现代机械设计论文范文

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分析现代化机械设计的合理性,首先要对现代化的机械生产模式进行分析,再对机械设计的合理性进行实际性的解读。由于现代化技术的发展,机械生产与制造已经突破了传统的车间与车床生产模式,从而实现了现代化的生产方式。那么,现代化机械生产模式具体是怎样的呢?在对机械设计方面又有着哪些影响呢?

1.1现代化机械生产模式更加符合市场的需求,符合批量生产的规模

现代化生产模式由于受到诸多的市场刚需影响,机械产品的需求量不断增大,而生产周期不断缩减。这在很大程度上刺激了机械生产模式,对于传统的机械生产更是一种挑战。因此,在外界的压力之下,机械生产方式以及机械的设计理念都进行了较大程度的修改,以满足日益增加的市场需求。那么,在生产方式方面,机械生产采用了自动化远程控制生产技术,并结合计算机数据处理技术,来实现一种现代化的机械生产模式。

1.2现代化机械生产模式引入新技术,从而实现全新的机械制造业

单一的技术发展完全无法满足市场需求,各个领域的技术进行结合发展,才能够实现对一个产业的变革与市场顺应度。机械制造业领域,要想实现一定的市场竞争力,就必须实现产业的整合与技术的结合应用。从传统的机械生产模式,就可以发现传统机械模式存在的问题。其具体表现在:大量的人工操作,不仅效率低,而且容易出现错误,产品质量不合格的现象时有发生。车间是传统的机械产品的主要生产基地,生产车间的人工操作太多。一般的工件都需要进行反复打磨,才能够符合产品需求。由于避免不了人工的主观误差,在生产的过程中经常会出现工件报废的现象。不仅造成了原料的浪费,又增加了生产成本与时间成本。车间的安全问题非常重要,经常性安全问题无法避免。传统的生产车间都是人工对着一台机床进行操作,一旦操作不当,就会出现一些危险问题,从而影响其生产质量。在进行工件加工的过程中,人员受伤的现象一直无法真正避免,对于人身安全是一种伤害,而对于生产流程,也常常会出现脱节和拖工的现象,造成整体的产品质量下降。机械产品的检测流程不科学,常常出现漏检问题。传统的机械产品同样需要质量检测,检测合格之后的产品才能投放市场。但是由于机械的检测一般都是人工进行的,不仅检测结果没有科学性,检测的流程也较慢,容易造成漏检的现象。因此,对于机械检测而言,传统的检测方法也存在较大的问题。那么,在原有的生产模式的基础上,机械生产模式开始了全新的改革,在人工操作上,现代化的机械生产采用全自动的流水线式生产模式,并且引人了大量的现代化远程控制生产设备,从而最大化的减少了人工操作的部分,精简了工作人员。这样做不仅减少了机械生产的成本,也在一定程度上避免了错误和安全等问题。此外,在检测方面,现代化机械生产模式引人了计算机技术,从而让检测技术更加科学有效,最为重要的是检测效率大幅度增加,并且能够达到检测的科学性,保证检测结果的真实有效,提高市场的用户信誉度。

2现代化机械生产模式下机械设计的合理性分析

针对上文中,对于现代化机械生产模式的分析,可以在一定程度上了解机械设计的刚需。在机械制造业领域中,都比较认可机械设计的重要地位。但是,在现代化机械生产模式下,机械设计是否更加重要呢?所谓的机械设计的合理性又可以通过怎样的方式来实现呢?

2.1现代化机械生产的机械设计理念分析

与传统的机械生产模式相比,现代化机械生产的机械设计相对更加重要,并且其准确性和完善性要求更高。之所以这样进行分析,原因在于现代化机械生产的效率很高。但是,生产的效率只是体现在制造的效率上,在设计方面虽然有了提高,但是一旦设计出现问题,那么造成的返工以及损失就会非常巨大。实际上,通过与传统的机械生产模式相对比,就可以非常明显的显示出其明显性。传统机械生产由于产量较低,而且生产的流程化不足,会有生产滞缓的现象出现。但是,如果机械设计出现问题,却可以在第一时间发现,并且进行相应的调整。但是,现代化的机械生产模式由于生产效率较高,容易出现高效生产的技术脱节。因此,现代化的机械生产模式反而对机械设计提出了更高的要求。不过,在生产模式进行改良的情况下,机械设计当然也会随之进行改变,并且实现一定的技术对接。目前,机械设计通过了很多现代化手段,从而在技术层面有了非常大的改革与更新。尤其是计算机技术的应用,一定意义上强化了机械设计的功能与效率,从而实现了高效的设计方式,以适应现代化的机械生产模式。

2.2现代化机械设计的合理性分析

如何能够保证在高速率的生产环境下,实现机械设计的合理性呢?实际上,机械设计是两个部分的衔接部分。通过市场调研,分析用户的需求之后,进行机械产品的初期设计。设计方案通过后,开始进行批量生产。因此,机械设计的合理性就在于如何能将两点进行有效衔接。那么,通过衔接的切合方式,就可以体现出机械设计的合理性。首先,保证机械设计理念的合理性。机械设计的理念必须是合理的,正确的,需要满足在不同条件下的机械产品的适应性,满足市场的需求,满足客户的用户体验。其次,保证机械设计方案的合理性。机械设计不只是一种对机械产品的设计,实际上在生产期间的工期以及检测标准等,都是通过机械设计的方案来完成的。因此,机械设计一定还要同时满足方案的合理性。最后,保证机械设计实现利益最大化。实际上利益最大化才是现代化机械生产模式下的机械设计的合理性所在。任何一个行业或者是产业,都是需要保证产品的合理性为前提的,而机械设计就做到了这一点。

3结语

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关键词:机械设计;标准;制造;质量控制

1机械设计标准的内容

当前我国机械制造企业的发展势头迅猛，引入了很多全新的技术手段，现代化的机械制造企业已经不能采用传统的机械设计标准进行设计，需要在传统机械设计标准的基础上不断改进和完善，这也是当前机械制造企业发展的关键。由于我国的生产方式正由粗犷型逐渐转向集约型，因此对机械设计制造的要求也越来越高。机械设计企业要在保证地区环境的基础上发展自身经济，因此要求机械生产企业在运营过程中要始终坚持环境保护的理念。机械的设计标准主要从以下两方面入手:第一，在保证机械设计的安全标准基础上，技术人员要不断树立机械设计的安全理念，保障设备安全及技术手段的先进性。运用符合国家标准的机械设备，引入科学合理的方式和方法对其进行维护，确保机械设备的正常运行。此外，还要求机械设备的设计生产原材料坚固可靠，这样能在设备运行中有效防止对工作人员产生的伤害，提高机械设备的安全性。技术人员还要做好对机械设备安全事故的评估工作，对已经发生的事故要及时做好备案，将其作为实例对技术人员进行培训，这样能对操作人员进行安全性的提示。最后，在进行机械设计时技术人员要坚持以人为本的原则，不断提高标准的智能化，这样可有效避免工作人员在实际操作中出现使用疲劳的现象，提升工作人员的工作积极性和主动性，对提升机械制造的整体效率十分有益。

第二，机械企业在进行机械设计时，要在绿色设计的标准上，遵循环境保护理念，否则企业无法实现长期发展。很多企业因为没有遵循环境保护理念而被当地政府取缔，因此坚持环境保护理念也是当前我国现代化市场竞争机制及资源整合的实际需求。坚持环境保护理念也是现代化机械制造企业必须要落实的机械设计标准，当前环境保护设计在机械产品中的分类有以下三方面:其一是资源属性绿色设计，其二是生态环境属性绿色设计，其三是对人身心健康影响的基本属性。绿色设计理念始终贯穿于机械设计中，并在不同阶段呈现出不同的设计标准。在结构设计阶段，技术人员须在保证设计产品质量的前提下，细化机械设计产品所使用的原材料，降低物料成本，遇到具体的机械设计问题时，技术人员要明确设计产品的质量和体积，保障机械设计成本策略的实现，促进结构设计可以在绿色环保理念下进行。在物料准备阶段，机械设计人员在设计初期就要体现出绿色保护这一理念，尤其是在选材环节，应尽量选择环境优良、污染少、能循环使用的材料，不要因价格问题而选择存在高污染等质量问题的原材料。在机械制造阶段，技术人员要保证减少废水、废气及废物的排放，降低工作人员的操作难度，这是提高资源利用率的有效表现形式。在产品使用时，还要对消费情况进行监督和控制，体现绿色设计的理念。消费者也应树立环境保护意识，共同推进环境保护理念的形成。

