機械工程訓(xùn)練中心的實踐教學(xué)體系的研究★

程 偉， 楊 宏， 戴俊平， 羅 俊

（陜西理工大學(xué)機械工程訓(xùn)練中心， 陜西 漢中 723003）

引言

新一輪全球科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的快速發(fā)展以及在創(chuàng)客教育背景下，對我國高等工程教育提出了新的要求，工程人才的核心素質(zhì)包括優(yōu)秀的分析與設(shè)計能力、實踐能力、解決復(fù)雜問題的能力與創(chuàng)新能力[1-3]。機械工程訓(xùn)練教育作為工程教育人才培養(yǎng)中的一個重要環(huán)節(jié)，其目標(biāo)與工程教育總體目標(biāo)要保持一致。同時，在機械工程訓(xùn)練教育中也存在一些問題，如工程訓(xùn)練的中遠期發(fā)展方向和目標(biāo)不夠明確，缺乏頂層設(shè)計的引領(lǐng)和推動，可持續(xù)發(fā)展受到制約[4]；在工程訓(xùn)練方式方法上，重單個的技能訓(xùn)練，不能將創(chuàng)新意識、精神和能力的訓(xùn)練較好地賦予工程實踐和工程問題，缺乏問題驅(qū)動等。為適應(yīng)時代的人才培養(yǎng)需求，解決實踐教育中存在的問題，機械工程訓(xùn)練教育的各個環(huán)節(jié)有必要進行改革和升級。

1 頂層設(shè)計

1.1 教學(xué)定位

機械工程訓(xùn)練中心是校內(nèi)實踐教學(xué)基地，是大學(xué)生學(xué)習(xí)工程背景知識、進行工業(yè)認(rèn)知、基本知識和基本技能培養(yǎng)、綜合工程實踐的基礎(chǔ)公共實踐教學(xué)平臺。

1.2 確定教育理念

秉承“艱苦奮斗、忠誠奉獻、求真尚實、博望致遠”的學(xué)校精神，在長期的實踐教學(xué)中，形成了“尚德精工，實踐育人”的教育理念。

1.3 目標(biāo)任務(wù)

強化工程訓(xùn)練；提高工程素質(zhì)；鍛煉動手能力；培養(yǎng)創(chuàng)新精神。

1.4 確立培養(yǎng)方針

面向基本專業(yè)能力、工程素質(zhì)和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)目標(biāo)，確立了機械工程訓(xùn)練培養(yǎng)方針：“扎實基本知識和技能；強化工程實踐；注重工程素質(zhì)；面向創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”。

2 教學(xué)體系

機械工程訓(xùn)練中心經(jīng)過多年的改革、建設(shè)和發(fā)展，建立了一個中心、三個平臺、十三個功能模塊、十八個實訓(xùn)項目的新型機械工程訓(xùn)練教學(xué)體系，如圖1所示。

圖1 機械工程訓(xùn)練實踐教學(xué)體系

一個中心就是“以實踐教學(xué)為中心”，以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，著重培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新精神。

三個平臺，一是工業(yè)認(rèn)知平臺，二是機械工程基本知識、基本技能培養(yǎng)平臺，三是綜合工程實踐平臺，著力提升學(xué)生的綜合工程實踐能力和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，落實學(xué)校“培養(yǎng)具有實踐能力和創(chuàng)新精神的高級應(yīng)用型人才”的培養(yǎng)目標(biāo)。

2.1 工業(yè)認(rèn)知平臺

著重工程背景知識的培養(yǎng)，包括入學(xué)教育、工業(yè)認(rèn)識與實踐、工程技術(shù)科普教育、初步工程意識。

2.2 基本知識基本技能訓(xùn)練平臺

1）機械制造基礎(chǔ)實訓(xùn)室。機械制造基礎(chǔ)實訓(xùn)室現(xiàn)有車床、銑床、刨床、磨床、鉗工臺等主要實訓(xùn)設(shè)備112 臺套，面積800 m2，承擔(dān)機械制造基礎(chǔ)實訓(xùn)教學(xué)、機械制造基礎(chǔ)知識和基本技能訓(xùn)練、工業(yè)認(rèn)知實習(xí)、大學(xué)生科技制作。開設(shè)的實訓(xùn)項目有：車削加工實訓(xùn)、銑削加工實訓(xùn)、刨削加工實訓(xùn)、磨削加工實訓(xùn)、鉗工加工實訓(xùn)。

