时间：2023-04-01 10:06:18
导语：在工程机械类论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
应用型本科教育是以培养知识、能力和素质全面协调发展，具有较强的实践能力和创新精神，面向生产、建设、管理等一线的高级应用型人才为目标定位的高等教育[1]。发展应用型本科教育，既是我国经济社会发展的要求，也对高等教育大众化进程起到了积极的促进作用。我校依据应用型的办学定位和区域经济的发展需求，以“大应用观、大工程观”为引领确立了应用型专业人才培养目标，构建了新的人才培养方案。《机械制造技术基础》课程是机械类各专业一门重要的专业基础课程，课题组根据学校教学改革精神及机械类专业应用型人才的培养目标要求，对课程在理论教学与生产实际相结合、课程知识与实践创新相融合、教学改革与资源建设相结合等方面进行了研究与实践探索，取得了显著的效果。
一、将理论教学与生产实际相结合
应用型本科教育的课程体系具有其特点，它不是建立在学科体系上而是以技术体系为依据的课程内容体系[2]。在“厚基础、重实践、能创新、高素质”目标指导下，强调理论的应用性与技术的先进性。该课程的教学内容与制造企业的生产实际密切相关，它主要介绍机械产品的生产过程及生产活动的组织、机械加工方法、机械加工过程及其系统。为了满足机械类应用型人才的培养目标要求，教学内容体系以实际工程为背景，以机械制造工艺过程为主线，从机床、刀具到夹具设计、工艺制订、加工装配，均要符合企业技术体系和实际流程。教学内容强调基本理论、基础知识与工程应用的有机结合，根据徐州的地缘优势，引入了工程机械零件如油缸、壳体等零件的加工工艺，并注重经典知识与新技术相结合，保证了教学内容的先进性。
面向应用型工程人才的培养，专业理论以“够用”为度，强化案例教学，突出实用性。对课堂活动应精心设计和组织，课程各章节以案例导入、问题导向，充分激发学生的学习兴趣。讲授中采用置疑讨论、交流互动等启发式教学方法，引导学生积极思考、分析讨论，避免单纯“灌输型”传授知识。对于重点难点内容，精讲多练，有助于课堂教学质量的提高。对于卓越班采用小班授课，更易于师生交流互动、翻转课堂，强化了对学生分析解决问题能力的培养。
教学中灵活运用多媒体课件、实物教具等辅助教学手段，可显著提高课堂教学效果。对多媒体课件要精心设计，合理选用动态仿真、现场视频、3D模型等，创设教学情境，丰富信息量，使学生学习的积极性更高。如讲解机床结构和传动系统时，若采用机床剖切图或录像进行教学的话，学生难以看清楚机床内部结构，教学效果不理想。为此课题组基于Pro/E软件建立了CA6140机床的3D模型并进行了运动仿真，课堂教学中可演示机床每个部件的构成、空间位置关系、传动系统特点等，非常直观形象，使学生能深入理解并掌握知识要点，增强了课程学习的趣味性。充分利用多种教具和现场教学，形象直观，可促使理论与实践有机结合。如讲解车刀和钻、扩、攻丝、磨削等加工工艺时，教师将车刀及模型、小型手工电钻、抛光机、磨平机等带进课堂，对照实物讲解刀具几何角度、现场在铝板上进行钻孔、攻丝、对板件进行磨边、抛光等[3]，并在课间和课后现场指导学生进行试加工，增强学生对机加工工艺的感性认识。
