黄海龙 卢绣熔 敖 祥

1.吉林大学工程训练中心 吉林长春 130025

2.北京正天恒业数控技术有限公司 北京 102200

3.长春大学国际教育学院 吉林长春 130022

高校工程教育的宗旨是给学生以“工艺知识的学习，制造过程的了解，工程文化的体验，工程素质的培养”，课程的开展必须与当前工业主流技术相衔接。激光加工作为工程教育教学体系的重要组成部分应不断更新教学设备和教学内容，紧握现代激光加工技术、装备的发展前沿和在工业体系中的应用，以提高激光加工实践教学的教学质量[1]。

为贯彻落实《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》(国办发〔2015〕36号)文件精神，创新产学合作协同育人机制，教育部高教司组织有关企业支持高校共同开展产学合作协同育人项目，这为工程教育实践教学条件和课程体系改革提供了良好的契机。激光加工教学内容和课程体系改革项目的实施过程以学校教学平台为载体，由企业提供经费、技术、平台等方面的支持，校企双方共同以激光产业和技术的最新发展、行业对人才培养的最新要求为切入点，将先进和前沿理念和技术融入工程教育实践教学内容中，通过开发可共享的优质教学资源，搭建数字化教学平台，从而推进相关理论课程的建设，构建理论和实践相结合的激光加工新型课程体系[2,3]。本文对产学合作模式下的激光加工实践教学体系构建、教学资源和在线教学平台建设、创新共享平台的构建和三段式教学实施过程进行了详细的介绍，对产学合作协同育人机制在高等工程教育激光加工教学中的落实进行了积极的探索。

1 教学建设

1.1 教学体系构建

产学合作激光加工教学体系的构建将激光加工行业的先进发展理念和技术前沿融入高校工程训练教学，共同丰富和推进激光加工教学课程建设，补充与完善激光加工实践教学大纲，丰富12课时的实践教学计划，共同构建起以激光加工为主线的计算机技术、新材料和先进制造技术相融合的多学科交叉，基础教学、综合训练和创新拓展相结合的多层次课程体系[4]，激光加工12课时教学体系如图1所示。

图1 激光加工12课时教学体系

1.2 教学内容建设

教学内容建设是激光加工12课时教学体系下知识的载体，支撑基础教学部分的教学内容建设包括激光加工技术发展、工艺类型与特点、应用范围、常见各种激光加工设备结构组成与工作原理、设备安全操作规程等内容讲解的PPT制作和讲稿编写，激光切割机、雕刻机、焊接机等设备的操作方法讲解视频，以及4课时教案的编写；综合训练教学部分的教学内容建设包括激光平面切割技术和水晶立体雕刻技术教学项目样例的规划，项目实施操作指导书的编写以及4课时教案的编写；创新拓展部分教学内容建设包括教学参考样例的规划和实施操作指导书的编写[5]。

1.3 教学条件建设

激光加工实践教学条件建设是提升人才培养质量的前提，是课程教学体系的重要支撑基础，产学合作实践教学条件建设通过校企联合共建激光加工教学实验室、硬件设备、教学平台和各种实验教学资源，支撑实践教学活动的开展。以12课时教学体系为指导的教学硬件设备建设包括每种至少一台套的非金属激光切割机、金属激光切割机、激光内雕机、激光打标机、激光焊接机、激光打孔机、激光划片机、激光热处理机等设备；教学平台的建设是建设用于承载各种数字化教学资源开展在线教学的协同育人教学共享平台；实验教学资源建设包括支撑12课时教学体系教学内容讲解、展示与创新拓展教学的各种微课视频、操作过程录像、项目实施操作指导书等教学素材的建设[6]。

1.4 协同育人教学共享平台建设

产学合作协同育人激光加工教学共享平台是集教学资源上传与管理、课程发布与管理、班级与学生管理、教师管理、在线考核、在线交流于一体的在线学习平台。在产学合作激光加工教学建设过程中，企业与合作的各个高校共同建设支撑激光加工实践教学的各种数字化教学资源，企业展示行业发展前沿、最新设备应用、最新加工技术加工案例，高校建设支撑教学内容讲解的教学资源，最终共同共享于同一在线平台，形成激光加工在线教学资源库，并支持在线交流学习，实现产学合作协同育人机制下的数字化教学资源共建共享[7]，协同育人教学共享平台界面如图2所示。

图2 协同育人教学共享平台

1.5 师资队伍培训

产学合作激光加工师资队伍培训与实践教学条件建设、课程体系改革三者在教学建设中相辅相成，融为一体，良好的教学条件和与时俱进的课程体系需要优秀的师资队伍将其贯彻到具体的教学活动中。产学合作师资队伍培训由合作企业聘请激光加工领域资深专家、教学名师和对激光加工教学内容有理论及实践经验的教师对高校的工程教育激光加工教学师资队伍开展技术培训，培训教师如何利用激光加工技术和协同育人教学共享平台培养学生的激光加工技能和创新意识，主要形式为专题报告、示范讲课、研讨会、实训操作探究以及企业产品介绍等。并由企业牵头组织定期召开校际间激光加工实践教学、创新创业教学经验交流会，以提升师资队伍教学水平，以进一步推进师资队伍建设在课程体系改革过程中的可持续发展[8]。

