鄭朝霞 熊先云

摘 ?要 通過在工程訓(xùn)練課程的基礎(chǔ)訓(xùn)練教學(xué)和綜合訓(xùn)練教學(xué)中融入創(chuàng)新教育，從創(chuàng)新源頭對學(xué)生進行創(chuàng)新思維引導(dǎo)，實現(xiàn)創(chuàng)客教育與工程訓(xùn)練課程的有機融合。學(xué)生學(xué)習(xí)了創(chuàng)新思維與創(chuàng)新技法，思維得到啟發(fā)和拓展，設(shè)計能力、創(chuàng)新能力、實踐能力、分析問題和解決問題能力、綜合運用知識能力等方面都得到提高，影響是深刻而長久的。

關(guān)鍵詞 創(chuàng)客教育;工程訓(xùn)練;熱處理;教學(xué)資源

中圖分類號：G642 ? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）18-0134-03

Organic Integration of Creator Education and Engineering Trai-

ning Teaching//ZHENG Zhaoxia， XIONG Xianyun

Abstract By incorporating innovative education into the basic trai-ning and comprehensive training teaching of engineering training courses and guiding students innovative thinking from the source of

innovation， the organic integration of creative education and engi-

neering training courses is realized. Students have learned innovative

thinking and innovative techniques. Their thinking has been inspired

and expanded. Their design ability， innovative ability， practical abi-

lity， problem analysis and problem solving ability， and comprehen-sive application of knowledge have been improved. The influence on

students is profound and lasting.

Key words creator education; engineering training; heat-treatment; teaching resources

1 創(chuàng)客教育與工程訓(xùn)練教學(xué)有機融合的意義

隨著互聯(lián)網(wǎng)、信息技術(shù)、現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，創(chuàng)客運動正席卷全球，旨在培養(yǎng)“創(chuàng)新、實踐、分享”的創(chuàng)客人才的創(chuàng)客教育也在國內(nèi)高校興起[1-2]。社會開展創(chuàng)客教育的受益群體是大眾，高校進行創(chuàng)客教育的受益者是所有大學(xué)生，因此，高校開展創(chuàng)客教育也應(yīng)與各學(xué)科教學(xué)相融合，在教學(xué)過程中有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)客態(tài)度，構(gòu)建創(chuàng)客學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)創(chuàng)客思維方式，營造校園創(chuàng)客文化，培育大學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神，提高創(chuàng)新能力。高校創(chuàng)客教育鼓勵學(xué)生主動思考、設(shè)計、制作，將創(chuàng)意轉(zhuǎn)變?yōu)閷嵨铩Ｔ趧?chuàng)造作品時，學(xué)生通過不斷地發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的過程，學(xué)習(xí)吸收相關(guān)知識，綜合運用多學(xué)科知識，領(lǐng)會知識的關(guān)聯(lián)性，將理論知識與實踐緊密結(jié)合。

工程訓(xùn)練是集知識、能力、素質(zhì)培養(yǎng)于一體的工程實踐課程，其教學(xué)理念和教學(xué)目標與創(chuàng)客教育一致。工程訓(xùn)練中心擁有豐富的教學(xué)資源，包括教學(xué)場地、加工設(shè)備、實訓(xùn)和創(chuàng)新指導(dǎo)教師等，為全校學(xué)生提供工程實踐平臺，是大學(xué)生工程素質(zhì)教育和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的實踐性教學(xué)基地，是高校開展創(chuàng)客教育的理想平臺和基地。同時，工程訓(xùn)練中心接納的學(xué)生數(shù)量多，涉及的學(xué)科面廣，依托工程訓(xùn)練進行創(chuàng)客教育，學(xué)生的受益面寬。所以，探索工程訓(xùn)練教學(xué)與創(chuàng)客教育的有效融合具有重要的現(xiàn)實意義。

高校創(chuàng)客教育的引入，將從教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方式等方面對工程訓(xùn)練進行革新[3]。目前，國內(nèi)高校開展創(chuàng)客教育的研究大多依托創(chuàng)客空間的建設(shè)和發(fā)展、工程訓(xùn)練教學(xué)體系的重置調(diào)整、創(chuàng)新項目的設(shè)置以及校內(nèi)資源的整合，多屬于框架層面的構(gòu)建[4-5]。而影響創(chuàng)客教育效果的是具體實施過程相關(guān)環(huán)節(jié)的把控，以及如何在工程訓(xùn)練教學(xué)中有效融入創(chuàng)客教育。

