導語：如何才能寫好一篇機械工程測試技術(shù)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：機械工程測試技術(shù)；工程教育認證；課程改革

前言

測試是人類認識客觀世界的重要手段，是科學研究的基本方法，在工程技術(shù)領(lǐng)域中，科學實驗、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)監(jiān)督、質(zhì)量控制等都離不開測試技術(shù)，它主要研究各種物理量的測量原理和測量信號分析處理方法[1]。機械工程測試技術(shù)介紹了測試技術(shù)的系統(tǒng)組成、基本原理，以及對測試信號數(shù)據(jù)的分析方法，能夠?qū)C械工程測試中應用較多的振動、位移、力、溫度等物理量進行檢測和處理，是機電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)和橋梁[2]。以濱州學院為例，機械工程測試技術(shù)是一門面向機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)機械電子方向的必修課程，先修課程包括大學物理、電工電子學、控制工程基礎(chǔ)等，與后修的機電一體化系統(tǒng)設(shè)計形成了完整的機電類專業(yè)課程體系[3]。通過課程改革，進一步整合相關(guān)教學資源和教學內(nèi)容，增強測控類應用培養(yǎng)，豐富機械專業(yè)的應用型課程體系，為將來從事控制類的機械專業(yè)學生打下良好的基礎(chǔ)。本課程安排在本科教學的第五學期，學生具有一定的專業(yè)基礎(chǔ)，同時部分學生參與了科技創(chuàng)新大賽，有使用傳感器進行參數(shù)檢測的經(jīng)驗，這為課程的學習提供了良好的基礎(chǔ)。由于本課程應用性強，按照傳統(tǒng)的教學方式，信號頻譜分析的理論部分要求較高、較難，傳感器部分種類多且雜，導致學生學習時興趣不足、學習動力不夠，教學效果無法滿足應用型人才培養(yǎng)的需要。自2005年以來，我國開始構(gòu)建工程教育認證體系，逐步開展專業(yè)認證工作，于2016年6月成為《華盛頓協(xié)議》正式成員。工程教育認證是實現(xiàn)工程教育與工業(yè)界對接，提升工程人才培養(yǎng)質(zhì)量的有效途徑，因此探索工程教育認證視閾下的課程改革，對于更新教學理念、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量、推進地方高校專業(yè)認證具有重要的現(xiàn)實意義[4]。因此，濱州學院緊緊圍繞培養(yǎng)高素質(zhì)應用型人才的目標，在工程教育認證的背景下，進行了機械工程測試技術(shù)“案例+實驗”導向的教學方法改革，改變了傳統(tǒng)教學中灌輸式教學方法，啟發(fā)和引導學生主動學習，既有利于學生掌握基礎(chǔ)理論知識和基本技能，又較好的培養(yǎng)了學生的工程實踐能力。

一、課程培養(yǎng)目標

機械工程測試技術(shù)是以機械工程領(lǐng)域為應用背景，解決工程中常見動態(tài)物理量的測試問題。通過本課程的學習，培養(yǎng)學生掌握信號采集、傳輸、變換及數(shù)據(jù)處理的基本原理和實驗方法，能根據(jù)研究對象合理選用傳感器，具備構(gòu)建基本工程測試系統(tǒng)和進行常見參量檢測的能力，為進一步學習、研究和處理測控工程問題打下基礎(chǔ)[5]。具體體現(xiàn)在以下三個方面：（一）知識目標1.信號時域和頻域的描述方法，建立起信號頻譜分析的概念；利用傅立葉變換對周期信號和非周期信號進行頻譜分析計算。2.測試裝置靜、動態(tài)特性的評價方法和不失真測試條件，并能用于測試裝置的分析和選擇；掌握一階、二階線性系統(tǒng)動態(tài)特性及其測定方法。3.常用傳感器的原理、特點、應用以及傳感器的選用原則。4.信號調(diào)理電路（電橋、調(diào)制與解調(diào)、濾波、放大）的工作原理和性能，并能較合理的設(shè)計和選用。5.數(shù)字信號的一般處理步驟；相關(guān)分析及功率譜的基本原理、方法和應用。（二）能力目標1.具備正確運用測試方法、合理選用測試儀器、科學分析與處理數(shù)據(jù)的能力。2.培養(yǎng)運用所學知識構(gòu)建測試系統(tǒng)和分析、解決實際測試工程問題的能力。（三）素質(zhì)目標1.培養(yǎng)學生具有科學的思維方法、自主學習的意識和創(chuàng)新精神；具備工作嚴謹、誠實守信、敢于承擔責任的職業(yè)道德與操守。2.通過參與案例分組討論和實驗項目操作，培養(yǎng)學生溝通和團隊協(xié)作精神。

二、課程體系構(gòu)建

本課程分為理論和實踐兩大部分，包括32學時的課堂講授和8學時的傳感器綜合實驗操作。課程體系整體框架如圖1所示。理論教學共8章內(nèi)容，包括緒論、信號及其描述、測試裝置的靜態(tài)和動態(tài)特性、常見傳感器的原理與應用、信號調(diào)理與記錄、信號處理初步、測試技術(shù)在工程中的應用以及虛擬儀器技術(shù)。其中，第二章信號及其描述主要包括信號的分類與描述，周期信號與離散頻譜，瞬變非周期信號與連續(xù)頻譜，隨機信號。第三章測量裝置的特性主要包括靜態(tài)特性，一階、二階動態(tài)特性，測試裝置對單位階躍信號的響應，實現(xiàn)不失真測量的條件。第四章傳感器原理與應用主要包括電阻式、電容式、電感式、磁電式、壓電式、熱電式與光電式傳感器，其他傳感器及智能傳感器，傳感器的選用原則。第五章信號調(diào)理與記錄主要包括電橋、調(diào)制與解調(diào)、濾波、信號放大、測試信號的顯示與記錄。第六章信號處理初步主要包括數(shù)字信號處理的基本步驟，相關(guān)分析及其應用，功率譜分析及其應用。第七章工程應用中應變、振動、轉(zhuǎn)速、溫度等常見工業(yè)參數(shù)的測量系統(tǒng)的構(gòu)建，理論與實驗緊密聯(lián)系，并結(jié)合第八章虛擬儀器技術(shù)開展基于Labview實現(xiàn)計算機數(shù)據(jù)采集。實踐課程共分為4個實驗，實驗項目為懸臂梁固有頻率的測量（驗證性實驗），轉(zhuǎn)速和溫度的綜合測試與分析（綜合性實驗），電子秤的設(shè)計（設(shè)計性實驗）。通過三個不同層次的實驗要求，結(jié)合豐富的傳感器與基于Labview的測控系統(tǒng)，學生通過親自動手操作基本上掌握工程測試的系統(tǒng)構(gòu)建和處理方法。培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力，提高解決實際測試工程問題的能力。

三、基于“案例+實驗”教學的課程模式改革

機械工程測試技術(shù)關(guān)注新技術(shù)、新知識的導入，以案例+實驗教學驅(qū)動激發(fā)學生學習的積極性，培養(yǎng)操作技能和創(chuàng)新意識[6]。本課程以多媒體演示、案例教學和實驗操作為主要方法和手段，堅持理論聯(lián)系實際的教學理念，共引入5個完整案例和4個實驗項目設(shè)計對所學知識進行綜合運用。

（一）探索案例教學模式，培養(yǎng)學生的工程意識和能力

案例1為壓縮機齒輪箱故障診斷。通過齒輪箱振動信號頻譜分析，確定最大頻率分量，然后根據(jù)機床轉(zhuǎn)速和傳動鏈，找出故障齒輪。案例2為傳感器在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應用。該案例來源于教師服務(wù)地方項目———“基于Labview的果園智能系統(tǒng)設(shè)計”研究課題，通過構(gòu)建果園數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實現(xiàn)了空氣和土壤的溫濕度、光照、pH值、風速風向、CO2濃度等參數(shù)的檢測和數(shù)據(jù)傳輸，是傳感器應用的綜合體現(xiàn)。案例3為濾波在鋼管無損探傷中的應用。利用電渦流傳感器對鋼管進行裂紋檢測時，由于外界干擾信號中含有低頻噪聲，通過低通濾波器處理后得到有用信號，分析高頻成分得到裂紋的程度和位置。案例4為互相關(guān)在管道泄漏檢測中應用。根據(jù)互相關(guān)的性質(zhì)，提取出兩個信號之間的滯后時間，計算出泄漏點距離中心點的位置，并引申出如何消除誤判，增加系統(tǒng)檢測的可靠度。案例5為基于Labview的頻譜分析儀設(shè)計。利用Labview自帶頻譜分析模塊，通過簡單的圖形化編程實現(xiàn)對于信號的頻譜分析并顯示。

（二）精心設(shè)計實驗項目，建立以學生為主的應用型實驗模式

學生根據(jù)傳感器綜合實驗臺提供的30幾種傳感器以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，構(gòu)建硬軟件系統(tǒng)，團隊協(xié)作完成相關(guān)物理量的采集和分析，充分發(fā)揮學生主觀能動性，利于培養(yǎng)學生的實踐動手能力。實驗1為懸臂梁固有頻率測量。通過構(gòu)建懸臂梁結(jié)構(gòu)，在一端施加不同頻率的激勵，采用傳感器測量振動信號，分析該二階系統(tǒng)的頻譜特性，得到懸臂梁的固有頻率。實驗2為電子秤的設(shè)計。將物品重量通過懸臂梁轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)變形再通過應變片構(gòu)成的電橋電路轉(zhuǎn)化為電量輸出，從而實現(xiàn)質(zhì)量與電量之間的線性關(guān)系。實驗3和實驗4為基于Labview的轉(zhuǎn)速和溫度測量。利用YL2000傳感器綜合試驗臺，構(gòu)建轉(zhuǎn)速和溫度采集平臺，利用數(shù)據(jù)采集卡和PC機實現(xiàn)數(shù)字信號的采集和分析。

（三）豐富授課方式和手段，改革課程考核和評價方法

根據(jù)課程內(nèi)容協(xié)調(diào)采取多種教學方式和手段。理論性較強的內(nèi)容，宜采用板書為主的教學手段，比如頻譜分析的推導等；同時采用Labview作為機械工程測試信號分析與處理工具，構(gòu)建虛擬測試系統(tǒng)和信號分析虛擬環(huán)境，學生可以在課堂上直觀的觀察信號的構(gòu)成、信號的頻譜分析和數(shù)據(jù)采集過程，從而理解傅立葉變換的意義。此外，利用虛擬信號分析系統(tǒng)進行仿真演示，如頻譜分析、濾波、相關(guān)分析等，加深對理論知識的理解。應用性較強的內(nèi)容，比如傳感器，宜采用多媒體為主的教學手段，配合圖片、視頻、動畫演示等手段輔助教學。教學中結(jié)合工程案例，用演示實驗對實際測試的振動、溫度等信號進行采集和分析，讓學生建立信號分析與實際應用間的聯(lián)系。完善課程考核與評價體系，增加實驗考核比重。重點考查工程測試的基礎(chǔ)知識、基本概念、基本原理和測試方法，以及利用所學知識構(gòu)建一個簡單的測試系統(tǒng)。期末成績占60%，實驗成績占20%，過程考核占20%（課堂表現(xiàn)和考勤）。