2 教学实施

2.1 基础教学

工程训练激光加工基础教学部分采用线上、线下辅助的教学方式，线下教学4课时，在线教学平台的教学资源辅助线下教学。教学要求：了解激光雕刻机、激光切割机及激光焊接机的组成、操作方法及应用范围等；教学内容：2课时介绍激光加工技术的发展、工艺特点、技术种类、应用范围，介绍金属激光切割机、非金属激光切割机、激光内雕机、激光焊接机的结构组成、加工特点、应用范围及安全操作规程；2课时示范、讲解激光切割机、激光焊接机、激光内雕机的操作步骤以及加工演示[9]。

2.2 综合训练

激光加工综合训练是在完成4课时基础教学任务之后，通过4课时对激光切割技术和激光内雕技术的综合应用训练使学生亲身体验平面雕刻和立体雕刻两种加工方法。采用课上、课下相结合的教学方式，课下进行平面金属、非金属作品和立体水晶内雕作品的创意，并尽可能完成作品的CAD设计，课上分别利用2课时对平面切割和立体雕刻的CAD创意作品进行修改完善，并完成作品的加工。

平面雕刻教学要求：掌握金属、非金属激光切割加工的工艺特点和机床的安全操作步骤，掌握文泰刻绘图形处理软件平面作品创新设计方法，能够运用激光切割机进行产品制作。教学内容：2课时演示介绍文泰刻绘平面图像处理软件的使用，学生自主运用文泰刻绘软件进行平面创新设计与修改，练习激光切割机的操作方法并进行产品加工。

立体雕刻教学要求：掌握激光内雕刻的工艺特点和机床的安全操作步骤，掌握CAXA机械制造工程师软件立体作品创新设计方法，能够运用激光内雕机进行产品制作。教学要求：2课时演示介绍CAXA软件的使用，学生自主运用CAXA软件进行立体作品创意设计与修改，练习激光内雕机的操作方法并进行水晶作品内雕刻加工[4,10]。

2.3 创新拓展

激光加工创新拓展教学部分是在8课时熟练掌握激光切割、焊接、雕刻加工工艺之后，将激光加工技术融入整个工业制造体系，进行多工艺相结合的综合产品设计与制作的创新拓展训练。教学内容：设置钣金激光创新训练和钣金激光焊接创新训练两种教学项目，4课时内学生根据产品创意和实践能力二选其一，在预定的范围内进行产品创意设计、工艺设计与加工制造。钣金激光创新训练教学项目是将金属板材的激光切割、激光焊接技术与传统钣金弯曲塑性成形相结合，加强学生对激光加工技术和金属钣金成型的掌握及综合应用，如制作金属盒、工具箱等。钣金激光焊接创新训练教学项目是将金属板材的激光切割、激光焊接技术与传统钣金弯曲塑性成形、传统电焊技术相结合，加强学生对激光加工技术、钣金成型和传统焊接技术的掌握及综合应用，如各种创意工艺品的制作[11]。

3 创新共享平台建设

激光加工创新共享平台的建设是将产学合作激光加工教学协同育人建设成果面向全校师生开放共享，开设的、以激光加工技术为主线的、工程技术综合创新应用的选修实验课。是以12课时的激光加工基础教学、综合训练、创新拓展课程为基础，为创新实践活动提供必要的技术指导，面向全校师生提供的创意作品制作的开放平台，具体包括木板、金属板、亚克力板的激光切割及雕刻，金属的激光切割与激光焊接，水晶玻璃内雕、金属钣金弯曲、电焊、手工钳工操作台等制造环境，充分满足以激光加工为主线的个性化的创意实现需求。如建筑专业学生建筑模型的制作、激光内雕水晶纪念品，工业设计专业学生创意原型的实现等[12]。

4 结语

产学合作协同育人机制下的教学内容和课程体系改革建设项目的实施，通过合理、有效利用企业技术、配套资金提升了工程教育激光加工实践教学条件的建设水平，在企业丰富经验、先进技术、配套资金的支撑下，进一步完善了工程训练激光加工实践教学体系；在企业技术能力支持下开发的支撑激光加工实践教学课程体系的数字化教学资源丰富了现有教学内容；企业支持下的激光加工协同育人教学共享平台的建设与应用实现了激光加工的在线学习、移动学习和数字化教学管理。在补充完善现有实践教学条件的基础上，搭建起的激光加工创新共享平台，使激光加工的综合训练和创新拓展更具开放性和共享性。为产学合作激光加工教学内容和课程体系改革建设项目的实施开辟了一条以激光加工技术为主线的创新人才培养模式，拓宽了工程教育人才培养的渠道，同时也是对产学合作协同育人机制的有效探索。