材料成型及控制工程專業工程綜合訓練的探索與實踐

杜賢昌,孫立權

(1.長春工程學院機電學院;2.資產處,長春 130012)

材料成型及控制工程專業工程綜合訓練的探索與實踐

杜賢昌1,孫立權2

(1.長春工程學院機電學院;2.資產處,長春 130012)

根據應用型人才培養目標,提出了專業工程綜合訓練采取集中實踐教學模式,指出以精選的具有典型現場制造工程特點的工程案例作為教學載體,采用任務驅動教學方法,借助逼真的工程實踐基地,通過實踐教學,使學生的工程綜合應用能力和工程綜合素質得到明顯提高。

工程應用能力;教學方案;考核方案;工程案例教學;任務教學法

近 20年來,隨著科學技術迅猛發展,現代工程已形成了以研究、開發、設計、制造、運行、營銷、管理等為主要過程的工程鏈,從而使現代工程活動具有實踐性、綜合性和創新性特點。我國專家對現代工程師提出了六個方面的素質要求,即:能正確判斷和解決工程實際問題;應具有良好的交流能力、合作精神和一定的領導組織能力;懂得如何去設計和開發復雜的技術系統;懂得如何處理好工程和社會之間的復雜關系;具有終身學習的習慣和能力;既能勝任跨學科的合作,又能適應多變的職業領域。我校作為高等應用型工科院校,理應成為培養現代工程師的搖籃。

為使學生獲得初級現代工程師的工程素質和能力,根據現代工程活動特點,在遵循高等工程教育規律的前提下,依據我校所確立的應用型人才培養目標,結合材料成型及控制工程專業具體情況,專業工程綜合訓練采取怎樣的教學形式,通過什么樣的教學載體,采用哪種教學方法,通過何種教學方案,依據什么樣的考核評價體系才能使學生的工程綜合素質和能力得到有效提高?這一系列問題需要我們進行深入地探索和實踐。

一、專業工程綜合訓練的指導思想

1.將專業工程實際移植于課堂,利用集中實踐教學形式,將專業教學內容中的知識點加以綜合,利用實驗室模擬車間生產環境,將工程生產中的實際技術任務和生產任務改造成具體的教學任務,使課堂教學中分散在多門專業課程中的知識點集合為要求具體的專業技術和操作能力。

2.專業工程綜合訓練應具有現代工程活動的實踐性、綜合性和創新性特點,應以培養和提升學生的焊接工藝設計能力、金屬結構制造水平和焊接檢驗技能為主要訓練目的。而通過“金屬結構制造綜合訓練”這一教學載體,可使學生學會綜合運用專業知識,解決實際工程問題,實現以培養學生工程應用能力和創新精神為主線的教學目的,使理論教學與實踐教學得到有機的結合。因此,“金屬結構制造綜合訓練”是實施專業工程綜合訓練教學活動的具體有效的實踐形式。

3.在進行金屬結構制造綜合訓練時,應遵循金屬結構產品生產的規律,根據現代工程活動的特點以及現代工程師應具備的工程能力和素質,對訓練的內容和能力培養提出要求,構建專業工程綜合訓練能力體系,進而形成切實可行的教學方案和考核評價體系。

4.專業工程綜合訓練應嚴格貫徹我校實踐教學的“四實”原則。通過逼真的訓練,強化對學生工程實踐能力和創新精神的培養,真正實現實踐教學使知識向能力有效轉化的教學功能。

二、專業工程綜合訓練能力體系的構建

將金屬結構制造綜合訓練教學內容劃分為金屬結構焊接工藝設計訓練、焊接制造過程訓練、焊接質量檢驗訓練三個部分。在每一訓練環節均提出了明確的、具體的能力培養要求。這些能力之間既各自獨立又相互聯系,共同構成了一個完整的能力體系,最終培養學生具有如下工程綜合應用能力:焊接結構設計的合理性分析能力、焊接結構的裝配順序和焊接工藝分析能力,正確制定焊接工藝方案能力、工藝裝備設計能力、焊接產品質量檢驗及分析能力、制造焊接結構的具體操作能力,以及相關技術手段的應用能力等。

