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【摘要】结合“精密机械制造工程”课程内容，提出实践能力培养的“产品中心”模式。通过构思实践、设计实践、采购实践、制造实践培养学生适应社会的能力。根据提供合格产品及过程表现评定实践成绩.“产品中心”模式针对性强、实用性强。学生参与工程实践，有利于缩短学生毕业后成为合格工程师的时间，提高学生就业率。教师在以产品为中心的项目指导过程中也有利于提高教师的实践能力，促进科研和教学。
【关键词】实践 培养 产品中心
【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）01-0080-03
一、引言
许多学校在培养学生工程实践能力方面根据实际情况都做了很多工作，浙江工业大学潘柏松、柴国钟等构建了区域经济产学研联盟的机械工程学生创新实践能力培养模式[1]。内蒙古科技大学提高毕业设计质量与提升学生实践能力和综合素质[3]。华东交通大学从创新能力培养的课程体系建立理论教学实践环节以及竞赛活动中学生机械创新意识和能力的养成过程对机械类大学生创新能力培养模式进行了探讨，尤其是进行 《机械创新设计》 课程的学习，效果较好[4]。北方工业大学以自动化专业学生实践能力培养为试点，针对学生的课程实验、课程设计、专业实习、 科技活动、 毕业设计等实践环节，构建了跨环节点、线、面的渐进式、 贯通式的培养体系，采取分散、自主、细化、开放和全员参与的原则，保证实践实训质量[5]。本文结合“精密机械制造工程”课程内容，提出 “产品中心”模式，以企业产品作为实践目标来培养学生的实践能力。
二、“产品中心”模式培养体系
“产品中心”模式是以企业产品需求为动力（目标）、以产品设计制造为手段、以动手实践参与为途径、以提供合格产品及过程表现为成绩。通过一定时期的运作显示该模式在培养学生工程实践能力方面效果显著。
（一）设计实践典型案例分析
以企业产品需求为目标进行产品设计，该阶段要全面确定企业所需产品的结构、规格，意义重大。好的产品设计，不仅表现在功能上的优越性，而且便于制造，生产成本低，从而使产品的综合竞争力得以增强。许多在市场竞争中占优势的企业都十分注意产品设计的细节，以便设计出造价低而又具有独特功能的产品。 因此学生进行产品设计实践是非常必要的。根据企业需求选择了3个项目：锹片自动上下料机械手群组、盘类瓷器自动磨底机，喂粕自动上料输送机，每一项目由10名学生组成产品设计实践团队，对所选30人设计实践进行尝试性研究，指导学生设计时一定在满足功能性，经济型的基础上，考虑美学的应用。学生在进行产品设计时，发现学生存在以下问题：过度依赖课本、模仿课本；设计思想僵化；对功能实现考虑不全面。
下面以盘类瓷器自动磨底机的设计为例，针对学生在设计时出现的问题进行详细指导，在设计细节指导中阐述设计理念。图1为学生经过讨论构思出的盘类瓷器自动磨底机方案。学生的设计思想为：电机带动主动带轮运转，再通过V形带使从动带轮转动，带动主轴旋转，使驱动轮旋转，带动砂带运转。然后把盘子底部朝上放在皮带上，传送至位置传感器处，皮带停止，顶砂带气缸动作，通过压磨板把砂带压下，对盘子底部进行磨削，磨削时间可设定，磨完之后，皮带继续运转，把盘子运出，另外驱动轮、从动轮、涨紧轮两端都使用轴承端盖定位轴承。
分析以上方案可知学生在方案设计时存在以下问题：1、照本宣科、思想僵化、缺乏灵活性，比如：皮带运输是常用手段，但用在此处，就必须从左面放盘子，磨削后从右面收盘子，显然操作不便；还有机床多采用带传动，而此处模仿常规手段使用V形带传动通过轴承座支撑主轴使驱动轮转动，结构复杂；因为工作班时间较少，所以驱动轮、从动轮、涨紧轮两端使用轴承端盖也没有必要。2、方案设计粗糙、细节考虑不周全，比如：磨削不同高度盘子时高度调整问题；盘子受到磨削力时定位问题；顶砂带气缸前段活塞杆在砂带运转时受到砂带的侧向力问题都未做考虑。
