工程力學及機械設計基礎范文
時間：2024-01-09 17:33:09
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篇1
淮陰工學院是一所培養應用型人才的普通高等學校，“機械設計制造及其自動化”本科專業被江蘇省教育廳授予“江蘇省品牌專業”，被教育部遴選為“第二批高等學校特色專業建設點”。機械設計基礎類課程包括《工程制圖》、《機械原理》、《機械設計》及其課程設計等，是該專業主要的專業基礎課。本文根據專業人才培養目標和課程的特點，從教學內容、教學方法、教學手段方面進行了探索，引入三維設計軟件在機械設計基礎課程教學中應用，提高學生工程設計能力，培養適應企業需要的應用型人才。
一、機械設計基礎課程傳統教學方法的弊端
機械設計基礎類課程主要研究機械中常用機構和通用零件的工作原理、結構特點、基本設計原理和計算方法，是學習進程上從理論性課程過渡到結合工程實際的設計性課程。本課程在教學方法和教學手段上常利用多媒體、教學模型和掛圖，再輔以教具在黑板上繪制結構圖形。而多數學生沒有太多的工程實踐經驗，且零部件設計都是二維圖設計，多以設計計算為主，因而學生學習感到比較枯燥，設計零部件時缺乏全面考慮，繪制工程圖錯誤較多且自己很難查出問題。
二、機械設計基礎課教學實踐
隨著機械CAD技術的成熟，眾多三維設計軟件廣泛應用于社會各個領域，極大地提高了設計、繪圖的質量與效率。為此，高校的機械設計基礎課程急需進行教學體系改革，建立以三維設計為主線的機械設計模式。
1.整合教學內容，制定教學計劃
要使學生具備較強的三維設計能力，根據本院教學條件和學生情況，必須整合課程的教學內容、修改教學計劃、提高師資質量，建立符合本院實際情況的應用型機械類本科人才的培養體系。在學生接觸機械設計初期引入三維設計的概念，在機械設計基礎課程的教學各環節應用，并在四年學習過程中，不斷地應用，提高學生的工程設計能力。三維設計能力培養體系如圖1所示。
2.三維設計軟件應用于教學
機械設計基礎類課程大多在低年級開設，學生剛接觸機械專業知識，缺乏實踐經驗，對實際生產中的一些零件及結構不太了解，因此對教學內容難以掌握。用SolidWorks軟件進行輔助教學，改變傳統的教學方法和手段，提高學生的學習興趣，提高教學質量。
《工程制圖》課程難點和重點就是正確繪制工程圖，以往教學要用許多學時使學生掌握機件的投影關系，學生要有很強的空間想象力，而用SolidWorks軟件的零件模塊可以方便直觀地進行零件的三維造型，在工程圖模塊中自動生成二維工程圖，并隨三維模型的尺寸變化而變化，這樣能使教學的重點放到工程圖的表達和零件的技術要求標注，提高繪圖質量。《機械原理》主要講解各種常用機構，運用SolidWorks軟件的運動仿真功能，可以把各種復雜的機構以三維的形式，通過形象、生動、逼真的動畫演示直觀地展示給學生；利用其參數化設計，將修改自動反映到所有的相關對象。例如講解平面四連桿機構時，利用模型仿真不僅可以驗證所設計的機構是否滿足要求，同時還可以改變相應的參數，或以不同的構件為機架或調用不同長度的連桿進行裝配，讓學生參與設計并對設計結果進行現場演示加以驗證。《機械設計》中在講軸的結構設計時，對軸上零件的定位和固定，可預先繪制出各類軸上零件固定件，利用SolidWorks軟件裝配模塊對軸系各個零件進行裝配，演示如何進行齒輪的周向和軸向固定，軸的支承與固定，軸承如何裝配如何調整間隙，各零件之間的相互位置關系、零件的裝拆順序及零件的結構工藝性應注意的問題等，使學生掌握軸結構和軸上零件的固定結構，改變了以往單純的教學方式，在課堂上真正實現教學的互動。
3.三維設計軟件應用于課程設計
齒輪減速器是最常見的一種典型傳動裝置，由許多零件組成，如軸上傳動零件、軸承、聯軸器、軸承蓋和箱體等。機械設計基礎課程的課程設計主要內容是根據減速器的主參數（如輸入功率與轉速、輸出功率與轉速等）對每個零件進行設計、繪圖。首先根據設計數據，利用零件模塊繪制減速器各個零件的三維建模，對于標準件和齒輪，可以利用Solidworks中的插件直接生成。利用裝配模塊對繪制好的零件進行裝配，裝配過程中可以直觀地發現零件的尺寸是否有誤，各部分的結構是否合理，各零件的固定是否準確，裝配好的結構可以進行干涉檢查，發現問題可適時修改零件模型，在裝配結構中重新生成即可。裝配正確的裝配結構可以進行運動仿真，檢查減速器的運動狀況，對重要的零件進行受力分析等等。利用三維軟件設計，有限的在2周時間內，使學生將重點放在減速器的結構設計上，可以較全面地考慮整體結構（包括油溝結構，油杯的選擇等），使設計貼近實際的工程設計，掌握正確的工程設計基本理念，而不是把時間用在繪制圖紙上，從而提高機械設計效率和質量，提高學生的工程設計能力。
三、結 論
通過以三維設計為主線的機械基礎課程教學，使學生初步具有用三維設計軟件設計機械產品的能力。在后續的機械加工等專業課學習中，可以利用三維設計軟件的加工模塊生成NC程序進行模擬或機床加工，可對三維軟件開發產品的全過程有較深刻的了解；在大學生課外創新設計或畢業設計中可以靈活利用三維設計軟件進行設計，做到大學四年不間斷，提高學生的工程設計能力，適應企業對人才的需求。
參考文獻：
［1］ 曹巖，趙汝嘉.Solidworks2007基礎篇［M］.北京：化學工
業出版社，2007.
