李亞芹　史立秋　韓陽(yáng)陽(yáng)　陳思羽

摘 要：隨著時(shí)代快速的發(fā)展和科技的進(jìn)步，單一型人才逐漸不能適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展和企業(yè)的需求。國(guó)內(nèi)的大多數(shù)本科院校學(xué)生的實(shí)際操作能力比?？圃盒W(xué)生弱一些，更重視于理論的教學(xué)，許多教師沒(méi)有在企業(yè)工作的經(jīng)歷，不能夠很好地指導(dǎo)學(xué)生實(shí)際操作。為了滿足企業(yè)對(duì)人才的需要，培養(yǎng)出多功能實(shí)踐型卓越工程師尤為重要。

關(guān)鍵詞：卓越工程師 多功能 實(shí)踐型 教育模式

中圖分類號(hào)：F240；G645 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-4914（2016）01-245-02

引言

“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”是國(guó)家在2010—2020年實(shí)施的一項(xiàng)重要探索性、創(chuàng)新性的教育模式，其意義在于為國(guó)家培養(yǎng)一批創(chuàng)新能力強(qiáng)、實(shí)踐型、多功能型高質(zhì)量工程技術(shù)人才。這種培養(yǎng)模式有利于我國(guó)盡快盡早實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，有利于經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，增強(qiáng)我國(guó)的綜合實(shí)力。近五年來(lái)全國(guó)多數(shù)高校積極響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，紛紛結(jié)合自身學(xué)校情況制定相應(yīng)的教育發(fā)展模式。徹底改變了以往重理論學(xué)習(xí)輕實(shí)踐的教育方針，使理論與實(shí)踐真正地結(jié)合在一起，更有益于適應(yīng)社會(huì)發(fā)展。因此，探索出更有利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的發(fā)展模式具有重大意義{1}。

一、多功能實(shí)踐型“卓越工程師”培養(yǎng)模式

自從積極響應(yīng)國(guó)家教育部發(fā)布“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”五年來(lái)，筆者所在的佳木斯大學(xué)農(nóng)業(yè)機(jī)械化工程專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)形成了以下發(fā)展模式，如圖1所示：

1.基礎(chǔ)專業(yè)課理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。目前我國(guó)在農(nóng)業(yè)耕種收過(guò)程中如果雇傭農(nóng)民工作一天費(fèi)用可達(dá)120～300元，不僅費(fèi)用昂貴而且效率低，還會(huì)導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格上漲，這就促使農(nóng)業(yè)機(jī)械不得不大力發(fā)展來(lái)解決這一矛盾。2015年3月份國(guó)家提出“中國(guó)制造2025”規(guī)劃，努力把我國(guó)建設(shè)成制造強(qiáng)國(guó)，其中農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備是國(guó)務(wù)院部署《中國(guó)制造2025》十大領(lǐng)域之一。

俗話說(shuō)：“術(shù)業(yè)有專攻”，針對(duì)不同專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)需要選擇不同的專業(yè)課相關(guān)的課本和采用適應(yīng)本專業(yè)的教學(xué)模式。與之前的教學(xué)相比，除了學(xué)習(xí)好農(nóng)業(yè)機(jī)械及機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等相關(guān)的專業(yè)知識(shí)外，還需要學(xué)習(xí)液壓傳動(dòng)、電液伺服、機(jī)電系統(tǒng)、智能控制和可靠性設(shè)計(jì)等。因?yàn)楝F(xiàn)在我國(guó)大馬力拖拉機(jī)、各種耕種機(jī)械和收獲機(jī)械大力發(fā)展，智能化和多功能程度在不斷地提高，比人力和小馬力農(nóng)業(yè)機(jī)械的生產(chǎn)效率提高許多。這就促使在教學(xué)過(guò)程中要求學(xué)生把機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、液壓傳動(dòng)及控制設(shè)計(jì)看得同等重要；在滿足機(jī)械性能和可靠性的基礎(chǔ)上還得講究物美價(jià)廉，因此給學(xué)生安排了數(shù)學(xué)模型建立、數(shù)據(jù)處理相關(guān)課程（模糊數(shù)學(xué)和數(shù)值分析等）和現(xiàn)代機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)方法課程；選擇何種材料進(jìn)行加工也是每一位機(jī)械專業(yè)學(xué)生的必修課，必須了解不同材料具有的性能及特性，因此安排學(xué)生學(xué)習(xí)金屬材料學(xué)、材料分析學(xué)課程、理論力學(xué)和材料力學(xué)等。

