全日制機(jī)械工程方向?qū)I(yè)碩士校內(nèi)實(shí)踐模塊設(shè)計(jì)與實(shí)踐

張偉 彭樂樂 呂世軍 趙建華

摘要：針對(duì)機(jī)械工程機(jī)電控制方向?qū)I(yè)碩士生產(chǎn)實(shí)踐環(huán)節(jié)存在的問題，本文設(shè)計(jì)了以項(xiàng)目為載體、充分利用實(shí)驗(yàn)室資源和計(jì)算機(jī)輔助軟件進(jìn)行的校內(nèi)實(shí)踐模塊，從整合模塊內(nèi)容、解決問題、研究方法幾方面入手，進(jìn)行了校內(nèi)實(shí)踐模塊的創(chuàng)新，從而提高學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力和分析解決問題的能力。

關(guān)鍵詞：全日制專業(yè)碩士；校內(nèi)實(shí)踐模塊；項(xiàng)目教學(xué)

中圖分類號(hào)：G643 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）06-0144-02

一、引言

2009年開始的“全日制專業(yè)碩士學(xué)位研究生”培養(yǎng)是我國(guó)碩士培養(yǎng)的一種新模式，其目的是培養(yǎng)具有扎實(shí)理論基礎(chǔ)、并適應(yīng)特定行業(yè)或職業(yè)實(shí)際工作需要的應(yīng)用型高層次專門人才。

因此，專業(yè)實(shí)踐能力的培養(yǎng)是保證專業(yè)學(xué)位研究生質(zhì)量的關(guān)鍵。教育部也要求[1]“專業(yè)學(xué)位研究生在學(xué)期間，必須保證不少于半年的實(shí)踐教學(xué)”，“要提供和保障開展實(shí)踐的條件，建立多種形式的實(shí)踐基地”，實(shí)踐基地的建設(shè)是以上要求的保障。

本文分析了現(xiàn)有實(shí)踐體系的優(yōu)缺點(diǎn)后，針對(duì)燕山大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)機(jī)電控制專業(yè)方向校內(nèi)實(shí)踐基地模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)，采取項(xiàng)目的形式，模擬真實(shí)企業(yè)的設(shè)計(jì)任務(wù)，使學(xué)生掌握企業(yè)的設(shè)計(jì)流程，并依據(jù)實(shí)驗(yàn)室資源進(jìn)行試驗(yàn)，增長(zhǎng)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，從而提高專業(yè)素養(yǎng)及就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力。

二、現(xiàn)有實(shí)踐體系的問題

現(xiàn)在大多數(shù)學(xué)校采取的是融合校外企業(yè)實(shí)踐基地和校內(nèi)實(shí)踐基地的實(shí)踐教學(xué)體系，燕山大學(xué)目前也是采取這種體系。

學(xué)生進(jìn)入企業(yè)實(shí)踐主要有校企聯(lián)合培養(yǎng)基地、進(jìn)入與導(dǎo)師有項(xiàng)目合作的企業(yè)實(shí)踐和學(xué)生自己聯(lián)系企業(yè)實(shí)踐三種方式，第一種所做的項(xiàng)目理論深度難以達(dá)到碩士畢業(yè)要求，第二種無(wú)法保證學(xué)生實(shí)踐的穩(wěn)定性，第三種接觸不到企業(yè)項(xiàng)目的核心部分。

校內(nèi)實(shí)踐基地的設(shè)立是對(duì)校外實(shí)踐基地的有力補(bǔ)充[2]，其主要的目的是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，同時(shí)注重實(shí)踐創(chuàng)新品質(zhì)的培養(yǎng)。初期多以課堂理論教學(xué)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，在增進(jìn)基本理論認(rèn)知的同時(shí)側(cè)重對(duì)基本實(shí)驗(yàn)技能與數(shù)據(jù)處理能力的訓(xùn)練。但是這種方式與實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐要求脫節(jié)，并且培訓(xùn)的能力單一、缺乏統(tǒng)一性，學(xué)生找不到各知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系。實(shí)踐內(nèi)容趨同，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。

綜上所述，現(xiàn)在專業(yè)學(xué)位碩士研究生的校內(nèi)實(shí)習(xí)模塊應(yīng)該更加多樣化，更應(yīng)注重項(xiàng)目的實(shí)際性。而要培養(yǎng)學(xué)生綜合的實(shí)踐能力，設(shè)計(jì)行之有效的校內(nèi)實(shí)踐模塊對(duì)專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

三、校內(nèi)教學(xué)實(shí)踐模塊設(shè)計(jì)