课后除布置思考题和作业，安排习题课及作业讲评，巩固课堂所学知识外，充分运用网络课程教学平台开辟第二课堂，实现师生网上交流与互动，引导学生挖掘和利用网络中与教学内容相关的信息资源，在牢固掌握课程知识的基础上，培养学生信息收集、辨别及合理利用的意识，不断提升学生的综合能力。课程设计以选择企业案例中的典型零件为对象，增强了课程设计的真实性[4]。设计任务包括绘制零件图、毛坯图，编制零件机械加工工艺卡、工序卡，绘制夹具装配图和撰写设计说明书等，进行综合训练。设计手段由二维设计逐渐向三维设计、装配过渡，以培养学生创新设计和工程实践能力。为保证课程设计质量，指导教师组成答辩小组，对每个学生进行答辩，从图纸、说明书、对知识的掌握程度等方面严格把关。生产实习环节集中在中国一拖集团有限公司等企业进行，学校与企业结合共同培养机械类应用型人才。为保证实习效果，实施“企业导师讲解+校内导师讲解+分组讨论+教师总结+撰写实习报告”的实习模式。企业导师讲解之后，校内导师必须将重点问题逐个讲解，各分厂实习结束后在非生产区分组讨论，补充完善实习日记及实习报告。
二、将课程知识与实践创新相融合
对机械类应用型人才不仅要强化工程实践能力的培养，更要注重对学生科技创新意识的培养[5]。课题组教师积极指导学生参与科研课题、课外科技活动等创新活动，组织学生参加国家、省市等各大赛事，以培养和提高学生的实践创新能力。对于本课程教学中的难点和学生不易理解的知识点，如刀具的几何角度部分，教师将其问题提炼出来以项目的形式带领学生进行研究，设计了基于单片机集语音、动作、视频为一体的多功能动态刀具几何角度演示装置，获得了全国大学生机械创新设计大赛二等奖，获江苏省大学生机械创新设计大赛一等奖，并授权发明专利。这既解决了教学难题，又锻炼了学生的创新设计能力。针对课程中刀具切削温度的知识点，教师指导学生开发了基于红外测温技术的刀具温度测量装置等，既锻炼了学生的创新能力，也具有很好的应用效果。课题组教师鼓励学生积极申报各类大学生实践创新训练计划项目，指导学生将课程和生活中的有关技术问题进行提炼，并通过创新项目加以解决。指导学生进行科技论文写作和专利申报，培养其科学素养。实践表明，对学生科学素质的培养，能有效地促进学生创新能力的提升。两年来，充分利用我校的国家级工程实践教育中心的优势条件，指导学生完成了国家级、省级实践创新训练项目3项，指导学生发表学术论文2篇，获批发明专利和实用新型专利3项。指导学生获得第四届、第五届“浩辰杯”华东区大学生CAD应用技能竞赛中获一等奖2项、二等奖6项。指导学生获省级优秀毕业设计三等奖1项、校级优秀毕业设计奖2项。
三、将教学改革与资源建设相结合
围绕机械类应用型人才的教学目标要求深入开展课程教学改革，促进了课程资源的建设。课题组根据机械类应用型人才的培养目标要求，结合工程实际合理安排课程内容体系，强化案例教学，主编出版了机械类创新应用型人才培养规划教材《机械制造技术基础》，已在省内外多所院校中推广使用，受到了大家的好评。应用型人才的培养更加注重学生工程实践能力的提高。我校不但增加了实践类课程的学分比重，也调整了实践教学内容，以更多的综合实验取代传统的验证性实验，以更多的生产一线实景教学取代传统的实验室模拟教学。教师积极主持、参与实践实验教学设计，指导学生参与实验室建设等实践活动，收到了显著成效。如指导“夹具拆装与调整”实验时，选拔一些学生参加机床夹具的设计制作项目，充实实验室资源建设。学生利用课外时间完成夹具设计、工艺制订、加工装配等，制作完成机床夹具实验装置2套。在整个项目过程中将设计（3D建模、装配、仿真，标准查询，标准件选型，材料选择）、绘制工程图、工艺制订、机械加工（车削、铣削、钻孔、攻丝等）、电火花线切割加工、装配（含配作加工）全部贯穿起来，有利于本专业知识的融会贯通，使学生实际工程能力得到明显提升。
[关键词]液压实验台、比例换向阀、PLC、CAT
中图分类号：TH702 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）16-0397-01
1 实验台使用的重要性
