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1中国塑机举世关注的原因
目前,中国塑机的发展正在引起全球的格外关注,一是因为中国塑料机械的年产量位居世界第一,在世界塑机市场具有不可低估的重大影响;二是因为中国塑机的出口数量不断增加,出口总值不断上升,从而使全球塑机市场格局发生了新的变化;三是因为中国塑机的产品优势明显,不仅产品质量放心,而且性价比高,在国外市场具有相当的竞争力;四是因为中国塑机的发展速度令世界同行所惊叹,而且产业结构调整不断提速,产品档次不断提升,正在更大范围、更广领域、更高层次上参于国际竞争。
2两点反映中国塑机行业现状
随着我国塑机产业的持续快速发展,全球对中国塑机的认同程度有了极大的提升,因而在世界塑机行业的地位也有了显著的提升。目前,我国塑机行业不仅拥有前景广阔、空间巨大的消费市场,并且形成了门类齐全、规模相当、有较先进水平、能基本满足国内需求和具有相当国际竞争能力的产业体系,形成了特点鲜明的若干产业集群和企业遍布全国的工业格局。
根据国家统计局和中国海关总署的统计数据,中国塑料机械行业2007年的经济运行状况,呈现出整体上升的趋势,具有如下8个亮点。
(1)总量规模不断扩大。主要表现在:“两个增加、两个突破”。
“两个增加”是指:一是销售收入在500万元人民币以上规模的企业数量不断增加。二是从业人员数量不断增加。
“两个突破”是指:一是行业资产总额首次突破200亿元人民币,二是工业总产值首次突破200亿元人民币。
(2)销售总额不断跨越。主要表现是:“两个跨越”。一是销售总产值首次跨越200亿元大关,二是销售收入首次跨越200亿元大关。
(3)出口收入不断攀升。全行业出货值由2006年的30.42亿元人民币,上升到2007年的41.66亿元人民币,同比增幅为36.92%。
(4)行业利润不断上升。具体表现在行业利润总额明显上升;行业年利润率明显上升;企业利润明显上升。
(5)科技实力不断增强。我国已有近10所大专院校设置了塑料成型机械专业,并普遍拥有硕士培养资格,其中,有两所重点大学还设立了博士点。在我国塑机行业中,有国家级专业研究中心(聚合物新型成型装备国家工程研究中心、塑料机械技术开发中心和国家模具研究中心)3个,国家级企业技术中心1个,省市及专业研究院所10个,专业检测中心2个,企业办专业研究所10个。全行业从事教学和科研人员超过1000人。专业技术人员持续增加,科研成果颇丰。
(6)产品门类不断齐全。我国塑机行业主要产品可划分为4个大类19个中类,53种不同类型,数百个品种,主要产品有:配混料设备、注射成型机、挤出生产线、中空成型机、压延生产线、各类二次加工设备及各类配套设备,己经形成了门类齐全的产品体系。
(7)“三新”成果不断涌现。随着我国塑机制造企业的科技创新、自主创新意识的不断增强,技术能力的不断提升,全行业的新技术、新产品、新成果层出不穷。其中,新型注塑机的研发不断取得成功。近年来,我国塑机企业研发的新式注塑机主要有:光盘注塑机、微型注塑机、全电式注塑机。
(8)产业升级不断加快。经过新世纪以来的跨越式发展,中国塑料机械行业己进入了必须通过结构优化升级促进发展的新阶段。为此,中国塑料机械行业必须把树立和落实科学发展观作为推进产业结构优化升级的关键,积极宣传产业升级对于克服资源要素制约、转变增长方式、提高增长质量和效益、增强行业国际竞争力的重要意义,着力营造产业和谐的氛围,加强对产业升级的引导,大力开展技术交流和技术培训,加强对新技术、新产品、新成果的宣传推介。
3五大方面引领中国塑机行业的发展趋势
目前,我国塑料机械行业具有五大机遇。一是国家加速工业化进程,对于包括塑料机械在内的装备制造业来说,将要维持一个相当长的旺盛时期,这必然会带动塑机行业“量增质升”。二是我国目前日益加快的新农村建设和城市化进程,为我国塑机行业的发展开拓了新的工作领域和服务空间。三是我国机械工业具有明显的国际比较优势,经济全球化和国际产业转移将进一步刺激包括塑料机械在内的我国机电产品的出口,为行业发展提供巨大动力。四是党和国家振兴装备制造业的政策效应日益显现,必将不断引导和带动我国塑机行业加快发展。五是不断深化的改革开放,使得行业的活力不断增强。
中国塑机行业发展趋势具体体现在如下5个方面:
(1)打破原有行业界限,塑料机械为各行业服务已成定式并向纵深发展,进而有可能向引导市场消费过渡,但要注意引导必须是正确的导向。
(2)在条件许可的情况下,通过各种方式,包括合资、合作,继续借鉴国外的先进制品及工艺和设备以发展我国的塑机,大力提高技术水平。
(3)国内中低档市场容量将会被挤压得越来越小,部分企业将会分化重组,有些企业将减小塑料机械比例而转向多种经营,有的企业将避开国内恶性竞争进而开辟国外市场。
(4)社会专业化协作将逐渐走向成熟、有些厂家将集中精力在某一个局部市场上把生意做大。
(5)个别有远见、有实力的企业已经开始加大科技投入,加快招聘高素质的管理及科技人员,以图进一步发展并争取与世界列强相抗衡。
协会深刻认识到,在这轮全球性金融危机和产业结构调整的大潮中,行业结构调整实施越早,转型升级就能越快。作为为下游行业提供加工装备的缝制机械行业,实施结构调整的核心就是产品结构的调整和产品技术的升级,通过调整和升级去满足下游行业的发展需求。而行业产品结构调整的方向就是发展智能、高效的机电一体化缝制设备,实现节能、省人工;产品技术的升级就是提升产品的技术和质量发展水平,推动产品由中低端向中高端升级,提高市场竞争力和品牌影响力。为此,近年来,协会抓住发展机电一体化高效缝制机械这条产品结构调整主线不动摇,推动行业步入增量取代存量的发展新周期,实现了行业平稳复苏和持续发展,取得了较为明显的调整成效。
一、多管齐下引导行业产品结构向
机电一体化方向快速调整
1. 通过编制《行业“十二五”科技开发指南》,明确将光机电一体化技术应用研究列为“十二五”关键领域,将高效电脑平缝机、电子花样机等设备列为优先研发项目,引导企业向光机电一体化产品方向倾斜。
2. 通过协会主办的国际展会鼓励企业展示机电一体化新品。协会将2011、2013CISMA展会主题分别定为“质量、效益、绿色”和“品质、效率、智能”,通过举行优秀新产品评选,以新产品获奖等级来适当减免企业参展摊位费用的举措进行资金奖励,支持鼓励企业创新和展示高效、环保的缝制设备。如,在CISMA2013优秀新产品评选中,获奖的52个产品100%为机电一体化新产品。据协会对参力CISMA2013的40家骨干整机企业展示的产品进行初步统计显示,机电一体化产品的展示比重已经由2011年的60%快速提升至 2013年的90%。
3. 定期举办行业机电一体化技术交流和《机电一体化技术研究与创新优秀论文》征文与评选表彰活动。自2011起,协会依托电子电控专业委员会工作,每年举办机电一体化技术交流,组织行业科技人员开展技术交流;连续举办了两届机电论文征文与评选表彰活动,征集论文上百篇,其中40余篇优秀论文被推荐至各类核心及国家学术期刊上发表。较好的发挥了促进电控技术研究和交流提升的目的。
