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機械工程的內涵范文1
關鍵詞：卓越工程師教育培養計劃；應用型本科；卓越機械工程師；工程形成；人才培養方案
“卓越工程師教育培養計劃”（簡稱“卓越計劃”）是教育部聯合有關部門和行業協（學）會，于2010年6月啟動的一項重大教育教學改革項目。它的有效實施必將對促進高等工程教育面向社會需求培養工程技術人才和全面提高工程教育人才培養質量方面發揮十分重要的示范和引導作用。借鑒世界先進國家高等工程教育的成功經驗，創建具有中國特色工程教育模式，既是我國高等工程教育發展的迫切要求，更是各高等院校提高畢業生競爭力的必然選擇。本文著重介紹我校在機械設計制造及其自動化專業開展應用型本科卓越機械工程師培養方面的一些探索和實踐。
一、基于“工程形成”，讓工程教育“回歸工程”
機械工程活動是一種綜合應用自然科學、技術科學和社會科學基礎理論和技術手段去改造客觀世界的實踐活動，具有復雜性、綜合性、交叉性和遷移性等技術特征。而隨著科學技術的迅猛發展和計算機輔助技術的推廣應用，現代機械工程無論是可采納的材料和技術，還是可運用的分析與設計手段都更趨復雜化。典型的“工程”問題已經發展成為一個包括研究、開發、設計、制造、運行、營銷、管理、咨詢等主要環節的“工程鏈”問題。這其中的每一環節都不太可能孤立地解決，大大增強了工程問題解決和工程素質教育的技術性、實踐性、系統性、綜合性、人文性和社會性。因此，高等工程教育應當培養具備復合性知識結構和能夠在工程實踐中運用和綜合各種知識能力的潛在的卓越機械工程師。
根據工程教育內涵的發展，英國工程學家卡特（R.G.Carter）首次用“工程形成”來將工程教育與工程訓練有機結合起來。從“工程教育”到“工程教育與訓練”，再到“工程形成”，其內涵、外延和要求都發生了本質的變化?！肮こ探逃焙汀肮こ逃柧殹钡闹黧w是教師，而“工程形成”的主體則是學生。因此，從“工程教育”發展到“工程形成”，實際上是從“教師中心論”到“學生主體論”的轉變。同時，“工程形成”概念還表明工程師素質的形成是一個逐步累積和感悟養成的循序漸進過程，具有長期性、系統性和階段性等特征。
為了讓工程教育貼近工程實際，以麻省理工學院為代表的美國工程教育界提出讓工程教育“回歸工程”的教育理念。所謂“回歸工程”模式，是指高等工程教育由過分重視“工程學科素質”教育轉變到更為重視“工程實踐素質”和“工程背景素質”培養上來，從而加強工程大學生的工程實踐與機械創新能力。
受“重理論、輕實踐，重系統、輕適用，重課堂、輕課外，重傳授，輕自學”等傳統習慣的影響，我國通行的機械類本科人才培養模式普遍還是以理論教學體系為主，而將實踐教學體系作為重要補充。同時，隨著高等教育規模的擴招和辦學資源構建的不同步，模擬工程環境的實踐教學環節的作用普遍未能得到應用的重視和充分的落實。因此，按照“工程形成”的基本規律，讓工程教育“回歸工程”，為設計和制訂應用型本科卓越機械工程師培養方案提供了理論根據。
二、基于工程師的分類培養確立人才培養目標
“走中國特色新型工業化道路”和“建設創新型國家”需要大量優秀的各級層次、各種類型的工程技術人才，培養社會發展和經濟建設需要的各類工程師是高等工程教育的主要功能和高等工科院校肩負的社會責任。但不同類型的工程師的知識、能力和素質結構不盡相同，其成長的途徑也不完全一樣。高校和企業普遍認同的工程師分類將是制訂卓越機械工程師教育培養標準的基礎，也有利于各類工科院校明確自己的人才培養規格，從而適應行業和企業對工程人才層次和類型的不同需求。
工程師的分類可有多種方法，立足于工程或產品的生命周期，根據從事的工作性質不同，并從有利于工程技術人才分類培養和各院校人才規格定位的角度，應將機械工程師分成四類：設計工程師、生產工程師、服務工程師和研發工程師。其中，設計工程師主要從事機電產品、工程項目或生產流程的設計與開發；生產工程師主要從事機械產品的生產制造、生產過程的運行或工程項目的建造等；服務工程師主要從事生產過程的維護與管理、工程項目建成后的運行與維護，或產品的營銷、維修與服務等；研發工程師主要從事復雜機電產品或大型工程項目的研究、開發和咨詢以及工程科學的應用研究等。
作為教學型地方性本科院校，我校機械設計制造及其自動化專業定位于培養在機械企業生產一線從事一般機械工程技術的應用與管理生產工程師和服務工程師，以及部分從事非標產品或裝備開發的設計工程師，并統稱為應用型卓越機械工程師。據此確定的人才培養目標為：著力培養掌握本專業基礎知識、應用方法和基本技能，并具有創新素質和國際化視野，在機械行業生產一線從事機電產品設計制造、技術運用與改造、運行管理和經營銷售的高級應用型工程技術人才。并參照應用型機械工程師培養的行業專業標準，制訂了我校機械設計制造及其自動化專業“卓越計劃”學校標準，在知識、能力與素質方面提出了明確的要求。
三、立足學生的主體地位，發揮教師的主導作用
機械工程的內涵范文2
一.培養目標1
二.培養標準1
2.1具備從事工程開發和設計的科學知識1
2.2具備從事工程開發和設計的專門工程技術知識2
2.3具備分析解決工程問題和參與項目管理的能力3
2.4掌握必要的人文社會科學知識4
2.5具備良好的交流溝通能力及團隊合作能力4
2.6具備良好的職業道德和社會責任感5
三.知識能力體系及實現矩陣6
機械工程及自動化專業"卓越工程師"培養方案12
一.基本能力要求12
二.培養方式13
三.課程設置基本框架及說明14
3.1.課程設置基本框架14
3.2.課程設置框架說明15
四.課程體系及課程設置18
4.1.課程體系18
4.2.理論類課程設置18
4.3.實踐類課程設置21
機械工程及自動化專業"卓越工程師"企業培養方案23
一.培養目標23
二.培養標準24
三.管理模式24
四.培養計劃26
4.1實踐教學計劃26
4.2.企業聯合培養環節課程內容介紹27
五.企業實習基地29
六.教師隊伍建設30
6.1.校內專業教師任用標準及培養30
