机械工程训练中心的实践教学体系的研究★

程 伟， 杨 宏， 戴俊平， 罗 俊

（陕西理工大学机械工程训练中心， 陕西 汉中 723003）

引言

新一轮全球科技革命和产业变革的快速发展以及在创客教育背景下，对我国高等工程教育提出了新的要求，工程人才的核心素质包括优秀的分析与设计能力、实践能力、解决复杂问题的能力与创新能力[1-3]。机械工程训练教育作为工程教育人才培养中的一个重要环节，其目标与工程教育总体目标要保持一致。同时，在机械工程训练教育中也存在一些问题，如工程训练的中远期发展方向和目标不够明确，缺乏顶层设计的引领和推动，可持续发展受到制约[4]；在工程训练方式方法上，重单个的技能训练，不能将创新意识、精神和能力的训练较好地赋予工程实践和工程问题，缺乏问题驱动等。为适应时代的人才培养需求，解决实践教育中存在的问题，机械工程训练教育的各个环节有必要进行改革和升级。

1 顶层设计

1.1 教学定位

机械工程训练中心是校内实践教学基地，是大学生学习工程背景知识、进行工业认知、基本知识和基本技能培养、综合工程实践的基础公共实践教学平台。

1.2 确定教育理念

秉承“艰苦奋斗、忠诚奉献、求真尚实、博望致远”的学校精神，在长期的实践教学中，形成了“尚德精工，实践育人”的教育理念。

1.3 目标任务

强化工程训练；提高工程素质；锻炼动手能力；培养创新精神。

1.4 确立培养方针

面向基本专业能力、工程素质和创新精神的培养目标，确立了机械工程训练培养方针：“扎实基本知识和技能；强化工程实践；注重工程素质；面向创新创业”。

2 教学体系

机械工程训练中心经过多年的改革、建设和发展，建立了一个中心、三个平台、十三个功能模块、十八个实训项目的新型机械工程训练教学体系，如图1所示。

图1 机械工程训练实践教学体系

一个中心就是“以实践教学为中心”，以学生为主体，以教师为主导，着重培养学生的工程实践能力和创新精神。

三个平台，一是工业认知平台，二是机械工程基本知识、基本技能培养平台，三是综合工程实践平台，着力提升学生的综合工程实践能力和培养学生的创新精神，落实学校“培养具有实践能力和创新精神的高级应用型人才”的培养目标。

2.1 工业认知平台

着重工程背景知识的培养，包括入学教育、工业认识与实践、工程技术科普教育、初步工程意识。

2.2 基本知识基本技能训练平台

1）机械制造基础实训室。机械制造基础实训室现有车床、铣床、刨床、磨床、钳工台等主要实训设备112 台套，面积800 m2，承担机械制造基础实训教学、机械制造基础知识和基本技能训练、工业认知实习、大学生科技制作。开设的实训项目有：车削加工实训、铣削加工实训、刨削加工实训、磨削加工实训、钳工加工实训。

2）现代制造技术实训室。现代制造技术实训室拥有先进的数控车床、加工中心、车削中心、雕铣中心、数控铣床、数控线切割机床、激光内雕机、激光切割机、计算机等设备128 台套，面积为2 200 m2，承担数控加工技术实习教学、现代加工制造技术及创新创业相关课程，为大学生的科技创新实践活动提供技能培训和加工指导。目前开设的有：数控车削加工、数控铣削加工、线切割加工、加工中心、激光加工、数控仿真、CAD/CAM等7 个实训项目。

3）材料成型技术基础实训室。材料成型技术基础实训室现有冲天炉、中频感应熔炼炉、混砂机、喷砂机及配套工装、空气锤、高温马弗炉、锻造高频加热设备、交流弧焊机、氩弧焊机、等离子切割机等主要实训设备42 台套，面积1 300 m2。目前开设有：铸造、锻造、焊接等3 个实训项目。

2.3 综合工程创新实践平台

综合工程实践平台现有3D 打印机、激光扫描仪、洛式硬度计、维式硬度计、高频感应炉、车床、铣床、计算机等设备30 台套。目前开设有3D 打印、热处理、表面处理等三个实习目，机械设计、制造与CAD/CAM基本知识实训、特种加工技术综合实训、铸造成型技术综合实训、创新设计与制作、家用缝纫机拆装与典型机构分析综合实训、普通车床结构剖析综合实训、冲压成形技术与模具拆装综合实训等7 个综合训练项目。

创客教育是综合工程实践平台的主要内容，2017 年建成大学生创客工作坊，主要由创意室、机电制作室、动力与控制实验室、机械试验与测试室等组成，现有流火车队、校园梦工坊、无碳小车社团等创客社团。现开设选修课《工程创新创意基础》、《创客基本知识与技能》等。大学生创客工作坊面向全校学生开放，开展大学生创客教育，教育模式和教育结构如图2 和3 所示。

图2 创客教育模式

图3 创客教育结构

3 教学效果

近年来，紧跟时代发展，围绕工程训练和创客教育，机械工程训练中心通过整合资源，加强硬件、软件环境建设，构建新型机械工程训练教学体系；改革工程训练方法，将实践教学与工程实际紧密结合；健全管理制度，完善质量评价体系；建立创新实践平台，使工科大学生工程实践能力与创新精神不断增强。

近几年来，通过实践教学和创客教育，鼓励和吸引学生建立各类创客社团，参加各类学科竞赛等，使学生的创新能力和实践动手能力得到了显著提高，近几年参与创新实践活动的人数显著增加，获得的论文、专利等成果以及获得的比赛奖项也逐年增加。近三年学生完成大学省创新创业训练项目项目国家级10 项，省级12 项，自选项目18 项，获得机械创新设计大赛等学科竞赛国家一等奖2 项，省级一等奖15 项，省级二等奖21 项，省级三等奖8 项，省级铜奖1 项。学生作品如下页图4 所示。

4 结语

在当前“大众创业，万众创新”的背景下，机械工程训练中心面临着前所未有的机遇和挑战，为适应工程教育的新要求，机械工程训练中心也迫切需要改革[5-6]。陕西理工大学机械工程训练中心近几年从顶层设计、教学体系及训练平台三个方面着手，进行改革、建设及实践，特别是将创客教育融入工程训练中，更好地培养了学生的工程能力、创新能力以及实践能力。

图4 学生作品