4. 在国家发改委《产业结构调整指导目录》等产业政策层面,积极将“机电一体化高效节能缝制机械”列为优先和鼓励发展目录,发挥了重要的产业调控和政策导向作用。
通过以上工作引导和推动,行业近年来产品结构调整步伐加快,机电一体化产品占比大幅提升。据协会2013年最新行业统计数据显示,机电一体化高效节能缝制机械总产量占工业缝制机械总量的比例已由2009年的10%提升到目前的49%;平、包、绷等大宗主导产品中机电一体化产品占比由2009年的15%提升到目前的55%。其中,电脑平缝机2013年总产量高达270万台,同比猛增80%,首次超过机械型普通平缝机产量。
二、以实施行业科技支撑计划项目为着力点
推动产品技术升级
为促进行业产品技术升级,创造具有自主知识产权的技术与产品,提升行业整体技术发展水平,在中轻联的组织领导下,协会2008年联合骨干企业向国家科技部申报了《高效节能缝制设备》国家科技支撑计划项目,该项目于2010年正式批准立项实施。三年来,参与典型高效节能缝制设备课题研究的主要企业均已完成了各自负责的高性能电脑平缝机、电子花样机和电控上袖机的整机产品试制、定型及示范生产线的建设。参与伺服控制系统课题研究的主要企业均已各自建成具备标准软硬件接口及灵活定制功能的多轴缝制设备电控系统开发平台,完成了典型产品的测试、定型、优化,建成了年生产能力1万台以上高性能多轴缝制机械伺服控制系统生产示范线。
经攻关成果联合测试,高效电脑平缝机可实现5000针/分钟,电子花样机可实现2800针/分钟、电子上袖机可实现3500针/分钟的最高缝纫速度,产品平均节电30%,效率提升20%以上,机器噪音、振动等各项主要技术性能指标完全达到了国外先进技术水平。同时,该课题还累计14篇,申请专利16项,计算机软件著作权 4项,开发完成面向电子套接机的运动学及动力学仿真分析软件1套,缝制机械参数化设计软件1套,完成制定行业标准8项,参与制修订国际标准1项,国家标准2项。
通过组织实施行业科技支撑计划项目,各参与企业累计配套投入科研资金近1200万元,购置了一批先进高精密的试验仪器与设备,培养了一批既有实践经验又有丰富理论知识的青年科技人才,科研成果在提升各企业自身科研技术实力的同时,也通过新产品的市场配套和示范推广,有力带动了整个行业的技术发展水平。如,北京大豪公司在课题研发过程推出的HSC高压闭环系统、绵阳58所的HDSC全伺服系统、鲍麦克斯公司的MT系列多轴伺服系统、中捷股份公司WR系列系统在国内外市场上配套电子套结机、花样机、曲折缝、锁眼机、自动缝制单元等机器累计逾4万多台,创造产值近10亿元人民币,有效填补了行业中高端缝制设备电控系统领域的空白。
目前该课题已经结题并进入全面验收环节,协会下步重点组织做好科研成果的行业示范和推广,加快行业高效节能缝制设备的全面升级和更新换代。
三、以实施产品质量提升工程为抓手打造
燕山大学的前身东北重型机械学院是教育与生产实践相结合的产物。当时,学院与中国第一重型机器厂仅一墙之隔,学院的教师以哈工大为主,干部由哈工大和第一重型机器厂共同选派,从而形成了校厂合作的特殊关系。教学密切结合生产实际,基础课采用课堂讲授,大部分专业课采用课堂教学与现场教学相结合的方法,承担教学任务的既有学校的专职教师,又有工厂的技术人员。教学计划中必须安排200~300学时进行科学研究,学生的部分课程设计和绝大多数毕业设计,都是结合实际生产题目进行的,工厂技术人员和前苏联专家对毕业设计和部分毕业论文进行指导。学院师生在第一重型机器厂参加了大量的生产实习和科技开发项目。办学初期,就而形成了一种以教学为主,教学、科研、生产相结合的特殊办学模式。这为形成燕山大学“学研产互动”的办学特色奠定了基础,并逐渐演变成为一种学术传统。
在近50年的办学历程中,学校为机械行业培养了一大批企业家和技术骨干,解决了一系列重大理论与技术问题,同时也巩固了学校在重型机械及装备领域诸多学科的领先地位。尽管经过近二十年的发展,学校的学科门类得到了很大扩充,呈现出了工、文、理、经、管、法、教的多学科格局,但在发展战略上,学校依然继续坚持以工为主、以重型机械及其装备为特色的办学思想。
多年来,重机行业及其所属企业对学校的发展一直都十分关注,并给予了学校许多帮助和支持。同时,学校也一直在密切关注着行业的发展。为了更好地服务于重型机械行业,学校始终坚持将科技创新体系建设作为一项重点工作来抓,在创新平台、创新队伍、创新项目和创新机制等方面取得了显著成效。
积极筹措资金 努力构建支撑创新需要的学科平台
1997年学校整体南迁,但国家没有专项资金支持,学校完全依靠自筹经费建设到现在这个规模,所以在前些年,学科平台建设投入是不足的。2000年以来,学校在办学经费依然紧张的情况下,为学科平台建设投入近1.5亿元,通过新建平台和对原有平台的升级改造、资源优化整合,先后建成“机械设计及理论”国家重点学科,“亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室”和“河北省高精度轧制技术装备工程研究中心”等8个省重点实验室。
筹建于1998年初的“亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室”是目前河北省唯一的国家重点实验室,是地方院校中为数不多的国家重点实验室之一。2005年12月,该室获科技部批准列入“十一五”期间国家重点实验室建设计划。实验室以亚稳材料制备技术与科学为主题,立足于基础和应用基础研究,同时注重向应用开发延伸,形成了非平衡相变与亚稳相截留、新型亚稳材料设计、合成与物性、非晶与纳米晶、含亚稳相钢铁材料、亚稳材料制备与加工技术基础等5个科研方向,承担着“973”项目、“863”项目、国家杰出青年科学基金项目、国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金面上项目、国家攻关项目等大批研究与开发任务,取得了一批重要成果,在Phys.Rev.Lett.、Adv.Mater.、Appl.Phys.Lett.、Phys.Rev.B等刊物上发表学术论文246篇,被SCI收录135篇,论文被引用429次。经过多年持续建设,现在实验室已建设成为一个分析检测设备齐全、制备设备特色鲜明的科研平台。
引进与培养相结合 打造具有特色的创新队伍
重型机械大型成套装备的开发研制,是学校的传统优势,需要机、电、液、材料等多学科人才的共同支撑。南迁后,学校充分利用地处沿海的区位优势,加大人才引进的力度,有效地吸引和凝聚了一批高层次人才。例如,材料学院通过引进中科院、哈工大的几位国内知名教授,促进了材料学科创新团队的快速成长,逐渐形成了一个在新型亚稳材料探索、晶体结构表征、结构相变和物理性能研究等方面特色鲜明的青年研究群体。该群体以“长江学者奖励计划特聘教授”、“国家杰出青年科学基金获得者”和“洪堡学者”为学术带头人和主要研究骨干,活跃在亚稳材料研究领域,逐步得到了国内外学术界的认可。该团队现有教师11人,其中长江学者2人,国家杰出青年科学基金获得者3人,德国洪堡学者3人,博士生导师6人。正是因为有了这样一支高水平的创新团队,才使学校在国家重点实验室建设上取得了快速突破。