2 創(chuàng)客教育與工程訓(xùn)練教學(xué)有效融合的探索

創(chuàng)客教育的核心是創(chuàng)新與實踐，創(chuàng)新是基礎(chǔ)，是創(chuàng)意產(chǎn)生的源頭。創(chuàng)意的產(chǎn)生需要打破思維定式，具有一定的創(chuàng)新思維，了解一定的創(chuàng)新技法。我國應(yīng)試教育下培養(yǎng)的大學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力均相對缺乏，所以高校創(chuàng)客教育的基礎(chǔ)目標是創(chuàng)新能力和實踐能力的培養(yǎng)。在探索創(chuàng)客教育與工程訓(xùn)練教學(xué)有效融合實踐中，以創(chuàng)新為出發(fā)點，注重啟發(fā)學(xué)生思維，使學(xué)生掌握一定的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技法，潛移默化地對學(xué)生進行創(chuàng)客教育。

在基礎(chǔ)訓(xùn)練中融入創(chuàng)客教育 ?基礎(chǔ)訓(xùn)練包含多個工種，不同工種涉及不同的專業(yè)領(lǐng)域，教學(xué)特點、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)設(shè)備也不同，包含的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技法及案例也具有差異性。基礎(chǔ)訓(xùn)練中融入創(chuàng)客教育，實際上就是依托不同工種的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)節(jié)推進創(chuàng)新教育。現(xiàn)以熱處理實訓(xùn)為例，闡述在基礎(chǔ)訓(xùn)練中融入創(chuàng)客教育的幾點做法。

1）重新梳理現(xiàn)有熱處理教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)內(nèi)容，打破固有思維模式，挖掘蘊含的創(chuàng)新思維案例，注重對學(xué)生進行思維啟發(fā)。設(shè)備講解時，通過對不同設(shè)備的觀察對比來啟發(fā)學(xué)生思維。先給學(xué)生講解的設(shè)備是12 kW箱式實驗電阻爐，然后學(xué)生觀察15 kW工業(yè)用箱式電阻爐，鼓勵學(xué)生提問題，不同的學(xué)生給出不同答案，最后帶領(lǐng)大家對問題進行剖析、引申、擴展，引出更深層次問題。通過這種啟發(fā)思維的方式，學(xué)生了解到工業(yè)用爐的結(jié)構(gòu)特點、爐底板的功能及其應(yīng)具有的性能，以及觀察孔、行程開關(guān)等部件的作用。同時，15 kW箱式電阻爐爐膛小，只適合小件，以此為基點，引導(dǎo)學(xué)生思考“裝大件怎么辦”，引出大爐膛需要大功率以及借助于行車等機械裝備裝爐的認知;思考“現(xiàn)有箱式爐的爐門在前，爐膛與外殼固定一起，造成大件裝爐困難，應(yīng)如何解決”，引導(dǎo)學(xué)生得出爐門的不同安裝位置及爐體由整體變?yōu)榉煮w式的概念，使學(xué)生具有爐門在上面的井式爐及爐底和爐罩分離的臺車式爐的工業(yè)熱處理設(shè)備的認知。

2）對熱處理教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)內(nèi)容進行深度開發(fā)和再設(shè)計，挖掘和激發(fā)創(chuàng)新元素、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技法，并與教學(xué)內(nèi)容有機融合。如學(xué)生操作的洛氏硬度計較大、較重，固定在工作臺上，無法移動，測量時需將工件拿到硬度計上進行檢測，而且支撐座的升降行程小，所以這種硬度計只能測量較小的零件。學(xué)生操作硬度測試后思考：企業(yè)生產(chǎn)中大零件該如何測量？引導(dǎo)學(xué)生運用逆向思維進行分析，實訓(xùn)中的測量方式是硬度計不動，工件移動;現(xiàn)在是工件不動，那么能移動的就只能是硬度計了，這種可移動的硬度計就是生產(chǎn)中應(yīng)用的便攜式硬度計，然后向?qū)W生簡單介紹便攜式硬度計的種類和特點。由固定硬度計到便攜式硬度計的拓展，是對教學(xué)內(nèi)容進行深度開發(fā)和再設(shè)計的結(jié)果，學(xué)生既得到了思維拓展，又學(xué)習(xí)了逆向思維的應(yīng)用案例。

