機械工程訓練中心的實踐教學體系的研究★

程 偉， 楊 宏， 戴俊平， 羅 俊

（陜西理工大學機械工程訓練中心， 陜西 漢中 723003）

引言

新一輪全球科技革命和產業變革的快速發展以及在創客教育背景下，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包括優秀的分析與設計能力、實踐能力、解決復雜問題的能力與創新能力[1-3]。機械工程訓練教育作為工程教育人才培養中的一個重要環節，其目標與工程教育總體目標要保持一致。同時，在機械工程訓練教育中也存在一些問題，如工程訓練的中遠期發展方向和目標不夠明確，缺乏頂層設計的引領和推動，可持續發展受到制約[4]；在工程訓練方式方法上，重單個的技能訓練，不能將創新意識、精神和能力的訓練較好地賦予工程實踐和工程問題，缺乏問題驅動等。為適應時代的人才培養需求，解決實踐教育中存在的問題，機械工程訓練教育的各個環節有必要進行改革和升級。

1 頂層設計

1.1 教學定位

機械工程訓練中心是校內實踐教學基地，是大學生學習工程背景知識、進行工業認知、基本知識和基本技能培養、綜合工程實踐的基礎公共實踐教學平臺。

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”的學校精神，在長期的實踐教學中，形成了“尚德精工，實踐育人”的教育理念。

1.3 目標任務

強化工程訓練；提高工程素質；鍛煉動手能力；培養創新精神。

1.4 確立培養方針

面向基本專業能力、工程素質和創新精神的培養目標，確立了機械工程訓練培養方針：“扎實基本知識和技能；強化工程實踐；注重工程素質；面向創新創業”。

2 教學體系

機械工程訓練中心經過多年的改革、建設和發展，建立了一個中心、三個平臺、十三個功能模塊、十八個實訓項目的新型機械工程訓練教學體系，如圖1所示。

圖1 機械工程訓練實踐教學體系

一個中心就是“以實踐教學為中心”，以學生為主體，以教師為主導，著重培養學生的工程實踐能力和創新精神。

三個平臺，一是工業認知平臺，二是機械工程基本知識、基本技能培養平臺，三是綜合工程實踐平臺，著力提升學生的綜合工程實踐能力和培養學生的創新精神，落實學校“培養具有實踐能力和創新精神的高級應用型人才”的培養目標。

2.1 工業認知平臺

著重工程背景知識的培養，包括入學教育、工業認識與實踐、工程技術科普教育、初步工程意識。

2.2 基本知識基本技能訓練平臺

1）機械制造基礎實訓室。機械制造基礎實訓室現有車床、銑床、刨床、磨床、鉗工臺等主要實訓設備112 臺套，面積800 m2，承擔機械制造基礎實訓教學、機械制造基礎知識和基本技能訓練、工業認知實習、大學生科技制作。開設的實訓項目有：車削加工實訓、銑削加工實訓、刨削加工實訓、磨削加工實訓、鉗工加工實訓。

2）現代制造技術實訓室。現代制造技術實訓室擁有先進的數控車床、加工中心、車削中心、雕銑中心、數控銑床、數控線切割機床、激光內雕機、激光切割機、計算機等設備128 臺套，面積為2 200 m2，承擔數控加工技術實習教學、現代加工制造技術及創新創業相關課程，為大學生的科技創新實踐活動提供技能培訓和加工指導。目前開設的有：數控車削加工、數控銑削加工、線切割加工、加工中心、激光加工、數控仿真、CAD/CAM等7 個實訓項目。

3）材料成型技術基礎實訓室。材料成型技術基礎實訓室現有沖天爐、中頻感應熔煉爐、混砂機、噴砂機及配套工裝、空氣錘、高溫馬弗爐、鍛造高頻加熱設備、交流弧焊機、氬弧焊機、等離子切割機等主要實訓設備42 臺套，面積1 300 m2。目前開設有：鑄造、鍛造、焊接等3 個實訓項目。

2.3 綜合工程創新實踐平臺

綜合工程實踐平臺現有3D 打印機、激光掃描儀、洛式硬度計、維式硬度計、高頻感應爐、車床、銑床、計算機等設備30 臺套。目前開設有3D 打印、熱處理、表面處理等三個實習目，機械設計、制造與CAD/CAM基本知識實訓、特種加工技術綜合實訓、鑄造成型技術綜合實訓、創新設計與制作、家用縫紉機拆裝與典型機構分析綜合實訓、普通車床結構剖析綜合實訓、沖壓成形技術與模具拆裝綜合實訓等7 個綜合訓練項目。

創客教育是綜合工程實踐平臺的主要內容，2017 年建成大學生創客工作坊，主要由創意室、機電制作室、動力與控制實驗室、機械試驗與測試室等組成，現有流火車隊、校園夢工坊、無碳小車社團等創客社團。現開設選修課《工程創新創意基礎》、《創客基本知識與技能》等。大學生創客工作坊面向全校學生開放，開展大學生創客教育，教育模式和教育結構如圖2 和3 所示。

圖2 創客教育模式

圖3 創客教育結構

3 教學效果

近年來，緊跟時代發展，圍繞工程訓練和創客教育，機械工程訓練中心通過整合資源，加強硬件、軟件環境建設，構建新型機械工程訓練教學體系；改革工程訓練方法，將實踐教學與工程實際緊密結合；健全管理制度，完善質量評價體系；建立創新實踐平臺，使工科大學生工程實踐能力與創新精神不斷增強。

近幾年來，通過實踐教學和創客教育，鼓勵和吸引學生建立各類創客社團，參加各類學科競賽等，使學生的創新能力和實踐動手能力得到了顯著提高，近幾年參與創新實踐活動的人數顯著增加，獲得的論文、專利等成果以及獲得的比賽獎項也逐年增加。近三年學生完成大學省創新創業訓練項目項目國家級10 項，省級12 項，自選項目18 項，獲得機械創新設計大賽等學科競賽國家一等獎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。學生作品如下頁圖4 所示。

4 結語

在當前“大眾創業，萬眾創新”的背景下，機械工程訓練中心面臨著前所未有的機遇和挑戰，為適應工程教育的新要求，機械工程訓練中心也迫切需要改革[5-6]。陜西理工大學機械工程訓練中心近幾年從頂層設計、教學體系及訓練平臺三個方面著手，進行改革、建設及實踐，特別是將創客教育融入工程訓練中，更好地培養了學生的工程能力、創新能力以及實踐能力。

圖4 學生作品