篇2
如何在學時偏少的情況下，培養學生的工程計算能力、通用機械零件和簡單機械的設計能力，特別是培養學生的創新能力?這一問題需要任課老師認真思考并通過教學內容的整合來解決。在深入企業廣泛調研，與專業人才培養方案及相關課程反復認證后，與企(行)業技術人員共同商榷，將“工程力學”、“機械原理”、“機械設計”及“三維設計軟件”等課程整合為“機械設計基礎”。遵循以就業為導向、以能力為本位的原則，打破傳統的工程力學、機械原理、機械設計、三維設計軟件系列的理論體系教學常規，將工程力學、機械原理、機械設計、三維設計軟件理論基礎知識安排在一系列的任務中，通過任務來完成一個項目，再通過具體的項目來檢驗學生掌握整個課程的情況。這樣，在學生掌握了傳統的知識基礎上，拓展了課外知識，培養了發現問題、分析問題的能力，進一步加強了學生解決實際問題的能力。教學中，可將常用機構、聯接、帶(鏈)傳動、齒輪傳動、軸、軸承及聯軸器等相關內容設計成若干個項目。在項目中，根據各任務的要求，穿插工程力學、機械原理、機械設計相關知識，在完成項目后，要求利用三維設計軟件完成每個零部件的三維設計效果圖，從而使學生感受到自行設計產品的喜悅。
二、合理確定工作任務
項目教學模式是借助各種工作任務來實現的，學生是主體，教師為主導。然而，高職院校的學生大多數能力有限、經驗缺乏、意志力薄弱，一旦遇到困難，學習興趣就會減退。因此，確定的工作任務既要在教學過程中能充分發揮教師的主導作用，研究學生的學習狀態，又要在實踐中循序漸進，便于采用低起點、分層次、多訓練的方法，調動所有學生的積極性。由此可見，項目的任務確定尤其重要。在理解漸開線參數方程、漸開線標準直齒圓柱齒輪幾何尺寸的計算及參數測定相關特性后，根據需要講授相關的工程力學知識，而后進行齒輪設計。最后，在Pro/E中制作齒廓漸開線，采用方程式的方法精確生成，選用笛卡爾坐標系，通過陣列、再生等命令即可完成整個齒輪的輪齒制作。采用以上方法生成的齒輪三維模型，使用“再生”命令，通過人機對話的方式重新輸入齒輪相關參數，就可以生成新的齒輪，如圖3所示。從而將抽象的齒輪設計變得直觀，并且在項目實施過程中，學生也學會了如何分析問題、解決問題。同時，利用人機交互的方式快捷地生成了不同參數的齒輪三維模型，避免了重復勞動，提高了設計效率。這樣，學生學完“機械設計基礎”后，再去學習“三維設計軟件”，既培養了學習興趣，又不會出現與后續課程相脫節的現象。在完成一系列項目后，最終利用所有項目知識，完成帶式輸送機傳動裝置設計。由此，通過這些穿插在教學過程中的各種工作任務，實現純粹的、枯燥的理論知識向對學生今后職業能力提高有所幫助的儲備知識的轉化。
三、采用形式多樣的教學手段
實現學校與企業無縫接軌，構建內容豐富、集二維與三維、項目與任務、虛擬與現實等于一體的教學系統。加強對學生實踐技能的訓練和動手能力與創新意識的培養。充分利用本行業典型的生產企業資源，建立實習實訓基地，實踐“工學”交替、“工學”結合，滿足學生的實習實訓，同時，為學生的就業創造機會。打破傳統的教室授課，充分利用實驗室、實訓中心、校辦工廠、企業等實踐教學場所對學生進行項目化教學，建立一支“雙師型”教學團隊，實現理論教學與實踐教學合一，滿足學生綜合職業能力培養的要求。以項目5為例，通過參觀企業生產齒輪流程，學生查閱齒輪應用，齒輪相關參數測定，對齒輪進行力學分析，分組設計齒輪直至完成三維齒輪設計，完成5個任務。對于由三維軟件設計出的齒輪，在后續課程可以直接在企業或校辦工廠進行加工，做到與后續課程的無縫銜接。同時，加工出的齒輪又可以作為新生“機械制圖”課程的測繪零件，便于對新生進行看得見的入學專業介紹，從而真正做到專業各課程的相互關聯。
四、建立科學合理的評價體系
對學生的學習評價，在關注其知識與技能的理解和掌握的同時，要關注他們情感態度的形成和發展;在關注其學習的結果的同時，要關注他們學習過程中的變化和發展。評價的手段和形式要科學合理，要將過程評價與結果評價相結合，同時，要充分關注學生的個性差異，發揮評價的啟發激勵作用，增強學生的自信心，提高學生的實際應用技能。教師要善于利用評價所提供的大量信息，適時調整和改善教學過程。為保證課程改革的實現，應著重對學生進行過程評價。以項目5為例，過程考核以檢查學生對項目中所涉及到的基礎知識、實驗、分析、設計、建模等環節的完成情況為主，其評分比例以各占20%為宜。這五個環節分別涉及工程力學知識、實驗數據處理、任務分析思考、查閱資料設計、三維軟件建模五個部分，在考核方法上可以采用筆試、口試、實驗、查閱資料、討論、協作、設計等形式，以增強考核的綜合性與靈活性，突出對學生能力的考核。由于學生存在個體差異性，為了突出創新設計和注重應用的新理念，對在參加國家級、省、市級各種比賽中獲獎的學生，或為企業解決了實際問題的學生，在不違反法律法規、校紀校規的前提下，可以將其直接考核為良好甚至優秀。同時，可進行一些拓展項目，以充分突出對學生的能力培養。對教師的評價由學生、同行和行業專家進行，從而真正做到教與學相結合、學校與企業相結合。
五、結語
篇3
機械工程專業主要課程
主要課程：主干學科：力學、機械工程主要課程：工程力學、機械設計基礎、工程熱力學、現代控制理論、材料加工工藝與設備、測試技術、計算機系列課程、經營與管理、電工與電子技術基礎理論課程。
主要實踐性教學環節：包括軍訓、金工、電工、電子實習、認識實習、生產實習、社會實踐、課程設計、畢業設計(論文)等，一般應安排40周以上。
主干學科：力學、機械工程。
機械工程專業就業方向
國家有關部門、科研院所、高等院校、企業、高新技術公司應用CAD及分析軟件從事各種機電產品及機電自動控制系統及設備的研究、設計、制造，如：進行工業機器人、微機電系統、智能裝置等高新技術產品與系統的設計、制造、開發、試驗與研究工作。
從事行業：
畢業后主要在機械、儀器儀表、新能源等行業工作，大致如下：
1、機械/設備/重工;
2、儀器儀表/工業自動化;
3、新能源;
4、電子技術/半導體/集成電路;
5、汽車及零配件;
6、其他行業;
7、計算機軟件;
8、原材料和加工。
從事崗位：
畢業后主要從事機械工程師、高級機械工程師、結構工程師等工作，大致如下：
1、機械工程師;
2、高級機械工程師;
3、結構工程師;
4、自動化機械工程師;
5、電氣工程師;
6、機械設計工程師;
7、助理機械工程師;
8、模具工程師。
機械工程專業培養目標
篇4
1南京工程學院環境工程專業課程開設介紹
南京工程學院環境工程專業自2006年開設以來，已有8年的辦學歷史，不論是人才培養還是課程建設，都已經步入正軌，有著良好的發展態勢。環境工程專業的課程設置已經具有一定的規范和模式，積極地向社會的需要和高級應用型人才的培養而努力。南京工程學院環境工程專業人才培養方案中已開設的專業課程有：①基礎課為《無機化學及實驗》、《有機化學及實驗》、《分析化學及實驗》、《物理化學及實驗》、《發電廠動力設備》、《流體力學（水力學）》、《儀器分析及實驗》、《環境監測及實驗》、《環境化學及實驗》、《工程制圖與CAD》和《化工原理及課程設計》等課程；②提高課為《環境工程CAD》、《環境給排水技術》、《水污染控制工程》、《電廠水處理技術》、《大氣污染控制工程》、《火電廠脫硫脫銷》、《噪聲污染控制工程》、《環境微生物學》、《環境土壤學》、《環境專業英語》、《固體廢物的處理與處置》、《環境管理與規劃》、《環境影響與評價》和《環境生態修復技術》等課程。這些課程組成了環境工程專業的人才培養框架，我們將它與一些兄弟院校做對比后可以發現，環境工程專業課程開設比較大眾化，課程設置與大多數院校環境工程專業差別不大。由于專業成長僅有8年時間，走“大眾化”教學路線，學習眾多院校環境工程專業人才培養模式無疑是最穩健的方法。在起步中求穩，這才是對學生負責的課程開設起步方式。但是，隨著課程開設時間的加長，僅停留在舊的人才培養方案是不可取的。但新的方案來之不易，不僅需要向其他院校學習，同時也要更多的考慮學生本身的需求。所以，進行環境工程專業課程設置的滿意度和期望度調查十分必要。