同時,培養學生具有價值判斷能力,良好的交流溝通、團結協作、組織領導等社會能力,面對復雜多變的工程問題,具有解決技術難題的創新能力和自學能力。

三、專業工程綜合訓練教學方案的制定

按照現代工程背景下對焊接工程師的知識和能力要求,確定各個訓練階段教學內容及能力培養目標。

1.在金屬結構焊接工藝設計訓練階段,明確規定學生應完成十一項設計任務。例如:設計工藝方案、工藝路線圖和工藝規程等。實現能力培養目標如下:掌握焊接工藝的分析方法,能夠在工藝設計過程中正確進行工藝選擇;基本掌握焊接工藝方案的確定方法;基本掌握焊接工藝文件的編制方法,能夠編制科學、規范、符合生產條件的焊接工藝文件。

2.在焊接結構制造訓練階段,要求學生按照產品的技術要求和焊接工藝要求,完成本項目規定的金屬結構全部制造過程。實現能力培養目標如下:掌握常用下料及焊接設備的使用方法;能夠按照工藝文件完成焊接產品的備料、裝配和焊接過程;初步掌握焊接產品的裝配方法;基本掌握一種下料與焊接的操作方法。

3.在焊接結構質量檢驗訓練階段,要求學生完成六項質檢任務。實現能力培養目標如下:能夠編制簡單的質量檢驗技術文件;初步掌握一種無損探傷設備的使用方法;基本掌握金屬結構幾何尺寸的檢測和測量方法,能夠正確使用測量器具;掌握焊接缺陷的識別方法和處理方法。

四、專業工程綜合訓練考核方案的制定

考核分為過程中考核和成果考核。過程中考核主要考核學生的階段性成果質量和能力表現情況,分為工藝設計考核、焊接制造過程考核和焊接質量檢驗考核三個階段;成果考核主要依據所制造產品的技術要求,對制成品進行全面質量評測,根據評測結果給出學生的成果成績。學生的最終成績為上述二部分(成績各占 50%)的綜合成績。

1.金屬結構焊接工藝設計訓練階段 (占總成績20%)

(1)工藝設計準備(占工藝設計成績 50%)

①收集資料情況的 A級標準:產品圖樣、技術條件和有關標準等材料齊全。

②工藝分析及擬定工藝方案情況的A級標準:工藝方案包括了規定的內容并明確了重大技術問題的解決方法和指導原則。

(2)工藝文件的編制 (占工藝設計成績 50%)

①工藝文件內容情況的 A級標準:明確備料、裝配、焊接過程中的加工順序及工藝參數。

②編制工藝文件情況的A級標準:文件填寫方法、使用的名詞術語均符合國家或部頒標準。

2.焊接制造過程訓練階段(占總成績 20%)

(1)設備調試情況的 A級標準:學生能夠正確地安裝和調試設備。占焊接制造過程成績 10%。

(2)備料情況的 A級標準:學生在規定時間內完成制品的備料過程,并符合工藝要求。占焊接制造過程成績15%。

(3)裝配情況的 A級標準:學生在規定時間內完成裝配,裝配質量達到產品的技術要求。占焊接制造過程成績30%。

(4)焊接情況的 A級標準:學生能夠根據焊接工藝文件規定,親自操作焊機完成焊接過程;焊接質量符合技術要求。占焊接制造過程成績 30%。

(5)焊接生產組織情況的 A級標準:生產組織科學有序,生產效率高。占焊接制造過程成績15%。

3.焊接質量檢驗訓練階段(占總成績 10%)

(1)焊接檢驗設計情況的 A級標準:能夠擬訂質量檢驗方案,方案內容科學。占焊接質量檢驗成績50%。

(2)檢驗項目操作情況的 A級標準:包括焊前檢驗、裝焊檢驗和制成品質量檢驗三部分操作。檢驗過程中能夠正確操作儀器設備,快捷獲取測試數據,形成完整的檢驗報告。占焊接質量檢驗成績50%。

4.成果考核 (占總成績 50%)