2）現(xiàn)代制造技術(shù)實訓(xùn)室。現(xiàn)代制造技術(shù)實訓(xùn)室擁有先進的數(shù)控車床、加工中心、車削中心、雕銑中心、數(shù)控銑床、數(shù)控線切割機床、激光內(nèi)雕機、激光切割機、計算機等設(shè)備128 臺套，面積為2 200 m2，承擔(dān)數(shù)控加工技術(shù)實習(xí)教學(xué)、現(xiàn)代加工制造技術(shù)及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)相關(guān)課程，為大學(xué)生的科技創(chuàng)新實踐活動提供技能培訓(xùn)和加工指導(dǎo)。目前開設(shè)的有：數(shù)控車削加工、數(shù)控銑削加工、線切割加工、加工中心、激光加工、數(shù)控仿真、CAD/CAM等7 個實訓(xùn)項目。

3）材料成型技術(shù)基礎(chǔ)實訓(xùn)室。材料成型技術(shù)基礎(chǔ)實訓(xùn)室現(xiàn)有沖天爐、中頻感應(yīng)熔煉爐、混砂機、噴砂機及配套工裝、空氣錘、高溫馬弗爐、鍛造高頻加熱設(shè)備、交流弧焊機、氬弧焊機、等離子切割機等主要實訓(xùn)設(shè)備42 臺套，面積1 300 m2。目前開設(shè)有：鑄造、鍛造、焊接等3 個實訓(xùn)項目。

2.3 綜合工程創(chuàng)新實踐平臺

綜合工程實踐平臺現(xiàn)有3D 打印機、激光掃描儀、洛式硬度計、維式硬度計、高頻感應(yīng)爐、車床、銑床、計算機等設(shè)備30 臺套。目前開設(shè)有3D 打印、熱處理、表面處理等三個實習(xí)目，機械設(shè)計、制造與CAD/CAM基本知識實訓(xùn)、特種加工技術(shù)綜合實訓(xùn)、鑄造成型技術(shù)綜合實訓(xùn)、創(chuàng)新設(shè)計與制作、家用縫紉機拆裝與典型機構(gòu)分析綜合實訓(xùn)、普通車床結(jié)構(gòu)剖析綜合實訓(xùn)、沖壓成形技術(shù)與模具拆裝綜合實訓(xùn)等7 個綜合訓(xùn)練項目。

創(chuàng)客教育是綜合工程實踐平臺的主要內(nèi)容，2017 年建成大學(xué)生創(chuàng)客工作坊，主要由創(chuàng)意室、機電制作室、動力與控制實驗室、機械試驗與測試室等組成，現(xiàn)有流火車隊、校園夢工坊、無碳小車社團等創(chuàng)客社團?，F(xiàn)開設(shè)選修課《工程創(chuàng)新創(chuàng)意基礎(chǔ)》、《創(chuàng)客基本知識與技能》等。大學(xué)生創(chuàng)客工作坊面向全校學(xué)生開放，開展大學(xué)生創(chuàng)客教育，教育模式和教育結(jié)構(gòu)如圖2 和3 所示。

圖2 創(chuàng)客教育模式

圖3 創(chuàng)客教育結(jié)構(gòu)

3 教學(xué)效果

近年來，緊跟時代發(fā)展，圍繞工程訓(xùn)練和創(chuàng)客教育，機械工程訓(xùn)練中心通過整合資源，加強硬件、軟件環(huán)境建設(shè)，構(gòu)建新型機械工程訓(xùn)練教學(xué)體系；改革工程訓(xùn)練方法，將實踐教學(xué)與工程實際緊密結(jié)合；健全管理制度，完善質(zhì)量評價體系；建立創(chuàng)新實踐平臺，使工科大學(xué)生工程實踐能力與創(chuàng)新精神不斷增強。

近幾年來，通過實踐教學(xué)和創(chuàng)客教育，鼓勵和吸引學(xué)生建立各類創(chuàng)客社團，參加各類學(xué)科競賽等，使學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐動手能力得到了顯著提高，近幾年參與創(chuàng)新實踐活動的人數(shù)顯著增加，獲得的論文、專利等成果以及獲得的比賽獎項也逐年增加。近三年學(xué)生完成大學(xué)省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目項目國家級10 項，省級12 項，自選項目18 項，獲得機械創(chuàng)新設(shè)計大賽等學(xué)科競賽國家一等獎2 項，省級一等獎15 項，省級二等獎21 項，省級三等獎8 項，省級銅獎1 項。學(xué)生作品如下頁圖4 所示。

4 結(jié)語

在當(dāng)前“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”的背景下，機械工程訓(xùn)練中心面臨著前所未有的機遇和挑戰(zhàn)，為適應(yīng)工程教育的新要求，機械工程訓(xùn)練中心也迫切需要改革[5-6]。陜西理工大學(xué)機械工程訓(xùn)練中心近幾年從頂層設(shè)計、教學(xué)體系及訓(xùn)練平臺三個方面著手，進行改革、建設(shè)及實踐，特別是將創(chuàng)客教育融入工程訓(xùn)練中，更好地培養(yǎng)了學(xué)生的工程能力、創(chuàng)新能力以及實踐能力。

圖4 學(xué)生作品