2調查情況
2.1調查表設置調查以網絡調查表的形式展開，請南京工程學院環境工程專業07級（已畢業），08級（畢業班）及09級（即將進入畢業班）三個階段的大部分同學參與調查。調查表（見圖1）分為兩個板塊，第一個板塊是讓同學們對已學過的專業課程（包括基礎課和提高課）進行評分，測評學生對已開設課程的滿意程度；第二個板塊為未開設專業課程（包括基礎課和選修課），測評學生對這些課程的期望程度。每個課程設置最高分為6分，按照“滿意（期望）”到“不滿意（期望）”的次序，分數依次為6分、4分、3分、2分和0分。我們不妨認定高于65%的分數（3.9分）才可被認為達到滿意（期望）程度。
2.2調查表數據分析07級參與調查的人數為15人，由于他們剛走出校園，與社會、工作接軌，他們會在課程開設的意義和有效性上比未畢業同學具有更強的把握性。08級參與調查的人數為48，部分參與考研，部分參與找工作和實習，對社會的要求有了初步的接觸，但考研的同學對相應報考高校考研要求專業課的重要性有深入了解。09級參與調查的人數為32人，他們對社會需求的認識不是很強，但對許多沒學過的課程充滿向往，對研究學生的期望度有很深刻的意義。
2.3調查結果
2.3.1已開設專業基礎課滿意度
課程的滿意度參差不齊，但是有的學科體現出了明顯的優勢或劣勢。我們可以從圖中明顯地找到如下結論：①《發電廠動力設備》課程學生打分普遍不高，評分最低，滿意度低于3.9；②《環境監測》課程學生打分普遍很高，滿意度在5.0以上，優勢明顯；③《物理化學》、《儀器分析》兩門課程滿意度差異性大；④《發電廠動力設備》和《流體（水力）學》兩門課程滿意度差異性很小；⑤《環境監測》和《工程制圖與CAD》兩門課程與培養方案相呼應；⑥《發電廠動力設備》課程與培養方案有明顯的差距。
2.3.2已開設專業提高課滿意度
課程的滿意度差異也較大，有的學科體現出了明顯的優勢或劣勢。我們可以從圖中明顯地找到如下結論：①《環境專業英語》和《環境管理與規劃》兩門課程學生評分最低，滿意度低于3.9；②《水污染控制工程》和《環境影響與評價》兩門課滿意度均在5.0以上，優勢明顯；③《固體廢物的處理與處置》、《環境規劃與管理》兩門課程滿意度差異性大；④《大氣污染控制工程》、《環境生態修復技術》兩門課程滿意度差異性很小；⑤《水污染控制工程》和《環境影響與評價》兩門課程與培養方案相呼應；⑥《環境專業英語》和《環境管理與規劃》兩門課程與培養方案有明顯的差距。
2.3.3未開設專業基礎課期望度
課程的期望度盡管差異比較大，但并未出現明顯的優勢或劣勢。我們可以從圖中明顯地找到如下結論：①《機械設計基礎》、《工程力學》和《電工學》三門課程學生評分最低，期望度低于3.9；②沒有課程期望度達到5.0以上，學科無優勢，僅《環境生態學》期望度4.5分，為最高；③《普通化學》、《環境學》、《機械設計基礎》、《電工學》和《環境生態學》五門課程期望度差異性大；④《生物化學》、《工程力學》和《環境工程原理》三門課程滿意度差異性很小；⑤《機械設計基礎》、《工程力學》和《電工學》三門課程與培養方案有明顯的差距。
2.3.4未開設專業提高課期望度
課程的期望度變化幅度比較大，單課程的差異性也較大，卻并沒有學科表現出明顯的優勢或劣勢。我們可以從圖中明顯地找到如下結論：①《環境統計學》、《垃圾填埋場設計》和《環境機械與設備》三門課程學生評分最低，期望度低于3.9；②沒有課期望度在5.0以上，學科優勢不明顯；③《泵與泵站》、《清潔生產》和《環境經濟/社會學》三門課程滿意度差異性大；④《環境監測系統管理》、《環境監察》、《環境調控學》和《環境機械與設備》四門課程滿意度差異性很小；⑤《環境統計學》、《垃圾填埋場設計》和《環境機械與設備》三門課程與培養方案有明顯的差距。
3建議
通過學生對專業課滿意度和期望度的調查可以發現很多問題，針對與培養方案有較大差距的相關課程，要分析其功能，對其進行適當刪減或改進；對滿意度、期望度不高的學科進行適當改動；并建議加入“專業方向選擇性”教學。
3.1相關性較低課程刪減或改進《發電廠動力設備》課程對環境工程實用性不強，可考慮刪減。從學生就業方向可見，雖然部分同學畢業會去電廠從事相關工作，但很少能接觸動力設備。從事鍋爐、汽輪機等動力設備的工作，僅學這門課是不夠的，而其中熱學、流體力學等基礎知識在《物理化學》和《化工原理》中都會細講。《機械設計基礎》可刪減。該課程是機械專業課程的基礎課，與環境基本沒有關系，即便是環境機械設備方向也不需要用這門課做基礎。環境工程專業08級開設過該課，學生的反對聲音強烈。《工程力學》和《電工學》都是工程類基礎課程，但工程類課程不一定對環境工程專業都適用。《電工學》實用意義不大，可刪減。《工程力學》可保留，該課程對將來參與施工等工程項目的同學依然有很大用處。《環境專業英語》課程對學生的雙語能力有提升，有利于學生掌握專業詞匯，對外文文獻閱讀有幫助，該課程不能刪減。但是學生滿意度低說明課程效果不好，可以做適當改進，比如增加文獻翻譯實踐、專業多方向詞匯歸類等活動加強學生學習興趣。《環境管理規劃》課程是絕大多數院校環境工程專業的專業課程，但課程滿意度低，則需要改進。僅從課堂講授知識會枯燥乏味，需要增加案例教學、實踐調查、學生分析等環節強化學習效果。#p#分頁標題#e#
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1、畫法幾何與機械制圖、工程力學、電工技術、電子技術、機械設計基礎、汽車制造工藝學、計算機輔助設計基礎、汽車理論、汽車構造、汽車發動機原理、汽車電器及電子設備、汽車檢測技術、汽車故障診斷與維修。
2、汽車維修工程是以應用基礎為指導，以實用的工藝技術為基礎并綜合運用各相關學科的先進方法來解決汽車技術狀況的維護、性能指標的恢復以及使用壽命的延長等問題的技術與實踐專業。
3、汽車維修工程教育專業培養適應中等職業技術教育發展需要，掌握汽車技術基礎理論和基本技能，具備較強的實踐動手能力和創新精神，能從事汽車技術類課程教學及能從事汽車檢測、維修、營銷、設計、服務、金融保險等方面工作的高級應用型人才。
（來源：文章屋網 ）
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一、機械工程基礎課程特點及內容
機械工程基礎是普及機械和機械工程的基本知識、基本概念和基本內容的課程。對文科類、管理類、計算機類、藝術設計類等專業具有開拓學生的視野、增加知識面、拓寬專業、提高學生的工程能力的作用;其任務是培養學生認識機械和機械工程的能力,是工科類非機械類專業具有工程特色,適應高新科學技術社會發展的需要。機械工程基礎的內容選擇是根據機械工程的基本內容確定的。主要講授機械發展與人類社會進步的關系及機械工程發展的趨勢,介紹工程力學、工程材料、工程制圖的基本知識,簡述機械的組成原理與工作原理、常用機械零件強度、剛度的概念、機械產品的制造技術、液壓傳動和氣動技術的概念、現代設計方法等等內容。學生通過對各部分內容的學習,了解機械及其產品從設計、制造到使用過程中需要哪些知識及其在機械產品中的地位和作用。