篇2

[關(guān)鍵詞] 機械工程測試技術(shù)；教學改革；實驗教學；虛擬儀器

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 1005-4634(2012)01-0092-03

0 引言

機械工程測試技術(shù)是機械類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。其特點一是多學科交叉，涉及工程數(shù)學、物理、機械、電子技術(shù)和計算機等多學科；二是理論與實踐緊密結(jié)合，既涵蓋信號與測試系統(tǒng)分析等理論知識，又包含傳感器和常見機械量測量等工程應用。長期以來本課程的教學存在“內(nèi)容比較分散，雜亂，且滯后于新技術(shù)的發(fā)展”、“總學時不斷壓縮，但新內(nèi)容越來越多”、“實驗教學環(huán)節(jié)薄弱”和“教學模式單一”等不足。為此，筆者在總結(jié)多年教學經(jīng)驗和借鑒其他院校教學改革經(jīng)驗[1,2]的基礎(chǔ)上，對課程進行大力改革，取得良好成果。

1 課程內(nèi)容體系的完善與新知識的補充

為幫助學生建立完整的課程體系概念，理清學習思路，筆者以測試系統(tǒng)的構(gòu)成框圖為主框架，以信號流程為主線，構(gòu)建課程的內(nèi)容體系，見圖1。將課程內(nèi)容劃分為7部分：（1）概述部分：通過詳解圖1，使學生了解本課程的內(nèi)容梗概以及與其他課程的聯(lián)系；通過大量實例，展現(xiàn)“測試技術(shù)的意義和發(fā)展”，激起學生對本課程的興趣；（2）信號分析與處理：重點介紹傅里葉分析、數(shù)字信號處理和隨機信號分析，核心內(nèi)容是“時域與頻域間的相互變換”；（3）測試系統(tǒng)特性分析：包括測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性、動態(tài)特性、動態(tài)響應、負載效應、動態(tài)特性的試驗測定和實現(xiàn)不失真測量的方法；（4）傳感器：介紹工程測試中常用的傳感器，重點了解各種傳感器的工作原理及其特點；（5）信號調(diào)理：包括橋電路、放大電路、濾波器、調(diào)制/解調(diào)、A/D轉(zhuǎn)換器等內(nèi)容；（6）常見機械工程量（位移、振動、應變、力、扭矩、溫度、流量）的測量：結(jié)合工程案例，講解測量傳感器的選擇和具體測試系統(tǒng)的實現(xiàn)；（7）測試系統(tǒng)的最新發(fā)展――虛擬儀器。其中（2）和（3）兩部分理論性強，比較抽象、難懂，筆者將這兩部分內(nèi)容貫穿到以信號流程為主線的整個教學過程中，講授內(nèi)容分合相濟，變分散為集中，變模糊為清晰，有助于學習、掌握。

測試技術(shù)屬信息科學的范疇，是當今最活躍的前沿學科之一。為使學生了解本學科的最新發(fā)展，對本課程及時補充新知識。例如，傳感器部分增加電荷耦合器件（CCD）和光纖傳感器的內(nèi)容；新增了虛擬儀器部分。

2 教學方法改革

針對高校教學改革注重“加強基礎(chǔ)，拓寬口徑，加強實踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，提高綜合素質(zhì)”的特點，以及教學學時減少、教學要求提高的實際情況，通過改革教學方法來提高教學效率和質(zhì)量。

1）對傳統(tǒng)的教師滿堂灌的教學方式進行改革，采用啟發(fā)式教學。啟發(fā)式教學不僅是教學方法，更是一種教學思想，是教學原則和教學觀。所謂啟發(fā)式教學是教師在教學過程中，根據(jù)教學目的、內(nèi)容、學生的知識水平和知識規(guī)律，運用各種教學手段調(diào)動學生的主觀能動性，引導學生開動腦筋、積極思維、主動實踐，以達到掌握知識和技能，增強能力的目的。

首先，調(diào)動學生學習積極性的前提是要激發(fā)起學生對學習本課程的強烈興趣。為此，不僅要在課程開始時講好學習本課程的意義，而且在講解每一部分內(nèi)容之前都讓學生明確學習這部分內(nèi)容的目標以及在工程實際中的作用。例如，在第一堂課的教學中，結(jié)合教學內(nèi)容中的“測試技術(shù)的意義和發(fā)展”，列舉了大量學生有感性認識的實例。如微波爐、空調(diào)、冰箱等家用電器如何對溫度、濕度等物理量進行檢測和控制，用到了哪些類型的傳感器；又如電腦中光電鼠標應用了光電位移傳感器、麥克風應用了電容傳聲器等；數(shù)碼照相機、手機、攝像頭等應用了CCD傳感器等等。這些實例可大大激發(fā)起學生的學習興趣，認識到本課程的重要性和實用價值，為后續(xù)學習作好思想準備。

其次，教師的授課過程是以“問題”為起點，引導學生進行創(chuàng)造性解決問題的過程。教師要注意問題的提出方式，引導學生帶著解決問題的愿望，主動地參與教學過程，隨著授課內(nèi)容的進展而解決心存的疑問。例如，在講授CCD傳感器時，不是采用平鋪直敘的方法介紹CCD工作原理、性能，而是先提出問題“你是否了解手機的彩信功能是如何實現(xiàn)的？”、“數(shù)碼相機如何成像？”等，由此引出CCD傳感器。這樣，在接下來的CCD原理、性能及應用講解中，學生們表現(xiàn)出強烈的興趣和主動性。

2）以多媒體CAI課件為課堂教學手段，應用文字、圖形、圖像、聲音、動畫等多種媒體素材在時間和空間上進行集成，使抽象的理論形象化，枯燥的知識生動化。學生在直觀、形象、生動的感性材料刺激下，激發(fā)學習興趣，思維潛能得到充分的發(fā)揮。教師的教學也會因多媒體的使用而變得更加生動活潑，教學空間得到拓寬，教學過程得到優(yōu)化，教學效率高、效果好。例如，時域與頻域間的相互變換是信號分析的核心內(nèi)容。學生們已習慣時域內(nèi)的信號描述，而對頻域內(nèi)的信號描述與分析則感到抽象、難懂。為此，筆者借鑒物理學中棱鏡分光的例子，將傅里葉變換看作“數(shù)學的棱鏡”。在課件中，通過棱鏡分光的彩色圖像直觀地示意出棱鏡將光分成不同顏色成分，每種成分的顏色由波長（或頻率）決定；通過繪制“時間－頻率－幅值”的三維圖形，直觀地展示傅里葉變換作為“數(shù)學的棱鏡”，將信號基于頻率分成不同成分的過程。這樣的對比講解加深了學生對信號時域與頻域分析及其相互關(guān)系的認識。再如，以往傳感器部分的教學因缺乏實物對象，感到枯燥無味。如今多媒體教學，通過精彩的實物照片和生動的動畫演示，使學生對光柵傳感器、磁柵傳感器、感應同步器、霍爾傳感器、電渦流傳感器等較復雜傳感器的工作原理與工程應用，有更深刻的理解和掌握。

3）采用以工程案例和實驗為主線的教學模式，用具有工程背景的案例開闊學生的學術(shù)眼界、激發(fā)學習興趣、培養(yǎng)理論與實踐結(jié)合的意識[3,4]。例如，以筆者完成的科研課題“微小尺寸激光衍射測量系統(tǒng)”為工程案例，講解線陣CCD的工作原理及其應用系統(tǒng)的設(shè)計過程。以測定深埋地下的輸液管道裂損位置的工程案例講解相關(guān)函數(shù)及其應用，使得比較抽象、難懂的相關(guān)函數(shù)概念易于理解和掌握。再如，通過對電子汽車衡（地磅）工作原理和設(shè)計過程的具體分析，不僅使學生加深對電阻應變式傳感器、橋電路、A/D轉(zhuǎn)換器和微處理器等的理解，而且有助于掌握測試系統(tǒng)設(shè)計的基本過程，培養(yǎng)綜合運用知識的能力。

3 實驗教學的改革

實驗在本課程教學中占重要地位。例如，信號分析與測試系統(tǒng)分析內(nèi)容理論性強、抽象難懂，需由實驗直觀演示驗證；傳感器原理及其工程應用只有通過直觀的實驗和親手操作才能深刻理解和掌握。但長期以來實驗教學一直是薄弱環(huán)節(jié)。一是實驗條件的改善滯后于招生規(guī)模的擴大；二是傳統(tǒng)的實驗教學中一般只要求學生按實驗指導書的步驟操作，有些學生不認真思考就按部就班完成實驗，根本沒有弄清楚該實驗來龍去脈，知其然而不知其所以然。三是實驗類型單一，只是一些驗證性實驗，缺少綜合性和設(shè)計性實驗，不利于激發(fā)學生的學習興趣和積極性，更談不上創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。為此，對實驗教學采取了兩項改革措施。

1）將虛擬儀器引入實驗教學，在資金投入不大的條件下，有效改善實驗條件。按傳統(tǒng)的實驗手段，要配齊本課程實驗教學所需的硬件設(shè)備，需大量的資金投入，這對于普通院校是不現(xiàn)實的。虛擬儀器是以計算機為核心，配上相應的硬件模塊（數(shù)據(jù)采集卡、各種傳感器、信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器等）和專用軟件構(gòu)成的新型儀器。它具有極強的通用性和靈活性，且成本低，可實現(xiàn)各種測試儀器的通用功能，為本課程的實驗教學提供了有效手段[5]。筆者利用虛擬儀器開發(fā)平臺LabVIEW，基于NI ELVIS教學套件、各種傳感器、小型伺服電機和X-Y工作臺等硬件基礎(chǔ)，設(shè)計開發(fā)虛擬實驗項目，加強實驗教學。實驗項目分演示性實驗、驗證性實驗、設(shè)計性實驗三類。（1）演示性實驗：課程組教師開發(fā)了教學用演示功能界面，將抽象的理論內(nèi)容直觀地展現(xiàn)在動態(tài)的演示操作中。例如，信號的頻譜分析、信號產(chǎn)生與處理、窗函數(shù)比較實驗等。（2）驗證性實驗：學生根據(jù)實驗指導書的要求，在教師指導下，按既定的方法和實驗裝置，完成具體的實驗過程。例如，直流電機轉(zhuǎn)速測控實驗、熱敏電阻測溫實驗、CCD圖像采集實驗等。通過實驗加深對理論知識的理解，并獲得一定的操作技能訓練。（3）設(shè)計性實驗：由教師擬訂題目，學生根據(jù)所學內(nèi)容，確定實驗方案，查閱相關(guān)資料，擬定或選擇實驗方法和步驟，選用儀器設(shè)備，獨立操作完成實驗，并寫出實驗報告。目前有 “位移檢測”和“電子秤設(shè)計”兩個實驗題目，可選傳感器包括電阻應變片、差動變壓器、渦流傳感器、霍爾傳感器、電容傳感器、光纖位移傳感器等。通過實驗使學生獲得實驗全過程的訓練，由被動實驗狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訝顟B(tài)，激發(fā)學生學習的主動性，培養(yǎng)綜合能力。

2）結(jié)合課程組教師的科研課題，在課堂教學和實驗課之外，組織成立研究型學習小組，對該課程感興趣的學生均可參加。小組的學生在課題組教師指導和研究生的幫助下，積極參與研究項目中的一些工作。由于科研課題多與工程應用緊密結(jié)合，解決生產(chǎn)實際問題，任務(wù)本身具有挑戰(zhàn)性，學生在參與科研的過程中，可切身體會到理論與實踐結(jié)合的價值，激發(fā)起他們內(nèi)在學習動機，積極探索應用自己所學知識解決問題。研究型學習小組活動的開展，對學生了解科學研究的過程和方法，培養(yǎng)實踐能力和創(chuàng)新意識起到了積極作用。

4 結(jié)束語

課程改革實踐使人們認識到：第一，高等學校教育的主體是學生，教學改革必須以學生為中心，通過改革教學方法和注重對學生能力的培養(yǎng)，在有限的學時內(nèi)，向?qū)W生傳授更多、更新的知識；同時提高學生的學習興趣，增強實踐能力和創(chuàng)新意識。第二，對于工科類的課程改革突出其實踐性是最重要的，加強實驗教學環(huán)節(jié)是關(guān)鍵。虛擬儀器的發(fā)展為實驗教學改革提供了強有力的工具，其在實驗教學中的巨大潛力有待進一步開發(fā)。第三，科技在不斷進步，社會在不斷變革和發(fā)展，為培養(yǎng)適應社會需求的高質(zhì)量人才，必須堅持教學改革。這是一個長期的過程，需要不斷探索、實踐和創(chuàng)新。

參考文獻

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[3]歐儉平,馬愛純,蔣紹堅.工程案例教學法在熱能與動力工程專業(yè)課教學改革中的實踐[J].高教論壇,2006,(5):131-132+135.