把以上每个具体问题提出来，不直接给出问题答案，而是引导学生自己去寻求解决措施。给学生灌输“形随意动”的自由设计理念：在设计时只要满足功能需要，在经济性的原则下怎样的结构都可以，并且越简单越好。就像打太极拳一样，寄有形于无形之中，指哪打哪，随心所欲。一定要领悟教材，突破教材。让3组学生分别作进一步考虑，经过大家的思考讨论，对以上问题形成了以下解决方案：
第1组学生设计了瓷器进出装置，如图2所示：把皮带运输盘子改成气缸直接推到磨削位置，磨完之后由气缸拉回，避免了从左面放盘子，磨削后从右面收盘子的现象，操作工可以坐在固定位置取放盘子即可，另外托盘上设置销孔，可根据盘子的直径，围绕盘子在销孔上插入4个定位销，这样在磨削盘子底部时可抵抗盘子所受的侧向磨削力，可以实现盘子的可靠定位。第2组学生设计了升降装置，如图3所示：通过旋转手轮，升降机上的丝杠旋转，升降体可上下移动，由于驱动轮、从动轮、涨紧轮都安装在升降体上，所以围绕在驱动轮、从动轮、涨紧轮上的砂带也上下移动，这样就可调整磨削高度磨削不同高度的盘子。第3组学生对传动机构进行了改进，采用电机直接连接驱动轮，省去了V带传动，省去了两个轴承座，结构简单、紧凑。对顶砂带气缸进行了改型，采用了双轴气缸，具有较好的抗弯矩能力，有效的解决了顶砂带气缸前段活塞杆在砂带运转时受到砂带的侧向力的问题。另外在驱动轮、从动轮、涨紧轮两端去掉了轴承端盖，采用带防尘盖轴承，成本低廉，结构简单，并且满足功能需要。
综合3组的改进方案，进行了详细设计，在设计中也出现了很多问题。如在绘制总装配图时，装配尺寸给的不全，配合类型选择不当；在绘制部件装配图时，装配、焊接、加工、检验的必要数据和技术要求遗漏较多；在绘制零件图时图样格式、视图、投影、比例、尺寸、公差、形位公差、表面粗糙度、表面处理、热处理要求及技术条件等与标准不符；有的零件结构不满足制造工艺的要求，针对具体问题，指导学生去修改。最后经过本项目的设计实践，使学生在项目设计得到了极大的锻炼，在整体设计、详细设计方面都有了一定的提高，特别是设计思想，变得自由、活跃，最终按照同学们设计的盘类瓷器自动磨底机制造出了样机，在企业试运行，效果良好。 （二）产品采购实践
正规的采购一般需要公开招标。招标的相关知识对于学生而言暂时不去实践，我们所说的采购实践只是常规的询价、谈价、制定合同、催货、到货检验，这几步看似简单，但是作为学生而言，如果不去实践一下，也很难按照时间要求买到质量合格、价格又便宜的产品。以发动机气道试验台项目中流量计采购为例来指导学生进行采购实践：
设计时流量计的规格型号实际已经选好，但是为了选择价钱合适、性能优良的流量计，对设计时选用的流量计要勇于质疑，所以询价前要求学生要深入了解流量计的种类、作用，设备所需流量计的要求，比如量程、精度等，对不同厂家、不同规格、不同功能的流量计要做出对比。通过对比，学生掌握了该产品的特性，适用范围，不同品牌优点与缺点，扩大了知识面，并通过分析对比，从现存产品的缺点出发，提出自己的改进意见，同学们受益匪浅。学生设计时经常从网上下载产品样本，但从这些样本上选用的流量计厂家有可能不生产，或是供货期很长。如厂家不生产或是供货期太长不能满足，还需要重新选择合适的流量计。所以设计时一定要与供货商沟通，最好在设计时要落实好产品是否还在生产，供货期及价格是否符合设备的要求。
