练内容。此外，因专业不同，“菜”的“分量”（课时量）和“口味”（内容侧重）也应不同，这便是此文提出的改革思路。基于激光加工技术，结合该校艺术设计专业、食品专业、建筑工程专业的学科特色，探讨工程训练教学改革思路，为其他工程训练子项目的教学改革提供参考。

1  教学内容的改革

工程训练教学内容的改革，需要指导老师课前做好结合专业特色的教学内容的设计。这对于学生开拓自身专业具有重要的引导作用。

1.1 艺术设计专业

案例引入：

艺术家邬建安利用激光切割机在不同颜色的纸张上切割出不同形状的剪纸，并手工拼接成这幅艺术作品——鹿王（如图1所示）。远看是一匹优雅的白鹿，近看才发现这竟然是数千数万个不同图形拼贴而成，画中有画。如图2所示，金属板材蝴蝶。艺术家大卫·歌诗坦通过激光切割金属板，雕刻出不同的主题形象，再用颜料在金属板绘制上色，完成了这幅不同于传统雕塑的作品。

实训教学内容设计：

主题“我的专属style”。结合艺术专业特色以及课程体系，利用Photoshop、3DMAX设计软件构造艺术图案，通过不同材质金属板、木板、水晶、不同颜色亚克力板等，完美呈现艺术作品。如图3所示学生作品，天然的树叶构造出艺术作品以及透明亚克力板切割绘画，制作出属于自己的艺术风格。

1.2 食品工程专业

案例导入：

激光加工工艺的应用是无止无境的，就算是一片简单的吐司、一块普通的饼干、一个脆弱的鸡蛋，也能设计出新的花样。激光雕刻工艺正好满足人群追逐创意的需求，实现了舌尖上的艺术加工。如图4所示，以食物为设计原型的创意饰品。

实训教学内容设计：

主题“制作特色糕点模具”。在电脑上制图后，使用激光切割机切割出多块亚克力板进行拼合，获得不同外形且图案精致的糕点模具和糕点印花，如图5所示。既可以是印有中文姓氏的糕点模具，又可以有各种如树叶、中国结图样的糕点模具。

1.3 建筑工程专业

案例导入：

许多学校、模型爱好者和建筑公司都喜欢使用激光切割机加工建筑模型，方式更简单、更节省。激光加工不会像传统方式会对木板材有所折压、刮伤，甚至材料变形，切割效果极其精密且清晰。尤其适用于少量订单、多样化设计的加工要求。瑞典Byggom AB办公室，建筑表面被激光切割的网格金属板包裹，如图6所示，坡度网格的反射蓝设计可以随着日夜和天气的变化而改变。

实训教学内容设计：

主题“日常家居用品的制作”。激光加工在家居用品和饰品上的应用广泛，衣服架、收纳盒、笔筒、牛皮卷挂历等等，凸显激光加工的实用性。利用设计软件添加独特设计元素，实现板材的切割，将设计、加工和家居串在一起（如图7所示）。

2  工程训练课程的课外拓展

以上是基于基本教学内容的激光加工基础训练，学生能基本掌握完成任务的流程包括设计和加工，但是不具备复杂三维创意品加工的能力。对于爱好激光加工技术的学生，需要为其拓展课外学习。内容包括激光内雕、激光金属切割加工以及激光焊接、激光3D打印等。课外拓展的方式多样，可以设置公选课、创新创业平台以及校内培训。

2018年至今，每学期开设的“激光加工趣味加工”公选课，让学生收获满满，受到一致好评。创新创业模块中，学院各赛事赛项都有涉及激光加工，如无碳小车、越野机器人等作品的加工，同时也作为大学生创新创业的开放平台。培训模块，可以每学期或每年在校内举办激光加工培训班，为全校学生提供深入学习的机会。

3  结语

面向文理、工科的工程训练课程，在实训设备充裕、师资力量充足的前提下，有必要结合专业特色，结合在校二级学院师生的课程反馈，结合毕业学生的回访意见，结合企业单位对人才素质的要求，多方面、多层次地调整工程训练课程内容。制定出适合不同基础水平和专业背景学生的课程体系，切实提高工程训练的教学效果。

参考文献

[1] 何岚岚，张海光.基于激光加工实践的进阶式课程体系建设探索[J].实验技术与管理，2018（12）：228-231.

[2] 张科研，孙继旋.基于高校人才培养的工程训练教学改革[J].国网技术学院学报，2017（6）：82-84.

[3] 刘利，刘江丽.融合设计元素的激光加工实践课程的教学探析[J].实验科学与技术，2018（11）：5-10.

①基金项目：2016年度钦州学院教改项目（项目编号：2016QYJG22）;2017年第二批产学合作协同育人项目（项目编号：201702120067）;2017年度钦州学院教改项目（项目编号：17QJA16）;教育部高等学校机械基础/工程训练教学指导委员会教育科学研究立项项目（项目编号：JJ-GX-JY201733）;广西高等教育本科教学改革工程项目（项目编号：2016QYZGZ03）;2016广西区级教学改革工程项目（项目编号：2016JGB392）。

作者简介：张科研（1989—）女，汉族，山东济宁人，硕士，讲师，主要从事工程训练中特种加工工艺、课程改革以及安全建设的研究。

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科学技术创新杂志社

2019-07-14