6.2.企業教師任用標準及分類30
6.3.企業教師聘用31
附件-企業實踐內容相關文檔模板32
機械工程及自動化專業卓越工程師培養計劃專業認知實習報告32
機械工程及自動化專業卓越工程師培養計劃專業認知實習指導教師總結33
機械工程及自動化專業卓越工程師培養計劃企業工程實踐管理規定34
機械工程及自動化專業卓越工程師培養計劃企業工程實踐教學任務書35
機械工程及自動化專業卓越工程師培養計劃企業工程實踐項目進度計劃表36
機械工程及自動化專業卓越工程師培養計劃企業工程實踐項目文檔37
機械工程及自動化專業卓越工程師培養計劃企業工程實踐報告39
機械工程及自動化專業"卓越工程師" 培養標準
北京郵電大學"卓越工程師培養計劃"中機械工程及自動化專業培養方案著眼于未來發展的需求,緊密追蹤前沿依托國家重點學科,重點實驗室具有扎實的工程基礎精通工程制圖,工程材料,產品設計,制造工藝等工程設計類技能同時兼具較強的分析綜合能力動手操作能力,具備獨立思考意識開拓創新精神,始終保持學習的姿態和存疑的態度,具有縝密的思維和嚴謹的作風協作互助的團隊意識適應我國信息產業發展對機電復合型具備從事工程開發和設計的知識具備從事工程開發和設計的知識電工電子基礎熟練掌握工程制圖標準和表示方法掌握公差配合的選用和標注..掌握機械產品設計的基本知識與技能,能熟練進行零,部件的設計.熟悉機械產品的設計和基本技術要素,能用計算機進行零件的輔助設計,熟悉實用設計方法,了解現代設計方法.和技術要素掌握制訂工藝過程的基本知識與技能,能熟練制訂典型零件的加工工藝過程,并能分析解決現場出現的一般工藝問題.熟悉鑄造,壓力加工,焊接,切(磨)削加工,特種加工,裝配等機械制造工藝的基本技術內容,方法和特點.熟悉工藝方案和工藝裝備的設計知識了解生產線設計和車間平面布置原則和知識.氣,液傳動原理及系統設計(氣動系統基本管路設計液壓系統基本管路設計)電氣傳動機械制造自動化剛性自動化加工設備(普通的自動化機床組合機床剛性自動線)柔性自動化加工設備(數控機床加工中心)1o'P)s,@*V#~6|0_+o.S/b3z掌握物流自動化設備分類(上,下料/裝卸自動化設備傳輸/搬運自動化設備)2@fr8W4n:K.J#H機械設計,機械加工,設計軟件,機械工程師,設備管理,焊接,液壓,鑄造,密封,測量,工程機械,粉末冶金,軸承,齒輪,泵閥,工業自動化信息流自動化郵件內部處理自動化搬運裝卸機械化,信息傳輸網絡化,營業窗口電子化郵政自動化,郵政計算機網等具備分析解決工程問題用科學方法,使用現有的技術,工具技術,設計,開發,生產工藝,設備操作或維修領域的問題.參與評價,具有判斷力和創意,提出專業的獨立技術見解外語應用能力熟悉與職業相關的安全法規,熟悉經濟和管理的基礎知識.了解管理創新的理念及應用.熟悉質量管理和質量保證體系,掌握過程控制的基本工具與方法,了解有關質量檢測技術. 三.知識能力體系及實現矩陣
知識與
能力要求實現環節1機械工程及自動化專業工程師知識體系1.1掌握必要的人文社會科學知識1.1.1具有良好的思想品德,社會公德,職業道德和強烈的社會責任感,使學生能正確認識工程領域對于客觀世界和社會的重要作用,理解工程專業及其服務于社會,職業和環境的責任.
1.1.2具備工程相關的經濟,管理,社會學,情報交流等人文知識,
1.1.3具備工程相關的環境保護,可持續發展方針,政策和法律法規知識.
思想政治,社會科學,人文科學與藝術,經濟與管理,自然科學類,實踐環節等1.2掌握系統的工程科學基礎知識1.2.1具備從事工程開發和設計所需的數理知識,
1.2.2了解工程學基本理論,建立工程和工程系統的概念,掌握工程研究的思路和方法,形成對科學研究的初步認識和綜合性的思維基礎.
數學類,物理類,機械工程及自動化導論,工程訓練,實驗環節等1.3掌握扎實的工程領域基本技能1.3.1熟練掌握一門外語,可運用其進行專業技術交流,開拓國際視野,
1.3.2熟悉計算機應用的基本知識,了解常用計算機軟件的特點及應用,具備熟練應用計算機解決工程問題的基本知識和技能,
1.3.3熟練掌握科技文獻檢索與工程實踐,科學研究的基本方法.
1.3.4通過工程訓練實習了解機械制造的一般過程,基本方法和技能.外語類,計算機類,科技文獻檢索,工程訓練,電動自行車拆裝及其它技能類,實驗環節等1.4掌握堅實的大類專業基礎知識1.4.1熟練掌握理論力學,電工電子基礎熟練掌握工程制圖標準和表示方法掌握公差配合的選用和標注..1機械工程及自動化專業工程師知識體系1.5掌握機電專業的專業基礎知識1.5.1掌握機械產品設計的基本知識與技能,能熟練進行零,部件的設計.熟悉機械產品的設計程序和基本技術要素,能用計算機進行零件的輔助設計,熟悉實用設計方法,了解現代設計方法.掌握制訂工藝過程的基本知識與技能,能熟練制訂典型零件的加工工藝過程,并能分析解決現場出現的一般工藝問題.熟悉鑄造,壓力加工,焊接,切(磨)削加工,特種加工,裝配等機械制造工藝的基本技術內容,方法和特點并掌握某些重點.熟悉工藝方案和工藝裝備的設計知識.了解生產線設計和車間平面布置原則和知識.氣,液傳動原理及系統設計(氣動系統基本管路設計液壓系統基本管路設計)電氣傳動1機械工程及自動化專業工程師知識體系1.6掌握機械系統理論1.6.1掌握機械制造自動化剛性自動化加工設備(普通的自動化機床組合機床剛性自動線)柔性自動化加工設備(數控機床加工中心)1o'P)s,@*V#~6|0_+o.S/b3z掌握物流自動化設備分類(上,下料/裝卸自動化設備傳輸/搬運自動化設備)2@fr8W4n:K.J#H機械設計,機械加工,設計軟件,機械工程師,設備管理,焊接,液壓,鑄造,密封,測量,工程機械,粉末冶金,軸承,齒輪,泵閥,工業自動化信息流自動化2機械工程及自動化專業工程師的能力素質要求2.1熟悉機械工程應用背景,具有較強的系統集成與工程應用的能力和獨立分析解決工程實際問題的能力.2.1.1能夠及時了解機械工程的需求變化以及技術發展趨勢,提出改善機械產品,系統,服務效能的方案.
