劉天軍，康盤方

(1.常州工學(xué)院機械與車輛工程學(xué)院，江蘇常州213002；2.常州隆龍升經(jīng)編機械有限公司,江蘇常州213028)

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基于數(shù)字化設(shè)計能力培養(yǎng)的實踐教育基地建設(shè)研究

劉天軍1，康盤方2

(1.常州工學(xué)院機械與車輛工程學(xué)院，江蘇常州213002；2.常州隆龍升經(jīng)編機械有限公司,江蘇常州213028)

摘要：機械工程實踐教育中心由校內(nèi)實踐教育中心和校外實踐企業(yè)基地組成，在企業(yè)基地內(nèi)進行工程實踐訓(xùn)練是培養(yǎng)學(xué)生核心工程實踐能力的重要環(huán)節(jié)。通過對學(xué)生專業(yè)核心能力進行分解，根據(jù)能力點的訓(xùn)練要素,遴選多個機械工程產(chǎn)業(yè)特征及技術(shù)特征鮮明企業(yè)作為實踐教育基地，各個企業(yè)基地間工程訓(xùn)練內(nèi)容呈特色化及錯位化，并例舉了與某企業(yè)合作,共建卓越工程師培養(yǎng)數(shù)字化設(shè)計實踐教育基地的案例。

關(guān)鍵詞：機械工程；實踐教育；核心能力；錯位化；數(shù)字化設(shè)計

0前言

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》和教育部全面提高高等教育質(zhì)量工作會議提出了加快高校實踐教育中心與校外實踐教育基地建設(shè)的指導(dǎo)方針。實踐教育中心是由高校與地方政府、行業(yè)及企事業(yè)單位等共同打造合作培養(yǎng)教育平臺，創(chuàng)立聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機制，旨在全面深化實踐教學(xué)改革，提升大學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力，培養(yǎng)適應(yīng)行業(yè)企業(yè)需求的高素質(zhì)創(chuàng)新人才。

常州工學(xué)院機械工程實踐教育中心，在教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”(以下簡稱“卓越計劃”)機械設(shè)計制造及其自動化試點專業(yè)建設(shè)及江蘇省教育廳“中職-本科對接項目”試點專業(yè)建設(shè)的背景下，依托省級工程訓(xùn)練中心、江蘇省高等教育人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實驗基地、江蘇省數(shù)字化電化學(xué)加工實驗室、常州市特種加工重點實驗室和多個校外實踐教育基地籌建而成,形成“校內(nèi)實踐教育中心+校外企業(yè)實踐基地”的校企聯(lián)合培養(yǎng)形式。

依靠企業(yè)實習(xí)基地開展工程教育是國內(nèi)外目前多數(shù)工科院校的最普遍方式，但具體做法國內(nèi)外有所區(qū)別。國外院校與產(chǎn)業(yè)聯(lián)系緊密，眾多的私立大學(xué)和絕大部分公立大學(xué)都是由許多企業(yè)或企業(yè)家資助、捐贈或入股，從事實踐教學(xué)的教師都來源于本行業(yè)或產(chǎn)業(yè)的骨干企業(yè)，學(xué)生在企業(yè)實習(xí)指導(dǎo)教師大多數(shù)就是任課教師。由于辦學(xué)的靈活性和教師的自主性，許多課程內(nèi)容來源于生產(chǎn)實踐，而且內(nèi)容會隨企業(yè)的技術(shù)進步而隨時更新，學(xué)生的實習(xí)實踐是隨時依據(jù)教學(xué)需要而進行，實踐效果好[1-3]。

國內(nèi)目前工程實踐教育的情況不容樂觀，由于經(jīng)濟和管理上的原因和無相應(yīng)的政策支持，大多數(shù)企業(yè)并不熱衷于接納實習(xí)學(xué)生，更不要談建立系統(tǒng)的學(xué)生實習(xí)實踐體系。學(xué)校通過各種社會關(guān)系聯(lián)系企業(yè)進行實習(xí)實踐，但許多企業(yè)應(yīng)付了事，實踐教育多為走馬觀花，流于形式。即使在企業(yè)重視的前提下，如果實習(xí)過程中校企雙方?jīng)]用就實踐教育深一步合作及建設(shè)，可能導(dǎo)致學(xué)生在多個企業(yè)的實習(xí)內(nèi)容在形式上和內(nèi)容上出現(xiàn)重復(fù)，寬泛且不深入，遠遠達不到預(yù)期的實踐教育目的[4-7]。

本文重點探討以機械工程類學(xué)生核心能力為主線，遴選多個機械工程產(chǎn)業(yè)特征及技術(shù)特征鮮明的基地進行共建的實踐教育基地建設(shè)模式，重點研究如何實現(xiàn)工程訓(xùn)練內(nèi)容特色化及錯位化，深化工程訓(xùn)練的深度。以數(shù)字化設(shè)計實踐教育基地為例，針對教育部“卓越計劃”機械設(shè)計制造及其自動化試點專業(yè)實踐教育需求，提出了建設(shè)具有數(shù)字化設(shè)計特色的實踐教育基地的方法。