二、機械工程基礎實驗內容分析
機械工程基礎實驗按照實驗課教學體系分為設計與制造工藝、檢測與分析、材料與性能三個部分。機械工程基礎實驗是一門獨立的實驗課程,所有實驗都在機械基礎課實驗教學示范中心進行。本實驗課與工程力學、工程制圖、機械原理、機械設計、工程材料及成型技術基礎、互換性與技術測量基礎等課程的理論教學相銜接。
1. 實驗理論
(1)韌、脆性材料在受拉、受壓和扭轉時力學性能測試的原理和方法;電測法基本原理,單向、平面應力狀態的靜態應變測量與應力計算的原理和方法;沖擊動荷系數測定的原理和方法;現代光彈測量的基本概念。(2)組合體模型的測量和組合體視圖及剖視圖的繪制方法和尺寸標注方法,機械零件功能和結構分析方法以及機械零件測繪方法和步驟,部件功能和結構分析方法以及部件測繪方法和步驟。(3)機構運動簡圖測繪與結構分析,機械運動分析方法,漸開線齒輪范成加工原理,剛性轉子的動平衡原理,機械動力學,典型機械零件狀態測試,滑動軸承性能測試與分析的原理和方法,減速器結構分析方法和步驟,各種典型機構及典型機械的綜合分析方法。(4)金相顯微分析的原理和方法;試樣制備方法,Fe-C狀態圖、C-曲線;表面強化原理和方法;焊接接頭顯微組織分析的原理和方法;力學性能(布氏硬度、洛氏硬度、顯微硬度、摩擦性能)測試的原理和方法。(5)機械加工完成后零件的尺寸誤差、形位誤差、表面粗糙度、螺紋幾何參數誤差的基本原理和方法;零件互換性所進行的必要的精密技術測量的原理和方法;測量數據的處理技術的原理和方法。
2. 實驗教學
著重講授如何用科學的手段來完成理論的驗證;如何組織實驗、處理數據和分析實驗現象;介紹常用設備和儀器的原理、構造和使用維護方法以及綜合實驗內容的思路和方案設計等。
3. 對學生能力培養的要求
(1)培養學生運用實驗原理和方法進行科學實驗的能力,即如何從實驗目的出發,根據什么原理,選擇何種實驗方案,配套哪些儀器設備,確定實驗程序從而獲得準確的數據并得出正確的結論。(2)通過實驗熟悉常用儀器、設備的基本原理、結構、性能;學會調試儀器和排除故障。同時,要培養學生分析問題和解決問題的能力,使學生的實驗技能進一步得到訓練和提高。(3)通過本課程的學習,加深對相關理論課程教學內容的理解,加固理論知識。(4)通過實驗過程以及完成實驗報告,培養學生嚴肅認真、實事求是的科學態度和一絲不茍的工作作風。
三、實驗項目的設置
1. 機構運動參數測定與分析實驗
基本教學要求:初步了解電測機構運動參數的基本原理,利用計算機對平面機構動態參數進行采集、處理、實測、仿真比較優化設計,分析機構參數對機構動態參數的影響。
2. 機構運動簡圖測繪與分析實驗
基本教學要求:掌握根據機械實物模型繪制機構運動簡圖的技能;計算自由度、驗證機構運動確定性;了解正確選擇長度比例尺方法。
3. 軸系結構設計實驗
基本教學要求:熟悉和掌握軸的結構與設計,軸上零件的常用定位與固定的技術方法,軸系結構設計的要求與常用軸系結構,為后續機械設計打下良好的基礎。
4. 金相顯微分析法實驗(鐵碳合金平衡組織顯微分析)
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摘?要：本文根據新形勢下現代工業的日益發展需要及技工院校機械設計基礎課程教學中的問題和經驗，對機械設計基礎課程整合的必要性、關鍵問題及對策作了探討。
關鍵詞 ：技工院校 機械設計基礎 整合
隨著新技術、新工藝的不斷涌現，各專業的知識框架不斷調整，以就業為導向的技工教育課程設置、教學內容、教學方法也將順應潮流，進行不斷的修整改革。機械設計基礎是一門理論性、系統性較強的課程，又因涉及內容眾多，設計繁復不能很好地被學生吸納。基于此，筆者提出對該課程進行整合改革。
一、進行課程整合的必要性
1.課程整合是技工教育發展的需要
技工教育具有明確的導向性，即以學生就業為導向，以培養高技能人才為目標。它強調以能力為本位，重視學生實踐動手能力的培養。現有大部分機械設計基礎教材過于強調學科體系的完整性，注重學生設計、計算能力的培養，不符合當前技工院校學生整體素質偏低的基本學情；同時與工程力學的銜接不夠好，一般院校兩課獨立設課，分開教學，不能很好地實現知識的融合，需要教師不斷重復講解，擠占了大量的課時。同時因為內容枯燥復雜，導致學生喪失學習興趣，教學效果不佳。所以，將此等專業基礎課進行合理的整合，是技工教育發展的必然趨勢。
2.課程整合是行業發展的需要
隨著現代工業的不斷發展，機械設計中模塊化趨勢日益顯現，標準件應用愈加廣泛，使得技工院校機械設計基礎的教學重點由設計向合理選用轉變。同時，計算機輔助設計技術不斷發展，進一步提升了機械設計項目的效率和質量，廣泛為企業（行業）所采納。為此，技工院校機械設計基礎應適時進行課程整合，推陳出新，減少教育的滯后性，以期培育成果能被企業所接納。
二、課程整合中的關鍵問題及對策
1.整合課程內容，建立更加科學合理的課程體系
“整合”不是簡單的合并，而是通過某些方式彼此銜接，實現資源共享和協同工作，形成一個有價值有效率的整理。可見要求整合后的機械設計基礎課程內容上更符合技工院校的整體學情，更貼近現代生產實際。具體做法有如下幾方面。
其一，選取內容上推陳出新，去除傳統教材中現實生活中已淘汰的或不適用的內容，增加新技術、新方法。如去除傳統老舊過時的機械分析與設計內容，增加計算機輔助設計和運動分析。
其二，針對技工院校學生自身學習特點，壓縮傳統和敘述性內容，減少理論性較強內容的公式推導、理論計算，突出應用性和實用性，不過分強調知識的系統性和完整性。如弱化材料力學中強度、剛度等的計算，將一些專業理論知識有機地融入到實驗、實踐環節中，真正做到因材施教，為學生減負。
其三，內容整合，將機械設計基礎與工程力學課程中的知識點揉為一個整體，進行集中串講，如齒輪傳動的受力分析、軸的強度計算等內容，利于學生理解和掌握。
其四，突出專業特色，目前大多數院校機電專業、機制專業、模具專業甚至是汽車專業的專業基礎課程授課內容均一致，與專業形成“兩層皮”割裂的狀態，導致學生誤以為這些課程無用，學習興趣不濃。為此，此次整合應根據不同專業，選取不同的工程實例，組織相應的教學內容，做到學以致用。例如，針對汽車專業的學生，教師應選用汽車組件、零件作為實例講解；針對維修專業的學生，選用各種機床部件、零件作為實例，并以這些工程機械作為分析對象，講述工作原理，分析機構特點、進行設計等。授課內容為學生所熟悉，又關乎專業，容易引起學生興趣，激發學習熱情。
2.整合教學方法和手段，注重工程意識及實踐能力的培養
傳統教學中，機械設計基礎課程的教學不外乎老師講、學生聽，學生進行“滿堂灌”的被動式學習。學生除了熟記公式、原理，卷面上獲得一個高分外別無所獲。這也解釋了為什么在校拿高分的學生到企業進行獨立設計與開發時無從下手，不能很好地實現理實轉化。因此，整合課程內容的同時還必須對教學方法、教學手段進行整合改革。
傳統教學中以教師為主導，通常結合典型案例講解知識點，學生通過例題了解某個知識點，但無法獲知其在整個系統中的作用、與其他知識的鏈接等，以至于無法運用。由此我們將傳統的“知識傳授型”教學模式向“能力培養型”轉化。通過學生自身動手探究、驗證、獲得知識和技能，強調以學為主，注重學生在教學過程中的參與性和主動性，讓學生真正體會到學以致用，提高學生的職業素質和技能。
