新形势下工程训练中心的建设与发展.ppt

孙伟 梁延德大连理工大学 2015.08.21 银川,新形势下工程训练中心的建设与发展,第十四届全国机械工程学院院长/系主任联席会议,工程训练是我国高等教育改革发展中出现的一个新事物，一种实践教学新模式。工程训练中心是近十多年来国家和各高校在本科实验教学建设方面单项资金投入最多的项目，已经成为工科类高校中规模最大，学生受众最多的实践教学基地，成为工科高校的重要教育资源。面对新的形势，工程训练中心应如何建设发展？希望机械制造学科各位同仁给予关注，给予建议。,背景,一、工程训练中心发展面临的新形势二、对新形势下工程训练中心建设的思考,主要内容,一、工程训练中心发展面临的新形势,新形势1 建设速度持续强劲,新形势2 国家经济建设战略转型,在“十一五质量工程”的推动下，工程训练中心建设出现了快速发展，而“十二五”以来，高校工程训练中心的建设速度持续走强。,新形势1建设速度持续强劲,平均建筑面积为17000；教学仪器设备总资产约14.7亿元，平均每中心约3000余万元，2250台套；日常运行经费平均每年104.7万元；年均教学工作量60.5万生时数；承担政府和企业培训6万多人次。,根据2012年国家级工训示范中心的统计数据：,“十一五”期间高校工训中心快速发展,新形势1建设速度持续强劲,使用面积万平米 设备资产千万元 面向本科各专业 大学四年不断线,工程训练示范中心的规模及其特点：,工科高校都有工程训练类实践教学课程，多数都建立了工程训练中心。,新形势1建设速度持续强劲,十二五继续开展实验教学示范中心建设2014年新增80个国家级示范中心从20052014年，国家级示范中心的数量统计：501+120+100+80 801,十一五,2012,2013,2014,多不多？,新形势1建设速度持续强劲,工程训练中心建设不只是一个项目，更是一种常态化的本科教学条件建设工作。,十二五期间来自教育部的信息：,新形势1建设速度持续强劲,“工程训练中心要象高校的图书馆、体育馆一样，成为一种常态化的教育资源。”,大连理工大学正在进行新工程创新训练中心建筑项目，面积将由1.2万平米扩大到3.12万平米。,“工程训练中心要象高校的图书馆、体育馆一样，成为一种常态化的教育资源。”,新形势1建设速度持续强劲,大连理工大学新工程训练中心面积将由1.2万平米扩大到3.12万平米。,教育部关于完善本科学校设置工作的指导性意见指出：（教发司2013178号）,新形势1建设速度持续强劲,“学校的应用型工程训练中心（实训中心）的总建筑面积不少于图书馆面积的2倍。”,实际上，十二五以来，各地高校加速工程训练中心建设进程，扩建、新建工训中心建设项目不断出现，如雨后春笋。,新形势1建设速度持续强劲,不久前，国务院发布的“中国制造2025”提示国人2点：,新形势2国家经济建设战略转型,创新驱动上升为国家战略；发展先进制造业已成为现阶段国际竞争的主要阵地。,美国：2012年2月美国国家科学技术委员会公布了国家先进制造战略计划(National Strategic Plan for Advanced Manufacturing)。英国：2007年，政府创立技术战略委员会TSB,提出“高价值制造”战略。目前，进行到第二期（2012-1015），力促企业实现从设计到商业化整个过程的创新。,看看“中国制造2025”的国际环境,发展中国家要发展制造业，发达国家要再回制造业,德国：在2013年4月的汉诺威工业博览会上正式推出工业4.0，一个高科技战略计划，投资预计2亿欧元。旨在提升制造业的智能化水平，建立智能工厂。其技术基础是网络实体系统及物联网（“信息物理系统”）,看看“中国制造2025”的国际环境,应具有对传统技术使用能力、新技术适应能力、沟通能力、团队合作管理能力等。应对工程、制造等领域感兴趣，熟悉企业生产流程，掌握现代信息技术在制造业的应用等。