2机械制造质量控制

2.1质量控制概念

机械制造企业在社会各个领域的发展下得到了极大提升，机械制造所面临的选择也是多方面的，不管机械制造的种类有多少，永远是用产品的质量说话，也就是说产品的质量才是影响消费者选择的首要因素。产品的质量控制一般都是通过机械制造的质量控制实现的，单从这个层面来说，机械制造的质量控制在整个机械制造中所起的作用是非常关键的。

2.2质量控制的影响因素分析

第一，精度影响。机械产品对精度的要求是非常高的，而精度是对所加工产品质量的一种直接体现，一般来说产品的精度与生产成本是成正比的，精度越高就说明生产成本越高，但是产品的精度与生产效率之间存在反比关系，也就是说生产产品的精度越高，其生产效率就会越低。设计人员一定要根据产品的实际使用需求，制定出合理的精度，只要达到生产需求即可，过高的精度不仅不会对需求产生变化，而且还会影响施工的生产效率。因此只有制定科学合理的精度标准，才能保证较高的生产率。第二，生产工艺。在机械加工过程中，由于生产产品不同，因此所使用的生产工艺系统也存在很大差别。一般来说，须按照一定标准进行工艺系统流程的调节，这样能有效避免系统出现生产误差，对机械生产过程影响深远。第三，外部因素。在机械生产过程中，机械设备的零部件可能会因为一些外部因素而导致变形，无法正常工作，再加上受生产过程中加工部件自身惯力以及重力的影响，使得最终的加工精度也会出现一定的误差。

2.3质量控制方法

第一，测算。这一控制方法主要针对的是已经加工完成的零部件成品的精度测算，主要是对成品的位置、尺寸以及形状进行对比和分析，通过一系列的测算程序来达到提高机械精度的目的。我们的技术人员主要是通过对尺寸精度的把握来提高形状和位置的精度。第二，抵消外界因素。我们的技术人员要在制造产品的过程中，针对机械设计中可能会出现的问题，认真落实工序检测系统，及时调整问题，将出现的和可能出现的问题都了解清楚，及时处理这些问题，尽可能的避免外界因素对机械设计产生的影响。第三，工艺整合。要求设计人员对设计工艺进行分析和管理，制定出科学合理的工艺生产路线，有效减少系统出现的误差。

3结语

本文主要对机械行业的发展及技术手段进行简要分析，指出机械设计及机械制造质量控制在机械制造中的重要地位，在此基础上提出了机械设计标准和绿色设计两种设计体系，希望能为我国机械行业的发展提供相应的理论指导。

参考文献:

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［3］全国高等工业学校机械设计及制造专业教学指导委员会第七次工作会议纪要［C］//第五届全国机械设计及制造专业教学研讨会议论文集(卷2•教学史志).2015.

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［8］贾宝贤，何风梅.机械设计课程教学中的多元化手段［C］//第五届全国机械设计及制造专业教学研讨会议论文集(卷1•教学论文)．2016.

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关键词：卓越工程师；科研项目；机械设计课程；教学模式

中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）53-0190-02

目前社会对人才的需求产生了很大的变化，用人单位对高校本科生、研究生的社会适应性提出了越来越高的要求，更加强调学生的实践动手能力和项目研发能力，所以毕业生如何能够在短时间内尽快适应岗位的需要和单位的要求，在一定程度上成为衡量高校人才培养质量的重要指标[1]。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会，共同实施“卓越工程师教育培养计划”，主要目的就在于培养和造就一大批创新能力强、适应社会发展需要的高质量工程技术人才[2]。对于机械专业的毕业生而言，不仅要培养学生熟练掌握专业基础理论知识的能力，更要注重培养学生的实践应用能力和创新能力，所以将各类科研项目引入课程体系，加深对课程理论的应用和理解，尽快使学生了解科研项目的研发过程，参与项目的具体研究和实施，通过自身的深度参与，将所学的知识学以致用。在机械工程专业的培养计划中，现代机械设计类课程是与工程应用联系最为紧密的课程，也是将来对机械专业学生的工程应用能力和社会适应性影响最大的主干课程，其中的理论力学、材料力学、有限元分析、机械振动、机械设计、优化设计与理论、机械结构测试与分析既有相当的理论深度与价值，又可以独立解决很多的工程问题，这些课程最适合采用教学与科研项目集合教学方式。

一、在理论教学中灌输科研项目研究的前瞻性

对于机械专业的本科生、研究生而言，所有机械设计类课程都具有相当重要的理论价值，可以提高学生的理论素养。但是这类课程在教学和学习过程中往往比较枯燥，且具有一定的难度，如果纯粹按照严谨的理论体系进行教学，学生容易失去学习的兴趣和动力，甚至觉得所学的知识一无所用。所以迫切需要教师在教学过程中，灌输教学内容的理论意义、价值与应用，要做到这一点，最好的也是最自然的方式就是将教师的课题引入到教学过程中来。机械专业教师所研究的课题，无论是纵向或横向课题，在其所用的研究理论、研究方法和研究手段上，必定都存在与机械设计类课程非常贴切的内容，需要应用机械设计系列课程的理论和方法去解决。例如在解决某型号转塔冲床在加工过程中的振动和噪声问题，就要了解机床的结构设计特点及工作原理，需要涉及机械设计与机械原理等课程的内容；要对机床的振动与噪声进行实际测量，需要掌握机械振动、机械测试与分析等课程有关的知识；为了对机床进行减振降噪，可以在有限元分析、优化设计等课程中提出解决这一问题的方法与思路。总体而言，任何一个课题的研究，尤其是横向课题，都有很多可以在教学过程中值得与学生分析与探讨的内容，可以让学生了解所学知识的重要性和工程应用价值。

二、在研究方案制定过程中培养学生的研发能力

目前针对工科专业的研究性教学而言，以“项目和课题研究为导向”的教学方式非常贴切现行教学改革的要求和趋势。该教学模式可以将学习、研究、实践有机地结合起来，充分发挥学生的主体作用，使学生能创造性地运用所学的知识和能力，通过自己的主动探索、主动思考、主动实践，自主地发现问题、研究问题和解决问题。首先，教师在讲课内容中要增加具体的工程实例，同时注重引导学生注意身边的工程问题，鼓励学生参与提炼工程主题，并将工程主题与教学重点内容结合起来。在进行项目研究方案的制订与讨论过程中，可以先介绍课题的来源、背景、研究需求和研究目标，让学生以分组的形式去查资料，阅读查文献，了解目前的研究现状及研究方法，制定课题的研究方案，引导学生展开课堂讨论，并根据所学的知识提出解决问题的方法，这样可以将抽象的理论与具体的工程背景结合，使抽象的工程问题变得丰满有趣，从而强化学生的工程概念与背景。然后，将学生带到企业，进入生产现场和使用现场，获得对所研究课题的感性认识，掌握和了解课题实际存在的问题，形成教学与实际结合起来的课外教学方式，通过学生亲身实践、工程技术人员的介绍以及教师的深入分析，使学生对研究的内容和课题有较为深刻的理解，便于制定更为具体和合理的研究计划。例如在对某型号的路灯灯杆进行强度与可靠性研究时，可以运用力学知识进行理论计算，再进行实际测量，最后进行优化设计，这一过程几乎会涉及到机械设计类的所有课程。