在具體實施中，以模塊、項目教學的方式展開教學。例如將典型的平面機構作為一個模塊來展開教學，可以選取牛頭刨床作為實例，學生通過自己動手拆裝，了解牛頭刨的基本結構、各機構各自的特點及相互的傳動關系，掌握帶傳動、齒輪傳動、曲柄導桿機構等常用平面機構的工作原理，對機構的應用形成感性認識，再由教師講授其中涉及的平面機構常見的理論知識，學生通過測繪、組裝、試運行，使得理論知識得以升華，最終起到指導實踐的作用。在這里課堂不再是常規的教室，而是設在了車間；學生也不再是規規矩矩地坐著聽，而是以動手探究、小組討論、總結的方式獲得知識；教師在此過程中起到組織、管理、協調和監督的作用，學生在整個教學過程中處于主體地位，提升了其主人翁意識，使其增進了對專業的理解，培養了他們的工程實踐意識。
在教學手段中，光憑粉筆、掛圖、模型等傳統教具進行演示的方法已無法滿足當前的教學需要。以多媒體網絡技術為主體的電化教學可以使抽象問題變得直觀，復雜問題變得簡單，動態問題變得可視，在提高教學效率的同時也提升了教學效果。例如兩齒輪的嚙合原理通過動畫模擬，直觀地將嚙合過程展示給學生，使其輕松理解教師的教學意圖。當前計算機輔助設計的發展也為該課程教學提供極大的便利，原先需要復雜計算、推導的內容，只要通過相應軟件對某種機構進行設計計算，便可輕松獲知，如齒輪傳動中的受力分析、機構間的相互干涉等。
三、課程整合中的相關問題
1.實踐環節的配套改革
本課程中的實踐教學除配合理論教學外，主要是培養學生觀察、測量、分析能力及對專業（職業）的忠誠度。因此在設立實踐項目時一方面需要考慮學校自身的硬件配套，另一方面需要緊密聯系市場，淘汰老舊過時、引進新技術、新發明，定期更新實踐教學內容，尤其是在配套的課程設計過程中，應結合技工院校學生自身學習特點，減少計算的難度和數量，突出應用軟件輔助設計，重點放在結構設計方面。
2.任課教師的素質培養
相比傳統教學，改革后的教學對于教師自身素質提出了更高要求，一方面要求教師自身具備工程實踐意識，有較強的動手能力去指導學生，另一方面要求教師知識更加系統化、全面性，具備熟練運用新技術的能力，如各計算機輔助設計軟件的應用、全媒體的制作使用等。
參考文獻：
[1]張明輝,餻寶海.機械設計基礎教學改革初探[C].全國機械設計教育研討會議,2008.
篇8
關鍵詞：應用型創新人才 培養模式 機械專業
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2014.04.017
進入21世紀以來，社會發展日新月異，高校的改革不能只關注教學本身，而應該更多地關注社會發展趨勢與企業的需求，努力使自己培養出來的學生更加符合社會需求。
寧波大紅鷹學院機電學院機械設計制造及其自動化專業自2008年隨著學校升本以來，至今已經招收五屆學生，共計1200名左右，學院包括學校明確提出要辦機械類專業應用型創新人才的培養模式，并且非常重視。隨著08級本科畢業生進入社會開始工作，學院對學生所在的中小企業做了機械設計制造及其自動化專業人才培養目標及規格調查問卷，并進行相應的分析，為更好地推進機械類專業應用型創新人才的培養模式打下基礎，使得我院機械類畢業生能更好更快地融入企業，為企業服務。
我們深入調查了畢業生在企業里的工作情況，與企業進行大量溝通，了解企業對我們畢業生的基本要求，從而修訂了學校本科機械類專業應用型創新人才培養模式，從以下幾方面考慮：
1 專業培養目標
本專業立足浙江、面向長三角，培養德、智、體、美全面發展，具備機械設計、制造、自動化等方面的基礎理論、基本知識與應用能力，能在工業生產第一線從事機電領域內的計算機輔助設計與制造、科技開發、運行管理等方面工作的高素質應用型人才。
2 應用創新型人才的專業培養基本要求
2.1 應用創新型人才的知識結構
第一，具有較扎實的自然科學基礎，較好的人文和社會科學科學知識，較好地掌握本國和一門外國語言、文字的知識。 第二，較系統地掌握本專業領域寬廣的技術理論基礎知識，主要包括力學、機械學、電工與電子技術、機械工程材料、機械設計工程學、機械制造基礎、自動化基礎、數控加工技術等基礎知識。 第三，了解企業運行管理、銷售等方面的基礎知識。第四，具有機電一體化裝備、模具設計與制造和制造信息化等專業方向之一所必需的專業知識，了解其前沿及發展趨勢。
2.2 應用創新型人才的能力結構
第一，具有正確運用本國語言、文字撰寫和閱讀科技論文、設計說明書的能力。第二，受到現代工程師的基本訓練，具有進行機電產品設計、制造及設備控制的基本能力。第三，具有本專業必需的制圖、計算、實驗、測試、文獻檢索等基本技能。第四，能夠順利閱讀本專業的英文資料，具有一定的英語聽、說、寫能力和涉外業務處理能力。第五，具有計算機技術應用能力，本專業必需的基本工藝操作能力。第六，具有初步的科學研究、科技開發、組織管理能力。第七，具有較強的學習能力和創新能力。第八，掌握鍛煉身體的基本技能。
2.3 應用創新型人才的素質結構
第一，具有較高的政治素養和良好的道德品質。第二，具有較強的自信心、進取心和社會責任感。第三，具有求實誠信、吃苦耐勞、愛崗敬業的品質和良好的團隊合作精神。第四，具有良好的學習習慣。第五，具有健康的體魄和良好的心理素質。第六，具有較強的法律意識、市場意識、安全意識、質量意識以及創新意識和創業精神。
2.4 應用創新性人才的職業資格要求
推薦獲得下列證書之一：
第一，熟練掌握一類數控機床的基本操作，達到相應的國家職業資格中級工或以上水平。第二，機械AutoCAD（Ⅱ）級或以上水平證書。第三，Pro/E（Ⅲ）級或以上水平證書。也可以是（UG、MasterCAM等同級證書）。
3 應用創新型人才培養的創新點
學校為了配合學生的各種能力的培養，在加強理論學習的同時，完善實踐教學，培養學生發現問題、分析問題、解決實際問題的能力，以項目驅動為教學改革手段，提高學生的工程應用和知識創新能力，增強學生畢業后在工作崗位上的快速適應性。其中實踐教學體系一般主要由以下幾部分組成：
第一，需要掌握的基本技能主要包括了工程制圖學完后的機器測繪、工程力學中的常用實驗、公差配合與測量技術實驗、金工實習等，這些實習內容培養學生具有基本的動手能力。第二，專業技能主要是課程設計，其中包括了機械設計課程設計（以二級減速器的拆裝設計為主）、機械制造基礎課程設計（以不同的夾具設計為主）、電工電子課程設計（PLC、單片機）、機械原理課程設計、液壓傳動課程設計等，目的是培養學生具有基本的實踐技能。第三，創新設計主要包括全國挑戰杯設計大賽、浙江省機械設計大賽、學生的專利申請等，主要培養學生的工程創新思維與動手能力。第四，專業考證包括了數控加工技術、AutoCAD、PRO/E及Solidworks等職業資格認證培訓，為今后在工作崗位的發展能打下堅實的基礎。
4 結論
根據應用型本科機械類專業工程應用型創新人才的企業需求分析，提出機械類專業應用型創新人才培養的新模式，按“一核心三方向”的要求創建專業知識培養體系：以數控制造為專業核心，以機電裝備制造、模具制造、制造信息化為專業方向；按“一突出三加強”的要求創建能力培養體系：突出技術應用能力，加強學習能力、涉外業務處理能力和創新能力，以此為我校機械類專業應用型創新人才的培養質量提供強有力的保證。
參考文獻：
[1]杜柳青，楊翔宇.面向機械制造及其自動化專業的工程應用型人才培養模式探討[A].第十屆全國機械設計教學研討會論文集[C]，2008.
