机械工程设计及其自动化范文

导语：如何才能写好一篇机械工程设计及其自动化，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。

篇1

1.1满足对机器的功能要求

所有产品的开发都是为了更好满足人们各种需要的，因此其都将具有独特的功能。不同产品之间的功能都有相互区别之处，都有属于自身的主要功能。换句话来说，这些产品都能够将不同信号、能量、物质进行特定的处理，从而输出具有不同特性的信号、能量、物质。而机械工程及自动化产品正是具有如此功能的产品，其能够科学化、自动化的自主处理来自外部输入的信号、能量、物质，依据自身特性对这些内容进行加工，输出符合用户需求的信息、动力、产成品。机械工程及自动化系统不仅拥有机电一体化这项技术所具有的功能，而且能够利用这项技术开发适配的机电一体化产品。而这种机电一体化产品可以通过其设计不同、制造工艺不同打造不同功能，从而满足用户多样化的需求。

1.2利用先进技术不断创新

机械工程及自动化系统可以根据其拥有的主功能，对这类产品或系统进行分类。(1)加工机。这是一种主要以物料的搬运和加工为主的自动化机械，其通过将输入的信息、能量及其物质通过加工处理步骤，输出改变原有物质形态、位置的一种机械，例如在生活当中经常看到的机床、交通运输的机械、食品加工的机械、用于纺织和印刷的机械等等；(2)动力机。这是一种主要以能量输出的机械，其在获取输入信息之后，在自主判断能量来源、成本的基础上输出不同能量的一种系统，例如：运输工具的电动机、内燃机、发动机等等。(3)信息机。其是以信息处理为主要功能的自动化机械系统，其对输入的信息或指示进行处理，为用户输出需求的信息，例如运输工具或加工机械上的仪表、生活中经常用到的计算机和打印机以及其他各种信息终端等等。另外，机械工程及自动化系统还具有其它的功能，例如：检测的功能、控制的功能、构造的功能。这些功能都是机械工程及自动化系统的辅助功能，其在以上的功能系统运作原理基础上，为用户开发出的更有利于模型设计或者是数据分析的各种自动化机械的产品。这些产品的设计和开发非常有利于开拓人类的思维，延伸用户的思路，让创造发明更加容易被实现。例如，金属切削机床就是受到了工件和刀具之间会产生相对运动启发而设计的，其利用这种切削作用的基本原理设计出了更方便工作的机械设备。而科学家们又根据工件和刀具之间运动方式的差别，设计出了具有不同功能的机床。可以发现，机械工程及自动化这一领域的发展空间是非常广阔的，其拥有开拓的想象空间，而我们需要做的就是将机械工程设计的原理融入到我们的生活中不断的创新，不断的设计出方便人类生活、工作的自动化产品。

2机械工程及自动化系统在化工生产中的应用

在每个产品的生产过程中，都对每个生产工艺过程的工艺变量(或叫做物力量)进行一定的控制。这些被控制的工艺变量将直接影响整个生产过程，并在产品的数量和质量当中表现出来。例如，如果要控制精馏塔的塔顶或者是塔釜的温度，就一定要保证其内部操作压力时刻不变，只有才能才能够得到一批合格的产品。假如在加热过程中加热炉的出口温度所产生的波动超出了允许范围，就会导致下一工序出产半成品的质量和数量。另外，在加热过程中还要时刻控制化学反应器内的反应温度，只有保持温度平稳波动，才能让整个过程的生产效率达到要求。另外，虽然有些工艺变量不会直接的影响到产品的数量极其质量，但是保持其平稳波动却是确保整个加工生产过程得到控制的重要保证。

2.1锅炉汽包水位控制方面的研究

锅炉汽包是一种用于生产蒸汽的重要设备，其在工业生产当中发挥着不可缺少的作用。在生产蒸汽过程中，如何保持锅炉汽包内液位的高度维持在规定的范围内对整个生产过程都是至关重要的。如果水位低于标准水平，将会直接影响到气体产生的数量，而且会导致锅炉内水分被烧干的事故出现。相反，如果内部水位高于标准区间，就会导致所生产蒸汽的含水量过大，从而降低蒸汽的质量。可以发现，汽包液位的准确、动态控制在锅炉生产过程中扮演着重要的角色。为了更好的保证液位适当，可以为其设计以下机械工程及自动化系统。（1）单冲量控制系统：这一系统当中“冲量”一词的实际意思是指变量，而“单冲量”一词就是指汽包的动态水位。单冲量控制系统是一种非常典型和常见的简单控制系统。其运作原理如下：在蒸汽所产生的负荷突然产生大幅度的增加时，会产生假水位的现象，控制器会开始工作，从而调整控制阀的实际开度，大大减小供水量以保证锅炉内所有物料之间的平衡。接着，在假水位现象消失之后，由于炉内的蒸汽量开始增加，控制器就会增大送水量，从而减少反而炉内水位快速下降所带来的气泡波动。控制器在这一系统中发挥着关键的作用，通过单冲量控制系统可以大大降低蒸汽生产过程中发生事故的风险几率。但是，这一体统也有自身的弱点。对于大型锅炉来说，当炉内产生时间短以及负荷波动非常大的情况时，该系统无法进行快速反应，从而不能让炉内的水位得到保证。相反，当该系统被加载于小型锅炉时，由于炉内的水汽包中会在一个时间段长久停留，从而让蒸汽负荷产生变化时其所产生假水位现象并不是很明显，需要在此系统上安装连锁的报警装置来保证单冲量控制系统满足蒸汽生产的实际需求。（2）双冲量控制系统：双冲量能够有效避免单冲量系统的弱点，其能够在汽包水位的控制过程中，通过主要的扰动来控制蒸汽负荷的动态变化。主动扰动系统让双冲量系统能够根据蒸汽的流量对水汽泡的高度进行动态的校正，从而不仅能够减少“虚假水位”所导致的失误操作，并且能够使供水控制阀更加灵敏，不断根据水位的减少或者增加，根据既定标准对水位进行调整，大大提高了科技含量，并提高了产品的品质和加工效率。从另一方面来看，其实双冲量这一控制系统是一种充分结合前馈控制和单回路反馈两种控制原理的复合控制的系统。但是，这种融合却也导致双冲量控制操作性和设计性难度的提高，为了更好的保证整个系统的有序运作，就需要在这两个系统之间找到平衡点并加以控制。

2.2冷却器控制方案的研究

冷却器在机械工程及自动化控制当中也扮演着重要的地位。冷却剂是冷却器的热载体，在当前化工生产中通常会采用液态氨等化学介质。通过利用冷却器内化学介质的蒸发来吸收整个工艺物料生产过程中所产生大量的热量，从而使这些工艺物料能够达到其规定的出口温度。（1）控制冷却剂的流量：其是控制主要是通过改变传热面积F的传热速度来运作的。此方案在控制过程中比较平稳，能够保证冷却剂得到充分的利用，并且并不会对压缩机的入口产生过大压力。但是，这种方案控制也存在不够灵活，不能保证蒸发的空间从而导致气氨带液对压缩机造成伤害的弱点。（2）控制气氨排量：该机械的运作原理是通过机械内部的平均温度来实现对工艺物料输出温度的控制的。此种方案的控制具有很高的灵敏度，但是必须保证该冷却机内的制冷系统能够适应压缩机入口的动态压力波动，从而保证冷却剂得到充分利用。另外，为了更好的确保整个系统的顺利运行，还要在此系统上加载另一个液位的控制系统，从而防止液氨泄露导致压缩机内部的损坏。

3机械工程及自动化系统对生产和生活的影响

3.1生产能力和工作质量提高

机械工程及自动化自产生到如今已经经历了五十个年头，伴随这一技术的发展，为人类社会带来了更加便利的交通设施，更加容易的沟通渠道，更加高效的生产模式。机械工程及自动化促进了人类整个社会的发展，带来了生产能力和工作质量的提高。现有的机械工程及自动化设备(机械)已经开始朝着更加高科技方向发展，其控制灵敏度、可用度、适应性都较其出现之初得到了长足的发展，并且这些设备能够对参数、温度、湿度等主观环境得到有效的控制，从而让产品的生产大大的克服了地域、时间、空间的限制。

3.2使用安全性和可靠性提高

机械工程及自动化的产品能够根据动态环境来配置资源、能量、信息的输入和输出，让产品的生产、信息的传递更加具有安全性。自动化操作系统也减少了繁琐的信息交互，让信息的传递跨越人为主观意识的阻碍。通过结合信息管理系统与机械一体自动化系统，为企业战略的制定和实施更加容易，让对整个产品生产线的操控更加简单和准确，从而大大提高了当代企业运作的可靠性。生产厂区人工数量的减少，对危险操作流程采用机械工程及自动化系统避免了有害工种对员工产生的健康威胁，通过远程操作、前馈程序编制的方式，大大提高了工作过程当中的安全性。

3.3节约能源，减少耗材

机械工程及自动化大大的节约了能源，其通过对动态环境做出不同反应，减少了人工生产过程当中的失误，大大避免了人工工作过程中产生的风险，从而让产品的生产效率更高、产品次品率更低、产品质量更高。通过大规模机械之间的相互组合，新型机械工程及自动化生产线极大的减少了人工成本，缩短了整个产品出产的时间，从而减少了生产过程当中失误几率、信息传递误差的产生，带来了企业生产成本、耗材数量的降低。

4结语

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关键词：工程设计；核心课程；CDIO；完整技术工作；角色转变

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）36-0042-03

一、培养工程设计型人才是工业现代化的需求

随着计算机、微电子、自动控制等技术的发展，工业自动化正向集成综合自动化过渡。机械设计制造及其自动化技术的综合应用正起着越来越重要的作用，由于机械产品及设备的技术复杂性和涉及知识的交叉性，使得现有的技术人才难以胜任技术含量较高的工作。

机械制造业是工业自动化的重点，机械设计制造及其自动化是工科院校主要专业，其培养的学生毕业后相当一部分将直接面向工厂、面向车间、面向工程应用与设计的现代化主战场。而现有的高等教育人才培养模式长期采用灌输式理论教育，且受多种因素制约，学生对工程实际的认知较少，综合运用知识的能力较差。学生毕业进入企业后，由于遇到的实际工程问题通常是隐性的，无法再像课堂学习一样，根据已知条件和固有步骤就可得到答案，加上新的科学技术成果大量应用于生产实际，设备的复杂性和涉及学科的交叉性大大提高，使得现阶段的高等教育人才培养模式已经阻碍了高素质工程技术人才的培养，其培育的纸上谈兵型人才已经远远不能适应工业现代化的需求。因此，各高校工科专业进行以培养学生工程设计能力为目标的教学体系改革已经迫在眉睫。

