材料成型及控制工程专业工程综合训练的探索与实践

杜贤昌,孙立权

(1.长春工程学院机电学院;2.资产处,长春 130012)

材料成型及控制工程专业工程综合训练的探索与实践

杜贤昌1,孙立权2

(1.长春工程学院机电学院;2.资产处,长春 130012)

根据应用型人才培养目标,提出了专业工程综合训练采取集中实践教学模式,指出以精选的具有典型现场制造工程特点的工程案例作为教学载体,采用任务驱动教学方法,借助逼真的工程实践基地,通过实践教学,使学生的工程综合应用能力和工程综合素质得到明显提高。

工程应用能力;教学方案;考核方案;工程案例教学;任务教学法

近 20年来,随着科学技术迅猛发展,现代工程已形成了以研究、开发、设计、制造、运行、营销、管理等为主要过程的工程链,从而使现代工程活动具有实践性、综合性和创新性特点。我国专家对现代工程师提出了六个方面的素质要求,即:能正确判断和解决工程实际问题;应具有良好的交流能力、合作精神和一定的领导组织能力;懂得如何去设计和开发复杂的技术系统;懂得如何处理好工程和社会之间的复杂关系;具有终身学习的习惯和能力;既能胜任跨学科的合作,又能适应多变的职业领域。我校作为高等应用型工科院校,理应成为培养现代工程师的摇篮。

为使学生获得初级现代工程师的工程素质和能力,根据现代工程活动特点,在遵循高等工程教育规律的前提下,依据我校所确立的应用型人才培养目标,结合材料成型及控制工程专业具体情况,专业工程综合训练采取怎样的教学形式,通过什么样的教学载体,采用哪种教学方法,通过何种教学方案,依据什么样的考核评价体系才能使学生的工程综合素质和能力得到有效提高?这一系列问题需要我们进行深入地探索和实践。

一、专业工程综合训练的指导思想

1.将专业工程实际移植于课堂,利用集中实践教学形式,将专业教学内容中的知识点加以综合,利用实验室模拟车间生产环境,将工程生产中的实际技术任务和生产任务改造成具体的教学任务,使课堂教学中分散在多门专业课程中的知识点集合为要求具体的专业技术和操作能力。

2.专业工程综合训练应具有现代工程活动的实践性、综合性和创新性特点,应以培养和提升学生的焊接工艺设计能力、金属结构制造水平和焊接检验技能为主要训练目的。而通过“金属结构制造综合训练”这一教学载体,可使学生学会综合运用专业知识,解决实际工程问题,实现以培养学生工程应用能力和创新精神为主线的教学目的,使理论教学与实践教学得到有机的结合。因此,“金属结构制造综合训练”是实施专业工程综合训练教学活动的具体有效的实践形式。

3.在进行金属结构制造综合训练时,应遵循金属结构产品生产的规律,根据现代工程活动的特点以及现代工程师应具备的工程能力和素质,对训练的内容和能力培养提出要求,构建专业工程综合训练能力体系,进而形成切实可行的教学方案和考核评价体系。

4.专业工程综合训练应严格贯彻我校实践教学的“四实”原则。通过逼真的训练,强化对学生工程实践能力和创新精神的培养,真正实现实践教学使知识向能力有效转化的教学功能。

二、专业工程综合训练能力体系的构建

将金属结构制造综合训练教学内容划分为金属结构焊接工艺设计训练、焊接制造过程训练、焊接质量检验训练三个部分。在每一训练环节均提出了明确的、具体的能力培养要求。这些能力之间既各自独立又相互联系,共同构成了一个完整的能力体系,最终培养学生具有如下工程综合应用能力:焊接结构设计的合理性分析能力、焊接结构的装配顺序和焊接工艺分析能力,正确制定焊接工艺方案能力、工艺装备设计能力、焊接产品质量检验及分析能力、制造焊接结构的具体操作能力,以及相关技术手段的应用能力等。

同时,培养学生具有价值判断能力,良好的交流沟通、团结协作、组织领导等社会能力,面对复杂多变的工程问题,具有解决技术难题的创新能力和自学能力。

三、专业工程综合训练教学方案的制定

按照现代工程背景下对焊接工程师的知识和能力要求,确定各个训练阶段教学内容及能力培养目标。

1.在金属结构焊接工艺设计训练阶段,明确规定学生应完成十一项设计任务。例如:设计工艺方案、工艺路线图和工艺规程等。实现能力培养目标如下:掌握焊接工艺的分析方法,能够在工艺设计过程中正确进行工艺选择;基本掌握焊接工艺方案的确定方法;基本掌握焊接工艺文件的编制方法,能够编制科学、规范、符合生产条件的焊接工艺文件。

2.在焊接结构制造训练阶段,要求学生按照产品的技术要求和焊接工艺要求,完成本项目规定的金属结构全部制造过程。实现能力培养目标如下:掌握常用下料及焊接设备的使用方法;能够按照工艺文件完成焊接产品的备料、装配和焊接过程;初步掌握焊接产品的装配方法;基本掌握一种下料与焊接的操作方法。

3.在焊接结构质量检验训练阶段,要求学生完成六项质检任务。实现能力培养目标如下:能够编制简单的质量检验技术文件;初步掌握一种无损探伤设备的使用方法;基本掌握金属结构几何尺寸的检测和测量方法,能够正确使用测量器具;掌握焊接缺陷的识别方法和处理方法。