在引进的同时,学校以科研项目为纽带,发挥传统优势学科老教师传帮带的作用,在机械设计及理论、机械电子工程、控制理论与控制工程等学科领域,培养出一批学术水平较高的中青年学术骨干,初步形成了特大型零件成形制造、板形精确控制、液压AGC、大型锻件及装备、并联机器人、电力电子与电力传动、控制理论与控制工程等在国内具有较强竞争力的创新队伍,使学校在承担国家和企业重大项目方面的总体实力得到明显提高。
发挥学科优势 开展创新性科学研究和技术开发
学校在重型机械及相关领域具有比较明显的学科优势,并且在将近50年的办学历史中,培养出的一大批毕业生遍及国内重型机械行业的科研院所、大型企业。学校与机械尤其是重型机械行业有着一种天然的学术与人际联系。因此,学校承担的科研任务主要是国家重型机械及其相关领域的前沿课题、重大技术项目和成套技术装备。研究课题大多以成形工艺为基础,以成套装备为主体,具有工艺与设备结合、机电业与现代控制技术结合、学校与重型机械装备生产企业相结合的特点,具有明确的工程背景和应用推广价值。这一科研特色有效地推动了学校科技工作的全面发展。
近几年,在日趋激烈的重型机械行业技术市场竞争中,学校依靠自身的学科优势和科研特色,在成套技术装备方面,获得了攀钢IGC650HCW精密冷带轧机关键技术及成套设备研制、凌源钢铁股份有限公司900平整机组关键技术及成套设备研发、某大型钢铁企业1450mm五机架冷连轧机液压AGC系统研制和一些大型钢厂、电厂的湿式电除尘系统等一批单项合同千万元以上的大型工程化项目。IGC650HCW精密冷带轧机关键技术及成套设备研制项目获得了1999年国家科学技术进步二等奖。
板形理论是轧制理论的重要组成部分,是设计板带轧机、制定板带轧制工艺规程和控制板形的重要理论基础,也是实现板带精确轧制的技术核心。学校在板形理论研究方面的研究成果,已经成功地应用于宝山钢铁公司等国内外大型钢铁企业的生产实践。研究成果还获得了国家科技进步二等奖和2005年国家科技进步一等奖。
金属型材三维拉弯工艺及设备是轿车生产中的一项重大技术,曾经也是制约轿车国产化的关键。我校独立开发的金属型材三维拉弯技术,不仅实现了一批引进车型的拉弯件和工艺装备的国产化,为国内18家汽车型材弯曲件配套生产厂商提供了数以百计的专用拉弯工艺装备,使一汽大众、上海大众、二汽、一汽丰田、南汽以及上海通用等汽车生产厂家受益,而且已经出口到工业发达国家。研究成果获2000年国家科技进步二等奖。
高锰钢辙叉和高碳钢钢轨的焊接技术是我国铁路实现全面提速的关键难题之一,国际上只有法国和奥地利拥有该项技术的发明专利。我校发明的高锰钢辙叉与钢轨的焊接技术,是与奥地利和法国完全不同的高锰钢辙叉焊接技术,使我国成为世界上第三个自主拥有该项技术的国家。该技术现已成为我国铁路系统采用的唯一技术,并获国家科技进步二等奖。
学校承担的军工“863”研究任务,研制出适于空间使用的大块非晶合金轴承;利用大块非晶合金组织均匀、抗超高速撞击等特点,将大块非晶合金制成空间环境探测器(卫星搭载)。研究成果获国家科技进步二等奖。
目前,燕山大学在国内重大装备及其相关技术领域发挥着愈来愈重要的作用。学校承担着“973”项目“超高压下凝聚态物质的若干前沿问题”、“863”项目“面向钢铁行业生产中的组织性能预报及智能化控制”和国家自然科学基金重点项目“特大件成形制造技术基础研究”,是150MN自由锻造水压机的合作研制单位,大型模锻液压机(800MN)设计制造关键技术联合攻关小组成员单位。
完善创新机制 强化学研产办学特色
为适应科技工作市场化的要求,学校不断改革和完善科技管理机制和管理制度,调动广大教师从事创新研究的积极性。1984年,学校相继成立了科技开发总公司和轧制技术工程研究中心,为教师直接参与国家经济建设、服务重型机械行业搭建了平台。2000年以来,学校先后制定了一系列管理制度和科研业绩评价办法,如对教师承担的高水平国家项目加大配套资金支持的力度,对教师承担的重大横向项目减少管理费提成,对教师评聘专业技术职务提出具体的科研经费到款指标等,营造了一种良好的科研氛围,充分调动了广大教师的科技创新积极性,对学校科技创新工作的持续发展发挥了重要作用。
学校始终积极鼓励和支持教师将科研成果向现实生产力转化。1992年,学校的锻压实验室和轧机实验室的两个项目课题组,分别利用自身的研究成果创办了汽车附件厂和双层卷焊管厂,1997年,又适时地组建燕山大学产业集团公司。随着校办科技产业的发展壮大,1999年,以产业集团公司为基础,学校在秦皇岛经济技术开发区创办了燕山大学科技园,2003年,燕山大学科技园被科技部和教育部批准为国家大学科技园。这是由学校独立创建的、河北省唯一的国家级大学科技园。目前,燕山大学科技园占地面积500亩,总建筑面积15万平方米。入园企业和机构146家。学校以园区建设为契机,坚持贯彻依靠优势学科、发展特色产业的指导思想,通过建立既符合市场经济规律、又能保护创新主体各方积极性的利益共享机制,把科学研究与园区发展有机地结合起来。经过两年多时间的建设,大学科技园已经形成了以汽车零部件制造、电子信息、新材料等为主要支柱的产业结构体系,发展成为具有特色的技术创新基地、高新技术企业孵化基地、创新创业人才聚集和培育基地、产学研结合示范基地,成为学校科技创新体系的重要组成部分和学研产互动办学特色的重要标志。
2005年,为了进一步深化科技管理体制改革,强化基于学科优势和学科特色的科技创新能力建设,学校提出了筹建燕山大学科学技术研究院的构想。拟组建的燕山大学科学技术研究院将涵盖机械、材料、环保、建筑、自动控制、信息、软件、管理科学等学科领域,以一个人力和资源整合能力更高、创新团队阵容更强、科技开发实力更雄厚、市场运作更规范、市场反应更敏捷的新姿态,担负起燕山大学的科技创新历史使命。
[论文关键词]机械行业 特色专业 建设思路 实践
机械制造业是国民经济的支柱产业。由于我国巨大的潜在市场和丰富的劳动力资源,我国正在成为世界的制造大国。《国家中长期人才发展规划纲要》明确提出实施国家高技能人才振兴计划,适应走新型工业化道路、加快产业结构优化升级的需要,加强职业院校专业建设和实训基地建设,培养造就一大批具有精湛技艺的高技能人才。
机械行业高职院校的重点专业具有浓厚的行业特色和地域特色,国家示范性高职院校计划项目的主要任务是重点专业建设,作为有深厚基础的机械行业高职院校,以国家示范校建设为契机,依托机械行业,对接企业,在专业人才培养模式创新、人才培养方案优化、实训基地建设、教师教学能力提升、融合校企合作文化等方面进行探索和实践。本文在国家示范性高职院校建设实践的基础上,利用联系学校和社会的专业平台,根据行业标准,对如何建设机械行业特色专业进行研究,为学院夯实基础,优化结构,调整布局,提升内涵,全面协调可持续发展提供建设思路。