初选几家供应商，进行询价，在询价时鼓励学生勤打电话，通过与厂商沟通，不仅会获得相应的价格，更重要的是通过沟通咨询，会得到相关技术参数及其含义，获得许多课本上无法获得的专业知识。谈价是对学生的一个很有价值的锻炼，对学生而言，刚开始可能不好意思压价，学生在实践中学会了一些技巧，比如：有位学生在询价DN40涡街流量计时有位厂商报价4200元，这位同学通过多家询价，有厂商报价3200元，如买两台就节约2000元。当正准备购买这家厂商的流量计时，有位同学居然寻到了2800元的价格。但问及是怎样谈价时，他说让对方报80台的单价，对方就报了2800元一台，该学生要求对方按2800元寄送一个样品先试一下，如没有问题就买。最终结果对方真的按这个价钱寄了一台流量计。但是后来让该学生询价一台风机，厂商报价7000元，当按同样的方法谈价时，对方也很有经验，如买80台，单价可降到6000元，但是5台以内仍按7000元，从第6台起单价6000元，并且把前五台多要的共计5000元退回。所以这次压价没有成功。不管成功与否，锻炼的是学生实际沟通、与陌生人进行商务谈判的能力，在这个过程中，学生有很大锻炼，提高了学生适应社会的能力。
制定合同实践，让学生起草合同，对于合同的条款逐条落实，开始时学生在合同中落掉了很多必须限定的内容，比如，有的学生遗漏了谁负责运费，有的学生遗漏了供货期，还有的学生遗漏了技术要求等等，特别是付款方式与违约责任，需要与对方进行谈判，尽量争取对本方有利的付款方式和违约责任。而与对方的合同谈判，极大的锻炼了学生的实践能力，学生明显变得成熟。催货、到货检验也是采购的一个重要步骤，合同签订完，千万不能不闻不问，因为对方会有优先客户，有可能对已签订的合同向后排，虽然合同具有法律效力，但是真耽误供货期，对用户来说，很少有时间、有精力去按法律程序去诉讼。所以要经常去催货，给予一定的关注，否则，极有可能超过供货期，影响项目的顺利开展。到货检验更不能忽视，如不检验，如对方疏忽，型号不对或是遗漏个别零部件，当设备组装时，再发现问题为时已晚。
（三）产品制造实践
产品制造实践选取的产品是力劲压铸机冲头，该产品是在唐山华鼎机械制造有限公司需求的基础上确定的实践项目，在冲头加工时，仍然把学生分为3组，两组加工，一组检验，3组轮流进行。虽然冲头的结构很简单，但在实践中，也出现了很多问题：1、下料不准确2、装夹经验不足3、加工中测量不准4、加工工艺不合理。通过多次尝试，经过老师指导，同学们终于能够生产出质量合格的产品。图5为学生制造的一组样品。通过实践，使学生初步掌握了常用机床的使用方法。加深了机械加工工艺的相关知识。
实践效果评价采用小组讨论，把成绩评定的权利交给学生，大家通过批评与自我批评、赞扬与自我赞扬的方式，对在构思、采购、设计、制造中各个同学的表现给予评价，以提供合格产品及过程表现给出成绩。
三、结束语
“产品中心”实践培养模式通过两年的运行，学生实践能力有了明显的提高，有些学生甚至可以作为产品开发的项目负责人，在产品构思、设计、制造中表现了较强的能力，设计思路宽广、作图规范、技术细节一丝不苟，在项目讨论中，沟通表达能力明显增强，形成了全局意识、团队协作精神，学生在自发的实践成绩评定中，也能够客观、宽容。同时，为企业输送了一些合格的产品，创造了一定的经济效益。该实践培养模式与“精密机械制造工程”课程教学结合，真正做到了理论与实践结合，不仅锻炼了学生实践能力，教学效果也非常好。
参考文献：
[1] 潘柏松，柴国钟，秦宝荣等.机械工程学生创新实践能力培养模式探索[M].高等工程教育研究， 2008（52） .
[3] 邢预恩，张根保. 机械工程专业工程实践能力培养的研究[M].机械管理开发，2010（8）.
[4] 孟飞.机械类学生创新实践能力培养模式探讨[M].科技信息，2008（35）.
[5] 李颖宏，徐继宁，田红芳. 工程应用型人才的渐进贯通式实践能力培养体系建设[M].北京教育（高教版），2008（12）.