篇3

關(guān)鍵詞:機械工程測試技術(shù)理論教學改革與創(chuàng)新 

中圖分類號:TG80 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2011)08(b)-0147-02 

 

1 引言 

《機械工程測試技術(shù)》課程是機械工程相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課,該課程集成了數(shù)學、電工電子學、信息科學、計算機技術(shù)等多學科原理和技術(shù),并且被廣泛應用于各個學科,具有涉及知識面廣、綜合性強、理論知識抽象、實踐性要求高、學時少等特點[1]。尤其是對于電工電子學及信息學知識相對薄弱的機械專業(yè)本科生,首次接觸信號變換與調(diào)理、系統(tǒng)特性及數(shù)字信號處理等抽象概念時,學生普遍反映該課程存在理論內(nèi)容不易理解,學習難度大等問題。然而,隨著科學技術(shù)的迅猛發(fā)展和機械系統(tǒng)自動化程度的不斷提高,測試技術(shù)在機械領(lǐng)域中的應用日益廣泛,例如新產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)過程控制、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及產(chǎn)品性能試驗等工作均以測試技術(shù)為基礎(chǔ)。因此,《機械工程測試技術(shù)》課程在機械工程相關(guān)專業(yè)課程中具有越來越重要的地位。 

基于上述原因,為了使機械專業(yè)本科生能夠更好地理解和掌握機械工程測試技術(shù)的相關(guān)理論,貫徹教育部關(guān)于高等學校本科教學質(zhì)量與教學改革工程文件的精神和適應學校培養(yǎng)創(chuàng)新型工程應用人才的需求。改革和創(chuàng)新《機械工程測試技術(shù)》課程的教學方式,提高課程的教學質(zhì)量已迫在眉睫。 

 

2 傳統(tǒng)理論教學及其改革與創(chuàng)新 

2.1 傳統(tǒng)理論教學方式 

機械工程測試技術(shù)課程的傳統(tǒng)理論教學方式是以教師為中心,理論知識的傳遞以灌輸式講授為主,并設(shè)計有少量的驗證性實驗。整個教學過程中教師發(fā)揮著主導作用,而學生只能被動地吸收知識,從而難以充分調(diào)動學生的學習積極性和主動性,也不利于培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力。另外,由于該課程涉及較多的其他學科專業(yè)基礎(chǔ)知識,學生在課堂學習過程中很難快速全面地把自身儲備的知識與新學知識做到融會貫通和綜合應用,從而使學生在課程學習過程中產(chǎn)生茫然的學習狀態(tài)(特別是在課程的學習初期),極大地打擊了學生的學習興趣和積極主動性,甚至有些學生產(chǎn)生厭學心理[2],這將使整個課程的教與學過程變得非常艱難,以致于課程的教學質(zhì)量嚴重下滑。 

2.2 理論教學的改革與創(chuàng)新 

教學改革與創(chuàng)新遵循的基本原則:保證教學內(nèi)容的基礎(chǔ)性、前沿性和實踐性前提下,充分發(fā)揮學生的主觀能動性和創(chuàng)造性,積極培養(yǎng)學生學習課程的興趣和積極性,努力培養(yǎng)學生的創(chuàng)新型思維方式及工程應用能力。 

2.2.1 理論教學內(nèi)容的優(yōu)化與更新 

《機械工程測試技術(shù)》課程主要內(nèi)容包括:信號及其描述、測試裝置的基本特性、常用傳感器及其原理、信號的調(diào)理與記錄、信號處理初步、典型非電量參數(shù)的測量及計算機測試系統(tǒng)等。 

通過對課程主要內(nèi)容的細致分析和研究,并根據(jù)測試系統(tǒng)組成模塊將上述章節(jié)內(nèi)容重新排序,采用以“信號流”為教學主線,按照信號在測試系統(tǒng)中的傳輸順序?qū)⒄麄€課程內(nèi)容貫穿起來,從而使學生建立完整的測試系統(tǒng)概念。重新優(yōu)化調(diào)整后的教學內(nèi)容:首先講信號的時域描述和分類,然后講常用傳感器及其原理,進一步講信號的調(diào)理與信號的數(shù)字化處理,再講信號的頻域描述及分析方法,接下來講整個計算機測試系統(tǒng)。而后采用Matlab/Simulink仿真實例展示信號在測試系統(tǒng)中傳輸時的失真,從而引出測試裝置的基本特性內(nèi)容:最后講解機械領(lǐng)域中典型非電量信號的測量。優(yōu)化調(diào)整后的教學內(nèi)容不僅兼顧由淺及深的教學思路,使學生在學習課程初期理解起來相對容易,從而對課程的學習興趣和積極性大幅提高:而且整個教學內(nèi)容是先局部后整體,逐步深入測試技術(shù)精髓,符合工程技術(shù)知識學習的規(guī)律,使學生學習起來思路清晰,且能夠促進學生較好地理解和掌握測試系統(tǒng)各組成部分的原理和特點。 

另外,在教學過程中,將自己的科研項目和研究成果中與測試技術(shù)相關(guān)的新技術(shù)、新方法及新實例融合到課堂的教學內(nèi)容,同時注重介紹機械工程測試技術(shù)發(fā)展的新方向和前沿知識,以此來保證教學內(nèi)容的實時性和前沿性,豐富學生的知識面,開拓學生的眼界[3]。 

2.2.2 理論教學方法的改革 

課程教學方法的改革是建立在教學思想和教學模式轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ)上[4]。隨著機械工程測試技術(shù)的發(fā)展,課程知識的快速膨脹,以“教師”為主體的傳統(tǒng)教學思想和教學模式已經(jīng)不能完全適應課程的理論教學任務(wù)。而以“教師”為主導和以“學生”為主體的新型教學思想和教學模式充分發(fā)揮了教師的引導作用和學生的主觀能動性,因此,新的理論教學方法更加適應課程快速發(fā)展的步伐。 

在新的理論教學方法指導下,課程的理論教學過程采用啟發(fā)式講授、工程案例剖析與課堂討論相結(jié)合的方法。在教學過程中,注重以身邊的生活實例和工程實例設(shè)疑式地啟發(fā)學生,使學生在教師的引導下對實例中所涉及的測試技術(shù)基本原理和技術(shù)展開積極課堂討論,讓學生成為教學過程的主體,以此調(diào)動學生的學習積極性和激發(fā)學生自主思考、分析和解決問題的能力,逐步培養(yǎng)其理論聯(lián)系實際能力和創(chuàng)造性思維能力。 

此外,為了使學生能夠把該課程的新知識與課程涉及到的其他專業(yè)基礎(chǔ)知識做到融會貫通和綜合應用。在每節(jié)課理論內(nèi)容講授完畢后,教師為學生指點出下節(jié)課將會涉及到的其他課程專業(yè)基礎(chǔ)知識,以便學生課后可以及時溫習和回顧,從而使學生下節(jié)課的理論學習變得清楚明確,并且使學生真切感受到學以致用帶來的成就感,以進一步提高學習的積極性,逐漸培養(yǎng)學生自覺地對教學內(nèi)容涉及的理論及實踐問題加以追蹤的嚴謹務(wù)實學習態(tài)度。 

2.2.3 理論教學手段的創(chuàng)新 

在理論教學手段方面,采用多元化教學手段,將多媒體教學 、黑板教學、仿真演示及實物教學等多種手段有機結(jié)合起來。 

課程充分利用多媒體教學能夠很好地把概念、圖形、動畫、視頻及聲音等信息載體有機結(jié)合的特點[5],將一些傳統(tǒng)黑板教學手段難以表達的教學內(nèi)容和無法觀察的現(xiàn)象采用圖文并茂、靈活多樣的多媒體方式生動形象地展示給學生,使沒有工程實際經(jīng)驗的學生能夠從認知的角度建立機械工程測試的相關(guān)概念,力求教學過程與教學效果達到最優(yōu)化。 

對于理論強的教學內(nèi)容(例如信號變換和信號處理相關(guān)章節(jié))則采用黑板式教學手段,通過對公式和定理的詳細推導,加深學生對公式定理的理解。 

對于應用性強的教學內(nèi)容(如傳感器原理、信號調(diào)理等內(nèi)容)則采用多媒體教學、黑板教學及實物教學相結(jié)合的手段進行講授,提高學生對教學內(nèi)容的工程應用能力。 

對于抽象性強的教學內(nèi)容(如測試裝置的基本特性)宜采用Matlab/Simulink仿真演示的教學手段,幫助學生直觀地理解抽象的概念,并鼓勵和指導學生自己動手搭建仿真程序,培養(yǎng)學生的求知探索欲和動手能力。 

2.2.4 理論考評體系的改革 

在理論考核方面,傳統(tǒng)的課程考核模式主要是一次性定時閉卷考試。這種考核模式具有諸多弊端,一是學生臨時突擊,放松平時學習:二是難以考查學生的知識綜合運用能力和創(chuàng)新性思維。課程借鑒國內(nèi)外一流大學的考評體系[6]。新理論考評體系采用“平時作業(yè)20%+課堂討論表現(xiàn)20%+自主考試10%+期末考試50%”,改變了傳統(tǒng)一次考試定結(jié)論的弊端,重在培養(yǎng)學生的學習主動性、知識綜合應用能力和創(chuàng)新探索意識。平時作業(yè)以大作業(yè)為主,重點培養(yǎng)學生的探索意識和知識綜合運用能力:課堂討論以工程實例為對象,通過考評學生參與分析討論的積極性和主動性,以提高學生的學習主動性,培養(yǎng)其應用知識分析解決問題的能力:所謂“自主考試”,即采用教師提供開放式工程題目或?qū)W生自選與課程內(nèi)容相關(guān)的工程題目進行課程專業(yè)知識綜合應用的一種考核方式,這種考評方式可以充分發(fā)揮學生的創(chuàng)新型思維和工程應用能力:同時,為了考評學生對理論知識的掌握程度,在期末采用閉卷考試方式,以此確保學生對基礎(chǔ)理論和方法的掌握。 

 

3 結(jié)語 

通過對機械工程測試技術(shù)課程理論教學改革與創(chuàng)新的探討,使我們充分認識到只有對課程進行教學改革與創(chuàng)新才能達到提高課程教學質(zhì)量和培養(yǎng)創(chuàng)新型工程應用人才的目標。同時,教學改革工作是一個與時俱進的過程,我們在以后的教學工作中將不斷優(yōu)化和完善機械工程測試技術(shù)的理論教學過程,從而進一步提高課程的教學質(zhì)量。 

 

參考文獻 

[1] 熊詩波,黃長藝.機械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)(第3版)[M].北京:機械工業(yè)出版社, 2011. 