1工程核心能力的分解及側(cè)重培養(yǎng)

教育部“卓越計劃”機械設(shè)計制造及其自動化試點專業(yè)培養(yǎng)計劃為：基于“面向工業(yè)界、面向未來、面向世界”的工程教育理念，面向區(qū)域社會發(fā)展與經(jīng)濟建設(shè)需要，以實際工程為背景，以工程技術(shù)為主線，著力培養(yǎng)具有創(chuàng)新品質(zhì)和先進制造技術(shù)核心能力，掌握機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)基礎(chǔ)知識、應(yīng)用方法和基本技能，在機械行業(yè)生產(chǎn)一線從事機電產(chǎn)品設(shè)計制造、技術(shù)運用與改造、運行管理和經(jīng)營銷售的高級應(yīng)用型工程技術(shù)人才。

根據(jù)培養(yǎng)計劃核心能力培養(yǎng)要求，對需求的核心能力進行分解，如圖1所示。

圖1　工程核心能力的分解

分解后的核心能力有很多，其中數(shù)字化設(shè)計能力是重要一項。數(shù)字化設(shè)計指在產(chǎn)品設(shè)計過程中，采用產(chǎn)品數(shù)字化造型、數(shù)字化仿真、有限元分析和虛擬樣機技術(shù)及主流軟件，對產(chǎn)品進行創(chuàng)新設(shè)計的過程。數(shù)字化設(shè)計是現(xiàn)代企業(yè)在產(chǎn)品開發(fā)和研制的首要方法，代表未來的設(shè)計發(fā)展方向。

數(shù)字化設(shè)計能力是機械工程類人才的核心能力，因此在遴選校外實踐基地時，選擇技術(shù)、設(shè)備、產(chǎn)品方面具有數(shù)字化設(shè)計特色的企業(yè)作為數(shù)字化設(shè)計的基地對于深化學(xué)生的的核心能力培養(yǎng)非常關(guān)鍵。

2數(shù)字化設(shè)計教育基地的選擇

數(shù)字化設(shè)計基地的特征主要是由其產(chǎn)業(yè)性質(zhì)、主要產(chǎn)品特征、生產(chǎn)制造水平?jīng)Q定，經(jīng)過深入企業(yè)調(diào)研，選擇了與機械產(chǎn)品中包含機構(gòu)類型眾多的某企業(yè)共建數(shù)字化設(shè)計基地。該企業(yè)的產(chǎn)品為經(jīng)編機械，經(jīng)編機械是非常典型的復(fù)雜機械產(chǎn)品，傳動系統(tǒng)由齒輪、連桿、凸輪、鏈傳動、帶傳動、蝸桿傳動等最典型傳動機構(gòu)組合而成，其通用零部件的數(shù)量、類型非常豐富，涉及到多類型零部件的制造裝配工藝、工裝夾具等工程知識。

學(xué)生可根據(jù)該企業(yè)產(chǎn)品中各類復(fù)雜機構(gòu)的研發(fā)，利用工程軟件進行機構(gòu)的運動及動力分析，學(xué)習(xí)掌握目前先進的數(shù)字化設(shè)計技術(shù)。

3實習(xí)實踐內(nèi)容模塊化

圍繞數(shù)字化制造和設(shè)計要求，建立了數(shù)個工程訓(xùn)練模塊。學(xué)生根據(jù)培養(yǎng)計劃中的實習(xí)實踐課程安排進行選擇進行工程訓(xùn)練內(nèi)容。

表1中的實習(xí)模塊來源于該企業(yè)產(chǎn)品的實際設(shè)計課題、企業(yè)產(chǎn)品預(yù)言設(shè)計課題，以及與學(xué)校的產(chǎn)學(xué)研合作項目。

表1　數(shù)字化設(shè)計實習(xí)模塊

4學(xué)生的企業(yè)實踐

2013—2014年，共有12卓越、13卓越2組共8名同學(xué)進入該企業(yè)，根據(jù)培養(yǎng)計劃要求，圍繞經(jīng)編機械設(shè)計制造過程進行相關(guān)知識點的學(xué)習(xí)。例如，12卓越班同學(xué)與企業(yè)技術(shù)人員開展高速經(jīng)編機成圈機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，4名同學(xué)圍繞槽針、梳櫛、沉降、針芯4個平面多連桿機構(gòu)組成的成圈機構(gòu)進行研究。

圖2　槽針機構(gòu)設(shè)計過程

以槽針機構(gòu)設(shè)計為例，為了改善針尖平面運動軌跡及停歇特性，利用傳統(tǒng)的解析法及幾何作圖法設(shè)計方法無法實現(xiàn)，只有借助數(shù)字化設(shè)計方法進行運動分析，采用的設(shè)計過程及方法見圖2。