(1)產品形狀的 A級標準:產品外形完全符合圖紙要求。占成果考核成績20%。

(2)產品尺寸的 A級標準:產品尺寸及尺寸誤差均符合設計要求。占成果考核成績 20%。

(3)焊接質量的 A級標準:焊縫外觀檢查符合技術標準,焊縫無咬邊、燒穿等缺陷;焊縫內部檢查無裂紋、氣孔、夾渣等缺陷。占成果考核成績 60%。

該考核方案能夠準確地評價學生在完成訓練過程中所表現出的工程應用能力水平,使該教學環節真正發揮對學生工程應用能力培養的實效。

五、專業工程綜合訓練教學實施

1.訓練任務選取

整個訓練項目為具有典型現場制造工程特點的工程案例,即精選具有不同結構形式的焊接產品作為本項目的具體制造任務,教學任務不但真實具體,同時均按照生產圖紙的方式下達。

2.訓練的內容及時間安排

整個實訓在 3周內完成,具體訓練內容及時間安排如下表。

表 1 工程綜合實訓教學內容及時間安排

3.教學條件及環境

整個實訓安排在工程訓練中心和材料綜合實驗室內進行,工程訓練接近真實的焊接車間環境。材料綜合實驗室提供場地及 CO2焊、TIG焊等相關焊接設備,焊接工輔具,焊接檢驗設備,各種工量具及裝配平臺等;工程訓練中心提供各種機械加工設備。

4.教學方法及手段

以任務驅動為教學方法。將教學任務與具體工藝設計及生產任務相結合,將對學生的教學要求與工程技術人員的工作要求相結合,學生以完成具體的工藝設計及生產任務為目的參與全部教學過程。

以小組合作為教學組織形式。以小組合作的形式來組織具體的教學過程;小組中學生各有分工和明確的任務,又要通過相互合作才能完成全部制造任務。訓練時每班安排 2—3位教師及 1名實驗員全程進行指導,學生按 8人一組,每班分為 5—6個生產作業組;按生產任務不同,每組可制造同一產品,也可分別制造不同的產品。

5.學生提交的成果

(1)階段性成果包括工藝方案、工藝規程、工藝卡片、備料后的零件、裝配后的結構件、結構的焊接接頭、檢驗工藝規程及檢驗工藝卡片。

(2)最終成果為金屬結構制成品。

六、專業工程綜合訓練主要成效

實踐證明:專業工程綜合訓練強化了對學生的現場工程能力和創新精神的培養,真正體現了實踐教學使知識向能力有效轉化的教學功能。學生在后續進行的相關題目畢業設計過程中,表現出題目把握能力強,實踐動手能力強,對專業知識的綜合應用能力強的特點,最終成果質量和成績均有提高;同時在對畢業生進行的跟蹤調查中,用人單位也反映本專業學生具有工程綜合素質較好、專業技術能力較強、在工程現場動手較快的特點。正是由于這一實踐教學模式在培養工程應用型人才方面所表現出的突出效果,2008年“材料成型及控制工程專業專業工程綜合訓練的研究與實踐”獲得長春工程學院教學成果一等獎,2009年“工程模板式專業工程綜合訓練的研究與實踐”獲得吉林省教學成果三等獎。

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Material form ing and control engineering profession exploration and practice of professional engineering integrated tra in ing

DU Xian-chang,et al.
(School of M echanical and Electronic Engineering, Changchun Institute of Technology, Changchun130012,China)

According to applied type personnel training objective,a model of centralized practice teaching for professional engineering comprehensive training is established.A practical teaching programs and scientific and rational assessment program are developed.The project case is selected as a teaching carrier,which has the characteristics of typical on-site manufacturing engineering.The task-driven teaching methods are adopted in the course of teaching.When these students practice in realistic engineering practice base,their comprehensive application engineering capabilities and engineering overall quality is apparently better than those without training.

application engineering capability;teaching programs;assess ment programs;project case as a teaching carrier;the taskdriven teaching methods

book=3,ebook=198

G64

A

1009-8976(2010)03-0118-03

2009-10-15

杜賢昌(1969—),男(漢),山東萊州,副教授主要研究材料成型及控制工程實踐教學。