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机械工程的内涵范文1
关键词：卓越工程师教育培养计划；应用型本科；卓越机械工程师；工程形成；人才培养方案
“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）是教育部联合有关部门和行业协（学）会，于2010年6月启动的一项重大教育教学改革项目。它的有效实施必将对促进高等工程教育面向社会需求培养工程技术人才和全面提高工程教育人才培养质量方面发挥十分重要的示范和引导作用。借鉴世界先进国家高等工程教育的成功经验，创建具有中国特色工程教育模式，既是我国高等工程教育发展的迫切要求，更是各高等院校提高毕业生竞争力的必然选择。本文着重介绍我校在机械设计制造及其自动化专业开展应用型本科卓越机械工程师培养方面的一些探索和实践。
一、基于“工程形成”，让工程教育“回归工程”
机械工程活动是一种综合应用自然科学、技术科学和社会科学基础理论和技术手段去改造客观世界的实践活动，具有复杂性、综合性、交叉性和迁移性等技术特征。而随着科学技术的迅猛发展和计算机辅助技术的推广应用，现代机械工程无论是可采纳的材料和技术，还是可运用的分析与设计手段都更趋复杂化。典型的“工程”问题已经发展成为一个包括研究、开发、设计、制造、运行、营销、管理、咨询等主要环节的“工程链”问题。这其中的每一环节都不太可能孤立地解决，大大增强了工程问题解决和工程素质教育的技术性、实践性、系统性、综合性、人文性和社会性。因此，高等工程教育应当培养具备复合性知识结构和能够在工程实践中运用和综合各种知识能力的潜在的卓越机械工程师。
根据工程教育内涵的发展，英国工程学家卡特（R.G.Carter）首次用“工程形成”来将工程教育与工程训练有机结合起来。从“工程教育”到“工程教育与训练”，再到“工程形成”，其内涵、外延和要求都发生了本质的变化。“工程教育”和“工程训练”的主体是教师，而“工程形成”的主体则是学生。因此，从“工程教育”发展到“工程形成”，实际上是从“教师中心论”到“学生主体论”的转变。同时，“工程形成”概念还表明工程师素质的形成是一个逐步累积和感悟养成的循序渐进过程，具有长期性、系统性和阶段性等特征。
为了让工程教育贴近工程实际，以麻省理工学院为代表的美国工程教育界提出让工程教育“回归工程”的教育理念。所谓“回归工程”模式，是指高等工程教育由过分重视“工程学科素质”教育转变到更为重视“工程实践素质”和“工程背景素质”培养上来，从而加强工程大学生的工程实践与机械创新能力。
受“重理论、轻实践，重系统、轻适用，重课堂、轻课外，重传授，轻自学”等传统习惯的影响，我国通行的机械类本科人才培养模式普遍还是以理论教学体系为主，而将实践教学体系作为重要补充。同时，随着高等教育规模的扩招和办学资源构建的不同步，模拟工程环境的实践教学环节的作用普遍未能得到应用的重视和充分的落实。因此，按照“工程形成”的基本规律，让工程教育“回归工程”，为设计和制订应用型本科卓越机械工程师培养方案提供了理论根据。
二、基于工程师的分类培养确立人才培养目标
“走中国特色新型工业化道路”和“建设创新型国家”需要大量优秀的各级层次、各种类型的工程技术人才，培养社会发展和经济建设需要的各类工程师是高等工程教育的主要功能和高等工科院校肩负的社会责任。但不同类型的工程师的知识、能力和素质结构不尽相同，其成长的途径也不完全一样。高校和企业普遍认同的工程师分类将是制订卓越机械工程师教育培养标准的基础，也有利于各类工科院校明确自己的人才培养规格，从而适应行业和企业对工程人才层次和类型的不同需求。
工程师的分类可有多种方法，立足于工程或产品的生命周期，根据从事的工作性质不同，并从有利于工程技术人才分类培养和各院校人才规格定位的角度，应将机械工程师分成四类：设计工程师、生产工程师、服务工程师和研发工程师。其中，设计工程师主要从事机电产品、工程项目或生产流程的设计与开发；生产工程师主要从事机械产品的生产制造、生产过程的运行或工程项目的建造等；服务工程师主要从事生产过程的维护与管理、工程项目建成后的运行与维护，或产品的营销、维修与服务等；研发工程师主要从事复杂机电产品或大型工程项目的研究、开发和咨询以及工程科学的应用研究等。
作为教学型地方性本科院校，我校机械设计制造及其自动化专业定位于培养在机械企业生产一线从事一般机械工程技术的应用与管理生产工程师和服务工程师，以及部分从事非标产品或装备开发的设计工程师，并统称为应用型卓越机械工程师。据此确定的人才培养目标为：着力培养掌握本专业基础知识、应用方法和基本技能，并具有创新素质和国际化视野，在机械行业生产一线从事机电产品设计制造、技术运用与改造、运行管理和经营销售的高级应用型工程技术人才。并参照应用型机械工程师培养的行业专业标准，制订了我校机械设计制造及其自动化专业“卓越计划”学校标准，在知识、能力与素质方面提出了明确的要求。
三、立足学生的主体地位，发挥教师的主导作用
机械工程的内涵范文2
一.培养目标1
二.培养标准1
2.1具备从事工程开发和设计的科学知识1
2.2具备从事工程开发和设计的专门工程技术知识2
2.3具备分析解决工程问题和参与项目管理的能力3
2.4掌握必要的人文社会科学知识4
2.5具备良好的交流沟通能力及团队合作能力4
2.6具备良好的职业道德和社会责任感5
三.知识能力体系及实现矩阵6
机械工程及自动化专业"卓越工程师"培养方案12
一.基本能力要求12
二.培养方式13
三.课程设置基本框架及说明14
3.1.课程设置基本框架14
3.2.课程设置框架说明15
四.课程体系及课程设置18
4.1.课程体系18
4.2.理论类课程设置18
4.3.实践类课程设置21
机械工程及自动化专业"卓越工程师"企业培养方案23
一.培养目标23
二.培养标准24
三.管理模式24
四.培养计划26
4.1实践教学计划26
4.2.企业联合培养环节课程内容介绍27
五.企业实习基地29
六.教师队伍建设30