[2]鄒景超，劉萬福.民辦高校機械設計制造及其自動化專業人才培養模式的研究與實踐[D].黃河科技學院工學院，2010.
[3]李培根.構建創新人才培養體系之我見[J].中國高等教育，2008，（5）.
篇9
關鍵詞 對口單招 工程力學 教學改革
中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2017.02.058
Abstract In order to cultivate applied more professional skills of personnel， carry out corresponding Application-oriented Institutions more and more. This form of enrollment to secondary vocational college graduates as the main source of students， and counterparts undergraduate education in the university there are still many problems. Based on the engineering mechanics course as an entry point， the existing problems are analyzed. This paper introduces some problems existing in the teaching of engineering mechanics， and analyzes the causes of the problems.
Keywords recruiting； Engineering Mechanics； teaching reform
近幾年來隨著高新科技的快速發展及應用，以及國家“萬眾創新、大眾創業”發展戰略布局的不斷深化，社會各個領域對高素質應用型人才的需求越來越多。具體來說，各行各業對又懂理論分析又懂技術應用的就業者需求度不斷增大。因此越來越多的本科院校開展了針對中等職業院校生源的招生，即對口單招。此種招生形式旨在培養應用型專業技能人才，同時為高職學生提高學歷層次開辟了通道，為優秀高職學生提供了繼續學習的機會。①
對口單招教育因其招生對象的特殊性和傳統的本科教育有不小的差別。由于對口本科生源之前所受教育形式有別于普通本科學生，在知識結構、思維方式等方面有別于普通本科學生源，有其自身獨特的特點。而針對對口本科的教育模式尚待完善，其中存在血多問題。而針對對口本科的“工程力學”教學仍基本沿用普通本科的教學模式，因此存在一些問題。對這些問題進行深入的分析有助于對口本科學生對“工程力學”以及后續課程的學習，從而對對口本科學生的培養和教育產生有益的影響。
1 對口本科“工程力學”教學現狀及問題
結合對本學校對口本科學生的教學以及對其它應用型本科院校的調查研究，將對口本科“工程力學”教學存在的問題總結如下：
第一，對對口本科學生的教育目標和認識存在偏差，過分的強調理論是實踐的先行，不能將培養具有職業能力、高級應用型人才的目的在“工程力學”教學中完全體現。教學的目標普遍較為迷茫，沒有形成特色之路。結果是教師教起來吃力而學生學起來更覺得費勁，教學效果自然不好。
第二，在“工程力學”教學中缺乏案例教學、實踐教學以及基于工作過程的教學。教學內容對于對口本科學生顯得空洞不夠實用。很多學生因此感覺迷茫，不知所學為將來何用，從而喪失專業學習的動力。對學生的長期發展產生不利影響。
第三，大部分對口本科的學生對“工程力學”的學習沒有興趣，表現為缺勤率較高，課堂氛圍不夠活躍，作業抄襲現象嚴重。整體學習效果較差，對口學生在期中和期末考中不及格率明顯高于普通本科學生。對于機械類對口本科學生而言“工程力學”是專業基礎課，在此課程學習中出現問題直接影響了后續專業課程的學習。
2 問題的成因
在對口本科“工程力學”教學中存在以上問題的原因，既有主觀因素也有客觀因素，是多方面的。
首先，對口單招推行的時間尚短，許多院校開展此類招生較為匆忙，配套尚不完善，對對口本科學生的培養模式尚處于摸石頭過河階段。許多普通高校對職高、中專生源認識不夠深入，不能掌握對口學生的特點進行因材施教。借用原有培養方案成為了開展新專業培養的捷徑，許多院校采取了套用原有的本科或者是專科的培養方案，或者將兩者進行簡單拼湊。結果就造成對口本科培養計劃是按照本科的學制、專科的培養方案在進行。教學中自然會出現諸多問題。
其次，與“工程力學”課程的特點有關。“工程力學”是一門專業基礎課，在工科學生培養體系中是一門承上啟下的課程。②在“工程力學”之前的先修課程有“大學物理”“高等數學”等，所以學生對“大學物理”和“高等數學”課程知識掌握的透徹與否將直接影響“工程力學”的學習。該門課程本身理論性較強，“工程力學”作為工科學生接觸到的第一門專業課，以其為基礎的后續課程有“機械設計”、“機械原理”以及“機械制造”等。“工程力學”課程本身有較強的理論性，內容較多。許多院校在該課程中涵蓋了理論力學和材料力學的絕大部分內容并且其中包含大量的理論推導和數學計算，傳統的教學方式很難達到良好的教學效果，容易讓學生產生枯燥之感。其中尤其材料力學部分，有許多抽象和難以理解的內容，為其學習造成一定的困難，而一旦讓學生產生厭學情緒對后續課程將會有非常大的影響。
第三，與對口本科學生區別與普通本科學生的特點有關。對口本科學生有自己獨有的特點，不能充分研究其特點并在教學中加以應用，必然會對教學效果產生不利影響。對口本科的學生受之前職業教育的影響，普遍基礎知識較為薄弱，理論性學習能力不強。在“高等數學”和“大學物理”等課程學習成績上遜色于普通本科的學生。以本學校為例，對2014～2015兩屆機械電子工程對口本科學生調查，統計近兩年對口學生的兩門課的成績。對口本科學生在“大學物理”和“高等數學”課程的優秀率均低于普通本科學生近30%，如此以來更加大了對口學生學習“工程力學”的難度。調查中發現有85%的學生對“工程力學”的學習存“畏難”情緒，認為其理論性較強、難度較大自己很難學好。還有一種現象值得關注，由于受先前課程學習不佳的影響，39%的學生對學不好“理論力學”多少抱有一些“理所應當”的心理。
3 解決問題的探討
在對口本科“工程力學”教學中存在的這些問題對于對口本科學生其他專業課程的學習有一定的共性，影響后續乃至整個本科過程的學習，嚴重阻礙了應用型人才的培養，因此必須深入思考這些問題的解決方法。根據對口本科學生和“工程力學”課程特點，以及問題的成因，應從以下三個方面著手來解決問題。
第一，深入了解本校對口單招生源的基本情況，將對口本科學生的培養與普通本科學生的培養區別開來，為其制定專門的培養方案和教學大綱。強化對對口本科學生“應用型”培養定位的認識，以“必須、夠用”作教學基本原則，③同時努力使教學內容對學生“需要、實用”。還應多從社會就業需求出發及學生接受更高層次教育出發，脫離實際應用的教學必然是無源之水。此外各地區的中等職業教育形式和內容的差別較大，應結合地域特點，對生源進行充分了解和精準定位。