篇4

[關(guān)鍵詞]卓越工程師計劃 流體機械測試技術(shù) 教學內(nèi)容和方法 教學實驗 改革措施

[中圖分類號] TH311 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）07-0108-03

0引言

2010年教育部實施的“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”是面向工業(yè)界、面向世界、面向未來的工程教育改革，該計劃突出了工科人才的工程實踐能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。[1] [2] [3] [4]蘭州理工大學流體機械及工程專業(yè)是我國最早的水力機械專業(yè)，始建于1954年的哈爾濱工業(yè)大學，1965年該專業(yè)整建制（包括水泵、水輪機實驗室）遷至蘭州理工大學（原甘肅工業(yè)大學），原有水輪機、水泵、液壓3個專業(yè)化方向，現(xiàn)在已發(fā)展為流體機械、流體傳動、流體測控、水利水電和新能源5個方向。2007-2012年分別獲評教育部“國家級特色專業(yè)”、“‘卓越工程師計劃’實施專業(yè)”和“專業(yè)綜合改革試點專業(yè)”3項教學質(zhì)量工程，與沈陽鼓風機集團股份有限公司共建實踐教學基地獲評國家級工程實踐教育中心，1998-2014年連續(xù)4輪獲省級重點學科，擁有省級精品課程4門、省級實驗教學示范中心1個、省級工程技術(shù)中心5個。該專業(yè)從起始階段起就是典型的產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)，涉及耗能占全國各行各業(yè)25%的泵產(chǎn)品與發(fā)電占全國總發(fā)電量22%的水輪機產(chǎn)品，雖然專業(yè)面向歸口行業(yè)較單一，專業(yè)對應行業(yè)產(chǎn)品卻廣泛應用到全國各行各業(yè)，具有“小專業(yè)、大市場、專業(yè)地位特殊”的特點。

“流體機械測試技術(shù)”是卓越工程師培養(yǎng)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是一門既有一定理論又有很強應用性的課。卓越工程師培養(yǎng)采用 “3+1”模式，即學生在學校完成累計3年時間的學習任務(wù)，在企業(yè)完成累計1年時間的學習和實踐任務(wù)，其培養(yǎng)計劃的課程體系已發(fā)生了很大變化。如何將卓越工程師教育培養(yǎng)融入教學環(huán)節(jié)，尤其是實踐教學環(huán)節(jié)，需適時地在該課程教學過程中進行改革和探索。

一、課程教學環(huán)節(jié)存在難點

結(jié)合“流體機械測試技術(shù)”課程教學內(nèi)容、卓越班的培養(yǎng)目標及要求[5] [6]，目前該課程教學環(huán)節(jié)存在以下幾個難點：

（1）“流體機械測試技術(shù)”課程的知識框架及課時數(shù)如圖1所示?；A(chǔ)部分各章內(nèi)容相互獨立，而應用部分是以水泵與水輪機為被測對象，涵蓋了基礎(chǔ)部分各章知識點，是理論與實踐的具體結(jié)合。教學難點在于在保持理論框架完整的基礎(chǔ)上，為了突出工程應用的要求，如何將基礎(chǔ)部分與應用部分有機結(jié)合。

（2）該課程突出泵與水輪機這一專業(yè)對象，具有很強的針對性和實踐性，其教學難點是如何將以解決實際測試問題為目標的教學理念貫穿于課堂教學、實驗教學和企業(yè)教學過程中。

（3）該課程涉及水泵的性能實驗、汽蝕性能實驗、串聯(lián)性能實驗、并聯(lián)性能實驗、振動與噪聲測量和水輪機能量實驗，這些實驗項目雖屬單獨設(shè)課的“流體機械實驗”課程的教學內(nèi)容，但也是本課程教學工作的落腳點，易發(fā)生脫離實踐教理論、學理論的現(xiàn)象。

二、把握課程教學的核心，突出工程應用要求[7] [8] [9] [10] [11]

“流體機械測試技術(shù)”理論學時數(shù)為32課時，在課堂中追求大而全的教學目標顯然是不現(xiàn)實的。為了貫徹以解決實際測試問題為目標的教學理念，圍繞泵與水輪機的能量性能實驗和空蝕性能實驗，提出該課程核心教學內(nèi)容是壓力、流量、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩及功率5大參數(shù)的測量原理及方法。壓力測量教學重點是彈性式壓力計和壓力傳感器的工作原理及使用技巧。流量測量教學重點是渦輪流量計、電磁流量計和時差法超聲波流量計的工作原理及其流量方程式描述的物理意義、3種流量計結(jié)構(gòu)區(qū)別及其前后直管段長度的安裝要求。關(guān)于轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩及功率測量一章，教學重點是光電式轉(zhuǎn)速傳感器、磁電式轉(zhuǎn)速傳感器、磁電相位差式轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器、電阻應變式轉(zhuǎn)矩傳感器的工作原理及使用方法。

在教學過程中，教師應在講清楚各類儀表基本工作原理的基礎(chǔ)上，注重基礎(chǔ)部分與應用部分的有機結(jié)合，充分發(fā)揮自身在長期的科研和教學中積累的測試經(jīng)驗，通過一些測試實例，強化學生對各章知識點的綜合應用能力，讓學生體會到所學知識的具體應用對象，有利于學生掌握理論知識，也為后續(xù)的實驗教學與就業(yè)打下了扎實的基礎(chǔ)理論功底。例如以實測水泵揚程為例，讓學生學會根據(jù)水泵實驗臺精度要求和被測泵揚程，選擇泵進出口壓力傳感器的量程及精度;應用流體靜力學基礎(chǔ)理論，解決測點液體壓力、壓力計讀數(shù)和測點至壓力計中心的垂直高度之間的關(guān)系問題。例如以實測水泵輸入功率為例，對電測法測量水泵輸入功率，讓學生掌握其實質(zhì)是測三相異步電動機輸入功率，現(xiàn)場觀摩功率表接線方法，掌握功率表常數(shù)與電動機輸入功率的計算方法，并能根據(jù)電動機特性曲線計算泵輸入功率;對扭矩法測量水泵輸入功率，它是在水泵與電動機之間安裝轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器來測量泵輸入功率，并配有一臺扭矩儀顯示泵的轉(zhuǎn)速、扭矩和功率。通過測試現(xiàn)場教學，使學生學會轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器“清零”方法，加深理解轉(zhuǎn)速、扭矩和功率之間的關(guān)系，并能根據(jù)水泵配套電動機功率及轉(zhuǎn)速選擇轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器。在理論教學過程中，引入大量工程測試實例，解決了基礎(chǔ)部分與應用部分有機結(jié)合的問題。這樣，既能保證學生掌握完備的流體機械測試理論體系，滿足學生進一步深造的需求，又能使學生有機會接觸到更多的應用實例，更利于學生理論聯(lián)系實際，學以致用，形成了以提高學生動手能力、培養(yǎng)學生工程意識為主線的教學特色，而這一特色與卓越工程師的培養(yǎng)目標相一致。

三、采用問題式教學法，引導學生轉(zhuǎn)變角色

“流體機械測試技術(shù)”課程涉及較多的其他學科專業(yè)基礎(chǔ)知識，在教學過程中，僅側(cè)重課本內(nèi)容講授，學生在課堂學習過程中很難快速全面地把自身儲備的知識與新學知識做到融會貫通和綜合應用，從而使學生在課程學習過程中產(chǎn)生茫然的學習狀態(tài)，有些學生甚至產(chǎn)生厭學心理，這將使整個課程的教與學過程變得非常艱難，以至于課程的教學質(zhì)量嚴重下滑。因此提出“提出問題――解決問題的理論基礎(chǔ)――測試技術(shù)知識的運用――解決問題”的教學模式，其實質(zhì)是將理論教學與工程實踐相結(jié)合，讓學生體會到所學知識的具體應用對象。對每一節(jié)課，在正式授課前，教師應利用多媒體展示本節(jié)的教學重點、思考題與計算題。因?qū)W生帶著問題學習，在教學過程中，教師更應注重以身邊的生活實例和工程案例設(shè)疑式地啟發(fā)學生，有目的地引導學生對思考題與計算題中所涉及的測試技術(shù)基本原理和技術(shù)展開積極討論，讓學生成為教學過程的主體。問題式教學法能使學生對教學內(nèi)容產(chǎn)生強烈的求知欲和濃厚的學習興趣，調(diào)動學生的學習積極性和培養(yǎng)學生自主思考、分析和解決問題的能力，逐步培養(yǎng)其理論聯(lián)系實際的能力和創(chuàng)造性思維能力，其工程意識和創(chuàng)新能力勢必會有所提高。

四、實驗教學改革

實驗課是驗證理論、應用理論和鍛煉學生動手能力的重要環(huán)節(jié)。[12] [13] [14]隨著該課程理論教學的不斷改革與進步，實驗教學的內(nèi)容、學時和時間安排也應進行相應的改革，其主要改革措施有：（1）單獨開設(shè)24學時的“流體機械專業(yè)實驗”課程，理論課和實驗課分別設(shè)置，實驗教學不再附屬于理論課教學，克服了實驗課教學學時偏少、理論課和實驗課相互擠占學時的現(xiàn)象。（2）在已開設(shè)的水泵性能實驗、水泵汽蝕性能實驗、水泵振動測量、噪聲測量、水輪能量實驗的基礎(chǔ)上，利用自主研發(fā)的自循環(huán)多功能離心泵教學實驗臺，增開泵的串聯(lián)性能實驗和并聯(lián)性能實驗。（3）增加實驗學時數(shù)。調(diào)整后實驗學時數(shù)見表2。（4）任課教師與實驗教師聯(lián)合制訂實驗計劃及每組學生數(shù)，一般每組學生數(shù)不超過6人，要求學生在規(guī)定時間段內(nèi)完成相應的實驗項目，便于上級部門監(jiān)督檢查實驗教學質(zhì)量及進程。（5）為了強化理論教學和實驗教學的效果，學校要求任課教師承擔一定工作量的實驗教學任務(wù)。

表2 流體機械專業(yè)實驗項目及學時數(shù)

■

“流體機械專業(yè)實驗”課程開設(shè)的實驗項目屬多參數(shù)測量的綜合性實驗，涵蓋了“流體機械測試技術(shù)”課程所有章節(jié)知識點，因此實驗教學采用以練為主、講練結(jié)合的方法，通過實驗前預習、實驗現(xiàn)場講解和實際測試工作等教學環(huán)節(jié)，使每個學生在切實感受到每個測試環(huán)節(jié)的同時，對測試過程有一個系統(tǒng)的認識，并且掌握測試裝置的工作原理、各參數(shù)測量原理及技巧，培養(yǎng)學生團隊協(xié)作能力和組織測試工作的能力。實驗項目測試完畢后，在實驗課內(nèi)要求學生應用EXCEL軟件計算數(shù)據(jù)、繪圖、數(shù)據(jù)擬合并得出經(jīng)驗公式。這種教學方法解決了學生不認真學習實驗指導書和實驗報告相互抄襲的問題。通過上述嚴格訓練，使學生在掌握本學科基本的實驗技術(shù)和方法的同時，又學會了EXCEL軟件的使用，更有利于掌握理論知識，激發(fā)學生的學習興趣，發(fā)揮學生主體性，變“要我學”為“我要學”，有效地培養(yǎng)了學生的工程意識、組織測試工作能力和創(chuàng)新能力，為學生就業(yè)打下了堅實的基礎(chǔ)。

五、結(jié)束語

“流體機械測試技術(shù)”是卓越工程師培養(yǎng)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，該課程與實驗儀器儀表、企業(yè)實驗臺精密結(jié)合，其教學更應注重基礎(chǔ)理論和實踐相結(jié)合。讓科研和工程實際經(jīng)驗豐富的教師承擔該課程的教學任務(wù)，是提高其教學效果的關(guān)鍵因素之一。文中結(jié)合本校流體機械及工程專業(yè)的教學特點和培養(yǎng)特色，從教學的內(nèi)容和方法、實驗教學方面介紹了該課程改革的一些措施，以促進課堂教學效果的提高和學生實踐應用能力的培養(yǎng)，推進卓越工程師教育培養(yǎng)計劃在具體教學環(huán)節(jié)中的實施。卓越工程師教育培養(yǎng)目標明確，其專業(yè)課程在企業(yè)和學校學習時間安排、教學內(nèi)容和方法上仍需進一步研究與優(yōu)化。

[ 注 釋 ]

[1] 教育部高等教育司.最新高校卓越工程師教育培養(yǎng)計劃實施探索與國家創(chuàng)新工程技術(shù)人才培養(yǎng)方案指導全書[M].北京：高等教育出版社，2011.