6.1.校内专业教师任用标准及培养30
6.2.企业教师任用标准及分类30
6.3.企业教师聘用31
附件-企业实践内容相关文档模板32
机械工程及自动化专业卓越工程师培养计划专业认知实习报告32
机械工程及自动化专业卓越工程师培养计划专业认知实习指导教师总结33
机械工程及自动化专业卓越工程师培养计划企业工程实践管理规定34
机械工程及自动化专业卓越工程师培养计划企业工程实践教学任务书35
机械工程及自动化专业卓越工程师培养计划企业工程实践项目进度计划表36
机械工程及自动化专业卓越工程师培养计划企业工程实践项目文档37
机械工程及自动化专业卓越工程师培养计划企业工程实践报告39
机械工程及自动化专业"卓越工程师" 培养标准
北京邮电大学"卓越工程师培养计划"中机械工程及自动化专业培养方案着眼于未来发展的需求,紧密追踪前沿依托国家重点学科,重点实验室具有扎实的工程基础精通工程制图,工程材料,产品设计,制造工艺等工程设计类技能同时兼具较强的分析综合能力动手操作能力,具备独立思考意识开拓创新精神,始终保持学习的姿态和存疑的态度,具有缜密的思维和严谨的作风协作互助的团队意识适应我国信息产业发展对机电复合型具备从事工程开发和设计的知识具备从事工程开发和设计的知识电工电子基础熟练掌握工程制图标准和表示方法掌握公差配合的选用和标注..掌握机械产品设计的基本知识与技能,能熟练进行零,部件的设计.熟悉机械产品的设计和基本技术要素,能用计算机进行零件的辅助设计,熟悉实用设计方法,了解现代设计方法.和技术要素掌握制订工艺过程的基本知识与技能,能熟练制订典型零件的加工工艺过程,并能分析解决现场出现的一般工艺问题.熟悉铸造,压力加工,焊接,切(磨)削加工,特种加工,装配等机械制造工艺的基本技术内容,方法和特点.熟悉工艺方案和工艺装备的设计知识了解生产线设计和车间平面布置原则和知识.气,液传动原理及系统设计(气动系统基本管路设计液压系统基本管路设计)电气传动机械制造自动化刚性自动化加工设备(普通的自动化机床组合机床刚性自动线)柔性自动化加工设备(数控机床加工中心)1o'P)s,@*V#~6|0_+o.S/b3z掌握物流自动化设备分类(上,下料/装卸自动化设备传输/搬运自动化设备)2@fr8W4n:K.J#H机械设计,机械加工,设计软件,机械工程师,设备管理,焊接,液压,铸造,密封,测量,工程机械,粉末冶金,轴承,齿轮,泵阀,工业自动化信息流自动化邮件内部处理自动化搬运装卸机械化,信息传输网络化,营业窗口电子化邮政自动化,邮政计算机网等具备分析解决工程问题用科学方法,使用现有的技术,工具技术,设计,开发,生产工艺,设备操作或维修领域的问题.参与评价,具有判断力和创意,提出专业的独立技术见解外语应用能力熟悉与职业相关的安全法规,熟悉经济和管理的基础知识.了解管理创新的理念及应用.熟悉质量管理和质量保证体系,掌握过程控制的基本工具与方法,了解有关质量检测技术. 三.知识能力体系及实现矩阵
知识与
能力要求实现环节1机械工程及自动化专业工程师知识体系1.1掌握必要的人文社会科学知识1.1.1具有良好的思想品德,社会公德,职业道德和强烈的社会责任感,使学生能正确认识工程领域对于客观世界和社会的重要作用,理解工程专业及其服务于社会,职业和环境的责任.
1.1.2具备工程相关的经济,管理,社会学,情报交流等人文知识,
1.1.3具备工程相关的环境保护,可持续发展方针,政策和法律法规知识.
思想政治,社会科学,人文科学与艺术,经济与管理,自然科学类,实践环节等1.2掌握系统的工程科学基础知识1.2.1具备从事工程开发和设计所需的数理知识,
1.2.2了解工程学基本理论,建立工程和工程系统的概念,掌握工程研究的思路和方法,形成对科学研究的初步认识和综合性的思维基础.
数学类,物理类,机械工程及自动化导论,工程训练,实验环节等1.3掌握扎实的工程领域基本技能1.3.1熟练掌握一门外语,可运用其进行专业技术交流,开拓国际视野,
1.3.2熟悉计算机应用的基本知识,了解常用计算机软件的特点及应用,具备熟练应用计算机解决工程问题的基本知识和技能,
1.3.3熟练掌握科技文献检索与工程实践,科学研究的基本方法.
1.3.4通过工程训练实习了解机械制造的一般过程,基本方法和技能.外语类,计算机类,科技文献检索,工程训练,电动自行车拆装及其它技能类,实验环节等1.4掌握坚实的大类专业基础知识1.4.1熟练掌握理论力学,电工电子基础熟练掌握工程制图标准和表示方法掌握公差配合的选用和标注..1机械工程及自动化专业工程师知识体系1.5掌握机电专业的专业基础知识1.5.1掌握机械产品设计的基本知识与技能,能熟练进行零,部件的设计.熟悉机械产品的设计程序和基本技术要素,能用计算机进行零件的辅助设计,熟悉实用设计方法,了解现代设计方法.掌握制订工艺过程的基本知识与技能,能熟练制订典型零件的加工工艺过程,并能分析解决现场出现的一般工艺问题.熟悉铸造,压力加工,焊接,切(磨)削加工,特种加工,装配等机械制造工艺的基本技术内容,方法和特点并掌握某些重点.熟悉工艺方案和工艺装备的设计知识.了解生产线设计和车间平面布置原则和知识.气,液传动原理及系统设计(气动系统基本管路设计液压系统基本管路设计)电气传动1机械工程及自动化专业工程师知识体系1.6掌握机械系统理论1.6.1掌握机械制造自动化刚性自动化加工设备(普通的自动化机床组合机床刚性自动线)柔性自动化加工设备(数控机床加工中心)1o'P)s,@*V#~6|0_+o.S/b3z掌握物流自动化设备分类(上,下料/装卸自动化设备传输/搬运自动化设备)2@fr8W4n:K.J#H机械设计,机械加工,设计软件,机械工程师,设备管理,焊接,液压,铸造,密封,测量,工程机械,粉末冶金,轴承,齿轮,泵阀,工业自动化信息流自动化2机械工程及自动化专业工程师的能力素质要求2.1熟悉机械工程应用背景,具有较强的系统集成与工程应用的能力和独立分析解决工程实际问题的能力.2.1.1能够及时了解机械工程的需求变化以及技术发展趋势,提出改善机械产品,系统,服务效能的方案.
