談綜合實踐能力培養的機械基礎實踐教學

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摘要：機械基礎實踐教學是培養工科機械類或近機類專業學生職業素養和綜合能力的教學平臺。基于中國制造2025對機械制造業人才所提出的新要求，重新構建了由“基礎實驗、技能訓練、綜合實踐及創新實訓3階段共6個平臺組成的實踐教學體系，在體系的構建中注重培養學生的實踐能力和創新能力，在教學的組織過程中可通過多種培養方式提高學生的綜合實踐能力。

關鍵詞：機械基礎；實踐教學體系；構建與實施；綜合實踐；創新能力

機械基礎實踐教學體系是針對工科機械類、近機類專業開設的相關實驗實訓項目，主要對學生在機械工程基礎方面進行綜合性很強的基本實驗、技能訓練和綜合實踐，重點培養機械工程類學生的基本職業素養和基礎能力。中國制造2025對機械制造業人才提出新的要求，要求員工不再是簡單的操作工，必須有較強的綜合實踐能力、分析問題解決問題能力和一定的創新能力。因此，必須對原有的實踐教學系統進行重構，建立符合先進制造業要求的，集工程素養、創新能力、綜合實踐能力培養為一體的基礎性實踐教學體系。

1教學體系重構的基本思路

傳統的機械基礎課程主要包括“機械制圖與CAD繪圖”“工程力學”“機械設計基礎”“機械制造技術”“技術測量”等系列課程，其傳統對應的實驗項目和內容主要是認知或驗證類，設計型、創新型的實驗幾乎沒有，教學體系的設置無法適應新形勢對人才綜合素質的要求，學生的創新能力無法得到有效培養。通過教學體系的整合，加大了創新設計類實驗和先進制造技術實訓項目的比例，重點培養學生的實踐能力和創新能力。通過學校的校企合作辦學平臺，依托政府、行業協會和企業，多渠道、多種方式共同培養學生的工程綜合實踐能力和創新創業能力。

2實踐教學體系構建的主要內容

以原有傳統的機械基礎實驗室和實訓中心為基礎，重新構建了由“機械基礎實驗中心、技能訓練中心和綜合實踐及創新訓基地”二中心一基地共6個平臺、15個模塊組成的新型實踐教學平臺，如圖1所示。該平臺是分層次、模塊化的教學體系，包含了多個實踐模塊，可以滿足不同層次、不同專業學生的需求，有利于提高實踐訓練水平，培養學生的工程意識、實踐能力和創新能力

2.1基礎實驗中心

主要培養學生的工程素養和分析問題的能力，同時注重培養學生的創新設計能力，在實踐教學課程的設置上加強機械基礎系列課程之間的聯系。在保留原有開設的機械制圖、機械結構認識與實驗、制造工藝認識與等傳統實驗項目基礎上，增設了機械創新設計展示室、機械創新設計實驗室、以三維實體造型創新設計為載體的三維設計實驗室、CAD/CAM實驗室等。引入企業生產中的實際案例，按照基本的認知規律，按機械構造認知→機械零件識讀與繪圖→機械構造分析→機械零件的選用與設計→機械創新設計等順序依次進行機械的引導認知、基礎實驗、綜合實驗和創新設計，將多門機械基礎類課程的實驗教學環節融為一體，形成完整的機械基礎課程實驗教學體系[2]，同時培養了學生的職業素養和創新意識。

2.2技能實訓中心

為適應科技發展的新要求，在培養學生具有一定的工程實踐能力基礎上，還必須培養學生掌握一定先進制造業技術，因此增加了現代制造技術技能操作及綜合性的實訓項目。在原有的機械零部件拆裝與測繪實訓、材料成形實訓、常規機械加工實訓的基礎上，增設了先進加工技術的相關實踐項目，如：數控車工實訓、數控銑工實訓、數控加工中心機床操作、三維數字化測量、逆向工程實訓、特種加工實訓等實訓模塊，根據專業的不同，老師可選擇其中若干個模塊進行教學。通過先進制造技術的多項技能訓練，學生可對先進制造工藝有一個基本認識，初步掌握現代制造業的基本技能。

2.3綜合實踐及創新基地

依托學校的校企合作辦學平臺，創新地方政府支持引導、科技園區介入、學校和企業主體參與的合作育人、合作就業的人才培養模式，通過校企合作辦學、產學研合作等方式，探索“校中廠”“廠中校”等多元主體共建實踐教學基地的有效形式，將企業實際生產中的典型案例引入到課堂的教學當中，拓寬知識面，增加課堂信息量，培養學生的工程綜合素養和創新創業能力，如圖2所示為福州職業技術學院政校企合作辦學的框架圖。引導學生參加創新設計協會、機械加工、機械維修等專業協會和專業社團，通過這些協會和社團為學生提供創新設計平臺和綜合技能訓練。