2.軟件學(xué)習(xí)前提及要求。在學(xué)習(xí)軟件之前，同學(xué)們應(yīng)該學(xué)習(xí)機(jī)械加工工藝和機(jī)械精度設(shè)計(jì)課程及畫法幾何的基本內(nèi)容，這對(duì)軟件的學(xué)習(xí)至關(guān)重要，在畫零件圖時(shí)知道如何設(shè)計(jì)每一步加工工序、裝夾位置以及精度要求。在教學(xué)中首先安排學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械制造工藝學(xué)，是讓同學(xué)們學(xué)會(huì)分析和解決實(shí)際工程問(wèn)題的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生制定零件加工工藝規(guī)程和分析工藝問(wèn)題的能力，以及設(shè)計(jì)機(jī)床夾具的能力。其次安排學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械精度設(shè)計(jì)課程，機(jī)械精度設(shè)計(jì)的合理才能滿足功能的要求，從制造角度考慮，在滿足機(jī)械性能和裝配的前提下，盡量選擇公差范圍大，這樣不僅易加工省時(shí)且降低生產(chǎn)成本。畫法幾何課程主要是培養(yǎng)學(xué)生具有基本的規(guī)范制圖水平和空間思維能力，對(duì)零件二維及三維之間的轉(zhuǎn)化，讓學(xué)生理解6個(gè)基本視圖的投影，剖視圖、局部視圖和不同剖視圖的原理及畫法。

軟件學(xué)習(xí)主要包括以下幾類：（1）CAD二維軟件的學(xué)習(xí)，自從1984年誕生以來(lái)，就徹底改變了人們的手工制圖。對(duì)于一張復(fù)雜點(diǎn)的裝配圖人工制圖需要3天左右，自從有了CAD電腦制圖，大概需要一天時(shí)間就可以完成。（2）三維制圖軟件有Pro/E、UG和solidworks，本專業(yè)采用的是UG軟件學(xué)習(xí)，在實(shí)體建模、模具設(shè)計(jì)和數(shù)控加工方面比其它軟件更專業(yè)、方便、快捷。學(xué)生在模具設(shè)計(jì)課程和數(shù)控加工實(shí)習(xí)中都感覺(jué)到UG軟件的魅力。（3）有限元靜力學(xué)分析軟件的學(xué)習(xí)，讓同學(xué)們學(xué)會(huì)如何把三維實(shí)體模型導(dǎo)入到有限元軟件中，然后對(duì)其定義參數(shù)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，施加一定的載荷求解，對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，可以根據(jù)變形情況知道是否滿足設(shè)計(jì)要求。（4）動(dòng)力學(xué)軟件學(xué)習(xí)的是ADAMS，在UG中把各個(gè)零部件裝配到一起，然后導(dǎo)入到ADAMS里面進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真分析，可以得出運(yùn)動(dòng)時(shí)輸出位移、速度、加速度和反作用力曲線，根據(jù)振動(dòng)性能分析產(chǎn)品初期設(shè)計(jì)的有效性，從而提升品質(zhì)、加速產(chǎn)品投放市場(chǎng)。