三、在项目实施过程中锻炼学生的实践能力

对于工科的本科生和研究生而言，我们现在的人才培养非常重视专业知识的学习，毕业后学生可以掌握本专业系统的理论知识和一定的实践能力。但很多毕业生在进入工作岗位后，往往还需要2～5年时间的重新学习与培训，才能具备较好的工程素养，也才能独立解决工程实际问题，从而造成企业人力与财力的浪费，使得企业在招聘人才时，首先考虑的不是学生的文凭和学习成绩，而是工作经历和工作经验。近几年本科教学大纲经历了至少两次修订，修订过程中已经注意到这个问题，并且正在进行较大幅度的改革，其主要做法是加大实践性教学环节的比重，实行企业与学校的联合培养模式，其目标就是在工程应用、生产实际中培养学生独立思考与解决问题的能力。如果能够让学生参与到教师与企业合作的课题中来，在项目研究与实施的过程中，让学生将学到的知识应用于解决具体的工程问题，就可以实现新大纲修订的宗旨，满足新大纲的要求。横向课题是企业在生产过程中或客户在使用过程中发现和提出来的技术难题，往往具有一定的难度，课题的研究也是一项系统工程，其研究成果可以直接提升产品质量，产生明显的社会和经济效益。所以首先需要对研究的对象进行全面的了解、分析、调研与查阅资料，包括设备的结构、功能、使用方法、产品质量的评估等，这方面的研究可以培养学生画图、识图、查阅文献的能力。确定了详细的研究方案之后，就要进行课题的研究，该研究过程往往历时几个月，甚至一年以上。在此研究过程中，学生需要参与大量的研究工作，可以在教师的指导下将学到的系统知识应用于理论计算，通过对理论知识的复习和应用，了解理论研究的价值，加深对理论知识的理解；学生还可以从事实验分析和实际测试，不但可以在实验室对试样进行试验，进一步熟悉实验室仪器与设备的使用方法和技巧，还可以到车间进行实际测量，掌握现代测试仪器的操作和使用，并在试验和测试完成后，进行数据的处理工作；在试验研究的基础上，培养学生利用先进的计算机仿真手段进行优化设计，通过学习先进的三维设计软件、有限元计算软件等进行结构的改进设计研究工作，并将计算结果与实验结果进行对比，及时了解优化设计的效果，从而达到研究的目的。让学生深度参与课题的研究过程，一方面可以使学生获得较为全面、系统的学习与训练。对机械专业学生而言，可以对实验应力分析、有限元分析、机械振动、机械结构的测试分析以及优化设计等现代设计类的重要课程和知识点有非常深刻的了解；另一方面还可以对企业的产品、要求、技术、研发甚至市场都有比较全面的接触。这样对毕业生就业而言，所提供的参与这些企业课题研发的经历，对企业来说无疑具有极大的吸引力。最为关键的是，这些学生一旦进入相关行业，马上可以发挥很大的作用，能够独当一面解决企业面临的具体工程问题。

四、在项目成果的总结中提高学生的综合能力

学生通过参与科研项目的研究过程，可以了解企业的技术改进与研发过程，可以应用到所学的很多知识，也可以掌握很多新的思想、理念、方法和研究手段，可以培养动手能力和创新意识，但更为重要的是还需要通过对项目的总结来进一步提升他们的综合能力和素质。

项目研究过程还包括对研究结果的总结，尤其是需要对照预期的研究指标进行分析与汇总，形成一系列的研究成果。这一过程可以提供学生撰写总结报告、学术论文与专利的机会。相对于知识的学习和动手能力的培养，我们目前对这种能力的要求不是很高，甚至不作要求，一般总是认为本科生没有能力独立撰写和发表学术论文。但实际上对很多学生来说，只要阅读过一定数量的科技文献，再经过一定的指导和锻炼，加上教师的认真修改，本科生完全可以发表学术论文，甚至是质量较高的国际论文。相对于较为专业的学术论文而言，撰写专利，尤其是实用新型专利或外观设计专利，相对来说比较容易，只要鼓励学生善于观察、敢于思考、勇于创新，再加上一定的指导，应该可以完成专利的授权，这一点对将来学生在企业工作非常有利。

目前所有大学都越来越重视大学生的第二课堂，对工科学校来说这是培养“卓越工程师”的主阵地，也是培养大学生创新意识和动手能力的主课堂，对拓展学生的综合素质起到非常重要的作用。学生可以从参与的课题中提炼新的内容，作为大学生课外科技活动项目，也可以将研究成果进行整理，参加各项科技竞赛活动，如“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛、机械设计创新大赛等。通过竞赛调动学生的主动性、积极性、创造性，激发学生的潜能，展示学生的才能。

总之，让学生参加教师的项目与课题，提供他们走进企业的机会，参加工程项目的测试、分析与优化等综合性的研究工作，可以增强学生的工程概念与意识，提高与锻炼学生解决工程实际问题的能力，最终提高学生的社会适应性，成为合格的卓越工程师。

参考文献：

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关键词：中国制造；机械制造类；培养模式

中图分类号：G640 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2016）10-0067-02

“中国制造2025”是中国版的“工业4.0”规划，也是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领，实现制造业由大变强的历史跨越[1]。机械制造业是“中国制造2025”的重要支柱和重要组成部分，对机械制造类的人才培养模式和要求带来了新的挑战[2]。基于“大工程教育理念”的本科教学工程系统地分析和研究高素质创新型人才――“现代机械工程师”的基本特征及其评价方法[3]，探讨机械工程专业学生创新素质形成原理及其规律。构建融知识、能力和工程素质于一体。集现代管理和先进技术为一体的人才培养新体系[4]，对改变传统的人才培养模式，培养具有开拓创新能力的“现代机械工程师”具有重要的理论意义和较大的实用价值。

一、传统机械制造类专业人才培养模式现状

（一）教育教学观念滞后，人才培养目标模糊

目前机械工程专业本科人才培养目标定位为“能在机械工程及其自动化领域从事设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才”，其概念陈旧，涉及面宽泛，含义模糊[5]，可以覆盖学生毕业后一生中从事的工作，无法与我国日益迅速发展的工业化进程需要相对接。其结果是导致人才培养方案构建思路不清晰，重点不突出，其目标也比较难以实现。

（二）教学内容陈旧，工程能力训练不到位

目前机械工程课程及其教学内容比较陈旧，学科前沿课程较少，专业课程体系无法适应学生个性发展的需求，也无法适应新时期经济和社会发展的需要，导致机械工程专业学生实践能力和创新能力培养体系不健全，出现了有环节要求[6]，但无法落实而形同虚设的情况，严重影响和制约着人才培养质量。实践教学体系设计的系统性不强，不能完全满足应用型人才培养的需要；实训基地未能充分利用，制约了实习指导工作的开展。

（三）教学方法手段滞后，多元化人才培养模式缺失

教学方法单一，现代教育技术手段的应用水平也并不高，影响了学生工程实践能力的培养，无法满足高等教育大众化条件下多元化人才培养的需求[7]。在人才培养的关键问题上，深层次改革有一定难度，如产学研合作等。合作教育渠道、层次有待拓宽和提高。

二、机械制造类专业人才培养模式的构建

（一）创设“模块化、组合式、开放型”的课程体系

以“大工程教育理念”为指导，以机械工程专业为研究试点，提出机械工程专业人才培养目标为具有高素质创新型能力的“现代机械工程师”，优化机械工程专业课程体系和实践教学体系。以高等数学、大学物理、机械制图、工程力学、机械原理、机械设计、电工与电子技术、工程材料、微型计算机原理为基础理论知识；以公差技术、控制工程、测试技术、材料成型技术、机械制造技术基础、液压与气动等为专业理论基础；以制造装备设计、机电一体化技术、机电传动控制、数控技术、自动化制造系统等为相关和拓宽知识，构成毕业生的知识结构。

（二）优化教学资源

将课程建设、专业建设、学科建设和实验室建设融为一体，实现教学与科研、学科与实验、课程与设计的系统协调和有机统一，通过实施“青年教师工程能力培养计划”和“青年教师创新能力培养计划”，实现教学资源的优化配置，主要表现在：1.鼓励教师利用科研成果更新教学内容，设立教案评估制度，并与教学考核相结合。2.探索建立科研成果转化为课程的工作机制，鼓励教师科研成果融入教材，并辅之以相应的考核、评估和奖励。3.开设反映学术前沿的选修课，并结合教师承担的科研课题来指导本科生毕业设计（论文）。

（三）完善创新型人才培养机制

推进教师工程能力提升及实践教学基地建设，对新引进人才全部进行严格的岗前培训；采用师徒结对的形式，由教学科研经验丰富的老教师指导新教师的教学工作。学院组织新教师职工的听讲评活动，对青年教师的教学工作进行点评和指导，确保青年教师的教学质量。完善机械工程专业学生工程能力、创新意识和创新能力的实践教学体系，在培养环节上，课堂教学、实践环节、第二课堂整体优化设计；在教学方式上，必修课、选修课相结合；在教学内容上，自然科学、工程技术、人文知识相互兼顾，同时体现现代科技中学科交叉的特点，特别注重机械工程与信息化、自动化技术相结合。建立四段式教学体系：理论教学体系、实验教学体系、课程设计体系、参观实习教学体系。在教学中落实“产学研结合”、“理论教学与科研实践案例教学相结合”、“课内教学与课外辅导素质拓展相结合”的教学改革，强化“课程设计与实习”两个教学环节。