3）基礎(chǔ)訓(xùn)練中推進創(chuàng)新教育的關(guān)鍵點是找準契合點，將挖掘出的創(chuàng)新思維與創(chuàng)新技法進行合理設(shè)定，與各工種教學(xué)內(nèi)容和相關(guān)知識點以無縫對接的方式融合，內(nèi)容上是自然而然地融入而非生硬疊加，做到既緊貼課程，又科學(xué)有序。在教學(xué)過程中，創(chuàng)新課程話語體系，讓學(xué)生感覺教學(xué)內(nèi)容與創(chuàng)新元素是一體的、不可分割的。比如講到高頻感應(yīng)加熱設(shè)備時，從設(shè)備加熱原理切入進行創(chuàng)新思維引導(dǎo)：感應(yīng)加熱的加熱原理是電磁感應(yīng)原理，加熱元件是線圈，實訓(xùn)設(shè)備是高頻，那么應(yīng)該還有工頻、中頻等設(shè)備。學(xué)生了解到電磁感應(yīng)原理在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用，除高頻感應(yīng)加熱設(shè)備外，還有中頻感應(yīng)加熱設(shè)備等。然后引導(dǎo)學(xué)生思考：如果將線圈放置在坩堝外圍，坩堝內(nèi)放置鋼材，那結(jié)果就是坩堝內(nèi)的鋼材會熔化，屬于哪個領(lǐng)域的應(yīng)用？學(xué)生會聯(lián)想到鋼廠的熔煉環(huán)節(jié)，這樣也了解到電磁感應(yīng)原理在熔煉領(lǐng)域的應(yīng)用，知道了中頻熔煉爐等設(shè)備。最后引導(dǎo)學(xué)生思考電磁感應(yīng)原理在日常生活中的應(yīng)用案例，大家會自然聯(lián)想到家用電磁爐。

這個案例使學(xué)生學(xué)習(xí)到一種創(chuàng)新方法，即科學(xué)原理在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，從教學(xué)案例到創(chuàng)新要素是自然過渡、順理成章，在潛移默化中實現(xiàn)創(chuàng)新教育。

4）課程設(shè)計應(yīng)充分考慮學(xué)生特定的年齡段和特點。在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計與安排、創(chuàng)新要素的融入點與融入方式的設(shè)定、語言的組織與表述等方面，均應(yīng)符合學(xué)生的認知規(guī)律和心理特征，教學(xué)過程應(yīng)以學(xué)生能接受和理解的方式進行，這樣才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)學(xué)生深入思考。

熱處理知識相對較為抽象，所以在教學(xué)中盡可能用案例教學(xué)法將多個知識點串聯(lián)起來，體現(xiàn)知識的關(guān)聯(lián)性。選取的案例應(yīng)是學(xué)生熟悉或容易記住的，如“趁熱打鐵”，學(xué)生都熟悉這個詞，生活中或電視里也常見這個場景。在理論知識講解時，引導(dǎo)大家思考：為什么要“趁熱打鐵”？通過分析，學(xué)生了解到“打鐵”是鍛造，不是熱處理，但可用熱處理的知識解釋這個過程;了解到高溫狀態(tài)下奧氏體是軟態(tài)、水冷后轉(zhuǎn)變成馬氏體是硬態(tài)、為何打鐵過程中反復(fù)回爐加熱、為何最后水冷而非空冷等知識點，使學(xué)生更容易理解。在熱處理知識的應(yīng)用上，除了應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)以及解釋生活中的一些現(xiàn)象，還拓展到生活中的刀具等都需要熱處理。通過發(fā)散思維方式學(xué)習(xí)熱處理在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，學(xué)生學(xué)到的不只是實訓(xùn)知識，更是創(chuàng)新思維的訓(xùn)練，這是思維方法的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，對學(xué)生的影響是深刻而長久的。

在綜合訓(xùn)練中融入創(chuàng)客教育 ?綜合訓(xùn)練在基礎(chǔ)訓(xùn)練之后進行。根據(jù)各學(xué)院人才培養(yǎng)計劃，對工程訓(xùn)練課程有不同的學(xué)分要求，包括1學(xué)分、1.5學(xué)分、2學(xué)分和4學(xué)分，學(xué)分要求不同，相應(yīng)的工程訓(xùn)練教學(xué)安排、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)組織也不同。其中2學(xué)分的部分專業(yè)和4學(xué)分的工程訓(xùn)練課程設(shè)置綜合訓(xùn)練，不同學(xué)分與工程訓(xùn)練課程設(shè)置見表1。

綜合訓(xùn)練以項目為載體，通過CDIO模式進行，屬于多學(xué)科、多工藝結(jié)合的綜合性創(chuàng)新訓(xùn)練項目，學(xué)生體驗項目作品從構(gòu)思到實物的真實生產(chǎn)過程，獨立或分組完成項目作品，從項目調(diào)研、主題確定、方案設(shè)計及優(yōu)化、加工制作及裝配調(diào)試到項目答辯，以及部分材料、零部件的采購等，均由學(xué)生獨立完成，教師在各環(huán)節(jié)給予指導(dǎo)。