一、创新人才培养模式
人才培养模式是指在一定的现代教育理论、教育思想的指导下,按照特定的培养目标和人才规格,以相对稳定的教学内容、课程体系、管理制度和评估方式,实施人才教育过程的总和。它具体包括四层含义:一是培养目标和规格;二是为实现培养目标和规格进行的教育过程;三是为实现这一过程的一整套管理和评估制度;四是与之相匹配的科学的教学方式、方法和手段。一个学院的人才培养模式是在一定体制机制下,长期发展积淀形成的,具有浓厚的行业特色和地域特色。
1.携手政府、企业,创新办学体制机制。在陕西省教育厅和陕西省机械行业工业联合会的指导下,由陕西工业职业技术学院(以下简称“我院”)牵头组建了“陕西装备制造业职业教育集团”,该集团联合陕西省内外多家高等职业院校、职教中心、科研院所、大中型骨干企业、行业学会、咨询服务机构参加,按照自愿平等、资源共享、优势互补、互惠共赢、共同发展的原则,组成以联合办学为基础、以校企产学研合作为重点的职业教育联合体,初步形成了“校厂一体、产教并举、中高衔接、区域联动”的陕西装备制造业职业教育集团化办学模式。
2.强化内部管理,促进学院科学持续发展。及时调整管理机构,优化设置管理岗位,处科级干部竞聘上岗,管理重心实现下移,实行二级学院管理,强化监督与考核,为专业建设、师资队伍建设、课程建设、实验实训条件建设提供了机制保障;有效利用办公自动化系统(OA系统)、教务管理系统、数字化校园系统等,提高工作效率,降低管理成本,加强部门执行力,管理效能日益凸显;按照“发挥优势、强化功能、创新机制”的总体思路,将校办实习工厂纳入学院整体教学组织体系进行管理,使其角色和功能实现了向具有“生产、教学、科研、培训、服务”五位一体功能的校内生产性实训基地的彻底转变。
3.形成“工学六融合”人才培养模式。通过打开时间壁垒——实现教学过程开放性,打开空间壁垒——实现“教、学、做”一体化,打开课程壁垒——实现理论课程与实践课程综合化,打开人员壁垒——促进双师结构教师团队建设,打开校企壁垒——促进产学合作等五大壁垒,总结凝练出我院“工学六融合”人才培养模式,即“人才培养与企业需求融合、专业教师与能工巧匠融合、理论教学与技能培训相融合、教学内容与工作任务相融合、能力考核与技能鉴定相融合、校园文化与企业文化相融合”。“工学六融合”是完全渗透式的六融合,其核心是工学结合。
按照“面向产业、服务区域、发挥优势、协调发展”的思路,在“工学六融合”人才培养模式框架下,我院五个重点建设专业形成了各具特色的专业人才培养模式。机械制造与自动化专业形成了“学工合一、知技融通”的人才培养模式,电气自动化技术专业形成了“实境教学、学训三合”的人才培养模式,材料成型与控制技术专业形成了“全真载体、实境训能”的人才培养模式,计算机应用技术专业形成了“双融通”的人才培养模式,物流管理专业形成了“职教合一”的人才培养模式。
二、优化人才培养方案
人才培养方案是学校根据人才培养目标对人才的知识结构、能力与素质结构、培养过程与环节、课程体系及教学内容的总体设计与构建。它是人才培养目标的实施蓝图,也是人才培养活动的具体计划,包含人才培养目标、专业岗位职业标准、专业课程体系等内容。
各专业通过深入陕西装备制造业职业教育集团中的多家企业调研,引入行业标准,进行职业领域分析,确定了毕业生的就业岗位和各个工作岗位的典型工作任务;通过对行动领域归纳,总结出所需的职业能力、知识和职业素质要求;通过对学习领域转换,设定了“理实一体化”课程和单项技能训练,形成专业课程体系;与相关企业紧密联合、多次研讨,制定了符合企业用人标准的专业岗位职业标准,最终形成全新的人才培养方案。
1.确定人才培养目标。根据高职教育培养生产、建设、服务和管理第一线需要的高技能人才的定位,进行企业调研,以确定企业为本专业毕业生所设置的工作岗位、工作范围、工作职责,以及对其专业能力、专业知识、职业素质的要求等。根据调研结果,按照职业成长规律,确定本专业的工作岗位、工作范围、工作职责和工作任务,进一步确定各岗位的知识、能力、素质体系,从而确定人才培养目标。
2.制定专业岗位职业标准。专业岗位职业标准是确定专业对应的工作岗位、工作范围、工作职责的规范性文件,应符合企业实际,具有一定的代表性和通用性,其所对应的专业能力、专业知识、职业素质、职业道德应满足工作职责需求,对高职院校和企业职教培训机构培养高技能型从业人员具有很强的指导性。制定专业岗位职业标准应与相关行业、企业紧密联合,进行广泛调研,校企合作,反复研讨,经过专家论证后形成。
3.构建课程体系。根据专业岗位职业标准和广泛的市场调查,以职业领域分析为基础,从职业岗位标准入手,紧扣学生就业岗位群,生成工作任务和典型工作任务。针对完成这些典型工作任务凝练产生核心职业能力、职业知识、职业素质,并设定相应的支撑课程和技能训练内容。此后,解构现行的学科课程体系,按照由简单到复杂的认知规律,重新划分各个课程边界,构建课程体系。针对新的课程体系,按照相应的教学模式和“教、学、做”一体化要求,设定不同的学习情境,按照工作过程的要求和学生学习的认知规律重新序化课程内容,拟订相应的教学情境、教学方法,形成“基于工作过程系统化和行业标准的课程体系”。
三、强化实训基地建设
我院依托国内同类院校中规模最大、工种最全的校办实习工厂,根据行业标准,优化重组校内实训资源,建成生产性、开放式、共享型专业综合性实训基地。该基地能有效组织生产和实训,达到了“实训室—车间、教师—师傅、学生—学徒、实习—生产、作品—产品”的有效融通。按照工厂实际生产流程,采取“结合生产、针对岗位、按需施教”的教学模式,让学生在真实的生产环境中接受封闭式强化训练,以实际生产项目为载体,使学生熟练掌握各种专业知识和技能,并参加工厂真实的生产项目,积累实际工作经验,强化技能,提高就业竞争力。
分期建设生产性实训厂房,打破原有的结构建制,建成了与专业结构、人才培养规格相匹配的生产性实训车间及相应的教学生产相兼容的组织管理机构。制定实习标准、实训教材、实训指导手册、技能试题库和实训考核标准等,建立了适应行业需求的实训基地配套管理制度;设置实训教学组,编写了以典型零件制造为载体、以典型工艺分析和加工操作技巧为主线的多种实训教材及配套多媒体课件,扩大了生产性实训规模。所有重点建设专业和专业群的生产性实训得到充分保障,较好地搭建起了“校厂一体”的能力培养平台,营造起了“产教并举”的能力培养环境,建成了集“生产、教学、科研、培训、服务”五位一体、管理先进、功能完备、辐射面广、资源共享的示范性校内生产性实训基地,在装备制造业高职院校中,成为校厂异质融通、工学深度融合的典范。
通过以上建设,组成由校内实验室、综合实训基地、工业技术实训中心、校办实习工厂、校外实习基地五大实践训练环节,各环节既相对独立,又互补互促,阶梯上升,形成开放式技能训练体系,为单项技能训练、综合技能训练、实际操作训练奠定基础,为高技能人才培养创造良好环境。
四、提升教师教学能力
