工程教学与教改
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面向应用型专业的智能制造技术工程训练综合实训创新教育开发与实践

2017年06月07日 18:05  点击:[]



“教育回归工程,教学回归实践”成为当代高等工程教育改革的主流趋势,如何搞好工程实践教育是当前的世界性热门教育话题。目前高校实践教学学时严重不足,高校工科毕业生实践动手能力薄弱,非工科学生工程意识欠缺,创新意识普遍缺少实践支撑这些已引起社会各界普遍关注的问题,成为学校工程教育的发展瓶颈,因此尽快改变这种现状已成为刻不容缓的重要任务。2014年教育部等四部门印发了 《关于地方本科高校转型发展的指导意见》(征求意见稿),提出“确定一批试点高校和专业 (集群) 向应用技术类型高等教育转型发展”,同时。2016年根据《重庆市教育委员会重庆市发展与改革委员会重庆市财政局关于确定第二批转型高校的通知》(渝教计发〔201612号),批准我校机械工程学院汽车服务工程专业转向应用型专业,批准我校机械制造技术基础课程转向应用型课程。在地方高校部分专业向应用型转型发展的重要时期,如何做好应用型技术本科类专业的工程实践教育,实施创业教育,切实提高应用型专业人才的综合素质的提高,对于地方院校的应用型人才的培养具有重要意义。

工程训练中心是在工科高校内实施工程实践教学的基础性平台,工程训练是一种新的实践教学模式,是具有中国特色的工程实践教育理念和教学模式的创新,具有通识性基础工程实践教学特征,面向本科各专业学生,给大学生以工程实践的教育、工业制造的了解、工业文化的体验,是培养学生实践能力和创新意识的重要教育环节。当前的很多高校工程训练教学普遍存在着,教学方法陈旧老套,缺乏灵活创新的培养的意识和行之有效的教学方法;专业多而杂,不能,培养模式单一化、同质化,训练的时间周期没有针对性,训练项目安排比较混乱,对培养学生的专业相关的实践能力和创造性思维重视不够;一些新的制造技术、新的加工工艺及新材料、新技术等未能及时纳入工程训练的教学内容,一定程度上制约了学生掌握最新的制造方法和加工技术的技能教育。

因此,如何在教学资源有限、学生人数众多,专业不一和实习周期不同、传统与现代教学的矛盾、拓展新型智能制造技术,更好的开展创新创业实践工程教育等问题下来合理安排学生的工程训练,使中心的工程训练的效益最大化,是目前高校工程训练教学所面临的最大问题。

我国高教司实验室处长—李平在联席会工作委员会2016第一次会议上的讲话要求:今后五年高等教育改革的一个重要任务就是创新创业改革。创新创业教育不是开一门课,而是要融汇到整个人才培养当中,融汇到每一个教学内容中。深入开展以培养学生社会责任感、创新创业精神和实践能力为导向的创新创业教育。为此,本次教学改革拟针对我校机械类、近机械类应用型专业工程训练课程模块中——智能制造技术模块开展基于快速成型技术(3D打印技术)、金属激光切割技术、非金属激光雕刻技术、数控加工技术的创新教育探索与实践改革。当前我中心业已开展了此三类的工程训练项目,然而项目开展只是“单兵作战”,项目与项目之间没有交叉融合,项目缺乏创新性,更多的是给学生介绍了新技术的概念,设备的基本应用,如下图我校学生在实训当中的一些作品:

 

 

 

 

 

学生的单项训练,表面上是学会了设备的应用,也加工出来了一些小的作品,但与工程实践本身要传递给学生工程实践的当中的设计、工艺、加工制造、安装、调试一体化的综合技能的提升还很远,部分同学单纯的是为了“好玩”而进行学习,或是有同学从网络上下载一些模型进行打印,严重违背了我们设立这几个项目的初衷,不利于学生创新综合素质、技能的提高。

