机械工程基本概念范文

导语：如何才能写好一篇机械工程基本概念，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：机械工程材料 高分子材料 教学改革

Reform and practice on teaching of polymer materials in mechanical engineering materials course

Dong Xufeng， Qi Min， Wang Weiqiang

Dalian university of technology， Dalian， 116024， China

Abstract： In most universities， metal material is the route of mechanical engineering materials course. Polymer materials have been a new type of engineering materials in the recent 50 years. Therefore， it is necessary to increase the proportion of polymer materials and make corresponding reform in the teaching of mechanical engineering materials. In this paper， the reform and practice experience on mechanical engineering materials in Dalian university of technology is introduced. Reforms were made in content， aim， process， method and reference books. The practice results indicated good teaching effect was obtained.

Key words： mechanical engineering materials； polymer materials； teaching reform

机械工程材料课程是面向非材料专业学生开设的介绍材料科学与工程基础内容的课程，涉及专业包括机械、化工、船舶、汽车、航空航天等。目前大多数机械工程材料课程的讲授以金属材料为主线，内容涵盖金属材料的化学成分、组织结构、加工工艺与性能之间的关系等[1，2]。教学目的是让非材料专业学生了解常用金属材料的性能、应用范围和加工工艺，初步掌握金属材料的选用原则与方法，同时能够对实际工程中与材料相关的基本问题进行正确分析和处理。

1 高分子材料教学改革原则

20世纪中期以来，大批新型高分子材料的合成拓展了人类使用材料的范围。与金属材料相比，高分子材料具有密度小、比强度高、原料丰富、成型简单、成本低、耐腐蚀等优点。近年来一些性能优异的高分子材料在诸多领域呈现取代传统钢、铁等金属材料的趋势，成为机械工程材料中不可忽视的一部分[3]。因此，在机械工程材料课程的教学过程中，须摒弃完全以金属材料为主体的授课方法，适当增加高分子材料等新型工程材料的比重。因此，我校在2013年对机械工程材料32学时课程的教学计划进行了调整，将高分子材料部分由之前的2学时增加到4学时，并确定了以下改革原则：

1.1 授课内容强调基础性

高分子材料与机械类学生通常接触到的金属材料在结构、性能、制备工艺等方面有很大的区别。向机械类学生讲授高分子材料，主要目的是让他们对高分子材料有最基本的了解。在短短4学时内，不可能也没必要将高分子材料相关的全部内容压缩讲授。这就决定了机械工程材料课程中高分子材料部分必须侧重于基础性知识，对于理论性、专业性太强的知识点必须舍弃。基础性内容应当包括高分子材料的基本概念、分类、结构特点及常用工程高分子材料（工程塑料、工程橡胶及工程纤维）的基本力学性能[4-6]。

1.2 授课目标偏向工程性

高分子材料不仅可作为结构材料使用，也可以作为功能材料使用。对于非材料类专业的学生，特别是机械类专业的学生，更关心材料的力学性能和应用范围。因此，在课程内容的安排上，应以与机械工程有关的机械性能为主，给出常用工程高分子材料的基本力学性能指标及适用领域。

1.3 授课过程重视学生的先修知识

大多数高校的机械工程材料课程以金属材料为主线，在学习高分子材料之前，学生对金属材料已经有基本了解。高分子材料与金属材料之间存在较大差异，例如：高分子材料的聚集态结构以非晶结构为主，而金属材料则以晶体结构为主；许多高分子材料，特别是橡胶类的高分子材料具有金属材料所不具备的优良弹性等。学生先修知识的习惯思维在他们学习高分子材料时可能会引起冲突，因此在授课时必须对金属材料与高分子材料的差异予以考虑。采用与金属材料对比的方法学习高分子材料，有利于帮助学生澄清概念，更好地掌握高分子材料的知识。

1.4 教学方式应具有高效性

高分子材料课程涉及的概念繁多，容易混淆，对于机械类学生而言比较抽象，难以理解。在短短的4学时内，要想让学生尽可能多的掌握高分子材料的相关基本概念，必须摒弃照本宣科或一味讲授的教学方式。通过高效的教学方式，充分调动学生的积极性、主动性，引导学生思考，方能达到理想的教学效果。

1.5 提供扩展知识的参考书

由于高分子材料的性能、结构、制备工艺以及表征与金属材料和陶瓷材料完全不同，而且目前在机械工程材料中高分子材料部分比例很少。为解决这一矛盾，在章节后面列出了比较系统的高分子材料性能、内容、结构、制备工艺以及表征方面的书籍，以供学生参考[7，8]。

2 高分子材料教学改革

根据以上原则，我们在2013年度的授课过程中对高分子材料的讲授进行了调整，具体如下：

（1）授课内容及学时安排：高分子材料的基本概念（高分子、单体、链节，0.5学时），高分子材料的分类方法（按用途分类，按热行为分类，按反应类型分类，按主链结构分类，0.5学时），高分子材料基本结构（简单介绍近程结构、远程结构、聚集态结构的概念，0.5学时）及物理状态（玻璃态、高弹态和粘流态，0.5学时），典型工程塑料的力学性能和应用（1学时），典型合成橡胶的力学性能和应用（1学时）。

（2）重点讲授常用工程高分子材料（工程塑料、工程橡胶及工程纤维）的基本力学性能及典型工程高分子材料的适用领域。

（3）授课过程中通过列表等方式将高分子材料的相关内容与金属材料进行对比，一方面避免概念混淆，另一方面突出高分子材料与金属材料的不同之处。

（4）采用启发式教学模式，通过设问、模拟实验、举例、探究等方法引导学生思考；在多媒体课件中，采用丰富的图片、动画激发学生学习的积极性和主动性。

3 结束语

通过机械工程材料课程中高分子材料的教学方案改革，学生对这种新型工程材料有了基本且更为全面的了解，他们深刻认识到，高分子材料是机械工程材料领域中不可忽视的分支。

参考文献

[1] 文九巴.机械工程材料[M].北京：机械工业出版社，2009.

[2] 于永泗，齐民.机械工程材料[M].大连：大连理工大学出版社，2012.

[3] 张留成.高分子材料基础[M].北京：化学工业出版社，2011.

[4] 高建纲，宋庆平，丁玉洁，吴之传.工科非本专业《高分子化学》课程的教学探讨[J].高分子通报，2009（5）：63-66.

[5] 韩顺玉，柳海兰.非高分子专业《高分子化学》课程教学实践与探讨[J].中国科教创新导刊，2010（35）：93.

[6] 詹茂盛，何利军.“高分子材料课程信息化师生互动教学方法”研究与实践[J].化工高等教育，2004（3）：69-71.

