2017年产学合作协同育人项目——激光加工教学内容和课程体系改革

发布者:系统管理员发布时间:2019-08-31浏览次数:10

2017年产学合作协同育人项目

 

1、中心定位及基本情况

齐鲁工业大学工程训练中心为学院建制,是齐鲁工业大学直属的教学单位,是面向全校各专业学生实施工业基础教育和工程创新素质教育的实践教学基地。工程训练中心的发展定位是:以教学为中心,围绕服务人才培养工作,解放思想、创新思维,结合学校实际,找准突破口,充分发挥工程训练中心在应用型人才培养中的地位和作用。工程训练中心建立了“实践教学、科技竞赛、创新平台”三位一体的创新型人才协同培养新机制,坚持走“教学、科研、社会服务”相结合的道路,形成了以实践教学为主体,以科研提升教学,以社会服务促进中心可持续发展的模式。

工程训练中心建筑面积30000平方米,教学设备1100多台套,设备资产1500余万元,开设工程训练项目20余项。中心现有现有职工41人,其中,高级职称人员10人,博士1人,在读博士1人,硕士研究生7人。每年承担3000多名学生的工程训练任务。

2、中心创新实践建设情况

2015年,齐鲁工业大学工程训练中心、学生处、团委、工商管理学院等部门联合成立的创业学院,获得首批由科学技术部颁发的国家级“众创空间”称号,根据创新实践的规划,已建成了学生创新实践六大平台,构建模式处于全国领先地位:

1、机械创客空间:包含创意设计区、平面建模与制作、立体建模与制作、装配调试区四个模块。通过该空间的实践训练可以提升学生机械创新思维能力,通过激光成型技术、三维扫描技术、3D打印技术等设备进行机械创意的制作成型。

2、电子创客空间:包含创意交流区、设计区、电路板制作区、焊接操作区、装配调试区五个模块。该空间主要为学生提供电子方面资料查询、网络资源共享、设计仿真、电路板制作、元器件焊接等功能平台,主要培养学生电子电工创新思维意识及能力培养。

3、综合创新平台:包含交流区、创意区、设计区、制作区和装配调试区五个模块。学生可利用此平台进行与专家交流、创意头脑风暴、软件设计编程、创意制作等方面的创新活动与竞赛。

4、综合制作平台:为学生创新实践制作环节搭建的平台,整个平台利用机械加工设备、3D打印、激光加工、木工加工功能进行专用设备调试、产品装配等功能。主要为学生课程作业、毕设模型、竞赛制作等提供场地、设备和技术服务。

5、齐工坊:包括石艺工坊、木艺工坊、陶艺工坊三个工坊的建设,整个平台集非金属材料成型实训、艺术创作和数字化批量制作为一体,这是目前全国高校首创并唯一拥有的集石艺、木艺、陶艺等非金属材料成型为一体的创新加工制作工坊。

6、机器人平台:包含水中机器人、陆地机器人、空中机器人、工业机器人四个模块,该平台通过对原有创新设计与制作课程进行整合,将机械创新与电子创新进行融合,组织进行无人机应用学习与研发、ROBOCO全国机器人大赛、国际水中机器人大赛、水下机器人探测控制、机器人制作平台、ROBOCUP国际机器人足球大赛、机器手臂控制与操作等创新训练。

为了真正实现面向全校各科类各专业进行工程及人文素质训练,中心在建设了包括食品工程、生物工程、材料工程、机械工程、电子工程5大工程模块的基础上,进一步拓展建设领域,聘请社会有关知名专家坐镇指导,设立了5大文化体验中心,分别是:陶瓷文化体验中心、剪纸文化体验中心、茶文化体验中心、书画文化体验中心、酒文化体验中心,面向全校师生开放,不到一年时间内,已组织开放体验活动60多次,参加体验的师生已达2000余人。