3.實(shí)驗(yàn)理論課學(xué)習(xí)。課程主要安排幾個(gè)方面：（1）安排學(xué)生到生產(chǎn)農(nóng)業(yè)機(jī)械相關(guān)公司進(jìn)行實(shí)習(xí)，通過(guò)公司里面工程師給學(xué)生詳細(xì)講解每臺(tái)機(jī)器的構(gòu)造及設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)，這使學(xué)生增長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)，對(duì)現(xiàn)代機(jī)械獲得感性的認(rèn)識(shí)。（2）安排學(xué)生到機(jī)械加工實(shí)訓(xùn)基地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀看，對(duì)普通車床、銑床、磨床、刨床和鉗工有了新的認(rèn)識(shí)，了解到零件從鑄造→粗加工→半精加工→精加工→成品的加工工藝流程，加工師傅們很熱情地為同學(xué)們講解機(jī)床的構(gòu)造、使用方法和注意事項(xiàng)，憑借自己多年的工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)復(fù)雜零件的加工心得和同學(xué)們一起分享，在師傅的指導(dǎo)下，同學(xué)們親自動(dòng)手加工一些簡(jiǎn)單的零件，真正做到理論指導(dǎo)實(shí)踐，實(shí)踐中更深刻理解理論知識(shí)。（3）安排學(xué)生學(xué)習(xí)《數(shù)控技術(shù)》知識(shí)，主要包括數(shù)控發(fā)展歷史和數(shù)控編程，數(shù)控加工主要解決零件品種多變、批量小、形狀復(fù)雜、精度高等問(wèn)題，是實(shí)現(xiàn)高效化和自動(dòng)化加工的有效途徑{2}{3}。

二、分析應(yīng)用環(huán)節(jié)

1.實(shí)例設(shè)計(jì)。以模具設(shè)計(jì)為例。模具設(shè)計(jì)主要分為幾類：（1）冷沖壓模具設(shè)計(jì)；（2）注塑模具設(shè)計(jì)；（3）壓鑄模；（4）橡膠模等。主要給同學(xué)們講解冷沖壓模具設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)包括沖裁、彎曲、引伸、翻邊、導(dǎo)向裝置、彈頂裝置、自動(dòng)送料裝置和壓力機(jī)的選用。

首先，根據(jù)自己的產(chǎn)品的形狀和尺寸要求進(jìn)行合理地排樣，提高材料的利用率。其次，凸模和凹模的設(shè)計(jì)，主要根據(jù)產(chǎn)品的材料、形狀、厚度和要求精度設(shè)計(jì)凸模和凹模之間的間隙，間隙過(guò)小會(huì)造成產(chǎn)品出現(xiàn)毛刺、裂口和層片，間隙過(guò)大會(huì)出現(xiàn)很大的圓角。第三，卸料和壓料裝置設(shè)計(jì)，卸料通常采用固定式和彈壓式兩種，固定式常用語(yǔ)引申工件底部沖孔，彈壓式通常和頂桿相配合用于復(fù)合模中。第四，壓力機(jī)的選擇，根據(jù)工件所需的沖裁力大小、模具最大閉合高度和所需工作臺(tái)尺寸選擇壓力機(jī)的型號(hào){4}{5}。

2.模擬分析。用CAD軟件把模具的各個(gè)零部件設(shè)計(jì)出來(lái)，然后再裝配到一起，通過(guò)裝配的過(guò)程可以發(fā)現(xiàn)各個(gè)零件之間的配合是否正確。通過(guò)UG軟件把各個(gè)零件的三維實(shí)體畫出來(lái)，各個(gè)零件按照“從里到外，從上到下”的順序裝配到一起。把裝配好的實(shí)體模型從UG導(dǎo)入到ADAMS軟件中，給運(yùn)動(dòng)的零件設(shè)為運(yùn)動(dòng)副，設(shè)定符合實(shí)際情況的運(yùn)動(dòng)速度和加速度，通過(guò)觀察得出的位移-時(shí)間、速度-時(shí)間曲線來(lái)判斷是否與實(shí)際情況相符。

3.數(shù)控加工。通過(guò)對(duì)《數(shù)控加工技術(shù)》的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握了根據(jù)工件形狀、尺寸、夾緊位置和技術(shù)要求，進(jìn)行工藝程序的設(shè)計(jì)與計(jì)算（包括加工順序、刀具的選擇、刀具與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的軌跡和進(jìn)給速度等）。加工順序過(guò)程中需要考慮機(jī)床的選擇以及每一步加工中走刀軌跡和進(jìn)給量等，這直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量好壞和精度要求，如果加工順序不當(dāng)可能會(huì)引起工件的不可恢復(fù)的變形，從而造成浪費(fèi)。