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本小节主要从机电一体化的相关基本概念、机电一体化技术的基本特征、机电一体化的最新发展趋势等三个方面对机电一体化技术做较为全面的介绍，接下来详细介绍。

1.1机电一体化的基本概念

机电一体化技术从大的领域来说属于机械领域，其定义版本较多，其中一种较为权威的定义表述如下：机电一体化一般是指在机械的设计与功能扩展中，应用机械特有的主要功能、信息处理、功能控制等，把机械系统的控制中心进行集成化，并且与安装在计算上的上位机软件实现双向通信，一般来说，机电一体化技术也是一门交叉学科技术，涉及到的主要技术有通信技术，机械技术，微电子技术，电力电子技术等，机电一体化技术的核心功能就是把以上技术结合起来，形成一个整体并内嵌入机械系统中。

1.2机电一体化技术的基本特征

机电一体化技术作为一门应用广泛的技术，有其自身的特点，通过实际调查总结和查阅相关资料，本文总结出了机电一体化技术的3个主要特点，接下来详细说明如下。（1）应用的广泛性：机电一体化技术由于涉及的技术较多，是一门涉及多学科的交叉技术，正是由于这一特点，使得机电一体化技术应用十分广泛，已经远远超出了机械工程的应用范畴，当然，本文的研究重点还是放在机电一体化技术在机械工程上的应用及发展趋势。（2）具有很强的逻辑性：由于机电一体化的核心任务就是把各种技术合理融合，应用到机械领域中，把系统的机械机构和上位机软件控制合为一体，也就是形成一个统一的整体，从这个层面来说，机电一体化技术具有很强的逻辑性，或者说拥有很强的系统性。（3）机电一体化具有很强的最优化建模理论：机电一体化技术经过多年的发展，已经形成完整的最优化理论体系，相关算法可以参阅相关文献，限于论文篇幅，在这里不再累述。

1.3机电一体化技术的最新发展趋势

经过多年的发展，机电一体化技术已经形成了自己的理论体系，随着我国高新技术不断发展，越来越多的新技术被应用到机电一体化技术上，机电一体化的最新的发展趋势是控制智能化、精确化、零延迟化、结合计算机处理技术和信号传输技术，机电一体化技术也朝着无线控制、高速控制、精确控制的方向发展。

2机电一体化技术在机械工程上的应用以及发展趋势分析

本小节在上文介绍机电一体化技术相关知识的基础上探讨机电一体化技术在机械工程领域的当前应用以及未来的发展趋势，结合实际，本文从机电一体化技术应用于机械工程领域的历程分析、机电一体化在现代机床控制上的应用、机电一体化技术在全自动包装机领域的应用等三方面简单论述机电一体化技术在机械工程上的应用以及发展趋势，下面详细讨论。

2.1机电一体化技术应用于机械工程领域的历程分析

在国外，机电一体化技术应用到机械工程领域较早，通过查阅资料得知，美国在上世纪90年代就把自动控制设备应用与机械制造领域，我国相对起步晚，但是起点较高，20世纪60年代，我国通过引进苏联控制设备，逐渐把机电一体化技术应用到机械领域，并在20世纪80年代，实现机电控制设备国产化，随着科技不断进步，以计算机处理技术和无线通信技术为代表的新技术不断应用与机电一体化技术，这使得机电一体化技术焕发出勃勃生机，应用领域进一步扩大。

2.2机电一体化在现代机床控制上的应用

机电一体化在机械工程领域很重要的一个应用领域就是应用在现代机床控制上，现代机床控制要求精度高、速度快、智能化高，这就要求现代机床的控制系统具有很强的抗干扰性，机电一体化技术由于采用计算机处理技术，处理速度快，精度高、内置多块DSP芯片，抗干扰能力强。

2.3机电一体化技术在全自动包装机领域的应用

机电一体化技术除了应用与纯机械工程领域，还大量应用于相关机械与电子相结合的控制领域，通过实际调查得知，我国全自动包装机已经全部采用机电一体化技术，由于包装机械不但设计机械工程知识，还涉及机电控制技术，微机处理技术等，所以一般的控制系统很难胜任，机电一体化技术由于是一门交叉学科，所以具有很强的灵活性，所以机电一体化技术较好的解决了这个问题，机电一体化把软件控制和机械控制结合起来，融为一体，通过上位机软件来控制包装机的运行状态。

3机电一体化技术在机械领域的发展前景

通过对机电一体化当前发展趋势的调查研究，本文认为，机电一体化技术在机械领域的发展前景包括以下几点：（1）专用化趋势不断加强：随着机电一体化应用到机械领域的不断深化，机电一体化技术表现出明显的专用化趋势。（2）智能化不断加强：近年来，随着人工智能等新技术不断应用到机电一体化领域，机电一体化技术也呈现了智能化趋势。（3）能耗低：节约资源，保护环境成为全社会的共识，在这种背景下，机电一体化技术积极加强自身改革，不断研发新技术，把能耗进一步降低。

4结论

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本文根据应用型本科机械工程专业人才的培养定位，对机械基础系列课程进行了改革，构建了适合培养本科应用型人才的机械基础系列课程体系。

关键词：

应用型本科；机械基础系列课程；教学改革；课程体系

一、引言

在我国高等教育已步入大众化教育阶段的背景下，要求培养出大批不同规格和层次的人才，尤其是培养出更多的应用型人才。作为一所独立学院，北京理工大学珠海学院以培养高素质应用型本科人才为目标，近两年已启动了新一轮的人才培养模式改革；机械工程专业作为我校的特色专业，一直在努力探索以培养应用能力为主线的培养方案，以“应用”为主旨和特征构建课程和教学内容体系，我院于两年前开始进行应用型本科机械基础系列课程教学内容的改革探索工作，并已取得可喜的成果。机械基础系列课程包含机械制图、工程力学、工程材料与热成型工艺、互换性与技术测量、机械设计基础（机械原理+机械设计）等5门课程。这些课程都是机械类专业学生必修的核心专业基础课，它们不仅是学生学习后续专业课程、完成课程设计和毕业设计不可缺少的基础，更是学生毕业后从事工程技术工作的基础。机械基础系列课程教学内容和课程体系的改革在专业整体课程体系中占有极重要的地位，它既是工科各相关专业基础课程改革的重要组成部分，也是机械学科教学改革的重点和难点[1]。

二、现行机械基础系列课程的教学中存在的问题

通过独立学院近六年来的教学实践，我们发现大部分学生在学完机械基础系列课程后，对现代机械设计理论及其应用只有肤浅的认识，还没有完全具备设计机械传动装置和简单机械的能力，特别是不具备基本的工程识。究其原因，主要有以下几个方面：

（1）在大学一年级学习机械制图这门有较强实践性的课程，对刚迈入大学、习惯于逻辑思维训练的学生来说是一门较难的课程，学生缺乏的是机械设计和加工工艺方面的基本常识，对零件图和装配图中的工艺知识难于理解，对制图国家标准领会不透。三年级学习机械设计基础时，机械制图的内容已大部分忘记，增加了学习难度。

（2）工程力学、工程材料与热成型工艺、互换性与技术测量、机械设计基础4门课程，是既有系统的理论性又有很强实践性的课程，学习时，不仅依赖基础理论知识，也依赖学生对机械的感性认识，大部分学生都缺乏实践知识，加之许多内容不直观，往往增加了学生的学习难度，特别是对一些设计性、综合性强的内容更难于掌握，从而影响了学生学习的主动性和积极性。

（3）这5门课程各自单独成为一个体系，因而从整个系列课程来看，有些内容多次重复出现，而每次都没讲透；有些内容前后颠倒、脱节、衔接不好；同时实践环节的安排和内容的设计也不够合理。

三、机械基础系列课程新体系的构建

鉴于上述问题，课题组成员以“应用”为主旨，紧密联系机械工程实际，从整体优化的角度建立新的机械基础系列课程体系，将目前的5门课程融为一体，整合为“机械工程基础Ⅰ”和“机械工程基础Ⅱ”2门课程，并构建了这2门课的课程体系和教学内容，解决了原来5门课程的部分内容存在重复、教学内容的设计不够合理等问题，既提高了教师教的效益，又提高了学生学的效益。

1.“机械工程基础Ⅰ”课程体系。“机械工程基础Ⅰ”以机械制图的教学内容为主干，其中穿插互换性与技术测量和工程材料课程中的相关内容，在整体教学实施过程中以典型机械零、部件的设计表达为主线实施教学。具体课程内容包括制图基础、工程材料与产品技术要求、机械制图、零部件测绘4个基本模块，共160学时，分3个学期执行。

（1）制图基础模块。该模块56学时，包括正投影基础，组合体三视图和机件的常用表达方法，计算机绘图的内容。目标是培养绘制和阅读投影图的能力，培养使用仪器和徒手绘图、计算机绘图的能力。该模块在第二学期开课。