2.1.2能夠用科學方法和觀點,使用現有的技術,工具或新興技術,設計,開發,生產,設備,工藝,操作或維修產品領域的問題.參與相關評價,具有判斷力和創意,提出專業的獨立技術見解2機械工程及自動化專業工程師的能力素質要求2.2具備綜合運用經濟,工程管理等知識和方法進行工程項目的組織管理能力.2.2.1掌握本專業領域相關的政策,法律和法規,在法律法規規定的范圍內,能夠按確定的質量標準,程序開展工作,
2.2.2能夠使用合適的管理體系,制定工程項目的規劃和預算,合理組織人力,資源和任務,有效協調項目相關各方的工作,提升項目組工作質量,
2.2.3具備應對工程項目實施過程中突發事件的能力和領導意識,并采取恰當的措施,確保項目或工程的順利進行,
2.2.4能夠進行可行性分析報告,項目任務書,投標書等工程文件的編纂,說明和闡釋,并能夠進行相關工程的評估,提出改進建議.專業實習
課程實習
學科競賽
科研訓練
大學生創新性實驗計劃項目
北京市及全國大學生機械創新設計大賽
選修《工程項目管理》《合同管理》《技術經濟》2.3具備良好的交流溝通能力及團隊合作能力
2.3.1能夠使用專業工程技術語言,與現場工作人員下進行溝通與表達,并能從中汲取企業文化內涵,
2.3.2具備個人和社交的技巧,能夠控制自我并了解,理解他人需求和意愿,
2.3.3具備較強的適應能力,自信,靈活地處理新的和不斷變化的人際環境,能夠很快地融入到企業的實習環境中,
2.3.4具備良好的團隊合作精神與協調能力,具有在團隊中敢于負責任,果斷推動事情向前發展的領軍魄力,
2.3.5具有國際視野和跨文化環境下外語應用能力2機械工程及自動化專業工程師的能力素質要求2.4具有較強的創新精神,信息獲取,知識更新和終身學習的能力2.4.1能夠跟蹤本領域最新技術發展趨勢,具備收集,分析,判斷,選擇國內外相關技術信息的能力,
2.4.2為保持和增強其職業能力,檢查自身的發展需求,制定并實施自身職業發展計劃.
2.4.3具有較強的能力.2.5具備良好的職業道德和社會責任感2.5.1熟悉本行業適用的主要職業健康安全,環保的法律法規,標準知識.
2.5.2熟悉企業員工應遵守的職業道德規范和相關法律知識.
2.5.3遵守所屬職業體系的職業行為準則,并在法律和制度的框架下工作,
2.5.4具有良好的質量,安全,服務和環保意識,并承擔有關健康,安全,福利等事務的責任,
2.5.5熱愛所從事的工作,并遵守企業機密.專業實習
企業高管講座
學習企業文化
機械工程的內涵范文3
關鍵詞：虛擬樣機技術；人才培養；機械工程類；仿真分析；創新
作者簡介：路永婕（1981-），女，甘肅靖遠人，石家莊鐵道大學機械工程學院，講師；陳娜（1979-），女，遼寧遼陽人，石家莊鐵道大學信息學院，講師。（河北 石家莊 050043）
基金項目：本文系石家莊鐵道大學教育教學改革研究項目（項目編號：110408、110326）的研究成果。
中圖分類號：G642?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）32-0033-01
在20世紀80年代，隨著計算機科學技術的進步與發展，導致了虛擬樣機技術（VPT，virtual prototyping technology）的出現，從而加快了工業發展的步伐。虛擬樣機技術以自身的優勢大大提高了工業產品的設計和研發的效率，極大地縮短了產品的生產和制造周期。目前虛擬樣機技術在各領域的企業和研究機構里已經取得了良好的經濟效益，得到了廣泛的應用。因此各企業單位對熟練掌握虛擬樣機技術的人才需求不斷增長，這就勢必要求在高等教育過程中更加注重培養大量的此類人才，以滿足人才市場的巨大需求，進一步促進我國工業水平的提高。
虛擬樣機技術作為一種先進的技術，在推動工業發展的同時也為高等教育培養高質量、高水平的人才提供了良好的手段和思路。在機械工程類本科教學實踐中充分應用虛擬樣機技術將會有力地促進工科類教學方式和教學體系的改革，會大幅度地變革舊的教學模式，實現大學生學習的多元化和主體化，使學生跟隨工業技術發展的步伐，牢固夯實知識要點，掌握學科體系。
一、虛擬樣機技術的理論依據與應用前景
虛擬樣機技術是一種基于虛擬樣機的數字化設計方法，該技術結合了先進的建模技術、仿真技術、信息技術、優化技術、制造技術和先進的信息管理技術，涵蓋了工業產品的概念、設計、實驗、生產和制造的各個環節。可見，虛擬樣機技術重點強調了工業產品的系統觀，它針對產品的全生命周期，對產品進行全方位的測試、分析與評估，實現了不同領域的虛擬化的協同設計。
總之，虛擬樣機技術是以虛擬樣機為主體，可視化為界面，仿真分析為主要手段，三維造型軟件為工具，建立起的多學科、多領域、多角度的協同設計平臺。在機械領域中，虛擬樣機技術以機械系統運動學、動力學、傳熱學和控制理論為核心理論，幾乎涵蓋了機械工程體系中的各個子系統。目前基于虛擬樣機技術，涌現出來了大量成熟的商業化軟件，大體可以分為幾何建模（SolidWork，UG，Pro/E）、結構分析（ABAQUS，ANSYS，NATRA）、多體動力學（SIMPACK，ADAMS，DADS）、液壓與控制（AMESIM）、振動與噪聲（SYSNOISE，AUTOSEA）等幾個范疇，在機械工程、航空航天、國防和醫學等各個領域發揮越來越重要的作用，在企業中已經得到了普遍的應用，獲得了很多的成功案例。
