基于專業(yè)鏈的大型儀器設備使用效益提升方法研究

邵明輝， 張 林， 宋端樹， 張嘉鷺

(1. 江蘇師范大學 機電工程學院， 江蘇 徐州 221006；2. 江蘇師范大學 實驗室與設備管理處， 江蘇 徐州 221006)

基于專業(yè)鏈的大型儀器設備使用效益提升方法研究

邵明輝1， 張 林2， 宋端樹1， 張嘉鷺1

(1. 江蘇師范大學 機電工程學院， 江蘇 徐州 221006；2. 江蘇師范大學 實驗室與設備管理處， 江蘇 徐州 221006)

目前高校所使用的大型儀器設備普遍存在利用率偏低、資源浪費的問題。針對存在問題提出了專業(yè)鏈的概念，并基于此概念探索多學科綜合的大型儀器設備使用效益提升方法。以江蘇師范大學數字加工實驗中心為實例，對上述大型儀器設備使用效益提升方法進行了驗證。數據表明，采用基于專業(yè)鏈的實踐教學模式后，機電類大型儀器設備的使用效益得到了顯著提升。

專業(yè)鏈； 大型儀器設備； 使用效益

大型儀器設備是高校從事教學、科研的重要保障，也是衡量一所學校實驗條件和科研環(huán)境的重要依據。近年來，高校大型儀器設備的數量與質量都有了明顯的提高，但是，通過調研發(fā)現(xiàn)，大型儀器設備利用率偏低、資源浪費等現(xiàn)象普遍存在[1-2]。尤其以《高等學校固定資產分類目錄》中所設置的機電類(04類)設備使用效益問題更為突出。因此，相關部門和高校圍繞著機電類大型儀器設備的效益提升問題開展了一系列的工作，而文獻檢索評閱表明，大部分高校尚未達到預期的目標和效果[3-9]。因此，本文提出了一種基于專業(yè)鏈的實踐教學模式，并以數字加工實驗中心為實例開展了實踐探索，總結出了具有一定操作性的提升大型儀器設備使用效益的方法。

1 基于專業(yè)鏈的大型設備使用效益提升方法

專業(yè)鏈的概念：學生培養(yǎng)過程中傳授給學生的專業(yè)技能在教學過程中相互銜接、依托，通俗地講，是教與學的過程中，圍繞共同的能力培養(yǎng)目標，把不同的專業(yè)緊密聯(lián)系起來，這種專業(yè)之間以依托能力培養(yǎng)目標相關性彼此聯(lián)系起來的序列，在教育學中被稱為專業(yè)鏈。因此，本文所闡述的基于專業(yè)鏈的大型儀器設備使用效益提升方法的研究，在實踐中具體體現(xiàn)為：以整體提升大型設備使用效益為目標，以構建專業(yè)鏈實踐教學模式為手段，以工業(yè)產品研發(fā)過程為載體，探索提升大型設備使用效益的新模式、新路徑。

1.1 基于專業(yè)鏈的實踐教學模式的構建

數字加工技術實驗中心隸屬學校機電工程學院，該學院具有機械工程一級學科碩士點1個、設計學一級學科碩士點1個、藝術設計專業(yè)學位點1個，本科專業(yè)3個，所開設的機械設計制造及其自動化專業(yè)為省級重點專業(yè)和特色專業(yè)。

“數控加工實訓”是機械工程專業(yè)重要的實踐教學環(huán)節(jié)，實訓主要任務是：了解機床使用方法[10]，培養(yǎng)學生數控機床操作與編程加工制造工件的能力，實訓時間為160學時/班，每學年4個班級168人參加實訓。 “工業(yè)設計模型實踐”是工業(yè)設計專業(yè)綜合性實踐教學環(huán)節(jié)，實訓時間為160學時/班，每學年2個班級98人參加實訓。實訓主要任務是：了解PVC、ABS等材料特性與加工方法，培養(yǎng)學生在模型制作過程中對造型與結構的立體理解。