（2）工程材料与产品技术要求模块。该模块40学时，包括工程材料课程中的材料力学性能、金属材料基础知识、铁碳合金相图及热处理、常用工程材料、典型零件选材分析的内容；互换性课程中的一般零部件的公差与配合、几何公差、表面粗糙度的基本概念和基本知识等内容。目标是培养学生依据零件工作状况正确选择材料的能力；培养学生通过查阅相关标准合理选择一般零件的尺寸公差、几何公差和表面粗糙度的能力，并能够正确地标注在图纸上。该模块在第三学期开课。

（3）机械制图模块。该模块40学时，包括制图课程中的标准件和常用件、零件图和装配图，互换性课程中的常用结合件和圆柱齿轮传动的互换性等内容。目标是培养绘制和阅读零件图和装配图的基本能力，培养学生通过查阅相关标准合理选择标准件及齿轮的尺寸公差、几何公差和表面粗糙度的能力，并能够正确地标注在图纸上。该模块在第四学期开课。

（4）零部件测绘模块。该模块24学时，通过对机器中的常用齿轮油泵、机用虎钳、柱塞泵、球阀、减速器等典型部件的分析，使学生了解其结构和工作原理，分组测绘其中的某一部件，在测绘过程中进一步掌握零件、装配图的表达方法，理解标准件和常用件的规定画法，合理选择材料、公差及表面粗糙度并进行正确标注，进一步领会国家标准及规范。该模块同机械制图模块一起均在第四学期开课。

2.“机械工程基础Ⅱ”课程体系。“机械工程基础Ⅱ”以机械设计基础教学内容为主干，其中穿插工程力学和工程材料的相关内容，在整体教学实施过程中以典型零件和机构的设计为主线实施教学。具体课程内容包括基础力学、机械零件、机械原理3个基本模块，共168学时，分3个学期执行。

（1）基础力学模块。该模块64学时，包括静力学的基本概念和物体的受力分析、平面力系、摩擦与重心、空间力系等静力学内容，以及直杆的轴向拉伸与压缩、挤压与剪切、圆轴扭转、梁的平面弯曲、应力状态和强度条件等材料力学内容。目标是使学生能够对研究对象进行正确的受力分析、画出受力图并进行相关计算，掌握受力构件变形及其变形过程中的内部应力的分析和计算方法，掌握构件的强度、刚度和稳定性分析理论在工程设计中的应用。该模块在第三学期开课。

（2）机械零件模块。该模块64学时，包括零件设计概论、连接、轴与联轴器、离合器和制动器、支撑、带传动与链传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动等内容。其中，由于齿轮传动的设计涉及齿轮啮合原理的有关知识，所以将原机械原理中有关齿轮机构的基本知识纳入本模块中结合设计介绍。目标是通过学习通用零（部）件及由零件组成的联接和传动的基础知识，掌握机械零（部）件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，从而达到能正确设计和改进这些零件的目的，包括如何确定零件的最适当外形和尺寸，如何选择材料、表面质量以及规定制造上的技术要求等。该模块在第四学期开课。

（3）机械原理模块。该模块40学时，包括机构的组成及平面连杆机构、凸轮与间歇运动机构、轮系、机械速度的调节与回转件的平衡、简单机械设计方法与实例等内容。目标是通过学习机构组成的基本知识、机构的运动分析、机械的动力分析、常用的基本机构的设计等内容，使学生并初步具备拟定机械运动方案、分析和设计机构的能力。最后通过具体的设计实例，让学生学会综合应用基本知识进行设计的方法和步骤。该模块在第五学期开课。另外，为了让学生了解专业，在新生入校的第一学期开设了一门“机械专业导论”课，其间通过参观机械工厂、观看录像及现场讲解等环节，使学生具备机械工程的一些基本常识，对机械设计和制造所涉及的问题有初步的认识。同时在教学计划的第三学期开设了“工程实训”实践课程和“计算机辅助设计”软件应用课程。“工程实训”安排学生进行独立操作，并辅以专题讲授，学生通过实习获得机械制造的基本知识，建立机械制造生产过程的概念；“计算机辅助设计”引入三维设计及制造软件，加强了学生应用软件提高设计制造水平和效益的能力，为机械零件、机械制图、机械原理等模块的学习做好铺垫。

四、机械基础系列课程新体系的优点

1.通过“机械专业导论”课，一开始就让学生接触机械设计和制造的实际，可以紧密地结合机械工程实际知识讲解相关知识，克服了以前学生缺乏机械设计和加工工艺方面的基本常识给学习造成的困难。

2.新体系将各门课程有机地结合在一起，解决了原来5门课程的部分内容存在重复、教学内容的设计不够合理等问题，减少了学时。

3.在“工程实训”后同时开设机械制图和机械零件模块，使学生在具备了机械设计和制造的基本知识后再学习零件图和装配图的内容，并作为表达设计的零件和部件的必然内容来学习，教学效率高，效果更好。

4.这一体系各门课程的设置，紧密围绕机械工程实际，以“应用”为主旨和特征构建教学内容体系，课程实施过程中结合“计算机辅助设计”三维软件的应用，有利于培养学生的综合素质和创新能力。

参考文献：

[1]祖业发.工程制图改革与机械基础系列课程新体系的探讨[J].工程图学学报,1999,(4):88-90.

[2]柯斌清.“工程力学与机械设计基础”教学改革与实践[J].教改教法,2014,(12):56-57.

[3]韩蕾蕾,韩英英.独立学院工程材料课程教学初步改革[J].机械管理开发,2010,(4):39-142.

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关键词：教学模式 启发式教学 案例教学

0 引言

《机械工程测试技术》课程是机械类专业的一门专业技术基础课，通过本课程的学习，学生应该初步掌握静、动态测试所需要的基本理论、基本知识和基本技能。对机械工程中常见的被测物理量能比较正确的选用检测装置并完成检测任务。本课程涉及的学科面较广，它涉及数学、力学、电工与电子、信息技术、计算机等诸多学科[1]，课程理论内容抽象、知识点多学习课时少，对实践环节要求较高，教学难度总体较大。几年来学生普遍反映，该门课程理论内容不容易理解，学习难度很大。为此，希望通过该门课程教学方法的研究与探讨，不断提高该门课程的教学质量。

1 因材施教，合理设置授课内容

1.1 明确课程的教学任务 《机械工程测试技术》的学习对象是机械工程动态物理量测试中常用的传感器、信号调理电路和显示记录仪器的工作原理，测试系统的基本特性和评价方法，测试信号的分析处理方法和常见物理量的测试方法[2]。通过本课程的学习，学生应初步掌握以下几方面的知识：①了解机械工程检测的基本概念和测量数据的处理方法。②基本掌握常用传感器及其测量电路的工作原理和性能。③针对常见的机械量，能够正确地选用检测装置。④掌握典型机械量的检测方法。⑤掌握几何量的测量方法，初步学会使用常用的计量器具。

1.2 把握好课程内容之间的联系，合理组织教学内容 为了使学生更好的理解和掌握所学内容，教师应根据教学内容之间的联系，合理编排教学内容，将有联系的部分有机结合起来讲授。例如，在机械工程测试教材中，在介绍一种物理量的测量时，会介绍测量该物理量常用的传感器以及该传感器的测量电路。我们在讲授本课程的过程中，不能仅仅按照课本顺序来讲解，应该前后内容进行对比，要明确一种传感器可以测量多种物理量，一种物理量也可以选用多种传感器来测量。再者要明确传感器测量电路的选用原则和调理电路的特点，例如电桥这种测量电路，可以作为电阻应变式、电容式、电感式等多种传感器的测量电路。在给学生讲授这门课的时候，我们应该将部分内容有机联系起来，这样有助于学生对所学内容的理解，而不仅仅局限在课本的表面认识。

