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第1篇

機械設計制造及其自動化專業的人才培養目標是現代機械工程師，使學生接受機械工程領域的基本知識和專業理論知識，受到機械工程師基本技能的訓練。學生畢業進入企業后，除具備機械設計制造及其自動化專業的一般知識與能力外，作為現代機械工程師，還應具備以下能力：（1）能夠正確判斷機械設計制造及其自動化專業領域的工程實際問題；（2）具備針對工程實際問題的系統分析能力和解決問題的能力；（3）具備機械制造行業的工程設計、工程開發能力；（4）能適應機械制造行業涉及學科的交叉性和復雜性，具備協調與合作能力；（5）具備終生學習的能力。

二、機械工程系列核心課程教學培養現狀

機械工程系列核心課程包含機械制圖、機械原理、機械設計、理論力學、材料力學、電工電子技術、互換性與測量技術基礎、機械制造工藝學、機電傳動控制、液壓傳動與氣壓傳動、數控技術等理論課程，以及課程設計、專業課程設計、畢業設計、認識實習、生產實習等實踐教學環節。每門課程的理論性和實踐性都非常強，與相關課程關聯關系強，在機械類學生的知識結構中都具有舉足輕重的地位。以《機電傳動控制》為例，該課程的理論性、實踐性和綜合性強，涉及動力學基礎、電機與拖動、傳感器、機床電氣自動控制、電力電子技術、傳動控制系統、可編程序控制器等知識面，關乎《理論力學》、《電工電子技術》、《機械制造技術基礎》等前期課程，和《金屬切削機床》、《機床夾具設計》、《液壓傳動與氣壓傳動》等同期課程，甚至《數控技術》、專業課程設計、生產實習、畢業設計等后期課程的關聯教學，在機械設計制造及其自動化專業人才培養體系中尤為重要。現有教學體系中，機械工程系列核心課程均存在內容量大，知識面廣，教學以理論為主，實驗為輔的現狀。理論教學方面，由于原理圖多，文字敘述較抽象，學生又無實物接觸，難以全面了解、掌握機械工程技術在生產實際應用中的內涵和精髓，不僅影響了學生的實際應用能力，也降低了學生在今后的工作中不斷學習提高的后勁。在工科教學中尤為重要的實驗或實踐教學環節，多采用驗證型實踐教學，且往往由于受控對象體積大、重量重、價格高、維護難等因素，難以大量裝備于實驗室，使學生在實踐教學中無法感受工程實踐的趣味性、知識性和實驗成功后的成就感，在很大程度上挫傷了學生的積極性，更談不上對工程設計能力的培養。對于教學另一重要環節，即考試，現有的考試方式僅注重于考查具體知識點的了解或掌握，比較理論化，并不注重與工程實際的聯系，往往出現教師為考而教，學生為考而考、考后即忘的現象，無助于對工程技術人才的培養。機械工程領域知識的復雜性和交叉性，使得實際工程問題通常是隱性的，學生畢業進入企業后，無法再像課堂學習一樣根據已知條件和固有步驟得到答案，企業必須投入相關資源進行二次培養，企業的經濟效益和高校的人才競爭能力都大受影響。因此，工科院校機械設計制造及其自動化專業，針對機械工程系列核心課程實施以培養工程設計能力為目標的課程改革，培養學生對工程實際問題的分析判斷能力、工程設計能力和終生學習能力是實現該專業人才培養目標的需要，是適應社會發展需求的需要。