燕山大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)研究生培養(yǎng)目標(biāo)[3]包括“掌握機(jī)械工程設(shè)計(jì)與開發(fā)應(yīng)用的先進(jìn)技術(shù)方法和現(xiàn)代技術(shù)手段，具有獨(dú)立擔(dān)負(fù)機(jī)械設(shè)計(jì)和工程管理工作的能力，具有從事機(jī)械工程技術(shù)應(yīng)用的研究與開發(fā)能力。”本模塊的設(shè)置采取項(xiàng)目制方法，采用企業(yè)的真實(shí)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，盡量突出專業(yè)學(xué)科的特點(diǎn)，穿插進(jìn)行理論分析和動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，以此增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和分析解決問題的能力。

1.題目的獲?。和ㄟ^對(duì)國(guó)內(nèi)知名的液壓元件企業(yè)，如北京華德液壓工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司、江蘇恒立液壓股份有限公司等企業(yè)的走訪調(diào)研，確定企業(yè)所需求的設(shè)計(jì)項(xiàng)目和要求，經(jīng)過指導(dǎo)教師評(píng)估和適當(dāng)簡(jiǎn)化，考慮難易程度、項(xiàng)目成本和實(shí)驗(yàn)室條件，把板式和螺紋插裝液壓閥作為研究生的實(shí)踐項(xiàng)目下發(fā)。

2.設(shè)計(jì)階段：首先學(xué)生利用SolidWorks軟件設(shè)計(jì)液壓元件三維模型，完成元件裝配圖和各組成部分零件圖，其中閥芯閥套部分是設(shè)計(jì)重點(diǎn)。通過fluent軟件分析元件的流場(chǎng)，獲得的計(jì)算結(jié)果更準(zhǔn)確地反映穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力的大小，通過不斷改變閥芯閥套結(jié)構(gòu)，得到最優(yōu)參數(shù)。

3.關(guān)鍵零件的加工：學(xué)生通過拆解廠家液壓元件，對(duì)比分析設(shè)計(jì)不足以及繼續(xù)修改主要零件，選取關(guān)鍵的零件進(jìn)行加工，其他部分可以借用拆解的元件，減低成本和縮短周期。

4.試驗(yàn)臺(tái)的搭建：然后利用Amesim軟件分別建立液壓元件和試驗(yàn)臺(tái)的仿真模型，在實(shí)驗(yàn)室對(duì)設(shè)計(jì)的液壓元件進(jìn)行性能測(cè)試，分析其中不足，并予以解決或進(jìn)行創(chuàng)新探索?？梢岳^續(xù)重復(fù)2—3—3過程，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證。

四、實(shí)際應(yīng)用

從2017年秋季項(xiàng)目實(shí)施以來(lái)，共有四名同學(xué)使用該實(shí)踐模塊進(jìn)行了校內(nèi)實(shí)踐，提供了“直動(dòng)式螺紋插裝溢流閥”、“先導(dǎo)式溢流閥”、“板式電磁換向閥”、“先導(dǎo)式順序閥”四組題目，以第一組題目為例執(zhí)行情況如下。

1.溢流閥是液壓系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的一種元件[4]，直動(dòng)式螺紋插裝溢流閥的閥芯形式多樣，其設(shè)計(jì)具有一定的實(shí)用價(jià)值。按照參數(shù)要求，通過對(duì)液壓力與彈簧力的平衡計(jì)算，對(duì)閥進(jìn)行了三維設(shè)計(jì)。

2.為了對(duì)溢流閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)有更深刻的認(rèn)識(shí)，對(duì)溢流閥進(jìn)行了拆裝，錐閥芯和閥套分體測(cè)繪如圖1所示。

3.溢流閥的動(dòng)靜態(tài)特性是反映閥的性能的重要指標(biāo)，靜態(tài)特性：調(diào)壓偏差、滯回等，動(dòng)態(tài)特性：超調(diào)、響應(yīng)時(shí)間等，在理論分析中運(yùn)用AMESim軟件對(duì)測(cè)試過程進(jìn)行仿真，測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)見圖2。

在實(shí)踐過程中，理論分析與實(shí)驗(yàn)同步進(jìn)行，在理論分析上借助常用軟件對(duì)系統(tǒng)特性進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，進(jìn)而通過實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證理論、推動(dòng)實(shí)驗(yàn)。動(dòng)手的過程做到有章可循，避免理論與實(shí)踐脫節(jié)，使學(xué)生領(lǐng)會(huì)理論和實(shí)踐在工程中同等重要，從而完成從理論到工程技術(shù)實(shí)踐的轉(zhuǎn)變。

參考文獻(xiàn)：

[1]教育部文件.關(guān)于做好全日制碩士專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)工作的若干意見[Z].教研[2009]1號(hào).

[2]施金良，胡文金.自建實(shí)訓(xùn)基地的探討與實(shí)踐[J].重慶工業(yè)高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2003，（03）：82-83+87.

[3]燕山大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士研究生培養(yǎng)方案（全日制適用）[Z].2017.

[4]趙世軍，唐道武.建立機(jī)電專業(yè)實(shí)踐能力培養(yǎng)體系的探討[J].華北科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，（03）：75-76.