2 确立以教师为主导，学生为主体的教学模式

2.1 采取启发式教学模式 完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、信号处理电路和显示记录装置等部分组成，分别完成信息的获取、转换、显示和处理等功能。在讲到测试系统组成时，很多同学可能对信号处理电路这部分内容不是很理解，传感器是用来获取信号的，然后再显示输出就可以了，为什么还要有一部分是信号处理电路呢。这时我们就应该启发式的问一下学生，考虑一下传感器的输出信号通常是大还是小呢？这个问题大家不难回答，肯定是传感器的输出信号比较微弱。正因为传感器的输出信号比较微弱，所以在测试系统中还有一个环节是信号处理电路，自然而然信号处理电路的作用学生也就明白了。

2.2 采取案例教学法 例如在讲解位移的测量时，可以先给学生介绍一个电感式滚柱直径分选装置的案例。以往用人工测量和分选轴承用滚柱的直径是一件十分费时且很容易出错的工作。而电感式滚柱直径分选装置可以很轻松完成滚柱直径的分选。电感式滚柱直径分选装置主要由电磁挡板、电感测微移和电磁翻板构成。进一步讲解它的工作过程，通过生活实例和工程案例启发学生，使学生在老师的引导下对实例中所涉及的测试技术基本原理和技术展开积极课堂讨沦，让学生成为教学过程的主体，进而在一定程度上培养学生的理论联系实际的能力和创造性思维能力。

3 板书和多媒体教学有机结合

多媒体教学是现代化授课的一种重要手段，在教学中应用多媒体技术不仅可以改善教学环境、优化教学过程，还可以用尽量少的时间和资源让学生获取更多的知识[3]。多媒体教学能很好地把文字、图形、图像、视频、动画和声音等信息载体有机地结合在一起，进而在一定程度上加深学生对重点、难点的理解。

机械工程测试课程的知识点较多较分散，学时一般较少，如果只用板书的话，学时是不够的，而且对于一些很抽象的内容，例如频谱分析，纯粹板书的话，学生感觉枯燥无味，又很容易分散注意力，这样的话，我们就可以采用多媒体作为一种补充手段，将枯燥的理论内容，以图片动画的形式形象的展示出来，这样不仅吸引了学生的注意力，也使学生加深了印象和对知识点的理解。

4 结论

《机械工程测试技术》是机械工程类专业的一门重要的专业基础课，理论内容抽象，学生学习难度较大。为了提高该门课程的教学质量，针对该门课程的特点，本文从教学内容、教学模式和教学手段等方面而作了研究与探讨。近年教学实践表明，在“机械工程测试技术”教学中，因材施教，合理设置教学内容，确立以学生为主体的教学模式，板书与多媒体并举的教学手段，有助于提高该课程教学质量，提高学生的学习积极性。

参考文献：

[1]王清.《机械工程测试技术》教学改革探讨[J].科技信息，2008.

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随着全球经济一体化进程的不断加快，国际间人才、技术和信息等方面的交流愈加密切，培养具有扎实专业知识基础和灵活运用外语能力的复合型人才是高等教育国际化的重要内容和目标。近年来，国内很多高等院校大力推行使用英语等外语进行公共课和专业课的教学，通过双语教学模式培养高素质的复合型国际化专业人本文由收集整理才。为了培养适应当今社会和经济发展的工程技术专业人才、提高其核心竞争力，我院对《机械工程材料》课程开展了双语教学。

一、目前该课程双语教学存在的问题

《机械工程材料》是工科院校机械类及近机类专业必修的一门重要的专业基础课。该课程主要包括两部分内容，一是机械工程材料的基础理论，如材料的性能、结构与组织、相图与相变等；二是机械工程材料的实际应用，介绍常用工程材料的成分、组织、性能及工艺之间的关系，为工程材料的选材和加工工艺提供理论基础。因该课程的教学内容主要涉及一些基本概念、基本原理和工程应用，理论程度并不深，故国内很多工科院校对此课程开展了双语教学。然而，从笔者调研结果来看，目前仍存在诸多问题亟待解决。

1.双语教学目的不明确。有些教师把该双语教学课程当作专业英语来教授，将大部分时间花费在专业术语和语句的理解上，忽视了对专业知识尤其是初学者较难理解内容的讲解。此外，部分教师对第一部分基本概念和理论内容讲解太多，忽略了第二部分工程选材和应用举例，同时未及时跟踪国内外出现的新材料及技术并将其引入到课程双语教学内容，与培养具有国际化视野的高素质专业人才目标不一致。

2.缺乏合适的双语教材。目前，有部分高校直接采用国外原版教材。一方面，由于国内外教材在知识体系、深度及难度等方面有所不同，在某些章节上如工程材料的分类、牌号、标准存在较大的差异；另一方面，国外原版教材普遍成本较高，学习难度较大，导致学生学习的积极性不高。此外，随着科学技术的飞速发展，一大批新材料、新工艺、新设备、新技术不断涌现，现行教材的知识内容体系更新较慢且创新性不够。

3.双语教学手段单一。大部分教师仍沿袭“填鸭式”的传统教学模式，课堂上老师占主导地位，学生被动接受老师传授的英语和专业知识，缺乏灵活多变的教学手段。当涉及到一些比较深奥的理论知识时，老师用外文讲解的时间较长，而学生往往很难接受，久而久之，对双语教学的方式失去兴趣与信心。

4.双语教学师资力量较弱。大部分高校双语教学的老师是一些英语基础相对较好的年轻老师，教学手段、能力、经验等方面欠佳。同时，由于缺乏专业的语言方面的教学训练，虽然具备阅读且理解英语教材的能力，能够制作英文课件，但是英文表达传授知识的能力不强，影响课程的双语教学质量。

二、我院该课程双语教学的探索与实践

1.教材的选择。选择合适的教材直接关系到教学质量的好坏。我院在综合考虑学生的整体英语水平和教学现状的基础上，选用的是大连理工大学出版社出版的《mechanical engineering materials机械工程材料》（双语版）教材。该教材图文并茂、内容丰富、浅显易懂，且每一章节后面有相应的“questions and discussions”和“重点内容概述”。教材后面还附录有材料基本参数表和关键术语中文解释，最重要的是该双语版教材还有配套的中文版教材。从两年的双语教学效果来看，大部分学生反映此教材难度适中，在学习专业知识和专业英语、运用英语阅读和理解专业知识等方面收益颇丰。

2.课件的设计。《机械工程材料》这门课程第一部分内容概念多、知识涵盖面广，第二部分内容为贴近实际应用的工程材料，给多媒体课件的设计增添了一些难度。我们课件的设计遵循简洁明了、生动易懂的宗旨，重要概念和定理采用中英文对照，问题与例题的讲解采用传统的黑板全英文板书，课件中插入一些来自教材和网络或者实验的精选图片。这些动画、模型和图片的引入，使所讲的内容更加形象具体、通俗易懂，有助于学生理解与记忆，还可提高学习兴趣。

3.教学方法与手段。双语教学应该一改以往单向“填鸭式”的方法，在课堂上教师要采用单向和交互式相结合的教学方式。在这方面，我们采用启发式教学方法开始每一次新的教学内容。如讲第二章时，提出“why study the structure of material？（为什么要学习材料的结构）”这一问题引发讨论，然后通过一些图片和数据讲解材料结构对性能的影响，由浅入深，让学生一开始就明白学习材料结构的重要性，激发学习兴趣，在最后课程小结时反过来回答这一问题，加深学生对所学内容的印象。