液压传动教学实验台的使用紧密围绕培养应用技术型人才的核心目标，从生产实践出发，可实现机械、电气、液压等多学科的交叉融合，学生通过完成液压实验，可以培养学生动手能力、理论与实践相结合能力、团队协作能力、创新能力和解决实际问题的能力，在实验过程中充分发挥学生的主导作用，使学生掌握机电液一体化的实践与应用技巧，提高学生对液压系统的设计和分析能力，该液压传动实验设备将为液压相关课程的教学及应用技术型人才的培养发挥极其重要的作用[1]。
2 液压实验台系统的设计
实验台融合了机械、电气、液压等技术，使用通用的定量和变量结合液压泵站，保证良好的动力性能，并引入了电液比例阀，使系统的功能得到极大的扩展，更符合企业实际；实验台集成压力、流量、转速等多种传感器，可对液压系统各参数进行测量，对阀类元件各项性能参数进行跟踪检测；为了提高系统的开放性和可扩展性，实验回路中液压元件之间连接方式采用快换接头，连接方便可靠，必要部位使用密封材料确保不漏油，保证实验过程的清洁干净；引入液压CAT数据采集技术，可以实时地完成对被测对象的数据采集、运算和存储工作；采用可编程控制器对实验过程进行控制，并使其能与PC通讯，具有自动控制、在线编程监控功能；引入液压仿真软件AMESim，能够对液压回路进行仿真演示，帮助学生更好地理解系统的原理[2]。
实验台控制系统采用AC220V供电，电磁阀采用DC24V供电；能够实现由电磁换向阀对各个回路的动作进行控制；能够实现对液压系统中定量泵电动机、变量泵电动机的起动、停止控制；能够对液压回路压力流量、液压缸伸缩运动位置等模拟信号进行采集、监测；使用西门子S7-200 PLC，并结合计算机进行控制，使实验的过程贴近生产实际；电气系统工作要安全、可靠；配合一些基础的阀类元件，该实验台要能够承担液压传动类、液压比例控制等相关实验任务[3]。
3 电液比例控制技术
该实验台中应用了电液比例控制技术。比例控制是一种能够使输出被控量与输入指令信号之间建立线性关系，当改变指令信号时，输出被控量会成比例的发生变化的新技术。电液比例控制就是通过对输入电流的比例调节达到对液压量的比例控制。电液比例阀是电液比例控制技术的产物，它以传统液压控制阀为基础，采用模拟式电-机械转换机构，可把指令电信号变为位移信号输出，改变阀芯位移，连续成比例的地控制液压系统的压力、方向与流量。
从控制特性看，比例阀接近伺服阀，控制精度高；从抗污染、可靠性和经济性看，比例阀接近开关控制阀，因此，电液比例阀兼有两者的很多优点：
（1）利用电信号便于远程的传输特点，可以实现自控、程控或遥控，使阀的位置上的设计灵活性以及实验台的设计柔性得到提高。
（2）结合液压技术与微电子技术，有利于实现机电液一体化。
（3）抗污能力强，维护和保养方便，具有良好的节能效果。
（4）系统输入一定大小与正负的指令电信号，可对流体压力、流量等参数成比例的调节，使执行元件的力、方向与速度得到连续性地控制，最终实现无级调速。
（5）采用反馈与校正提高阀的稳态精度与动态响应品质，实现特定控制目的。
（6）可在电液比例控制器中预设定斜坡信号，实现执行元件准确无冲击地加速、减速过程，改善动作质量缩短工作循环时间[4]。
4 AMESim液压系统仿真
由于液压系统仿真建模过程的复杂性，以及为了便于液压系统与其他系统的联合仿真，近些年来国外尤其是欧洲陆续研制出一些更为实用的液压机械电气仿真软件，并获得了成功的应用。AMESim软件就是其中的杰出代表。AMESim是西门子公司旗下的一款功能十分强大的仿真软件，该软件包含了多学科领域的20多种模型库，1500多个子模型，可以用来仿真分析航空航天、车辆和工程机械等多种工业设备，AMESim采用的是基于物理模型的图形化建模方式，可以将工程师从单调的数学模型建模中解放出来，从而更专注系统特性的研究，AMESim的兼容性也非常好，可以实现与现在机、电、液、热、控等各个领域主流仿真软件的联合仿真。我们利用该软件对实验系统进行仿真，可以帮助学生更好地理解相关现象。