二、机械设计制造及其自动化专业工程设计能力的内涵

机械设计制造及其自动化专业的人才培养目标是现代机械工程师，使学生接受机械工程领域的基本知识和专业理论知识，受到机械工程师基本技能的训练。学生毕业进入企业后，除具备机械设计制造及其自动化专业的一般知识与能力外，作为现代机械工程师，还应具备以下能力：（1）能够正确判断机械设计制造及其自动化专业领域的工程实际问题；（2）具备针对工程实际问题的系统分析能力和解决问题的能力；（3）具备机械制造行业的工程设计、工程开发能力；（4）能适应机械制造行业涉及学科的交叉性和复杂性，具备协调与合作能力；（5）具备终生学习的能力。

三、机械工程系列核心课程教学培养现状

机械工程系列核心课程包含机械制图、机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、电工电子技术、互换性与测量技术基础、机械制造工艺学、机电传动控制、液压传动与气压传动、数控技术等理论课程，以及课程设计、专业课程设计、毕业设计、认识实习、生产实习等实践教学环节。每门课程的理论性和实践性都非常强，与相关课程关联关系强，在机械类学生的知识结构中都具有举足轻重的地位。

以《机电传动控制》为例，该课程的理论性、实践性和综合性强，涉及动力学基础、电机与拖动、传感器、机床电气自动控制、电力电子技术、传动控制系统、可编程序控制器等知识面，关乎《理论力学》、《电工电子技术》、《机械制造技术基础》等前期课程，和《金属切削机床》、《机床夹具设计》、《液压传动与气压传动》等同期课程，甚至《数控技术》、专业课程设计、生产实习、毕业设计等后期课程的关联教学，在机械设计制造及其自动化专业人才培养体系中尤为重要。现有教学体系中，机械工程系列核心课程均存在内容量大，知识面广，教学以理论为主，实验为辅的现状。理论教学方面，由于原理图多，文字叙述较抽象，学生又无实物接触，难以全面了解、掌握机械工程技术在生产实际应用中的内涵和精髓，不仅影响了学生的实际应用能力，也降低了学生在今后的工作中不断学习提高的后劲。在工科教学中尤为重要的实验或实践教学环节，多采用验证型实践教学，且往往由于受控对象体积大、重量重、价格高、维护难等因素，难以大量装备于实验室，使学生在实践教学中无法感受工程实践的趣味性、知识性和实验成功后的成就感，在很大程度上挫伤了学生的积极性，更谈不上对工程设计能力的培养。对于教学另一重要环节，即考试，现有的考试方式仅注重于考查具体知识点的了解或掌握，比较理论化，并不注重与工程实际的联系，往往出现教师为考而教，学生为考而考、考后即忘的现象，无助于对工程技术人才的培养。

机械工程领域知识的复杂性和交叉性，使得实际工程问题通常是隐性的，学生毕业进入企业后，无法再像课堂学习一样根据已知条件和固有步骤得到答案，企业必须投入相关资源进行二次培养，企业的经济效益和高校的人才竞争能力都大受影响。因此，工科院校机械设计制造及其自动化专业，针对机械工程系列核心课程实施以培养工程设计能力为目标的课程改革，培养学生对工程实际问题的分析判断能力、工程设计能力和终生学习能力是实现该专业人才培养目标的需要，是适应社会发展需求的需要。

四、以培养学生工程设计能力为目标的机械工程系列核心课程教学改革研究与实践

我校以培养工程设计能力为目标的机械工程系列核心课程教学改革的思路是以培养学生工程设计能力为总体目标，贯彻以工程项目构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）和运作（Operate）全过程为载体的CDIO高等工程教育理念，打破以理论知识全面性为原则的专业课程群设置方式和课程教学内容安排方式，以完成工程项目CDIO过程作为课程群设置或整合、课程教学内容（含实践教学）安排、教学方法以及师资和教材建设的核心，系统推进教学改革。一个典型的领域工程项目（一级项目），其CDIO过程所需的专业知识和技能几乎可以涵盖一个专业方向甚至一个专业的所有课程（含实验），这就给专业课程群设置及其教学内容整合提供了一个内在的“纲”，极大地增强了专业课程群的整体性。与此同时，工程项目的实施流程及各部分工作内容也为专业课程的教学内容和教学重点安排提供了有效依据。以工程项目运行过程来驱动课程教学实施，构建真实的工作场景，以完成“完整技术工作”的训练并以此来实现工程综合应用能力的培养，加速学生从在校生到工程技术人员的角色转变。解决现有教学体系中重理论轻实际、教学过程中缺乏工程实践和工程设计的引入、教与学均是纸上谈兵等教学问题；解决现有实验环节以传统的验证型实验为主的实验教学模式下，学生动手能力差、综合分析问题能力欠缺，以及现有实验设置与工厂实际脱离、与先进技术的发展和应用相脱离的现状，使实验教学环节与培养工程设计人才目标相促进；解决现有考试方式“考”老师所“教”、考试内容简单化、命题标准化等教学问题，真正避免现有教学制度下，老师教学生“考”而不是教学生“学”和“用”的现状。

针对教学体系改革，建立以能力培养为中心、以工程设计为主线的课程教学体系，优化课程结构，改革教学内容。如教学过程中，以“车用气瓶螺纹接口自动加工专机”的完整设计工作为主线，给出学生某企业待加工气瓶产品的不同形状与尺寸规格、加工精度要求、加工效率与设备成本要求等参数，要求学生直接进行该产品加工设备的设计。整个教学过程既围绕“气瓶螺纹接口自动加工专机”的实际工程课题研究，又紧密围绕《机电传动控制》课程各章节内容，注重工程实际在恰当知识点的引入。如进行第二章“机电传动系统的动力学基础”内容的教学时，将转矩折算与电机选择、专用钻孔动力头设计、车床变频器主轴改造等工程实际案例逐层相结合，扎实培养学生的工程设计思路和能力。教学过程中适当引入“三通球阀加工专机设计”、“铝塑药品包装机改造”、“80喷漆线伺服系统”等相关工程设计实例贯穿课堂的教学和设计指导。部分章节如“继电器接触器控制系统”、“PLC控制技术”等采用了现场教学模式，使学生易学，老师易教。

在《机电传动控制》课程教学改革过程，共有三条主线：其一，课程自身教学系统主线；其二，工程设计项目与实验教学主线；其三，对相关课程知识进行验证学习的主线。三条主线围绕工程设计项目主线同步展开，最终为学生的《机电传动控制》课程服务。学生在课程学习过程中，在授课教师的带领下，进行了企业委托项目《气瓶螺纹接口自动加工专机》的研究与设计。因涉及学习内容多，工作量大，单靠课堂学时远远不能完成。但是由于构建了一个学生进入企业后真正的现代化生产主战场，极大地激发了整个团体的学习积极性和创造性。依靠课后大量的资料查阅与学习，课堂上再结合教师对《机电传动控制》相应章节的讲解与对该工程项目的设计思路引导，学生在课程学习期间即完成了该项目的工厂调研、工艺分析、方案设计、刀具设计等工作，完成了企业要求的设计任务。并成功申请了发明专利“气瓶螺纹接口自动加工生产线”1项和实用新型专利“直动式电控叠加溢流阀”、“专用锪车复合刀具”等9项，目前均已获得授权。由于学生学习积极性高涨，课后主动学习时间大增，在这个环节中扮演重要角色的教师的实际教学过程相对以往教学模式轻松。教师更多是扮演“导师”角色，而不是以往的“填鸭式”教学；学生通过实际的工程设计历练逐步建立和深化了工程意识与能力，达到的是双赢效果的工程设计人才培养目标的实现。同步实施的实验环节改革，强调针对工程实际进行设计、选型、搭建、调试的系统性实验，培养动手操作和创造能力，注重该课程与相关课程的关联设计，注重该环节理论与实践的联系；对于考试环节，不以最后一考来定输赢，而以阶段性工程设计与期末整体性设计相结合，笔试与口试结合，注重工程设计的实际应用方面的考评。

五、总结

目前，我校《机电传动控制》课程以培养学生工程设计能力为目标的教学改革已经实施了五年，并带动了机械工程系列相关核心课程群的教学改革。由于在改革实践过程中，以工程项目运行过程来驱动课程教学实施，以完成“完整技术工作”的训练实现工程综合应用能力的培养，加速了学生从在校生到工程技术人员的角色转变。从用人单位反馈情况（两届）看，就业学生在创新能力、实践能力、知识结构、团队意识、岗位适应能力等方面较往届有较高水平的提升。

总之，我们将继续积极进行改革，密切观察实施过程，冷静分析成绩和不足，不断总结经验教训，期望能为中国的工程教育改革做些实事，提供新的改革思路，为培养符合现代企业要求的工程技术人才做出贡献。

参考文献：

[1]庄哲民，沈民奋.基于CDIO理念的1级项目设计与实践[J].高等工程教育研究，2008，（6）.

[2]宋靖华，李喧溪.设计类课程课堂教学改革探讨[J].高等工程教育研究，2007，（3）.

[3]徐秀英，韩美贵，李中华.高校毕业生社会评价反馈与教学适应机制研究[J].高等工程教育研究，2008，（2）.

[4]顾佩华，等.从CDIO到EIP-CDIO：汕头大学工程教育与人才培养模式[J].高等工程教育研究，2008，（1）.

[5]眭依凡.培养创新型人才的呼唤：重构大学人才培养体系[J].中国高等教育，2008，（19）.

[6]汪霞，吕林海.打破传统桎梏 变革教学模式[J].中国高等教育，2008，（8）.

