機械工程專業(yè)碩士實踐能力的培養(yǎng)研究

楊慶東

摘 要：機械工程學(xué)科是最具工程實踐特征的工科學(xué)科之一，對機械工程專業(yè)碩士實踐能力的培養(yǎng)尤為重要。通過分析機械工程專業(yè)碩士培養(yǎng)目標，確定機械工程專業(yè)的培養(yǎng)方向，提出實行機械工程專業(yè)碩士雙導(dǎo)師制的培養(yǎng)模式、實踐性畢業(yè)論文設(shè)計及實踐課程的設(shè)定與實施等實踐能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)，使機械工程專業(yè)碩士較深入地掌握機械工程領(lǐng)域解決實際制造問題的基本方法，提高工程實踐能力。

關(guān)鍵詞：機械工程 專業(yè)碩士 實踐能力

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）01（b）-0130-03

專業(yè)碩士培養(yǎng)過程中，具備較強的工程能力和實踐能力是其區(qū)別于學(xué)術(shù)型碩士的重要特點。機械工程專業(yè)的實踐基礎(chǔ)是從事復(fù)雜機械裝備設(shè)計、先進裝備制造、機電系統(tǒng)控制與監(jiān)測研究最重要的條件之一，因此，機械工程實踐環(huán)節(jié)對機械工程類專業(yè)碩士研究生的培養(yǎng)是十分重要的。我國工程專業(yè)碩士研究生實踐教學(xué)起步時間較短，開展機械工程專業(yè)實踐基地建設(shè)可進一步完善研究實踐教學(xué)體系，發(fā)揮機械工程學(xué)科的傳統(tǒng)優(yōu)勢，使學(xué)生較深入地掌握機械工程領(lǐng)域的基本技能及開發(fā)技能，同時滿足機械工程類研究生解決實際問題的迫切愿望。要達到這樣一個培養(yǎng)目標，專業(yè)實踐是必不可少的重要環(huán)節(jié)，充分的、高質(zhì)量的專業(yè)實踐是專業(yè)學(xué)位教育質(zhì)量的重要保證[1-2]。

1 機械工程專業(yè)碩士培養(yǎng)目標及方向的確定

充分考慮碩士研究生的學(xué)術(shù)及工程能力培養(yǎng)要求，才能確定機械工程專業(yè)碩士培養(yǎng)目標[3]。機械工程領(lǐng)域培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展的應(yīng)用型、復(fù)合型的高層次工程技術(shù)和管理人才。該領(lǐng)域碩士學(xué)位獲得者應(yīng)掌握機械工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論，掌握現(xiàn)代制造技術(shù)及系統(tǒng)的設(shè)計、分析、試驗技術(shù)，機電一體化系統(tǒng)設(shè)計方法，現(xiàn)代制造工程，機械性能分析、設(shè)備故障診斷、狀態(tài)監(jiān)測與維護技術(shù)，信息化、智能化的基礎(chǔ)技術(shù)，工業(yè)設(shè)計的研究與設(shè)計方法。具有從事機電新產(chǎn)品、制造裝備開發(fā)設(shè)計能力、生產(chǎn)工藝設(shè)計及實施能力、生產(chǎn)設(shè)備管理及使用維修能力。培養(yǎng)工程應(yīng)用能力強，實踐技能水平高，掌握先進設(shè)計、分析、檢測、制造等現(xiàn)代研究與工程應(yīng)用技術(shù)的高級人才。

由機械工程的培養(yǎng)目標可以看出，現(xiàn)代設(shè)計與方法、先進制造與裝備、機電系統(tǒng)測控與技術(shù)是機械工程領(lǐng)域?qū)I(yè)碩士不可或缺的培養(yǎng)方向。

2 培養(yǎng)環(huán)節(jié)的設(shè)計

2.1 實行機械工程專業(yè)碩士雙導(dǎo)師制的培養(yǎng)模式

根據(jù)機械工程專業(yè)碩士實踐能力的培養(yǎng)的特點，該領(lǐng)域全日制機械工程專業(yè)碩士研究生可采用學(xué)校導(dǎo)師與企業(yè)導(dǎo)師共同培養(yǎng)的方案。 機械工程專業(yè)碩士學(xué)校導(dǎo)師由具有指導(dǎo)碩士研究生資格并且具有工程經(jīng)驗的教師擔(dān)任。學(xué)校導(dǎo)師應(yīng)在機械工程專業(yè)碩士入學(xué)一學(xué)期內(nèi)采用雙向選擇的方式確定。企業(yè)導(dǎo)師一般由學(xué)校導(dǎo)師所合作的單位內(nèi)具有高級職稱且具備豐富實踐能力的工程技術(shù)人員擔(dān)任。企業(yè)導(dǎo)師應(yīng)在機械工程專業(yè)碩士入學(xué)后一年內(nèi)確定。雙導(dǎo)師以學(xué)校導(dǎo)師指導(dǎo)學(xué)術(shù)、企業(yè)導(dǎo)師指導(dǎo)工程實踐的模式為主。學(xué)校導(dǎo)師主要負責(zé)機械工程專業(yè)碩士研究生的課程學(xué)習(xí)、論文選題、開題報告、中期考核、學(xué)位論文（特別是理論部分）的指導(dǎo)。學(xué)校導(dǎo)師對機械工程專業(yè)碩士論文的質(zhì)量負責(zé)。企業(yè)導(dǎo)師主要負責(zé)機械工程專業(yè)碩士研究生在工程技術(shù)實踐中能力的培養(yǎng)、學(xué)位論文的選題、論文實踐部分的指導(dǎo)等。學(xué)校導(dǎo)師和企業(yè)導(dǎo)師應(yīng)經(jīng)常交流情況，切磋經(jīng)驗，互相配合，共同指導(dǎo)從而保證機械工程專業(yè)碩士的培養(yǎng)質(zhì)量[4-5]。