學(xué)生積極參加其中的建模及編程等設(shè)計工作，既了解了新產(chǎn)品的設(shè)計過程，又學(xué)習(xí)應(yīng)用了多種設(shè)計軟件，有效提高了數(shù)字化設(shè)計能力。

5產(chǎn)學(xué)研合作

校企業(yè)雙方共建數(shù)字化設(shè)計實踐教育基地，積極開展產(chǎn)學(xué)研合作。

常州工學(xué)院機械工程中心提供了振動及噪聲檢測設(shè)備、動平衡檢測設(shè)備，建立了數(shù)字化設(shè)計訓(xùn)練室，配置了如Proe、UG、ADAMS、SolidWorks、Maya、Ansys、Catia等工程軟件。

某企業(yè)提供了可以解剖的拉舍爾經(jīng)編機，學(xué)生可以在數(shù)字化設(shè)計訓(xùn)練室針對拉舍爾經(jīng)編機的各類機構(gòu)，擬定數(shù)字化設(shè)計項目，進行數(shù)字化設(shè)計訓(xùn)練。

幾年來，雙方完成產(chǎn)學(xué)研項目4項，圍繞著經(jīng)編機結(jié)構(gòu)設(shè)計、機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計等企業(yè)實際課題進行科研攻關(guān)。

6結(jié)語

學(xué)生機械工程實踐教育包含許多方面，其中設(shè)計與制造實踐教育是其重要內(nèi)容。選擇與企業(yè)共建數(shù)字化設(shè)計教育基地只是立項建設(shè)的初步嘗試，經(jīng)過1年的運行，取得了初步成果。

總之，校企合作必須深入才能達到預(yù)期目的。與骨干企業(yè)的實踐教育合作必須落實到具體的工程內(nèi)容和項目，可以適當?shù)卦黾踊仄髽I(yè)數(shù)量，但一定要避免走入蜻蜓點水的校企合作誤區(qū)。實習(xí)基地的選擇不可盲目，應(yīng)選機械工程產(chǎn)業(yè)特征及技術(shù)特征鮮明的企業(yè)進行共建。在共建過程中，實踐教育要求工程訓(xùn)練內(nèi)容特色化、項目化、模塊化，并不斷加強工程訓(xùn)練深度。校企合作中產(chǎn)學(xué)研項目合作，為企業(yè)解決生產(chǎn)技術(shù)難題，實現(xiàn)校企雙方共贏是將實踐教育持續(xù)深入的基礎(chǔ)。

[參考文獻]

[1]宗士增，閻燕.工程教育創(chuàng)新實踐的方法與措施[J].中國大學(xué)教學(xué)，2012(4):61-63.

[2]李群霞，張群.深化校企聯(lián)合創(chuàng)新中國工程教育[J].中國管理信息化，2012(3):75-77.

[3]崔軍.高等工程教育課程改革研究：基于工程教育利益相關(guān)者的訪談[J].高教發(fā)展與評估，2014，30(1):86-94.

[4]邰楓，高國華，宋廣清，等.工程教育背景下的產(chǎn)學(xué)研合作教育模式研究[J].實驗室研究與探索，2013，32(10):175-177.

[5]王麗敏.產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新模式研究[J].實驗室研究與探索,2011(11):69-72，154.

[6]楊連發(fā),周婭,廖維奇，等.工科類生產(chǎn)實習(xí)現(xiàn)狀及實習(xí)模式改革探討[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2011(1):90-92.

[7]王俊東,冀滿祥.加強校外基地建設(shè)提高實習(xí)教學(xué)質(zhì)量[J].山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2005(3):263-265.

責(zé)任編輯：周澤民

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ResearchonConstructingEngineeringPracticeEducationBasesBasedonDigitalDesignAbilityTraining

LIUTianjun1，KANG Panfang2

(1.SchoolofMechanicalandVehicleEngineering,ChangzhouInstituteofTechnology,Changzhou213002;

2.ChangzhouLonglongshengWarpKnittingMachineCo.,Ltd.,Changzhou213028)

Abstract：Mechanical engineering practice education center consists of a practice education center on campus run by college and a practice education center off campus run by enterprises.Training in enterprises is an important part of cultivating core engineering practice abilities for college students.Decomposing the core professional abilities and selecting enterprises as practice education bases according to the training elements of a particular ability and distinctive technical and industrial characteristic of each enterprise,which shows characterization and dislocation in the training contents.In the end,a digital design practice education base for the cultivation of outstanding engineers jointly established by a college and an enterprise is taken as a case example.

Key words：mechanical engineering；practice education；core ability；dislocation；digital design

中圖分類號：G642

文獻標志碼：B

文章編號：1671-0436(2015)04-0071-04

作者簡介：劉天軍(1965—)，男，博士,教授。

基金項目：江蘇省高校機械工程實踐教育中心建設(shè)項目(蘇教高[2013]14號)；常州工學(xué)院教研項目(A-3001-13-004)

收稿日期：2015-03-12