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关键词：机械设计制造及其自动化；实践教学；产品实现过程；项目设置；项目集成

作者简介：范彩霞（1976-），女，河南渑池人，黄河科技学院工学院，讲师。（河南?郑州?450063）

基金项目：本文系河南省教育科学“十一五”规划2010年课题（课题编号：[2010]-JKGHAG-0325）的研究成果。

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）25-0083-03

一、机械实践类课程概述

日本机械工程教育基于产品部件展开，体现了以机器部件为中心的知识体系，不仅包含了画图、读图等一系列制图本身的内容，还包含了互换性、零件设计、金属材料学、加工工艺等诸多学科内容，涉及方案、强度、结构等与设计相关的专业知识。[1]在课程设置上将设计表达能力的培养课贯穿于整个学习期间，但具体实施方案尚未见报导。美国机械工程教育注重学科与数字化设计与制造技术的溶合，认为工程设计制造技能是一门实践性很强的培养人的右脑的学科，需要大量的实践。[2]

我国图学课程全程教育的新思路提出拓宽教学领域，[3，4]与相关课程整体优化的思路大体上获得同行专家的认同，但全程教育体系的具体构建实施一直是制约该项改革实效的重要环节，因为专业知识的拓展外延多宽没有进行深入探讨。[5]范彩霞提出数字化设计制造能力的培养方案，[6]可以看作是以数字化设计技术为主线的整合图学、机械设计、机械原理、机械工艺装备设计、数控加工等专业理论实践环节的实例，但也只是从宏观上理顺了机械图学基础及综合提高阶段所涉及的主要环节，并未从微观上详述如何关联知识点与实践应用技能的培养流程。

现有机械实践类课程有如下四个特点：第一，三维机械设计在教学中仅仅起到辅助学习专业基础课理论知识的作用。在机械原理与设计课程教学中，用于传动机构的演示动画，在软件操作上，多属于了解的层次。第二，有些院校仅侧重软件操作能力的培养，不注重与专业设计制造知识融合，培养的人才属于“造型派”而非“设计派”，造成学生学了课程和几门软件后，仍不能胜任一些工作任务，例如用常见的三维软件设计工艺装备（Computer Aided Fixture Design，CAFD）、计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing，CAM）在软件操作上比较熟练，但CAM生成的数控代码由于缺乏生产实践设计训练无法直接控制数控机床（Computer Numerical Control，CNC）加工工件。第三，在高校中，计算机工程分析（Computer Aided Engineering，CAE）的教学主要在研究生阶段，实践中，CAE能力是作为工程设计一个必要阶段而存在，高层次的应用型人才培养应将其作为重要内容融入教学体系建设中。第四，各门实践教学课程各自独立，知识与技能的培养孤立进行。

本论文在前期研究基础上，拓展机械制图与其他专业课程设计、金工实习和数控实训等实践环节的联系，加强了学生相关实践环节工程图学能力的深层次应用，以培养学生为设计、为工程、为项目、为创新、为交流服务为目标，对机械类实践课程重新整合，形成基于产品实现过程和项目驱动相结合的机械类实践课程体系。

二、机械设计制造及其自动化数控方向实践课程体系建立

在基于产品实现过程（Product Realization Process，PRP）的课程教学体系设计中，实施以项目为中心的实践教学，将产品的实现过程划分为一个个有逻辑关系的项目，将项目实施主线贯穿于专业实践教学的全过程，强调课程之间的关联及理论学习和实践集成，使课程体系符合工程教育规律。

图1为机械实践类课程基于项目式教学体系结构示意图，其总体设计以各级项目实施为主线，以强化学生工程实践能力特别是CAD/CAE/CAFD/CAM/CNC（以下简称CAx）集成应用能力为总体目标，通过一种一级项目、三种二级项目和若干种三级项目集成机械设计制造及其自动化专业数控方向的主要实践环节，建立专业知识、图学设计实践技能、工程应用三者之间的有机联系。

图1中一级项目的设置目标为培养学生综合运用专业知识和机械设计图学技能设计复杂产品和系统的能力。一般分为毕业设计项目和小型综合项目，其中小型综合项目重点与工程实践和教师的科研结合，主要面向大学生课外创新实践项目，包括大学生科研训练计划、大学生工程创新训练、大学生科研立项、大学生校内科技竞赛，该类项目主要为学有余力的学生设置。

二级项目的设置目标为培养学生应用专业的核心知识模块的能力。每个核心知识模块对应特定的课程群，每个课程群都有一个综合性的设计实践项目，使学生认识到关联的知识群而不是孤立的知识点，课程群的建设与实践结合起来，避免重复内容。二级项目通常在若干个三级项目的基础上完成。

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机械设计在机械工程中起到重要作用，设计的质量直接影响机械工程的质量，机械设计技术的应用提高了机械工程的质量，机械工程在施工过程中，对机械设计提出新的要求，同时促进机械设计技术不断革新，以适应机械工程的发展需要。主要从我国机械制造技术的发展现状、机械设计技术发展中存在的问题、现代机械设计技术及应用情况、机械设计技术的发展趋势进行阐述机械设计技术的发展现状与趋势，希望能为研究机械设计技术的专家与学者提供理论参考依据。

关键词：

机械设计技术；发展现状；趋势

1我国机械制造技术的发展现状

我国机械制造业在我国经济发展中占有重要地位，但我国的机械制造产业在世界上没有处于领先地位，但我国的机械制造业最近几年发展势头良好，为我国机械制造业的发展提供了机遇与挑战，在科技水平不断发展的今天，机械制造技术也不断在革新，以适应机械制造产业的发展。汽车行业是典型的机械制造产业，我国汽车典型代表长春一汽，但我国生产的汽车都不是高端的，与国外的奥迪、宝马、奔驰性能没有比较性，说明我国的汽车的生产技术水平与国外还有一定差别，必须重视技术上的差别，积极开拓新技术，以提高质量为目标，完善机械设计环节是提高机械工程质量的关键因素。我国机械制造技术水平是在不断发展，与世界先进水平有一定差距，必须通过不断创新，更新机械制造技术，以适应机械工程发展需要，提高我国机械制造产业发展。

2机械设计技术发展中存在的问题

2.1机械设计技术制约了我国机械制造业的产品结构

我国机械制造产业引进国外先进技术的背景下，机械设计的水平决定机制制造业的产品结构，在劳动力的带动下，中国的劳动密集型产品数量众多，但拥有高科技含量的高、精、尖产品数量不多。机械制造业的质量得到一定提高，但质量仍不能令人满意，主要是外观设计、产品性能和稳定性方面还有很大不足。我国现在机械产品基本都以中小型机械产品为主，现在还没有制造大型机械产品的能力，需要机械设计能力在不断提升的能力下，以适合现代机械制造行业的发展，提高机械制造产品的质量。

2.2机械设计技术制约了我国机械制造业的生产投入结构

机械设计技术决定机械制造产品的质量，机械制造业企业的核心竞争能力就是机械设计技术水平，在一定程度上制约我国机械制造业的生产投入结构，以适应市场的需求。企业之间的竞争，实际上是科技实力和创新能力的竞争，科技实力和技术创新能力在很大程度上取决于研究和开发的投资。发达国家为了保持市场竞争力的机械制造行业，增加投资在科学和技术方面的努力。在以知识经济的背景下，资产分配的形式发生转变，不是以工作时间、工作量为主要计算方式，知识能力的应用情况是考虑资产分配的主要形式，因此需要重视机械设计技术的水平提高，这是机械制造业发展的核心因素。

3现代机械设计技术及应用情况

3.1模糊设计

现代机械设计技术的应用范围比较广，并且在机械制造行业的发展过程中起到重要的作用，模糊设计就是现代机械设计技术的典型应用。模糊设计(FuzzyDesign)是把模糊数学知识应用于机械设计的一种方式。随着科技发展,机械设计的结构变得日益庞大和复杂,在机械设计中涉及的变量也变得更多,关系也更为复杂,在一系列变量关系中,存在很多模糊现象,很多时候无法精确对所设计的产品进行描述。在具体设计当中,不仅要对“非此即彼”类的精确现象进行识别,还要对“亦彼亦此”类的模糊现象进行识别。例如机械产品使用寿命较长和承载力较强都是模糊现象。对于这类问题就需要采取糊数学的方法进行解决。在具体的机械设计过程中,通常把模糊技术和其他重量的设计方法进行有机结合,最终形成模糊优化、模糊可靠性等方式。

3.2有限元设计

有限元法的基本思想为用有限个容易分析的单元用结构离散化进行相应表示,单元与单元之间用有限个节点进行连接,此后依据变形协调条件进行求解。因为单元的数目和相应的节点数目都是有限的,所以该方法被称为有限元法。该方法的最大特征为灵活性很强,仅需改变单元的数目,就能够完成对解的精确度变化,可以获得和实际情况十分接近的解。

4机械设计技术的发展趋势

机械设计技术是机械制造业的核心技术，机械制造业不断发展与变化，机械设计必须及时进行技术革新，以适应机械制造业的发展，我国机械设计的未来发展趋势主要有：一是，产品质量的高成本压力给设计竞争带来了严峻的考验。二是，环境和生态功能属性逐渐与产品功能属性并驾齐驱;三是，设计的经营管理和制造与设计需求的内容并重;四是，设计的独立性逐渐转型了工作的协同作业，甚至是并行的状态;五是，能够挖掘人的潜力的创造性使得人们对高科技的数字化工作更为重视。在这一系列趋势的推动下，现代机械制造的主要研究方向有:设计方法学、稳定性设计、优化设计、动态化设计、摩擦学设计、计算机技术设计、模型试验设计、模块化设计、创新设计、三次设计、价值工程设计、智能工程设计、反求工程设计、有限元设计、并行工程、工业产品造型设计等等。总之，机械设计是机械制造产业的核心技术，提高机械设计的水平，是提高机械产品的关键因素，机械制造业的发展与机械设计有重要的关系，我国机械制造业的技术水平不如发达的国家，但我国机械制造业的发展前景广阔，给机械设计的发展带来机遇与挑战，必须根据我国机械制造业的实际情况，及时更新机械设计水平，以适应我国机械制造行业的发展要求。

参考文献

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[2]吴宗烨.刍议机械设计中材料的选择和应用[J].技术与市场，2016(11).

[3]谭吉斌.浅析提高机械设计及其自动化的有效途径[J].中国战略新兴产业，2017(12).

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[5]王宇.机械设计技术的现状与发展趋势[J].建材与装饰，2016(51).

[6]孙涛,熊学慧.机械设计与机械制造的技术分析[J].中国设备工程，2017(4).