因此在運用虛擬樣機技術進行工業生產時，需要具備扎實的計算機、運動學、動力學和控制學多個學科的知識，這就對高等教育人才的培養提出更高的要求。從上述虛擬樣機技術的內涵和理論依據可以發現，該技術具有很強的實踐性強、可重復性和操作直觀的特點，所以這些特點既是學生最終學習的目的，也為教師提高教育水平提供了很好的手段。
二、充分發揮虛擬樣機技術在機械工程類教學中的作用
1.培養學生的仿真分析意識
在計算機技術高速發展的今天，基于虛擬樣機技術的仿真分析已經日趨完善，分析的結果可靠、逼真，在工業生產中已經被廣泛認可。所以，在教學過程中應引導學生積極掌握和利用仿真分析的技巧，在學習和吸納新知識時充分應用仿真的手段進行分析和驗證，提升對知識的理解程度，提高對專業知識的認知水平，形成良好的仿真分析習慣。
由淺入深地讓學生在學習過程中隨時借助虛擬樣機技術對書本中的例題、課程設計中的案例和畢業設計命題從仿真的角度預演解題過程，樹立起良好的仿真意識，這不僅提高了學生分析、解決問題的能力，而且在反反復復的仿真實踐中對虛擬樣機的綜合應用能力得到提高，對專業知識的準確應用也會有一個比較深刻的認識。
2.注重理論與仿真實踐結合
在機械工程相關專業的學習中，“機械原理”、“機械設計”、“機電控制”、“測試技術”等都是必修的專業基礎課程，在以往的教學中，學生在掌握這些課程時比較頭疼，教師在教授過程中詮釋概念、分析原理時也比較吃力。分析其中的原因，主要就是學生在認知這些專業知識之前，相應的背景知識比較欠缺，對難懂的知識點存在很大的陌生感，教學的效果差強人意。然而虛擬樣機技術恰恰可以彌補這一點，可以在教學的各個階段都發揮不同的效用，在每門課程學習之前，教師可通過基于虛擬樣機技術的成功工程案例的展示，激發學生對本專業知識求知的欲望，對課程設計的過程產生濃厚的興趣，以最短的時間融入到課堂中。
因此在學習理論的過程中，對于那些晦澀難懂的理論就可以通過結合虛擬樣機的仿真分析實踐的方式，以鮮活的仿真現象直觀揭示理論的真正內涵。例如，對于“機械原理”教學可以通過多體動力學的仿真軟件建立機構的虛擬樣機模型、定義部件的約束、動態仿真運動的軌跡、獲取各構件的運動學特性曲線等等就可以清晰展現機械原理的整個理論體系，讓學生輕松享受學習的過程。
機械工程的內涵范文4
關鍵詞：機械工程控制基礎；控制論；工程實踐能力；教學方法。
中圖分類號：G642.0？搖 文獻標志碼：A ？搖文章編號：1674-9324（2013）05-0081-03 《機械工程控制基礎》是上世紀80年代初興起的一套控制理論，是經典控制理論在機械工程領域中的應用，現已發展成為機械工程專業的一門專業基礎必修課[1]。在這門課程的教學之初，我們注重的是理論教學，強調的是課程體系的理論性、系統性和邏輯性，教學形式是以課堂授課為主，教學內容以介紹基本概念和基本原理為主，這使學生初步領略到控制論的深奧，也領會到控制論的縝密性、邏輯性和系統性。但是，由于學生有限的數理基礎和機械工程專業背景，普遍感受到課程內容抽象，而且理論性太強，導致了學生對這門課程普遍感覺學習難、作業難、實踐難[2，3]。我們在教學過程中不斷探索，不斷積累經驗，逐漸體會到在《機械工程控制基礎》這門課程教學過程中，應該做到將抽象的內容具體化，將無形的理論有形化，將縝密的證明過程簡單化，在堅持“知識點夠用、典型案例恰當、實踐環節有效”的原則下，不斷完善教學計劃，及時調整教學方法，不斷更新教學內容，在保證介紹基本概念、基本原理和基本方法的前提下，注重知識的應用，強化學生的工程背景知識，培養學生的實踐操作能力，用控制論的思維方式分析問題、解決問題，為此在教學過程中應在以下六個方面下功夫[4，5]。
一、基于學過的理論培養學生的抽象思維能力和邏輯分析能力
《機械工程控制基礎》是應用數學手段，基于物理學、電工電子學、力學、機械原理等知識建立的系統數學模型，將機電液系統抽象為數學模型的形式，進行性能分析和設計計算。因此，要求本專業的學生具有良好的數學、物理、力學、電學、機械學的基礎，有一定的機械工程方面的專業知識，而且具備多學科的知識積累。要想學好這門課程，學生首先要有一定的數學基礎，具備復數、復變函數、拉氏正逆變換、傅氏正逆變換的基本概念和基本運算定理。如果學生之前沒有學習過工程數學，這里需要有針對性地補充與本課程直接相關的知識，盡量做到教會學生怎樣應用定義、定理，而不是定理的證明過程。有些涉及到物理學、電工電子學、力學的知識，學生們雖然學過相關課程，但是時間一長就印象不深刻了，因此，在每次課程結束之前把下次課程用到的有關知識點給學生一一列出，讓學生課后提前復習已學過的基礎知識，在下次上課時只需對要用到的基礎知識作些簡單的提示或回顧，在舊知識與新知識之間架起一座橋梁，新舊知識有效銜接，達到事半功倍的效果。例如在“系統建?！边@章中，用到“基爾霍夫定律”等知識，在“系統時域性能分析”這章中用到“一階微分方程”和“二階微分方程的求解”等知識。這時老師要及時提醒學生，或者點到為止地重復這部分內容，這樣學生在建立數學模型時就會很清楚地知道這些數學模型是建立在哪些理論基礎之上，并且知道如何應用原來學過的定理或定律去分析問題、解決問題，構建一個完備的知識框架，也能夠從中體會到原來各門學科之間是相互聯系、相互銜接的，只有融會才能貫通，學生自然邏輯清晰，分析能力自然也就提高了。
二、將生活中的典型實例引入到課程的講解過程中，培養學生發現問題、分析問題的能力