將創(chuàng)客教育融入綜合訓(xùn)練指導(dǎo)過程中，教師在項目實施各環(huán)節(jié)啟發(fā)學(xué)生思維，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和運用創(chuàng)新思維與創(chuàng)新技法，設(shè)計制作出綜合性強、創(chuàng)新性高的綜合訓(xùn)練作品。在選題或方案設(shè)計時，引導(dǎo)學(xué)生采用創(chuàng)新技法中的希望點列舉法、缺點列舉法，或運用組合思維、逆向思維等完成項目的確定。比如通過調(diào)研，學(xué)生發(fā)現(xiàn)在倉庫、商場等場所使用較多登高車基本是人力取貨和送貨，由此帶來安全問題;而且梯子的高度通常是一定的，導(dǎo)致應(yīng)用的局限性。以此為出發(fā)點，學(xué)生設(shè)計出一款多功能登高車，其電動升降平臺的豎直移動實現(xiàn)了貨物的傳遞，解決了傳統(tǒng)登高車人力搬運貨物以及帶來的安全問題;同時，登高車安裝帶有剎車裝置的萬向輪以及梯步，具有二次升高功能，進一步提升了安全性和功能性。

學(xué)生作品中還有利用組合思維設(shè)計出的留聲機形臺燈、具有時間和溫度顯示的臺燈、帶儲物功能的火車頭模型，利用仿生思維設(shè)計出的海豚形臺燈和鳥巢形吊燈，希望家中無人時衣服不被雨水淋濕的自動感應(yīng)智能晾衣架，等等。在進行具體結(jié)構(gòu)設(shè)計及加工制作時，引導(dǎo)學(xué)生運用奧斯本檢核表法及發(fā)散思維等完成相關(guān)設(shè)計，如用不同設(shè)計方案實現(xiàn)作品的特定功能;在實現(xiàn)相同功能前提下，鼓勵學(xué)生從嘗試減少材料、減少加工環(huán)節(jié)、考慮材料的替換、使用更簡單的結(jié)構(gòu)或減小體積等方面進行思考。通過啟發(fā)，學(xué)生完成的作品具有一定的創(chuàng)新性，如足球機器人的射門裝置有擊打式、拋球式、彈射式等多種形式，還有折疊自行車、木質(zhì)燈具、磁帶燈罩、用鋼珠制作的模型、電動搖籃、旋轉(zhuǎn)時扇葉顯示字體的風(fēng)扇等。

創(chuàng)客教育與工程訓(xùn)練教學(xué)的融合對教師提出更高要求 ?創(chuàng)客教育與工程訓(xùn)練教學(xué)的融合，將促進工程訓(xùn)練教學(xué)從任務(wù)式向思維引導(dǎo)式推進，對工程訓(xùn)練教師提出更高要求。學(xué)生期待從教師處獲得更多的幫助和啟發(fā)，這將促使教師不斷增加自己的知識儲備和工程閱歷，在鞏固本專業(yè)知識的同時，還要有意識地學(xué)習(xí)創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技法知識，在日常教學(xué)中推進創(chuàng)新教育，對學(xué)生進行創(chuàng)新思維引導(dǎo)，進一步增強工程訓(xùn)練教學(xué)效果。教師要對教學(xué)內(nèi)容重新進行梳理與挖掘，找出和設(shè)計合理知識點將創(chuàng)新教育融入其中;將教學(xué)內(nèi)容與蘊含的創(chuàng)新元素以無縫對接的方式自然融合為一體;創(chuàng)新話語體系，以學(xué)生能接受的方式進行創(chuàng)新思維引導(dǎo);等等。

3 結(jié)語

在工程訓(xùn)練教學(xué)中融入創(chuàng)客教育，教學(xué)效果是積極肯定的。通過在基礎(chǔ)訓(xùn)練熱處理教學(xué)以及在綜合訓(xùn)練各環(huán)節(jié)融入創(chuàng)客教育，從創(chuàng)新源頭對學(xué)生進行創(chuàng)新思維引導(dǎo)，學(xué)生的思維得到啟發(fā)和拓展，在知識結(jié)構(gòu)方面吸收了一定的創(chuàng)新思維與創(chuàng)新技法，在設(shè)計能力、創(chuàng)新能力、實踐能力、分析問題和解決問題能力、綜合運用知識能力等方面都得到提高。這是思維方法的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，對學(xué)生的影響是深刻而長久的。

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