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公元前3000年以前，人类已广泛使用石制和骨制的工具。现代各种复杂精密的机械，都是从古代简单的工具逐步发展而来的。“工欲善其事，必先利其器。”现在让我们细数下被称为机械专业的“七种武器”吧。

拳头也许是最不引人注意的武器，却是最基础、最有效、最直接，也是最可靠的武器。机械工程专业也如此，它是机械专业的基础，是一个以自然科学和技术科学为理论基础，结合生产实践中的技术经验，研究和解决在开发、设计、制造、安装、修理各种机械过程中的全部理论和实际问题的应用型专业。机械工程专业的知识可应用于汽车、飞机、空调、建筑、桥梁、工业仪器及机器等各个层面之上。

独门绝技：工程制图、AutoCAD辅助设计、机械制图、机械原理。

霸王，力拔山兮气盖世。枪，百兵之祖是为枪。机械设计制造及其自动化专业作为机械制造的始祖，其学生主要学习机械设计与制造的基础理论，以及微电子技术、计算机技术和信息处理技术的基本知识，掌握进行机械产品设计、制造及设备控制、生产组织管理的基本能力，今后可在科研单位从事本专业的研究工作，或是在各类机械制造行业从事产品的设计与开发、生产组织管理等工作，抑或在高校从事教学科研工作。

独门绝技：电工技术、机械工程控制基础、机械设计、电子技术、机械加工工艺、液压与气动技术、检测技术、数控技术。

多情环为什么叫多情环？因为这双环无论套住什么，立刻就紧紧地缠住，绝不会再脱手，就好像是个多情的女子一样。材料成型及控制工程专业也是如此多情。它是材料科学、成型工艺及自动控制技术等多个学科交叉而成的综合学科，培养的是具有材料成型加工基础理论与应用能力，今后可从事设计制造、科学研究、材料成型设备与模具设计开发、生产运行管理等工作的工程技术人才。本专业设有两个专业方向，分别为金属成型及模具方向和塑料成型及模具方向。

独门绝技：工程图学、工程材料、弹塑性力学、材料成型技术基础、热加工工艺基础。

孔雀翎作为一种暗器，特点是小、精、准，这与机械电子工程专业所培养的目标是一致的。该专业的毕业生需具备仪器设计、制造、测量、控制方面的基础知识与应用能力，能在测控技术、电子信息技术、自动化仪表、智能设备、计算机应用等方面从事设计制造、科技开发、应用研究、运行管理等方面的工作。

独门绝技：机电装备设计、电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、微机原理与应用、机电传动控制、数字化设计与制造技术。

碧玉刀白银吞口、黑鳖皮鞘，镶着七颗翡翠，说是武器，不如说是一件艺术品，这正好符合工业设计这个偏艺术类的专业的特点。工业设计分为两部分：一部分属于机械类的工业设计专业，一部分属于艺术类的产品设计专业。机械类工业设计主要学习机械设计的基础理论与知识，如结构与功能、结构与材料、外形与工艺、产品与环境等；艺术类的产品设计专业主要学习造型设计原理，以处理好各种产品的造型与色彩、形式与外观的关系为主。该专业的毕业生能在企事业单位、专业设计部门、科研单位从事工业产品造型设计、视觉传达设计、环境设计、教学、科研等工作。

独门绝技：设计概论、设计图学、工业设计机械基础、设计材料与工艺、工业设计概论、工业设计史、模型设计与制作、计算机辅助平面设计、计算机辅助工业设计。

离别钩是一柄特殊的钩，既不像刀，也不像剑，前锋虽然弯曲如钩，却又不是钩。过程装备与控制工程专业正是如此，名字像机械专业又不同于传统的机械专业，其前身是化工机械专业。该专业培养的是具备化学工程、机械工程、控制工程和管理工程等方面的知识，能在化工、石油、能源、轻工、环保、医药、食品、机械及劳动安全等领域，从事工程设计、技术开发、生产技术、经营管理以及工程科学研究等方面的高级工程技术人才。

独门绝技：化工原理、过程流体机械、过程设备设计、工程热力学、过程装备腐蚀与防护、热加工工艺基础、热加工工艺设备及设计、检测技术及控制工程。

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东莞处于珠江三角洲经济发达地区，被政府定位要建设成为“国际制造业名城”，且与港、澳和国际交往密切，新产品、新设备、新技术引进快、更新快，东莞理工学院是东莞地方性本科院校，具有得天独厚的产业优势。机械电f工程是该院机械设计制造及其自动化专业的主要专业方向之一，研究机械电子工程的办学特色具有亟大意义。

1.机械电子工程办学模式及特点

国外的高等工科教育，十分重视微电子技术与机械工程的结合，在高等院校中正式建立机械电子专业的大致有两种类型，一种以机械制造过程机电一体化为方向，如日本的丰桥技术科技入学生产系统工程系和英国勃莱德福的制造系统工程系；另一种以产品机电一体化为方向，如日本的静岗大学光电机械学科。日本名古屋大学电子机械工程系的学者认为：过去是机械工程和电子工程分别作为两个独立的领域，今后，社会和发展形势迫切需要能够掌握机械工程和电子工程两个领域的人才。这个系设有电子机械基础理论、电子机械应用设计、超精密加工、电子机械测量、集成机械工程等5个教研室。日本东京大学机械工程系设计与制造系统专业（相当于我们现在的机械设计与制造专业）的课程设计考虑了培养机电一体化人才的需要。他们认为在机电一体化产品中有关传感技术，数据转换、传递与处理技术，接口技术和计算机的操作与控制技术，以及应用软件等知识，已成为现代机械工程师必须具备的基本知识。因此他们在专业教学中增设了以下一些课程：机械工程学、机构与信息、信息化生产系统、CAD/CAM、自动化、先进制造技术、信号与图象处理、系统管理、机电一体化、系统动力学、机械动力学、工业综述、工业系统以及应用软件技术等。

我国高校机械电子工程专业的设置始于20世纪80年代。最初机电工程专业是依据各校归口行业应急的需要，对原有相关专业进行调整而设置的，教学计划的制定明显带有“机靠电”或“电靠机”的倾向。而课程设置，尤其是体现机电一体化新技术的专业课程设置远跟不上技术发展的速度。尽管如此，由于微电子技术、计算机技术的率先渗透，这一时期系统性教育结合进修性教育培养出的机电一体化人才，在生产实践中，对改造企业的老产品、旧设备和生产线，提高自动化水平和经济效益起到了一定的推动作用。进入20世纪90年代以后，机电一体化人才的培养为了适应经济体制逐步转轨以及学科迅猛发展所带来的变化，许多高校对机械电子工程的专业结构、课程设置、教学内容均进行了大幅度的调整。

上海交通大学精密仪器专业立足于原有专业的改造，彻底更新原有的课程设置体系。该专业教改从优化专业课程设置入手，以“精密机械设计”“传感器”“微机及接口技术”等核心课程为结合点，链接反映学科新兴技术应用的相关课程。如在精密机械设计分支中，增设了“精密机械CAD、仪器CAD”等课程；在传感器分支中，增设了与提高产品质量休戚相关的“仪器可靠性设计”和为加强电路系统设计能力的“精密仪器电路”等课程。与此同时，考虑到近年来光机电一体化系统的研究已经步入产品化阶段，出于光、机、电、智能伺服系统综合设计能力培养的需要，又增设了“仪器光学基础”“自动控制系统”等课程。优化后的课程体系，总体分布趋于合理，较充分地体现了先进性、及时性、实用性的特点，形成了机、电、计算机技术“三足鼎立”之势。

哈尔滨工业大学机械电子工程专业的教学改革自始至终是与学校211工程发展规划以及教改立项研究结合在一起的。为了挖掘内部潜力、调动积极因素、发挥综合优势，哈工大将校内原“精密机械及仪器制造工程”专业、“机电控制及自动化”专业以及机器人研究所、现代生产技术中心合并，重新组合成立了机械电子工程专业。这种集科研、教学、工程实践于一体的教学体系，不仅在师资力量、教学设施上为专业教改奠定了基础，而且合一化机制自身所具有的自动反馈功能，更为及时调整教学环节、更新教学内容提供了保证。重新制定的教学计划中，专业课程的设置具有学时少、针对性强的特点，经适当搭配后，与统设专业基础课组织，不仅形成了“机电控制和自动化”、“机电一体化产品设计和制造”两个专业方向（这与当前机电工程专业机械产品机电一体化和机械制造过程机电一体化分别设置的发展新趋势相吻合），同时，突出了知识传授与工程实际需要的紧密结合。

综上所述，机械电子工程办学模式的共同特点是：

（1）基于机械电子学从理论到实践的不断延伸和扩展，基于机械电子工程综合性人才培养的需要，遵循“宽口径、广适应”的原则，专业方向以机械产品机电一体化和机械制造过程机电一体化两个大方向来划分。

（2）站在市场经济对专业知识结构的总体高度上来权衡课程设置、教学内容与教学时数，摒弃以往单纯强调课程自身完整性的作法。对专业基础课，要削枝强干、精心搭配；对专业课，要反应现代科技水平，突出新、简明、实用。

（3）加强实践性教学环节，探索适应经济新机制的管理方法。提倡三结合，gfl:理论与实践相结合，教学实践与生产实践相结合，实践环节要体现机与电的结合。

2.机械电子工程课程设置

借鉴国内外髙校设置机械电子工程取得的经验和成果，结合我院自身特点及地理优势，总结我院第一届机械电子工程办学经验，在“保证基础、突出主干、注重能力、增强适应性”培养原则的基础上，修改机械电子工程教学计划。建议课程设置如下：

（1）保留通识教育课程。

（2）修改学科基础课程设置。保留机械制图、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、机电传动与控制、测试传感技术、液压与气动，将互换性与技术测量、工程材料及成型技术与机械制造工程原理整合为一门课，压缩学时：加强电工与电子技术课程，具体将电子技术改为模拟电子技术和数字电子技术，并增加电工部分的电路分析；加强微机原理与接口技术课程，增设计算机辅助设计与制造课程。

（3）修改专业课程设置。保留控制工程基础、机电一体化系统设计；将数控技术与制造系统的计算机控制整合为一，改设为计算机控制技术并增加学时，增设数控机床与编程，增设机器人技术。