2.1.2能够用科学方法和观点,使用现有的技术,工具或新兴技术,设计,开发,生产,设备,工艺,操作或维修产品领域的问题.参与相关评价,具有判断力和创意,提出专业的独立技术见解2机械工程及自动化专业工程师的能力素质要求2.2具备综合运用经济,工程管理等知识和方法进行工程项目的组织管理能力.2.2.1掌握本专业领域相关的政策,法律和法规,在法律法规规定的范围内,能够按确定的质量标准,程序开展工作,
2.2.2能够使用合适的管理体系,制定工程项目的规划和预算,合理组织人力,资源和任务,有效协调项目相关各方的工作,提升项目组工作质量,
2.2.3具备应对工程项目实施过程中突发事件的能力和领导意识,并采取恰当的措施,确保项目或工程的顺利进行,
2.2.4能够进行可行性分析报告,项目任务书,投标书等工程文件的编纂,说明和阐释,并能够进行相关工程的评估,提出改进建议.专业实习
课程实习
学科竞赛
科研训练
大学生创新性实验计划项目
北京市及全国大学生机械创新设计大赛
选修《工程项目管理》《合同管理》《技术经济》2.3具备良好的交流沟通能力及团队合作能力
2.3.1能够使用专业工程技术语言,与现场工作人员下进行沟通与表达,并能从中汲取企业文化内涵,
2.3.2具备个人和社交的技巧,能够控制自我并了解,理解他人需求和意愿,
2.3.3具备较强的适应能力,自信,灵活地处理新的和不断变化的人际环境,能够很快地融入到企业的实习环境中,
2.3.4具备良好的团队合作精神与协调能力,具有在团队中敢于负责任,果断推动事情向前发展的领军魄力,
2.3.5具有国际视野和跨文化环境下外语应用能力2机械工程及自动化专业工程师的能力素质要求2.4具有较强的创新精神,信息获取,知识更新和终身学习的能力2.4.1能够跟踪本领域最新技术发展趋势,具备收集,分析,判断,选择国内外相关技术信息的能力,
2.4.2为保持和增强其职业能力,检查自身的发展需求,制定并实施自身职业发展计划.
2.4.3具有较强的能力.2.5具备良好的职业道德和社会责任感2.5.1熟悉本行业适用的主要职业健康安全,环保的法律法规,标准知识.
2.5.2熟悉企业员工应遵守的职业道德规范和相关法律知识.
2.5.3遵守所属职业体系的职业行为准则,并在法律和制度的框架下工作,
2.5.4具有良好的质量,安全,服务和环保意识,并承担有关健康,安全,福利等事务的责任,
2.5.5热爱所从事的工作,并遵守企业机密.专业实习
企业高管讲座
学习企业文化
机械工程的内涵范文3
关键词：虚拟样机技术；人才培养；机械工程类；仿真分析；创新
作者简介：路永婕（1981-），女，甘肃靖远人，石家庄铁道大学机械工程学院，讲师；陈娜（1979-），女，辽宁辽阳人，石家庄铁道大学信息学院，讲师。（河北 石家庄 050043）
基金项目：本文系石家庄铁道大学教育教学改革研究项目（项目编号：110408、110326）的研究成果。
中图分类号：G642?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）32-0033-01
在20世纪80年代，随着计算机科学技术的进步与发展，导致了虚拟样机技术（VPT，virtual prototyping technology）的出现，从而加快了工业发展的步伐。虚拟样机技术以自身的优势大大提高了工业产品的设计和研发的效率，极大地缩短了产品的生产和制造周期。目前虚拟样机技术在各领域的企业和研究机构里已经取得了良好的经济效益，得到了广泛的应用。因此各企业单位对熟练掌握虚拟样机技术的人才需求不断增长，这就势必要求在高等教育过程中更加注重培养大量的此类人才，以满足人才市场的巨大需求，进一步促进我国工业水平的提高。
虚拟样机技术作为一种先进的技术，在推动工业发展的同时也为高等教育培养高质量、高水平的人才提供了良好的手段和思路。在机械工程类本科教学实践中充分应用虚拟样机技术将会有力地促进工科类教学方式和教学体系的改革，会大幅度地变革旧的教学模式，实现大学生学习的多元化和主体化，使学生跟随工业技术发展的步伐，牢固夯实知识要点，掌握学科体系。
一、虚拟样机技术的理论依据与应用前景
虚拟样机技术是一种基于虚拟样机的数字化设计方法，该技术结合了先进的建模技术、仿真技术、信息技术、优化技术、制造技术和先进的信息管理技术，涵盖了工业产品的概念、设计、实验、生产和制造的各个环节。可见，虚拟样机技术重点强调了工业产品的系统观，它针对产品的全生命周期，对产品进行全方位的测试、分析与评估，实现了不同领域的虚拟化的协同设计。
总之，虚拟样机技术是以虚拟样机为主体，可视化为界面，仿真分析为主要手段，三维造型软件为工具，建立起的多学科、多领域、多角度的协同设计平台。在机械领域中，虚拟样机技术以机械系统运动学、动力学、传热学和控制理论为核心理论，几乎涵盖了机械工程体系中的各个子系统。目前基于虚拟样机技术，涌现出来了大量成熟的商业化软件，大体可以分为几何建模（SolidWork，UG，Pro/E）、结构分析（ABAQUS，ANSYS，NATRA）、多体动力学（SIMPACK，ADAMS，DADS）、液压与控制（AMESIM）、振动与噪声（SYSNOISE，AUTOSEA）等几个范畴，在机械工程、航空航天、国防和医学等各个领域发挥越来越重要的作用，在企业中已经得到了普遍的应用，获得了很多的成功案例。