三、以培養學生工程設計能力為目標的機械工程系列

核心課程教學改革研究與實踐我校以培養工程設計能力為目標的機械工程系列核心課程教學改革的思路是以培養學生工程設計能力為總體目標，貫徹以工程項目構思（Conceive）、設計（Design）、實施（Implement）和運作（Operate）全過程為載體的CDIO高等工程教育理念，打破以理論知識全面性為原則的專業課程群設置方式和課程教學內容安排方式，以完成工程項目CDIO過程作為課程群設置或整合、課程教學內容（含實踐教學）安排、教學方法以及師資和教材建設的核心，系統推進教學改革。一個典型的領域工程項目（一級項目），其CDIO過程所需的專業知識和技能幾乎可以涵蓋一個專業方向甚至一個專業的所有課程（含實驗），這就給專業課程群設置及其教學內容整合提供了一個內在的“綱”，極大地增強了專業課程群的整體性。與此同時，工程項目的實施流程及各部分工作內容也為專業課程的教學內容和教學重點安排提供了有效依據。以工程項目運行過程來驅動課程教學實施，構建真實的工作場景，以完成“完整技術工作”的訓練并以此來實現工程綜合應用能力的培養，加速學生從在校生到工程技術人員的角色轉變。解決現有教學體系中重理論輕實際、教學過程中缺乏工程實踐和工程設計的引入、教與學均是紙上談兵等教學問題；解決現有實驗環節以傳統的驗證型實驗為主的實驗教學模式下，學生動手能力差、綜合分析問題能力欠缺，以及現有實驗設置與工廠實際脫離、與先進技術的發展和應用相脫離的現狀，使實驗教學環節與培養工程設計人才目標相促進；解決現有考試方式“考”老師所“教”、考試內容簡單化、命題標準化等教學問題，真正避免現有教學制度下，老師教學生“考”而不是教學生“學”和“用”的現狀。針對教學體系改革，建立以能力培養為中心、以工程設計為主線的課程教學體系，優化課程結構，改革教學內容。如教學過程中，以“車用氣瓶螺紋接口自動加工專機”的完整設計工作為主線，給出學生某企業待加工氣瓶產品的不同形狀與尺寸規格、加工精度要求、加工效率與設備成本要求等參數，要求學生直接進行該產品加工設備的設計。整個教學過程既圍繞“氣瓶螺紋接口自動加工專機”的實際工程課題研究，又緊密圍繞《機電傳動控制》課程各章節內容，注重工程實際在恰當知識點的引入。如進行第二章“機電傳動系統的動力學基礎”內容的教學時，將轉矩折算與電機選擇、專用鉆孔動力頭設計、車床變頻器主軸改造等工程實際案例逐層相結合，扎實培養學生的工程設計思路和能力。教學過程中適當引入“三通球閥加工專機設計”、“鋁塑藥品包裝機改造”“、80噴漆線伺服系統”等相關工程設計實例貫穿課堂的教學和設計指導。部分章節如“繼電器接觸器控制系統”、“PLC控制技術”等采用了現場教學模式，使學生易學，老師易教。在《機電傳動控制》課程教學改革過程，共有三條主線：其一，課程自身教學系統主線；其二，工程設計項目與實驗教學主線；其三，對相關課程知識進行驗證學習的主線。三條主線圍繞工程設計項目主線同步展開，最終為學生的《機電傳動控制》課程服務。學生在課程學習過程中，在授課教師的帶領下，進行了企業委托項目《氣瓶螺紋接口自動加工專機》的研究與設計。因涉及學習內容多，工作量大，單靠課堂學時遠遠不能完成。但是由于構建了一個學生進入企業后真正的現代化生產主戰場，極大地激發了整個團體的學習積極性和創造性。依靠課后大量的資料查閱與學習，課堂上再結合教師對《機電傳動控制》相應章節的講解與對該工程項目的設計思路引導，學生在課程學習期間即完成了該項目的工廠調研、工藝分析、方案設計、刀具設計等工作，完成了企業要求的設計任務。并成功申請了發明專利“氣瓶螺紋接口自動加工生產線”1項和實用新型專利“直動式電控疊加溢流閥”、“專用锪車復合刀具”等9項，目前均已獲得授權。由于學生學習積極性高漲，課后主動學習時間大增，在這個環節中扮演重要角色的教師的實際教學過程相對以往教學模式輕松。教師更多是扮演“導師”角色，而不是以往的“填鴨式”教學；學生通過實際的工程設計歷練逐步建立和深化了工程意識與能力，達到的是雙贏效果的工程設計人才培養目標的實現。同步實施的實驗環節改革，強調針對工程實際進行設計、選型、搭建、調試的系統性實驗，培養動手操作和創造能力，注重該課程與相關課程的關聯設計，注重該環節理論與實踐的聯系；對于考試環節，不以最后一考來定輸贏，而以階段性工程設計與期末整體性設計相結合，筆試與口試結合，注重工程設計的實際應用方面的考評。