第二，改變對口本科學生對“工程力學”課程的認識。首先，讓學生明確應該學好“工程力學”。在緒論環節對本課程生動完整的介紹，激發學生對課程的興趣，提高學生對課程重要性的認識。其次，讓學生相信能夠學好“工程力學”。要特別注意幫助學生樹立學好“工程力學”的信心。由于對口本科學生在職高或者中專階段已經學習了一些專業相關知識，要做好這些知識和“工程力學”內容的銜接。由易至難，幫助學生克服“畏難”情緒。及時糾正學生的錯誤觀點，不能將基礎薄弱作為學不好“工程力學”的借口。考慮在某些力學知識講述之前對必須的數學、物理知識作相應的回顧。由于對口本科學生先前教育背景各有不同，例如有些學生來自職高有些學生來自普高，學生之間知識基礎也有參差。應加強與學生交流，建立定期學生反饋機制。
第三，最終應從“工程力學”課程本身找出突破口。首先針對對口本科學生的知識基礎和培養目標，減少和優化內容。例如考慮對于對口本科學生數學基礎薄弱及后續學習需要，運動學和動力學兩部分可以刪去。對于課程中眾多的公式應減少理論性的推導，加強理解和應用。但減應有度，不是一味的將所有涉及數學推導的部分都去除，某些重要的理論推導對理解和應用有很大幫助。④對于對學生數學基礎薄弱不應一刀切的回避，應想方設法激發學生的興趣和能力。例如在講解截面慣性矩的時候穿插牛頓和萊布尼茨的故事、在梁彎曲變形時候講述伯努利以及歐拉對小撓度微分方程推導做出的努力和貢獻。讓學生感受數學和力學的奧妙，增加課堂的樂趣，提升學生學習的興趣。其次，改善教學手段和方式。充分利用網絡和多媒體教學的便利，多采用圖像、視頻、實物演示等教學手段。提升學生課堂的參與度，多一些啟發性的問題交給學生去討論。將課程內容更好的與生活實際、工程實踐結合，例如在講解壓桿穩定性問題時，由小麥倒伏以及加拿大魁北克大橋事故引入等。如此來提升“工程力學”對學生的親和力。第三，增加相關的實驗和實踐，改變原有考核機制。受普通本科教學模式的影響，許多院校針對對口本科學生開設的實驗課、實踐課過少，不能將“學”與“用”緊密結合。應增加課上的實驗實踐，使學生近距離體驗力學理論的現實應用。同時在課下嘗試開展與力學相關的小型競賽，充分發揮對口本科學生動手能力強的優勢，把“要學生學”變成“學生要學”。在考核時應考慮將實驗、實踐考核以及平時競賽結果納入期末綜合考核。
4 結束語
對于對口本科學生的培養，應始終明確其培養目標，要同時兼顧理論性知識的掌握，也要重視理論知識的實踐應用。對口本科“工程力學”教學中存在的問題，要靠明確培養目標、了解學生特點，將教學內容隨學生而變、隨現實需要而變來解決。
注釋
① 尤青，周定暉.本科院校口單招學生存在的學習問題分析[J].淮陰工學院學報，2011.20（4）：81-84.
② 范欽珊.工程力學[M].北京：高等教育出版社，2007.
篇10
在傳統的機械類專業課程設置中,主干課程一般分為技術基礎課程和專業方向課程。技術基礎課程如工程力學、機械制圖、公差與配合、機械工程材料、機械原理、機械設計、機械CAD等,這些課程組成為以機械設計課程為中心的機械類專業技術基礎課程群,簡稱機械設計課程群[1]。傳統的機械設計課程群的內容追求的是學科體系的完整性、學科間相對的獨立性,結果出現了內容交叉及知識點銜接不緊密問題。對于課程的知識的要求,老師在對落后知識點的處理上,大多數只是蜻蜓點水般簡單介紹,致使學生覺得內容繁雜及思路不清、理解不透徹,學習的效果差。在本專業課程教學的過程當中,仍存在著“重局部、輕綜合,重理論、輕實踐”的種種現象。機械設計課程是一門機械零構件設計、強度和剛度設計的綜合性學科,和機械制圖以及公差與配合等的課程聯系非常緊密。受傳統課程框架的制約以及授課學時的限制,課程改革只能是局部的,常常造成機械設計的實訓環節內容單一,涉及的交叉課程綜合運用問題也暴露無遺,尤其是在與精度設計內容相關的知識運用等方面,學生總是一味地照搬照抄,缺乏的是獨立思考及解決問題的能力,在機械設計過程中,幾乎看不到機器協調性很高的精度設計思想及工程設計中的創新,同時也達不到預定設計的要求,也說不上利用計算機軟硬件提高設計效率。有些教材甚至還存在以下問題:某些技術概念陳舊,使用的教學實例已不符合現在技術要求,技術標準不是國家最新標準,煩瑣的理論公式推導占用較大篇幅,課程設計部分選題脫離實際,等等。
以上問題已嚴重影響教學質量,致使學生缺乏創新能力和解決實際工程問題的能力,這與卓越工程師的培養目標根本不適應。東莞理工學院機械設計制造及其自動化專業,是國家教育部批準的高校“卓越計劃”第一批試點專業之一。近年來,在機械設計專業“3+1”人才培養模式中,通過與企業的研討溝通,不斷完善人才培養方案,迫切需要以工程應用能力為主線的課程整合、教學課程體系的重構[4]。卓越工程師的培養目標下的新型機械設計課程群的建設與改革將勢在必行!許多應用型工科院校課程群的建設仍處在初始階段,課程群建設的概念和內容以及方法及體系的構建沒有統一標準,在一定的程度上影響課程群的建設質量。因而對于課程群的建設與改革將是長期而復雜的過程,需要我們不斷地努力探索與奮斗!
一、機械設計課程群的建設與改革指導思想
在“重基礎、寬口徑、強實踐、擅應用”的指導方針下,基于卓越工程師的培養目標,圍繞著“一個中心、三個基本能力”進行機械設計的課程群建設和改革。在編寫課程群網絡課程時,打破課程內容的歸屬性,弱化了課程個性的概念,強化發課程內容間的融合、交叉和關聯,樹立了大課程的觀念,從能力培養的目標層次上來掌握課程內容的分配與實施,進一步地優化專業結構和布局,對專業的建設進行科學與準確的定位。
在編寫課程群網絡課程時,還應當采用基于學習產出的教育模式(Outcomes-Based Education,縮寫為OBE)進行課程體系設計。圍著機械設計專業預期“學習產出”,反向設計各門課程,確定各門課程對于實現預期“學習產出”的貢獻和程度,突出實現卓越工程師的能力培養。
二、機設課程群的建設內容
(一)修訂培養計劃和教學大綱,完善機械設計課程群體系
2013年,機械設計課程群的主要教師通過與數十家東莞大中型制造企業共同溝通研討,對機械設計及其自動化專業的培養計劃和教學大綱進行全面修訂,新的培養計劃和教學大綱是面向工業界,培養素質、知識、能力協調發展,基礎扎實、知識面寬、工程意識和工程實踐能力強,具有創新精神、較強的自主學習能力、優秀的職業道德,系統地掌握機械設計、制造、自動化的基本知識、基礎理論和基本技能,具備從事機電產品和設備的研究設計、加工制造、技術管理、應用與開發、運行維護、經營銷售等方面的工作能力和素質,得到機械工程師、制造工藝師和產品服務工程師等基本訓練,適應珠三角地區特別是東莞市的制造業產業升級需要,具備國際化視野和現代工程師素質的應用型高級專門人才。根據新的培養計劃和教學大綱,構建以工程應用為主線的,以傳統機械設計理論與方法為基礎的,著重提高學生工程素質及綜合應用與創新設計能力培養的機械設計課程體系。
(二)基于OBE教育模式進行機械設計課程群體系設計
采用基于OBE教育模式進行課程群體系設計,其本質就是課程計劃的“反向設計”,明確各門課程、每節課對于實現預期“學習產出”的貢獻及程度。