5 结论
分析国内外现有的液压实验台的特点，根据现行的国家和机械行业标准中有关试验方法的要求，设计了液压实验台系统；综合运用电液比例控制技术、PLC控制技术、计算机辅助控制及测试技术等，使液压实验台系统能够实现其期望的功能；通过应用液压仿真软件AMESim的仿真分析，对实验系统进行建模、仿真[4]。利用该实验台能够帮助学生对理论课程内学到的相关知识进行更好的理解，对教学有一定的帮助。
参考文献：
[1] 章艳丹.液压教学之液压实验台[J].科教论坛，2010（6）：76-77
[2] 黄琳.基于虚拟仪器的液压试验台CAT系统设计[D].浙江大学硕士学位论文，2006
[3] 熊子奇.液压伺服试验台动态特性分析及控制方法研究[D].大连理工大学硕士学位论文，2013
关键词：仪器设备；高等学校；科学管理
作者简介：杜伟胜（1976-），男，河北大城人，石家庄铁道大学国有资产管理处，实验师；王翠艳（1979-），女，江苏沛县人，石家庄铁道大学国有资产管理处，讲师。（河北 石家庄 050043）
基金项目：本文系河北省教育厅人文社科项目“基于高校创新平台建设的实验设备资源配置模式研究”（项目编号：SZ2011329）的研究成果。
中图分类号：G647 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）05-0253-02
仪器设备作为高等学校发展的主要物质资源组织方式，是高校发展的载体和基石，它在一定程度上反映了学校的教学质量、科研水平、管理水平，其诸要素和谐统一发展对于提升学校的办学能力有着极为深远的意义。[1]随着近几年国家对高校实验室建设的高度重视，依托于政府的高校设备经费投入不断攀升，很多理工科院校仪器设备数量激增，一些突出问题随着时间的推移逐渐显露出来，主要包括盲目扩张、资源分配冷热不均、管理不到位导致仪器设备的利用率不高、很多大型精密仪器设备长时间闲置等。如何实现高等学校仪器设备的科学统筹规划，优化资源配置，提高实验室仪器设备的利用率和投资效益，尽可能减少设备的闲置和浪费，是高校仪器设备科学管理工作中亟待解决的一个重要问题。目前国内许多高校针对仪器设备管理已经采取许多卓有成效的改革措施，取得了很好的效果。石家庄铁道大学对此也进行了积极地探讨和实践，本文将介绍石家庄铁道大学在仪器设备科学管理方面积累的一些经验。
一、统筹协调，突出学科优势，实现设备的科学规划与合理配购
高等学校仪器设备的科学规划与购置是其管理系统工程中的重要环节，只有做好实验室仪器设备建设规划，与学校的专业规划、教学计划、学科发展、科研方向的要求结合紧密；学校的专项资金额度分配合理；设备选型科学先进、论证充分，仪器设备的利用率才能提高，投资效益才能得以体现。
随着中央财政对高校发展专项建设资金的逐年增加，为做到实验室建设整体协调和特色相辅相成，切实做好实验室仪器设备规划管理工作，石家庄铁道大学从管理层面高度重视此项工作，学校领导和相应的职能部门成立了教学科研仪器设备建设筹划小组，其成员包括：主管实验室教学、科研、资产管理、财务、审计工作的处室及主要院（系）的负责人。建设筹划小组的主要工作职责是以学校全局为立足点，依照学科、专业的整体发展方针及战略，凝练学科方向，注重各学科交叉集成实验平台总体规划和创新，按轻、重、缓、急提出以学科专业方向为基本框架的多学科融合的大实验平台建设规划思路，为学校领导决策提供科学、准确的信息，保证添置的仪器、设备达到最理想的性价比，用最小的投入获得最好的效益。控制经费分配额度也是建设筹划小组非常重要的一部分工作，要根据学校每年的整体预算和上一年度实验室设备利用率绩效考核情况做好经费额度的切块、分配工作。