因此在运用虚拟样机技术进行工业生产时，需要具备扎实的计算机、运动学、动力学和控制学多个学科的知识，这就对高等教育人才的培养提出更高的要求。从上述虚拟样机技术的内涵和理论依据可以发现，该技术具有很强的实践性强、可重复性和操作直观的特点，所以这些特点既是学生最终学习的目的，也为教师提高教育水平提供了很好的手段。
二、充分发挥虚拟样机技术在机械工程类教学中的作用
1.培养学生的仿真分析意识
在计算机技术高速发展的今天，基于虚拟样机技术的仿真分析已经日趋完善，分析的结果可靠、逼真，在工业生产中已经被广泛认可。所以，在教学过程中应引导学生积极掌握和利用仿真分析的技巧，在学习和吸纳新知识时充分应用仿真的手段进行分析和验证，提升对知识的理解程度，提高对专业知识的认知水平，形成良好的仿真分析习惯。
由浅入深地让学生在学习过程中随时借助虚拟样机技术对书本中的例题、课程设计中的案例和毕业设计命题从仿真的角度预演解题过程，树立起良好的仿真意识，这不仅提高了学生分析、解决问题的能力，而且在反反复复的仿真实践中对虚拟样机的综合应用能力得到提高，对专业知识的准确应用也会有一个比较深刻的认识。
2.注重理论与仿真实践结合
在机械工程相关专业的学习中，“机械原理”、“机械设计”、“机电控制”、“测试技术”等都是必修的专业基础课程，在以往的教学中，学生在掌握这些课程时比较头疼，教师在教授过程中诠释概念、分析原理时也比较吃力。分析其中的原因，主要就是学生在认知这些专业知识之前，相应的背景知识比较欠缺，对难懂的知识点存在很大的陌生感，教学的效果差强人意。然而虚拟样机技术恰恰可以弥补这一点，可以在教学的各个阶段都发挥不同的效用，在每门课程学习之前，教师可通过基于虚拟样机技术的成功工程案例的展示，激发学生对本专业知识求知的欲望，对课程设计的过程产生浓厚的兴趣，以最短的时间融入到课堂中。
因此在学习理论的过程中，对于那些晦涩难懂的理论就可以通过结合虚拟样机的仿真分析实践的方式，以鲜活的仿真现象直观揭示理论的真正内涵。例如，对于“机械原理”教学可以通过多体动力学的仿真软件建立机构的虚拟样机模型、定义部件的约束、动态仿真运动的轨迹、获取各构件的运动学特性曲线等等就可以清晰展现机械原理的整个理论体系，让学生轻松享受学习的过程。
机械工程的内涵范文4
关键词：机械工程控制基础；控制论；工程实践能力；教学方法。
中图分类号：G642.0？摇 文献标志码：A ？摇文章编号：1674-9324（2013）05-0081-03 《机械工程控制基础》是上世纪80年代初兴起的一套控制理论，是经典控制理论在机械工程领域中的应用，现已发展成为机械工程专业的一门专业基础必修课[1]。在这门课程的教学之初，我们注重的是理论教学，强调的是课程体系的理论性、系统性和逻辑性，教学形式是以课堂授课为主，教学内容以介绍基本概念和基本原理为主，这使学生初步领略到控制论的深奥，也领会到控制论的缜密性、逻辑性和系统性。但是，由于学生有限的数理基础和机械工程专业背景，普遍感受到课程内容抽象，而且理论性太强，导致了学生对这门课程普遍感觉学习难、作业难、实践难[2，3]。我们在教学过程中不断探索，不断积累经验，逐渐体会到在《机械工程控制基础》这门课程教学过程中，应该做到将抽象的内容具体化，将无形的理论有形化，将缜密的证明过程简单化，在坚持“知识点够用、典型案例恰当、实践环节有效”的原则下，不断完善教学计划，及时调整教学方法，不断更新教学内容，在保证介绍基本概念、基本原理和基本方法的前提下，注重知识的应用，强化学生的工程背景知识，培养学生的实践操作能力，用控制论的思维方式分析问题、解决问题，为此在教学过程中应在以下六个方面下功夫[4，5]。
一、基于学过的理论培养学生的抽象思维能力和逻辑分析能力
《机械工程控制基础》是应用数学手段，基于物理学、电工电子学、力学、机械原理等知识建立的系统数学模型，将机电液系统抽象为数学模型的形式，进行性能分析和设计计算。因此，要求本专业的学生具有良好的数学、物理、力学、电学、机械学的基础，有一定的机械工程方面的专业知识，而且具备多学科的知识积累。要想学好这门课程，学生首先要有一定的数学基础，具备复数、复变函数、拉氏正逆变换、傅氏正逆变换的基本概念和基本运算定理。如果学生之前没有学习过工程数学，这里需要有针对性地补充与本课程直接相关的知识，尽量做到教会学生怎样应用定义、定理，而不是定理的证明过程。有些涉及到物理学、电工电子学、力学的知识，学生们虽然学过相关课程，但是时间一长就印象不深刻了，因此，在每次课程结束之前把下次课程用到的有关知识点给学生一一列出，让学生课后提前复习已学过的基础知识，在下次上课时只需对要用到的基础知识作些简单的提示或回顾，在旧知识与新知识之间架起一座桥梁，新旧知识有效衔接，达到事半功倍的效果。例如在“系统建模”这章中，用到“基尔霍夫定律”等知识，在“系统时域性能分析”这章中用到“一阶微分方程”和“二阶微分方程的求解”等知识。这时老师要及时提醒学生，或者点到为止地重复这部分内容，这样学生在建立数学模型时就会很清楚地知道这些数学模型是建立在哪些理论基础之上，并且知道如何应用原来学过的定理或定律去分析问题、解决问题，构建一个完备的知识框架，也能够从中体会到原来各门学科之间是相互联系、相互衔接的，只有融会才能贯通，学生自然逻辑清晰，分析能力自然也就提高了。
二、将生活中的典型实例引入到课程的讲解过程中，培养学生发现问题、分析问题的能力