三、对该课程双语教学的一些建议

1.明确教学目标，合理选择教材。首先，应该把《机械工程材料》课程双语教学目标定位于培养同时具备专业知识和英语水平的复合型人才，借助双语教学模式在传授专业知识的同时注重学生外语能力的培养，语言能力的锻炼与专业知识的教授双管齐下。其次，合理选择难度适中的教材，注意融合中西方教育思想文化，合理选择和安排教学内容。

2.丰富教学手段，活跃课堂气氛。双语教学课堂应该是一个有张有弛、教学相长的平台。由于双语教学课程对学生来说难度相对增大，若不采用丰富多彩的教学方法与技巧，很难提高学生学习的兴趣。在课堂教学中应充分采用多媒体与网络资源，课件中多插入一些图片、动画、视频资料等，将课本中复杂抽象的理论知识简单化、形象化、具体化。同时，教师应根据实际情况选择合理的教学方法，如师生互动法、分组讨论法、趣味竞赛法等。此外，还需注重学生书本理论知识联系工程实际的能力和运用外语思维分析解决专业问题能力的培养。

3.加强双语教学的师资力量。教师是教学的主要载体，双语教学要求教师具有扎实的专业基础、较强的运用双重语言的能力和先进的教学观念与方法。为此，我校采取严格审核双语教学教师资格、定期开办双语教学教师培训、举行全校双语教学比赛、设立双语教学教改专项基金等措施有效调动了教师开设双语教学课程的积极性，这些措施可为其它高校开设双语教学课程提供一些有益参考。

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1.1学生通用英语能力普遍较好，专业英语知识不足早些年，大学生通用英语能力特别是听力和会话能力较差。目前在校大学生多为“90后”，他们从幼儿园就开始接触英语，进入大学之后经过一到两年大学英语的强化学习，学生通用英语使用能力比10年前的大学生具有更高的水平。因此，他们对于日常的英语听说读写都表现出浓厚的兴趣和较强的应用能力，但是对于专业英语的掌握不足。这一点可以从课堂教学效果中得到证实。我们对不同专业的学生进行双语授课时，第一堂课一般采用全英语介绍工程材料的历史、发展概况以及本课程的主要目的，由于不涉及专业英语知识，大部分学生能够听懂并表现出很高的学习兴趣。但在随后的具体章节教学中，由于涉及较多专业英语词汇，许多学生不能听懂和理解所讲的专业内容。因此，学生的学习兴趣不高，对所讲内容领会不够，教学效果很差。有学生在课程评语中反映“非常喜欢老师用英语讲课，但希望老师能用中文再讲解一遍，便于我们理解讲课内容”。

1.2学生材料及制备加工领域基础知识薄弱机械工程材料课程着重阐述“材料的化学成分－加工工艺－组织结构－性能－应用”之间的相互关系及其变化规律。主要内容包括：金属学基本知识；热处理基本原理及工艺；机械工程中常用的金属材料(包括碳钢、合金钢、铸铁、有色金属等)、无机非金属材料及有机高分子材料；机械零件选材及工艺路线分析。一方面，该课程涉及材料科学与工程、机械、力学等多个学科，覆盖面广，概念多且抽象，具有一定的学习难度；另一方面，我校机械工程材料是在第4学期开课，对于某些专业(如车辆工程专业)的学生来说，他们在学习本课程前，没有接触过金属材料，特别是金属加工工艺方面的概念和知识(如锻造、机加工等)，故缺乏基本的感性认识，理论知识也难以消化。

1.3学生对单一教学方式和教学内容兴趣不高机械工程材料是所有机械类和材料类学生都必须修读的一门重要的学科基础课程，该课程理论性和实践性强，以往的双语教学方式通常以课堂教学为主，有时使用一些多媒体课件，如图片和动画等；而且所有专业的教学示例都一样，学生兴趣不高，教学效果不理想。同时，学生的工程实践能力没有得到锻炼，许多学生反映课程结束仍易出现选材不合理，加工工艺路线安排不合理，不懂工艺和具体操作技术等问题。

1.4课程考试评价体系不合理机械工程材料双语课程对于初次学习的学生来说，属于专业覆盖面宽、知识点多、实践性强且专业英语词汇较多的有较大难度的课程。以往采取闭卷全英文考试方式，一方面，这种考试方式重理论和记忆，轻实践和应用，较难评价学生的综合能力；另一方面，学生普遍反映考试压力太大，达不到预期的学习效果。这种单一考试评价体系不但抑制了学生创新能力的发展，而且不能满足能力和素质教育的要求，致使考核评价不准或失实。

2提升机械工程材料双语教学成效的措施

2.1灵活选择双语教学方式，提升学生理解课程内容的能力由于我校机械工程材料课程授课时间为40学时，课堂学时比较紧张，因此，我们除了在课堂上创设和营造双语学习的环境和氛围，还充分利用课堂外的时间提升双语教学效果。基于不同专业学生英语水平和专业知识存在一定的差异，一方面，在双语教材上选取难易不同的版本，以满足不同专业的学生对双语教学的需求。例如，对于材料创新班，学生的素质普遍较高，我们采用英文原版教材(FundamentalsofMaterialsScienceandEngineering，化学工业出版社，影印版)。而对于车辆工程专业的学生，我们则选取难度相对较浅的教材〔机械工程材料(双语版)，齐民主编，大连理工大学出版社〕。上课前一两天将下一次课涉及的专业英语词汇的中英文对照发给学生，并要求他们预习教材中相应的章节。让所有的学生对下节所讲的专业内容有所了解。另一方面，针对不同班级合理分配课堂中英文授课的时间。对创新班的学生基本采用全英文授课，只对难点部分作中文解释。而对车辆工程专业的学生采用三七开原则，即对重点和难点内容主要以中文授课为主，而对于其他部分则采用全英文讲解。同时，为了加强学生英语表达能力，我们鼓励学生在课堂上用英文回答问题，并尝试选取一些简单章节，如铸铁、陶瓷和高分子等内容，引导学生用英语进行专业知识交流与讨论，加强课堂知识的理解和记忆。这样既让学生真正掌握了课程大纲要求的内容，又让学生体会到英语学习的乐趣。

2.2合理调整授课时间，巩固学生专业知识基础为了进一步巩固金属材料基础知识，加深学生对材料及制备加工工艺的认知，我们对配套课程的授课时间进行了调整，尝试加强课堂上学生对材料特别是金属材料方面知识的了解。例如：针对车辆工程专业的学生在学习本课程时对一些常用的金属加工工艺不了解的情况，将原来安排在第4学期末的金工实习课程提前到学期中第4～7周来学习。让学生在学习了本课程中一些基本的力学性能参量和微观结构之后，进行为期4周的金工实习，让学生通过动手操作了解金属各种加工工艺，如车、铣、钻、磨、锻压、焊接和热处理等。学生在学习本课程时，对各种工艺已有感性认识，普遍反映效果不错。

2.3理论与实践相结合，拓展教学内容和教学方式我们通过现代化教学手段的使用，采用多媒体辅助教学，课件图文并茂，穿插动画、录像、典型的设计案例等，打破枯燥的教学模式，营造双语教学氛围，使用直观、可视的教学方法，提高学生的学习兴趣。针对不同专业的特点，选取与此专业相关的英文视频和典型设计案例进行讲解，例如：对车辆工程专业的学生，尽量选取与汽车相关的典型零件，如汽车齿轮、主轴和气门，讲解这些零件的选材、加工流程及使用范围。通过选取有针对性的案例，强化学生对专业知识在实践中应用的认知，充分调动学生的学习积极性，进一步提高课堂教学质量。同时，针对不同专业特点，在教师引导下，由学生开展讨论课，如根据工件的服役条件，合理选材并确定相应的热处理和加工规范等微型课题的讨论，可以让学生真正参与进来，透彻理解在满足零件使用性能的要求下，材料的加工性能和经济性能起决定作用。这些举措都得到学生的一致好评。