[2] 林健.“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”專業(yè)培養(yǎng)方案研究[J].清華大學教育研究，2011（4）：47-55.

[3] 張曉報.我國“985工程”大學“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的實踐與反思――基于課程的考察[J].高等教育管理，2013（6）：24-30.

[4] 王寶璽.關(guān)于實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的思考[J].高等教育管理，2012（1）：16-18.

[5] 康燦，楊敏官.測試技術(shù)課程改革與卓越工程師能力培養(yǎng)[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2012（1）：47-49.

[6] 張欣悅.測試技術(shù)課程改革與實踐[J].長春工程學院學報（社會科學版），2012（1）：126-127.

[7] 李軍.面向“卓越工程師”培養(yǎng)目標的“材料成形原理”課程改革[J].安陽工學院學報，2013（2）：107-108.

[8] 胡曉花.面向卓越工程師培養(yǎng)的傳熱學課程改革[J].德州學院學報，2013（4）：8-11.

[9] 張志剛，石曉輝，富麗娟.機械工程測試技術(shù)課程理論教學的改革與創(chuàng)新[J].科技創(chuàng)新導報，2011（23）：147-148.

[10] 陳光勝，李郝林.面向卓越工程師培養(yǎng)的“機械控制工程基礎(chǔ)”課程改革思路[J].教育教學論壇，2004（16）：40-41.

[11] 王本亮，唐維新，唐楚峰，肖飚.《動力機械測試技術(shù)》課程改革的思考與實踐[J].湖南農(nóng)機，2013（11）：241-242.

[12] 謝瑩，李力群，許崇利，楊梅.面向卓越工程師培養(yǎng)的微生物學實驗教學改革探索與實踐[J].吉林化工學院學報，2014（4）：48-51.

篇5

機械工程專業(yè)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(shè)計基礎(chǔ)、工程熱力學、現(xiàn)代控制理論、材料加工工藝與設(shè)備、測試技術(shù)、計算機系列課程、經(jīng)營與管理、電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)理論課程。

主要實踐性教學環(huán)節(jié)：包括軍訓、金工、電工、電子實習、認識實習、生產(chǎn)實習、社會實踐、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)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(yè)就業(yè)方向

國家有關(guān)部門、科研院所、高等院校、企業(yè)、高新技術(shù)公司應用CAD及分析軟件從事各種機電產(chǎn)品及機電自動控制系統(tǒng)及設(shè)備的研究、設(shè)計、制造，如：進行工業(yè)機器人、微機電系統(tǒng)、智能裝置等高新技術(shù)產(chǎn)品與系統(tǒng)的設(shè)計、制造、開發(fā)、試驗與研究工作。

從事行業(yè)：

畢業(yè)后主要在機械、儀器儀表、新能源等行業(yè)工作，大致如下：

1、機械/設(shè)備/重工;

2、儀器儀表/工業(yè)自動化;

3、新能源;

4、電子技術(shù)/半導體/集成電路;

5、汽車及零配件;

6、其他行業(yè);

7、計算機軟件;

8、原材料和加工。

從事崗位：

畢業(yè)后主要從事機械工程師、高級機械工程師、結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)工程師;

4、自動化機械工程師;

5、電氣工程師;

6、機械設(shè)計工程師;

7、助理機械工程師;

8、模具工程師。

機械工程專業(yè)培養(yǎng)目標

篇6

一、機械工程基礎(chǔ)課程特點及內(nèi)容

機械工程基礎(chǔ)是普及機械和機械工程的基本知識、基本概念和基本內(nèi)容的課程。對文科類、管理類、計算機類、藝術(shù)設(shè)計類等專業(yè)具有開拓學生的視野、增加知識面、拓寬專業(yè)、提高學生的工程能力的作用;其任務(wù)是培養(yǎng)學生認識機械和機械工程的能力,是工科類非機械類專業(yè)具有工程特色,適應高新科學技術(shù)社會發(fā)展的需要。機械工程基礎(chǔ)的內(nèi)容選擇是根據(jù)機械工程的基本內(nèi)容確定的。主要講授機械發(fā)展與人類社會進步的關(guān)系及機械工程發(fā)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(chǎn)品的制造技術(shù)、液壓傳動和氣動技術(shù)的概念、現(xiàn)代設(shè)計方法等等內(nèi)容。學生通過對各部分內(nèi)容的學習,了解機械及其產(chǎn)品從設(shè)計、制造到使用過程中需要哪些知識及其在機械產(chǎn)品中的地位和作用。

二、機械工程基礎(chǔ)實驗內(nèi)容分析

機械工程基礎(chǔ)實驗按照實驗課教學體系分為設(shè)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(chǔ)實驗是一門獨立的實驗課程,所有實驗都在機械基礎(chǔ)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(shè)計、工程材料及成型技術(shù)基礎(chǔ)、互換性與技術(shù)測量基礎(chǔ)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(zhuǎn)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(tài)的靜態(tài)應變測量與應力計算的原理和方法;沖擊動荷系數(shù)測定的原理和方法;現(xiàn)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(jié)構(gòu)分析方法以及機械零件測繪方法和步驟,部件功能和結(jié)構(gòu)分析方法以及部件測繪方法和步驟。(3)機構(gòu)運動簡圖測繪與結(jié)構(gòu)分析,機械運動分析方法,漸開線齒輪范成加工原理,剛性轉(zhuǎn)子的動平衡原理,機械動力學,典型機械零件狀態(tài)測試,滑動軸承性能測試與分析的原理和方法,減速器結(jié)構(gòu)分析方法和步驟,各種典型機構(gòu)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(tài)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(shù)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(shù)測量的原理和方法;測量數(shù)據(jù)的處理技術(shù)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(shù)據(jù)和分析實驗現(xiàn)象;介紹常用設(shè)備和儀器的原理、構(gòu)造和使用維護方法以及綜合實驗內(nèi)容的思路和方案設(shè)計等。

3. 對學生能力培養(yǎng)的要求

(1)培養(yǎng)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(fā),根據(jù)什么原理,選擇何種實驗方案,配套哪些儀器設(shè)備,確定實驗程序從而獲得準確的數(shù)據(jù)并得出正確的結(jié)論。(2)通過實驗熟悉常用儀器、設(shè)備的基本原理、結(jié)構(gòu)、性能;學會調(diào)試儀器和排除故障。同時,要培養(yǎng)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(guān)理論課程教學內(nèi)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(yǎng)學生嚴肅認真、實事求是的科學態(tài)度和一絲不茍的工作作風。

三、實驗項目的設(shè)置

1. 機構(gòu)運動參數(shù)測定與分析實驗

基本教學要求:初步了解電測機構(gòu)運動參數(shù)的基本原理,利用計算機對平面機構(gòu)動態(tài)參數(shù)進行采集、處理、實測、仿真比較優(yōu)化設(shè)計,分析機構(gòu)參數(shù)對機構(gòu)動態(tài)參數(shù)的影響。

2. 機構(gòu)運動簡圖測繪與分析實驗

基本教學要求:掌握根據(jù)機械實物模型繪制機構(gòu)運動簡圖的技能;計算自由度、驗證機構(gòu)運動確定性;了解正確選擇長度比例尺方法。

3. 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計實驗

基本教學要求:熟悉和掌握軸的結(jié)構(gòu)與設(shè)計,軸上零件的常用定位與固定的技術(shù)方法,軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求與常用軸系結(jié)構(gòu),為后續(xù)機械設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。

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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關(guān)鍵詞: 智能化；網(wǎng)絡(luò)控制；機械制造

在中國自改革開放以來,工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)取得了很大的進步,智能機械制造技術(shù)的應用和實施是代表之一。文章圍繞智能機械制造技術(shù)的現(xiàn)狀,以及三個方面討論了未來的發(fā)展趨勢和應用,智能機械制造技術(shù)的應用和實現(xiàn)進行了討論。

一、我國機械工程智能化的現(xiàn)狀

上個世紀,科技的快速發(fā)展對機械工程在現(xiàn)階段的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ),目前,成熟的機械工程知識。聰明,根據(jù)人腦的結(jié)構(gòu)和功能是研究機械工程智能主要目的在于結(jié)合人類大腦的特點實現(xiàn)用機器代替手工勞動的一部分。目前,我國有一個明確的機械工程的發(fā)展趨勢,總的來說,引進國外先進技術(shù)水平,并有自己的勘探和開發(fā),和政府的政策支持,機械工程的發(fā)展非常有利條件,發(fā)展非常迅速。

智能機械工程的發(fā)展是非常重要的。目前,我國許多企業(yè)已經(jīng)開始在機械工程開發(fā)智能應用程序的可能性,盡管企業(yè)經(jīng)營仍然存在著一些缺陷,但在企業(yè)管理模式,生產(chǎn)方面的變化,越來越多的企業(yè)越來越重視創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。但我國現(xiàn)階段存在許多困難:機械工程、智能科學技術(shù)水平的發(fā)展,雖然有了長足的進步,但與世界頂尖水平有差距。智能雖然有一定效果,但創(chuàng)新能力是不夠的,盡管建立信息管理系統(tǒng),但還有待進一步完善,企業(yè)更快的發(fā)展,但并不是智能程度更高。然而,這些困難只是暫時的,機械工程,智能化的發(fā)展方向是時代的潮流,隨著經(jīng)濟等方面的深度,我國科學技術(shù)的發(fā)展,將為機械工程提供一個更強大的智能支持。

二、機械智能化制造技術(shù)的應用

1.現(xiàn)代機械制造技術(shù)已不再是一個簡單的生產(chǎn)過程,生產(chǎn)和產(chǎn)品設(shè)計,但通過商品的概念系統(tǒng)已經(jīng)逐漸過渡到最終產(chǎn)品生產(chǎn)完成,系統(tǒng)集成生產(chǎn)過程的生產(chǎn),是現(xiàn)代制造技術(shù)的一個函數(shù)更系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)的信息處理機制的完美融合。制造技術(shù)、系統(tǒng)工程、自動化技術(shù)和智能技術(shù)的集成,逐步開發(fā)一個全面的新技術(shù)產(chǎn)業(yè),即智能制造技術(shù),這是自動化技術(shù)在機械制造中的應用,智能水平的表現(xiàn)。最典型的是智能制造系統(tǒng)在機械制造行業(yè),人工智能的應用有機成機械制造系統(tǒng)在每一個操作環(huán)節(jié),通過專家智能的模擬活動,而不是最初由專家負責的那部分的活動和擴展專業(yè)負責的活動系統(tǒng)使用其功能的智能制造系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)測,各種各樣的錯誤可以發(fā)生在任何時間和分析預測異常運行狀態(tài),并在專家系統(tǒng)的基礎(chǔ)上寫的類似問題的預防措施的實施,與操作參數(shù)調(diào)整,以適應外部環(huán)境的變化和緊急突發(fā)事件的處理。