根据行业人才成长规律和行业标准,按照“以德为先、崇尚技术、培育名师、打造团队”的理念,以“提升双师素质、优化双师结构”为重点,我院实施了“专业带头人培养计划”“骨干教师培育计划”“双师素质提升计划”“兼职教师团队建设计划”。通过校企双向兼职,聘请企业高级技术人员、管理骨干和能工巧匠为兼职教师,形成专业建设“双带头人”制度、课程建设“双骨干教师”制度;通过鼓励教师考取行业职业资格证书、安排教师到企业参加实践锻炼、参与企业科技创新和技术培训等方式,形成双师素质教师培养机制;在青年教师中培育教坛新秀,在中级职称教师中培育优秀教师,在高级职称教师中培育教学名师,形成名师分层培养机制。这些制度、机制的建立和运行,为打造优秀教学团队奠定了坚实的基础,逐步形成了专兼结合、结构合理的“双师型”教学团队。
五、融合校企合作文化
企业文化就是企业的经营理念、价值体系、历史传统和工作作风的具体体现,是企业员工的职业精神、价值标准、行为准则、职业习惯、道德规范和文化素质的具体体现,是行业标准的重要组成部分。校园文化与企业文化融合是校企合作的重要组成部分,高职院校应通过文化建设,帮助学生跨越企业文化门槛。
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卷首语
(3)技术创新的思路从何而来? 无
科技风云
(7)最低温度:“无限逼近”开辟科学新领域 杨书卷
特别栏目
(8)科技新闻媒体关注指数排行榜 无
封面图片说明
(8)地质灾害生命可接受风险标准研究的意义 无
科技事件
(9)陡山沱组球形化石新解难获认同 李娜
特别栏目
(10)科技界声音 无
科技工作大家谈
(11)中国风电产业不可忽视的专利问题 耿洁 刘旭彤
特别栏目
(12)科学共同体要闻 无
(13)科技期刊亮点 无
(14)科技要闻 无
本刊专稿
(15)钱学森与《科技导报》 苏青
研究论文
(17)中国地质灾害生命可接受风险标准研究 赵洲 侯恩科
(23)基于演化涌现的复杂信息网络设计优化 赵东杰 何宇 杨海涛 王华 李智 赵洪利
无
(27)“第8届全国计算机支持的协同工作学术会议(ccscw2012)学术会议、第23届计算机技术与应用(cacis·2012)学术会议”征文
无
研究论文
(28)硫化矿石低温氧化性指标的相关性分析 李孜军 王晓磊 石东平
(33)脉冲耦合神经网络对肝包虫图像分割 田翔华 木拉提·哈米提 朱从旭 孔德伟
无
(37)“第七届全国制冷空调新技术研讨会(2012)”征文 无
研究论文
(38)基于复杂性理论的军事通信网络中心化方法比较 熊金石 李建华 杨迎辉 郭威武
(42)小型四轴飞行器动力学参数测定方法设计 王冬来 吕强 刘峰
无
(45)“第十七届全国小儿心血管疾病学术会议”征文 无
研究论文
(46)顺倾软岩边坡稳定性分析与防治 曹兰柱 霍丽红
(50)高速公路路侧容错环境的rst-gce法评价 陈沅江 陈熠
(58)冲击噪声背景下一种稳健自适应波束形成算法 杨磊 马杰
综述文章
(61)爆炸箔起爆系统的发展 吕军军 李明愉 曾庆轩 郑
猛 冯长根
科技评论
(65)“第十七届全国青年通信学术会议”征文 无
无
(66)机械史成就鼓舞机械行业创新发展 罗圣国
科技评论
(67)科研:业绩多多,成果是零 文双春
(68)这次长三角植物学研讨会 高建国
无
(68)讲座后的一点思考 黄锦芳
主编心语
(69)怎样指导博士生打下走向成功的坚实基础(18)——让优秀博士生成长为科技领军人才 冯长根
特别栏目
(69)中国生态学学会 无
走向职场
(70)求职的经历和经验——刘广福博士访谈 王华锋
(71)科技人才招聘 无
(75)全球招聘新闻 无
无
(80)《科技导报》征稿 无
特别栏目
(81)完词填空 无
(81)推理小游戏——水有一半吗? 无
(81)好玩的数学——24整除 无
(81)九宫填数 无
关键词:焊接机器人,工程机械,动臂焊接系统,功能与应用
0 前言
焊接生产中,利用先进的装备和技术来提高产品质量和效率、降低成本,提高市场竞争力是社会和经济发展的必然趋势。焊接机器人由于具有生产过程自动化、劳动强度小、生产效率高,产品焊接质量稳定,可持续作业等特点,在工程机械个工业系统中得到了广泛应用。目前,全世界50%左右的机器人应用于焊接生产中,并逐渐从汽车工业拓展到桥梁、钢构、工程机械等领域。
我国工程机械行业应用焊接机器人较晚,目前处于引进消化阶段。在此,以开元机器人系统有限公司生产的动臂焊接系统为例,具体介绍焊接机器人在现代工业生产中的应用。
1 动臂焊接系统
动臂焊接系统主要用于挖掘机动臂的焊接。由神钢机器人本体、变位机、移动装置、焊接装置、控制系统组成。机器人本体为6自由度关节型,选用山羊AC伺服电机,神钢公司专为工程机械焊接研发。变位机为一轴双夹持变位机,可带动工件转动到焊接需求位置。移动装置为机器人Y轴坐标的扩展,变位机和移动装置可与机器人实行联动。焊接装置包括神钢公司研发的焊接电源、焊枪、送丝机等硬件和焊接专家系统软件。控制系统控制动臂焊接系统整体运转并可与外界进行信息交换,使操作者可远程操控。
2 动臂工件特点
由于挖掘机型号不同,动臂存在多种型号。动臂为厚板拼装而成,从而造成其焊缝深,坡口大,质量大,装卡时容易造成位置偏移。焊缝以直线型为主,还包含曲线型和圆型。
3 功能与应用状况
3.1焊丝接地传感(接触传感)
焊丝接地传感(接触传感)机能,是通过焊丝接触检测位置,由此计算工件的偏移纠正量,边纠正示教位置边进行动作的机能。在动臂装夹时,由于工件大,质量重,会或多或少有位置偏移,对于这种情况,可先在程序开始部分加入3方向传感机能,分别进行x、y、z的3方向的传感,对于示教位置将示教的检测点(工件基准点)和根据传感动作检测出的检测点之间的差别,进行加算纠正,从而找正工件装夹误差。对于焊缝的偏移,可在程序中加入开始点传感机能,在焊接中预先检测坡口的中央位置,其与示教时工件的偏移量作为纠正量,纠正以后的焊接线的位置偏移。对于一些特殊情况则可根据其类型用圆弧传感、多点传感等传感功能纠正。因此利用焊丝接地传感功能,可以消除动臂在加工,拼装和装夹定位带来的误差,自动寻找焊缝并识别焊缝的情况,实现顺利焊接。
3.2 电弧传感功能
电弧传感功能是在焊接过程中采集焊枪摆动到不同位产生的电流值,经过系统的运算来自动追踪焊缝偏移的功能。论文参考。下向角焊时,500mm焊缝长可以追踪25mm的焊缝偏移,因此保证了动臂焊接质量。论文参考。
3.3数据库功能
数据库功能是事先设定·登录焊接条件,通过数据库命令呼出设定的焊接条件的功能。此外,在数据库中可以设定每层的焊接条件,通过设定必要层数的焊接条件可以进行多层焊接。在动臂焊接中,可直接调用焊接专家系统中的焊接数据库,直接用于程序中,也可根据用户本身的工艺要求,从新设定数据库,从而达到想要的焊接效果。
3.4 多层堆焊功能