减少抽象模型例题，增加生活实例和机械工程典型案例，同时把机械领域的前沿课题以及研究结果作为实例引入到教材之中。例如在讲解“时域性能分析”这章中的“二阶振荡环节的时域响应”这部分内容时，涉及到振动频率、系统激励、系统响应、响应幅值的概念，将货郎担振动现象作为典型实例。货郎行走就是系统激励，货郎担的上下振动就是系统响应，振动的大小就是振动幅值。不同材质、不同尺寸、不同截面形状的货郎担振动的频率就不同，如果货郎行走的频率与货郎担的频率一致，这样就发生共振，货物按照货郎行走的频率，在随着货郎向前运动的同时，做上下振动，这样货郎挑着货物就省力，这也是人们不把货郎担做得太硬，而是有一定的弹性的原因。例如在二阶欠阻尼系统中介绍无阻尼固有频率、有阻尼固有频率和阻尼系数等概念时，列举行驶在马路上的汽车发生上下颠簸的现象。汽车底盘下都有减振弹簧和阻尼器，目的是为了降低由于路面起伏引起的车体上下振动的问题。如果弹簧太硬、阻尼系数太小就起不到减振的作用；如果弹簧太软、阻尼系数太小，消振就会很慢，在路面没有起伏的情况下，车体还会振动。因此，要设计、计算汽车的减振弹簧和阻尼器参数，使汽车有合理的振动频率和阻尼比，以及得到缓冲减振的效果，同时，还要避免汽车振动频率与路面起伏频率相一致的情况。因此，在课上要介绍从具体生活实例或工程实例到各个环节模型，最后到数学模型的过程，培养学生从具体实例到数学模型的建模能力。
三、将抽象的内容具体化、实践化、工程化
控制理论中大部分定义、理论和方法都是比较抽象的，在教学过程中如果仅限于理论的介绍和论述，学生不仅会感觉空洞乏味，而且有“无本之木，无源之水”的感觉。如果教师能够结合一些具体而又形象的例子，就会产生事半功倍的效果。例如在系统的稳定性这一章中，系统的稳定性是这样描述的：系统稳定性是指系统在初始状态，或者是输入引起的初始状态的影响下，由它所引起的系统的时间响应随时间推移，逐渐衰减并趋向于零。系统不稳定性的定义是：系统在初始状态的影响下，由它所引起的系统的时间响应随时间推移而发散。教师要花很多时间解释概念的内涵和外延，可是学生还没有直观形象的感觉。每当讲到系统稳定性和不稳定性定义的时候，我们就列举两个实例，一个是倒立摆试验台，一个是起重机的起升机构的末端部分――钢丝绳、吊钩和货物组成的正摆机构。倒立摆源于火箭发射瞬间的状态，是一种不稳定的系统通过稳定控制手段，使其稳定倒立的一个典型教学实例；而起重机载荷摆动是在受到外界干扰作用下在铅垂方向附近摆动，最终在空气阻力作用下恢复到铅垂方向，这个铅垂方向就是它的平衡位置。倒立摆的平衡位置是铅垂向上的位置，如果在外界干扰作用下离开平衡位置，在无外力作用的情况下就再也无法恢复到它的平衡位置了。通过这两个工程实例形象直观地介绍了系统稳定性与不稳定性这两个抽象的概念。
四、强化学生机械工程专业背景知识
从培养学生系统的理论知识、综合应用理论的能力和提高工程素质的目标出发，依据教学大纲，对课程内容进行整合优化，注重理论与工程实践相结合、经典内容与技术发展前沿相结合，充分体现经典控制论在机械工程中的应用。从生产、科研中提炼代表性的实例，例如程序控制系统以绣花机为例，由于在绣花机里预先编写了程序，所以绣花机根据程序运行，才能绣出美丽的图案。雷达跟踪系统是随动系统代表性的工程案例。恒温室是自动调节系统，无论外界环境温度如何变化，都能保持室内温度恒定。步进电机是典型的开环控制系统，所以有可能出现失步现象，但成本低，维修方便。数控机床伺服进给系统能精确定位，这是由于有反馈环节的作用，是闭环系统的典型工程案例。将这些代表性的工程案例贯穿于整个授课过程中，强化学生机械工程专业的工程背景知识，从中悟出机器运动的本质是运动控制的结果，体会到理论源于实践，又服务于实践的真理，理论与实践相辅相成、不可分割。
五、培养学生的实践动手能力
调整实验教学计划，更新与优化现有的实验教学内容，改变实验教学从属于理论教学的现状，制订独立的实验教学计划和实验教学大纲，针对每一章节的课程内容设计实验项目，编写与教材相配套的实验指导书，减少演示型、验证型实验项目，增加综合型、设计型实验项目。学生根据实验指导书进行实验，通过实验加深理解和验证所学的理论知识。
在完成正常课程的基本实验外进一步开放实验室，为学生提供一定数量的课外实验选题，鼓励学生加入教师的科研团队，参与教师的科研活动，同时，为学生自带课题及课外科技创新活动提供技术支持，培养学生动手操作能力和应用开发能力。指导学生根据自己对知识的掌握程度，在机电液控制系统实验平台上搭建实验系统，模拟典型工程案例和科研课题，对系统的性能进行实验研究，整理实验数据，分析系统参数对系统性能的影响规律，评价系统性能，然后根据所学理论知识设计控制策略，进行系统性能校正，达到期望的性能指标，培养学生的实践设计和动手操作能力。
通过学习Matlab软件编程、Simulink软件包以及工具箱的基本理论知识和基本操作知识，从简单的典型环节着手，尝试着用计算机模拟计算每一章节的习题，然后再模拟开环系统和闭环系统的设计及其性能分析方法，熟练掌握系统数学建模、时域性能分析、频域性能分析、稳定性分析、性能校正的计算机仿真方法。同时，进一步进行机电控制系统的数学建模、创新设计、性能分析，尝试用Matlab软件编程或Simulink软件包进行复杂机电控制系统的创新设计，培养学生的计算机辅助设计能力。
六、培养学生用控制论解决工程实践问题的能力
