全日制機械工程方向專業碩士校內實踐模塊設計與實踐

張偉 彭樂樂 呂世軍 趙建華

摘要：針對機械工程機電控制方向專業碩士生產實踐環節存在的問題，本文設計了以項目為載體、充分利用實驗室資源和計算機輔助軟件進行的校內實踐模塊，從整合模塊內容、解決問題、研究方法幾方面入手，進行了校內實踐模塊的創新，從而提高學生動手實踐能力和分析解決問題的能力。

關鍵詞：全日制專業碩士；校內實踐模塊；項目教學

中圖分類號：G643 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）06-0144-02

一、引言

2009年開始的“全日制專業碩士學位研究生”培養是我國碩士培養的一種新模式，其目的是培養具有扎實理論基礎、并適應特定行業或職業實際工作需要的應用型高層次專門人才。

因此，專業實踐能力的培養是保證專業學位研究生質量的關鍵。教育部也要求[1]“專業學位研究生在學期間，必須保證不少于半年的實踐教學”，“要提供和保障開展實踐的條件，建立多種形式的實踐基地”，實踐基地的建設是以上要求的保障。

本文分析了現有實踐體系的優缺點后，針對燕山大學機械工程專業機電控制專業方向校內實踐基地模塊進行了設計，采取項目的形式，模擬真實企業的設計任務，使學生掌握企業的設計流程，并依據實驗室資源進行試驗，增長實際工作經驗，從而提高專業素養及就業創業能力。

二、現有實踐體系的問題

現在大多數學校采取的是融合校外企業實踐基地和校內實踐基地的實踐教學體系，燕山大學目前也是采取這種體系。

學生進入企業實踐主要有校企聯合培養基地、進入與導師有項目合作的企業實踐和學生自己聯系企業實踐三種方式，第一種所做的項目理論深度難以達到碩士畢業要求，第二種無法保證學生實踐的穩定性，第三種接觸不到企業項目的核心部分。

校內實踐基地的設立是對校外實踐基地的有力補充[2]，其主要的目的是培養學生的實踐能力，同時注重實踐創新品質的培養。初期多以課堂理論教學和驗證性實驗為主，在增進基本理論認知的同時側重對基本實驗技能與數據處理能力的訓練。但是這種方式與實際生產實踐要求脫節，并且培訓的能力單一、缺乏統一性，學生找不到各知識點之間的聯系。實踐內容趨同，難以調動學生的積極性。

綜上所述，現在專業學位碩士研究生的校內實習模塊應該更加多樣化，更應注重項目的實際性。而要培養學生綜合的實踐能力，設計行之有效的校內實踐模塊對專業學位研究生培養具有重要的現實意義。

三、校內教學實踐模塊設計

燕山大學機械工程專業研究生培養目標[3]包括“掌握機械工程設計與開發應用的先進技術方法和現代技術手段，具有獨立擔負機械設計和工程管理工作的能力，具有從事機械工程技術應用的研究與開發能力。”本模塊的設置采取項目制方法，采用企業的真實設計項目，盡量突出專業學科的特點，穿插進行理論分析和動手實驗，以此增強學生的實踐動手能力和分析解決問題的能力。

1.題目的獲取：通過對國內知名的液壓元件企業，如北京華德液壓工業集團有限責任公司、江蘇恒立液壓股份有限公司等企業的走訪調研，確定企業所需求的設計項目和要求，經過指導教師評估和適當簡化，考慮難易程度、項目成本和實驗室條件，把板式和螺紋插裝液壓閥作為研究生的實踐項目下發。

2.設計階段：首先學生利用SolidWorks軟件設計液壓元件三維模型，完成元件裝配圖和各組成部分零件圖，其中閥芯閥套部分是設計重點。通過fluent軟件分析元件的流場，獲得的計算結果更準確地反映穩態液動力的大小，通過不斷改變閥芯閥套結構，得到最優參數。

3.關鍵零件的加工：學生通過拆解廠家液壓元件，對比分析設計不足以及繼續修改主要零件，選取關鍵的零件進行加工，其他部分可以借用拆解的元件，減低成本和縮短周期。

4.試驗臺的搭建：然后利用Amesim軟件分別建立液壓元件和試驗臺的仿真模型，在實驗室對設計的液壓元件進行性能測試，分析其中不足，并予以解決或進行創新探索。可以繼續重復2—3—3過程，對設計進行驗證。

四、實際應用

從2017年秋季項目實施以來，共有四名同學使用該實踐模塊進行了校內實踐，提供了“直動式螺紋插裝溢流閥”、“先導式溢流閥”、“板式電磁換向閥”、“先導式順序閥”四組題目，以第一組題目為例執行情況如下。

1.溢流閥是液壓系統中應用最為廣泛的一種元件[4]，直動式螺紋插裝溢流閥的閥芯形式多樣，其設計具有一定的實用價值。按照參數要求，通過對液壓力與彈簧力的平衡計算，對閥進行了三維設計。

2.為了對溢流閥內部結構有更深刻的認識，對溢流閥進行了拆裝，錐閥芯和閥套分體測繪如圖1所示。

3.溢流閥的動靜態特性是反映閥的性能的重要指標，靜態特性：調壓偏差、滯回等，動態特性：超調、響應時間等，在理論分析中運用AMESim軟件對測試過程進行仿真，測試實驗臺見圖2。

在實踐過程中，理論分析與實驗同步進行，在理論分析上借助常用軟件對系統特性進行分析和預測，進而通過實驗來驗證理論、推動實驗。動手的過程做到有章可循，避免理論與實踐脫節，使學生領會理論和實踐在工程中同等重要，從而完成從理論到工程技術實踐的轉變。

參考文獻：

[1]教育部文件.關于做好全日制碩士專業學位研究生培養工作的若干意見[Z].教研[2009]1號.

[2]施金良，胡文金.自建實訓基地的探討與實踐[J].重慶工業高等專科學校學報，2003，（03）：82-83+87.

[3]燕山大學專業學位碩士研究生培養方案（全日制適用）[Z].2017.

[4]趙世軍，唐道武.建立機電專業實踐能力培養體系的探討[J].華北科技學院學報，2002，（03）：75-76.