多层堆焊功能,是指根据数据库、自动条件的道次条件,在再生时生成多层堆焊序列程序进行多层堆焊的功能。针对于动臂的大焊缝,深坡口的情况,焊接一层不能填满焊缝,因此需要多层堆焊功能。动臂示教时,先编辑数据库,根据焊接工艺将每层每道的参数设定,从而做出新的数据库。编程时,用程序可直接调出所设定的多道次(2道以上)的数据库。在执行调出命令时,自动生成多层焊接序列程序,从执行的道次开始执行并读出相应的数据进行焊接,填充满焊缝。
3.5坡口宽度跟踪功能[1]
坡口宽度跟踪功能是在焊接过程中使用电弧传感器检测出坡口宽度,并自动补偿摆动条件,焊接速度的功能。在拼装动臂过程中,人为或夹具的误差会引起焊缝宽度变化,对于这种变化可以在编程中加入坡口宽度追踪功能,从而使每层焊接均匀,余高一致,焊缝成型好。
3.6ARCMAN功能
ARCMAN功能是,结合变位机的回转,机器人在变位机盘面上进行直线、圆弧等动作的功能。(在变位机连动功能中,机器人前端和变位机的回转没有关系,在空间中移动到示教的位置。论文参考。)
在焊接固定在变位机上的焊接对象(以下称作“工件”)时使用的话就很方便。在边回转变位机边进行工件直线部和圆弧部的焊接时,通过使用本功能,可以通过比变位机连动功能少的示教点进行示教,从而得到希望的轨迹(相对于工件的机器人前端轨迹)。并且,由于通过指定速度在盘面上示教的位置之间移动,所以即使在变位机回转的区间内,通过设定通常的焊接速度命令也可以得到希望的焊接速度。
(在变位机连动功能中,为了得到希望的焊接速度,必须设定从变位机回转角度计算的连动速度。)
关键词:机械类专业课程;改革创新
随着科学技术的迅猛发展及社会对高素质运用型人才的需求, 我国各大高校已掀起了与学科专业结构调整相适应的课程体系改革。对教育教学内容、 素质教学模式、 教学手段等方面进行全面改革, 将科学的教育研究成果应用到专业建设中来,对传统的课程设置进行合理地改革,探索、力求充分利用有限的时间资源, 提高学生知识结构,培养满足现代社会发展需求的复合型综合人才已是大势所趋。
一、改革课程体系的必要性
随着社会主义市场经济体制的建立,科技进步和产业结构的调整,机械行业对高级应用型人才综合能力的要求越来越高,高等工程教育从过去服从于计划经济彻底转变到服务于社会主义市场经济。与此相适应,我国全日制本科院校机械类专业课程逐渐以培养“高级应用型工程技术人才”为目标,依据市场需求设置专业培养方向,并面向生产、管理的第一线,突出实践操作能力的特色。
二、建立机械类专业课程新体系
新课程体系包括通识课平台,专业课平台和实践教学平台,以下将作出详细阐述。
(一)通识课平台
通识课平台包括通识必修课程和通识选修课程,通识课程的开设,主要考核学生是否掌握基本技能,是否具备超越精神、批判性思维和创新思维[1]。通识必修课主要包括思想政治理论课、英语、体育与健康,以及数理化等自然科学基础课。通识必修课的设置不是针对某一专业,而是针对某大类专业开设的,是全日制本科学生必需掌握的知识和技能。通识必修课培养学生的基本素质,着眼于学生的可持续发展,为学生后期学习专业课打好基础,旨在使学生获得宽厚的公共基础学科的知识。
通识选修课的设置是面向全院学生开设的教育课程,是为了拓宽学生的知识面,完善学生的知识结构,全面提高学生的综合素质,增强学生学习能力,引导学生涉猎不同学科领域,让学生获得广泛的知识,学习不同学科的思想和方法,充分发挥学生的主体作用,强化学生的个性优势而设置的课程。
(二)专业课平台
专业课平台主要包括专业必修课和专业选修课,专业必修课又包括专业基础课和专业课两块。专业基础课是通识课和专业课的桥梁,是继通识课之后学习专业课的过渡,主要包括工程材料与机制基础,机械设计基础,机械制造工艺学,机械CAD/CAM等课程。专业课的学习是整个课程体系的核心,前期通识课和专业基础课的学习均是为专业课的学习服务,专业课的知识也是学生毕业之后继续深造或就业的资本。专业课主要包括数控原理与系统,液压与气压传动,数控编程,模具设计和测试技术等。
专业选修课的开设是对专业课的拓展,旨在让学生了解本专业的发展趋势及前沿研究成果,拓展学生的视野,培养学生对本专业知识的创造性。主要包括先进制造技术,机械系统设计学,现代设计方法,机器人等。
专业课平台所开设的课程均属于理论课,这些课程的设置应以“适度、适应”为标尺,既不能片面追求学科知识的广搏,也不能片面追求单一职业技能的精深,应尽力在有限的教育教学时间中发挥课程学习的最大效益。
(三)实践教学平台
实践教学环节主要是培养学生的基本专业技能,包括专业理论课的课内实验、基本技能课、专业技能课、集中实践、毕业设计与实际训练等。各实践教学环节应达到的技能要求如下:如金工实习要求学生掌握车床(铣床)操作,钳工、铸工的基本要领;机床精度检测要求学生掌握普通机床精度检测方法及仪表使用和调整;数控编程与操作要求学生掌握数控编程方法及数控机床的加工操作;生产实习要求学生了解生产现场的生产组织、技术管理及典型零件制造的全过程;机械零件课程设计要求学生掌握常用机构和通用零件的工作原理,基本设计和计算方法,会使用手册查阅参数;机械制造课程设计要求学生掌握典型设计、数控编程、机床调整及维修技术。实践教学环节的开设可以使学生得到较为全面的综合训练,提高学生的解决工程实际问题和创新能力。
三、课程体系改革的方法
首先,对选用的教材把关。教材是学生赖以学习的根本,是教师与学生沟通的桥梁。因此,应尽量选择国家规划教材或著名高校出版的经典权威教材,同时,也要注意教材的时效性和工程性,避免教材内容与当今社会脱节。
其次,培养“双师型教师”,要求教师既要具备理论教学的素质,还要具备实践教学的素质。教师的业务能力与学生综合职业能力和综合技能培养工作息息相关,高水准的教师队伍是高质量学生的保障。为此,教师在理论教学能力上不断进步提高的同时,还必须向实践教学方向发展。为此,学校要多形式、多渠道地安排教师到相关企业实习、锻炼、参与实践,使专业教师掌握专业技能,提高教师实践能力,培养“双师型教师”。另一方面,为加强“双师型教师”培养,可采取校外进修与校内培训相结合,脱产学习与业余自修相结合以及加强教师间教学经验交流等措施,使教师适应课程综合化改革的需要。
其三,教学是在教师指导下学生主动掌握知识、技能,发展思维的实践活动,而教学方法是教法与学法的统一。教师应尝试改革传统的教学方式,避免填鸭式的满堂灌教学方式,采用教师启发、提问、学生讨论的方式;设置情景的教学方式;以及充分利用视听媒体,向学生提供声像并茂的活跃课堂,增大信息量和专业技术前沿知识,激发学生的学习兴趣和渴求知识的热情。同时,可采取将学生带到实习基地现场讲解、学生亲自动手进行拆装实验、结合实验加以理论指导等方式,引导、帮助学生将理论知识应用到工程实践中。■
参考文献
[1]李楠.《美国大学通识教育课程考核的特点及其对我国高校思想政治理论课考试改革的启示》.思想理论教育导刊.2011.5.
[2]于红英.《改革传统教学方式提高外语教学水平》山东教育科研.2011.4.
[3]全国中等职业技术学校机械类专业通用教材.《机械制图》(第四版).
[4]湛蓊才《课堂艺术论》.湖南师范大学出版社.