本次工程训练智能制造模块拟在当前课程运行的基础上进行模块创新训练改革,拟对当前的智能制造模块进行整合,把快速成型技术、激光加工技术、数控加工技术进行技术整合,形成系统的综合实训项目,总体目标定位:一是做到训练的项目与相关机械课程的学习结合起来,能够促进学生对三维、二维建模软件的综合练习和应用,锻炼学生机械绘图、识图、创新设计能力,二是锻炼同学合理安排工艺技术、制造加工技术、实践操作能力,三是在综合实训项目中,渗透着产品装配、调试的全过程,此外,综合实训项目还可以锻炼同学们的团队协作精神,以小组的方式,分工协作,各司其职,合理共同完成实训项目。在综合创新模块当中注重学生跨学科、跨专业综合能力的提升.

具体方法上:

一是以工程训练技能大赛和机械创新大赛等技能大赛为设计项目依托,按照大赛要求,对我校往届参加过技能大赛的无碳小车或机创大赛作品进行部分零件的创意改造,结构优化、功能拓展,选取部分零部件,进行实物测绘、设计建模、工程图转换、3D打印或激光加工、数控加工、安装调试,最后通过测评作品的综合运行情况,进行成绩评定,做到以赛促教,以赛促学。如下图,无碳小车的创意综合实训项目。

创意改造内容:学生可将我校现有的无碳小车进行传动功能部件改造、结构优化、零部件改造等内容,具体操作上,学生在课堂上组建实训团队,一般为三人,结合原有小车的功能和实训改造的目的进行创意综合改造实训,一是选取关键零部件进行测绘,创意设计、绘图,然后用3D打印技术或激光加工技术或数控加工技术进行加工,如轴承支座、转向机构职称采用3D打印技术完成零部件替换,车轮加工可用激光加工技术完成零部件创意替换,轴类零部件、有严格形位公差要求的轴承座等部件可采用数控加工技术完成;二是对小车原有结构进行创意设计,如在小车转向机构加装分度盘方便对小车进行试车安装调试,或改变原有的传动机构形式,把带传动形式改变成齿轮传动形式,把分度盘的曲柄连杆转向机构,转变成曲柄滑块连杆转向机构或转变成凸轮连杆机构等形式,三是完成改造后,要进行安装、调试小车,最终运行效果要好。整个实训项目中,重要的是教师需在项目中结合学生实训时专业知识的综合能力,适时的调整实训内容,对于专业基础差的同学强调学生实训过程中对部分零部件的可替代性创意设计,专业基础较好的同学,应强调学生在实训中发挥学习的自主诉求,进行创意设计,充分发挥学生的创新能力。整体实训过程中,教师应激发学生学习的兴趣,结合实训的实践时间安排,调动学生积极性,鼓励学生课上与课下都积极参与实训项目的过程学习。

    二是根据学生专业的不同进行综合实训项目、培养目标的动态调整,如以机械类专业的学生在实训项目中主要培养学生机械创新设计、机械制造工艺技术、加工技能、安装调试等内容,结合实训项目要完成学生对机械制图、机械设计、机械制造、数控编程及加工等专业课程的实践衔接学习,而汽车类同学则可针对微型电驱车设计创新创意实训项目,在此类项目中,让汽车专业的同学感受汽车主结构,创意外观设计、底盘转向机构等的设计、制造、加工、安装调试过程,同时如果有电控类专业同学参与的情况下,还可以对产品进行电控创意设计,用电控的方式使小车按照预定的轨迹运动。

总体预期效果:围绕智能制造技术的学习与应用,通过对快速成型技术、激光加工技术、数控加工技术等模块的资源整合、创意课程设计,提升工程训练对高等工科专业学生尤其是应用技术类学生在创新设计、工艺制造、设备操作技能、安装调试等方面的综合能力的提升,提升学生对相关专业课程的深度理解,做到理论切实联系实际,促进学生在各类学科竞赛、发表学术论文、申请发明专利、创新产品等是创新创业能力培育的主要成果;同时对于学生继续攻读研究生、就业用人单位认可、自主创业等都起到良好的促进作用,使工程训练教育形成一个常态化的良性循环发展。

 

上一条:工程训练中心教研活动纪要整理〔2017〕0314号

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