1.培养方案与培养目标的定位一致，改革培养模

式，改革教学方法，切实体现工程应用型人才培养特色。完善和修订教学大纲，做好专业主干课程内容更新，知识体系优化。

2.强化实践环节，加大实验教学比例，改进实验内容，减少验证性实验，增加设计性和综合性实验，课程设计和毕业设计环节从选题到具体指导注重工程实践能力的培养。

3.完善实验室设备，保证实验项目开出率达到

100%，创建实习基地，校企合作承担专业认识、生产实习、毕业实习的主要实践教学任务。

（四）规范毕业设计（论文）过程

毕业设计（论文）是在学生完成全部大学课程后，走向工作岗位前的一次综合训练教学环节，是对学生在大学阶段所学知识与能力的全面检查与考核，对于培养学生的创新精神、协作精神，提高他们的实践能力和综合素质起着重要的作用。对毕业设计字数、参考文献和图纸等进行量化处理，主要分为五类：1.理论研究型；2.工程设计型；3.工程技术实验研究型；4.计算机软件型；5.综合型。从毕业设计（论文）的全过程看，学生的机械设计制造的实践能力及水平得到了提高，工程意识和素养增强，独立分析和解决问题的能力进一步加强，尤其是毕业论文质量较往届有了较大幅度的提高，全部顺利通过院和小组答辩，成绩优秀率达到14%，获得校优秀毕业生标兵称号的8人，占常州大学总数的8.2%，取得了令人满意的成果，达到了预期的目标。

（五）健全教学质量保障机制

在教学实践中，坚持以学生和教师双主体与以学生为本的核心理念，激发学生学习的主人翁意识。实施“本科创新能力培养激励机制”，提高教师和本科生参加科研创新活动的积极性。制定教学督导组和学生评议教学效果机制，每学期将评议结果公开，向各个教师反馈评议意见。由专业教师负责成立课程评估小组对专业课程进行自我评估，采取“主讲教师负责、逐课评估、达标验收”的办法实施，采用计算机以及网络手段对规章制度进行科学、规范管理与实施。完善教学质量评价机制，组织学生评教活动，促进学生对教师主要教学环节教学质量进行监控与评价，注重同行评教和领导评教，强化教学督导。

三、机械制造类专业人才培养模式的实践

常州大学机械设计制造及自动化专业是在1984年原江苏化工学院机械制造工艺及设备专业的基础上建设和发展起来的，近几年，本专业一直是常州大学招生人数最多的专业之一，在长三角人才市场上就业形势一直处在前4位。装备制造业是江苏省重点发展的支柱产业之一，常州市已成为中国先进制造技术发源地，初步形成了较为完整的制造业体系，主要包括轨道交通设备制造业、工程机械制造业、农业装备制造业、数控机床和基础装备制造业等。装备制造业的快速发展必将扩大对应用型工程技术人才的需求，为长三角地区及全国装备制造行业提供大量工程技术人才是本专业建设的方向。根据社会经济发展需要和技术发展趋势，结合常州大学发展目标和本专业现状，培养的人才类型为：工程应用型。以上海为龙头的长江三角洲经济区机械制造业十分发达，对本专业毕业生的需求量很大。在长三角地区和常州先进制造技术基地对专业人才的技术需求基础上，形成了本专业以先进制造技术为线的人才培养目标。

本专业坚持优化课程、提高质量、注重实效、形成特色的方针，及时修订本专业培养计划和教学大纲，从课程体系的学习方面衡量本专业培养目标是否体现了学生在知识、素质方面的协调发展。在生产实习、课程设计、各级科技竞赛、毕业实习、毕业设计等环节考查学生能否从全局的观点看问题，能否从市场研究、设计构思、生产制造中分析思考，以此判断培养目标是否实现及实现的程度。近几年来，学生的四级通过率在95%以上、考研录取率在30%以上，就业率为100%，这些数据反映了培养目标的实现情况。

面向“中国制造2025”，以创新人才培养为主线，构建了机械制造类人才培养模式，并进行了有益的实践。改革传统的教学模式，将理论教学与实践教学有机地结合，探索了一种适应“中国制造2025”的机械制造类人才培养的模式，逐渐培养了学生自主学习与探索求知的精神，使其创新能力得到提升，工程实践能力更加突出，为今后的职业发展奠定坚实的基础。

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机械工程专业主要课程

主要课程：主干学科：力学、机械工程主要课程：工程力学、机械设计基础、工程热力学、现代控制理论、材料加工工艺与设备、测试技术、计算机系列课程、经营与管理、电工与电子技术基础理论课程。

主要实践性教学环节：包括军训、金工、电工、电子实习、认识实习、生产实习、社会实践、课程设计、毕业设计(论文)等，一般应安排40周以上。

主干学科：力学、机械工程。

机械工程专业就业方向

国家有关部门、科研院所、高等院校、企业、高新技术公司应用CAD及分析软件从事各种机电产品及机电自动控制系统及设备的研究、设计、制造，如：进行工业机器人、微机电系统、智能装置等高新技术产品与系统的设计、制造、开发、试验与研究工作。

从事行业：

毕业后主要在机械、仪器仪表、新能源等行业工作，大致如下：

1、机械/设备/重工;

2、仪器仪表/工业自动化;

3、新能源;

4、电子技术/半导体/集成电路;

5、汽车及零配件;

6、其他行业;

7、计算机软件;

8、原材料和加工。

从事岗位：

毕业后主要从事机械工程师、高级机械工程师、结构工程师等工作，大致如下：

1、机械工程师;

2、高级机械工程师;

3、结构工程师;

4、自动化机械工程师;

5、电气工程师;

6、机械设计工程师;

7、助理机械工程师;

8、模具工程师。

机械工程专业培养目标

篇6

论文关键词：机械工程类专业；创新能力；课程体系

在科技迅速发展、综合国力竞争十分激烈的当今时代，培养大学生的创新精神和创新能力具有十分重要的意义，已愈来愈成为时代的要求。改革开放以来，机械工业取得了稳定、快速的发展，同时对机械工程类专业教育提出严峻的挑战。根据本院制定的创办“优势突出、特色鲜明、水平较高，位居省内外同类院校先进行列的地方性、教学型、综合性大学”的办学定位和培养“素质高、基础好、知识广、能力强、有个性、会创新的应用型高级专门人才”的培养目标。结合邵阳学院机械工程类人才培养的实际，培养学生的创新能力作为邵阳学院大学生的重要培养目标之一，针对机械工程类创新型人才的专业特点，邵阳学院机械工程类专业探索出一条科学、完善的机械工程类大学生创新能力培养的路子。本文从创新型人才培养课程体系、实践创新体系等方面构建机械工程类大学生创新能力培养模式，使邵阳学院能培养出具备素质高、能力强、会创新的应用型高级机械工程专业人才。

一、机械工程类创新人才培养的意义

科学制订创新型人才培养体系对培养什么类型的人才有很大的作用。过去机械工程类专业的课程体系过度注重基础课和专业课，而忽视了学生兴趣爱好、个性特长方面的课程。教学内容则往往过分依赖教材，着重强调基础知识、基础理论传授。对于科学技术的发展前沿，教材往往相对滞后。对学生往往采取“填鸭”式的教学，学生注重死记硬背，拼命忙于应付考试，培养出来的学生高分低能，缺少灵活性，缺少创新精神。所以，制订创新型人才培养体系时，始终坚持学生全面发展的教育观，坚持促进学生思想道德、科学文化和身体心理等素质的全面发展，注重知识、能力与素质的协调发展。

二、构建机械工程类专业创新型人才培养课程体系

创新型人才培养课程体系主要是由人文素养和科学态度相结合的通识教育平台、多学科综合交叉构成宽厚的学科基础教育平台、精深的专业知识和渊博的文化修养并重的课程模块所构成。

通识教育课程平台包括自然科学基础知识、人文社科基础知识、文体艺术修养知识、应用科学技术知识与基本技能等有机结合，改变过去教学内容偏窄、知识结构单一的格局。主要课程有中国近代史纲要、形式与政策、品德与法律、体育、健康教育、大学英语、大学语文、高等数学、大学物理、计算机基础、演讲与口才、技术经济学、企业管理等。主要培养学生适应社会与进入社会后发展需要的通识教育知识，培养学生对时代和社会发展规律的正确认识，提高学生的道德情操，树立正确的人生观、价值观和发展观，培养学生的经济意识与政治意识，提高学生的科学文化素养，促进学生的全面发展。

随着现代工业化进程的飞速发展，现代工程逐渐凸显创造性、综合性、社会性、复杂性等特征，未来工程师在“非工程”方面面临的挑战越来越大。工科大学生在业务素质方面要加强与民族意识、工程意识、经济意识的融合，并处理好人与社会、人与自然、自身发展与社会协调发展的关系。因而，必须进行多学科综合交叉学科基础教育平台，即涵盖机、电、液知识、检测技术、控制技术、制造技术与经济管理技术的宽厚的基础课程体系。主要课程有机械制图、理论力学、材料力学、金属工艺学、计算机接口与应用、机械制造工艺、电工电子技术、热工原理、液压与气动技术、控制工程基础、工程检测技术、汽车工程学、企业管理等。旨在加强学科基础教育，拓宽专业口径，培养学生对未来工作的适应性，增强自我发展的能力。