4.實(shí)際應(yīng)用。在大四的時(shí)候安排學(xué)生去公司進(jìn)行實(shí)習(xí)半年，實(shí)行“考核學(xué)分制”。由公司人力資源部分配學(xué)生到下面的各個(gè)分廠，再由分廠的人員安排學(xué)生到各個(gè)車間，分配到具體的師傅，每位師傅負(fù)責(zé)指導(dǎo)1～3個(gè)學(xué)生，從普通車床、銑床、磨床到數(shù)控車床、銑床，去鍛沖壓車間熟悉產(chǎn)品鍛壓過(guò)程，冷沖壓模具和液壓模具制造，讓學(xué)生進(jìn)行簡(jiǎn)單的實(shí)際操作。每個(gè)崗位的實(shí)習(xí)情況由師傅填寫評(píng)分表，真正讓學(xué)生做到“學(xué)以致用”。

三、教學(xué)總結(jié)

從學(xué)生在企業(yè)的實(shí)踐情況看出學(xué)生理論知識(shí)不能夠與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，反映出教學(xué)中應(yīng)打破以往的“重理論、輕實(shí)踐，重知識(shí)、輕能力”的教學(xué)模式，加強(qiáng)學(xué)生在校內(nèi)實(shí)踐環(huán)節(jié)，為學(xué)生更好地適應(yīng)企業(yè)實(shí)習(xí)打好基礎(chǔ)。此外，應(yīng)該改變以往“試卷式”的考核方式，應(yīng)該把學(xué)生的動(dòng)手能力、實(shí)例設(shè)計(jì)和實(shí)踐報(bào)告等環(huán)節(jié)按照一定比例算其中一部分成績(jī)。

“卓越工程師”的培養(yǎng)，是以把學(xué)生培養(yǎng)成“多功能實(shí)踐型”為目標(biāo)，著重培養(yǎng)學(xué)生的寬口徑知識(shí)和動(dòng)手能力，創(chuàng)新來(lái)源于實(shí)踐，豐富的理論知識(shí)和見(jiàn)識(shí)，才能對(duì)現(xiàn)狀進(jìn)行改進(jìn)、創(chuàng)新。因此，要求學(xué)生加強(qiáng)在校內(nèi)的實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)、課程實(shí)例設(shè)計(jì)及企業(yè)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，充分利用學(xué)校和企業(yè)兩種不同的教育環(huán)境和資源，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力，增強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)和工程素質(zhì)，構(gòu)建滿足卓越工程師知識(shí)、能力和素質(zhì)要求的實(shí)踐教學(xué)體系，讓企業(yè)納入人才培養(yǎng)過(guò)程。通過(guò)這種新的人才培養(yǎng)模式，不僅要加強(qiáng)校內(nèi)教學(xué)實(shí)踐，更要把企業(yè)綜合實(shí)踐加入課程當(dāng)中，真正將學(xué)生培養(yǎng)成國(guó)家新一代“多功能實(shí)踐型”創(chuàng)新人才。

（基金項(xiàng)目：黑龍江省高等教育學(xué)會(huì)規(guī)劃項(xiàng)目：14G135；佳木斯大學(xué)教研項(xiàng)目：JYLA2013-16）

注釋：

{1}林健.“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”學(xué)校工作方案研究[J].高等工程教育研究，2010.12（5）：30-36

{2}潘艷平，包秋燕，江吉彬.基于卓越工程師培養(yǎng)的本科實(shí)踐教學(xué)體系改革[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2011（4）：213-215

{3}吳江，鄭莆燕，任建興等.關(guān)于熱能與動(dòng)力工程專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)的探索與實(shí)踐[J].人才培養(yǎng)，2011（24）：3-4

{4}曲明哲，解海.卓越工程師培養(yǎng)方案與社會(huì)需求適應(yīng)性的研究[J].黑龍江高教研究，2012（8）：135-137

{5}肖義平.應(yīng)用型本科卓越工程師培養(yǎng)探索與實(shí)踐[J].教育教學(xué)論壇，2014（5）：205-206

（作者單位：佳木斯大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 黑龍江佳木斯 154007）

[第一作者簡(jiǎn)介：李亞芹（1978—），女，博士，碩士生導(dǎo)師，副教授，研究方向：農(nóng)業(yè)機(jī)械與裝備；通訊作者簡(jiǎn)介：韓陽(yáng)陽(yáng)（1978—），男，實(shí)驗(yàn)師]

（責(zé)編：若佳）