四、专业工程综合训练考核方案的制定

考核分为过程中考核和成果考核。过程中考核主要考核学生的阶段性成果质量和能力表现情况,分为工艺设计考核、焊接制造过程考核和焊接质量检验考核三个阶段;成果考核主要依据所制造产品的技术要求,对制成品进行全面质量评测,根据评测结果给出学生的成果成绩。学生的最终成绩为上述二部分(成绩各占 50%)的综合成绩。

1.金属结构焊接工艺设计训练阶段 (占总成绩20%)

(1)工艺设计准备(占工艺设计成绩 50%)

①收集资料情况的 A级标准:产品图样、技术条件和有关标准等材料齐全。

②工艺分析及拟定工艺方案情况的A级标准:工艺方案包括了规定的内容并明确了重大技术问题的解决方法和指导原则。

(2)工艺文件的编制 (占工艺设计成绩 50%)

①工艺文件内容情况的 A级标准:明确备料、装配、焊接过程中的加工顺序及工艺参数。

②编制工艺文件情况的A级标准:文件填写方法、使用的名词术语均符合国家或部颁标准。

2.焊接制造过程训练阶段(占总成绩 20%)

(1)设备调试情况的 A级标准:学生能够正确地安装和调试设备。占焊接制造过程成绩 10%。

(2)备料情况的 A级标准:学生在规定时间内完成制品的备料过程,并符合工艺要求。占焊接制造过程成绩15%。

(3)装配情况的 A级标准:学生在规定时间内完成装配,装配质量达到产品的技术要求。占焊接制造过程成绩30%。

(4)焊接情况的 A级标准:学生能够根据焊接工艺文件规定,亲自操作焊机完成焊接过程;焊接质量符合技术要求。占焊接制造过程成绩 30%。

(5)焊接生产组织情况的 A级标准:生产组织科学有序,生产效率高。占焊接制造过程成绩15%。

3.焊接质量检验训练阶段(占总成绩 10%)

(1)焊接检验设计情况的 A级标准:能够拟订质量检验方案,方案内容科学。占焊接质量检验成绩50%。

(2)检验项目操作情况的 A级标准:包括焊前检验、装焊检验和制成品质量检验三部分操作。检验过程中能够正确操作仪器设备,快捷获取测试数据,形成完整的检验报告。占焊接质量检验成绩50%。

4.成果考核 (占总成绩 50%)

(1)产品形状的 A级标准:产品外形完全符合图纸要求。占成果考核成绩20%。

(2)产品尺寸的 A级标准:产品尺寸及尺寸误差均符合设计要求。占成果考核成绩 20%。

(3)焊接质量的 A级标准:焊缝外观检查符合技术标准,焊缝无咬边、烧穿等缺陷;焊缝内部检查无裂纹、气孔、夹渣等缺陷。占成果考核成绩 60%。

该考核方案能够准确地评价学生在完成训练过程中所表现出的工程应用能力水平,使该教学环节真正发挥对学生工程应用能力培养的实效。

五、专业工程综合训练教学实施

1.训练任务选取

整个训练项目为具有典型现场制造工程特点的工程案例,即精选具有不同结构形式的焊接产品作为本项目的具体制造任务,教学任务不但真实具体,同时均按照生产图纸的方式下达。

2.训练的内容及时间安排

整个实训在 3周内完成,具体训练内容及时间安排如下表。

表 1 工程综合实训教学内容及时间安排

3.教学条件及环境

整个实训安排在工程训练中心和材料综合实验室内进行,工程训练接近真实的焊接车间环境。材料综合实验室提供场地及 CO2焊、TIG焊等相关焊接设备,焊接工辅具,焊接检验设备,各种工量具及装配平台等;工程训练中心提供各种机械加工设备。

4.教学方法及手段

以任务驱动为教学方法。将教学任务与具体工艺设计及生产任务相结合,将对学生的教学要求与工程技术人员的工作要求相结合,学生以完成具体的工艺设计及生产任务为目的参与全部教学过程。

以小组合作为教学组织形式。以小组合作的形式来组织具体的教学过程;小组中学生各有分工和明确的任务,又要通过相互合作才能完成全部制造任务。训练时每班安排 2—3位教师及 1名实验员全程进行指导,学生按 8人一组,每班分为 5—6个生产作业组;按生产任务不同,每组可制造同一产品,也可分别制造不同的产品。

5.学生提交的成果

(1)阶段性成果包括工艺方案、工艺规程、工艺卡片、备料后的零件、装配后的结构件、结构的焊接接头、检验工艺规程及检验工艺卡片。

(2)最终成果为金属结构制成品。

六、专业工程综合训练主要成效

实践证明:专业工程综合训练强化了对学生的现场工程能力和创新精神的培养,真正体现了实践教学使知识向能力有效转化的教学功能。学生在后续进行的相关题目毕业设计过程中,表现出题目把握能力强,实践动手能力强,对专业知识的综合应用能力强的特点,最终成果质量和成绩均有提高;同时在对毕业生进行的跟踪调查中,用人单位也反映本专业学生具有工程综合素质较好、专业技术能力较强、在工程现场动手较快的特点。正是由于这一实践教学模式在培养工程应用型人才方面所表现出的突出效果,2008年“材料成型及控制工程专业专业工程综合训练的研究与实践”获得长春工程学院教学成果一等奖,2009年“工程模板式专业工程综合训练的研究与实践”获得吉林省教学成果三等奖。

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[6] 程建芳.借鉴国外经验强化应用型本科教育实践教学[J].中国高教研究,2007(8):86-88.

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

杜贤昌(1969—),男(汉),山东莱州,副教授主要研究材料成型及控制工程实践教学。