基于數(shù)字化設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的實(shí)踐教育基地建設(shè)研究

劉天軍，康盤方

(1.常州工學(xué)院機(jī)械與車輛工程學(xué)院，江蘇常州213002；2.常州隆龍升經(jīng)編機(jī)械有限公司,江蘇常州213028)

?

基于數(shù)字化設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的實(shí)踐教育基地建設(shè)研究

劉天軍1，康盤方2

(1.常州工學(xué)院機(jī)械與車輛工程學(xué)院，江蘇常州213002；2.常州隆龍升經(jīng)編機(jī)械有限公司,江蘇常州213028)

摘要：機(jī)械工程實(shí)踐教育中心由校內(nèi)實(shí)踐教育中心和校外實(shí)踐企業(yè)基地組成，在企業(yè)基地內(nèi)進(jìn)行工程實(shí)踐訓(xùn)練是培養(yǎng)學(xué)生核心工程實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)。通過對學(xué)生專業(yè)核心能力進(jìn)行分解，根據(jù)能力點(diǎn)的訓(xùn)練要素,遴選多個(gè)機(jī)械工程產(chǎn)業(yè)特征及技術(shù)特征鮮明企業(yè)作為實(shí)踐教育基地，各個(gè)企業(yè)基地間工程訓(xùn)練內(nèi)容呈特色化及錯(cuò)位化，并例舉了與某企業(yè)合作,共建卓越工程師培養(yǎng)數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)踐教育基地的案例。

關(guān)鍵詞：機(jī)械工程；實(shí)踐教育；核心能力；錯(cuò)位化；數(shù)字化設(shè)計(jì)

0前言

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》和教育部全面提高高等教育質(zhì)量工作會(huì)議提出了加快高校實(shí)踐教育中心與校外實(shí)踐教育基地建設(shè)的指導(dǎo)方針。實(shí)踐教育中心是由高校與地方政府、行業(yè)及企事業(yè)單位等共同打造合作培養(yǎng)教育平臺(tái)，創(chuàng)立聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機(jī)制，旨在全面深化實(shí)踐教學(xué)改革，提升大學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，培養(yǎng)適應(yīng)行業(yè)企業(yè)需求的高素質(zhì)創(chuàng)新人才。

常州工學(xué)院機(jī)械工程實(shí)踐教育中心，在教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”(以下簡稱“卓越計(jì)劃”)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化試點(diǎn)專業(yè)建設(shè)及江蘇省教育廳“中職-本科對接項(xiàng)目”試點(diǎn)專業(yè)建設(shè)的背景下，依托省級工程訓(xùn)練中心、江蘇省高等教育人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)基地、江蘇省數(shù)字化電化學(xué)加工實(shí)驗(yàn)室、常州市特種加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和多個(gè)校外實(shí)踐教育基地籌建而成,形成“校內(nèi)實(shí)踐教育中心+校外企業(yè)實(shí)踐基地”的校企聯(lián)合培養(yǎng)形式。

依靠企業(yè)實(shí)習(xí)基地開展工程教育是國內(nèi)外目前多數(shù)工科院校的最普遍方式，但具體做法國內(nèi)外有所區(qū)別。國外院校與產(chǎn)業(yè)聯(lián)系緊密，眾多的私立大學(xué)和絕大部分公立大學(xué)都是由許多企業(yè)或企業(yè)家資助、捐贈(zèng)或入股，從事實(shí)踐教學(xué)的教師都來源于本行業(yè)或產(chǎn)業(yè)的骨干企業(yè)，學(xué)生在企業(yè)實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師大多數(shù)就是任課教師。由于辦學(xué)的靈活性和教師的自主性，許多課程內(nèi)容來源于生產(chǎn)實(shí)踐，而且內(nèi)容會(huì)隨企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步而隨時(shí)更新，學(xué)生的實(shí)習(xí)實(shí)踐是隨時(shí)依據(jù)教學(xué)需要而進(jìn)行，實(shí)踐效果好[1-3]。