要实现机器运动可以通过机构驱动的方式，也可以通过控制手段，还可以通过机构与控制系统相结合的方式。不同的机器具有不同的固有特性，只有在掌握了其动力学特性的基础上，才能确定驱动方案，其中必有一种方案是最佳的。学生在机械原理课程中学习了各种机构，掌握了机构的运动规律。而本课程教会学生除了应用机构驱动机器外，还可以应用控制手段实现机器更加复杂的运动，培养学生如何将经典控制论应用于机械工程实践中，根据“时域性能分析和频域性能分析”的知识分析系统的动态性能，根据“系统性能校正”的知识设计控制系统，改变系统的运动特性，达到期望的运动目标。
七、结论
在《机械工程控制基础》的教学过程中，首先要培养学生的抽象思维能力和逻辑分析能力，通过生活实例和典型工程案例巧妙地将课程的基本理论与工程实践有机地结合起来，变空洞的理论具体化、实践化、工程化，激发学生的学习兴趣，通过强化机械工程专业背景知识，加强实验教学、计算机模拟仿真、综合实验周训练等教学环节，培养学生用经典控制论的方法去解决机械工程领域的实践问题，使该课程逐渐成为广受学生欢迎的实用性较强的一门专业基础课程。
参考文献：
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机械工程的内涵范文5
【关键词】机械工程；技术；创新
1机械工程内涵概述
机械设备是各项生产事业的必备基础工具。从功能可以将其分为粉碎机械、动力机械化、物料搬运与交通运输机械等；从机械服务对象可分为化工机械、农业机械、纺织机械与矿山机械等；从工作原理可将机械分为透平机械、热力机械、流体机械与仿生机械等。随着社会化进程的不断深入，机械工业成为支撑国民经济的基础行业，伴随现代化科学技术快速发展。机械工业是科学技术物化的基础，该产业的结构优化升级必须靠高新技术的突破来实现，而机械工程学科领域正是技术创新的基地。
2技术创新的方法――TRIZ
1946年，俄国学者阿利赫舒列尔（G.S.Altshuller）和他的同事最先提出TRIZ（发明问题解决理论）理论及基本方法，可以普遍适用于新出现的发明问题，协助人们获得这些发明问题的最有效解。现在，国际上已经对超过250万项出色的专利进行过研究，大大充实了TRIZ的理论和方法体系。TRIZ理论有效地揭示了创造发明的内在规律和原理，目标是完全解决矛盾，获得最终的理想解。它是基于技术的发展演化规律研究整个设计与开发过程，而非是盲目的创新。实践证明，TRIZ理论可明显加快人们创造发明的进程，并最终得到高质量的创新成果。
试错法、发散思维法、联想法等传统的创新方法，是TRIZ理论出现之前人们进行发明创造采用的主要方法。与这些传统方法相比，TRIZ创新法有不少优点，如该体系中总结了创新的规律性，使创新过程的方向感增强，提高了创新效率，有助于预测产品的技术发展趋势。同时，TRIZ方法具有良好的可推广性和普适性。经过半个多世纪的发展，TRIZ方法形成了自身比较完善的体系，并在多个行业得到应用。
技术系统进化理论是TRIZ中最重要的内容之一。该理论主要有8大进化法则，这些法则可以用来预测技术系统，产生并加强创新工具。这8大法则是：（1）技术系统的S曲线进化法则；（2）提高理想度法则；（3）子系统的不均衡进化法则；（4）动态性和可控性进化法则；（5）增加集成度再进行简化的法则；（6）子系统协调性进化法则；（7）向微观级和增加场应用的法则；（8）减少人工介入的进化法则。TRIZ法通常用于机械技术概念设计阶段，针对研发过程提供先进的创新理论、方法及多学科的知识背景，运用软件平台引导设计者系统化地分析问题、分解矛盾。自创立以来，TRIZ增加了一系列工具，如，冲突矩阵、ARIZ、AFD、物质――场分析、ISQ、DE、8种演化类型40个创新原理，39个工程技术特性，物理学、化学、几何学等工程学原理知识库等。这些工具为创新活动的开展提供了基础，从而使TRIZ的实际应用具有可行性。但是TRIZ方法并没有提供如何与实际情况相结合的现成思路，因此在实践中还有大量工作需要完成。
3机械工程技术创新模式
技术创新模式指借助新理论、新技术和新工艺，开发生产新的机械设备，提供新的服务。技术创新的模式可以根据技术创新的动力源、创新的内容、创新的重要性和幅度、技术创新的方法等划分为以下几类：
3.1合作创新模式
机械工程技术的合作创新模式是指企业、科研机构与高等院校之间联合开展的创新活动。合作创新多出现于新兴技术和高新技术领域，以共享资源或效益为前提，有明确的合作目标和合作期限，合作各方在技术创新过程中协商投入，共同参与，分担风险。企业、科研机构与高等院校的合作创新是国内外机械工程技术创新的重要模式。
3.2自主创新模式
机械工程技术的自主创新是来源于组织内部的技术突破，通过独立的研究开发活动，获得拥有自主知识产权的技术，其成果通常是前所未有的重大科学发现、技术发明、原理性主导技术等，意味着在研究开发方面独一无二的贡献。自主创新可以摆脱技术引进和模仿造成的依赖性，其根本是占据技术领域的主动权。
3.3模仿创新模式
机械工程技术的模仿创新即通过模仿并改进已有技术而进行的创新活动，是对率先进入市场的机械产品进行改造再创新，即首先掌握被模仿产品的技术诀窍，在此基础上产生新的创意，超过原来的技术水平，使新技术更具市场竞争力。模仿创新的优势是能够大量节约研发和市场费用，降低投资风险，但是这一模式具有较强的技术跟随性。随着我国知识产权保护的力度不断增强，专利制度也在继续完善，通过这种模式获得效益显著的新技术越来越困难。
4构造有利于实现技术创新的机制