以上创新实践平台与文化体验项目可为学生进行激光加工技术实际应用方面提供基础平台。

3、中心激光加工技术教学硬件及应用情况

“机械创客空间”是工程训练中心于2014年提出的建设思路,并于2015年底完成平面建模与制作、立体建模与制作两个创新制作模块,平面建模与制作主要是根据设计要求,利用CAXACADCoreldraw等二维设计软件借助激光加工技术完成对金属、非金属板材的切割、雕刻、雕刻等。目前中心主要设备振镜激光打标机、二氧化碳非金属雕刻切割机4台、雅阁激光金属切割机1台、小型机械臂激光加工机1套,立体建模与制作设备之一是利用激光干涉技术进行三维内雕加工,主要为内雕机1台,配合三维内雕机进行逆向制作的各类三维扫描仪5台。在学校大力支持下,中心开始着手于激光加工课程的建设,成为本项目开展实施的硬件保障。

2016年齐鲁工业大学菏泽校区一期工程建成启用,菏泽校区工程训练中心为了普及激光加工技术,引进了多台非金属激光雕刻切割机,这样,激光加工技术教学实现了各校区全覆盖。自开设实训课程以来,学生工程实践能力、尤其是使用先进制造技术设备的能力得到显著提高,并得到用人单位一致好评。

目前我中心“激光加工技术实训室”主要用于理工科实训教学、文史类学生通选课程、学生课程模型制作、毕业设计模型制作、大学生竞赛模型制作、学生创新训练制作、学校工艺品制作等各方面,应用普及面广、使用率高、使用群体庞大。这为构建层次化的课程体系和实施开展“产学合作协同育人项目”提供了强有力的支持。

4、中心激光加工技术建设应用情况

20178月,原齐鲁工业大学与山东省科学院合并成立新的齐鲁工业大学,省科学院的激光研究所在我校激光加工技术教学平台中发挥着巨大的作用。同时为了建设一流工业大学,学校不断地对工程实训等实训实践进行大力投资,为本项目奠定了资金基础。

工程训练中心以国家“新工科”实践教学要求为指导,根据学校实际情况,为了进一步强化实训教学质量,强化学生工程素养,突出学生工程意识和创新能力的培养,提升学生工程实践能力,尤其注重培养学生使用先进制造技术设备的能力。同时,为了加强全校学生对激光加工技术的学习,开设了《激光加工技术应用与作品鉴赏》通选课程,为学校文、史、管理、艺术等文科类学生提供了学习的机会。

20175月,齐鲁工业大学工程训练中心与正天激光联合成立了“激光加工技术实训室”,共同开设激光加工技术学生实训课程。为课程体系改革项目开展实施做了前期合作铺垫。

在深入调研国内优秀工程实训国家级实验教学示范中心的基础上,紧密结合《中国制造2025》战略部署和“新工科”建设要求,通过与相关专家学者交流探讨,结合了我校学科建设及中心教学实际情况,以建设国家级实验教学示范中心为目标,满足社会对应用性人才素质的需求,实现实践教学、工程实训的根本目的。学校将根据“产学合作协同育人”项目,计划配套资金300万,于2018年购置工业级金属切割机1台、光纤金属激光切割机1台、自适应对焦三轴高速动态雕刻机1台、紫外激光彩色多功能雕刻机1台、非金属激光雕刻切割机6台、光打标机2台、激光三维内雕机2台、激光焊接机2台、小型机械臂激光加工机10套及相关软件,向本科及研究生开设相关激光加工课程,提升我校学生在激光加工技术创新训练的硬件环境建设。

5、项目参与人员情况

1)赵学敏:硕士研究生,高级工程师,自1988年毕业一直从事于工程实训教学、科研工作,作为主要负责人主持了学校工程训练中心“实习厂—机械厂—工程训练中心”实训教学改革,主持开设近20门实训课程,主持建立了学校六大实践创新平台、五大文化体验中心。作为主要的技术人员主持参与校企合作项目十余项,取得发明专利3项、实用新型专利11项。

2)毕延刚:工业设计专业硕士研究生,主要从事于创新平台建设、创新创业教学、学生科技竞赛指导、数控加工技术教学工作,取得“创业咨询师二级”资格证、“科技企业孵化器从业人员资格证书”等,具有丰富的创新创业教育指导经验。