课题项目：河北高等教育学会2013年度高等教育科学研究课题“产品中心模式学生实践能力培养体系研究”（课题编号：GJXH2013—332）；2014年唐山学院教育科学研究重点项目“基于工程实践能力培养的“精密机械制造工程”教学方法研究”（课题编号：140233）
【关键词】实践 培养 产品中心
【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）01-0080-03
一、引言
许多学校在培养学生工程实践能力方面根据实际情况都做了很多工作，浙江工业大学潘柏松、柴国钟等构建了区域经济产学研联盟的机械工程学生创新实践能力培养模式[1]。内蒙古科技大学提高毕业设计质量与提升学生实践能力和综合素质[3]。华东交通大学从创新能力培养的课程体系建立理论教学实践环节以及竞赛活动中学生机械创新意识和能力的养成过程对机械类大学生创新能力培养模式进行了探讨，尤其是进行 《机械创新设计》 课程的学习，效果较好[4]。北方工业大学以自动化专业学生实践能力培养为试点，针对学生的课程实验、课程设计、专业实习、 科技活动、 毕业设计等实践环节，构建了跨环节点、线、面的渐进式、 贯通式的培养体系，采取分散、自主、细化、开放和全员参与的原则，保证实践实训质量[5]。本文结合“精密机械制造工程”课程内容，提出 “产品中心”模式，以企业产品作为实践目标来培养学生的实践能力。
二、“产品中心”模式培养体系
“产品中心”模式是以企业产品需求为动力（目标）、以产品设计制造为手段、以动手实践参与为途径、以提供合格产品及过程表现为成绩。通过一定时期的运作显示该模式在培养学生工程实践能力方面效果显著。
（一）设计实践典型案例分析
以企业产品需求为目标进行产品设计，该阶段要全面确定企业所需产品的结构、规格，意义重大。好的产品设计，不仅表现在功能上的优越性，而且便于制造，生产成本低，从而使产品的综合竞争力得以增强。许多在市场竞争中占优势的企业都十分注意产品设计的细节，以便设计出造价低而又具有独特功能的产品。 因此学生进行产品设计实践是非常必要的。根据企业需求选择了3个项目：锹片自动上下料机械手群组、盘类瓷器自动磨底机，喂粕自动上料输送机，每一项目由10名学生组成产品设计实践团队，对所选30人设计实践进行尝试性研究，指导学生设计时一定在满足功能性，经济型的基础上，考虑美学的应用。学生在进行产品设计时，发现学生存在以下问题：过度依赖课本、模仿课本；设计思想僵化；对功能实现考虑不全面。
下面以盘类瓷器自动磨底机的设计为例，针对学生在设计时出现的问题进行详细指导，在设计细节指导中阐述设计理念。图1为学生经过讨论构思出的盘类瓷器自动磨底机方案。学生的设计思想为：电机带动主动带轮运转，再通过V形带使从动带轮转动，带动主轴旋转，使驱动轮旋转，带动砂带运转。然后把盘子底部朝上放在皮带上，传送至位置传感器处，皮带停止，顶砂带气缸动作，通过压磨板把砂带压下，对盘子底部进行磨削，磨削时间可设定，磨完之后，皮带继续运转，把盘子运出，另外驱动轮、从动轮、涨紧轮两端都使用轴承端盖定位轴承。
分析以上方案可知学生在方案设计时存在以下问题：1、照本宣科、思想僵化、缺乏灵活性，比如：皮带运输是常用手段，但用在此处，就必须从左面放盘子，磨削后从右面收盘子，显然操作不便；还有机床多采用带传动，而此处模仿常规手段使用V形带传动通过轴承座支撑主轴使驱动轮转动，结构复杂；因为工作班时间较少，所以驱动轮、从动轮、涨紧轮两端使用轴承端盖也没有必要。2、方案设计粗糙、细节考虑不周全，比如：磨削不同高度盘子时高度调整问题；盘子受到磨削力时定位问题；顶砂带气缸前段活塞杆在砂带运转时受到砂带的侧向力问题都未做考虑。