应对日益增长的工程复杂性有一定的掌控能力，对工作有认真负责的态度。,制造业发展新形势对人才培养提出新的要求,英、美、德报告中提出的人才要求：,工程训练中心功能定位的新常态,如何适应国家创新驱动战略的要求？如何主动适应制造业转型升级要求？如何主动贴近行业企业人才需求？如何适应“工业4.0”时代的到来？如何适应中国的“两化融合”要求？工程训练的内容需要做哪些改变？,如何适应？,二、对新形势下工程训练中心建设的思考,教育部拟出台新的举措，推进综合性工程训练中心的建设和发展，争取在下一个五年计划或是更短的时间内，初步形成全国高等学校新型综合性工程训练中心试点示范体系。（重点中心建设）,关于工程训练中心的新常态,新型综合性工程训练中心的培养目标将更强调学生的整体工程综合能力，包括系统的工程技术理论知识和实践能力、良好的职业素养和创新意识、初步的市场感知能力和对行业规则的了解。,什么是整体工程综合能力？,工程设计能力 工程制造能力 工程管理能力 工程创新能力,关于工程训练中心的新常态,综合性工训中心的4大功能定位：,首先是以系统地培养综合工程实践能力为目标的工程训练实践教学中心；其次是将创新创业连接起来的学生工程创新实践活动中心 是高校教师和企业员工的工程能力培训（进修）中心，以弥补实践能力的短板和知识更新的短板；还是多学科交叉融合的技术创新促进中心，是校企协同合作的新平台。,为配合国家创新发展战略，适应社会政治经济发展对人才培养要求的变化，建议在“十三五”期间规划建设一批功能强大、机制完善，具有区域性中心作用的综合型工程训练中心。这样的综合型工程训练中心应能够体现出优质教育资源融合、理论实践结合、学校企业联合和规模化培训的优势；具有教学理念先进、教学方法科学、硬件条件完善、资源共享度高、管理现代化的特点。这样的工程训练中心，可以以“十一五”和“十二五”期间建设和选拔出来的国家级工程训练示范中心为主进行遴选建设，同时考虑区域平衡，合理布点。,对综合性工程训练中心建设的思考,2.从规模化培养和区域性布点的策略考虑，这样的综合性工程训练中心的规模应当比目前的高校工程训练中心更大：,对综合性工程训练中心建设的思考,目前国家级工程训练示范中心的平均建筑面积约为2.1万平米，仪器设备资产约为4000万左右，年完成学生教学工作量平均约在65万人时数左右，平均完成面向校外（企业人员和社会人员）技术培训约为1000人时数左右，面向外校学生的工程实践课程量约为每中心8.5万人时数左右。新的综合型工程训练中心的规模需要扩大，粗略测算，按照现有工科本科招生规模，本校工科类本科学生全部设置工程训练课程，年均教学量应比现在增加25-50%左右，接纳外校学生的工程训练教学量增加约为30%左右；,对综合性工程训练中心建设的思考,面向高校师资的进修短培工作量增加预计为现有量的60100%；面向地方的各种技术类及管理类培训工作量或可增加100200%；新型工程训练中心的使用面积可以翻一番，达到4万平米左右；其教学实训用仪器设备资产约在0.81.2个亿左右。工程训练中心的教学队伍（教学人员及管理人员）应不少于150人。,对综合性工程训练中心建设的思考,“实用性”要求中心资源配置应根据培训规模进行“统筹精算”，不多不少，不缺不闲。突出实践性教学特点，虚实结合，能实不虚；软硬结合，能硬不软：讲练结合，能练不讲。设备的选型选类应坚持“与当前工业主流技术相衔接”原则。,3.新的综合性工程训练中心的资源配置应当体现“实用性”、“先进性”和“前瞻性”三原则。,对综合性工程训练中心建设的思考,“先进性”要求中心配置的仪器设备，包括各种数字化系统，应有具体的“几年不落后”的考虑和保证。计算机、数控系统、工程软件等应当不低于主流版本2-3个版本，不应当使用淘汰版本或系统（一般4-6年,或更短）；机床类设备的折旧期应当小于或等于主流企业同类设备的折旧或更新期（一般5-9年）；对于精密高端类设备，还应关注其“精度保持性”。