（4）合理设置选修课。对任选课可按照“宽而浅”的原则设置课程，组织教学内容，一般每门任选课以20~30学时为宜；对于跨专业的任选课可采用讲座方式，一般每门课程的讲座时间10〜15学时为宜，以拓宽知识面、增加信息量、扩大视野、促进能力与素质的培养提高为目的。

3.机械电子工程实践教学环节

为了在大学的有限时间内，有效地培养学生的综合能力和创新能力，提高学生的素质，除了课堂教学部分的课程设置、教学内容以及教学方法应围绕上述培养目标进行改革外，还应重视实验教学及工程实践教学在人才培养中的重要性。这是因为在实验教学及工程实践教学的过程中，学生将所学的知识用于解决工程实际问题，从而产生从感性认识到理性认识的6跃；通过实验及实践教学，学生提高了学习兴趣，贴近了工程实际，进一步明确了学习目的。尤为重要的是还为提高学生的综合能力和素质，培养学生的创新精神提供了一个合适的环境。基于上述原因，我们对机械电子工程实践教育体系的建设进行了探讨研究。

3.1 机械电子工程实践教学体系

以本科培养方案和教学大纲为依据、以评估要求为标准，建议我院机械电子工程实践分为3个阶段，贯穿于大学四年教学全过程，且每个阶段都有一定的目的与要求，各阶段的基本内容下：第一阶段为实践认知阶段，本阶段教学主要沿工程设计的实际过程展开，使学生通过参观、调研、资料查询检索、采购与经济核算、动手拆装、模型制作、计算机绘图大作业的实践，得到一个真实的较完整的工程经历，强化学生的工程意识，加深对机电结构的感性认知，并结合有关的机电工程导论课使学生对机械电子工程有一个比较全面的了解。

第二阶段是基础实践阶段，使学生通过金工实习、电工电子实习，机械原理与机械设计、机电传动与控制、测试传感技术、液压与气动、微机原理等课程的实验、课程设计和大作业等环节，了解制造与控制的基本工程知识与设计过程，训练学生逐步树立工程观念，提高解决工程实际问题的能力，培养学生的创新意识。

第三阶段是综合实践阶段，把工程设计与机电课程结合起来，进行机械设计与机电控制相结合的综合设计。在这一阶段学生结合专业方向课程的学习，首先通过机电系统综合实验的yii练，然后通过专业课程设计、生产实习、毕业设计，使学生综合解决工程实际问题的初步能力得到系统的培养与锻炼。

在实践时间安排上，除了在学期末安排一段集中时间实施外，基础实验采用单独设课的形式；专业综合实验采用比较灵活的方式，只给学生布置一定的实验任务与最终要求，而完成实验任务的过程则由学生自己确定；在实验进度安排上，只要求学生在规定的某…段时间内（如一个学期内）完成，实验室在规定的时间内对学生完全开放，学生完成实验有较大的灵活性，从而为学生的个性发展与创造性的发挥创建一个适宜的环境。

3.2 机械电子工程综合实验课程设置

针对机械电子工程的特点，建设机电系统综合性实验平台。设计符合新形势下的科学合理的实验教学体系方案，充分突出综合性实验的主体作用，提高共享性、开放程度和效率。

机电系统综合实验是机械电子工程的综合性实验课程，其主要目的是培养学生综合运用已学的力学、机械原理和机械设汁、控制工程、测试技术、微机原理、计算机控制技术等课程知识来提高解决实际工程问题的能力。该课程通过学生亲自、独立完成一系列较有针对性的小设计小制作，使学生在独立工作能力、实验实践以及专业技术知识与技能的综合应用等方面得到比较实在的锻炼和培养。具体题目是从教学、科研、生产实际课题中提炼而出，每种题目由一至两名教师负责辅导，各班学生分为4〜5种不同类型、不同内容的题目。如机械电子的具体综合实验题目可以设为：①单片机实验系统一应用硬件及软件的设计与研制；②爬楼轮椅的设计和实验模型的设计、制作；③单片机控制电梯教学模型；④带闭环控制功能的单相交流伺服电动机调速系统；⑤单相调速电动机控制的机械手；⑥单片机直流电动机控制系统。

在专业综合实验的内容和时间安排上，采用比较灵活的方式，只给学生布置一定的实验任务与最终要求，而完成实验任务与过程则由学生自己确定；在时间安排上，只要求学生在规定的某一段时间内（如一个学期内）完成，实验室在规定的时间内对学生完全开放，学生完成实验有较大的灵活性，为学生的个性发展与创造性的发挥创建一个适宜的环境。同时又可以较好地解决了实验室的设备在集中实验时不够用，空时又闲置着的矛盾，较好地发挥实验设备的效能。

3.3 机械电子工程毕业设计

进入21世纪后，我国社会主义现代化建设进入了更高层次、更快速度的发展时期，需要大量不仅有较深的专业知识，而且知识面更宽、素质全面的高等工程技术人才。机械电子工程要求学生具有较强的工程素质和工程技术综合应用能力，毕业后能胜任机械电子工程方面的设计、制造、研究开发、维护与使用、生产及经营管理等方面的工作。学生毕业后能否适应多项技术工作的需要，是否具有一定的开拓和创新能力，在很大程度上取决毕业设计的效果。为此，毕业设计要着眼于市场，选择科学研究与新产品开发相结合的“实战”题目，将新技术运用融入技能培养之中，同时让同学们接触市场经济知识，使他们在实战演练中不仅增长技术才干，而且感受到市场竞争的严峻。

建议从三年级下学期开始实行导师制，学生可以选择毕业设计的方向和指导教师，结合导师的科研项目，提前进入毕业设计，为保证毕业设计质量打下基础。坚持选择科研项目和有生产应用背景的题目，真题真做，使学生受到严格的工程实践和科研训练。已经签定就业协议的，毕业设计的题目可以征求用人单位的意见，将毕业设计题目与企业生产中的实际问题和教师科研成果联系起来。少数学生的毕业设计可以在用人单位做，由学校和企业的工程技术人员联合指导。学生不仅可以综合应用所学知识，而且可以亲生经历企业实际的工程训练过程，对现实社会有直接的了解，为今后上岗工作奠定基础。

总之，实践性教学体系的改革是专业总体改革的重要组成部分，始终遵循“来源于实际，还原于实际”的指导思想。

4.结语

机械电子工程培养的是复合型应用人才，是从事机电一体化产品设计、制造、运行、试验、开发研究的高级技术人才。要求他们既具有扎实的机械、电子、信息等方面的理论基础，又具有较强的动手能力、工程设计和综合调试能力，从而能综合运用系统理论、机械技术、电子和计算机技术及其现代技术，实现硬件技术和软件技术的巧妙结合，形成优化设计方案，研制出高功能、高质量、高可靠性、低成本的机电产品和系统。要实现上述培养目标，必须从各方面采取措施：

（1）课程设置做适当调整，学生在学习机械类知识的同时，必须加强电类知识、计算机应用和机电接口技术、自动化技术的学习。

（2）加强实践环节，建设机电系统综合实验平台。

（3）毕业设计要着眼于市场，选择科研项目和有生产应用背景的题目，使学生受到严格的工程实践和科研训练。

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关键词：地方高校；卓越工程师；课程体系

中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2014）02-0032-02

收稿日期：2013-04-29

作者简介：魏天路（1970―），男，黑龙江甘南人，佳木斯大学机械工程学院教授，主要从事农业机械装备研究。

基金项目：2012黑龙江省高等教育教学改革项目“地方工科类‘卓越工程师’培养模式研究与实践”；佳木斯大学教育科研课题 “地方高校‘卓越工程师’培养模式课程体系构建研究与实践”（JKA2012-058）

“卓越工程师教育培养计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要》的重大改革项目，也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措，旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务，对促进高等教育面向社会需求培养人才，全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用。为加快培养适应黑龙江省“经济区”、“十大工程”建设需要的大批应用型人才，为振兴东北老工业基地奠定坚实的人力资源优势，以实施“卓越计划”为突破口，促进佳木斯大学工程教育改革和创新，形成高校和行业联合培养人才的新机制。

一、“卓越计划”实施的现实意义

20世纪90年代至今，是我国高等教育规模迅速增长的时期。但从目前我国高等教育规模及工程技术人员的基本状况来看，具有一定创新能力的工程技术人员缺口较大；企业普遍反映缺乏有创新能力的人才，最缺乏的是既懂现代科学技术，又懂经营和管理的高学历、高素质的复合型人才。而培养并促进此类人才的成长，不仅需要高等工程教育加快改革步伐，也要求企业加强人才培训和人力资源的开发，共同构建起现代化的、立体交叉的教育结构和终身学习体系。

通过“卓越计划”的实施，把创新创业教育与就业指导教育放在应用型本科人才培养的战略高度加以全盘考虑。科学设置合理安排创新创业教育课程，增加优化创新创业教育的教学内容、教学方式方法及具体的实践操作环节，逐步形成科学可行的创新创业教育人才培养模式，构建成集课堂教学、课外实践、创新发明、创业模拟、创业指导、咨询服务的综合教育体系。着力培养学生的自主学习能力、创新意识、创新精神、创业素质和实践能力。

（一）国外工程教育的发展趋势

美国的国家战略是“加强科学、工程和技术教育引领世界创新”；欧盟实施“欧洲高等工程教育”、“加强欧洲工程教育”、“欧洲工程教育的教学与研究”三项大型工程教育改革计划；日本高等教育重点集中在与国家经济发展密切关系的理工科教育。

国际工程教育共同发展趋势是：1.强调工程师强烈的社会责任感；2.加强工程师综合素质培养（技术交叉、科技集成创新、管理创新型工程科技人才）；3.实施领导力培养计划，培养工程师国际视野和跨文化交流能力、学习和借鉴能力。目前工程技术人员应具备扎实的理论基础，较强的自学能力，这有利于引进、学习和借鉴国外先进技术和管理经验，是创新发展的重要基础。

卓越工程师的基本素质包括团队精神、合作能力；动手实践能力；市场需求分析能力；创意与策划能力；语言、文字表达能力；抗挫折能力。

（二）“卓越计划”实施的意义

我国工程教育在过去60年取得巨大成就，培养本专科生1500多万人，研究生58万人，现在校本科生370多万人，研究生47万人。国家发展战略提出走中国特色新型工业化道路，通过产业结构升级，促进科技进步，提高人才素质达到加快经济发展方式转变；提高自主创新能力，建设创新型国家；建设人力资源强国。

