●实践教学体系

近年来,随着高等工程教育的改革和发展,工程训练得到迅猛发展,由单纯的机械制造技能训练向机械、电子、信息、控制一体化的现代工程训练转变,在教学内容、教学要求、教学模式和方法、以及硬件设施等方面都提出了更高的要求。

工程训练中心秉承聊城大学“严谨治学、严格要求”的优良传统,以“有利于张扬学生个性,有利于培养学生工程实践能力,有利于塑造学生探索和创新精神”为指导思想,坚持“以学生的成长和发展为中心”的教育理念,树立以“学生为本、工程为重、创新为魂”的实践教学观念,以学生工程实践能力和创新能力提高为核心,构建了以机械加工为主、机电信息控制结合,常规制造技术与先进制造技术、基础训练与综合训练、课内实训与课外实践相结合的“三层次、四模块”工程训练教学体系(如下图所示),以适合不同专业、不同层次学生的实践需要,实现学生在校学习期间实践不断线,培养满足新时期需要的能力强、素质高和富有创造性的复合型人才。

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一、三层次

“三层次”为基础工程训练、综合工程训练和创新实践,实现学生能力的贯通式递进培养。其中基础工程训练、综合工程训练为课内实训内容,创新实践为课外实训内容。

1、第一层次:基础工程训练

基础工程训练主要针对机械类大学一年级学生,以培养学生初步工程能力和基本的工艺技能为主要目标,培养学生熟悉或掌握基础工程制造技术的基本能力。让学生学习工业技术基本知识,通过真实工程环境让学生了解设计、制造、检验、生产、质量、成本等生产过程和要素,增强工程意识;了解与制造过程及相关的具体工艺与技术设备,使学生初步了解选择材料和制作工艺,了解制作对象常用的技术装备,建立工程质量意识、环境意识、安全意识和效益观念;通过操作各种设备和工夹量具的使用,锻炼学生的动手能力和操作技能。同时,通过基础工程训练,引导学生进行创新思维训练,激发学生的创造兴趣与热情,为二、三层次的教学奠定基础。

基础工程训练主要包括工程训练概论、机、电操作技能训练和制造工艺训练等。

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工程训练概论主要针对低年级学生的知识背景,结合入学专业教育和专业导论课程,培养学生系统的工程理性认识的能力。通过实物、模型、图片、多媒体课件等资源,以参观、现场讲解,网络平台,示范操作等方式,着重让学生建立工业系统概念,初步了解工程材料及其应用,产品的研发、设计与制造过程,工业发展与人类社会进步的关系,了解科技进步对工业革命的贡献和作用,了解专业领域在科技领域中的地位和作用,了解专业领域的科技前沿等。为后续课程的学习提供工程背景,激发学生的求知欲。

操作技能和制造工艺训练包括常规制造技术、先进制造技术和机电控制技术的训练。常规制造技术包括铸造、焊接、热处理、锻造、钣金、塑料注射成型、车削、铣削、钳工及装配、齿轮加工、磨削等训练内容。先进制造技术设有数车、数铣、加工中心、线切割、数控雕刻、电火花成型、激光雕刻、激光切割、三坐标测量、3D打印等训练项目。机电控制技术则设置机床电器、机器人实训等内容。

2、第二层次:综合工程训练

综合工程训练主要面向经过基础工程训练的大三年级学生。按三个层面设置实践内容: ①各种加工方式结合,即多工艺综合;②机、电、信息等结合,即多专业综合;③围绕构思、设计、实现等环节,不同学科门类结合,即多学科综合。

具体说来,训练内容分为两类:一类为专业综合项目训练,以大工程为背景、运用单元工程知识,进行广义的“制造”工程训练。通过模拟生产环境,以项目为载体,以学生的单元知识为基础,培养学生的集成思维、综合思维及相应的工程应用能力,孕育学生创新思维能力的发展。内容包括3D打印设计与实践、多功能机床的拆装实训、模块化机器人实训、工业机器人实训、Geomagic点云处理实训、Solutionix反求实训、快速制造实训、汽车启动机圆绕线成型机的设计与制作、二级齿轮变速箱的设计、智能小车设计制作等。

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另一类为综合项目的创新设计与制作实践训练。以项目为引导,给定主题或自主选题,鼓励学生跨学科、跨专业组队,在教师指导下让学生完成产品(最好是机电产品)从市场调研、创新设计、制作(多工种配合加工制造零件)、组装到调试的全过程,熟悉各种设计标准。锻炼学生知识的综合运用能力,着力增强综合工程实践能力、合作能力,以及创新意识的培养。

3、第三层次——创新实践

创新实践面向校内外所有大学生,是以创新为导向、兴趣为纽带,打破专业、技术、人群壁垒,激发兴趣和创造力,培养学生创新能力、创业能力和知识应用能力为主的课外科技创新实践活动。

创新实践的内容主要包括各类竞赛、创新活动和科研实践项目。

中心举办的竞赛包括全国大学生工程训练综合能力竞赛暨聊城大学“实践杯”工程训练大赛、校内“挑战杯”机器人大赛和“挑战杯”创客大赛。另外,中心还积极组织学生参与工业机器人大赛、机械设计创新大赛、RoboCup国际机器人大赛等一系列高水平赛事。

创新活动方面,中心常态性的组织有创客分享会、创客训练营、创新讲座、大学生创新项目等活动,丰富的内容,为全校大学生提供了交流、分享、创意碰撞、协作、创造、创新的平台。科研实践方面,主要是基于创客空间和大学生科创服务平台为基础,开展的一系列大学生科研训练计划(SRTP)项目和科研实践项目。这些项目以项目制的方式进行管理,通过全过程的项目锻炼,对产品设计能力、动手能力、创新能力、团队协作能力以及市场调研与推广能力进行了全面的锻炼。

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二、四模块

“四模块”为常规制造技术模块、先进制造技术模块、机电控制技术模块以及创新实践模块。具体见下表。

???? 模块内容
常规制造技术模块 铸造 滚齿加工
锻造 车削
钣金(剪板、折弯、冲压) 铣削
电焊 磨削
气焊 钳工及装配
热处理 机械测量技术
先进制造技术模块 数控车 紫外光快速成型;
数控铣和铣削加工中心 3D打印
数控电火花成型 三维扫描
数控线切割 CAD/CAM
激光雕刻 柔性制造系统
激光切割
机电控制技术模块 机床电器
数控机床电气控制
模块化机器人
创新实践模块 各类竞赛项目
创新活动
科研实践项目