,对综合性工程训练中心建设的思考,“前瞻性”要求能对未来工业的“新技术、新工艺、新材料”具有敏感度并在资源配置上有所体现，是为学生的“后发之力”储值，也是为中心硬件资源的“先进性”奠定可持续性基础。,对综合性工程训练中心建设的思考,1）工业生产认识模块 该模块面向包括非工科在内的各类专业学生，体现工程训练的通识性教学属性，目的是让学生对工业化社会的工业制造基本过程有所认识和了解。该模块的特点是虚实结合，演示和体验为主，尽量做到齐全、系统，可以有行业特色。除了在其他模块使用的实训设备之外，本模块应配置大量运用先进媒介技术建立的较高水平的工业模型、虚拟仿真以及远程实景传送等内容。,综合性工程训练中心教学内容及其配置的思考,2）基本制造工艺训练模块 以建立技术概念为主要目的常规制造工艺为主，包括作为机械工程师基础知识学习所需要了解的传统加工工艺，如车、铣、刨、磨、齿等切削加工工艺、钳工工艺，常规铸造、焊接、锻造冲压等内容。基本训练，实操为主，要保证1人1机或1人1位（工位），机床单价一般不高，但数量大。该模块需要机床类设备约300台以上，焊接铸造类热作设备约100台左右，约需1200-1400万元左右。,综合性工程训练中心教学内容及其配置的思考,3）现代制造技术实习模块 该模块以数字化加工和特种加工设备为主构成，这些设备应当具备“互联网+”或“物联网+”功能。基本的数字化切削加工设备包括各类各种数控切削机床，例如数控车床、数控铣床、数控磨床、各类各种加工中心等。教学人机比一般为2-4人/每台。基本的数字化塑性加工设备包括各类各种数控成形机床，例如数控冲床、数控压机、数控剪板、数控折弯，各种数控成形设备等。,综合性工程训练中心教学内容及其配置的思考,基本的数字化特种加工设备包括特种加工机床和新型制造设备，例如激光加工设备、超声波加工设备、放电加工设备、电化学加工设备、各类增材制造设备（例如3D打印机）等。基本的非金属材料成形设备涉及许多越来越重要的新材料和新技术，例如复合材料成形与加工、工程塑料成型与加工等，也应包括进来。,综合性工程训练中心教学内容及其配置的思考,4）数字化设计方法与质量控制技术训练模块 该模块包括各种主流的检测、扫描、建模、分析技术与设备，这些设备和所承载的技术内容，应体现出工业智能化和“互联网+”的要素或系统。1-6人/机。本模块教学培训需要的各种主流工程软件，包括CAD、CAM、CAPP、CAT等约10种左右，每种100左右的浮点授权。,综合性工程训练中心教学内容及其配置的思考,5）工业控制技术与系统基本训练模块 该模块与“制造2025”、“工业4.0”，“互联网、物联网技术应用紧密联系，关联云存储、大数据、智能化。包括基本传感检测技术、数采传输技术，数字化驱动控制、PLC、IROBOT、AGV技术等。根据学校培养特点，还可以包括现代楼宇自动化、办公自动化等技术等，软硬件搭配。,综合性工程训练中心教学内容及其配置的思考,6）工程系统运行与物流技术实习模块 现代生产工程管理（包含微观管理与宏观管理）模拟训练与现代物流技术模拟训练，包括成本控制与经济分析相关内容。让非管理专业的学生形成对工业工程运行过程的基本了解。以模拟和虚拟仿真技术为主要教学技术手段。,综合性工程训练中心教学内容及其配置的思考,7）电工电子技术基本工程训练模块 综合性工程训练中心应“有机有电，机电结合“，具体视学校或地区的情况而定。8）工业安全和环保技术实习模块 作为现代工程师必须具备的基本工程素质，工业安全和环保技术应当在综合性工程训练中心资源配置清单中应是不可或缺的。教学手段以虚拟仿真为主。,综合性工程训练中心教学内容及其配置的思考,9）专业或行业特色实训模块 结合学校专业培养或区域人才需求的特殊要求而设置的特殊模块，例如能源动力专业实训模块、石油化工专业实训模块、汽车车辆专业实训模块等。