2010年6月23日，教育部在天津召开“卓越工程师教育培养计划”启动会，联合有关部门和行业协（学）会，共同实施“卓越工程师教育培养计划”。华中科技大学等院校是第一批被批准为“卓越工程师教育培养计划”实施高校之一，佳木斯大学是黑龙江省第一批被批准为“卓越工程师教育培养计划”实施高校之一。

二、地方高校“卓越工程师”培养模式课程体系的建构

本课题研究目标是突破以往传统的教学模式，尝试构建知识、能力和素质型教学体系，进而培养具备广博专业知识，富有创新思维，勇于开拓，善于沟通与合作，具有良好适应能力和应变能力，能够胜任工科专业工作技能的应用型、创新型人才，搭建具有地方高校特色的“卓越工程师培养”模式课程体系。

培养的毕业生应获得以下几方面的知识和能力：具有较扎实的自然科学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力；较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识，主要包括力学、机械学、电工与电子技术、机械工程材料、机械设计工程学、机械制造基础、自动化基础、市场经济及企业管理等基础知识；具有本专业必需的制图、计算、实验、测试、文献检索和基本工艺操作等基本技能；具有本专业领域内某个专业方向所必要的专业知识，了解其科学前沿及发展趋势；具有初步的科学研究、科技开发及组织管理能力；具有较强的自学能力和创新意识。

（一）突破传统课程设置，搭建课程新体系

在总体思路上，以科学发展观为统领，要以社会需求为导向，以佳木斯大学“机械设计制造及其自动化”传统优势特色专业为龙头，以提高教学质量为目标，以创新人才培养模式和师资队伍建设为核心，以提高服务龙江经济和社会发展能力为重点，借助综合性大学优势，充分发挥人才培养、科技创新、社会服务和文化引领的作用，联合国内一些知名企业，积极主动地适应社会发展对创新型高级工程技术人才培养的需求。通过深入的教学改革与实践，以行业企业需求为导向，以工程实际为背景，以工程技术为主线，通过密切高校和行业企业的合作、制定人才培养标准、改革人才培养模式、建设高水平工程教育师资队伍、扩大对外开放，探索适于区域与行业、特色鲜明的地方重点大学的卓越工程师培养模式与方法，着力提升学生的工程素养，培养学生的工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力。形成高校和企业联合培养人才的新机制，建立具有龙江特色应用型的现代高等工程教育体系，推动黑龙江省从工程教育大省走向工程教育强省。

（二）调整实践教学环节，建设实践教学体系

在实践平台上，搭建 “实验、实习、实训”三位一体的“递阶式”实践教学体系。借助现代教育资源，减少课程理论教学学时数，增加实践教学学时数，减少课堂教学学时数，增加课外自主学习和小组合作学习的时间，增加设计性、综合性和创新性的实验和实训，使理论与实践密切结合，着力培养学生的工程实践能力。将学生实践动手能力、工程意识、创新精神培养辐射到“第二课堂”的活动内容和活动方式，使课内和课外形成良好互动。开展大学生科技创新基金项目立项工作，使大学生科技创新工作方式由“活动主导”向“项目主导”转变，培养学生创新能力。同时增加创新学分（含科研学分、技能学分、实践学分）对学生予以认定和鼓励。

三、“卓越工程师”培养体系建设的预期结果

佳木斯大学在2011年正式启动“卓越工程师教育培养计划”，在2011级和2012级机械设计制造及自动化专业已经招收两个“卓越工程师”实验班，采取高校和企业联合培养模式，四年制本科，采取“3+1”模式，学生在校学习三年，在企业累计学习和实践一年，即在企业学习阶段，学生可以分不同阶段到不同企业进行中短期课程学习、工程实践以及长期的专业实习、工程实践，并结合企业实际项目“真刀真枪”开展毕业设计环节，重点强调学生工程实践能力的培养、训练和形成，以及工程创新意识的培养。校企联合培养、强化实践。国家级、省部级重点实验室等高水平科研平台向计划学生开放；加强与产业的合作，与知名企业合作建设专用实习基地，强化实践教学。

预期研究成果：通过具有地方高校特色的“卓越工程师”培养模式课程体系的搭建，满足“厚基础、重实践、强能力、多方向、求个性”的人才培养模式，以社会需求为导向，以知识传授为基础，以能力培育为重点，以道德养成为根本，以工程技术为主线，实现培养具有较强的实践、创新能力和职业技能可持续发展的高级机械工程应用型人才。获得机械工程师的基本能力训练，可获得见习机械工程师技术资格，能在机械工程及相关领域从事设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售方面工作的高级工程技术人才。

参考文献：

[1]教育部高教司.2012“本科教学工程”大学生创新创业训

练计划实施工作指导全书[Z].北京：高等教育出版社，

2012.

[2]张君威.新时期高校院系自主建设与教育教学管理创新

实务手册[Z].北京：中国社会教育出版社，2010.

[3]刘志强.高校院系自主建设与规范化管理使用手册[Z].

北京：中国教育出版社，2006.

[4]教育部高等教育司.高校“卓越计划”实施探索与国家创

新人才培养方案指导全书[Z].北京：高等教育出版社，

2012.

[5]教育部高等教育司.最新高等学校教学质量与教学改革

工程实施操作[Z].北京：高等教育出版社，2012.

[6]教育部高等教育司.高校卓越工程师教育培养计划实施

与国家创新工程技术人才培养方案[Z].北京：高等教育

出版社，2012.

[7]教育部高等教育司.高等学校教学质量与教学改革工程

实施操作指导全书[Z].北京：高等教育出版社，2012.

[8]教育部高等教育司.高校卓越工程师教育培养计划实施

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关键词　数控加工技术　CDIO　研究生教学　实验方案

0 引言

“卓越工程师教育培养计划”是按照《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》提出的高等教育重大战略性改革计划，对高等教育面向社会需求培养人才，调整人才培养结构，提高人才培养质量，推动教育教学改革，增强毕业生就业能力都具有十分重要的示范和引导作用。①②为了积极应对社会经济发展和全国高等教育改革形势提出的挑战，抓住发展机遇，强化、加快内涵建设，我校已正式启动“卓越工程师教育培养计划”建设实施工作。

众所周知，在工科院校机械类或近机械类专业中，现代数控加工技术是机械设计制造及自动化类专业的专业课，它是电子技术、计算机技术与机械制造技术的有机结合，它以数控机床为对象，研究数字控制系统的工作原理、组成及其在数控机床上的应用，通过本课程的学习使学生具有一定的机械加工工艺分析和数控编程的能力，并掌握对典型数控机床的基本操作技能，对今后从事数控加工和研究工作奠定一定的基础。我校机械工程学科依托江苏省船舶先进制造技术重点实验室和江苏省级机械工程基础实验教学示范中心，面向船舶制造业、紧密跟踪学科前沿，围绕复杂产品的数字化设计与制造、先进制造工艺技术与装备、船舶机电设备与系统的协同控制等领域开展深入而有特色的研究工作，形成了基础研究、应用预先研究和工程化应用及产品开发有机结合的科研体系。

1 数控加工技术CDIO实训方案

数控加工技术是工科院校机械类和近机械类专业学生必修的一门专业课，是一门理论性和实践性都很强的课程，其主要教学目的在于使学生获得常用机械工程材料的基本理论、热处理工艺和性能特点等知识，能够合理选用工程材料，正确制定加工工艺路线，以培养学生的综合工程素质和创新能力、实践动手能力、综合分析和解决实际问题的能力。本课程在内容方面侧重于基础知识、基础理论以及基本分析方法的讲授，在培养实践能力方面应着重数控加工技能的基本训练。通过课堂授课、课内实验和课外项目等多层次教学训练，综合培养学生的职业道德、工程素质和社会责任，包括团队协作观念、职业道德规范等；科学严谨的工作作风、认真负责的工作态度、讲求实效的工程观点、综合分析的系统思维等和社会义务责任心、环保节能意识、积极端正的进取心等。为了更加确切地了解用人单位对数控加工技术人才在数控机床应用，特别是数控加工、数控编程等方面的能力要求以及如何建设数控加工实训基地，课题组成员为此进行了广泛的社会调查，我们走访了沪东重机股份有限公司、重庆齿轮箱有限责任公司、沪东中华造船集团公司、江南造船集团公司、河南柴油机重工有限公司、安庆中船柴油机有限公司、武汉船用机械有限公司和镇江中船设备有限公司等工矿企业，了解了作为数控机床使用企业对人才能力的需求情况以及学校如何组织数控加工技术CDIO教学。综合调研结果，我们认为数控加工技术课程CDIO教学应分阶段按层次进行，采用循序渐进、逐步提高的方案。以适应社会需求为目标，数控加工技术应明确界定知识结构和能力结构的关系，这样才能做到有的放矢，体现出数控行业特色、专业内涵和符合社会企业需求的数控专业培养目标。③④

2 数控加工技术CDIO课外项目和课内实验实施

现代数控加工技术实验是机械设计制造及其自动化专业的一门专业实验课程。通过课外项目和课内实验实践使学生掌握插补原理、数控加工中心、数控车床、数控铣床、数控线切割的编程与加工方法等，使学生具有直接针对数控机床编程与加工、测试和维护的能力。培养学生从理论课程向工程实践课程转换的过渡性环节，具有增强学生对机械技术工作的适应能力和开发创造能力的作用。本课外项目实践教学面向机械类专业学生开设，在深化现代数控加工技术课程的基本知识、基本理论、基本方法基础上，通过课外项目实践教学，培养学生应用计算机、数控加工仿真软件等现代制造方法解决机械工程问题的能力，培养学生发现问题、分析问题以及自主创新的能力，培养学生进行科学研究和工程设计的良好习惯。以下针对我校研究生课程——现代数控加工技术课程CDIO部分教学实验内容展开分析和讨论。