2.4建立健全合理的课程考试评价体系，提高学生的学习主动性我校从2008年开始对本双语课程进行了课程考试改革，根据课程特点改革纯闭卷笔试评价方式，采用闭卷开卷相结合的形式进行考试改革尝试。机械工程材料双语课程中大部分的基本知识、基本概念和重要专业英语词汇要求学生必须熟记，因此进行闭卷考试，以有效考核学生对知识的记忆、理解和应用能力。闭卷部分采用全英文出题(占笔试总成绩的70%)，题型包括填空题、选择题、是非题和问答题，只要求学生对填空题用英文作答，其他题用中文回答，以减轻学生复习的压力，提高学生的学习兴趣。对于本课程中另外一部分实践性比较强、属综合分析、实际应用的知识(如典型机械零件的选材等)改为开卷考试(占笔试总成绩的30%)，中文出题中文作答，提高学生运用所学知识分析问题、解决问题的能力，加强对本课程内容的深刻理解和灵活应用，也可以减轻学生考试的精神压力，充分调动学生学习的积极性。我们还尝试加大平时成绩的比例，使其由原来的20%提高到30%。同时，加大平时成绩包含的范围，由原来的出勤记录，扩大到现在的出勤、课堂讨论成绩、随堂测验成绩和课堂表现等。课堂讨论主要是教学大纲中涉及的一些简单内容以及一些教学大纲中不包括的更深入的内容，将学生分组，每组集体讨论完成一个题目，写成报告，然后做出PPT在课堂上讲授。学生和教师根据报告的质量和讲课情况，给出成绩。这样可以提高学生的学习兴趣，并扩展和加深学习的内容。

3结束语

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关键词：卓越工程师;精度设计与质量控制基础;课程建设

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）05-0042-02

“精度设计与质量控制基础”课程是高等学校机械类及近机类专业必修的专业基础课[1]，是一门综合性、交叉性的应用技术基础学科，是培养卓越机械工程师的核心课程[2]。郑州大学机械工程学院依托学科与专业优势，2012年开始实施“卓越计划”，致力于培养符合时代要求的机械工程及自动化专业卓越工程师。卓越工程师培养的需求[3]，势必对“精度设计与质量控制基础”的课程建设提出了更高的要求。本文基于我校两年来机械工程及自动化专业卓越工程师培养模式下的“精度设计与质量控制基础”课程建设情况进行了探讨。

一、课程教学的现状及问题

“精度设计与质量控制基础”课程是一门理论性和实践性均较强的课程，即强调理论性和综合性知识的讲授，又侧重学生发现问题、分析问题和解决工程实际问题能力的培养，这也是卓越机械工程师培养计划所要求的[3]，但是传统的教学内容和模式并没有达到这一目的，存在的主要问题有：

1.该课程具有定义多、符号多、规范多等特点，既需要讲授互换性、标准化、计量学及质量工程等基本概念，又需要讲授机械产品精度设计的方法和产品误差的测量评定方法。同时，该课程是一门多种技术交叉综合学科，课程内容与相关前期课程和后续课程都有较大的联系，与生产实际的联系也非常紧密，学生学习起来感觉有些吃力。在课时较少的情况下，如何合理安排教学内容和更新教学手段，保证取得较好的教学效果是必须考虑的重要问题。

2.受传统教育观念和教学实验条件的限制，该课程的主要教学内容过于偏重理论知识的讲授，而忽略了能力的培养。

3.现有课程实验教学内容中以验证性实验和演示性实验内容居多，缺少学生自主的研究性学习内容和训练环节，单个实验项目所涉及的知识点比较单一，实验中学生对知识点的掌握只限于几个相对孤立的知识点，缺乏对各知识点之间的相互贯通，无法将所学习的知识点与分析、解决生产实际问题相联系，限制了学生的创新思维和动手能力的培养。

因此，为使“精度设计与质量控制基础”课程满足卓越工程师培养目标的新教育理念，加强学生的工程实践能力和创新能力的培养，需要重新组织、编排教学内容和教学环节，更新教学手段等。

二、课程建设实施方案

1.调整和优化教学内容。“精度设计与质量控制基础”课程内容多、信息量大，既包括精度设计、误差测量评定、质量控制的基本理论，又包括进行精度设计、误差测量评定、质量控制的基本方法。在教学学时有限的情况下（理论教学学时为30学时），要做到面面俱到是不可能的。因此，需要紧密结合“卓越工程师”培养计划对本课程提出的基本要求，整合和优化教学内容。首先，根据教学目标要求将课程内容整合为基础模块、提高模块和应用模块。基础模块包括基本几何精度和测量技术基础两个子模块，基本几何精度子模块中，将三项基本几何精度及互换性中涉及到的基础概念和基本知识划分为多个知识点进行讲解，在各知识点的讲授过程中，采用案例法进行教学，强调理论联系实际。在提高模块中，结合工程实际案例讲解典型零部件的精度及互换性。应用模块包括一般零件的基本几何精度设计、典型产品的几何精度设计、产品几何误差的测量与评定和量规的设计等内容，在讲授过程中，注意突出重点、理顺难点、深入浅出、探索和把握其内在规律性，着重突出“三结合”，“三结合”，即精度设计的理论与实际的工程项目相结合、传统的设计方法与CAT/CAD技术相结合、三项基本几何精度设计的联系与结合。然后，根据课程要求，调整课程内容的学时分配，在有限的课时内突出与实际应用紧密关联的理论知识，淡化公式推导内容的讲解。如删减了“直接或间接测量误差处理”中公式推导的讲解，减少了“极限与配合国家标准的构成规律”内容的学时分配等。最后，结合学科研究前沿和热点，设置具有重要学术价值和应用功能的教学内容。如：随着制造业信息化的飞速发展，与本课程密切相关的产品几何技术规范（GPS）目前已发生了巨大的变化，已经由以几何学为基础的第一代GPS发展成为以计量学为基础的新一代GPS，ISO/TC213和美国的ASME Y14.5目前均已颁布实施了相应的标准[4]，为了使学生更好地了解本课程内容相关技术的国际最新进展，需要在本课程中的教学中引入这些教学内容，从而达到开阔学生视野、培养其创新能力的目的。

2.改革教学方法与教学手段。在讲解基本知识时，根据教学目标、教学内容，将问题教学法、案例教学法、示范法等多种教学方法灵活运用。采用问题教学法，通过提出问题引起学生自主学习的兴趣或好奇心，调动了学生学习的主动性和积极性;案例教学法通过运用实际工程中丰富生动的案例讲解理论知识和技能知识，通过对案例的分析提高学生分析解决问题的能力。示范法是在几何公差项目检测中，通过教师或学生的检测过程示范，分解步骤和操作要领，给学生提供观察学习、模仿的机会。

本课程为河南省精品资源共享课程，精心准备有电子教案、多媒体课件和各知识点的讲解视频，因此，在理论知识讲授时，大多采用多媒体课件辅助教学。在课件中，通过视频录像、动画等导入学习项目，通过图片资源了解精度设计、误差检测等，通过动画理解教学难点、重点，便于学生理解和掌握。

3.改革实验和实践教学内容。整合各种资源，构建“虚实结合”的精度设计与质量控制基础实验室，整体优化实验教学内容。其中“实”的部分是我院产品精度设计和质量控制实验室现有的实验设备，如高精度圆柱度仪、三坐标测量机、万能测齿仪、干涉显微镜，等等，以及校内的教学工厂、校外实习实训基地等。“虚”的部分为我们自行开发的产品精度设计和几何量检验认证虚拟平台，通过虚拟平台，可以随时将产品规范设计和质量控制实验搬到课堂上进行演示，实现“实验室”走进课堂，“仪器”搬上讲台。在课下，还可以使每个学生立刻进入“虚拟实验室”，“实地”反复操作仪器，教师也不必担心“仪器”会被损坏，这样可以大大提高学生们在实际操作中的动手能力、思维能力和创新能力，提高了学生的综合素质。