在充分发扬民主基础上，由小组集体讨论决定，并经校长办公会裁决。在实施规划过程中，做好设备的选型与论证工作也至关重要，该过程是保证利用率的关键因素。建设筹划小组的最后一项任务是按照实验平台建设目标和教学任务或科研任务，结合市场价格行情和兄弟院校调研情况，遵循技术先进、功能实用、经济合理、性价比高的原则，完成拟配置仪器设备的选型与详细论证。通过统筹协调，多步联动，实现了设备的科学规划与合理配备，突出了学科优势，注重实验室功能的整体协调性，提高了各学科实验平台的综合实力。
二、转变观念，优化资源配置，构建多层次教学与科研实验平台
打破传统思想观念是关系高校仪器设备科学管理工作的关键因素。过去，仪器设备建设的重点往往是各个独立实验室设备的投资建设，很多时候是“照方抓药”，不善于思考和探索，造成仪器设备重复购置、利用率不高、资源分散、实验室封闭独立、实验类型单一等现状。为优化资源配置，提高现有设备利用率，避免“小而全、大而乱”作坊式的实验室建设，提高实验室综合实力和竞争力，对学校各实验室现有设备资源进行调整，向一定空间、区域集成，系统整合，优化配置，构建布局合理、功能齐全，开放共享的多层次教学科研实验平台，具体包括专业课程实验平台、综合实践实验平台、科技创新实验平台。
1.专业课程实验平台
专业课程实验平台主要集中在各二级学院专业类实验室，如土木实验中心、机械实验中心、交通实验中心等，保留了一些专业验证型、演示型仪器设备，开设重要的基础性实验、验证性实验、综合演示性实验教学课程，[2]作为理论教学的巩固、补充、深化和提高，旨在对学生基本理论、基本知识和基本技能培养的基础上，让学生加深对理论教学内容的理解，加强课程知识的整体理解与应用。
2.综合实践实验平台
课内教育是基础和主渠道，课外实践是课内教育的延伸和升华。[4]石家庄铁道大学属于工程类高校，开设的专业应用性很强，对学生在创新精神和实践能力方面有很高的要求。建设大学生综合创新实践实验平台，对于创新型人才的早期发现和快速成长，保证学生个性发展、实现知识拓展、延伸学生创新与工程实践能力培养等有着独特的作用。
石家庄铁道大学在2006年初就专门成立了工程训练中心，在对学校现有制造类、机电类、印刷类、大型机械类资源整合调拨的基础上，新购置700多台套实验训练类设备，建成了工业基础、机电创新、文印技术、工程机械四个综合创新实训基地，针对不同专业、不同年级的学生实践基础的差异性，分层次、分步骤地开设创新实践项目，如认知实践、专业实践、创新实践课程，将原来由各学院单独开设的一些实践课程整合为按课群划分的专业实践课，使实践教学内容体系整体优化，从而使重组的实践教学内容体系转变为相对独立的教学体系，有独立的教材、独立的学分、独立的实践指导教师。通过实践发现，建立综合创新实践实验平台，在巩固学生所学理论知识的同时，一方面可以增强学生的实践动手能力，适应当今社会人才实践动手能力的要求；另一方面可以提高学生的组织管理才能。为此，近两年石家庄铁道大学针对自身办学的行业特色，积极与校外合作企业联合，筹建了铁道实训基地，建设了300米传统铁路轨道、50米无砟轨道、桥梁、隧道、站台等室外实践基础设施以及铁道信号、牵引供电、交通模拟沙盘等实训室，购进了机车和车辆，涵盖了学校土木、机械、交通、电气等多个相关专业，以满足不同专业学生对实践的需求，调动学生对实践学习的兴趣与积极主动性，达到实践训练的目的，保证实践的作用与效果。同时引导和支持学生在课余时间走进实训基地进行多元化的创新实践，使学生在大学四年中即使有繁重的学习任务，也能有足够的时间和精力参与课外创新实践活动，以培养学生主动分析解决问题的能力、实践动手能力和主动研究的探索精神，使实践教育持之以恒地开展下去。
3.科技创新实验平台