減少抽象模型例題，增加生活實例和機械工程典型案例，同時把機械領域的前沿課題以及研究結果作為實例引入到教材之中。例如在講解“時域性能分析”這章中的“二階振蕩環節的時域響應”這部分內容時，涉及到振動頻率、系統激勵、系統響應、響應幅值的概念，將貨郎擔振動現象作為典型實例。貨郎行走就是系統激勵，貨郎擔的上下振動就是系統響應，振動的大小就是振動幅值。不同材質、不同尺寸、不同截面形狀的貨郎擔振動的頻率就不同，如果貨郎行走的頻率與貨郎擔的頻率一致，這樣就發生共振，貨物按照貨郎行走的頻率，在隨著貨郎向前運動的同時，做上下振動，這樣貨郎挑著貨物就省力，這也是人們不把貨郎擔做得太硬，而是有一定的彈性的原因。例如在二階欠阻尼系統中介紹無阻尼固有頻率、有阻尼固有頻率和阻尼系數等概念時，列舉行駛在馬路上的汽車發生上下顛簸的現象。汽車底盤下都有減振彈簧和阻尼器，目的是為了降低由于路面起伏引起的車體上下振動的問題。如果彈簧太硬、阻尼系數太小就起不到減振的作用；如果彈簧太軟、阻尼系數太小，消振就會很慢，在路面沒有起伏的情況下，車體還會振動。因此，要設計、計算汽車的減振彈簧和阻尼器參數，使汽車有合理的振動頻率和阻尼比，以及得到緩沖減振的效果，同時，還要避免汽車振動頻率與路面起伏頻率相一致的情況。因此，在課上要介紹從具體生活實例或工程實例到各個環節模型，最后到數學模型的過程，培養學生從具體實例到數學模型的建模能力。
三、將抽象的內容具體化、實踐化、工程化
控制理論中大部分定義、理論和方法都是比較抽象的，在教學過程中如果僅限于理論的介紹和論述，學生不僅會感覺空洞乏味，而且有“無本之木，無源之水”的感覺。如果教師能夠結合一些具體而又形象的例子，就會產生事半功倍的效果。例如在系統的穩定性這一章中，系統的穩定性是這樣描述的：系統穩定性是指系統在初始狀態，或者是輸入引起的初始狀態的影響下，由它所引起的系統的時間響應隨時間推移，逐漸衰減并趨向于零。系統不穩定性的定義是：系統在初始狀態的影響下，由它所引起的系統的時間響應隨時間推移而發散。教師要花很多時間解釋概念的內涵和外延，可是學生還沒有直觀形象的感覺。每當講到系統穩定性和不穩定性定義的時候，我們就列舉兩個實例，一個是倒立擺試驗臺，一個是起重機的起升機構的末端部分――鋼絲繩、吊鉤和貨物組成的正擺機構。倒立擺源于火箭發射瞬間的狀態，是一種不穩定的系統通過穩定控制手段，使其穩定倒立的一個典型教學實例；而起重機載荷擺動是在受到外界干擾作用下在鉛垂方向附近擺動，最終在空氣阻力作用下恢復到鉛垂方向，這個鉛垂方向就是它的平衡位置。倒立擺的平衡位置是鉛垂向上的位置，如果在外界干擾作用下離開平衡位置，在無外力作用的情況下就再也無法恢復到它的平衡位置了。通過這兩個工程實例形象直觀地介紹了系統穩定性與不穩定性這兩個抽象的概念。
四、強化學生機械工程專業背景知識
從培養學生系統的理論知識、綜合應用理論的能力和提高工程素質的目標出發，依據教學大綱，對課程內容進行整合優化，注重理論與工程實踐相結合、經典內容與技術發展前沿相結合，充分體現經典控制論在機械工程中的應用。從生產、科研中提煉代表性的實例，例如程序控制系統以繡花機為例，由于在繡花機里預先編寫了程序，所以繡花機根據程序運行，才能繡出美麗的圖案。雷達跟蹤系統是隨動系統代表性的工程案例。恒溫室是自動調節系統，無論外界環境溫度如何變化，都能保持室內溫度恒定。步進電機是典型的開環控制系統，所以有可能出現失步現象，但成本低，維修方便。數控機床伺服進給系統能精確定位，這是由于有反饋環節的作用，是閉環系統的典型工程案例。將這些代表性的工程案例貫穿于整個授課過程中，強化學生機械工程專業的工程背景知識，從中悟出機器運動的本質是運動控制的結果，體會到理論源于實踐，又服務于實踐的真理，理論與實踐相輔相成、不可分割。
五、培養學生的實踐動手能力
調整實驗教學計劃，更新與優化現有的實驗教學內容，改變實驗教學從屬于理論教學的現狀，制訂獨立的實驗教學計劃和實驗教學大綱，針對每一章節的課程內容設計實驗項目，編寫與教材相配套的實驗指導書，減少演示型、驗證型實驗項目，增加綜合型、設計型實驗項目。學生根據實驗指導書進行實驗，通過實驗加深理解和驗證所學的理論知識。
在完成正常課程的基本實驗外進一步開放實驗室，為學生提供一定數量的課外實驗選題，鼓勵學生加入教師的科研團隊，參與教師的科研活動，同時，為學生自帶課題及課外科技創新活動提供技術支持，培養學生動手操作能力和應用開發能力。指導學生根據自己對知識的掌握程度，在機電液控制系統實驗平臺上搭建實驗系統，模擬典型工程案例和科研課題，對系統的性能進行實驗研究，整理實驗數據，分析系統參數對系統性能的影響規律，評價系統性能，然后根據所學理論知識設計控制策略，進行系統性能校正，達到期望的性能指標，培養學生的實踐設計和動手操作能力。
通過學習Matlab軟件編程、Simulink軟件包以及工具箱的基本理論知識和基本操作知識，從簡單的典型環節著手，嘗試著用計算機模擬計算每一章節的習題，然后再模擬開環系統和閉環系統的設計及其性能分析方法，熟練掌握系統數學建模、時域性能分析、頻域性能分析、穩定性分析、性能校正的計算機仿真方法。同時，進一步進行機電控制系統的數學建模、創新設計、性能分析，嘗試用Matlab軟件編程或Simulink軟件包進行復雜機電控制系統的創新設計，培養學生的計算機輔助設計能力。
六、培養學生用控制論解決工程實踐問題的能力