四、總結

第2篇

1.1虛擬工程技術的特點

虛擬工程技術實際上是建立在虛擬模式下，通過使用計算機進行相應的分析。依據相關模型，工作人員可以適當的建立一定的虛擬裝配。在進行裝配的時候，能夠及時發現其中的錯誤，及時進行糾正，從而保證具有一定的精確性，此外，還可以利用計算機來改正零件存在的錯誤，具有操作簡單，方便等特點，而且在利用計算機改正以后，可以自動出現新的模型[1]。虛擬工程技術可以在一定程度上改變零件由于出現錯誤導致的質量問題，全面實現裝配、設計、檢驗的協調方式，可以有效的增加產品質量，保證企業具有一定的競爭優勢。

1.2虛擬工程技術應用過程

利用虛擬工程技術進行設計的時候，基本上都是依據產品的生命周期進行分析的。所以，在設計的時候，需要依據客戶提出的相關建議和需求進行分析，明確產品的主要性能和實際使用功能，然后在利用虛擬工程技術進行相關的設計，利用虛擬加工進行產品的生產，如果能夠符合客戶實際需要，就可以進行實際生產，一旦出現問題或者不符合客戶的要求，需要進行及時修改模型，然后進行相關理論計算、實踐推理以及循環修改等，保證能夠符合實際規范和要求，然后利用計算機進行優化設計。在設計相關零件的時候，應該具有一定的專家系統，依據不同的設計規范和特點得到不同的數據特征，從而建立符合實際情況的模型，形成相應的零件元模型[2]。然后在模型的設計前提下，進行分級和分類，利用一定的理論和推理得到相應的產品。在進行虛擬工程設計的時候最主要的就是設計產品模型，在設計的時候出現不同的領域，所以，應該依據不同的類型建立不同產品模型，保證產品虛擬模型具有一定的意義和作用。

2虛擬工程技術的機械虛擬樣機技術在機工程設計中的應用

在上世紀八十年代出現了一種新的機械工程設計技術，虛擬樣機技術，是利用計算機技術逐漸發展和更新的一種輔助計算機機械工程技術，虛擬樣機技術也可以被叫做機械系統動態仿真技術。相關設計人員在計算機上設計一定的模型，然后合理的進行一定的動態分析，不斷改進技術和設計方案，利用數字化模式來合理代替物理樣機。使用這種虛擬樣機技術可以很好的降低成本，有效增加產品的性能以及產品質量，得到最符合實際的設計方案，所以，在技術剛剛發展起來的時候，就已經得到各界的關注和重視，很多大型企業也開始逐漸使用這種技術，對于企業提高社會效益和經濟效益具有一定的意義。在設計機械工程的時候，適當的使用計算機仿真技術，可以有效的建立各種模型，包括加工零件的方式、加工零件的順序、選用的工裝以及參數、連接件具有的連接性以及運動性。數字化虛擬樣機實際上是一種全新的管理和設計方式[3]。機械虛擬樣機是一種在三維CAD基礎上發展起來的技術，三維CAD是一種可以進行自底向上、自頂向下的造型模擬設計方式，能夠進行仿真裝配，結構分析以及仿真運動等很多比較困難的過程，保證設計更加合理。這種方式可以更加方便的聯系CAE系統，適當進行合理的仿真，為設計提供一定的數據信息。依據UG、SolidEdge等作為基本設計平臺，從而建立一定全參數三維模型。適當的分析零件的有限元和模擬整體的運動性，利用虛擬化機械技術完善和實施，建立一套符合企業自身發展的三維CAD機制，從而可以有效的轉變設計模式，提高產品的質量和效率[4]。

3虛擬樣機技術在機械工程設計中的優勢

在機械工程設計的時候，虛擬樣機技術具有一定的通用性，可以有效的解決設計中出現的困難問題。虛擬樣機技術實際上是在動力學和力學前提下發展和創新的，是簡化處理困難問題的有效方式。大部分的虛擬樣機基本上都是利用代數混合方式建立的，可以簡化復雜問題。虛擬樣機可以由很多六個自由度來建立結構域，并且互相約束，具有一定的通用性，為建立不同種類的模型提供依據和條件。此外，虛擬樣機還可以在一定程度上方便進行系統維護和建設，保證軟件具有更高的后期處理作用。依據運動情況進行傳統的機械分析，需要建立一定的模型，雖然沒有多少步驟，但是由于會涉及很多方面的數據和運算，導致過程比較復雜，經常會出現錯誤，從而浪費大量的物力、人力以及財力，才可以保證具有一定的精確度[5]。使用虛擬樣機技術，可以有效的降低人力、財力等的使用，有效的增加工作效率。在建立一定模型之前，可以利用計算機來完成數據的計算和求解，具有操作方便、精確度高的特點，提高了相關設計人員的創新能力，保證機械設計能夠得到一定發展。傳統技術會出現很多數據信息，需要具有一定的經驗。而虛擬樣機技術具有更加方便的計算優勢，可以直觀的展現計算結果和機械性能，保障具有很高的技術和水平。