國內(nèi)目前工程實(shí)踐教育的情況不容樂觀，由于經(jīng)濟(jì)和管理上的原因和無相應(yīng)的政策支持，大多數(shù)企業(yè)并不熱衷于接納實(shí)習(xí)學(xué)生，更不要談建立系統(tǒng)的學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)踐體系。學(xué)校通過各種社會(huì)關(guān)系聯(lián)系企業(yè)進(jìn)行實(shí)習(xí)實(shí)踐，但許多企業(yè)應(yīng)付了事，實(shí)踐教育多為走馬觀花，流于形式。即使在企業(yè)重視的前提下，如果實(shí)習(xí)過程中校企雙方?jīng)]用就實(shí)踐教育深一步合作及建設(shè)，可能導(dǎo)致學(xué)生在多個(gè)企業(yè)的實(shí)習(xí)內(nèi)容在形式上和內(nèi)容上出現(xiàn)重復(fù)，寬泛且不深入，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到預(yù)期的實(shí)踐教育目的[4-7]。

本文重點(diǎn)探討以機(jī)械工程類學(xué)生核心能力為主線，遴選多個(gè)機(jī)械工程產(chǎn)業(yè)特征及技術(shù)特征鮮明的基地進(jìn)行共建的實(shí)踐教育基地建設(shè)模式，重點(diǎn)研究如何實(shí)現(xiàn)工程訓(xùn)練內(nèi)容特色化及錯(cuò)位化，深化工程訓(xùn)練的深度。以數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)踐教育基地為例，針對教育部“卓越計(jì)劃”機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化試點(diǎn)專業(yè)實(shí)踐教育需求，提出了建設(shè)具有數(shù)字化設(shè)計(jì)特色的實(shí)踐教育基地的方法。

1工程核心能力的分解及側(cè)重培養(yǎng)

教育部“卓越計(jì)劃”機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化試點(diǎn)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃為：基于“面向工業(yè)界、面向未來、面向世界”的工程教育理念，面向區(qū)域社會(huì)發(fā)展與經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要，以實(shí)際工程為背景，以工程技術(shù)為主線，著力培養(yǎng)具有創(chuàng)新品質(zhì)和先進(jìn)制造技術(shù)核心能力，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)基礎(chǔ)知識、應(yīng)用方法和基本技能，在機(jī)械行業(yè)生產(chǎn)一線從事機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造、技術(shù)運(yùn)用與改造、運(yùn)行管理和經(jīng)營銷售的高級應(yīng)用型工程技術(shù)人才。

根據(jù)培養(yǎng)計(jì)劃核心能力培養(yǎng)要求，對需求的核心能力進(jìn)行分解，如圖1所示。

圖1　工程核心能力的分解

分解后的核心能力有很多，其中數(shù)字化設(shè)計(jì)能力是重要一項(xiàng)。數(shù)字化設(shè)計(jì)指在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，采用產(chǎn)品數(shù)字化造型、數(shù)字化仿真、有限元分析和虛擬樣機(jī)技術(shù)及主流軟件，對產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的過程。數(shù)字化設(shè)計(jì)是現(xiàn)代企業(yè)在產(chǎn)品開發(fā)和研制的首要方法，代表未來的設(shè)計(jì)發(fā)展方向。

數(shù)字化設(shè)計(jì)能力是機(jī)械工程類人才的核心能力，因此在遴選校外實(shí)踐基地時(shí)，選擇技術(shù)、設(shè)備、產(chǎn)品方面具有數(shù)字化設(shè)計(jì)特色的企業(yè)作為數(shù)字化設(shè)計(jì)的基地對于深化學(xué)生的的核心能力培養(yǎng)非常關(guān)鍵。

2數(shù)字化設(shè)計(jì)教育基地的選擇

數(shù)字化設(shè)計(jì)基地的特征主要是由其產(chǎn)業(yè)性質(zhì)、主要產(chǎn)品特征、生產(chǎn)制造水平?jīng)Q定，經(jīng)過深入企業(yè)調(diào)研，選擇了與機(jī)械產(chǎn)品中包含機(jī)構(gòu)類型眾多的某企業(yè)共建數(shù)字化設(shè)計(jì)基地。該企業(yè)的產(chǎn)品為經(jīng)編機(jī)械，經(jīng)編機(jī)械是非常典型的復(fù)雜機(jī)械產(chǎn)品，傳動(dòng)系統(tǒng)由齒輪、連桿、凸輪、鏈傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)等最典型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組合而成，其通用零部件的數(shù)量、類型非常豐富，涉及到多類型零部件的制造裝配工藝、工裝夾具等工程知識。