围绕一项技术创新项目所要的开展活动非常多，例如，设计项目方案，协调多方力量共同开展技术创新活动，对技术创新项目进行风险控制，对创新人员进行有效激励以保证项目成功实施，以及对技术创新效果进行绩效考核等。技术创新机制是一系列动力、规则和程序组成的复杂系统，核心为技术创新与市场需求之间的矛盾。该机制包括投融资机制，运行机制，激励机制，考核机制等基本机制及众多子机制，它们之间也存在着相互影响和相互制约。
4.1投融资机制
科技是促进社会和经济发展的强大动力，但科技的发展绝不是孤立的，财政、金融、税收、贸易等相关政策共同作用才能促进技术创新蓬勃发展。因此，在制定机械工程技术创新计划时，一定要有财政、金融、税收、贸易等方面政策意见的参与和协调，使所制定的技术创新方案具有可操作性。
4.2运行机制
运行机制是指技术创新逐步展开的规范化过程，它通常包含3个运行循环；（1）生产的物质流循环；（2）科技的信息流循环；（3）资金流循环。技术创新就是在这3个循环同时进行、互相配合中完成的。
4.3激励机制
机械工程技术创新激励机制是管理者与研发人员（激励主客体）之间进行信息交流，达成协调的过程。就利益隶属而言，技术创新项目的管理者和研发人员是相互独立的，因此激励要依据实现双方利益目标这一原则进行。
4.4考核机制
在考核机制中，要建立考核原则，设计考核的流程和具体考核指标，明确负责人及其责任。考核的数据并不代表一切，它可能只是某些潜在管理问题的表象，关键在于技术创新项目管理部门如何综合分析考核的数据结果，并以此作为技术创新机制管理的切入点，才能体现考核机制最有价值的意义。有效的技术创新机制是解放和发展现代生产力的根本途径，开展技术创新的关键内容之一就在于建立有效的技术创新机制。
5结语
机械工业越来越成为国民经济的支柱产业，因此各类机械工程企业均应继续强化技术更新改造，有效提升机械产品现代化技术含量，科学推行产品研发更新，促进我国经济建设持续发展。
参考文献：
[1]严桂英.对我国机械工业发展现状及对策的思考[J].改革与战略，2008.
机械工程的内涵范文6
关键词：实验室体系；一体化；CDIO；机械工程
作者简介：葛友华（1956-），男，江苏盐城人，盐城工学院机械工程学院，教授；陈西府（1979-），男，山东临沂人，盐城工学院机械工程学院，副教授。（江苏 盐城 224051）
中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）32-0168-02
周济院士在第二次全国普通高等学校本科教学工作会议上指出：“我国本科教学质量在世界上是先进的，但也有严重不足，最为突出的就是实践能力较差。”[1]实验教学是工程教育中的重要环节，加强实验室建设对增强学生的实践能力具有重要意义。当前，我国大多数高校的实验室建设存在三点严重缺失：一是资金投入不足；二是资源利用率低，绝大多数专业实验室的使用率都在30%以下；[2]三是实验类型单调。这些不足导致实验设备陈旧、利用率低，实验项目设置落后，实验教学效果差。
基于以上原因，诞生于20世纪90年代的以能深化学习技术基础和实际能力的二元学习经验为特色的CDIO教学模式在国内外工程教育界受到广泛关注，[3]并在我国多所高等院校得到应用、创新。[4]CDIO工程教育模式由构思、设计、实施、运行四个环节构成，CDIO教育理念主张学生以自主的、实践的、课程之间具有有机联系的方式学习和获取工程能力。[5]CDIO共有12项标准，其中标准3“一体化的课程计划”、标准7“一体化学习经验”要求CDIO模式下的实验室体系应具有“一体化”特征。
一、实验室体系模型
第一，按照一体化的实验课程体系进行实验室系列建设，以项目实验室为点、单元实验室为线、实验室系列为面、实验室体系为体，构建了点、线、面、体的实验室整体框架，凸显实验室结构、层次的结构一体化。
构建一体化的机械工程实验室体系要结合学科特色和专业特色。各实验室系列具有各自的专业性和学科性，彼此之间的联系体现机械各专业之间的关联。项目实验室是实验室体系中最基本的要素，各项目实验室之间具有层次性和相关性，有特定的实验内容和明确的培养目标，这些内容和目标具有明确的、关联的互补性分工，共同形成了单元实验室。同样，各单元实验室根据理论课程或理论课程群组建，能够体现某一课程体系的实质要求，因而单元实验室共同形成了一个有机的实验室系列，这样的实验室系列体现了各专业内涵。需要说明的是机械各专业之间的课程交叉决定了各实验室系列的交叉融合，这些交叉的实验室系列构成了机械实验室的有机整体。这一整体构架结合了盐城工学院的机械专业特色和江苏省重点实验室建设。
按照机械类专业的培养目标和CDIO大纲的要求，结合国内外同类高校的培养方案、调研国内机械行业的需求和发展，建立和完善一体化的理论课程体系。以一体化的理论课程体系作为基础参考，形成了机械基础实验室系列、机械制造实验室系列、过程装备与控制实验室系列、机械电子实验室系列、工业工程实验室系列和综合创新实验室系列。每一实验室系列由若干紧密相关的单元实验室组成，依托于相应的理论课程群和实验课程群。各实验室系列之间有很强的交叉相关性，比如几个单元实验室能够组成一个功能丰富的创新实验室，从而进一步整合、优化实验资源，可大大提高实验资源的利用效率。
第二，紧紧围绕一体化的实验课程体系，强化学生的现代型机械工程师实践能力、知识应用能力、创新能力、团队协作能力和一定的社会能力，搭建具有能力梯度的实验室立体平台，推进知识和能力一体化。