把以上每个具体问题提出来，不直接给出问题答案，而是引导学生自己去寻求解决措施。给学生灌输“形随意动”的自由设计理念：在设计时只要满足功能需要，在经济性的原则下怎样的结构都可以，并且越简单越好。就像打太极拳一样，寄有形于无形之中，指哪打哪，随心所欲。一定要领悟教材，突破教材。让3组学生分别作进一步考虑，经过大家的思考讨论，对以上问题形成了以下解决方案：
第1组学生设计了瓷器进出装置，如图2所示：把皮带运输盘子改成气缸直接推到磨削位置，磨完之后由气缸拉回，避免了从左面放盘子，磨削后从右面收盘子的现象，操作工可以坐在固定位置取放盘子即可，另外托盘上设置销孔，可根据盘子的直径，围绕盘子在销孔上插入4个定位销，这样在磨削盘子底部时可抵抗盘子所受的侧向磨削力，可以实现盘子的可靠定位。第2组学生设计了升降装置，如图3所示：通过旋转手轮，升降机上的丝杠旋转，升降体可上下移动，由于驱动轮、从动轮、涨紧轮都安装在升降体上，所以围绕在驱动轮、从动轮、涨紧轮上的砂带也上下移动，这样就可调整磨削高度磨削不同高度的盘子。第3组学生对传动机构进行了改进，采用电机直接连接驱动轮，省去了V带传动，省去了两个轴承座，结构简单、紧凑。对顶砂带气缸进行了改型，采用了双轴气缸，具有较好的抗弯矩能力，有效的解决了顶砂带气缸前段活塞杆在砂带运转时受到砂带的侧向力的问题。另外在驱动轮、从动轮、涨紧轮两端去掉了轴承端盖，采用带防尘盖轴承，成本低廉，结构简单，并且满足功能需要。
综合3组的改进方案，进行了详细设计，在设计中也出现了很多问题。如在绘制总装配图时，装配尺寸给的不全，配合类型选择不当；在绘制部件装配图时，装配、焊接、加工、检验的必要数据和技术要求遗漏较多；在绘制零件图时图样格式、视图、投影、比例、尺寸、公差、形位公差、表面粗糙度、表面处理、热处理要求及技术条件等与标准不符；有的零件结构不满足制造工艺的要求，针对具体问题，指导学生去修改。最后经过本项目的设计实践，使学生在项目设计得到了极大的锻炼，在整体设计、详细设计方面都有了一定的提高，特别是设计思想，变得自由、活跃，最终按照同学们设计的盘类瓷器自动磨底机制造出了样机，在企业试运行，效果良好。 （二）产品采购实践
正规的采购一般需要公开招标。招标的相关知识对于学生而言暂时不去实践，我们所说的采购实践只是常规的询价、谈价、制定合同、催货、到货检验，这几步看似简单，但是作为学生而言，如果不去实践一下，也很难按照时间要求买到质量合格、价格又便宜的产品。以发动机气道试验台项目中流量计采购为例来指导学生进行采购实践：
设计时流量计的规格型号实际已经选好，但是为了选择价钱合适、性能优良的流量计，对设计时选用的流量计要勇于质疑，所以询价前要求学生要深入了解流量计的种类、作用，设备所需流量计的要求，比如量程、精度等，对不同厂家、不同规格、不同功能的流量计要做出对比。通过对比，学生掌握了该产品的特性，适用范围，不同品牌优点与缺点，扩大了知识面，并通过分析对比，从现存产品的缺点出发，提出自己的改进意见，同学们受益匪浅。学生设计时经常从网上下载产品样本，但从这些样本上选用的流量计厂家有可能不生产，或是供货期很长。如厂家不生产或是供货期太长不能满足，还需要重新选择合适的流量计。所以设计时一定要与供货商沟通，最好在设计时要落实好产品是否还在生产，供货期及价格是否符合设备的要求。