3)李贞顺:博士研究生,主要从事材料加工技术研究。

4)张艳艳:机械电子工程专业硕士研究生,工程训练中心激光加工技术实训室负责人,机械创客空间负责人,主要从事激光加工技术、二维及三维设计、机械设计、逆向工程、数控编程等工作,多次指导大学生参加国家级省级科技竞赛,取得发明专利1项,获得“2017年全国机械行业职业院校技能大赛优秀指导教师”荣誉称号。

5)乔彩风:机械设计与制造专业硕士研究生,主要从事激光加工技术教学、学生科技竞赛指导、数控加工技术教学工作。

齐鲁工业大学工程训练中心在以上教学管理机制、师资队伍建设、现有课程建设、硬件设备、激光科研、济南菏泽两地教学、学校配套资金支持等方面软硬件条件,为构建多元化的课程体系和实施“产学合作协同育人项目”奠定了基础。

1、借助“产学写作协同育人项目”平台,建立协同育人机制,以创新机制体制为动力,以深化产业与教育融合为抓手,以“新工科”建设要求为目标,紧紧围绕《中国制造2025》战略部署,积极推进校企(学校与合作企业、驻地企业)、校地(学校与地方)、校所(学校与激光研究所)、校校(我校与驻科技园高校、中小学)深度合作,建立产教融合、协同育人的培养模式。

2、完善原有课程、提升课程质量。按照项目建设要求,以培养学生创新意识、提升学生创新能力为主要目的,将原有开设的《激光加工技术应用与作品鉴赏》通选课程教学过程中的不足与经验进行总结,全面更新教学内容和教学方法,逐渐完善课程体系,提升课程质量。在原有“激光加工技术实训室”的基础上,借助“协同育人项目”平台,在企业的配合支持下,成立“激光加工技术联合教研室”,主要有学校相关老师和企业技术苦干联合组成,完善“激光加工技术实训”课程体系的完整性,提升课程的可操作性。

3、开设激光加工系列课程,并入工程实训课程体系。在项目的支持下,积极开发“激光加工技术”新课程,研究制定“激光切割”、“激光雕刻”、“激光焊接”等课程大纲、教案讲义、授课标准、课件、课程实习等教学资料,形成一大批“激光加工探究型实验”课程资料,逐渐开设多门激光加工技术相关的通选课、开放性实验课、创新训练课、工程实训课等课程。

4、建设激光加工与创新训练制作平台。为激光加工技术相关课程做好硬件服务,从激光类设备、数量方面丰富激光加工技术实训室软硬件建设,同时针对学校大学生课程作业、毕业设计、创赛制作等活动开设“激光加工与创新制作”、“自主探索激光产品设计与制作”等创新教育课程。使得激光加工技术围绕中心开展的机器人平台结构件制作、电子设计电路板制作、剪纸作品制作等创新实践平台。

5、建设激光加工技术共享平台,服务学校及济南长清大学科技城、菏泽牡丹区大学。联合开拓“线上+线下”激光加工探究型实验模式,完善、使用数字化教学平台,采用线下讲授基础知识,线上学生自助设计作品与真实市场互动,为学生提供线上创意创设活动,培养学生创新意识并体验在实战状态下的创业过程。

1、与企业建立签定长期合作协议,就联合设计开发实训项目及相关教学资源达成共识,促进“激光加工”教学的改革与发展。与企业协同完成的激光加工技术产学协同教学模式,按照“新工科”建设要求,结合企业、社会对激光加工技术人才需求状况,形成以理论知识为基础、实践操作为根本、企业实训为立足的系列课程体系模式,与企业结合开展学生激光加工技术课程实习环节,丰富课程教学形式,提升实践教学质量,把学生培育成既有高水平理论素养、又有专业技术能力的社会企业急需的高素质人才。