从实验室层次上形成了认知型、应用型、操作型、设计型、综合型、创新型六个层次的实验室，如图1所示。其中认知型实验室主要提供对机械行业知识、基础理论知识的感性认识，加深学生对机械行业和理论知识的理解。应用型实验室强调应用理论知识的能力，要求学生能够分析、解决简单的比较接近工程实践的问题。操作型注重培养学生的动手能力；设计型和综合型实验室强调知识应用能力、理论结合实践能力和团队协作能力，突出体现知识能力一体化、理论实践一体化；创新型实验室力图培养学生的综合能力，重点体现学生的主体地位，比如机械创新设计实验室、机械设计制造专业综合实验室等。
CDIO倡导一体化的课程计划，培养目标定位为知识和能力的一体化。因此实验室建设基于一体化的实验课程体系，通过对实验项目和实验室的一体化建设实现知识和能力的一体化。项目实验室的设置是按照实验课程的培养目标对现有的实验室进行改进、完善和更新，每个项目实验室有明确的能力培养目标和实现方法。对实验室的每个确定项目明确其知识培养目标和能力培养目标，目标的设定要能够完整地体现CDIO的思想。最终各项目实验室的目标总和能够达到单元实验室的总体目标，单元实验室的培养目标总和达到实验室系列的总体目标。
第三，按照CDIO对知识培养和能力培养的总体要求，对每一实验项目进行详细设计，从培养目标、培养方法、实验内容、能力培养措施、考核方法等几个方面优化实验项目的内容，促进学生“做”与“学”一体化。
为实现实验教学的“做”与“学”一体化，对实验项目的内容进行了以下设计：实验项目来源尽量结合实验室实际、生产实践应用。实验内容总体上包括三个方面，即实验准备、案例介绍、实验指导。实验准备主要提供实验的知识应用背景、拓宽学生知识视野、增长实践知识等。这一部分可包括适当的实习、考察、车间录像以增强学生实践知识；介绍与实验项目相关书籍资料、生产背景等。案例介绍为学生独立实验提供参照和帮助，能把复杂的原理、背景、操作等具体化和简化，以利于学生很快进入角色。实验指导能从方案选题、方案设计等方面引导学生主动学习并构思实验的对象。详细设计后的实验项目具有实验内容具体、指导性强的特点，保证学生有能力实现由“被动灌输”向“自主实践”的转变，从而促进了“做”与“学”的有效结合。
二、一体化实验室体系建设的关键环节
其一，师资队伍建设是CDIO模式下实验室软件建设的最重要方面。从教师培养、青年教师实习、学校企业合作等方面强化双师型实验师资队伍的建设，同时推动教师自觉地进行CDIO教学方法的改革和探索。
CDIO标准9和标准10要求提高教师的工程实践能力和CDIO教学能力，双师型教师培养是实践CDIO教学模式的重要基础。首先，通过鼓励教师创办企业、支持横向科研、强化服务企业意识等举措推进教师实践能力的提高。其次，强化青年教师兼职企业锻炼。与周边地区企业合作建立了十几家优秀的实习基地，为80%的青年教师提供至少一年的企业锻炼机会。最后，加强和企业合作。一方面直接引进企业高级工程师兼任实验教师，另一方面是请有丰富经验的企业人员参与实验项目的设计。总之，实验师资队伍建设是实验室建设规划、设计、执行的主体，应使实验教师深入了解、学习CDIO的基本思想。促使教师在实验室建设中自觉地贯彻以学生为主体、教师为引导、知识与能力并重的实践教学原则，真正执行CDIO的实验教学标准。
其二，为确保CDIO理念的实施及效果，必须创新实践教学管理模式。实验室管理体制改革是实验室建设的关键环节。我们大力发展开放实验室、创新实验室和自主实验室来拓展实验教学模式，提高实验资源利用率，增加学生的主动学习经验。
开放实验室能够解决实验室人多、量大、资源利用率不高等问题，进一步满足综合性、设计性实验等对实验资源的高要求。创新实验室是以学生为主体、教师为辅导的形式进行机械创新设计、创新项目研究的高度自主实验室。通过创新实验室的建设，盐城工学院机械工程学院学生近年来在全国机械创新设计大赛、江苏省创新设计大赛等比赛中获得国家级一等奖一项、江苏省一等奖、江苏省二等奖多项。自主实验室是学生自主组织、自发进行的兴趣小组实验教学。学院为学生提供场地、历届学生的设计产品、实验项目成果等，学生们根据自己的想法进行自主实验、设计和研究。在自主实验室初期，需要配备指导老师并组织兴趣小组，在学院内部展示、交流、竞赛、评比等，影响和带动更多的学生自主参与。
其三，CDIO模式下实验室的硬件建设需要考虑资金投入、资源整合、教学需要等因素，我们结合自身实际提出双平台、多途径、优化整合的建设思路。
鼓励教研项目、科研项目、学生创新项目、自主实践项目与实验室相结合，丰富实验室建设的途径。从政策上大力鼓励教师在教学的同时从事教研和科研工作，为其提供专门的办公室和实验场所。发展校企合作，实现企业学校共建实验室。对于新建的应用型本科，应该结合自身的专业特色和学科优势，结合地方经济的发展，找到与地方企业结合的切入点，实现校企合作，共赢互惠。另外在现有实验室资源基础上进行更新、变革和重组，是满足CDIO模式下实验教学的重要途径。
三、结论
构建CDIO模式的一体化机械工程实验室体系是盐城工学院实验室建设和实验教学改革方面贯彻“教育部关于开展高等学校实验教学示范中心建设和评审工作的通知”中先进理念的集中体现，是该校机械设计及其自动化国家级特色专业建设的重要组成部分。经过近几年的实验室建设，盐城工学院的机械实验室中心具备了基本能够满足CDIO教学模式的硬件设施和软件条件。从近几年的毕业生就业反馈信息和在校生实践创新竞赛结果来看，实验教学效果和综合教学效果有很大提高。
参考文献：
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