2.機械制造技術(shù),有一種高端的技術(shù)稱為實時智能技術(shù)。只有第一個實時系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境相對簡單的定義,它只停留在如何調(diào)整任務(wù),如何修改操作,如何使用這些工具,以確保有效的在規(guī)定的時間內(nèi)完成所有任務(wù)。人工智能和高科技產(chǎn)品正試圖重組人類智能行為的實時計算模型,并實現(xiàn)其功能?，F(xiàn)階段科學技術(shù)使實時系統(tǒng)和人工智能相互結(jié)合,相互補充,人工智能領(lǐng)域正朝著一個更現(xiàn)實的不斷發(fā)展,實時系統(tǒng)也向更智能的應用領(lǐng)域邁出了一大步,因為這樣的進步,現(xiàn)在的實時智能控制高度預期的結(jié)果是否得以實現(xiàn)。

三、機械工程智能化的發(fā)展方向

先進制造技術(shù)的最新發(fā)展階段,制造技術(shù)是由傳統(tǒng)的制造技術(shù),不僅使制造技術(shù)的有效因素,在過去,不斷吸收各種高新技術(shù)成果,并滲透到生產(chǎn)的所有領(lǐng)域和整個過程?，F(xiàn)代機械制造技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在兩個方向:一個是精密工程技術(shù)、超精密加工的前沿地區(qū),精細加工、納米技術(shù),將進入微機械電子技術(shù)和微機時代;第二,機械工程,智能,智能產(chǎn)品,為了實現(xiàn)的生產(chǎn)管理和發(fā)展智能和智能安全報警。

1.精密成形技術(shù)包括:精密鑄造(濕膜鑄造精密成形,只要輸入鑄造精密成形、精密制造核心)、精密鍛造、冷濕精密成形、精密沖裁)、精密成型、精密熱塑焊接與切割等。

2.隱形切割無切削液加工機械加工工業(yè)是主要的應用領(lǐng)域,沒有切削液處理和簡化流程,降低成本,消除了冷卻劑帶來了一系列問題,如廢物排放和回收,等等。

3.快速原型制造(RPM)和快速成型零件設(shè)計突破了傳統(tǒng)的加工工藝材料去除的原理,通過添加,累積的原則。代表技術(shù)分層實體制造(LOM),融化沉積建模(FDM)等等。

4.機械工程情報不僅僅是生產(chǎn)產(chǎn)品的智能化,智能管理方式,和機械工程設(shè)備智能化,智能機器生產(chǎn)能有效提高生產(chǎn)效率,可以幫助管理者在機械設(shè)備智能設(shè)備管理,降低管理成本,通過計算機管理,實現(xiàn)智能管理的目標機器的性能和運行狀態(tài),如故障時發(fā)生在生產(chǎn)的過程中,監(jiān)管設(shè)備將發(fā)出警報,停止設(shè)備運行的問題,確保二次故障的機器將不會發(fā)生。機械工程設(shè)備運行條件是機械工程的基礎(chǔ),生產(chǎn)效率,在生產(chǎn)的過程中是非常重要的。因為不同的機器設(shè)備設(shè)計、施工、性能、安裝和其他差異,機械工程,生產(chǎn)效率和生產(chǎn)目標也不同,智能機械工程設(shè)備可以根據(jù)每臺機器的不同功能合理操作。機械工程、智能生產(chǎn)等各環(huán)節(jié)的連鎖控制技術(shù)、遙感技術(shù)、控制技術(shù)、現(xiàn)代機械工程等,所以企業(yè)應密切關(guān)注科學和技術(shù)的發(fā)展趨勢,跟隨科技發(fā)展的步伐,與時俱進,應用新的科學技術(shù)投入生產(chǎn)。

四、總結(jié)

只有跟上世界潮流的先進制造技術(shù)的發(fā)展,并把它在一個戰(zhàn)略重點,,有足夠的強度以縮小與發(fā)達國家的差距,盡快能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。在我國研究和發(fā)展先進制造技術(shù)勢在必行。

參考文獻：

[1]宋波.論機械制造的智能化技術(shù)發(fā)展趨勢[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè),2009(21).

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哈爾濱工業(yè)大學機械工程學科早在2007年就率先進行了碩士研究生分類培養(yǎng)的培養(yǎng)模式改革試點工作。分別制定了學術(shù)型和應用型的培養(yǎng)目標和培養(yǎng)方案，對應用型研究生培養(yǎng)的改革和探索，為貫徹執(zhí)行全日制專業(yè)學位研究生的培養(yǎng)提供了實踐經(jīng)驗，在實際的培養(yǎng)過程中，一方面積極與企業(yè)合作，建立校外實踐基地;另一方面，面對工程碩士招生的逐年增長，也積極探索多種形式的實踐基地建設(shè)模式，哈爾濱工業(yè)大學機械工程學科具有悠久的工程實踐傳統(tǒng)，在多年的辦學過程中，形成了面向國防，服務(wù)航天的工程教育特色，在整合學科、學院實驗實踐教學資源的基礎(chǔ)上，依托重點學科優(yōu)勢，通過校內(nèi)實踐基地的建設(shè)，對學生的創(chuàng)新實踐活動起到了引領(lǐng)和促進作用。研究生培養(yǎng)計劃中的課程實驗、實習實踐、學位論文3個主要實踐環(huán)節(jié)，承擔著不同的實踐教育任務(wù)，課程實驗的任務(wù)是加深對課堂知識的理解和掌握，圍繞某一(某些)具體知識點進行感性認識訓練。學位論文是訓練綜合運用科學理論、方法和技術(shù)手段解決某一具體工程技術(shù)問題的能力。因此，在目前的實踐教學環(huán)節(jié)中，校內(nèi)實踐基地主要是完成實習實踐的教學任務(wù)，其功能定位為:培養(yǎng)學生熟悉本領(lǐng)域產(chǎn)品研發(fā)全過程;綜合運用所學知識進行創(chuàng)新性研發(fā)工作;熟悉生產(chǎn)和管理模式以及設(shè)備和工藝流程配置;在實踐中發(fā)現(xiàn)、提煉和總結(jié)學術(shù)問題的能力。通過在校內(nèi)實踐基地的訓練，使學生基本熟悉機械工程領(lǐng)域的各類典型工作流程、關(guān)鍵核心技術(shù)的實現(xiàn)途徑、相關(guān)職業(yè)及技術(shù)規(guī)范，培養(yǎng)實踐研究和技術(shù)創(chuàng)新能力，并結(jié)合實踐內(nèi)容完成論文的選題指導工作，為進一步進入企業(yè)深入實踐奠定前期必要的技術(shù)基礎(chǔ)和知識儲備。為了實現(xiàn)上述功能定位，校內(nèi)實踐基地在構(gòu)建中遵循以下原則:(1)系統(tǒng)性。綜合考慮到我校機械工程學科及各二級學科的研究方向和特色，在平臺的建設(shè)上避免圍繞某一(某些)具體方向進行實踐環(huán)節(jié)建設(shè)，而是通過整體平臺的構(gòu)建為學生提供一個系統(tǒng)接觸機械工程領(lǐng)域各種先進技術(shù)和方法的實踐場所。(2)綜合性。在平臺所完成的實踐教學功能的設(shè)計上，注重依托校內(nèi)實踐基地將培養(yǎng)方案內(nèi)的實驗、實踐等各環(huán)節(jié)單元知識進行綜合運用與具體實施。(3)開放性。為發(fā)揮學生在實踐中的創(chuàng)造性，構(gòu)建了自行設(shè)計、自由探索的開放環(huán)境，培養(yǎng)學生進行自主創(chuàng)新能力的實踐。(4)示范性。作為實踐教學環(huán)節(jié)的硬件平臺，在保證其教學功能實現(xiàn)的基礎(chǔ)上，應最大化地體現(xiàn)出對機械工程領(lǐng)域典型企業(yè)的示范作用。(5)學術(shù)性。面向研究生的實踐教學環(huán)節(jié)，更為注重的是通過實踐培養(yǎng)學生從中總結(jié)規(guī)律、發(fā)現(xiàn)科學問題的能力，因此實踐環(huán)節(jié)應具有一定的學術(shù)內(nèi)涵。

2校內(nèi)實踐基地硬件平臺的構(gòu)建

與課堂理論教學不同，實踐環(huán)節(jié)的教學需要依賴于儀器設(shè)備等硬件條件，因此需要結(jié)合學科的特點來構(gòu)建完成預定實踐教育功能的硬件平臺組成。哈爾濱工業(yè)大學機械工程一級學科包含機械電子工程、機械制造及其自動化、機械設(shè)計及理論、車輛工程、工業(yè)工程、精密與微納制造和航空宇航制造工程7376個二級學科，年招收碩士生350人，其中應用型碩士研究生和全日制工程碩士240人左右。機械工程學科覆蓋的各個二級學科各具內(nèi)涵，互相獨立而又互為支撐，形成了各具特色的研究方向。機械工程領(lǐng)域工程碩士研究生的應用能力培養(yǎng)主要體現(xiàn)在以下方面:①大型/復雜/先進機械系統(tǒng)設(shè)計能力;②各種傳動及其檢測、控制技術(shù)應用能力;③先進制造技術(shù)應用能力;④機電融合應用能力;⑤科技協(xié)作能力。這些能力的培養(yǎng)需要一系列超出單個課程的綜合實踐平臺來提供學生從實踐中鍛煉和掌握工程技術(shù)能力的實踐機會。依托校內(nèi)實踐基地，建設(shè)一個獨立于課程教學之外，支撐全院研究生工程實踐能力培養(yǎng)的工程實踐平臺具有重要意義。對于應用型碩士研究生，應該在機械工程一級學科的框架下，培養(yǎng)其對各相關(guān)研究方向的了解和掌握，培養(yǎng)出知識面廣博、適應性廣的交叉復合型人才，因此，校內(nèi)實踐基地所建設(shè)的教學平臺應體現(xiàn)出綜合性，并具有一定的輻射性，加強碩士研究生對機械工程領(lǐng)域相關(guān)研究方向的了解，拓展知識面，培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力。所建立的校內(nèi)實踐基地硬件平臺的結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1校內(nèi)實踐基地硬件平臺的總體結(jié)構(gòu)校內(nèi)實踐基地硬件平臺包括實驗平臺和實踐平臺兩個部分，其中實驗平臺用來支撐培養(yǎng)計劃中的實踐學分，由傳感及測試技術(shù)實驗子平臺、數(shù)字化制造技術(shù)實驗子平臺、機器人技術(shù)實驗子平臺和微納米測量技術(shù)實驗子平臺組成;實踐平臺用來為學生提供一個實現(xiàn)自主創(chuàng)新、自由探索的實踐環(huán)境，由金屬零件少無切削制造技術(shù)工程實踐子平臺、空間機構(gòu)及機械系統(tǒng)設(shè)計與實踐子平臺、數(shù)控運動控制綜合實踐子平臺和液壓伺服傳動與氣壓傳動綜合應用實踐子平臺組成。

