创客教育与工程训练教学的有机融合<sup>*</sup(2)

3）基础训练中推进创新教育的关键点是找准契合点，将挖掘出的创新思维与创新技法进行合理设定，与各工种教学内容和相关知识点以无缝对接的方式融合，内容上是自然而然地融入而非生硬叠加，做到既紧贴课程，又科学有序。在教学过程中，创新课程话语体系，让学生感觉教学内容与创新元素是一体的、不可分割的。比如讲到高频感应加热设备时，从设备加热原理切入进行创新思维引导：感应加热的加热原理是电磁感应原理，加热元件是线圈，实训设备是高频，那么应该还有工频、中频等设备。学生了解到电磁感应原理在工业生产上的应用，除高频感应加热设备外，还有中频感应加热设备等。然后引导学生思考：如果将线圈放置在坩埚外围，坩埚内放置钢材，那结果就是坩埚内的钢材会熔化，属于哪个领域的应用？学生会联想到钢厂的熔炼环节，这样也了解到电磁感应原理在熔炼领域的应用，知道了中频熔炼炉等设备。最后引导学生思考电磁感应原理在日常生活中的应用案例，大家会自然联想到家用电磁炉。

这个案例使学生学习到一种创新方法，即科学原理在不同领域的应用，从教学案例到创新要素是自然过渡、顺理成章，在潜移默化中实现创新教育。

4）课程设计应充分考虑学生特定的年龄段和特点。在教学内容的设计与安排、创新要素的融入点与融入方式的设定、语言的组织与表述等方面，均应符合学生的认知规律和心理特征，教学过程应以学生能接受和理解的方式进行，这样才能激发学生的学习兴趣，引发学生深入思考。

热处理知识相对较为抽象，所以在教学中尽可能用案例教学法将多个知识点串联起来，体现知识的关联性。选取的案例应是学生熟悉或容易记住的，如“趁热打铁”，学生都熟悉这个词，生活中或电视里也常见这个场景。在理论知识讲解时，引导大家思考：为什么要“趁热打铁”？通过分析，学生了解到“打铁”是锻造，不是热处理，但可用热处理的知识解释这个过程；了解到高温状态下奥氏体是软态、水冷后转变成马氏体是硬态、为何打铁过程中反复回炉加热、为何最后水冷而非空冷等知识点，使学生更容易理解。在热处理知识的应用上，除了应用于工业生产以及解释生活中的一些现象，还拓展到生活中的刀具等都需要热处理。通过发散思维方式学习热处理在不同领域的应用，学生学到的不只是实训知识，更是创新思维的训练，这是思维方法的学习和训练，对学生的影响是深刻而长久的。

在综合训练中融入创客教育综合训练在基础训练之后进行。根据各学院人才培养计划，对工程训练课程有不同的学分要求，包括1 学分、1.5 学分、2 学分和4 学分，学分要求不同，相应的工程训练教学安排、教学内容、教学环节和教学组织也不同。其中2 学分的部分专业和4 学分的工程训练课程设置综合训练，不同学分与工程训练课程设置见表1。

表1 不同学分与工程训练课程设置学分课程设置 1 学分 1.5 学分 2 学分 4 学分基础训练 √ √ √ √综合训练 √（部分专业） √

综合训练以项目为载体，通过CDIO 模式进行，属于多学科、多工艺结合的综合性创新训练项目，学生体验项目作品从构思到实物的真实生产过程，独立或分组完成项目作品，从项目调研、主题确定、方案设计及优化、加工制作及装配调试到项目答辩，以及部分材料、零部件的采购等，均由学生独立完成，教师在各环节给予指导。

将创客教育融入综合训练指导过程中，教师在项目实施各环节启发学生思维，引导学生学习和运用创新思维与创新技法，设计制作出综合性强、创新性高的综合训练作品。在选题或方案设计时，引导学生采用创新技法中的希望点列举法、缺点列举法，或运用组合思维、逆向思维等完成项目的确定。比如通过调研，学生发现在仓库、商场等场所使用较多登高车基本是人力取货和送货，由此带来安全问题；而且梯子的高度通常是一定的，导致应用的局限性。以此为出发点，学生设计出一款多功能登高车，其电动升降平台的竖直移动实现了货物的传递，解决了传统登高车人力搬运货物以及带来的安全问题；同时，登高车安装带有刹车装置的万向轮以及梯步，具有二次升高功能，进一步提升了安全性和功能性。

学生作品中还有利用组合思维设计出的留声机形台灯、具有时间和温度显示的台灯、带储物功能的火车头模型，利用仿生思维设计出的海豚形台灯和鸟巢形吊灯，希望家中无人时衣服不被雨水淋湿的自动感应智能晾衣架，等等。在进行具体结构设计及加工制作时，引导学生运用奥斯本检核表法及发散思维等完成相关设计，如用不同设计方案实现作品的特定功能；在实现相同功能前提下，鼓励学生从尝试减少材料、减少加工环节、考虑材料的替换、使用更简单的结构或减小体积等方面进行思考。通过启发，学生完成的作品具有一定的创新性，如足球机器人的射门装置有击打式、抛球式、弹射式等多种形式，还有折叠自行车、木质灯具、磁带灯罩、用钢珠制作的模型、电动摇篮、旋转时扇叶显示字体的风扇等。

文章来源：《材料热处理学报》 网址: http://www.clrclxbzz.cn/qikandaodu/2020/1117/392.html