[关键词]机械制造专业 课程体系 教学改革
机械制造专业是一个传统的工科专业,计算机的应用使机械制造业发生了根本性的变化,它渗透到从设计、工艺、制造、检测到经营管理的各个方面,构成了计算机集成制造。建立在信息技术和网络技术基础上的先进制造技术迅速发展,新的生产模式不断出现。现代制造业对人才的要求显然不同于传统机械制造业。因而,传统机械制造专业的教育体系,必须随时代的发展作相应的改革与调整。我们经过对相关企业广泛、深入的调研及几年来的教学实践和探索,根据对机械工程人才培养目标、教育模式的研究,构建出以素质教育为目标、以岗位技能要求为核心的课程体系。
一、构建新的课程体系是专业教学改革的需要
高校机械制造专业是培养机械行业研究、开发、生产、管理、服务第一线需要的工程技术人才。学校教学必须适应市场需求,积极主动地与市场经济接轨,培养职业类综合人才,随着市场经济体制的建立,科技进步和产业结构的调整,机械行业对高级应用型人才的综合能力要求越来越高,对复合型人才的要求越来越强。而反观传统的机械制造专业的培养模式、课程体系、教学方式,就会发现课程设置单一、知识面和专业面窄、课程难以形成完整的体系、教学内容陈旧、教学方法和教学手段落后等不足之处。为了改变这种状况,适应当今社会对机械工程专业人才的需求,培养出基础扎实、知识面宽、创造能力强、素质高的机械工程人才,调整教学内容,改革课程体系势在必行。
作为培养专门人才的高等学校,课程建设是最基本的教学建设。学生掌握专业知识和实践能力,是通过一系列课程的严格学习和训练来实现的。课程是决定教学质量的最基本的因素,课程的选择、课程的质量,直接影响培养目标的实现。目前我院机械类设置招生的本专科专业有:机械设计制造及其自动化、计算机辅助机械设计、机械制造与工艺设备、数控技术和机电一体化。为了使课程体系更好地适应专业整合与分流的要求,结合我们学校对大学一年级进行公共基础课通修的课程改革方案,针对机械类各专业的特点,在大学二年级开设专业基础课,然后按专业进行专业限修课和专业选修课的教学。实现课程教学的总体目标:形成良好的学风,打下坚实的基础,注重能力的培育,提供后续所需,培养高素质人才。
二、机械制造专业新课程体系的内涵
高等机械类教育是使学生获得机械工程师素质和技能的基本训练,能从事机械工程专业领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面的高等工程技术人才,即培养能将科学技术转化为生产力的机械工程技术人才。教育的核心是培养学生的整体素质和创新能力。要实现这一目标,就必须依据“重基础、宽口径、多方向、强应用”原则建立新的课程体系。
“重基础”是指重视学科基础,如高等数学、大学英语、计算机基础等要加强,只有这些基础夯实了,才能达到本科人才培养的要求,且有利于‘学生继续深造与知识更新;“宽口径”是由现代工程实践呈现知识的综合性和技术的交叉性所决定。就制造技术领域来看,学科交叉是先进制造技术发展的决定因素。先进制造技术不是指某项具体技术,而是一个综合的系统技术,是传统制造技术与基础科学、管理学、人文社会学和工程技术等领域的最新成果、理论、方法有机结合产生的适应未来制造的前沿技术的总称。它具有综合性、系统性、先进性、创新性、敏捷性、可持续性等特征与丰富内涵,并将发展成为集机械、电子、信息、材料和管理等学科于一体的新兴交叉学科。学科的发展要求现代工程师的知识宽口径;“多方向”是指每个专业有四个以上可供学生选择的专业方向,使学生学有专长,人人都有精于某道的“看家本领”;“强应用”是应用型本科对培养人才的基本要求和特色所在,要求培养的学生毕业后能在生产一线上手快,解决工程实际问题的能力强。
三、机械制造专业新课程体系的构建
新的课程体系的构建,必须根据机械制造专业培养目标定位和专业应用型人才的知识结构要求,并遵循“重基础、宽口径、多方向、强应用”的原则,设置公共基础课、专业理论课和专业技能课。
1.公共基础课。公共基础课程的设置不是针对.某一单一专业,而是针对相关职业岗位群所必需的知识和技能,注意培养学生的基本素质,着眼于学生的可持续发展,着眼于为学生继续学习打基础,着眼于专业技能的训练,着眼于转岗能力和关键能力的培养,使学生获得较宽厚的公共基础学科、专业基础学科的知识。公共基础课由文化课程类、工具课程类、能力培养课程类构成。文化课程类包括政治、高等数学(含工程数学)、大学物理和体育等课程。文化课程是所有工科专业学生必须学习的重要基础,是学习专业和提高文化素质的需要。工具课程类包括英语和计算机课程。随着科技发展的信息化、国际化,外语、计算机作为一种必不一可少的工具已日益突出。外语应全面加强读、写、听、说能力的培养,计算机应注重应用能力的培养。我院在教学管理中已明确要求学生需获得英语四级以上等级证书和全国计算机三级以上等级证书。能力培养课程类包括法律基础、职业道德、经济管理、文献检索及科技论文写作等课程,可根据学生个人兴趣选修其中的若干门课程。这类课程主要是培养学生的综合能力和综合素质。
2.专业理论课。专业理论课包括专业必修课和专业选修课,理论课的设置应以“适度、适应”为标尺,既不能片面追求学科知识的广搏,也不能片面追求单一职业技能的精深,应尽力在有限的教育教学时间中发挥课程学习的最大效益。机械类各专业的理论课程,包括机械设计模块、机械制造模块、机电测控模块和数控技术模块、基本技能模块。所设课程如文末附表所示。
3.专业技能课。专业技能课主要是培养学生的基本专业技能,教学环节包括专业理论课的课内实验、基本技能课、专业技能课、集中实践、毕业设计与实训等。各实践教学环节应达到的技能要求:钳工技能实训要求学生掌握钳工的基本技能;金工实习 (热加工)要求学生掌握热加工的基本方法、特点和作用;机加工技能(车或铣)实训要求学生掌握车床 (铣床)操作;机床精度检测要求学生掌握普通机床精度检测方法及仪表使用;数控编程与操作要求学生掌握数控编程方法及数控机床操作;生产实习要求学生了解生产现场的生产组织、技术管理及典型零件制造的全过程;机械零件课程设计要求学生掌握常用机构和通用零件的工作原理,基本设计和计算方法,会使用手册查阅参数;机械制造课程设计要求学生掌握典型设计、数控编程、机床调整及维修技术,得到较为全面的综合训练,提高学生的解决工程实际问题和创新能力。
机械制造专业的教学改革,必须紧跟机械制造行业的发展,突出工程技术教育的特点,同时要面向市场需求,立新求精,动态改革,力求培养出具有良好综合素质、体现行业特色、具有创新能力的复合型、应用型专业人才。在我院机械类专业教学改革中,我们借鉴了现代集成制造系统中的创新思想、系统理论、优化方法等先进理论,从整体到局部,从教学目标到教学实施,从宏观培养目标到教学保障体系进行了全面改革,取得了良好的效果。
[参考文献]
[1]王德发.现代机械制造技术专业实践教学体系的构建[川.机械职业教育,2002,(5):12-13.
[2]刘迎春,宁立伟,邓奕等.应用型本科机械设计制造及其自动化专业人才培养课程体系的研究 [J].湖南工程学院学报,2004,14(3):59-62.