要實現機器運動可以通過機構驅動的方式，也可以通過控制手段，還可以通過機構與控制系統相結合的方式。不同的機器具有不同的固有特性，只有在掌握了其動力學特性的基礎上，才能確定驅動方案，其中必有一種方案是最佳的。學生在機械原理課程中學習了各種機構，掌握了機構的運動規律。而本課程教會學生除了應用機構驅動機器外，還可以應用控制手段實現機器更加復雜的運動，培養學生如何將經典控制論應用于機械工程實踐中，根據“時域性能分析和頻域性能分析”的知識分析系統的動態性能，根據“系統性能校正”的知識設計控制系統，改變系統的運動特性，達到期望的運動目標。
七、結論
在《機械工程控制基礎》的教學過程中，首先要培養學生的抽象思維能力和邏輯分析能力，通過生活實例和典型工程案例巧妙地將課程的基本理論與工程實踐有機地結合起來，變空洞的理論具體化、實踐化、工程化，激發學生的學習興趣，通過強化機械工程專業背景知識，加強實驗教學、計算機模擬仿真、綜合實驗周訓練等教學環節，培養學生用經典控制論的方法去解決機械工程領域的實踐問題，使該課程逐漸成為廣受學生歡迎的實用性較強的一門專業基礎課程。
參考文獻：
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機械工程的內涵范文5
【關鍵詞】機械工程；技術；創新
1機械工程內涵概述
機械設備是各項生產事業的必備基礎工具。從功能可以將其分為粉碎機械、動力機械化、物料搬運與交通運輸機械等；從機械服務對象可分為化工機械、農業機械、紡織機械與礦山機械等；從工作原理可將機械分為透平機械、熱力機械、流體機械與仿生機械等。隨著社會化進程的不斷深入，機械工業成為支撐國民經濟的基礎行業，伴隨現代化科學技術快速發展。機械工業是科學技術物化的基礎，該產業的結構優化升級必須靠高新技術的突破來實現，而機械工程學科領域正是技術創新的基地。
2技術創新的方法――TRIZ
1946年，俄國學者阿利赫舒列爾（G.S.Altshuller）和他的同事最先提出TRIZ（發明問題解決理論）理論及基本方法，可以普遍適用于新出現的發明問題，協助人們獲得這些發明問題的最有效解?，F在，國際上已經對超過250萬項出色的專利進行過研究，大大充實了TRIZ的理論和方法體系。TRIZ理論有效地揭示了創造發明的內在規律和原理，目標是完全解決矛盾，獲得最終的理想解。它是基于技術的發展演化規律研究整個設計與開發過程，而非是盲目的創新。實踐證明，TRIZ理論可明顯加快人們創造發明的進程，并最終得到高質量的創新成果。
試錯法、發散思維法、聯想法等傳統的創新方法，是TRIZ理論出現之前人們進行發明創造采用的主要方法。與這些傳統方法相比，TRIZ創新法有不少優點，如該體系中總結了創新的規律性，使創新過程的方向感增強，提高了創新效率，有助于預測產品的技術發展趨勢。同時，TRIZ方法具有良好的可推廣性和普適性。經過半個多世紀的發展，TRIZ方法形成了自身比較完善的體系，并在多個行業得到應用。
技術系統進化理論是TRIZ中最重要的內容之一。該理論主要有8大進化法則，這些法則可以用來預測技術系統，產生并加強創新工具。這8大法則是：（1）技術系統的S曲線進化法則；（2）提高理想度法則；（3）子系統的不均衡進化法則；（4）動態性和可控性進化法則；（5）增加集成度再進行簡化的法則；（6）子系統協調性進化法則；（7）向微觀級和增加場應用的法則；（8）減少人工介入的進化法則。TRIZ法通常用于機械技術概念設計階段，針對研發過程提供先進的創新理論、方法及多學科的知識背景，運用軟件平臺引導設計者系統化地分析問題、分解矛盾。自創立以來，TRIZ增加了一系列工具，如，沖突矩陣、ARIZ、AFD、物質――場分析、ISQ、DE、8種演化類型40個創新原理，39個工程技術特性，物理學、化學、幾何學等工程學原理知識庫等。這些工具為創新活動的開展提供了基礎，從而使TRIZ的實際應用具有可行性。但是TRIZ方法并沒有提供如何與實際情況相結合的現成思路，因此在實踐中還有大量工作需要完成。
3機械工程技術創新模式
技術創新模式指借助新理論、新技術和新工藝，開發生產新的機械設備，提供新的服務。技術創新的模式可以根據技術創新的動力源、創新的內容、創新的重要性和幅度、技術創新的方法等劃分為以下幾類：
3.1合作創新模式
機械工程技術的合作創新模式是指企業、科研機構與高等院校之間聯合開展的創新活動。合作創新多出現于新興技術和高新技術領域，以共享資源或效益為前提，有明確的合作目標和合作期限，合作各方在技術創新過程中協商投入，共同參與，分擔風險。企業、科研機構與高等院校的合作創新是國內外機械工程技術創新的重要模式。
3.2自主創新模式
機械工程技術的自主創新是來源于組織內部的技術突破，通過獨立的研究開發活動，獲得擁有自主知識產權的技術，其成果通常是前所未有的重大科學發現、技術發明、原理性主導技術等，意味著在研究開發方面獨一無二的貢獻。自主創新可以擺脫技術引進和模仿造成的依賴性，其根本是占據技術領域的主動權。
3.3模仿創新模式
機械工程技術的模仿創新即通過模仿并改進已有技術而進行的創新活動，是對率先進入市場的機械產品進行改造再創新，即首先掌握被模仿產品的技術訣竅，在此基礎上產生新的創意，超過原來的技術水平，使新技術更具市場競爭力。模仿創新的優勢是能夠大量節約研發和市場費用，降低投資風險，但是這一模式具有較強的技術跟隨性。隨著我國知識產權保護的力度不斷增強，專利制度也在繼續完善，通過這種模式獲得效益顯著的新技術越來越困難。
4構造有利于實現技術創新的機制