2.1 数控编程与加工仿真实验

通过本课外项目和课内实验实践的学习，使学生了解或掌握数控机床的数控编程及其仿真使用方法。可在计算机虚拟环境下可以动态地分析、观察数控工艺的完备性、程序的正确性。了解后置程序主要功能分析包括机床选择模块、机床回零、安装零件、NC程序导入、运行轨迹检查、装刀具、对刀和卸刀、参数设置等功能。以船用柴油机关键件CAD/CAPP/CAM集成实验为例，船用柴油机关键件CAD/CAPP/CAM集成系统根据某企业用户提供的零件模型，对零件模型特征信息提取与重构，特征工艺推理及排序，并能生成特征刀具轨迹以及对应刀具轨迹的NC代码，最终对生成的NC代码按照加工要求进行拼接。⑤

2.2 Vericut加工工艺系统仿真实验

通过本实验的学习，使学生了解或掌握Vericut加工工艺系统仿真软件的使用，通过如船用柴油机关键件典型零件数控加工实例的实施，将课内学习的数控工艺知识综合起来，对不同的工艺内容要了解的不同的实施步骤和采取方法。产品的实际加工环境包括数控加工设备、工装夹具及其加工刀具等，因此在虚拟加工环境中需要建立相应的数控加工设备模型、夹具模型、刀具模型及工件模型，使得Vericut虚拟加工环境能够依据用户输入的NC代码、工艺参数和刀具模型给出有关工件变化、刀具状况、加工效率等信息，为进行产品的可制造性评价和优化打下基础。

3 结论

在数控加工技术CDIO项目实践教学过程中，整个项目实践教学实施过程主要包括编程、仿真、切削加工、撰写报告和演示答辩等环节，以学生为主体，教师起引导答疑作用，要求学生按进度完成各环节任务；项目实践教学组织采用个人和团队的方式，其中团队项目实践的成员之间必须有明确的分工与合作，禁止以逸待劳现象；项目实践教学完成后，要求提交项目实践报告、数控程序源文件及仿真、加工的关键草稿纸等。评定方式根据项目实践表现、项目完成情况、项目实践报告质量、演示答辩水平等方面综合考虑。通过数控加工技术CDIO项目的研究，制定了切实可行的数控加工技术应用培训方案，探讨了数控加工技术实训的内容和层次的划分，提供了制造工程实践环境，在实现数控加工技术应用专业人才培养目标中起到了重要的作用。数控加工技术CDIO项目实施近一年多来，研究生反映效果良好，达到了预期的目的。在项目设计、实现、运作之中，小组成员要进行项目总结交流，实现经验分享，拓展所学知识，从而培养了学生的团队协作能力。

①　王刚.CDIO工程教育模式的解读与思考[J].中国高教研究,2009(9):86-87.

②　江帆,张春良,王一军等.机械专业CDIO 培养模式探索[J].装备制造技术,2010(6):192-194.

③　方喜峰,张胜文.数控技术应用实训方案探讨[J].实验室研究与探索,2005(6):90-92,103.

篇9

关键词：中职教育；机械设计专业；教学体系构建；教学改革

中等职业教育在发展过程中，其一线人才的培养始终是社会巨大的需求。但是随着近些年本科和高职教育的扩招和发展，中职教育出现了瓶颈，针对中职教育的改革成为一种必然。尤其是经济全球化时代的到来，中等职业教育的发展要增加实践，并注重教学体系的构建。为了达到这一目标，中职教育应结合自身发展特点以及企业和社会的需求，对其传统的教学体系进行调整，明确教学目标，并且采用正确的教学方法和教学内容。

一、实践教学体系构建内涵

实践教学是机械设计等工科专业不可缺少的教学内容，在整个教学过程中，要致力于解决工科院校存在的问题，将先进的教学理念引入教学中，结合工程教学理念，形成实际的工程教育理念。对于中职实践教学体系构建而言，要具有明确的目的性，以实践为主，以基础教学为辅，做到认真探索，正确分析，与地方经济和地方企业之间形成联系。在我国多年的高邮中等专业学校教学改革研究中，机械设计教学实践自动化专业确立了实践与理论相结合的教学方法，致力于实践工程教学对企业起到辅助作用，以向企业输送专业人才为基本目标进行教学体系构建。

二、中职机械设计制造实践体系的构建

（一）强化学生基础性实践体系的构建

实验教学是课堂教学的延伸，也是众多专业教学的最终目标。作为对课堂理论知识教学的必要补充和延伸，教学体系的构建首先以学生为对象，强化学生基础性的教学知识是其根本。具体的过程如下：首先：针对学生的学习特点来深化实验教学改革，增加具有设计性和综合性的实验内容。打破传统实验教学中以教师演示为主的教学模式，增加学生自主实验的方式，使学生在多次试验中深化对知识的了解，通过综合性实验培养学生多样化的能力特点。高邮中等专业学校机械设计制造要对每一门课程进行改革，形成也能够实验项目系列课程，并且相互之间要衔接紧密，以学生主动理解为主要教学目的，深化实验教学改革。只有夯实学生的基础才能确保学生实践能力和创新能力的提高。其次：要对中职院校机械专业开放专业实验室，做到探索实验性的教学模式，实现教中资源的最佳利用，使学生充分使用实验设备，并且不断地培养自己的兴趣。开放性实验对于培养学生的理解能力和分析能力具有积极作用，对于中职学校而言还应合并并重组实验室，使实验室更加专业并具有综合性，将基础实验室和专业实验室合而为之，在实训教学和基础教学中结合学生的特点培养学生的综合能力。

（二）加强实习基地的建设

首先，实习基地是保证实验顺利进行的前提，在中职教育中，应进行正确的宣传，建立完善的产学研相结合的校内外实习基地。使学生获得更多的实习机会，增加实践教学环节。校外实践实地的建立过程中，不要忽视校内基础教学内容，要在课程设计的基础上，将其进行结合，并且要根据学生不同的能力特点，进行不同阶段和层次的教学方法，了解企业的管理文化和零部件的加工工艺，从基础出发，不断地增加基础知识，并且与实践之间进行联系。目前，中职实习基地正在建立，通常是以企业定岗实习为主，当然还存在一定的问题，需要进一步地进行改革。另外，可以通过获取支持来建立现代化的机械工程训练中心，加大社会各个方面对中职教育重要性的认识，致力于培养一线操作人才，整合周边教学资源，就当地的资源进行有针对性的教学基地建立，使当地特色体现出来。我国从2008年加大对工科专业的实践基地建设截止到目前，中职教育实践基地已经建立，并且在学生实践中起到重要作用，但是与需求相比，依然存在不足，还应以学生为中心，以学生实践和实验的完成来要求实践基地建设。将科技发展融入其中，不断地推进机械设计制造实践体系的构建。

（三）加强设计类环节提高学生工程设计能力

在高职机械设计制造实践体系建立过程中，还应重点解决学生的综合运用能力提高的能力。将实践课程设计进行调整，致力于从多个方面培养学生的能力，进行模拟工程问题设计，使学生在机械设计问题解决或者模拟工作过程中扎实基础知识，并提高实践能力。在机械设计制造及其自动化专业的课程设计中，包括基础课程和设计实践课程，要将课程设计的题目进行调整，使其更具针对性，致力于激发学生独立思考的能力和品行，在专业知识和能力上，则要统一要求。以工程实践进行分析，数据提供，工程问题和管理分析，均要尊重实践，保证学生技术的全面性和真实性，适应企业的需求，通过毕业设计来进行检验，保证其能力能够应用于工作实践中。

三、总结

对于中职机械设计制造实践教学而言，加深与基础之间的联系，激发学生的主观学习意识十分重要，笔者根据自身经验对中职机械设计制造实践体系教学进行分析，要求中职教学中从优化选题和强化监控等多个方面入手，对实践教学进行改革，并且培养中职专业的教师团队。另外，还应结合当下中职教育的特点，引进先进的教学方法，使学生能够满足企业需求，进而深化中职校企合作，保证中职的人才培养，促进中职教育的可持续发展。

参考文献：

［1］张大然．高职人才培养模式的改革与高技能人才的培养［J］．教育评论，2017（2）．

［2］徐强．基于CDIO理念机械制造模块教学模式的探讨［J］．合肥学院学报：自然科学版，2013（1）．

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关键词：中外合作办学；外教；授课

作者简介：赵世田（1979-），男，山东日照人，盐城工学院机械工程学院，讲师。（江苏 盐城 224051）

基金项目：本文系江苏省高等教育学会教育科学规划项目（项目编号：JS184）、盐城工学院教学研究与改革课题项目的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）35-0134-03

教育国际化是高等教育发展的重要趋势，促进了我国教育市场的对外开放。[1]我国于2001年加入世贸组织后，为了汲取国外的先进高科技知识，增强与国外的交流与合作，适应国际化和全球化的发展趋势，国内各大高校大力开展中外合作办学，共同打造和培养高素质的中外合作教育产品。2003 年1月《中外合作办学条例实施办法》颁布，标志着中外合作办学开始走向规范化。[2]不过目前国内的中外合作办学，仍处于积极探索的阶段，[1]国合班在国内的大规模推广也暴露出一些不足。

盐城工学院（盐工）与英国格林威治大学（格大）开展中外合作办学，招收国际合作班（国合班），笔者给国合班进行双语授课，讲授《Theory of machines and mechanisms》，同时笔者作为机械学院和外方之间的联系老师，前后一年间曾与六位外教进行合作交流，深入课堂切身体会外教授课等，在此结合具体的教学实践，就外教的教学模式等进行分析和探讨，以期为国内各大高校的中外合作办学和双语教学模式及其构建，提供一些有益的帮助，对完善国合班的人才培养机制具有积极意义。

一、盐工与格大中外合作办学

中外合作办学的目的旨在引进国外优质教学资源，如国外优质教材和办学理念。[3]由中外合作双方共同制订培养方案和教学计划等，部分课程由选派盐城工学院（以下简称“我校”）赴外方合作高校进修过的专业教师进行双语授课，教材采用外方原版；部分课程由外方选派专业教师来华进行授课。学生前半段时间在国内学习，后半段时间到国外高校进行专业理论学习等，中外合作共同培养学生的综合素质和能力，培养学生具有先进的专业知识与技能，掌握熟练的外语能力和跨国交际能力，真正培养全球化经济时代的国际化专业人才。