根据学生的兴趣、专长、发展方向和社会需求，按专业大类招生，分专业方向培养。基于精深的专业知识和渊博的文化修养并重的原则，对专业课程学时减少的同时，课程内容进行精炼，突出应用广、水平高、效果好的特点，对现代制造技术、机电一体化、热能工程、模具设计制造、汽车与内燃机、制冷与空调6个专业方向的专业课程模块结构进行优化，在每个专业方向均设置特色课程和探索性课程，针对发展学生个性和增强学生就业竞争性开设部分选学课。

高素质的机械工程类专业创新型人才不但要具备从事工业产品的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的创新型、应用型人才的能力，同时还要具备一定的管理协调能力。因而，构建创新系列课程模块要基于工程实际，注重培养学生的创新设计能力。结合机械工程学科发展前沿、创新理论与方法的学术前沿，着眼于整个机械系统，开设课程有机械原理与机械设计、产品技术创新、现代设计方法、CAD技术、机电系统动态仿真、机械优化设计、有限元分析、机械系统创新设计、工业机器人等课程，涵盖了创造学、创新设计的基本理论与方法。一方面为学生提供夯实的理论知识，另一方面用现代机械设计理论与技术通过大量工程设计去实践，为以后学生解决实际问题的能力奠定扎实的基础。

三、构建工程类专业创新型人才培养实践创新体系

实践环节是机械工程专业教学中的一个重要教学环节，在培养学生的创新能力方面有着不可替代的作用。单靠理论教学是不能内化成学生创新能力。在教学中要与生产相结合，将科研活动引入教学，加强工程实训和学生课外科技创新活动，使学生知识来源渠道多样化，能力培养多元化。注重学生的竞争意识、创新意识、社会责任感和综合实践能力的培养；不断完善以培养学生综合素质、提高工程实践能力、工程设计能力和创新精神为主要目标的工程实践教学新体系。

实践基地已建立了一整套完善的实践教学管理、岗位聘任及培训等制度。在此基础上，顺利实现了人事改革，通过竞聘上岗，拥有实验专职技术人员9人，其中高级职称3人，中级职称5人，初级职称1人；教学仪器设备852台（套），总值达901.36万元。按照工程模式进行实践基地的设计与规划，重视学生的工程能力、应用能力及创新能力的培养。按照省级示范建设实验室、省级重点实验室的建设标准来进行规划和设置。整个实践基地分成三大块：动力机械实训基地、基础实训基地、动力机械创新实训基地和专业实验场地。

动力机械实训基地包括金工实习基地和动力机械拆装实训基地。机械实习工厂基地以数控设备为主，每年能承担实验教学任务达16000人次，除了承担正常的实验教学任务外，还承担数控操作的认证培训工作，学生在数控课程、数控实习的基础上通过考试可获得资质证书，有利于培养学生的应用能力及就业竞争力；动力机械拆装实训基地包括机械产品拆装、机电产品拆装、模具拆装、制冷设备拆装、内燃机拆装以及拆装准备间，每年可承担拆装实训教学任务达2000多人次。

动力机械基础实训基地包括工程力学模块（理论力学、材料力学）、金属材料及热处理模块（互换性及测量技术、金属材料热处理）、传动与控制工程模块（控制工程基础、微机原理与接口技术、液压与气压传动、机电传动控制、PLC等）和热工基础实验模块（工程热力学、传热学、流体力学、工程测试技术、能源与环境）。每年可承担实验教学任务达32000人次。并对实践内容进行重组，实践手段和内容体现了先进性、综合性及设计性。

动力机械创新实训基地包括机械创新模块（机械原理、机械设计、机械创新设计）、机械工程软件实训模块（AutoCAD、Pro-E、UG、Cimetron等）、虚拟实验模块。以前实验要求给学生提供详细的指导书，让学生机械地去验证。这样，验证性实验极大地束缚了学生的手脚，使学生的思路打不开，也造成一部分学生的依赖思想。针对这种情况，我们提供了各种虚拟传动零件、机构及各种仿真软件，为学生自行设计和组合创新机构提供了良好的条件，不向学生具体提出要求，只提出需实现的功能，学生通过各种虚拟实验机构验证创新实践成果，并通过机械工具制作出产品模型。整个实训过程学生独立做出，自己编写和总结实验报告。这种实验方式以设计为主线，注重创新设计能力培养，提高学生方案设计创新能力和综合应用知识解决实际问题的能力。

专业实验场地包括机械工程实验模块、热能工程实验模块、车辆工程实验模块、材料成型实验模块，承担了三个机械工程类专业、六个培养方向的专业实验教学任务，每年可承担实验教学任务达11000人次。

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Abstract: According to the talent demand of the machine engineering, the talent training mode of the major of machine design manufacture and automation is discussed in the paper. The construction target and train of thought of the dominant specialty was given according to diversified talents target, and the cultivation plan was carried out. The construction of teachers'' team was introduced. Education and teaching reform in the dominant specialty construction was discussed in detail. The perfect talent training scheme was built up, and the training of college students engineering practice and the creative ability were strengthened. So it should provide the compound talents adapted to the time tide for the fast developing mechanical manufacturing industry.

关键词： 优势专业；人才培养；专业建设；产学研

Key words: dominant specialty；talent training；specialty construction；production-study-research

中图分类号：G642.302 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）09-0208-02

0引言

在国家机械设计制造及其自动化专业指导委员会及我校总体办学指导思想和人才培养思路的指导下，机械设计制造及其自动化专业是以机械工程为主导，以工程力学为基础，以设计为前提，以工艺为核心构成了制造技术的全部内容，注重机电结合。注重以人才培养为中心，以本科教育为主体，以学科发展为依托，以教育思想和观念的更新为先导，以教学管理体制改革为基础，以市场为导向开展专业建设，使专业建设与市场需求、地方经济发展紧密结合[1]，为振兴东北老工业基地，为石油、石化、机电行业输送高级技术应用型人才这一主题来开展专业建设和人才培养工作。专业以“宽专业、厚基础、强能力、高素质”为人才培养目标，突出办学优势，同时又具有石油石化特色，注重产学研相结合，加强素质教育，全面培养和造就基础扎实、有创新精神和实践能力的高级工程技术机电复合型应用型人才。

1人才培养方案的制定

人才培养目标是通过人才培养方案和具体教学计划实施的[2]。培养方案的制订以发展办学特色，注重产学研相结合，全面培养和造就基础扎实、具有创新精神的高级工程技术人才为目标[3]。专业培养方案特色和优势是建立在机械工程学科特色和优势的基础上，依靠学科特色和优势建立专业的特色，并具有了石油石化特色的宽专业、厚基础、复合型人才培养体系，同时注意教学、生产和科研相结合，为振兴东北老工业基地和区域经济发展而服务。本学科有实力雄厚的机、电、气、液、磁传动与控制技术的人才，致力于新型传动与控制的设计。机械设计突破了传统的机床设计范畴，学生在掌握了常规与现代设计理论与方法的基础上，注重知识的运用，学生既可从事制造装备的设计制造，又能适应石油石化行业的需求，从事石油机械、化工设备的设计制造，使专业发展道路拓宽。从学生的毕业设计可见，有机床传动系统设计、抽油机设计、换热器及石油储罐设计，又有输油泵设计、压力容器的制造工艺等。在培养计划中明确指出了大学本科培养方案实施的时间年限为四年制，高职专升本为两年制。培养方案对课程设置、教学进程和实践安排都做了详细说明，经过多年在各教学环节中的执行并随着社会需求的变化不断调整和修订，培养方案已得到逐步充实和完善。

2培养方案的实施

专业培养方案注重机电结合，突出石油石化机械与设备产品设计的特色，以适应石化行业和机电行业对机电复合型人才的广泛需求，立足东北、面向全国石油石化行业，充分发挥专业的人才优势和科技优势，积极主动为振兴东北老工业基地经济建设和社会发展服务。为了适应“重基础，宽口径”的人才培养要求，在学习过程中，强化工程基础课，使学生掌握扎实的基础理论和系统专业知识的同时，还加强了对基本操作技能的训练，分别在校内实习工厂和典型生产企业进行金工、机械制造工艺学、数控加工技术等生产实习。