通過分析以上2個專業(yè)的實踐內容和要求[10]，發(fā)現(xiàn)兩者在實踐環(huán)節(jié)均需完成三維造型設計、模型數控加工等相關內容，故將機械設計制造及自動化專業(yè)的數控加工實踐與工業(yè)設計專業(yè)的模型設計制作實踐并軌完成。同時結合電氣工程專業(yè)的綜合實訓、市場營銷專業(yè)的創(chuàng)業(yè)策劃實踐等教學內容，最終確定以機械工程專業(yè)為核心專業(yè)，串聯(lián)工業(yè)設計、電氣工程、市場營銷等3個專業(yè)，圍繞工業(yè)產品的研發(fā)和推廣過程，提高學生專業(yè)技能，提升實驗設備使用效益，構建實踐專業(yè)鏈模型如圖1所示。

圖1 依托實踐內容相關性構建的專業(yè)鏈

1.2 基于專業(yè)鏈的實踐教學模式的實施

結合構建專業(yè)鏈的專業(yè)特點及實踐教學要求，兼顧市場和學校發(fā)展需求，在基于專業(yè)鏈的大型儀器設備使用效益提升方法研究過程中，項目組嘗試了幼教機器人、易沐(殘障人浴缸)、軒轅概念車、變位齒輪傳動實驗臺等14個工業(yè)產品的研制，均獲得用戶認可，項目實施獲得了預期的效果。

在基于專業(yè)鏈的實踐教學模式實施過程中，要求專業(yè)鏈模型中相關專業(yè)的每個學生都要到數字加工技術實驗中心見習，機械類、電氣類、工業(yè)設計類專業(yè)學生要參與整個生產工藝流程的管理，機械類專業(yè)學生按要求獨立完成典型零部件的工藝編制、NC加工并匯報自己在生產過程中為保證質量、提高效率方面所采用的新措施、新方法。項目實施過程中學生必須嚴格按照指導教師要求在課外完成3D建模、備料等項目準備工作，以便充分利用課堂時間完成NC加工、裝配調試等必須在實驗中心由教師指導完成的工作，力爭在有限的時間內把實驗中心及實驗設備的效益最大化。

2 基于專業(yè)鏈的大型儀器設備使用效益提升

2.1 實施前效益分析

數字加工實驗中心于2008年依托“中央與地方共建實驗室項目”建成并投入使用，截至2015年6月，實驗中心共有設備180余臺。其中機電類大型儀器設備30萬元以上的5臺，20～30萬元的6臺，10～20萬元的9臺，主要應用于機械設計制造及其自動化、工業(yè)設計、車輛工程等專業(yè)的教學與科研，具體型號及相關參數見表1。

表1 大型設備型號及參數

2015年對全校2012—2015學年大型儀器設備使用效益進行了專項審計[11-12]，審計人員采用實地查看設備、檢查操作記錄、調閱各類檔案資料、檢查制度建立及執(zhí)行、訪談等多種方式調查了解本校大型儀器設備使用情況，重點圍繞有效機時、人才培養(yǎng)、教學成果、科研情況等開展審計，形成專項審計報告及調查表，審計結果基本反映了學校大型儀器設備利用及管理的實際水平。

截至2015年7月，參與審計的數字加工實驗中心機電類(04類)設備使用效益審計基本情況為：10萬元以上大型儀器設備14臺(件)，總價值446.1萬元，占全部儀器設備總值的89.2%。在3學年的教學時間內，有效機時數平均每臺最高使用了996 h，而最低只使用了276 h；人才培養(yǎng)數平均每臺最高312人，而最低僅為253人；3年中利用上述設備獲得省部級獎項3項，利用上述設備所發(fā)表的核心期刊及3大檢索的論文共11篇，發(fā)明專利2項。具體使用效益見表2—表5。