格林威治大学的工学院迄今已有100多年的历史，其机械、电子等专业在英国享有较高声誉。盐工与格大合办机械设计制造及其自动化专业，其培养目标是培养有国际视野、掌握中英双语及国际先进技术、具有创新精神和实践能力的工程制造和项目管理的专业人才。

中英合作项目培养模式为3+1，即盐城工学院3年，英国格林威治大学1年。所有在中方注册的学生自动成为格林威治大学注册学生。

第一，在国内三年完成教学计划规定的本科的课程学分，各科平均成绩达到70分，英语成绩达到雅思6.0分，将申请及办理格林威治大学的入学手续；学生在格林威治大学学习期间完成教学计划规定的全部学分，可获格林威治大学授予的学士学位，同时可获盐城工学院的本科文凭；并可申请在格林威治大学继续攻读硕士学位（一年）。

第二，对已完成3年学业、因达不到第一条要求或签证原因未能出国的学生将在盐城工学院继续完成四年制本科所要求的剩余课程，各科成绩合格，可获得盐城工学院本科文凭，符合学位授予条件的可获相应的学士学位。

为了提高学生英语水平，学校强化英语教学，注重能力培养，建立了语言培训中心，配备雅思英语教学经验丰富的中方教师和外教共同授课，为学生在校学习期间达到出国英语要求提供了强有力的保障条件。同时学院从前几年开始就已经和陆续选派优秀青年教师赴格大或其他欧美高校进修，保证了国合班在国内双语教学工作的顺利开展。

二、机械类课程特点

学生从小学起直到大学阶段基础课的学习，惯于严格的逻辑推理课程的学习。机械类各专业的学生从大二开始进入专业基础课的学习，包括之后的专业课学多是基于工程设计经验的总结，典型结构及其设计规范[4]，学生初次接触，普遍兴趣不大，难以理解和接受，之前许多基础理论学习很好的同学如果无法很快地改变思维方式，适应专业基础课和专业课的学习，则易导致学习成绩的下降，而各种机械感兴趣的同学则能较快地适应专业学习，积极参与各种机械产品创新设计大赛、三维建模大赛等，取得了不错的成绩。

机械类课程并非纯理论知识，课程与工程实践相关性比较大，其学习需要跟实际结合，许多知识点不需要死记硬背，只要会用会查，知道从哪里找公式或参照即可，因此，机械类专业任课教师应该具有工程实践经验或工程项目开发经验才能更好地教授好工科课程。

三、外教授课教学模式

笔者前后一年间作为外教和国合班之间的联系老师，负责相关教学工作的沟通，深入课堂随堂听课，整理外教相关教学资料存档备案，负责学生作业及成绩登录等工作，前后共接触了六位外教，总结下来，外教在机械类各课程的教学模式上大体差不多，普遍注重教学与实践结合，考核形式多样化。但是外教的教学工作也各有特色，有些深受学生喜爱，有些则稍显不足，导致学生积极性不高，出勤情况也不是很理想。

1.理论授课与学生互动相结合

外教注重理论授课与学生互动相结合，均采用全英文PPT、图片、视频和动画等，很多教学资料来自企业生产一线的实例或者学科发展前沿知识。通过与学生互动，调动学生学习的积极性，及时了解学生课程的掌握情况。外教上课初期，学生参与的积极性不高，虽然有些同学很想回答外教的问题，但是出于口语的原因，怕说错而不敢回答。例如“Project management & Group design”这门课，两次课后外教通过联系老师沟通，鼓励学生大胆回答，错了也没关系，尤其是本课程注重团队合作。经过联系老师、外教和学生之间的沟通与交流，学生参与积极性明显提升，在后期的团队项目合作中大家表现都很好，也很成功。期间机械学院还组织全院老师进行课堂观摩学习，深受老师和学生的赞扬。在第一门外教课程“Project management & Group design”之后的其他外教课程中学生课堂参与度明显提高。学生普遍反映刚开始的时候，一种全新的授课方式让他们一度无所适从，而后的调整使得他们能很快适应，这也为他们最后一年去国外学习提前适应有很大的帮助。

2.理论与实践教学结合

工科课程的外教都比较注重理论和实践相结合。外教第一次课后即通过联系老师参观了机械学院实验室，然后组织国合班的学生到相关实验室，在相关设备面前给学生现场教授相关知识，例如“Mechanical & Electrical Integration System Design”的外教结合后期要布置的训练项目，在一台六自由度机械手前给学生讲解其控制原理和动作过程，加强学生的感性认识。而“Mechanical Manufacturing Technology”课程外教则在加工中心前现场讲解零件的多轴联动加工过程，从刀具库中自动换刀过程。课堂教学有时候小组讨论，大家没有固定位置，而是将桌子拼合成大桌子，小组成员围在一起讨论与分析制订方案。

3.工程项目强化训练

工程项目强化训练作为课程考核的一部分。一般分组成员6人左右，设置一名负责人带领大家设计产品，然后集体上台，在负责人带领下分别介绍自己负责部分，由老师负责点评和打分，作为课程最终考核成绩的一部分。“Mechanical & Electrical Integration System Design”的外教布置大家设计一台焊接机械手，包含了电气控制、机械设计、电机选型、系统集成等。“Project management & Group design”的外教将机械设计制造及其自动化和电气工程及其自动化两个班级分为11组，每组6人组成一个小团队，既有电气的学生也有机械的学生，模拟一家高尔夫设备知名企业设计部门的设计小组，根据市场需求设计一台便携式专用高尔夫球车，正式作汇报，学生的兴致都颇高，总体效果非常不错。外教通过联系老师邀请了中方教师参加，受邀老师们反映也都不错，因此外教的教学活动开展更贴合企业实际，有助于培养学生的团队合作意识。值得关注的是国合班5位同学在随后2012年底团队合作参与了宝马Project J创意设计大赛总决赛，荣获第五名的好成绩。

4.考核成绩多方综合

外教对一门课程的考核是多种形式的综合，尤其是工科课程通常会融合考试、动手实验、项目训练、平时表现和综合能力考核，更能反映一个学生的综合能力。国内的传统学习模式主要是习惯于接受教师传授的书本知识，考核以学生是否掌握所授指点作为评判标准，因此，更多地培养了学生的应试能力，不关注学生实践动手应用。例如国内的“机械原理”课程，最终考核成绩一般包括闭卷考试（期中和期末）、平时（出勤、作业）和实验三部分，考试成绩能占到70%，乃至90%以上。外教对一门课的考核则包含多种内容，对学生的出勤率、课内表现、课后作业、考试等方面都有严格要求与考核，并在学业成绩中占一定的比例，[5]综合评定后给定最终成绩。例如“Project management & Group design”的外教综合评定了团队成绩、团队汇报时的个人表现、报告、logbook以及平时上课和出勤情况等。有的课程包含实验等，分别占不同的比例。因此，中方和外方培养出来的学生，中方的学生大多被动接受缺少变化，而外方的学生则会主动认知和研究；中方的学生应试能力超强，而外方学生的综合素质更高。

四、分析与建议

根据六位外教的授课表现来看，有上述一些好的表现，也有一些不足。“Project management & Group design”的外教来自英国本土，讲课富有激情，实践经验丰富，与学生互动多，最后考核形式多样，深受学生喜爱，也是目前为止学生反映最好的一位外教。

相比较来自母语是英语系的国家的外教、来自非英语系国家的外教，他们的英文水平也不是很高，也就无法促进与提高学生的英文听、说、读和写能力，有的知识点解释不到位，而如果没有及时跟学生沟通和交流了解，会进一步导致学生听课困难，教学效果并不好，这时需要联系老师及时跟外教沟通，转述学生的想法及反馈意见，外教适当调整教学方法和教学进度，效果更好些。

华裔外教相对而言，与中方学生交流的一个优势在于，实在表达不清楚的问题可以适当添加中文解释，能及时了解学生动态，进行适当的教学调整，如“Mechanical Manufacturing Technology”的高博士在这一方面做得就很好，并给机械全院本科生作题为《创新型产品开发与知识管理》的学术报告，拓宽师生的专业学术视野，了解国际前沿研究成果，深受同学和老师好评。不过即便是华裔外教，在课堂上几乎也是全英文授课，课下跟学生的交流也大多采用英文，给学生创造一种英文语言环境，教学效果也不错。

如果外教不是专业从事讲学，而是从事科研工作，临时来华授课，效果也不怎么好。例如有的课程是外方聘用的非本校教职工，校外工程师来授课，虽然他们的实践经验丰富，但是授课并不在行，上课时缺少激情，对学生特点了解少，与学生互动少，缺乏对学生知识掌握情况的了解，没有根据实际情况适当调整教学，因此，授课并不成功，一段时间后学生出勤情况也不断下降。

除此之外，外教普遍具有工程实践经验，大多在工厂或企业一线工作过，因此，其实践经验有助于其理论教学。相对而言，国内的青年教师则大多直接从高校硕士博士毕业走向高校教师岗位，上学阶段虽然有过实践动手环节，但是缺少在工厂或企业的实际项目开发与产品设计经验。学生思想观念也需要改变，外教第一次上课给予他们的通常是截然不同的一种教学方式，学生开始的时候极度不适应，慢慢接受了的同学会越来越喜欢外教的课，不能适应的同学则会慢慢放弃，进而发展到逃课。因此，第一次参与外教上课前需要国合班的学生提前做好思想准备，及早转变思想观念。

五、总结

本文以盐工和格大的中外合作班为例，对外教在机械类课程方面的教学模式进行了分析与探讨，对于存在的一些问题进行了总结，提出了建议，包括：外教的选择最好来自母语是英语系的国家，而且具有工程实践经验的专业教师；建议国内加强师资队伍的工程实践背景；考核形式上进行多样化，降低应试教育所占比例，减少学生对期末考试的投机心理，更加注重平时的学习；强化工程项目的训练和实践教学的应用，综合锻炼和提高学生的素质能力；提前做好学生思想工作，适应外教教学模式的改变。

参考文献：

[1]潘开灵，刘勇.双语教学下国际班学生满意度调查研究[J].教育与职业，2013，（3）.

[2]芦文娟，朱柯冰.中外合作办学背景下双语教学模式研究[J].教育理论与实践，2013，（9）.

[3]何家蓉，李桂山.中外合作办学的核心问题：引进国外优质教育资源——天津理工大学国际工商学院办学模式研究[J].中国高教研究，2009，（5）.