构建《精度设计与质量控制基础》课程中的“基础性实验―技能提高性实验―综合性实验―研究型实验”四个实验模块的教学内容，根据“能力”培养的基本目标，加大符合“能力”培养目标要求的实验和实践项目教学的改革力度，增设“计算机辅助公差设计”和“产品误差数字化计量认证”环节的实验实践项目，将科研项目成果应用到实验建设和创新实验室建设中，将课堂教学与课外研学、学科竞赛有机结合，形成研究性学习的氛围，促进学生自主研学能力的提高。同时让行业企业深度参与学生的培养过程，强化学生的工程能力和创新能力。

4.积极推进教材建设。我们在总结多年研究成果及教学经验的基础上，参考国内外有关文献资料，进一步突出精度设计主线，强化理论联系实际，编写了《精度设计与质量控制基础》新体系教材，该教材已于2011年8月由中国质检出版社出版了第3版[5]。本书加强了“三基”即基本知识、基本理论、基本应用方法，突出精度设计主线，强化理论联系实际;注重科研与教学的结合，以科研工作的深化促进教学改革上层次，促进传统内容的改革、更新与充实;注意突出重点、理顺难点、深入浅出、探索和把握其内在规律性;淡化了标准的繁杂条目，加强学生对标准构成规律及应用的理解和掌握。

5.建设课程精品网站。自2007年课程组建设了《精度设计与质量控制基础》课程网站，同年实现了该课程部分教学内容的网络化教学。2009年该课程被评为河南省精品课程，2012年又被评为河南省精品资源共享课程。利用网络辅助课程的教学，学生可随时随地自主进行学习，提高了教学质量。

三、结束语

为培养卓越机械工程师，精度设计与质量控制课程课程调整和优化了教学内容，制订出了新的教学计划和教学大纲，解决了课程内容多、信息量大、学时少的矛盾。同时，采用多种教学方法与教学手段，解决该课程涉及的学科知识广、概念多、规范性强、理解难度大的问题。改革实验和实践教学内容、积极推进教材建设，并将课程组的教学改革和科研成果引入到教学中，使课程教学内容保持基础性的同时，提高了课程内容的先进性和前沿性。通过本课程的建设和教学改革，为培养创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才创造了较好的教学条件，使学生的学习积极性和主动性有了较大提高，收到了良好的教学效果。

参考文献：

[1]邓文娟，高兴军，邓子龙.卓越人才培养环境下机械制造专业教学体系研究[J].大学教育，2015，（7）：119-120.

[2]赵凤霞，张琳娜.精度设计与质量控制基础精品课程的建设与实践[J].河南机电高等专科学校学报，2009，17（3）：125-126.

[3]胡岳华，范晓慧，欧阳辰星，等.基于“知识+能力+素养”的卓越工程师人才培养模式的研究[J].中国大学教学，2013，（6）：24-25.

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【关键词】机械类 应用能力

一、课程体系的构建

根据我校机械类专业学生的培养目标与定位，即培养具备机械设计、制造基础知识及应用能力，能在工业生产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理等方面工作的高级应用型工程技术人才。构建了由通识教育课程占32.9%、学科平台课程占28.6%、专业平台课程占13.2%、集中实践教学环节占25.3%组成的课程体系。

理论课程设置

通识教育课程包含：思想政治类、体育、数学、物理、英语类、计算机类、人文素质类、集中实践类。学科平台课程：机械工程导论、机械制图、工程数学、工程力学、机械工程材料、材料成型工艺基础、机械原理、机械设计、电工电子技术、互换性与技术测量、液压与气压传动、机械工程测试技术、机械工程控制基础等。

专业平台课程按照专业方向设定，大三进行专业分流，即现代制造工程方向、机械电子工程方向。强调计算机技术及应用能力的培养，使学生在校期间就将计算机知识与专业培育相结合，形成新型机械工程专业人才所必须的工程信息技术应用和开发能力。如开设计算机仿真、CAD原理与应用技术、数据库及其在工程中的应用、自动化控制技术、产品造型设计、机电一体化实验技术、电子商务技术、技术经济学等，以增加学生毕业后的职业适应能力和发展潜力。

金工实习是机械类学生的第一个必经的环节，重点训练学生机械加工及工艺实践方面的基本技能，使学生掌握各类常用机床的操作与使用，钳工与焊接等工种的操作等，初步了解机械加工的基本概念。一般放在大二开学时进行，为陆续开设的专业基础课和专业课提供必要的感性认识基础。

数控技术实训紧连金工实习安排，让学生亲自操作数控机床通过模拟加工和实际加工演示，为数控技术课程和实验提供了必要的操作技能准备和感性认识。

生产实习在大三下（第六学期末）安排，在校外国家认可的专业实习基地进行，我校机械类学生一直与河南洛阳一拖集团、湖北十堰东风汽车公司保持良好的合作关系。生产实习以亲身经历与现场感受等特征，有着其他教学过程无法替代的显著作用。学生还能够在与现场工程师、工人师傅的交流中获取宝贵的实践经验，培养观察力、交流能力、适应能力等。

毕业实习是毕业设计的必经环节，通过毕业实习使学生对毕业设计的对象有了一个较为全面的了解，学生的工作任务应包括：该设备设计制造的国内外发展现状和进展，关键技术有哪些，以及进行设计的必要资料和知识储备等。

二、加强校内外实践基地建设

（一）实验平台建设

实验教学平台是机械类专业人才培养必须保证的硬件条件，它搭建的科学性直接影响专业建设的良性发展。少花钱多办事、办好事是追求的目标，总结起来实验教学平台的建设应该注意以下几点？

1、尽可能综合应用多课程专业基础和专业知识，有助于提高学生分析问题、解决问题的能力。

2、尽可能将实验系统模块化，通过提供实验组件的方法，实现实验系统的可组装和可重构。以满足不同年级、不同专业和不同课程的教学需要。

3、有助于提高学生独立思考、发散思维和实际动手操作能力培养。

4、具有开设创新型实验和开展科学研究的软、硬件扩展条件。

5、平台应该满足经济、安全、可靠、节能、低消耗、低嘈声和环保的技术要求。

6、鼓励和激励教师自行开发和研制。

我校的机械综合实验中心是河南省第一批批准的“实验教学示范中心”，有机械设计、机械制造、材料组织与性能、液压与气动、机电传动与控制、汽车、模具、计算机辅助设计、包装、数控中心等实验室，实验设施省内一流，实验室管理上采取专兼职教师模式。

（二）建立工程技术实训中心

学校极为重视实践教学，在市场经济时代，为了保证实践教学的质量，要立足自己建设，我校在新校区建成了总建筑面积12704平方米（其中生产场地3224平方米，教学实习场地8932平方米，地下设备间548平方米）的工程技术实训中心，主要功能为车工、铣工、磨工、磨床装配、磨料模具实习场地及现代制造技术中心，专职人员35人，拥有劳动部认可的《数控培训基地》，以及劳动部授权的合格证颁发资格。为机械类专业学生的培养提供了国内一流的实训条件。

（三）校外实习基地建设

在继续保持好原有校外实习基地合作单位的前提下，根据专业特点不断拓展合作企业，为毕业实习和社会实践提供充足的基地。另外，通过与企业的接触也了解人才的需求状况和对人才培养要求的第一手资料。

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关键词：机电一体化；基本概念；核心技术；发展进程；发展方向

