全日制機械工程方向?qū)I(yè)碩士校內(nèi)實踐模塊設(shè)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?qū)I(yè)碩士生產(chǎn)實踐環(huán)節(jié)存在的問題，本文設(shè)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(nèi)實踐模塊，從整合模塊內(nèi)容、解決問題、研究方法幾方面入手，進行了校內(nèi)實踐模塊的創(chuàng)新，從而提高學(xué)生動手實踐能力和分析解決問題的能力。

關(guān)鍵詞：全日制專業(yè)碩士；校內(nèi)實踐模塊；項目教學(xué)

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(yè)碩士學(xué)位研究生”培養(yǎng)是我國碩士培養(yǎng)的一種新模式，其目的是培養(yǎng)具有扎實理論基礎(chǔ)、并適應(yīng)特定行業(yè)或職業(yè)實際工作需要的應(yīng)用型高層次專門人才。

因此，專業(yè)實踐能力的培養(yǎng)是保證專業(yè)學(xué)位研究生質(zhì)量的關(guān)鍵。教育部也要求[1]“專業(yè)學(xué)位研究生在學(xué)期間，必須保證不少于半年的實踐教學(xué)”，“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(shè)是以上要求的保障。

本文分析了現(xiàn)有實踐體系的優(yōu)缺點后，針對燕山大學(xué)機械工程專業(yè)機電控制專業(yè)方向校內(nèi)實踐基地模塊進行了設(shè)計，采取項目的形式，模擬真實企業(yè)的設(shè)計任務(wù)，使學(xué)生掌握企業(yè)的設(shè)計流程，并依據(jù)實驗室資源進行試驗，增長實際工作經(jīng)驗，從而提高專業(yè)素養(yǎng)及就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力。

二、現(xiàn)有實踐體系的問題

現(xiàn)在大多數(shù)學(xué)校采取的是融合校外企業(yè)實踐基地和校內(nèi)實踐基地的實踐教學(xué)體系，燕山大學(xué)目前也是采取這種體系。

學(xué)生進入企業(yè)實踐主要有校企聯(lián)合培養(yǎng)基地、進入與導(dǎo)師有項目合作的企業(yè)實踐和學(xué)生自己聯(lián)系企業(yè)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(yè)要求，第二種無法保證學(xué)生實踐的穩(wěn)定性，第三種接觸不到企業(yè)項目的核心部分。

校內(nèi)實踐基地的設(shè)立是對校外實踐基地的有力補充[2]，其主要的目的是培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，同時注重實踐創(chuàng)新品質(zhì)的培養(yǎng)。初期多以課堂理論教學(xué)和驗證性實驗為主，在增進基本理論認知的同時側(cè)重對基本實驗技能與數(shù)據(jù)處理能力的訓(xùn)練。但是這種方式與實際生產(chǎn)實踐要求脫節(jié)，并且培訓(xùn)的能力單一、缺乏統(tǒng)一性，學(xué)生找不到各知識點之間的聯(lián)系。實踐內(nèi)容趨同，難以調(diào)動學(xué)生的積極性。

綜上所述，現(xiàn)在專業(yè)學(xué)位碩士研究生的校內(nèi)實習(xí)模塊應(yīng)該更加多樣化，更應(yīng)注重項目的實際性。而要培養(yǎng)學(xué)生綜合的實踐能力，設(shè)計行之有效的校內(nèi)實踐模塊對專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)具有重要的現(xiàn)實意義。

三、校內(nèi)教學(xué)實踐模塊設(shè)計

燕山大學(xué)機械工程專業(yè)研究生培養(yǎng)目標[3]包括“掌握機械工程設(shè)計與開發(fā)應(yīng)用的先進技術(shù)方法和現(xiàn)代技術(shù)手段，具有獨立擔負機械設(shè)計和工程管理工作的能力，具有從事機械工程技術(shù)應(yīng)用的研究與開發(fā)能力?！北灸K的設(shè)置采取項目制方法，采用企業(yè)的真實設(shè)計項目，盡量突出專業(yè)學(xué)科的特點，穿插進行理論分析和動手實驗，以此增強學(xué)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(nèi)知名的液壓元件企業(yè)，如北京華德液壓工業(yè)集團有限責任公司、江蘇恒立液壓股份有限公司等企業(yè)的走訪調(diào)研，確定企業(yè)所需求的設(shè)計項目和要求，經(jīng)過指導(dǎo)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(fā)。

2.設(shè)計階段：首先學(xué)生利用SolidWorks軟件設(shè)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(shè)計重點。通過fluent軟件分析元件的流場，獲得的計算結(jié)果更準確地反映穩(wěn)態(tài)液動力的大小，通過不斷改變閥芯閥套結(jié)構(gòu)，得到最優(yōu)參數(shù)。

3.關(guān)鍵零件的加工：學(xué)生通過拆解廠家液壓元件，對比分析設(shè)計不足以及繼續(xù)修改主要零件，選取關(guān)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(shè)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(chuàng)新探索?？梢岳^續(xù)重復(fù)2—3—3過程，對設(shè)計進行驗證。

四、實際應(yīng)用

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

1.溢流閥是液壓系統(tǒng)中應(yīng)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(shè)計具有一定的實用價值。按照參數(shù)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(shè)計。

2.為了對溢流閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(tài)特性是反映閥的性能的重要指標，靜態(tài)特性：調(diào)壓偏差、滯回等，動態(tài)特性：超調(diào)、響應(yīng)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(tǒng)特性進行分析和預(yù)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(jié)，使學(xué)生領(lǐng)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(shù)實踐的轉(zhuǎn)變。

參考文獻：

[1]教育部文件.關(guān)于做好全日制碩士專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)工作的若干意見[Z].教研[2009]1號.

[2]施金良，胡文金.自建實訓(xùn)基地的探討與實踐[J].重慶工業(yè)高等?？茖W(xué)校學(xué)報，2003，（03）：82-83+87.

[3]燕山大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士研究生培養(yǎng)方案（全日制適用）[Z].2017.

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