面向石油、石化机械产品与设备的设计及制造专业培养具备机械制造基础知识与应用能力，能在生产第一线从事机械工程领域内的机械设计、制造、管理、科技开发、应用研究和经营销售等方面工作的高级工程技术人才。在掌握机械工程领域相关技术的基础上，强调以现代设计、现代制造、计算机应用为核心，通识教育，厚基础，宽口径，分类培养的教学管理模式，以油气钻采及输运机械设计和石油产品造型设计为特色，服务于石油、石化的机械产品和设备。

面向机电行业的设计及制造专业培养注重机电结合，在学习和掌握现代机械设计与制造理论及方法的基础上，加强机电一体化、电子技术和计算机应用技术的学习与实践，以适应社会对机电复合型人才的广泛需求。培养的人才具有机、电、计算机等多方面综合知识，具有较强的综合解决实际问题的能力。

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    论文摘要: 实践教学是提高大学生创新能力的重要环节和有效途径。本文分析了高等教育中机械设计实践教学的现状,指出了存在的不足,结合教学实际,对机械设计实践教学各环节的内容、教学方法、教学手段、考核制度等进行了研究与探索,构建了新的实践体系和实验管理模式,为提高机械设计实践教学质量提供了保障。经过教学实践,证明实践教学改革对提高学生的创新能力有较大的促进作用。 

    0引言 

    机械设计是一门实践性很强的技术基础课,是对学生进行机械综合设计能力、创新能力和工程意识训练的主要课程。其实践教学环节对实现课程教学的目标,培养学生的创新思维和潜能起着关键作用。目前,在实践教学环节中普遍存在,测试仪器和设备落后,教师队伍力量薄弱,实验教学内容陈旧,实践教学学时相对较少,内容脱离科技发展和企业需要等问题,不利于学生综合知识的运用和动手、创造能力的提高[1-3]。在培养过程中,教师掌握实践教学的开发、设置、实施、管理和评价的主动权,学生只是被动完成和接受,教学互动较差,无法提高学生的积极性,达不到学生运用知识和提高能力的目的。因此,完善实践教学体系,加强学生实践能力的培养,探索学生专业素质培养的新途径和新方法,是摆在学校面前的一大现实问题。 

    1更新教学内容,优化培养环节 

    实践教学是专业技术应用能力和专业技术理论的有机结合,是培养学生动手能力、实践能力、创新能力和独立工作能力的主要途径。加强实践教学环节不仅可以提高学生的综合素质和创新设计能力,而且可为学生专业课程的学习和专业人材培养目标的实现打下良好的基础。 

    1.1 完善基础实验,扩宽学生的知识面购置新式机械零件陈列柜、机械创新设计陈列柜等设备,增加学生的感性认识,调动学生的热情和积极性,使学生得到工程能力的培养和训练。完善实验内容,将单纯的基础性实验转变为理论知识、测试手段、方法并重的交叉性综合实验项目。如带传动实验和滑动轴承动压油膜形成原理实验。在实验中,教师除了实验内容的介绍外,还要加强测试技术、设备的原理讲解。通过介绍测试手段和方法,使学生不仅掌握了课程教学中所学的理论知识,而且对各种传感器及不同测量和数据处理方式有新的认识。 

    1.2 增设设计性、创新性和综合性实验,提高学生的动手能力 

    根据学生特点和生产实际,增设和拓展实验项目,增强学生综合认识问题和解决问题的意识和能力,为学生提供广阔的思维空间,培养学生的设计能力和创新能力。这类实验只给出实验题目、实验重点、难点,由学生查阅资料,拟定实验方法,然后在教师指导下独立完成。如机构运动方案创新组合实验。学生根据自己的能力、特长、兴趣设计实验,利用各种运动副和构件搭建各种新型机构,验证机械传动设计方案,加深对机构组成理论的认识,培养学生机构创新设计意识和综合设计能力,训练学生的实践动手能力。 

    1.3 增加创新实践环节,提高学生的创新能力和协作能力实践教学不仅仅是为了验证理论教学中的某个公式或结论,更是设计中的一个重要环节。当学生有了一定的实验能力以后,便可给学生独立完成实验的机会,以锻炼、提高其实验能力。为了培养大学生的创新思维、竞争意识、团队合作精神和理论联系实践的能力,学院为学生提供科技制作场所,利用教学资源,广开兴趣小组,对一些在动脑、动手及创新方面有特长的学生进行重点培养,因材施教。在学生中,展开“创新设计”大赛、“挑战杯”之类的课外科技活动,鼓励学生参加教师的教改课题,拓展创新实践途径,增强学生的团队协作意识,培养了学生丰富的个性和全面的能力,为机械设计课程提供好的选题和实践项目奠定基础。 

    2改革教学手段,探索教学方法 

    机械设计实践教学相对其他课程枯燥乏味,图形复杂、结构抽象。教学手段和方法是影响学生的学习主动性、兴趣和教学效果的关键。多媒体技术、网络技术、虚拟仿真等现代信息技术可为提高教学质量提供了重要技术支持和依托。 

    2.1 引入多媒体,丰富教学手段应用多媒体教学,改变了传统的“教师口述+板书”的教学授课方式,扩充了课堂信息量,突破了实验设备的局限,扩大了现代实践教育的规模,提高了教学质量。如齿轮范成模拟实验和机构运动简图的绘制实验。通过多媒体给学生播放一些机构运用的录像,齿轮啮合和轴系运动的影片,将难以讲授和理解的内容表达的直观易懂,生动形象,加深学生对所学知识的直观认识和理解。 

    2.2 利用froe等软件,扩充实验内容实验设备匮乏是目前高校普遍面临的问题。引入计算机虚拟、仿真实验技术,可有效地弥补实践教学资源的不足,节约学生的实验时间,提高实践效果。利用计算机辅助软件,将机械零部件、机构三维化,并进行各种装配、拆卸、组合实验,可达到一些在实验设备上难以完成或无法完成的实验项目。在减速器装拆课程设计在中,学生不受所给设备和条件的限制,运用所学理论知识,利用计算机软件设计减速器,模拟机构的运动和装配,检验机构的运动状况和故障等,可充分调动学生的积极性,拓宽学生的设计思路,为毕业设计等工作提供参考。

    2.3 以互联网为载体,实现资源共享利用互联网络技术,将实践大纲、指导书、课程资源库等资料上传共享。学生通过网络可以预习实验、预定实验,提交作业,甚至与老师互动交流。“以趣引思,以疑引思,以用引思”,最大限度地调动学生的求知欲和钻研精神。同时,网络教学信息量大,信息传递便捷、交互性强,不受时空限制,有利于培养学生提出问题、解决问题的能力和创造能力。 

    3加强教学管理,完善考核制度 

    实践教学是一个教学相长的互动过程。严格的管理和完善的制度是设备顺利运转,教师辛勤工作,发挥专长,学生不懈努力,健康成长的保障。 

    3.1 根据内容特点,改革考核方式在实践教学的考核过程中,变一次性考核为过程考核,激发学生的自主性。在实验中,随时对学生实验课程的预习情况、原理认知、注意事项、操作态度、实验进行状况等情况进行考核。在评价手段上,尽可能的采用课堂提问、书面作业、专题报告、技能测试等多种评价方式。在学习成绩评定中,加大实验操作、平日表现等方面的成绩比重,实行实验成绩的“一票”否决,加强对学生学习过程和应用能力的综合检查与评定。鼓励学生进行“产学研”合作,积极引入企业评价考核机制,及早与企业接轨。在培养方案允许的情况下,实行实践单独设课,保障学时数,提高实践教学的针对性,便于科学管理和评价。 

    3.2 规范管理体系,提高教学质量教学管理是实践教学环节的另一重要部分,是保证实践教学顺利进行的重要保障。加强教师和教学质量的考评,是提高教学质量的根本。学院根据学科特点,规范教学档案,实现授课经验的制度化,鼓励优秀老师的“传、帮、带”。同时,组织教师互相学习,结成梯队,参加各项学术活动。制定规范的实验课程表和计划,将实践环节与理论课程同等对待。要求对开课老师进行严格的“试讲”和“试做”考核,并定期组织听课和经验交流,保证了实践环节的教学质量。对考核不合格的老师将进行培训或停课的处理。除此之外,学院实验设备专人管理,定期检修,保证设备的使用率。对利用率低的设备,鼓励老师积极展开实验教研项目的研究,拓展实验,改进实验设备,杜绝设备的闲置。 

    4结语 

    实践教学是学生从理论知识走向社会实践的桥梁和过度,是关系高校教学质量的关键,对推动教学改革,培养学生理论联系实际的能力具有重要的意义。经过实践和思考,机械设计实践教学环节的改革,在挖掘学生的潜力、培养学生的动手能力和创新能力等方面取得了一定的成绩。通过实践教学环节的学习与锻炼,学生参与实践环节的主动性和积极性大大提高,参加各类大赛的热情高涨,取得的成果明显增多。但是,实践教学是一个系统工程,还必须在各个环节上综合运用,才能取得良好的改革效果。为此,为了进一步提高学生的综合能力,今后对机械设计实践教学模式的探索还有待于进一步完善。 

    参考文献: 

    [1]沈萌红,周震宇.现代实验教学模式和“机械设计教学实验室”的现代化建设[J].实验技术与管理,2003,20(20):13-15. 