4結語

第3篇

學習是一個連續的過程，尤其是機械工程專業，該專業的課程設置是一環扣一環，結構緊湊和合理，因此，課程和課程之間聯系很大。但是，傳統的機械工程專業，似乎并沒有涉及到化學這一學科，更多的是涉及到數學和物理。其實，機械工程和化學關系也很大，理解到這一點，還可以把本課程作為機械制造課程群的基本課程之一。如《工程材料》課程:材料的結構涉及到化學的物質結構內容，不銹鋼涉及到電化學腐蝕內容，化學熱處理更是直接和化學有關;《機械制造基礎》課程:各種熱加工都不開化學熱力學知識，冷加工離不開表面工程和摩擦學知識;《機械制造工藝學》課程:鋼材表面的預處理、表面成形的工藝確定、表面質量的確定、各種熱處理工序的安排、各種先進制造工藝等都離不開化學知識;《再制造》課程:由于機械零部件的主要失效形式是磨損、腐蝕、斷裂三種，因此，零部件的再制造技術離不開表面工程、摩擦學、電化學、納米技術等化學知識。由于本課程理論較深，偏科學，機械工程學科相關課程實踐性較強，偏技術。事實上，理論和實踐、科學和技術從來都是相輔相成的。一般而言，它們存在兩種基本模式:一是由于生產實踐需要創建了技術，然后提高到理論上來，再反饋到技術中去，促進技術更一步發展;二是在實驗室中揭示了某些基本規律，建立了比較完成的理論體系，然后再在生產技術中創建全新的技術部門。比較化學學科和機械學科的關系，也有助于理解科學和技術的辯證關系。

2結合專業實際，闡明化學基本原理

在講解教材主體部分的時候，應適當結合機械工程專業特點，這樣講解起來學生印象較為深刻，同時又可以讓學生在大一階段逐步滲透機械工程學科思想。如講解物質結構部分，化學的結構是原子結構、分子結構、各種結合鍵結構、晶體結構等，這些內容純粹是化學知識，其實，結構的范圍很大，機械工程也有宏觀的結構。如軸上有鍵槽、軸肩、擋圈等，連接結構有螺栓、雙頭螺柱、螺釘等，機構結構有平面連桿、凸輪、齒輪機構等。這些都是結構，只不過和化學的結構從內容上不一樣，但從結構決定性能的角度看，實質是一樣的，只不過結構的尺度不一樣，一個偏微觀，一個偏宏觀，現在很多科學研究都是跨尺度研究。再比如化學的合稱，在材料界稱為制備和加工，在機械上就是機械制造，名稱上有差別，實際各自的角色都差不多。學院除了機械工程專業以外，還有三個專業，分別是過程裝備與控制工程、交通運輸、農業機械化及其自動化，學生應對一個學院的專業有一定的了解。在講解反應部分，這部分熱力學知識涉及到能量的改變，在學院這幾個專業里面，都要涉及到能量的轉化，機器和汽車涉及到電能、化學能、機械能等相互轉換，而過程裝備與控制工程專業有專門傳遞能量的過程工程;同時，該部分和過程裝備制造工藝密切相關，過程設備殼體制造的準備工序第一道就是鋼材的凈化處理，以清除材料表面的銹、氧化皮和熔渣等;講解電化學部分，也可以結合過程裝備與控制工程專業某些過程機器防腐蝕的特點來講解。事實上，過程裝備與控制工程專業以前是化工機械專業，是化學工程各機械工程兩大學科結合起來的。