學(xué)生可根據(jù)該企業(yè)產(chǎn)品中各類復(fù)雜機(jī)構(gòu)的研發(fā)，利用工程軟件進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力分析，學(xué)習(xí)掌握目前先進(jìn)的數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)。

3實(shí)習(xí)實(shí)踐內(nèi)容模塊化

圍繞數(shù)字化制造和設(shè)計(jì)要求，建立了數(shù)個(gè)工程訓(xùn)練模塊。學(xué)生根據(jù)培養(yǎng)計(jì)劃中的實(shí)習(xí)實(shí)踐課程安排進(jìn)行選擇進(jìn)行工程訓(xùn)練內(nèi)容。

表1中的實(shí)習(xí)模塊來源于該企業(yè)產(chǎn)品的實(shí)際設(shè)計(jì)課題、企業(yè)產(chǎn)品預(yù)言設(shè)計(jì)課題，以及與學(xué)校的產(chǎn)學(xué)研合作項(xiàng)目。

表1　數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)模塊

4學(xué)生的企業(yè)實(shí)踐

2013—2014年，共有12卓越、13卓越2組共8名同學(xué)進(jìn)入該企業(yè)，根據(jù)培養(yǎng)計(jì)劃要求，圍繞經(jīng)編機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程進(jìn)行相關(guān)知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)。例如，12卓越班同學(xué)與企業(yè)技術(shù)人員開展高速經(jīng)編機(jī)成圈機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，4名同學(xué)圍繞槽針、梳櫛、沉降、針芯4個(gè)平面多連桿機(jī)構(gòu)組成的成圈機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究。

圖2　槽針機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)過程

以槽針機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為例，為了改善針尖平面運(yùn)動(dòng)軌跡及停歇特性，利用傳統(tǒng)的解析法及幾何作圖法設(shè)計(jì)方法無法實(shí)現(xiàn)，只有借助數(shù)字化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，采用的設(shè)計(jì)過程及方法見圖2。

學(xué)生積極參加其中的建模及編程等設(shè)計(jì)工作，既了解了新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程，又學(xué)習(xí)應(yīng)用了多種設(shè)計(jì)軟件，有效提高了數(shù)字化設(shè)計(jì)能力。

5產(chǎn)學(xué)研合作

校企業(yè)雙方共建數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)踐教育基地，積極開展產(chǎn)學(xué)研合作。

常州工學(xué)院機(jī)械工程中心提供了振動(dòng)及噪聲檢測設(shè)備、動(dòng)平衡檢測設(shè)備，建立了數(shù)字化設(shè)計(jì)訓(xùn)練室，配置了如Proe、UG、ADAMS、SolidWorks、Maya、Ansys、Catia等工程軟件。

某企業(yè)提供了可以解剖的拉舍爾經(jīng)編機(jī)，學(xué)生可以在數(shù)字化設(shè)計(jì)訓(xùn)練室針對拉舍爾經(jīng)編機(jī)的各類機(jī)構(gòu)，擬定數(shù)字化設(shè)計(jì)項(xiàng)目，進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì)訓(xùn)練。

幾年來，雙方完成產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目4項(xiàng)，圍繞著經(jīng)編機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)等企業(yè)實(shí)際課題進(jìn)行科研攻關(guān)。

6結(jié)語

學(xué)生機(jī)械工程實(shí)踐教育包含許多方面，其中設(shè)計(jì)與制造實(shí)踐教育是其重要內(nèi)容。選擇與企業(yè)共建數(shù)字化設(shè)計(jì)教育基地只是立項(xiàng)建設(shè)的初步嘗試，經(jīng)過1年的運(yùn)行，取得了初步成果。

總之，校企合作必須深入才能達(dá)到預(yù)期目的。與骨干企業(yè)的實(shí)踐教育合作必須落實(shí)到具體的工程內(nèi)容和項(xiàng)目，可以適當(dāng)?shù)卦黾踊仄髽I(yè)數(shù)量，但一定要避免走入蜻蜓點(diǎn)水的校企合作誤區(qū)。實(shí)習(xí)基地的選擇不可盲目，應(yīng)選機(jī)械工程產(chǎn)業(yè)特征及技術(shù)特征鮮明的企業(yè)進(jìn)行共建。在共建過程中，實(shí)踐教育要求工程訓(xùn)練內(nèi)容特色化、項(xiàng)目化、模塊化，并不斷加強(qiáng)工程訓(xùn)練深度。校企合作中產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目合作，為企業(yè)解決生產(chǎn)技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)校企雙方共贏是將實(shí)踐教育持續(xù)深入的基礎(chǔ)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]宗士增，閻燕.工程教育創(chuàng)新實(shí)踐的方法與措施[J].中國大學(xué)教學(xué)，2012(4):61-63.