资源配置及经费投入应具体测算。10）综合创新训练与开发模块 综合性工程训练中心应具备大学生创新实践训练与竞赛平台功能和协同研究开发功能。，该功能主要有本模块承担，需要的使用面积一般在500-1000平米左右，配置各种加工、检测仪器和小型设备。,综合性工程训练中心教学内容及其配置的思考,整体网络化智能化建设加强数字化快速制造平台扩大新技术平台扩大两化融合平台,大连理工大学工程训练中心教学内容及其配置的思考,大连理工大学工程训练中心成立于1999年3月，是教育部世行贷款项目立项建设的工程训练中心之一。2006年入选国家级实验教学示范中心，当年评审排名第一。当前12200平米，约3000万设备资产。,大连理工工训中心资源配置情况,“建设校内模拟工厂，加强实践教学”“面向各专业，四年不断线”“工程训练教学内容与当前工业主流技术相衔接”“为所有学生提供大工程、大机械概念下的制造技术知识教育和综合能力训练；给每一名学生以创新意识的激发和先进工业文化的熏陶”,建设理念：,大连理工工训中心建设的指导思想,工程训练四年贯通，多层次综合交叉，理论实践循序交替的培养体系（机械类）,工 程 训 练 中 心,新生入学,机械设计基础,工程图样表达,毕业设计,机械制造基础,专业课程,机械加工基础,工业认识实习,工程训练（I）,工程训练（）,工程训练（）,专题研究实习,一年级,二年级,三年级,四年级,工程训练教学资源科学配置：“冷加工”、“热加工”和“先进制造”内容在场地、设备和课时三种教学资源上都大致各占三分之一。“冷热平衡，内容比较完整；模块化组合，分层次训练，全方位渗透创新意识”,资源配置特点：,大连理工工训中心的教学资源配置,工程训练的工种设备资源分配情况：,大连理工工训中心的教学资源配置,工程训练工种的课时分配情况（三周型）；,大连理工工训中心的教学资源配置,先进制造技术模块的课时分配情况：,大连理工工训中心的教学资源配置,组建了大学生机械创新实践中心建有一个有学生参加管理的创新制作实验室学生课外创新实践活动纳入了教学管理,系统性学习的实践性创新教育课程 学分制 有学籍管理的创新实践班（16学分/毕业证书）对应的创新实践鼓励政策,课内课外结合，创建科技创新实践培养新模式,依托工程训练中心的资源优势（仪器设备资源、环境条件资源、指导教师资源）,提高学生的创新实践能力,“面上与点上结合，活动与竞赛结合”“混年级编组，跨专业组合”“兴趣引导，开放管理”,工程训练中心的课外科技创新培训体系,具有重要的创新意义和示范作用。,成规模，有系统，可持续，见效果,专家组评价:,特点：,体制和组织落实问题政策配套问题资源配置问题如何兼顾面上教育和重点培养学生科技创新活动的选题问题,工程训练中心的学生科技创新培训体系,较好地解决了五个方面的问题：,学生们主动参与，乐于参与，争相参与！,大学生机械创新制作实验室,在机械创新制作实验室,面上创新实践能力训练 追求较大规模的创新训练，培养大学生的创新意识在工程训练必修课程中开设设计性、创新性训练项目组织各种面上的课外科技实践活动,兼顾面上训练和重点培养,点上创新实践能力训练 提供个性化培养空间，鼓励拔尖人才快速成长,全开放运行的机械创新制作实验室组织参加多种科技竞赛活动,例如：全国大学生工程训练综合能力竞赛 全国大学生机械设计大赛 ROBOCUP机器人比赛 HONDA节能技术大赛 三维数字建模大赛 中日韩大学生模具技术比赛,兼顾面上训练和重点培养,大学生科技竞赛已获省级以上奖 100余项，其中国家级18项本科生发表科研论文 8 篇本科生申报专利 12 项，已获批发明专利 6 项。,工程训练中心的课外科技创新培训体系,工程训练中心作为国家教指委主任单位，连续三届六年承办全国大学生工程训练综合能力竞赛。,工程训练中心承办全国大学生工程训练综合能力竞赛,谢谢各位!,