3結合寧夏地區實際

大學的根本任務是人才培養，但同時大學也要服務社會，從這個角度講，老師應了解本地的相關企業，對于學生而言，也要清楚自己的專業和所學課程和當地社會的關系。，在講解熵變時，可以聯系能源的開發前景和利用效率，找到更加清潔與高效的新能源，如燃料電池、太陽能等［2］，可以結合國電寧夏太陽能有限公司的主導產品來講解;講解溶液部分，涉及到滲透壓概念，純粹的講解概念學生肯定感覺到太學術，不清楚和身邊的事物有何關系，如果能結合寧夏地區的鹽堿地實際情況，了解到鹽堿地不容易種莊稼就能很深刻的理解滲透壓這一概念;講解溶液的凝固點下降時，可以參考寧夏共享集團有限責任公司，鑄鐵的非鐵元素含量較高，從而凝固點要比鑄鋼低，所以共享集團的鑄鐵溫度要比鑄鋼溫度低;在講解電解池部分，可以結合寧夏青銅峽鋁業集團有限公司的電解鋁、寧夏天元錳業集團電解錳來講解;在講解化學和環境這一部分，可以結合銀川污水處理廠采取的水處理流程環節;講解表面工程與摩擦學的時候，可以結合西北軸承股份有限公司，該公公司的軸承保持架均要采取磷化處理，區內其他機械公司的機械產品均離不開摩擦學知識。這樣學生既學習了知識了，又了解了當地的企業主導產品。

4激發學生興趣

任何學習，要有一定的熱愛才會學好，學起來才有主動性。因此，教學的過程中，可以穿插一些化學發展歷史，化學與諾貝爾獎，化學與社會，化學與生活，化學學科前沿等有趣的典故、故事。如人們利用掃描納米探針技術進行原子、分子尺度上的機械刻蝕，操縱單個的分子、原子，將單細胞核酸分析技術用于疾病的早期診斷，目前已經能夠進行乳腺癌特異性RNA中某種結構的測定［3］。以及向學生介紹化學理論已經取得的成就，這些成就為社會、生活的進步帶來的貢獻，化學的面臨的難題等［4］。讓學生知道化學學科不再枯燥，嚴密的化學學科也存在娛樂性的一面，還讓他們清楚化學學科和社會、生活都有關，更別說機械學科了。同時，也可以使學生理解自然科學發展的共性規律，增加科學素養和情操。

5發揮學生主觀能動性

人才培養的目的是讓學生自己掌握思想、知識和技能。基于此思想，本課程設置了三個專題:化學與材料，化學與能源，化學與環境。這三部分主要由學生講解，原則是學生要講清楚知識點，講清楚化學與這些主題的聯系，并且一定要聯系寧夏地區實際講解。把班級學生分成三組，每組講解一個專題，每組確定一位組長，讓組長給組成員分工，主要包括查資料、作PPT、演講者等。任課老師首先把每個專題涉及到的知識點和需要查詢的書籍、期刊文獻、圖片、網站等給學生交代清楚。講解的時候，該組學生全部坐在前面，講解完后，其他組學生自由提問，由本組學生負責解釋和回答。

6考核方式

本課程的主要任務是培養學生的自然科學素養，讓學生在工程實際中會運用化學基本原理解決具體工程問題。因此，考核方式與機械工程其它課程有所差異。課程考核采取全程考核，多種方式并存，期末考試考試采取閉卷考試。考核方式如下:(1)在三個專題講解環節要求是每個學生參入，但是分工不同，有的查資料，有的做PPT，有的講解，而且課堂有問答互動。本環節，我給每位學生的起點成績為60分，讓每個參與的學生保證及格。在此基礎上，再根據實際情況，給分工不同的學生不同的分數。(2)小論文環節該環節是每個學生自己完成的環節，在上述各小組分組講課之后，根據現場講解及師生互動情況，每位學生把專題講解總結成小論文，小論文角度不限，充分發揮學生自己的理解，但要兼顧本地區、本專業等基本原則，要求內容正確，層次清楚;圖標規范，語言通順;論證合理，思路清楚;參考文獻等要有出處，是網絡來源，要寫清楚網址。這為學生以后寫科研論文也打下了基礎。(3)期末考試環節本環節采取閉卷考試，學生作答。本環節不僅是考學生，也考老師自己。由于本課程的實際情況，試卷中盡量少出現計算、推導等試題，大部分試題側重運用化學原理解決工程實際。因此，作為任課老師，一定要知識點豐富，了解各個學科(如物理、化學、力學、材料、生物、尤其是機械學科等)的內在聯系和交叉、銜接情況，也要清楚本地區相關企業的實際情況。

7結論