科技创新实验平台是将学科建设、人才建设与科技发展统一起来，整合、集成已有的“高、精、尖”先进科研仪器设备并资源优化配置，实现人才和资源的充分共享，继而建设一个具有国际竞争力的实验平台，最大限度释放学校的创新活力，提高科技竞争实力和创新水平。[4]本着“有所为，有所不为”的方针，结合自身的学科优势和特点，石家庄铁道大学坚持服务国家及地方重大工程需要，瞄准科技前沿，“十五”以来，通过对校内外综合资源的有效整合，已建成1个省部共建国家重点实验室培育基地，4个省部级重点实验室（工程技术研究中心），多个科技创新平台，在隧道施工新技术及环境控制、国防交通应急工程、地质超前预报、大型结构健康诊断、TBM掘进技术、交通环境与安全工程、虚拟现实技术等研究方向独具特色，承担了一大批国家或省重大、重点科研项目，汇聚和培养了一批优秀的学术团队，产出了一批标志性科研成果，为国家和地方技术创新与经济发展做出了积极贡献。
三、千方百计，利用经济杠杆，提高大、新型精密仪器设备利用率
充分发挥大、新型仪器设备的投资效益、提高设备利用率，建立一种自我约束机制，是设备管理工作中的重要研究课题。为此，石家庄铁道大学利用经济杠杆，制定并实施了大型教学科研仪器设备有偿占用管理办法。以学院、系（所）等教学科研机构为单位，针对原值在10万元以上的仪器设备，从购入验收第二年起，按设备原值的3%征收10年有偿占用费，同时考虑仪器设备承担的实验教学工作量、科研工作量、科研论文、著作及科技奖励等成果的数量等应减免金额。
学校对上缴的有偿占用费执行收支两条线管理，成立“仪器设备有偿占用”工作领导小组，统一管理、统一使用，主要用于仪器设备的运转、维修及再投入。自该办法实施以来，石家庄铁道大学新型、大型仪器设备的适用范围不断扩展，实验室开放度不断提高，促进了教师、科研人员及研究生的使用积极性，从而提升了整个实验室设备的利用率。
在满足教学科研任务的同时，学校鼓励教学科研设备用于对外服务，建立科学仪器的共用协作机制，于2011年加入了河北省大型仪器设备共享服务联盟，使仪器走出学校的“深闺”，面向全社会按市场规律公开合理配置资源，以专业服务为特色，大力宣传学校大精型仪器设备建设成果和服务内容，为企业提供科技人员专业技术培训、产品检测、标准制定等服务，提高大型仪器设备和优质资源的使用效益，更好地促进高校仪器设备开放共享的可持续发展，[5]科研人员在服务企业过程中，及时挖掘和提炼总结企业在自主创新过程中遇到的技术瓶颈，通过进行攻关，增强实践创新能力。
四、成效及建议
通过几年的努力，石家庄铁道大学教学科研仪器设备管理水平已有很大提高，有效地避免了盲目计划、配置后长期闲置的现象，大大提高了仪器设备的投资效益。然而，对于高等工科院校仪器设备的科学管理仍处于探索阶段，在仪器设备报废管理方面还存在一些问题，这需要在今后的管理实践中不断积极探索，进一步采取有效措施，以避免国有资产的流失和浪费。值得注意的是，随着信息化管理技术的普及应用，对现代高校仪器设备管理人员提出了新的要求，在提高管理策略的同时要加强管理队伍建设，增强管理意识，[6]不能忽略仪器设备使用、管理工作人员整体素质和能力的提高，要定期组织相关方面知识的培训学习。
参考文献：
[1]张利，李强.高等农业院校科技创新平台科学管理对策[J].农业科技管理，2009，28（5）：48-50.
[2]张中脊，田仲初.结构试验超市平台的构建与研究[J].高教论坛，
2010，5（5）：52-54.
[3]沈剑敏，陈强，管丽萍.培养大学生创新实践能力的探索与思考[J].实验室研究与探索，2009，28（10）：104-105.
[4]郑士珠.地方高校推进科技创新平台建设的几点思考[J].科技与管理，2010，12（3）：138-141.
购物车(0)