2、完善“激光加工技术实训室”的课程体系建设,通过通选课程提升全校激光加工技术实训课授课人数,通过开放性试验课程提升上课学生动手操作能力。

3、与企业共同开设“不同材料激光切割”、“不同激光器雕刻”“新型激光焊接”等工程实训课程,加强理工类学生大工程素养教学,提升学生现代化加工技术掌握能力。

4、面向全校开放激光加工技术创新课堂,面对齐鲁工业大学文史、艺术、产品、设计、机械、自动化、控制、计算机等不同专业学生,使开出的训练项目更具有设计性、创新性、先进性和综合性,与当前社会、企业先进技术接轨;对理工科乃至经济、管理、艺术等学科的本科教学提供更大的支持;通过开设创新实践选修课、开放性实验课、学生创新训练和课程设计等形式,让更多学生受益,成为面向全校师生开放的科技创新实践基地,扶持培养相关学生100人,实现资源最大程度地开放和共享。

5、为全校学生开展课外科技创新活动提供支持。带领学生参加“激光技术”相关领域各类竞赛,让学生在课堂中借助激光加工技术,参加机器人制作、电路板制作、机械制作等相关大赛,培养学生综合创新能力,力争取得突破性成绩。

  

1、完成齐鲁工业大学激光加工技术实训共享平台建设,根据校企产学协作方案,完成软件、硬件建设,将平台建设成校内教学、服务周边、校校共享、校所研发等多方位共赢平台。

2、与企业合作完成至少3门激光技术加工相关课程的规划、教案、讲义、多媒体课件、课程实习等资料的编写工作。

3、激光加工技术工程实训学生每年达3000学生。

4、面对不同学科学生形成剪纸制作、激光加工电路板、机器人制作、机械结构制作、艺术品摆件制作、形象制作等开放性、创新性、操作性强的激光加工技术创新课程应用建设群。

5、建立长清大学科技园区激光加工技术教育共享平台,实现大学科技城本科院校、高职院校、中小学综合教育平台,成立激光加工创意产品“集中营”,实现技术产品化目标,构建示范性、推广性强的产教融合协同育人模式。

6、形成一套产学合作协同育人培养模式,撰写成报告或者论文,供学校及教育部门制定合作教学指导意见参考。

  

  

1、以大学生工程素养教学为目的,提升学生创新能力,加强创业教育指导,坚定学生创新实践过程中的产品意识,实现课程学习技术的产品化。

2、构建激光加工技术课程群,以共享平台思路,将课程建设与资源共享拓展到一定区域,面向高校理工科、艺术、文史学生,面向周彪高职院校,带领科技园区中小学激光技术知识普及,进而从形成一系列不同层次课程群。

3、激光加工创新共享平台包括“交流区、创意区、设计区、制作区、装配区、调试区、展示区”。

4、结合中心现有的创新实践平台和文化体验项目,带领学生参加“激光技术”相关领域各类竞赛,让学生在课堂中借助激光加工技术,参加机器人制作、电路板制作、机械制作等相关大赛,培养学生综合创新能力,力争取得突破性成绩。

  

  

1、实施进度:

120181-4月,完善原有激光加工课程结构与内容,总结课程经验,根据学校学科建设及专业应用撰写新增课程教学大纲、教学计划、教案、视频等文件资料,按照采购计划采购配套设备仪器。

220185-6月,建设完成激光加工实践共享平台,平台包括“交流区、创意区、设计区、制作区、装配区、调试区展示区”。

320187-8月,设备就位,强化授课教师设备技能培训,教师试讲激光加工技术课程。

420189-12月,将激光加工技术课程群纳入工程训练教学体系之中,联合企业进行学生课程实践,开展系列实训课、通选课、开放性实验课等。

520191-7月,按照学期规划,继续开展激光加工授课,建设激光加工与创新训练平台,不定期组织激光加工创新与训练活动。

620197-12月,按照学期规划,继续开展激光加工授课,完成激光加工课程方案论文一篇、

2、经费使用:

1)实验材料费:25000

2)课程资料及打印费:5000元。