中图分类号：TH-39 文献标识码： A

随着现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。“机电一体化”意思是机械技术和电子技术的有机结合。这一名称已得到包括我国在内的世界各国的承认，我国的工程技术人员习惯上把它译为机电一体化技术。机电一体化技术是面向应用的跨学科技术，是机械、微电子、信息和控制技术等有机融合、相互渗透的结果。今天机电一体化技术发展飞速，机电一体化产品更日新月异。

一、机电一体化技术基本概念

机电一体化技术是在微型计算机为代表的微电子技术、信息技术迅速发展，向机械工业领域迅猛渗透，机械电子技术深度结合的现代工业的基础上，综合应用机械技术、微电子技术、信息技术、自动控制技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术及软件编程技术等群体技术，从系统理论出发，根据系统功能目标和优化组织结构目标，以智力、动力、结构、运动和感知组成要素为基础，对各组成要素及其间的信息处理，接口耦合，运动传递，物质运动，能量变换进行研究，使得整个系统有机结合与综合集成，并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下，形成物质的和能量的有规则运动，在高功能、高质量、高精度、高可靠性、低能耗等诸方面实现多种技术功能复合的最佳功能价值系统工程技术。

二、机电一体化的核心技术

1、机械技术：是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能要求。

2、计算机与信息技术：其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。

3、系统技术：即以整体概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，是实现系统各部分有机连接的保证。

4、自动控制技术：其范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。

5、传感检测技术：是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程序就越高。

三、机电一体化的发展进程

1、数控机床问世：自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已50个年头。我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展阶段，尤其是在1999年后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。

2、微电子技术的发展：我国的集成电路产业起步于1965年，经过30多年发展，已初步形成包括设计、制造、包装业共同发展的产业结构。

3、激光技术、模糊技术、信息技术等新技术的出现：以激光技术为首的光电子技术是未来信息技术发展的关键技术，它集中了固体物理、波导光学、材料科学、微细加工和半导体科学技术的科研成就，成为电子技术与光子技术自然结合与扩展、具有强烈应用背景的新兴交叉学科，对于国家经济、科技和国防都具有重要的战略意义。

四、机电一体化的发展方向

20世纪90年代后期，各主要发达国家开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头角，出现了光机电一体化和微机电一体化等新支；另一方面，对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地，也为产业化发展提供了坚实的基础。未来机电一体化的主要发展方向有：

1、智能化：是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。

2、网络化：20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

3、自动化：所谓自动化技术，是指人类利用各种技术手段和方法来代替人去完成各种测试、分析、判断和控制工作，以现实预期的目标、功能。一个自动化系统通常由多个环节要素组成，以完成信息的获取、信息的传递、信息的转换、信息的处理及信息的执行等功能，最后实现自动运行目标。

4、绿色化：机电一体化产品的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。

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关键词： 中职 《机械基础》 课程改革

机械专业是培养机械行业生产、管理、服务第一线需要的技术应用型人才，随着市场经济体制的建立，科技进步和产业结构的调整，机械行业对高级应用型人才的综合能力要求也越来越高，对复合型人才的要求越来越高。而反观传统的机械专业的培养模式、课程体系、教学方式，就会发现课程设置单一、知识面和专业面窄、课程难以形成完整的体系、教学内容陈旧、教学方法和教学手段落后等不足之处。为了改变这种状况，适应当今社会对机械工程专业人才的需求，培养出基础扎实、知识面宽、创造能力强、素质高的机械工程人才，调整教学内容，改革课程体系势在必行。

课程改革是最基本的教学建设。《机械基础》是一门重要的专业基础课程，为了突出中职的教学特点，提高教学质量，本文就该课程在教学内容、教学方法、教学手段和实践环节等方面的问题，提出一些改革意见。

一、整合课程内容，建立和完善课程体系

中职的教学内容及课程体系应强调理论知识的应用，必须按照一线生产实际需要授课，其课程体系必须突出能力与素质的培养，其教学内容应摆脱学科系统性、完整性的束缚。据此，教学内容调整的思路是强调基本知识、基本原理，注重实际应用，引入反映机械设计理论和方法的新概念、新理论、新方法，介绍各种新型机构和新的机械设计方法，力求在压缩课内学时的前提下，拓宽知识面，增加信息量，提高教学效果。

《机械基础》是以机构运动简图为研究模型的，建立机械运动简图应该是机械设计的基础，因此应把机构的结构分析、机构运动简图的定义、性质和常用运动副的代号、机构运动简图的建立作为重点讲授内容。对机构设计部分的内容，要通过多媒体技术动画演示，让学生直观地了解机械传动和零件间的传动关系，从而减少繁杂的语言讲述，多作计算公式的推导过程、零件结构和一些设计参数的选取原则的介绍，并加强对机械运行的介绍，比如多种传动方式的组合、原理、特点，以及工程实际中的应用、维护，等等。应增加一些本专业的最新动态的介绍，多向学生介绍一些机械的新发展、新思路，以开阔学生的眼界。要克服传统教学重设计计算轻结构设计，以及与工程实际技术问题紧密结合的部分的缺陷。如滚动轴承这一章，轴承装置设计这部分内容在传统教学中往往不作为重点，而这部分内容是生产一线技术人员直接接触最为广泛的实际问题。因此，可以把这章内容进行重新整合，把轴承装置设计这部分内容作为重点，要求学生重点解决轴承的安装、配合、紧固、调节、、密封等实践性很强的技术问题，在学习这些基本知识的基础上，再举一些工程实例，如CA614OA车床主轴支撑的例子。通过这个实例，学生能重点掌握轴承的组合结构，轴承的调整，以及轴承的精度对机床主轴传动的影响。通过这样的整合，学生既能学会轴承的基本知识，又能掌握轴承的应用技术，同时能明确轴承在工程实际中的重要地位。

二、改革教学方法，提高教学效率

面对未来社会对人才培养的要求，如何在传授知识的同时，着重加强学生创新能力和综合素质的培养，已成为教学改革中一个重要的问题。针对《机械基础》课程的特点，我们采用“精讲多练、加强自学、分析讨论”三环节相结合，以启发式教育为主的教学方法。

精讲基本概念、基本理论、基本方法，力求使知识容易理解、掌握和记忆。如对机构的结构分析进行精讲时，平面连杆机构的设计、凸轮机构设计、平面齿轮机构的设计都只精讲一种基本结构形式的设计方法，其他结构形式的设计要求学生自学。对机械设计的概念，学生只听不练自然不能掌握。因此，在各章节都应安排相应的练习，还要安排一些阶段性的综合练习，提高练习的综合程度，注重方法的运用和掌握，注意对各种理论、方法的综合应用进行总结，使学生学牢学活知识，具有应用知识的能力。

分析讨论课是开发学生智能、锻炼学生胆量、培养学生科学思维能力的一个重要的教学方法。因此，在教学中应安排一些课堂讨论，课堂讨论的内容可以是概念题讨论、综合题讨论、自选题讨论。在整个教学过程中，启发式教学是激发学生积极思维的首要方法，它可以使学生加深对基本知识的理解，并在求解过程中进一步思考，进而进一步提出科学的设想。教师在讲课过程中一定要善于设疑、质疑，要特别注意在新旧知识的衔接转换处提出新问题，提出的问题最好能引起几种回答，以此激发学生积极思考，使学生在恰当的情境中作出正确的回答和判断。

三、利用现代教学手段，激发学生学习兴趣

中职学生年龄普遍较小，缺乏社会实践知识，所以对专业课的学习觉得索然寡味。要克服以上弊端，达到教学的最佳目的，关键在于融教与学为一体，最大限度地提高学生的学习积极性。在《机械基础》中适当运用直观教学的手段，改革程式化的教学方法，采用实物激励法、模型演示法、巧用挂图法、实践教学法可以增强学生的感性认识，提高学生的工程知识和业务技能，提高教学效率，改善教学效果。