3實踐教學體系的組織實施

3.1基礎實驗環節主要是培養學生專業基本素養和基本實驗能力

這一環節主要是通過各類基礎實驗、課程綜合設計等教學，培養學生掌握機械工程技術人員應具備的基本知識和技能。教學過程中可引入企業生產中典型案例，通過常用或通用的零部件的分析和設計來提高學生的綜合實踐能力和創新設計能力。例如傳統的機械設計實驗室主要配置有：各種機械傳動機構的組成展示柜、常用通用零件結構的展示柜、各類齒輪減速器和蝸桿蝸輪減速器；相應安排的主要實驗課程為：通過演示講解使學生了解各類傳動機構和機械零件的工作原理，通過拆裝和測繪訓練學生掌握基本的測繪方法、了解減速器的基本構造、掌握軸類零件的結構設計方法等。而新增設的機械創新設計實驗室主要組成部分有：軸系結構設計實驗箱、機械系統創意組合設計實訓臺等，可安排實施平面機構組成原理的拼裝設計、軸系結構創新設計、平面機構創新與設計[3]、機構系統方案的創新與設計、典型機構的拼裝與設計等實訓項目，學生可以自行設計組合各種傳動方案，如：由電機、V帶、十字萬向節、蝸輪蝸桿、槽輪機構組合的傳動機構；電機、V帶、圓錐齒輪、九級變速器、聯軸器、鏈、槽輪機構組合的傳動機構；手輪、聯軸器、鏈、槽輪機構組合的傳動；等等。通過實驗，培養學生的機構創意組合設計能力，還可培養學生的工程實踐能力。教學過程中可以選取企業生產中常用設備的零部件作為案例，引導學生在此基礎上按用途改進或設計一個機械或者一個簡單系統。教學過程可采用分組教學法，要求學生以小組為單位進行設計，將專業基礎知識和創新設計融合在一起；鼓勵學生自主學習和研究性學習，注重培養學生的團隊合作精神和創新能力，提高學生的綜合素質。

3.2技能實訓環節主要是培養學生的綜合實踐技能

技能實訓平臺包括基礎實訓和先進制造實訓2個模塊。基礎實訓模塊在傳統的機械基礎實訓項目中增加了綜合實踐項目，如機械傳動安裝與調試實訓室由多級變速箱、汽車后橋差速器、齒輪減速器、蝸輪蝸桿傳動機構、多種帶傳動、多種鏈傳動和多種齒輪傳動等多種機械部件組成，可安排：機械零部件圖及裝配圖識讀、鉗工基本操作技能實訓、多級變速箱的裝配與調整、汽車后橋差速器的裝配與調整、機械傳動的安裝與調整、機械系統運行與調整等實訓項目。通過實訓培養學生的機械識圖、常用工具和量具的選擇及使用、機械零部件和機構工藝與調整、裝配質量檢驗等綜合能力。在實訓項目安排中，既可將各部件作為獨立的模塊進行訓練，也可將各部件組成綜合的機械系統進行訓練。如：多級變速箱，主要由箱體、齒輪、花鍵軸、卡簧、鍵、深溝球軸承、端蓋、手動換檔機構等組成，可完成多級變速箱的裝配工藝及精度檢測實訓。先進制造平臺包括：數控加工、三維數字化測量和特種加工實訓模塊，可根據不同的專業特點選擇實訓的模塊，實訓內容可引入企業的真實工作任務作為教學案例，把職業資格標準的內容融入到實訓教學內容，聘請企業技術人員擔任實訓指導教師，并鼓勵學生參加各類技能競賽。技能實訓平臺相關實驗室除了完成正常實驗實訓計劃外，業余時間可向學生開放，鼓勵學生到實訓場所參加專業實踐活動。

3.3綜合實訓環節主要是培養學生的綜合實踐能力

通過社團協會、校企合作平臺訓練學生的綜合實踐能力。鼓勵學生積極參加專業社團，如“數控加工”“產品結構與三維設計”“機械創新設計”等興趣社團，邀請企業技術人員參與社團活動的指導，同時結合全國或全省的機械創新競賽的項目開展活動。通過組織社團活動，增強了學生的團隊合作意識，培養了學生的實際操作能力、創新和分析問題解決問題的能力。通過校企合作平臺開展各種形式的合作辦學。與福建省機床工具行業協會、武漢華中數控股份有限公司等企業合作辦學，開展數控加工與機床維修的實踐項目；同時利用這一平臺，師生共同參與企業的技術服務和科研等工作，使學生具備一定的技術開發和科研能力。與福州萊博特科學儀器有限公司校企共建三維數字化測量與逆向工程實訓平臺，共同開展培訓、技術服務和科研工作，為校內實訓創建真實的崗位訓練、職場氛圍和企業文化；與福州市科技局、集力眾創企業咨詢公司聯合成立了“聯合眾創空間”，該平臺是福州市科技局資助設立的萬眾創新綜合服務平臺，也是科技項目前期孵化的基地，為學生在機械制造、機器人、3D打印方面提供了咨詢服務，引導學生參與企業的產品設計開發工作，并為學生提供了創新創業空間。

4結束語

實踐教學是培養大學生綜合素養和實踐能力不可缺少的重要環節，經過整合優化后的機械基礎實驗平臺形成了由“基礎實驗、技能訓練、綜合實踐及創新實訓”3階段共6個平臺組成的、符合先進制造業要求的，集工程素養、創新能力、綜合實踐能力培養為一體的基礎性實踐教學體系，為實踐教學的實施提供了堅強保障。

參考文獻：

[1]徐小兵.機械專業人才創新能力“一二三三五”培養模式探索[J].創新與創業教育，2013（8）：11-12.

[2]蔡小華，何競飛，湯濤，等.大機械基礎實驗平臺的整合與探索[J].教育教學論壇，2016（6）：252-254.

[3]桂偉，陳皓，陳曉航.基于學生創新能力培養的《機械設計基礎》課程教學探討[J].武漢商學院學報，2015（2）：93-96.

作者:張蕓 單位:福州職業技術學院