2.2 機械工程專業(yè)碩士實踐性畢業(yè)論文設(shè)計

機械工程專業(yè)碩士學(xué)位論文選題應(yīng)來源于應(yīng)用課題或現(xiàn)實問題，必須要有明確的職業(yè)背景和應(yīng)用價值[6]。學(xué)位論文形式可根據(jù)行業(yè)特點，采用調(diào)研報告、應(yīng)用基礎(chǔ)研究、規(guī)劃設(shè)計、產(chǎn)品開發(fā)、案例分析、項目管理等形式。學(xué)位論文須獨立完成，要體現(xiàn)研究生綜合運用科學(xué)理論、方法和技術(shù)解決實際問題的能力。學(xué)位論文評閱人和答辯委員會成員中，應(yīng)有相關(guān)行業(yè)實踐領(lǐng)域具有高級專業(yè)技術(shù)職務(wù)的專家。其課題最終成果，要以具體的設(shè)備、系統(tǒng)來體現(xiàn)。學(xué)位論文完成后，按有關(guān)學(xué)位工作實施細則的規(guī)定由學(xué)院組織論文答辯。答辯通過后由學(xué)院分學(xué)位委員會審議，充分考核其實踐能力，驗證課題論文具體實物成果，然后才能將相關(guān)材料上報研究生院，提交校學(xué)位評定委員會審批，獲得機械工程專業(yè)碩士學(xué)位。

3 實踐課程的設(shè)定與實施

3.1 現(xiàn)代設(shè)計與方法實踐能力培訓(xùn)

現(xiàn)代設(shè)計與方法實踐能力培訓(xùn)主要是培養(yǎng)學(xué)生對現(xiàn)代設(shè)計與方法的認識以及如何實現(xiàn)。該實踐通過使用ProE繪圖軟件和PowerMill軟件以及數(shù)控機床來實現(xiàn)零件從設(shè)計到加工的現(xiàn)代化和智能化。首先學(xué)生通過使用ProE軟件來設(shè)計出需要的加工零件，然后將繪制好的加工零件導(dǎo)入到PowerMill軟件，通過此軟件來實現(xiàn)數(shù)控機床加工零件所需要加工軌跡代碼，在仿真檢驗后將代碼導(dǎo)入數(shù)控機床中來實現(xiàn)零件的加工。圖1為學(xué)生完成的零件三維造型及加工軌跡設(shè)計。

3.2 先進制造與裝備方向?qū)嵺`能力的培訓(xùn)

先進制造與裝備方向?qū)嵺`能力的培訓(xùn)是培養(yǎng)學(xué)生在對先進制造與裝備的認知基礎(chǔ)上的實踐能力。該實踐課程培訓(xùn)在西門子840D SL數(shù)控系統(tǒng)實驗平臺進行，如圖2所示。教學(xué)試驗臺上配有針對機床常見情況（如運動、故障報警、加工狀態(tài)）的演示盤，通過各種信號燈的顯示可模擬機床的刀庫的旋轉(zhuǎn)、換刀以及機床輔助動作的狀態(tài)。學(xué)生可進行西門子840D-SL系統(tǒng)的連接調(diào)試、西門子840D-SL系列S120伺服軸調(diào)試、西門子840D-SL系統(tǒng)參考點建立調(diào)試及故障診斷、西門子840D-SL系統(tǒng)所用Step-7 PLC指令編程與調(diào)適、ShopMill CAD/CAM編程實踐、PCU單元OEMs HMI擴展界面開發(fā)與編輯、SIMATIC WinCC flexible開發(fā)工具包的使用及數(shù)控加工程序測試，完成圖形仿真訓(xùn)練。

3.3 機電系統(tǒng)測控方向?qū)嵺`能力的培養(yǎng)

機電系統(tǒng)測控與技術(shù)方向的實踐主要培養(yǎng)學(xué)生對測試和控制技術(shù)的認識與實踐能力。該實踐通過數(shù)據(jù)采集卡來實現(xiàn)對模擬量的采集和數(shù)字量的輸入輸出控制，讓學(xué)生深刻了解到數(shù)據(jù)采集卡是如何將外界的模擬量轉(zhuǎn)換成電壓，然后將電壓轉(zhuǎn)換成人們熟悉的數(shù)字值；明白數(shù)據(jù)采集卡是如何控制數(shù)字量的輸入和輸出。讓學(xué)生通過自己的編程來實現(xiàn)對直驅(qū)試驗平臺的控制。通過該實踐不僅能夠使學(xué)生直觀地認識到先進制造與裝備的概念，還能夠使學(xué)生明白如何通過上位機來調(diào)用動態(tài)鏈接庫函數(shù)，從而實現(xiàn)對設(shè)備的控制。圖3是學(xué)生通過變成編程軟件實現(xiàn)的簡單測控界面。

4 結(jié)語

機械工程專業(yè)碩士實踐能力要求較高，通過上述環(huán)節(jié)可進一步完善研究生培養(yǎng)方案及實踐教學(xué)體系，培養(yǎng)機械工程類專業(yè)碩士研究生的動手能力和實踐能力，使其掌握機械工程技術(shù)相關(guān)理論與技術(shù)，做到“學(xué)以致用”。同時可為我國制造行業(yè)提供實用型科研、技術(shù)人才，間接促進我國現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展。

參考文獻

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