圍繞一項技術創新項目所要的開展活動非常多，例如，設計項目方案，協調多方力量共同開展技術創新活動，對技術創新項目進行風險控制，對創新人員進行有效激勵以保證項目成功實施，以及對技術創新效果進行績效考核等。技術創新機制是一系列動力、規則和程序組成的復雜系統，核心為技術創新與市場需求之間的矛盾。該機制包括投融資機制，運行機制，激勵機制，考核機制等基本機制及眾多子機制，它們之間也存在著相互影響和相互制約。
4.1投融資機制
科技是促進社會和經濟發展的強大動力，但科技的發展絕不是孤立的，財政、金融、稅收、貿易等相關政策共同作用才能促進技術創新蓬勃發展。因此，在制定機械工程技術創新計劃時，一定要有財政、金融、稅收、貿易等方面政策意見的參與和協調，使所制定的技術創新方案具有可操作性。
4.2運行機制
運行機制是指技術創新逐步展開的規范化過程，它通常包含3個運行循環；（1）生產的物質流循環；（2）科技的信息流循環；（3）資金流循環。技術創新就是在這3個循環同時進行、互相配合中完成的。
4.3激勵機制
機械工程技術創新激勵機制是管理者與研發人員（激勵主客體）之間進行信息交流，達成協調的過程。就利益隸屬而言，技術創新項目的管理者和研發人員是相互獨立的，因此激勵要依據實現雙方利益目標這一原則進行。
4.4考核機制
在考核機制中，要建立考核原則，設計考核的流程和具體考核指標，明確負責人及其責任?？己说臄祿⒉淮硪磺?，它可能只是某些潛在管理問題的表象，關鍵在于技術創新項目管理部門如何綜合分析考核的數據結果，并以此作為技術創新機制管理的切入點，才能體現考核機制最有價值的意義。有效的技術創新機制是解放和發展現代生產力的根本途徑，開展技術創新的關鍵內容之一就在于建立有效的技術創新機制。
5結語
機械工業越來越成為國民經濟的支柱產業，因此各類機械工程企業均應繼續強化技術更新改造，有效提升機械產品現代化技術含量，科學推行產品研發更新，促進我國經濟建設持續發展。
參考文獻：
[1]嚴桂英.對我國機械工業發展現狀及對策的思考[J].改革與戰略，2008.
機械工程的內涵范文6
關鍵詞：實驗室體系；一體化；CDIO；機械工程
作者簡介：葛友華（1956-），男，江蘇鹽城人，鹽城工學院機械工程學院，教授；陳西府（1979-），男，山東臨沂人，鹽城工學院機械工程學院，副教授。（江蘇 鹽城 224051）
中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）32-0168-02
周濟院士在第二次全國普通高等學校本科教學工作會議上指出：“我國本科教學質量在世界上是先進的，但也有嚴重不足，最為突出的就是實踐能力較差?！盵1]實驗教學是工程教育中的重要環節，加強實驗室建設對增強學生的實踐能力具有重要意義。當前，我國大多數高校的實驗室建設存在三點嚴重缺失：一是資金投入不足；二是資源利用率低，絕大多數專業實驗室的使用率都在30%以下；[2]三是實驗類型單調。這些不足導致實驗設備陳舊、利用率低，實驗項目設置落后，實驗教學效果差。
基于以上原因，誕生于20世紀90年代的以能深化學習技術基礎和實際能力的二元學習經驗為特色的CDIO教學模式在國內外工程教育界受到廣泛關注，[3]并在我國多所高等院校得到應用、創新。[4]CDIO工程教育模式由構思、設計、實施、運行四個環節構成，CDIO教育理念主張學生以自主的、實踐的、課程之間具有有機聯系的方式學習和獲取工程能力。[5]CDIO共有12項標準，其中標準3“一體化的課程計劃”、標準7“一體化學習經驗”要求CDIO模式下的實驗室體系應具有“一體化”特征。
一、實驗室體系模型
第一，按照一體化的實驗課程體系進行實驗室系列建設，以項目實驗室為點、單元實驗室為線、實驗室系列為面、實驗室體系為體，構建了點、線、面、體的實驗室整體框架，凸顯實驗室結構、層次的結構一體化。
構建一體化的機械工程實驗室體系要結合學科特色和專業特色。各實驗室系列具有各自的專業性和學科性，彼此之間的聯系體現機械各專業之間的關聯。項目實驗室是實驗室體系中最基本的要素，各項目實驗室之間具有層次性和相關性，有特定的實驗內容和明確的培養目標，這些內容和目標具有明確的、關聯的互補性分工，共同形成了單元實驗室。同樣，各單元實驗室根據理論課程或理論課程群組建，能夠體現某一課程體系的實質要求，因而單元實驗室共同形成了一個有機的實驗室系列，這樣的實驗室系列體現了各專業內涵。需要說明的是機械各專業之間的課程交叉決定了各實驗室系列的交叉融合，這些交叉的實驗室系列構成了機械實驗室的有機整體。這一整體構架結合了鹽城工學院的機械專業特色和江蘇省重點實驗室建設。
按照機械類專業的培養目標和CDIO大綱的要求，結合國內外同類高校的培養方案、調研國內機械行業的需求和發展，建立和完善一體化的理論課程體系。以一體化的理論課程體系作為基礎參考，形成了機械基礎實驗室系列、機械制造實驗室系列、過程裝備與控制實驗室系列、機械電子實驗室系列、工業工程實驗室系列和綜合創新實驗室系列。每一實驗室系列由若干緊密相關的單元實驗室組成，依托于相應的理論課程群和實驗課程群。各實驗室系列之間有很強的交叉相關性，比如幾個單元實驗室能夠組成一個功能豐富的創新實驗室，從而進一步整合、優化實驗資源，可大大提高實驗資源的利用效率。
第二，緊緊圍繞一體化的實驗課程體系，強化學生的現代型機械工程師實踐能力、知識應用能力、創新能力、團隊協作能力和一定的社會能力，搭建具有能力梯度的實驗室立體平臺，推進知識和能力一體化。