2．1傳感及測試技術(shù)實驗子平臺傳感及測試技術(shù)是機械工程學科研究生必須掌握的一門偏重于基礎(chǔ)的技術(shù)，并且是其它眾多技術(shù)的基礎(chǔ)，因此該實驗子平臺的建設(shè)側(cè)重訓練研究生對常用傳感器的基本原理及其典型應用，使學生不但對傳感技術(shù)中所涉及的各種傳感器的測量原理和性能指標有深入具體的認識，而且還能夠針對具體的問題，選擇合適的傳感器完成相應的檢測任務(wù)，為將來的學習和工作奠定實踐基礎(chǔ)，提高應用型研究生對相關(guān)專業(yè)理論的認知、加強對專業(yè)技術(shù)工作適應能力和開發(fā)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2．2數(shù)字化制造技術(shù)實驗子平臺該實驗子平臺以對數(shù)字化制造技術(shù)的原理和核心技術(shù)的理解為主，以校園網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，建立數(shù)字化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)計和加工子系統(tǒng)，兩個子系統(tǒng)共享一個服務(wù)器，實現(xiàn)信息共享。以現(xiàn)有的CAD/CAM軟件和自行開發(fā)的數(shù)控技術(shù)、數(shù)字化加工、數(shù)字化裝配等軟件為基礎(chǔ)，為數(shù)字化設(shè)計、建模和仿真、加工技術(shù)的研究提供基本的實驗教學環(huán)境和條件。使學生掌握數(shù)字化制造技術(shù)在產(chǎn)品的設(shè)計、分析、制造、制造系統(tǒng)規(guī)劃等方面的應用。

2．3機器人技術(shù)實驗子平臺該實驗子平臺是一個具有一定規(guī)模的、模塊化的、可擴展的機器人系統(tǒng)開放實驗平臺，子平臺的建設(shè)以常規(guī)機器人技術(shù)教學為主，并兼顧機器人智能運動控制和機構(gòu)空間復雜軌跡的實現(xiàn)等相關(guān)教學實驗。能夠進行14個機器人技術(shù)方面的教學實驗，各實驗間既可以獨立進行，也可以聯(lián)合進行;能根據(jù)教學的需求及課程的變化需求進行迅速調(diào)整，以適應實驗教學的需要。這些實驗要求學生應用所學知識進行設(shè)計、編程和實施，培養(yǎng)學生設(shè)計、分析和動手能力，促進機器人技術(shù)教學水平的提高，培養(yǎng)機械工程學科研究生的綜合技能和創(chuàng)新能力。

2．4微納米測量技術(shù)實驗子平臺隨著超精密加工技術(shù)和納米加工技術(shù)的發(fā)展，對機械加工表面形貌的微觀檢測提出了越來越高的要求。因此微納米檢測技術(shù)成為機械工程學科新的研究熱點。通過實驗教學，使學生掌握原子力顯微鏡測量原理、測試參數(shù)的選擇，數(shù)據(jù)處理知識。掌握利用原子力顯微鏡獲得力曲線，根據(jù)納米壓痕法的理論基礎(chǔ)及彈性接觸理論計算材料的機械力學特性，分析研究測量儀器的原理、精度、誤差及適用范圍。

2．5金屬零件少無切削制造技術(shù)工程實踐子平臺本子平臺對學生進行金屬零件少無切削制造技術(shù)的實踐訓練。學生通過設(shè)計制造零件的實踐，培養(yǎng)研究生:先進綠色制造技術(shù)運用能能力;產(chǎn)品制造生產(chǎn)線管理與運用能力;數(shù)控等先進裝備控制與運用能力。

2．6空間機構(gòu)及機械系統(tǒng)設(shè)計與實踐子平臺通過先進傳動裝置的學習和拆裝，使學生了解、學習高性能諧波減速器等國外先進傳動裝置的原理、設(shè)計方法、結(jié)構(gòu)和工藝;由學生利用基本元部件設(shè)計并構(gòu)建機械系統(tǒng)，如多自由度關(guān)節(jié)串聯(lián)機構(gòu)和行走機構(gòu)等。根據(jù)學生自己構(gòu)建的機械系統(tǒng)，運用機構(gòu)設(shè)計與動力分析軟件建立虛擬樣機，進行仿真。學生為自己構(gòu)建的機械系統(tǒng)配備運動控制系統(tǒng)，利用計算機和PID控制來控制交、直流伺服系統(tǒng)，實現(xiàn)其構(gòu)建的機械系統(tǒng)的預期運動目標。

2．7數(shù)控運動控制綜合實踐子平臺以機床運動形式為主要控制目標，運動控制為主，順序控制為輔，訓練學生機電系統(tǒng)計算機控制能力。實踐子平臺以單軸運動模塊為基本單元，可搭建一軸、兩軸和三軸運動控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)采用PC-Base運動控制控制器為核心，交流伺服系統(tǒng)為基礎(chǔ)，形成一個開放式的、學生可實際搭建的(包括內(nèi)部控制軟件)實踐系統(tǒng)。

2．8液壓伺服傳動與氣壓傳動綜合應用實踐子平臺該實踐子平臺對學生進行流體傳動與控制重要基礎(chǔ)和綜合應用的訓練。平臺包含豎直液壓伺服搬運、水平液壓傳動搬運、氣動插拔銷三套子系統(tǒng)，訓練學生:流體傳動與控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計能力、液壓伺服系統(tǒng)(位置和力及其切換)設(shè)計調(diào)試能力、液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計調(diào)試能力、氣壓傳動系統(tǒng)設(shè)計調(diào)試能力和團隊協(xié)作能力。

3校內(nèi)實踐基地的實踐教學體系

在校內(nèi)實踐基地硬件平臺構(gòu)建的基礎(chǔ)上，結(jié)合應用型研究生培養(yǎng)方案，構(gòu)建了校內(nèi)實踐基地的實踐教學體系，根據(jù)兩類平臺的特點，結(jié)合培養(yǎng)目標，依托實驗平臺下設(shè)的4個子平臺建設(shè)了一門具有特色的實驗課程“機械工程學科應用型研究生綜合實驗”，綜合實驗課程在內(nèi)容設(shè)置上立足機械工程學科的主干課程，從機械工程一級學科的角度去組織實驗教學的內(nèi)容，規(guī)劃建設(shè)的實驗項目既是對若干門學位課程內(nèi)容的深化和提升，又是對某門課程課內(nèi)實驗的強化，支撐研究生培養(yǎng)計劃中2學分的實踐教學環(huán)節(jié)，可以完成總計66學時的實驗教學，根據(jù)課程的設(shè)置和培養(yǎng)計劃，要求研究生從中選擇22學時進行本門課程的實驗教學，以加強碩士研究生現(xiàn)代實驗方法和技能的訓練和提高。在教學體系的建設(shè)上，實踐平臺是對實驗平臺的進一步深化和運用，目的是注重學生自主實踐能力的訓練和培養(yǎng)，實踐內(nèi)容的設(shè)計充分體現(xiàn)出開放性和探索性，學生利用平臺所提供的基本元件和模塊，根據(jù)給定的技術(shù)參數(shù)和指標，自行搭建系統(tǒng)，獨立完成相應的實踐訓練項目。結(jié)合實踐平臺的硬件設(shè)備，建設(shè)了一門面向全院碩士生的實踐課程“機械工程綜合實踐”，以獨立實踐課程的形式來實現(xiàn)校內(nèi)實踐基地的實踐教學功能，使本領(lǐng)域的應用型研究生能夠經(jīng)歷一個相對完整的機械系統(tǒng)設(shè)計、制造、檢測和控制的工程應用過程的基本訓練，支撐研究生培養(yǎng)計劃中的實踐教學環(huán)節(jié)，根據(jù)課程的設(shè)置和培養(yǎng)計劃，要求研究生從中選擇若干實踐項目進行實訓，培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力。依托校內(nèi)實踐基地開設(shè)的兩門實驗實踐課程，初步確定了機械工程領(lǐng)域應用型研究生的實踐教學體系。解決了應用型研究生培養(yǎng)方案中實踐教學環(huán)節(jié)薄弱的問題;確立了實踐教學環(huán)節(jié)的主體地位，以獨立的課程形式來加深課堂理論知識的理解，提高創(chuàng)新實踐的能力，滿足機械工程學科研究生培養(yǎng)方案中實踐環(huán)節(jié)的教學計劃，為進一步的分類培養(yǎng)模式改革提供實踐。

4校內(nèi)實踐基地的運行效果與深化建設(shè)

篇9

在學習中，經(jīng)過機械工程訓練教學可以讓學生靈活的應用專業(yè)知識去解決實際生活中的工程問題，倘若在把競賽訓練模式應用到教學中去，這就更有力的幫助激發(fā)學生創(chuàng)新思維的感覺，將創(chuàng)新設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)新成果，從而將大學生的創(chuàng)新潛質(zhì)激發(fā)出來。整個教學過程，都是有目的的在培養(yǎng)大學生的實踐能力、思維能力、質(zhì)疑能力以及信息能力，最后達成培養(yǎng)大學生創(chuàng)新能力的目標。

（1）信息能力的培養(yǎng)信息能力通常指的是采用先進的信息檢索工具與科學有效的信息檢索方法，在收獲信息以后對信息實施識別、選擇、加工、應用、管理與創(chuàng)新的能力。信息能力包含：收獲信息的能力，研究與分析加工信息的能力，科學應用信息的能力，溝通交流信息的能力，正確管理信息的能力等。比如，讓學生參與機械工程訓練競賽，最開始會讓學生通過不同的渠道來知曉競賽的主題，競賽的規(guī)矩以及競賽的地點時間等信息。之后，根據(jù)收獲的信息進行研究分析，從而理解與消化，對于不夠明白的地方要向有關(guān)的部門及老師進行詢問。最后的步驟就是將這些信息實施科學有效的歸類，進而為參與大賽所設(shè)計的方案提供相關(guān)的指引。在現(xiàn)實的機械工程訓練教學課堂中，學生在設(shè)計和制作機械工程訓練物品以前，教師可以有針對性的從信息能力方面來培養(yǎng)學生。比如，利用工程訓練任務(wù)書，大概的說一下產(chǎn)品的相關(guān)技術(shù)要求，其他的讓大學生應用網(wǎng)絡(luò)或者圖書館等渠道，來獲取與之相關(guān)的資料與信息，從而準備好之后的環(huán)節(jié)，包括制定設(shè)計方案、描繪產(chǎn)品圖紙，編排加工工藝與檢測最后的實物等。

（2）質(zhì)疑能力的培養(yǎng)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重點在于培養(yǎng)學生的質(zhì)疑能力，許多的創(chuàng)新思想就是來源于對傳統(tǒng)的質(zhì)疑，提出疑問通常比解決實際問題更為關(guān)鍵，解決實際問題，僅僅體現(xiàn)的是技術(shù)能力，而提出新的疑問及新的可能性，往往需要豐富的創(chuàng)新能力。在機械工程訓練教學中培養(yǎng)大學生的質(zhì)疑能力，需要先將機械工程訓練的教學內(nèi)容準備好，而準備教學內(nèi)容必須要展現(xiàn)實踐能力與創(chuàng)新精神的思想，要將機械工程訓練課程的基礎(chǔ)特點充分結(jié)合起來，讓機械工程訓練課程的內(nèi)容即離開傳統(tǒng)內(nèi)容，又要讓實踐教學的內(nèi)容向著展現(xiàn)當代系統(tǒng)工程、現(xiàn)代管理、物聯(lián)網(wǎng)信息、數(shù)字化電子技術(shù)及現(xiàn)代化的先進機械的實踐教學方式轉(zhuǎn)變，展現(xiàn)教學內(nèi)容的先進性。這樣大學生可以更好地發(fā)現(xiàn)新的問題，甚至是更具有前瞻性的問題。對于學生提出的問題，老師需要給予肯定，這樣學生才可以大膽的想象，大膽的質(zhì)疑，才可以將學生的創(chuàng)新思維激發(fā)出來。