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关键词：机械设计制造；教学实践；改革方案

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）52-0052-02

近年来，各国都将工程能力的培养理念提升到国家战略高度。欧盟推出“欧洲工程教育的教学与研究计划”，构建欧洲工程教育体系，以增强欧盟国家的创新竞争力；日本一直将科技立国为基本国策。我国政府先后颁布了实施《国家中长期教育改革和发展规划纲要》等，明确提出“提高质量是高等教育发展的核心任务，是建设高等教育强国的基本要求”。

一、机械设计制造专业教学现状

企业对学校学生的综合素质要求越来越高，对本科的实践教学提出了极高的要求，通过调查了解，大部分高校尤其是省属二类工科院校在创新实践教育方面都尚未起步，还仅仅停留在认识阶段，专业实践教学内容不适应当代制造应用人才的培养要求，更难培养出具有创新能力的创新型人才。传统实践教学的实践多为验证性实践，这不利于学生多向思维，不利于培养学生的工程应用能力，这些都导致了目前我国实践性人才匮乏。因此针对传统的实践教学体系，重组实践教学内容，必须适时调整培养目标，改革培养方案，对现有课程体系进行整合，特别要加强高级应用型人才的培养。结合学校对学生培养质量的要求，以及机械工程学院各专业各学科相互交叉渗透的需要，企业对人才的需求观念的改变和对具有高素质创造性人才的渴求，尽快建立具有机械工程设计制造专业大学生的开放式机电一体化综合实践教学基地，是符合国家高校战略发展要求的。为此应当积极创造条件，尽快把实践教改方案建设好，开展创新教育，充分发挥现有优势，取长补短，搞出自己的特色，建成为在同类高校中有特色、有理念、有经验、有强项、功能逐步齐全、具有校示范和辐射作用的大学生创新实践教学基地。机械工程与自动化学院有硕士学位授予权，拥有机械工程一级学科硕士专业。注重学生厚基础、宽口径、重素质培养。在全国及省部级大学生机械创新大赛、国际工业设计作品大赛、全国大学生“挑战杯”科技大赛、全国大学生数学建模等重大赛事中屡屡取得优异成绩。三十多年来，为国家经济建设培养了大批合格的有用人才，毕业生受到社会普遍欢迎。学院科学研究和学术交流也取得了显著的成绩，已成为学校人才培养和科学研究的重要基地。当然，我校在机械设计及自动化专业实践方面需要针对技术发展、社会需求做出相应调整，实践内容相互联系与协调。

因此，积极开展机械设计专业的教学实践改革与研究十分必要，如何能够在现有的条件下真正提高机械设计专业实践教学的质量和水平，是我们必须要解决的问题。

二、机械设计制造专业综合实践教学改革方案分析与研究

新的机械工程及自动化专业是一个口径更宽的专业，要求学生既能搞设计，也能搞实际操作，因此，要求设计综合性实践，提高学生动手能力、实践能力、创新能力和综合素质是十分必要的。其实，国内高校不同专业的许多教师进行了不断的探索与研究。传统实践教学的实践多为验证性实践，不利于培养学生的工程应用能力。紧密结合我校实际，根据我们的机械工程学院院级教学研究项目的实践情况，经认真分析、充分讨论，提出先组合、后融合，循序渐进的改革思路，综合实践内容的规划方案体现出发展的动态特点。最终提出该发展过程需要解决的问题和解决途径，为机械设计制造及自动化专业基础综合实践提供一条可持续的发展近期和远景规划。具体的实践方案是：针对传统的实践教学体系，重组实践教学内容，提升教学实践档次，加强基础动手训练、学科强化训练以及综合调试设备训练的能力。本项目根据拟订实施方案重组实践教学体系，将培养学生实践能力的总目标分解为基础训练、学科训练、综合训练三个层次。①基础训练：包括工程认知、计算机制图与测绘等。通过实践教学能掌握到基本的实践操作方法，能够正确地使用仪器设备，准确地采集实践数据；认真观察实践现象，进行分析判断、逻辑处理、做出结论的能力。②学科训练：包括电工电子技术、先进制造技术、材料成形技术等。该层次实践主要机械原理、机械零件设计、电工电子技术等。③综合训练：该层次实践主要结合工业生产过程、模具CAD/CAM基础、CAE技术与应用、应用微机原理、自动控制原理、计算机仿真技术与应用等，培养学生解决实际问题的能力；同时，所提供的实践设备覆盖面宽、专业性强，可适应机电类类多门课程实践。其中将A/D数据采集引入气动拼装综合实践台，数控设备网络远程程序上传下载实践装置和伺服运动控制台等设备填补了国内在实践设备上的空白。

三、机械设计制造专业教学改革的价值和体现

1.学术价值。研究的理论成果被国内外近十种刊物所发表；发表的十多篇论文被中国科学引文数据库、中国人文和社会科学论文统计与分析研究数据库所收录；被国际三大检索收录5篇。理论成果和教学实践是教学改革广泛开展的有利条件。

2.实践意义和社会影响。①提高了教师的科研意识和能力。实践教改的深入开展，对广大教师的科研能力提出了更高的要求，因此教师开始关注研究方法和教育理论知识，进行学科交叉知识的学习。②初步构建了富有教育特色的有效教学理论体系，项目的实施，减少了授课时间，提高了学生自主能动性和动手实践能力。必须开拓新的思路，提高整个教学系统的效率，精心落实每个教学环节，构建有效教学。③探索行之有效的实践模式和教学方法，素质教育的实施也促进了教科研的发展。教师和学生更加关注教学模式和教学方法的创新，实施高效教学，适应未来社会对人才的培养需要。

3.成果的特色。实践教改为本科生课程设计、毕业设计和课外创新制作提供训练平台，为教师和相关技术人员提供技术研究开台，为改善办学重要任务，提高学科水平，增加学校亮点服务，具有以下几个特色：①综合性。为了体现这种课程与课程之间的联系，设计实践基地，将大学的各种实践课程进行了有效的连接与实验。通过实验更深刻地体现专业课程之间的紧密联系，提高学生的专业课程学习的兴趣。②开放性。教学实践采用模块化设计，各模块之间相互独立，功能各异，可选择合适的模块进行连接和实验，可以深刻地体会到工程项目的设计思想，加深了学生对机械产品的设计、组装和调试过程认识。③实际操作性强。所有实验均需学生自主动手完成实验的连线、程序编程和调试，通过实验提高在未来进入社会后的适应能力。另外，通过实验，学生不仅可以对前期学习课程进行总结，还可以对其他专业课程进行学习，如电气、计算机和电子等课程。④创新性。实践教学设备多项填补了国内在此方向实验设备的空白，如伺服运动控制台和数控设备程序上传下载实验箱等。设计的实验创新性强，不仅从理论上进行探讨，而且在实际的平台中进行模拟实践、提供背景案例，激发学生的学习兴趣，鼓励其参与多种交互式活动，充分利用现代信息技术创设学习资源，达到培养团队精神和动手能力的目的。

参考文献：

[1]魏延刚，阎长罡，陈天旗，魏岩.机械工程及自动化专业基础综合实验改革方案的研究[J].教育教学论坛，2012.134-136.

[2]许超，吴新杰.任务驱动式实践教学在单片机课程中的应用[J].渤海大学学报（自然科学版），2011，32（2）：180-183.