[2]李群霞，張群.深化校企聯(lián)合創(chuàng)新中國工程教育[J].中國管理信息化，2012(3):75-77.

[3]崔軍.高等工程教育課程改革研究：基于工程教育利益相關(guān)者的訪談[J].高教發(fā)展與評估，2014，30(1):86-94.

[4]邰楓，高國華，宋廣清，等.工程教育背景下的產(chǎn)學(xué)研合作教育模式研究[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2013，32(10):175-177.

[5]王麗敏.產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新模式研究[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2011(11):69-72，154.

[6]楊連發(fā),周婭,廖維奇，等.工科類生產(chǎn)實(shí)習(xí)現(xiàn)狀及實(shí)習(xí)模式改革探討[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2011(1):90-92.

[7]王俊東,冀滿祥.加強(qiáng)校外基地建設(shè)提高實(shí)習(xí)教學(xué)質(zhì)量[J].山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005(3):263-265.

責(zé)任編輯：周澤民

本刊聲明

《中文科技期刊數(shù)據(jù)庫》是經(jīng)國家新聞出版總署批準(zhǔn)的(新出音管[2003]047號)，由科學(xué)技術(shù)部西南信息中心(原中國科技情報(bào)所重慶分所)于1989年創(chuàng)辦的國內(nèi)第一個(gè)大型綜合性文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫，是科技部重點(diǎn)支持的電子信息資源建設(shè)項(xiàng)目，現(xiàn)已成為國內(nèi)數(shù)據(jù)庫容量最大和利用率最高的數(shù)據(jù)庫之一?！吨形目萍计诳瘮?shù)據(jù)庫》從2001年起收錄期刊原文并回溯至1989年，以網(wǎng)絡(luò)和光盤等方式提供文獻(xiàn)信息服務(wù)。

本刊已被《中文科技期刊數(shù)據(jù)庫》收錄，故凡向本刊投稿者，均視為其文稿刊登后可供《中文科技期刊數(shù)據(jù)庫》收錄、轉(zhuǎn)載并上網(wǎng)發(fā)行；作者文章著作權(quán)使用費(fèi)與稿酬一次性付清，本刊不再另付其他稿酬。如作者不同意文章被收錄，請?jiān)谕陡鍟r(shí)向本刊聲明，本刊將適當(dāng)處理。

請各位繼續(xù)支持本刊，謝謝！

ResearchonConstructingEngineeringPracticeEducationBasesBasedonDigitalDesignAbilityTraining

LIUTianjun1，KANG Panfang2

(1.SchoolofMechanicalandVehicleEngineering,ChangzhouInstituteofTechnology,Changzhou213002;

2.ChangzhouLonglongshengWarpKnittingMachineCo.,Ltd.,Changzhou213028)

Abstract：Mechanical engineering practice education center consists of a practice education center on campus run by college and a practice education center off campus run by enterprises.Training in enterprises is an important part of cultivating core engineering practice abilities for college students.Decomposing the core professional abilities and selecting enterprises as practice education bases according to the training elements of a particular ability and distinctive technical and industrial characteristic of each enterprise,which shows characterization and dislocation in the training contents.In the end,a digital design practice education base for the cultivation of outstanding engineers jointly established by a college and an enterprise is taken as a case example.

Key words：mechanical engineering；practice education；core ability；dislocation；digital design

中圖分類號：G642

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號：1671-0436(2015)04-0071-04

作者簡介：劉天軍(1965—)，男，博士,教授。

基金項(xiàng)目：江蘇省高校機(jī)械工程實(shí)踐教育中心建設(shè)項(xiàng)目(蘇教高[2013]14號)；常州工學(xué)院教研項(xiàng)目(A-3001-13-004)

收稿日期：2015-03-12