從實驗室層次上形成了認知型、應用型、操作型、設計型、綜合型、創新型六個層次的實驗室，如圖1所示。其中認知型實驗室主要提供對機械行業知識、基礎理論知識的感性認識，加深學生對機械行業和理論知識的理解。應用型實驗室強調應用理論知識的能力，要求學生能夠分析、解決簡單的比較接近工程實踐的問題。操作型注重培養學生的動手能力；設計型和綜合型實驗室強調知識應用能力、理論結合實踐能力和團隊協作能力，突出體現知識能力一體化、理論實踐一體化；創新型實驗室力圖培養學生的綜合能力，重點體現學生的主體地位，比如機械創新設計實驗室、機械設計制造專業綜合實驗室等。
CDIO倡導一體化的課程計劃，培養目標定位為知識和能力的一體化。因此實驗室建設基于一體化的實驗課程體系，通過對實驗項目和實驗室的一體化建設實現知識和能力的一體化。項目實驗室的設置是按照實驗課程的培養目標對現有的實驗室進行改進、完善和更新，每個項目實驗室有明確的能力培養目標和實現方法。對實驗室的每個確定項目明確其知識培養目標和能力培養目標，目標的設定要能夠完整地體現CDIO的思想。最終各項目實驗室的目標總和能夠達到單元實驗室的總體目標，單元實驗室的培養目標總和達到實驗室系列的總體目標。
第三，按照CDIO對知識培養和能力培養的總體要求，對每一實驗項目進行詳細設計，從培養目標、培養方法、實驗內容、能力培養措施、考核方法等幾個方面優化實驗項目的內容，促進學生“做”與“學”一體化。
為實現實驗教學的“做”與“學”一體化，對實驗項目的內容進行了以下設計：實驗項目來源盡量結合實驗室實際、生產實踐應用。實驗內容總體上包括三個方面，即實驗準備、案例介紹、實驗指導。實驗準備主要提供實驗的知識應用背景、拓寬學生知識視野、增長實踐知識等。這一部分可包括適當的實習、考察、車間錄像以增強學生實踐知識；介紹與實驗項目相關書籍資料、生產背景等。案例介紹為學生獨立實驗提供參照和幫助，能把復雜的原理、背景、操作等具體化和簡化，以利于學生很快進入角色。實驗指導能從方案選題、方案設計等方面引導學生主動學習并構思實驗的對象。詳細設計后的實驗項目具有實驗內容具體、指導性強的特點，保證學生有能力實現由“被動灌輸”向“自主實踐”的轉變，從而促進了“做”與“學”的有效結合。
二、一體化實驗室體系建設的關鍵環節
其一，師資隊伍建設是CDIO模式下實驗室軟件建設的最重要方面。從教師培養、青年教師實習、學校企業合作等方面強化雙師型實驗師資隊伍的建設，同時推動教師自覺地進行CDIO教學方法的改革和探索。
CDIO標準9和標準10要求提高教師的工程實踐能力和CDIO教學能力，雙師型教師培養是實踐CDIO教學模式的重要基礎。首先，通過鼓勵教師創辦企業、支持橫向科研、強化服務企業意識等舉措推進教師實踐能力的提高。其次，強化青年教師兼職企業鍛煉。與周邊地區企業合作建立了十幾家優秀的實習基地，為80%的青年教師提供至少一年的企業鍛煉機會。最后，加強和企業合作。一方面直接引進企業高級工程師兼任實驗教師，另一方面是請有豐富經驗的企業人員參與實驗項目的設計?？傊?，實驗師資隊伍建設是實驗室建設規劃、設計、執行的主體，應使實驗教師深入了解、學習CDIO的基本思想。促使教師在實驗室建設中自覺地貫徹以學生為主體、教師為引導、知識與能力并重的實踐教學原則，真正執行CDIO的實驗教學標準。
其二，為確保CDIO理念的實施及效果，必須創新實踐教學管理模式。實驗室管理體制改革是實驗室建設的關鍵環節。我們大力發展開放實驗室、創新實驗室和自主實驗室來拓展實驗教學模式，提高實驗資源利用率，增加學生的主動學習經驗。
開放實驗室能夠解決實驗室人多、量大、資源利用率不高等問題，進一步滿足綜合性、設計性實驗等對實驗資源的高要求。創新實驗室是以學生為主體、教師為輔導的形式進行機械創新設計、創新項目研究的高度自主實驗室。通過創新實驗室的建設，鹽城工學院機械工程學院學生近年來在全國機械創新設計大賽、江蘇省創新設計大賽等比賽中獲得國家級一等獎一項、江蘇省一等獎、江蘇省二等獎多項。自主實驗室是學生自主組織、自發進行的興趣小組實驗教學。學院為學生提供場地、歷屆學生的設計產品、實驗項目成果等，學生們根據自己的想法進行自主實驗、設計和研究。在自主實驗室初期，需要配備指導老師并組織興趣小組，在學院內部展示、交流、競賽、評比等，影響和帶動更多的學生自主參與。
其三，CDIO模式下實驗室的硬件建設需要考慮資金投入、資源整合、教學需要等因素，我們結合自身實際提出雙平臺、多途徑、優化整合的建設思路。
鼓勵教研項目、科研項目、學生創新項目、自主實踐項目與實驗室相結合，豐富實驗室建設的途徑。從政策上大力鼓勵教師在教學的同時從事教研和科研工作，為其提供專門的辦公室和實驗場所。發展校企合作，實現企業學校共建實驗室。對于新建的應用型本科，應該結合自身的專業特色和學科優勢，結合地方經濟的發展，找到與地方企業結合的切入點，實現校企合作，共贏互惠。另外在現有實驗室資源基礎上進行更新、變革和重組，是滿足CDIO模式下實驗教學的重要途徑。
三、結論
構建CDIO模式的一體化機械工程實驗室體系是鹽城工學院實驗室建設和實驗教學改革方面貫徹“教育部關于開展高等學校實驗教學示范中心建設和評審工作的通知”中先進理念的集中體現，是該校機械設計及其自動化國家級特色專業建設的重要組成部分。經過近幾年的實驗室建設，鹽城工學院的機械實驗室中心具備了基本能夠滿足CDIO教學模式的硬件設施和軟件條件。從近幾年的畢業生就業反饋信息和在校生實踐創新競賽結果來看，實驗教學效果和綜合教學效果有很大提高。
參考文獻：
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