篇10

关键词：虚拟制造技术；现代机械工程设计；机械制造；机械产品；机械设计

文献标识码：A中图分类号：TH166文章编号：1009-2374（2016）05-0073-02

作者简介：伊纪斌（1994-），男，山东淄博人，山东理工大学国防教育学院学生，研究方向：机械设计

随着知识经济和工业制造的快速发展，现代化的市场要求产品生产厂商要以最快的速度、最优的品质、最短的研发时间、最低的成本消耗和最佳的服务来满足顾客的需求。传统设计一般是在图纸结合产品的特性和设计的具体要求进行的，在机械设计的过程中需要提前对设计中的设备装配的干扰因素的不确定进行考虑，但是产品在装配中的缺陷只有在产品开发的后期才能暴露出来或者在产品的试制阶段和装配中显现出来。如果设计的零件已经开始投入生产了，那么损失就更加严重了。产品的质量在传统的设计和制造方式上不能得到很好的保证，并且传统设计的工艺比较粗糙、开发的效率低、花费时间比较长、耗费的资金比较大。在变化速度快、持续性发展和不可预测性市场中难以适应。因此，企业的生产活动需要具备高度的柔性和快速的反应，与此同时信息技术的飞速发展保证了机械制造的先进性，信息化的使用对于现代机械工程设计十分重要。

1虚拟机械制造技术

以往传统的机械设计技术的设备条件比较差，设计技术性不强，传统的设计观念比较保守，设计的手段主要依靠的是粗略的计算和估算，主要是在较多的简化和静止化假设中完成机械工程的设计，传统设计具有较大的随意性，并且设计的关键过程还对设计者的经验和设计习惯具有很大的依赖性。设计的过程很难实现合理、高效和准确。但是在现代化虚拟设计的相关技术可以很好地实现设计经验依赖性强、设计过程静态性和设计理念随意性向现代化设计精确性、以数据知识工程和专家系统为保证的设计方式的发展，虚拟计算机技术需要对必要的信息进行检索、分析和收集。最终找出最优的设计方案和数值运算的方式，当然也会对CAD技术和人工智能技术、数据库技术等进行大量的应用。虚拟机械制造技术主要是在虚拟环境下对计算机的模型进行虚拟分析的一种计算机设计技术。该技术集成并综合应用了综合性的机械制造环境，主要包括了各种仿真、分析、应用等工具以及信息模型和控制工具等。虚拟制造需要经历的主要阶段有装配产品的概念设计、动态仿真、回收利用。依靠虚拟制造技术，机械设计人员不需要将所有的零件设备生产制造出来，可以通过对零件模型的建立，随后对零件进行虚拟装配，并对各零件部位之间的装配间隙进行干涉、对装配的状态实现检查，对零件设计中的错误及时发现，如果零件不符合设计要求，可以依靠计算机技术方便及时更改模型，最后形成新的零部件设计图和装配图，达到设计、装配和制造检验的协调。

2虚拟制造技术的关键

虚拟制造技术包含了许多方面，主要有设计技术的提出、产品制造过程的抽取、原模型的建立、集成基础结构、建模仿真等。下面就对虚拟制造技术中的关键技术进行详细的介绍：

2.1虚拟技术中的建模技术

虚拟指的是在系统中将现实制造系统映射到虚拟环境下，主要涉及了RMS的模型化、形式化、计算机化的抽象描述和表示。VMS建模的主要内容有生产模型建立、产品模型建立、工艺模型建立的信息化体系结构的建立。生产模型中有静态描述和动态描述两种。静态描述主要是关于对系统生产能力和生产特性。动态描述是在已经被得知的系统状态和需求的性质上对产品的整个过程进行全面的预测。在制造过程中我们将种种实体对象总的称之为产品模型。在产品的模型建立中需要对产品的明细、形状特征等方面进行描述。对于VMS而言，要实现产品实施过程的全部继承必须具备完整的产品模型。因此在虚拟制造中的产品模型不再是单一和静止的，它可以运用抽象的技术实现各种模型面貌的提取。工艺模型主要指的是在制造过程中对产品的工艺参数和关于产品功能的各种因素进行联系，最终实现对产品模型和生产模型之间相互作用的反映。

2.2虚拟制造技术中的仿真技术

仿真指的是通过计算机实现复杂现实系统的抽象化和简洁化最终形成的系统模型，并且在仿真的基础上对模型进行应用，最终得到相应的系统性性能分析。仿真主要以系统模型为主体的研究方法，它对实际的生产系统没有直接的干扰作用，并且仿真系统可以对计算机的计算能力进行应用，实现在短时间内完成在实际工作中需要很长时间的工作，有效缩短了生产决策的时间，最大化地避免了对人力、物力和资金的投入以及浪费。计算机技术还有很好的仿真修复功能，最大化地保证了方案的最优。仿真技术过程的主要步骤有系统研究、数据收集、系统模型建立、仿真算法的确定、仿真模型的计算、仿真模型的运行、结果的输出和分析。仿真在产品的制造过程主要被分为制造的仿真和加工的仿真。在系统产品的开发中主要涉及的是产品建模、设计交互行为仿真等。方便对设计结果的评价，及时进行反馈，降低产品设计中的错误。加工过程的仿真主要有切削、装配、检验及焊接、压力加工和铸造等。以上两种仿真过程是相对独立的，两者不能实现集成，而VM中应建立全面过程的统一仿真。

2.3虚拟制造中的虚拟现实技术

虚拟现实技术的目的是改善计算机的交互方式，提高计算机的可操作性，它是在对计算机图形系统和多种显示以及控制等接口设备的基础上，以交互的三维环境为人提供沉浸体验的技术。虚拟现实技术主要由图形系统和多种接口设备组成，使人在虚拟环境中感受到真实的沉浸感觉，交互性计算机系统是虚拟现实系统的基础。虚拟现实系统中有操作者、机器和人机接口。它帮助提升人和计算机间的和谐度，同时也是最有力的仿真工具。在VRS的作用下实现对真实世界的模拟。在用户交互输入以及输出修改虚拟环境的条件下，使人达到身临其境的沉浸感觉。VM的关键技术之一就是虚拟现实技术。

3机械虚拟样机技术介绍

虚拟样机技术在机械工程设计中被称作机械系统动态仿真技术，它是20世纪80年代在计算机技术的快速发展中发展起来的一种计算机辅助技术。在计算机建立样机模型后，对模型的多种动态性能进行具体的分析，最后对样机方案实现改进。用数字化模型代替物理性的样机。通过虚拟样机技术的作用，简化了机械产品的设计开发过程，有效缩短产品开发的时间，最大程度降低产品的开发成本和费用，实现产品质量和系统性能的提升，使设计产品实现最优化和最具创新性。综合以上优势，该技术一经出现就受到了众多工业发达和高等院校及设计和生产企业的重视，许多著名的产品开发设计者都对该技术进行了引入并运用在自身产品的开发中，并且取得了极好的经济和生产效益。在机械工程设计中应用仿真技术对零件进行设计、生产工序等方面的选用以及工艺参数、加工工艺、装配工艺等构件的运动性等均可以实现建模仿真。

4虚拟制造技术在机械工程中发挥的优势

4.1强大的通用性和分析处理复杂问题的能力

虚拟样机技术建立和发展的基础是分析力学和多体运动力学，该技术的关键是对复杂机械系统进行自动建模。因此，大多数的虚拟样机技术软件主要运用的是带约束乘子的微分代数混合方程。令每个构件都有六个自由度是它的核心，还要要求其对多余的自由度进行限制，实现其具有良好的通用性，达到适用性强的目的。与此同时，虚拟样机技术还对机械系统的详细环节进行考虑，具体指弹性、接触和摩擦等因素。

4.2为机械系统建模带来便利

传统的机械系统建模中要先建立运动分析，随后在运动分析的基础上进行动力分析，这中间需要许多的图形分析和公式推导。但是图形的分析和公式的推导过程往往比较复杂，并且错误率高。同样的建模过程中设计人员只需要将机械的构成方式和连接方法以及相应的物理参数实施输入，其后的建模和求解只需要计算来完成就可以了，极大地帮助设计人员承担了许多的设计难度。

4.3强大的后期处理能力

在传统的分析方法上通常得出的是大量的数据，数据的理解还要依靠丰富的经验和理论。但是运用虚拟样机计算软件为复杂性的数据提供了可视化技术，使得设计人员直观地看到机械设计的性能和运动效果。

5结语

虚拟制造技术实现了现代工程机械工程设计领域中的设计、试制等一系列过程的直观性。实现了在产品真正制造出来前，可以在虚拟的制造环境中生成产品的原型，更好地替代现实中的硬件产品，更方便地对设计产品的性能和可生产性进行评估，极大地缩短了产品的设计和生产周期，最大化地节约了产品开发的成本，保证产品的开发和设计可以适应市场的灵活性的变化。虚拟制造技术是现实技术和计算机仿真技术在机械制造中的综合应用。在现代化计算机虚拟设计技术的帮助下实现对众多产品的开发和设计，不仅不会造成实际物质的浪费，并且还能更直观地了解产品生产的具体情况，打开了机械制造和设计的全新局面。

参考文献

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