论文摘 要:围绕“卓越工程师教育培养计划”的要求,以提高机械专业高校毕业生的社会适应性为培养目标,针对现代机械设计系列课程的特点,从教学计划的修订、课程体系的设置、教学方式的转变以及工程素养的锻炼等方面对卓越机械工程师人才培养模式进行了研究与探索。
随着知识经济的到来和信息技术的迅速发展,社会上对人才的需求产生了很大变化,用人单位对高校毕业生的社会适应性提出了越来越高的要求,更加强调实践能力和创新型人才的培养。所以为了顺应国际发展趋势,适应国家工业、企业需求,增强我国核心竞争力,建设创新型国家、走新型工业化道路,2010年6月23日,教育部在天津召开“卓越工程师教育培养计划”启动会,联合有关部门和行业协会,共同实施“卓越工程师教育培养计划”,主要目的就在于培养和造就一大批创新能力强、适应社会发展需要的高质量工程技术人才,目前教育部已经批准61所高校为第一批“卓越工程师教育培养计划”实施高校。
对于机械专业的毕业生而言,不仅要培养学生熟练掌握专业基础理论知识的能力,还要注重培养学生的实践应用能力、思维开创性和创新性等能力。所以“卓越工程师教育培养计划”明确要求行业和企业必须要深度参与人才的培养过程,学校也要按照机械行业的通用标准来培养工程人才,同时要注重培养学生的工程能力和创新能力,以提高学生的工程应用能力和社会适应性。在机械工程专业的培养方案与计划中,现代机械设计系列课程毫无疑问是与工程实际与工程应用联系最为紧密的课程,也是将来对机械专业学生工程应用能力和社会适应性影响最大的主干课程,课程包括材料力学、工程力学、有限元分析、机械振动、机械设计、优化设计与理论、机械结构测试与分析等,这类课程不仅是机械工程专业本科生与研究生重要的专业基础课和学习后续专业课的基础,也是现代设计方法与工程技术的重要组成部分,更是非常重要的培养学生科研水平与实践应用能力的系列课程。课程的培养方案、教学计划以及教学方式严重影响机械专业学生的培养质量,也直接影响机械专业“卓越工程师教育培养计划”的成败与实施效果。
1 利用教学计划修订的契机完善课程体系的设置
培养方案和教学计划是高校根据不同层次不同专业的培养目标和培养规格所制定的实施人才培养活动的具体方案,一般包括课程体系、教学计划、课程教学大纲等,其核心是课程体系。高校在编制或修订机械工程专业的培养方案时,在课程体系的设计上,要针对社会对机械专业人才的需求,面向行业、企业和现实社会生活,既要注重传统基础理论的夯实和前沿专业科技的发展,又要注重学科与课程的系统性和专业课程的教学实践性,还要围绕企业的需求和市场的变化,始终保持对市场和企业的高敏感度,强调企业对学生具备的职业能力的要求,突出社会对学生具备的基本素质的培育。所以新的机械专业课程体系,需要对机械设计系列课程的设置与安排,作较大的调整,增加开设实验应力分析、有限元分析、机械振动、机械结构的测试分析以及优化设计等现代设计类的重要课程,以保证学生接受到系统全面的现代机械设计方面的理论和方法,掌握最新的测试技术与分析手段,使学生在毕业后的短时间内,就能够独当一面地运用现代的设计方法和计算、测试手段解决企业面临的具体工程。现代设计的技术和方法对学生的实践性和动手能力要求较高,所以还要增加实践教学所占学时的比例,安排足够的时间或较多的机会让学生接触到社会或企业,以加强专业技能技巧的实际训练(即职业训练),培养动手能力、实践能力和创新能力,提高实际工作能力,以便一进入社会就能很快上手,缩短适应时间。
2 利用研究型教学的机会改进传统的教学方式
研究型教学是教师在教学过程中通过优化课程结构,建立一种基于研究探索的学习模式。研究型教学模式将学习、研究、实践有机结合起来,充分发挥学生的主体作用,使学生能创造性地运用知识和能力,在主动探索、主动思考、主动实践的研究过程中,自主地发现问题、研究问题和解决问题的一种教学模式。在研究型教学中,教师的职能将由“教”转变为“导”。课堂教学方面,由传统的单向灌输转变为启发互动式,要引导学生自主探究和体验新知识;课外教学方面,将教学与实际结合起来,通过亲身实践,扩大知识视野,获得科学研究的基本训练和研究技能。
机械设计系列课程研究型教学的关键是围绕“卓越工程师教育培养计划”的培养目标和要求,培养具有较强的工程素养、工程应用能力和实践动手能力的机械工程师。所以在理论教学过程中,一方面保证理论体系的完整性;另一方面要提高多媒体课件的质量,课件中要增加具体的工程实例,注重引导学生注意身边的工程问题,鼓励学生参与提炼工程主题,并将教学重点内容提炼成具体的工程主题,引导学展开课堂讨论,并根据所学的知识提出解决问题的方法,这样可以将抽象的理论与具体的工程背景结合,使抽象的工程问题变得丰满有趣,从而强化学生的工程概念与背景。在实践教学过程中,要想方设法创造条件和机会让本科生走进企业,让硕士生进入研究生工作站。目前第一批参与“卓越工程师教育培养计划”的高校普遍提出校企联合培养工程技术人才的模式,让学生有半年以上的时间在企业实习或参加社会实践,学生在企业的学习任务主要是培养他们的工程实践能力,养成工程创新的意识。在企业学习阶段安排的教学环节包括认识实习、生产实习、毕业实习、部分基础课和专业课的学习、毕业设计等,甚至还可以让学生在企业进行1周至3个月的中短期课程学习或者工程实践。这种校企合作培养的做法基本与欧洲应用技术型大学的培养模式相似,可以使毕业生将来能够很快的适应社会、适应工作岗位,从而减少毕业后重新培训与学习的时间,缩短适应周期。
3 利用参与项目的机会培养学生的工程背景与素养
目前很多机械专业毕业生进入工作单位,都需要较长时间的重新学习与适应,才能具备基本的工程素养与概念,还要再经过更长时间的锻炼才能具有现代设计的科研能力与水平,才能独立开展科学研究和解决具体的工程实际问题。这个过程往往需要2~5年的时间,使得企业既浪费人力又浪费财力。造成如此现状的原因主要在于学生参与的项目或课题很少,不能真正将学到的知识应用于解决具体的工程问题,所以在学校学习阶段,需要注重让学生参加项目或课题的锻炼。
学生可以参与项目是广义的、多种多样的,可以是老师所研究纵向和横向项目的子课题,可以是学生的毕业设计与论文,可以是教学过程中提炼出来的工程实例,也可以是学生在企业实习或实践中发现的工程问题,还可以是生活中与专业知识有关的现象,甚至可以参与博硕士研究生的研究课题等等。很多大学正在实施的“研本1+1引领计划”,就是研究生根据自己的专业知识、研究方向和经历对本科生进行一对一的引领,实现对本科生在科技创新和社会实践的引导。
针对学生的不同学习阶段,通过自主选题或导师命题的方式布置与工程实际相关的一系列项目,把学生分成若干小组,以组建学习小组的形式让学生共同进行课题的研究,每一小组承担相关的子课题。在教师和研究生的指导下,各小组的学生经过文献资料的查阅、研究方案的讨论、导师的定期辅导、学生做演示文稿汇报等过程后,独立或半独立地进行理论分析、实验测试、仿真计算以及优化设计,最后撰写课题研究报告并总结研究的方法与成果,从而系统全面地完成课题的研究工作并以成果的形式予以展现。这一培养过程的显著特点是将学生的选择项目与工程应用、生产实际、日常生活紧密接轨,不但能够激发学生的学习潜能,培养学生独立思考与解决问题的能力,还可以培养学生的“团队意识”与交流合作的素质。最为重要的是,可以通过具体的工程课题,让学生得到完整与系统的工程训练,这也是“卓越工程师教育培养计划”的核心。
4 利用大学生第二课堂培养创新意识和动手能力
大学生第二课堂是培养“卓越工程师”的主阵地,也是培养大学生创新意识和动手能力的主课堂,对拓展学生的综合素质起到非常重要的作用。学生可以选择参加科技竞赛、、参加讲座、申报专利、参加科研课题等多种方式来锻炼自己。
对于机械专业学生来说,组织他们参加各种职业资格考试,例如见习工程师培训与考试,可以使学生掌握现代的设计理念和先进的工程设计与研究方法,增加相关行业的基本知识与技能;支持他们参与各级各类的竞赛活动,如“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛、全国的大学生数学建模竞赛、电子设计竞赛、机械设计创新大赛、全国周培源大学生力学竞赛、英语演讲比赛等各级各类竞赛,可以调动学生的主动性、积极性、创造性,激发学生潜能,展示学生的才能;鼓励他们走进开放的工程力学与现代测试分析实验室,为学生设计若干综合性和研究型的实验,在实验室中培养和训练学生使用使用测量设备与仪器的能力;吸引他们进入研究生工作室和机械结构分析研究中心,为学生提供有限元分析软件、优化设计等现代的分析手段,使学生掌握先进的机械设计与分析方法;最后,让学生参加教师与研究生的项目与课题,提供他们走进企业的机会,参加工程项目的测试、分析与优化等综合型的研究工作,从而增强学生的工程概念与意识,提高与锻炼学生解决工程实际问题的能力,最终提高学生的社会适应性,成为合格的卓越机械工程师。
参考文献
[1] 周雪梅,滕靖.面向卓越工程师培养的教学改革研究[J].中国科教创新导刊,2011(5):50.
[2] 汪木兰,周明虎,李建启.以项目教学为载体制订先进制造技术卓越工程师培养方案[J].中国现代教育装备,2010(12):15-19.
[3] 尹立孟.卓越工程师培养中的师资问题与课程体系设置[J].重庆科技学院学报,2011(19):163-164.