初选几家供应商，进行询价，在询价时鼓励学生勤打电话，通过与厂商沟通，不仅会获得相应的价格，更重要的是通过沟通咨询，会得到相关技术参数及其含义，获得许多课本上无法获得的专业知识。谈价是对学生的一个很有价值的锻炼，对学生而言，刚开始可能不好意思压价，学生在实践中学会了一些技巧，比如：有位学生在询价DN40涡街流量计时有位厂商报价4200元，这位同学通过多家询价，有厂商报价3200元，如买两台就节约2000元。当正准备购买这家厂商的流量计时，有位同学居然寻到了2800元的价格。但问及是怎样谈价时，他说让对方报80台的单价，对方就报了2800元一台，该学生要求对方按2800元寄送一个样品先试一下，如没有问题就买。最终结果对方真的按这个价钱寄了一台流量计。但是后来让该学生询价一台风机，厂商报价7000元，当按同样的方法谈价时，对方也很有经验，如买80台，单价可降到6000元，但是5台以内仍按7000元，从第6台起单价6000元，并且把前五台多要的共计5000元退回。所以这次压价没有成功。不管成功与否，锻炼的是学生实际沟通、与陌生人进行商务谈判的能力，在这个过程中，学生有很大锻炼，提高了学生适应社会的能力。
制定合同实践，让学生起草合同，对于合同的条款逐条落实，开始时学生在合同中落掉了很多必须限定的内容，比如，有的学生遗漏了谁负责运费，有的学生遗漏了供货期，还有的学生遗漏了技术要求等等，特别是付款方式与违约责任，需要与对方进行谈判，尽量争取对本方有利的付款方式和违约责任。而与对方的合同谈判，极大的锻炼了学生的实践能力，学生明显变得成熟。催货、到货检验也是采购的一个重要步骤，合同签订完，千万不能不闻不问，因为对方会有优先客户，有可能对已签订的合同向后排，虽然合同具有法律效力，但是真耽误供货期，对用户来说，很少有时间、有精力去按法律程序去诉讼。所以要经常去催货，给予一定的关注，否则，极有可能超过供货期，影响项目的顺利开展。到货检验更不能忽视，如不检验，如对方疏忽，型号不对或是遗漏个别零部件，当设备组装时，再发现问题为时已晚。
（三）产品制造实践
产品制造实践选取的产品是力劲压铸机冲头，该产品是在唐山华鼎机械制造有限公司需求的基础上确定的实践项目，在冲头加工时，仍然把学生分为3组，两组加工，一组检验，3组轮流进行。虽然冲头的结构很简单，但在实践中，也出现了很多问题：1、下料不准确2、装夹经验不足3、加工中测量不准4、加工工艺不合理。通过多次尝试，经过老师指导，同学们终于能够生产出质量合格的产品。图5为学生制造的一组样品。通过实践，使学生初步掌握了常用机床的使用方法。加深了机械加工工艺的相关知识。
实践效果评价采用小组讨论，把成绩评定的权利交给学生，大家通过批评与自我批评、赞扬与自我赞扬的方式，对在构思、采购、设计、制造中各个同学的表现给予评价，以提供合格产品及过程表现给出成绩。
三、结束语
“产品中心”实践培养模式通过两年的运行，学生实践能力有了明显的提高，有些学生甚至可以作为产品开发的项目负责人，在产品构思、设计、制造中表现了较强的能力，设计思路宽广、作图规范、技术细节一丝不苟，在项目讨论中，沟通表达能力明显增强，形成了全局意识、团队协作精神，学生在自发的实践成绩评定中，也能够客观、宽容。同时，为企业输送了一些合格的产品，创造了一定的经济效益。该实践培养模式与“精密机械制造工程”课程教学结合，真正做到了理论与实践结合，不仅锻炼了学生实践能力，教学效果也非常好。
参考文献：
[1] 潘柏松，柴国钟，秦宝荣等.机械工程学生创新实践能力培养模式探索[M].高等工程教育研究， 2008（52） .
[3] 邢预恩，张根保. 机械工程专业工程实践能力培养的研究[M].机械管理开发，2010（8）.
[4] 孟飞.机械类学生创新实践能力培养模式探讨[M].科技信息，2008（35）.
[5] 李颖宏，徐继宁，田红芳. 工程应用型人才的渐进贯通式实践能力培养体系建设[M].北京教育（高教版），2008（12）.
课题项目：河北高等教育学会2013年度高等教育科学研究课题“产品中心模式学生实践能力培养体系研究”（课题编号：GJXH2013—332）；2014年唐山学院教育科学研究重点项目“基于工程实践能力培养的“精密机械制造工程”教学方法研究”（课题编号：140233）