表2 2012—2013年度大型儀器設備臺均使用效益一覽表

表3 2013—2014年度大型儀器設備臺均使用效益一覽表

表4 2014—2015年度大型儀器設備臺均使用效益一覽表

表5 2012-2015年度大型儀器設備年均臺使用效益一覽表

2.2 實施后效益分析

學校于2015年9月開始推廣基于專業(yè)鏈的實踐教學模式后，共有4個專業(yè)8個班級的398名學生參與到新的實踐教學活動中，累計申請專利18項、注冊并投入運營公司6個、成立校級學生社團3個、在各級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽活動中獲獎58項。其中，由學生陳剛等申報的“徐州九術信息科技有限公司”，榮獲2016年“創(chuàng)青春”全國大學生創(chuàng)業(yè)大賽金獎；由學生包磊等學生研究開發(fā)的“液壓實驗臺自動控制綜合系統(tǒng)”，榮獲第十四屆“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學術科技作品競賽全國二等獎，以上成績均刷新了學校在該類賽事中的最佳記錄。

經過近2年的實踐探索后，對2015—2016學年數字加工實驗中心的大型儀器設備在教學科研方面使用情況再次進行統(tǒng)計，設備使用效益基本情況為：在一學年的教學時間內，有效機時數平均每臺最高使用了1 306 h，最低使用882 h，最高使用機時數超過教育部《高等學校貴重儀器設備年度效益評價表》規(guī)定機械類：800 h/a的63.3%；人才培養(yǎng)數平均每臺最高366人，最低為317人；一年中利用上述設備所獲得國家級獎項3項、省部級獎項9項；利用上述設備所發(fā)表的核心期刊及3大檢索的論文6篇，畢業(yè)論文34篇；發(fā)明專利4項。具體使用效益見表6。

表6 2015—2016年度大型儀器設備臺均使用效益一覽表

對比分析表5數據，數字加工實驗中心大型儀器設備的使用效益得到了大幅度提高，尤其在教學、科研和社會服務有效機時上較之歷年平均值上升了151%，在國家級學科競賽獲獎和三大檢索類目上實現(xiàn)了零的突破，在人才培養(yǎng)和畢業(yè)論文等方面的數據也大幅提升，具體如文后的圖2所示。

3 結語

采用基于專業(yè)鏈的實踐教學模式后，大型儀器設備的使用效益得到了顯著提升，尤其在教學科研和社會服務有效機時上較之歷年平均值上升了151%，更是在國家級學科競賽獲獎和三大檢索類目下實現(xiàn)了零的突破，具有一定的推廣和應用價值。今后要不斷探索實踐，使專業(yè)鏈概念的應用取得更大的突破。

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Research on methods of improving utilization efficiency of large-scale equipment based on specialty chain

Shao Minghui1， Zhang Lin2， Song Duanshu1， Zhang Jialu1

(1. College ofMechanical and Electrical Engineering, Jiangsu Normal University, Xuzhou 221006, China；2. Office of Laboratory and Equipment Management, Jiangsu Normal University, Xuzhou 221006, China)

At present, the large-scale instruments and equipment used in colleges and universities have the common problems such as the low utilization ratio, serious waste of resources, etc. Aiming at these problems, this paper puts forward the concept of speciality chain, and based on this concept, explores a multidisciplinary and comprehensive method to improve the utilization efficiency of large-scale equipment. By taking a school’s digital machining experimental center as a sample, the method to improve the efficiency of the above-mentioned equipment is verified. The data show that by adopting the practical teaching mode based on the speciality chain, the utilization efficiency of the large-scale mechanical and electrical equipment has been significantly improved.

speciality chain; large-scale equipment; utilization efficiency

10.16791/j.cnki.sjg.2017.07.068

2017-02-04

江蘇省高校實驗室研究會資助項目(GS2015YB37)，江蘇師范大學科研基金項目(14XLB09)，江蘇師范大學教研基金項目(JYY201412)

邵明輝(1982—)，男，江蘇徐州，碩士，實驗師，研究方向為機械設計與快速成型制造.

E-mail：jsnusmh@126.com

G482

A

1002-4956(2017)07-0257-05