（3）思維能力的培養(yǎng)針對實際機械工程相關(guān)問題實施綜合能力教學是大學生在機械工程訓練進程中的重要內(nèi)容。這就要組織大學生從感性思維到理性的抽象概括，并從具體的感性表象轉(zhuǎn)為抽象的理性思考，然后進行綜合能力的教學，將機械工程的知識系統(tǒng)化，從而將若干知識聯(lián)系起來，展開從觀察到思考這一精密的思維過程。這就證明了實施綜合能力教學對于大學生發(fā)射思維能力與抽象邏輯思維能力的培養(yǎng)是有推動作用的。與此同時，也可以有效地促進創(chuàng)新思維的培養(yǎng)與聯(lián)系，創(chuàng)新思維并不是一種單一的思維方式，其是由多種思維組合而成的復合體。此外，在機械工程訓練教學的課堂中，教師需要要求學生把機械工程訓練中遭遇的問題，對相關(guān)問題因素的研究分析，解答問題的方案以及產(chǎn)品設(shè)計以后的改進措施等都寫出思維的報告，從而提出新的創(chuàng)意，雖然這僅僅是要求學生記錄下來，但相應的也對學生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)有著促進的作用。

（4）實踐能力的培養(yǎng)機械工程訓練作為機械工程實踐教學中的重要部分，在全國教學進程中，自始至終都將技能培訓與方法訓練、生產(chǎn)與教學、實踐與理論、動手與動腦這些密切且有機的融合在一起。老師在教學中可以布置一個作業(yè)，這個作業(yè)的題目僅僅對產(chǎn)品的尺寸及相應的功能做一些簡單的要求，而大學生則依照競賽訓練的方式，經(jīng)過提出想法、收集信息、制定方案、加工制造、實際測試等相應的機械工程實踐活動來提升自身的實踐能力。教師還能夠?qū)C械工程訓練中心的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，為學生提供必備的技術(shù)點評與硬件設(shè)施，組織安排學生參與一些設(shè)計制造或發(fā)明創(chuàng)造類的比賽，以此來發(fā)掘?qū)W生的熱情與潛力，培養(yǎng)學生的綜合能力與創(chuàng)新意識，從而增強學生對于創(chuàng)新的信心。

2結(jié)束語

篇10

浙江農(nóng)林大學機械工程實驗教學中心于2003年進行了詳實的規(guī)劃，并聘請浙江大學、浙江工業(yè)大學、浙江理工大學等高校的機械工程領(lǐng)域的相關(guān)專家對實驗室建設(shè)方案進行論證。通過此次的規(guī)劃和論證，為實驗中心后期建設(shè)和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。經(jīng)過十來年的建設(shè)和發(fā)展，機械工程實驗教學中心擁有工程力學、機械設(shè)計、機械原理、液壓與氣動、測量與測試技術(shù)、CAD/CAM、機電控制、金相、工程訓練等九個實驗分室，實驗室使用面積2049平方米，儀器設(shè)備600多臺（套），總資產(chǎn)超1000萬。實驗教學中心依托機械工程學科，擁有專業(yè)實驗人員8人，另外，學科大部分專職教師參與實驗中心的基礎(chǔ)實驗教學并開展相應的科研工作。實驗中心主要承擔全校的機械制造及自動化、工業(yè)設(shè)計、木材科學與工程等9個工科專業(yè)的基礎(chǔ)及專業(yè)課程的實驗教學，每年能開設(shè)實驗課程20多門，實驗項目數(shù)約80個，實驗總?cè)藭r數(shù)超6萬人。目前，實驗中心已成為教學實驗、生產(chǎn)實習、測試分析、科研開發(fā)及社會服務(wù)于一體的綜合性實驗平臺。

2實驗室開放模式

實驗室開放是指各實驗室在完成計劃內(nèi)教學、科研任務(wù)的前提下，利用現(xiàn)有儀器設(shè)備、設(shè)施條件及師資等，面向?qū)W生、教師及社會等人員開放，為學生、教師及其他人員等提供實踐學習、科研和服務(wù)平臺。如何實現(xiàn)實驗室的全面開放，充分發(fā)揮實驗室在人才培養(yǎng)和科研中的作用，許多高校根據(jù)自身條件采取合理的開放模式，優(yōu)化實驗資源，取得了一定的成效。我校機械工程實驗教學中心以實驗項目的形式進行開放，探索其在創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)中所起的作用。

（1）開放實驗項目除了課內(nèi)必修實驗項目外，教務(wù)處將開放實驗項目納入學生實踐教學環(huán)節(jié)，鼓勵學生利用課余時間參加實驗室開放活動。開放實驗項目一般為大型儀器設(shè)備所具備功能未在基礎(chǔ)及專業(yè)課程實驗教學中開設(shè)，實驗人員或者專職教師編寫綜合性或設(shè)計性項目供學生以公開課的形式進行選課。為了確保開放實驗的教學質(zhì)量，每位教師每學期最多開設(shè)兩個開放實驗項目，每個開放實驗項目規(guī)定招收的學生數(shù)不得低于20人，而每個項目最多只能設(shè)兩個班次。學校設(shè)立實驗室開放專項基金，用于補貼學生參加開放實驗所需材料消耗，且學生所參與的開放實驗項目成績考核合格后可以取得實踐性課程學分。同時，為了鼓勵實驗技術(shù)人員和教師積極開展開放實驗項目工作，學校給予指導教師一定的實驗項目開放津貼。

（2）各類競賽項目目前，機械工程學科組織的大學生競賽項目有全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽、全國大學生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽慧魚組競賽、浙江省大學生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽及浙江省大學生工程訓練大賽等。為了促進各項賽事的順利開展，由相關(guān)的專職教師負責，同時，實驗中心在不影響正常教學的前提下對所需的實驗分室進行全天候開放，實驗技術(shù)人員在上班期間對需要使用實驗儀器的學生進行技術(shù)使用指導，而周六、周日及假期通過預約方式，由實驗教學中心安排人員值班。通過師生的共同努力，機械工程學科獲得浙江省大學生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽和全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計優(yōu)秀組織獎各1項。近4年來學生競賽成績斐然，共取得全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽一等獎1項、二等獎8項，省三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽特等獎4項、一等獎6項、二等獎9項、三等獎6項；第四屆全國大學生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽慧魚組競賽二等獎1項；浙江省大學生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽一等獎2項、二等獎7項、三等獎7項；浙江省大學生工程訓練大賽三等獎4項。通過競賽的創(chuàng)新設(shè)計，學生已獲得實用新型專利37項，發(fā)明專利3項已受理；另外，有大學生利用自己的發(fā)明專利進行自主創(chuàng)業(yè)，其中有2個大學生創(chuàng)新企業(yè)落戶臨安科技創(chuàng)新服務(wù)區(qū)。

（3）畢業(yè)設(shè)計及教師科研項目高年級本科生都要完成畢業(yè)論文設(shè)計，實驗中心充分運用教學實驗室優(yōu)質(zhì)資源對學生實行開放。在課題指導教師和實驗室技術(shù)人員的指導或輔助下，讓學生利用實驗室的先進的儀器設(shè)備進行畢業(yè)課題的測試分析；另外，機械原理及機械設(shè)計實驗室對機構(gòu)設(shè)計類的畢業(yè)課題提供理論支持和結(jié)構(gòu)參考。實驗中心為學生的畢業(yè)設(shè)計進行開放，使學生在本科階段得到創(chuàng)新性科學研究的鍛煉，為畢業(yè)后能更快地進入工作狀態(tài)提供一個難得的實踐平臺。近幾年來我校教師的各類科研項目不斷增加，為了開展科研，他們需要實驗場地和儀器設(shè)備。針對種情況，機械工程實驗教學中心積極為有科研項目的教師開放相關(guān)的實驗室，提供實驗場地，搭建一個科研平臺，營造一個自由輕松的科研環(huán)境，幫助他們順利完成科研項目。同時，教師科研項目為學生提供了新的畢業(yè)課題資源，在教師的科研過程中，學生和教師組成科研小團隊，調(diào)動學生對科研的積極性和主動性。學生在導師的指導下查閱資料、設(shè)計實驗方案，通過實驗的測試分析，最終完成畢業(yè)課題；而教師也可以充分利用實驗室的儀器設(shè)備，發(fā)揮學生的團隊作用，完成科研項目，實現(xiàn)雙贏的效果。

（4）社會服務(wù)項目浙江農(nóng)林大學地處浙江杭州臨安，是目前臨安唯一一所大學。臨安傳統(tǒng)特色工業(yè)是電纜和節(jié)能燈，而杭州對工業(yè)區(qū)進行了整合，將一些大型工業(yè)搬遷到了臨安工業(yè)區(qū)，目前有杭州叉車制造有限公司、杭州起重機有限公司和杭州氧氣設(shè)備制造有限公司等大型機械企業(yè)，同時在建規(guī)模較大的減速器生產(chǎn)基地。而浙江農(nóng)林大學的機械工程實驗教學中心擁有先進的儀器設(shè)備，技術(shù)隊伍雄厚，機械工程學科可以結(jié)合企業(yè)運作需求，與企業(yè)建立長期的合作關(guān)系，建立校企合作實驗室，實現(xiàn)資源共享，走“產(chǎn)學研”合作發(fā)展道路，提高儀器設(shè)備的利用率。在實施校企合作過程中，使學生有機會在企業(yè)的實際工作崗位上得到培訓和專業(yè)訓練，大大提升學生的動手能力及創(chuàng)造力的發(fā)揮，促進大學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3實驗室開放管理

（1）實驗室開放審批實驗室開放的運行流程要盡可能簡化、易操作。通過實踐探索，機械工程實驗教學中心的各實驗室開放需要辦理申請手續(xù)。教師或者學生根據(jù)要求填寫實驗室開放申請單，由指導教師或?qū)W生簽名，經(jīng)實驗中心審批，各實驗分室技術(shù)管理人員根據(jù)審批單對管轄的實驗室實行開放。實驗開放項目完成后，需要由該實驗室技術(shù)人員對實驗室進行全面檢查，遇到設(shè)備損壞及時維修，確保實驗室的儀器設(shè)備正常運作。

（2）開放模式管理研究實驗室實行開放，無論是開放實驗項目，還是競賽項目均在時間、空間上實施開放，使實施管理者的工作量急劇上升，無形加重了實驗管理者和技術(shù)人員的工作壓力，導致每個專職實驗人員每天同時管理幾個實驗室，管理幾臺設(shè)備，疲于應付。為了保證實驗室正常開放，指導教師按分項負責，參加指導實驗和安排必要的實驗室值班工作。在實驗室開放期間，實驗室實行出入登記制度。凡是來實驗室做實驗的，必須要做好出入情況登記，標明當日出入實驗室的時間和工作的具體內(nèi)容。這樣一旦實驗室出現(xiàn)了安全事故，可以通過查看實驗室出入人員的登記記錄，追查事故發(fā)生的原因及其責任人。

（3）儀器設(shè)備維護研究隨著實驗中心以項目制的形式實施開放，儀器設(shè)備磨損或者損壞率會逐步增加，其后果是設(shè)備的維護保養(yǎng)費，尤其是大型精密儀器的維護保養(yǎng)費會急劇增加。為了確保實驗室的開放，如何解決實驗室儀器設(shè)備的維護費值得商討。目前，由學校設(shè)備處牽頭實施大型儀器設(shè)備開放收費制度，收取的經(jīng)費大部分用于儀器設(shè)備的維修和保養(yǎng)，余下的部分補償實驗技術(shù)人員的額外勞動。

4小結(jié)