根據新的培養計劃和教學大綱,我校機械設計專業畢業生應是適應珠三角地區特別是東莞市的制造業產業升級需要的、具備國際化視野和現代工程師素質的應用型高級專門人才,即卓越機械工程師。教師要根據“學習產出”類型,使用多樣化的教學方法。老師可以把自己與名人的工作實踐經驗和創新的經歷,細致地介紹給自己的學生,激發學生的創新意識和學習熱情。激勵學生們自由選題,開展各種小發明的制作,以及軟件開發與教學
論文撰寫等多種多樣的創新活動。在課堂教學中還要多鼓勵學生積極思考,敢于提出問題、回答問題,使學生養成積極主動思維的習慣。
在理論教學方面,要多結合實際工作中的工程對象,實行理論分析計算與工程實際相結合的模式,將先進現代教學的工具及傳統教學的方法有機地結合起來,摸索出一種手段先進的、生動活潑的、內容豐富的教學新模式。
任課教師應盡可能地創設豐富的教育環境,調動學生積極地參與到整個教學過程。在課程的教學上,教師也可以采取測驗、問卷及項目等多種多樣化的評價方法,對自己學生實際“學習產出”進行評估,根據評估結果及時調整該課程教學內容和改進教學方法。
(三)樹立大課程觀念,優化各課程內容,突出以機械設計課程為中心和工程應用能力的培養
1.打破各課程內容的歸屬性,弱化各課程個性概念,強化計算機技術在機械設計過程中的應用。機械設計課程群的目的是為機械產品設計服務,經過課程群的學習,幫學生培養基本機械設計的能力,也是機械設計制造及其自動化本科專業的培養目標。在課程群各門課程教學與改革中,要以機械設計為中心點,根據具體設計的程序,將零部件制造與設計進行完美的組合,同時,要充分考慮機電產品的具體設計要求,對于課程群的內容進行規劃和整合。著重課程群的整體性建設,增強不同課程間的互補與整合,促使教學內容的有機結合,避免了缺失與重復,形成了完善及合理的課程群體系。
例如在編寫《機械設計》及《公差與配合》的網絡課程時,要突破課程內容界限,重新精簡課程群組交叉的內容,運用“綱要信號網絡法”,將典型零部件的運動設計及結構設計作為提綱,以具體設計方法為信息,把《機械設計》課程圖表及公式和《公差與配合》的幾何量公差及檢測內容,納入機械設計的信息圖庫,同時,充分發揮多媒體教學聲像并茂的優勢,充分與學生進行信息交流,加強了教學重點,彰顯了機械設計知識的綜合性與整體性。
計算機設計能力的提高,將有助于創新能力與解決實際工程能力的大幅提高。CAD/CAE技術的進一步發展引起了機械設計領域的大改革,機電產品的設計理論、方法和手段等,都發生了巨大的變化。機械設計的過程,從構思分析研究,以及加工工藝的制定和產品仿真的評價,均是運用計算機模擬出的三維空間完成的,它的設計分析過程,也十分符合產品的運行規律。因此,應將培養學生使用計算機設計的能力作為主要培養目標,將計算機設計的技術和各門傳統的課程相連接,建立課程群體系,激發學生們在機械方面創新設計的潛力。課程群中計算機繪圖、CAD等課程的設立,對于學生計算機設計能力的培養,打下了很扎實的基礎;也在其他各課程教學的過程中,比如機械原理課程,運用計算機編程進行參數化設計,又增強了計算機的學習及應用。通過引進計算機輔助設計和分析,使計算機教育在整個大學階段持續并逐步強化,從而使學生的計算機設計能力得到極大提高,達到提高學生創新能力與解決實際工程能力的目的。
2.整合精簡課程重復內容,增加新技術、新概念、新的工程應用實例以提高學生的工程應用能力。對某些課程有重復內容的部分進行整合與刪除。例如,《機械制圖》與《公差與配合》課程中皆有極限、配合、形位公差等知識內容,可考慮將《機械制圖》中相關知識點刪除,同時在課時安排上進行一定調整。這樣既避免了教師在教零件圖與裝配圖知識時要花較多時間與精力去闡明極限、配合、形位公差等知識,又節約了教學課時,從整體上提高了教學效率。《工程力學》、《機械原理》、《機械設計》中也有一些知識點重復,如應力、應變等知識,可以進行合理整合與刪除。
刪除《機械原理》、《機械設計》等課程中比較復雜的理論公式的推導過程,只保留公式具體應用的說明。如《機械設計》課程中帶傳動中受力分析、有效拉力公式的推導過程;齒輪的接觸應力強度和彎曲疲勞強度公式的推導過程等。
目前我校機械學院使用的部分教材中存在一些不符合時代特征的技術和工程應用實例,如滾動軸承標準等可能不是國家最新技術標準。利用學校圖書館的文獻數據庫查閱最新的相關知識,結合課程群教師的科研項目和東莞企業的先進技術,更新舊知識與技術標準,增加新技術、新概念、新的工程應用實例。在“機械設計課程群”的系列課程教學中,課程群教師應盡量以實際工程應用作為教學實例,通過課程群教師長期理論聯系實際的教學,以達到培養及提高學生解決實際問題的能力。(四)把提高學生創新能力和解決實際工程問題能力進行課程設計教學內容及實驗教學內容改革在所有課程設計的過程中,突出了課程設計的內容,貫穿了更加系統的觀點,從全部方案設計及具體結構的設計,摸索出了一套系統的方法,來提高學生的綜合設計能力及創新實戰能力;充分利用現有實驗、儀器設備,開展了創新設計的活動;利用現代的設計實驗室設備、功能較強的設計平臺以及面向工程實踐的軟件等,給自己的學生提供了把全新的現代設計方法運用于設計過程的良好平臺。
鼓勵自己的學生直接參加老師的科研課題,同時,作為本課程設計的題目及畢業設計的題目,把學生所學基本知識直接應用于工程實踐。
保存培養學生基本技能的驗證性實驗,增強了學生綜合性和設計性的實驗項目。以現代的工程教育實踐的觀念作為指導,并且自主設計實驗系統,設立具有工程特征的真實與虛擬的、綜合設計的實驗。學生實驗的項目具備教學實驗和工程實踐背景相結合,培養工程實踐的創新意識,訓練工程實踐的能力,來實現工程教育回歸工程實踐的教學目標。
建立多種多樣的學生機械創新實踐活動的平臺,可以說是深化改革機械設計課程群實踐的教學內容。研究與創新實踐設計訓練的平臺,是學生們完成創新實驗項目、制作設計產品的基地,如我校機械學院的機械創新團隊,學生們都可以在老師們親自指導下,完成“微型太陽能汽車”的設計與制造、裝配和整機的測試,機器人創新團隊近年來在各種國家機器人比賽中取得了優良的成績;3D打印創新團隊也在全國機械創新比賽和大學生挑戰杯比賽中取得了優良的成績。這些機械創新實踐活動平臺極大地提高了學生的工程實踐能力和創新能力。
(五)強化機設課程群教學團隊建設,促進教學團隊持續性發展
教學團隊的建設是課程群建設的關鍵所在,應該充分優化教學隊伍的結構;充分發揮主動性和積極性,吸引國內外人才充實到教學的隊伍中;激勵中青年教師積極進取,獲得博士學位;堅持將人才培養質量的提高作為團隊工作的第一要務。通過教學研究、科學研究和國際交流提升教學隊伍整體水平。目前我校機械工程學院已形成一支知識結構和年齡結構合理,責任感強、團結協作精神好,整體教學能力強,教學經驗豐富,教學特色鮮明,教學效果好的機械設計課程群教學團隊。本課程群的教學團隊的特點是著重“理論教學、實驗教學及工程應用教學”三元結合和相互促進,將機械基礎理論、機械設計新技術和工程應用知識的傳授放在首要地位,為學生工程應用能力和終身學習能力的形成打下扎實基礎。
三、結語
