時間:2022-10-04 08:09:54
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機械工程論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
學習是一個連續的過程,尤其是機械工程專業,該專業的課程設置是一環扣一環,結構緊湊和合理,因此,課程和課程之間聯系很大。但是,傳統的機械工程專業,似乎并沒有涉及到化學這一學科,更多的是涉及到數學和物理。其實,機械工程和化學關系也很大,理解到這一點,還可以把本課程作為機械制造課程群的基本課程之一。如《工程材料》課程:材料的結構涉及到化學的物質結構內容,不銹鋼涉及到電化學腐蝕內容,化學熱處理更是直接和化學有關;《機械制造基礎》課程:各種熱加工都不開化學熱力學知識,冷加工離不開表面工程和摩擦學知識;《機械制造工藝學》課程:鋼材表面的預處理、表面成形的工藝確定、表面質量的確定、各種熱處理工序的安排、各種先進制造工藝等都離不開化學知識;《再制造》課程:由于機械零部件的主要失效形式是磨損、腐蝕、斷裂三種,因此,零部件的再制造技術離不開表面工程、摩擦學、電化學、納米技術等化學知識。由于本課程理論較深,偏科學,機械工程學科相關課程實踐性較強,偏技術。事實上,理論和實踐、科學和技術從來都是相輔相成的。一般而言,它們存在兩種基本模式:一是由于生產實踐需要創建了技術,然后提高到理論上來,再反饋到技術中去,促進技術更一步發展;二是在實驗室中揭示了某些基本規律,建立了比較完成的理論體系,然后再在生產技術中創建全新的技術部門。比較化學學科和機械學科的關系,也有助于理解科學和技術的辯證關系。
2結合專業實際,闡明化學基本原理
在講解教材主體部分的時候,應適當結合機械工程專業特點,這樣講解起來學生印象較為深刻,同時又可以讓學生在大一階段逐步滲透機械工程學科思想。如講解物質結構部分,化學的結構是原子結構、分子結構、各種結合鍵結構、晶體結構等,這些內容純粹是化學知識,其實,結構的范圍很大,機械工程也有宏觀的結構。如軸上有鍵槽、軸肩、擋圈等,連接結構有螺栓、雙頭螺柱、螺釘等,機構結構有平面連桿、凸輪、齒輪機構等。這些都是結構,只不過和化學的結構從內容上不一樣,但從結構決定性能的角度看,實質是一樣的,只不過結構的尺度不一樣,一個偏微觀,一個偏宏觀,現在很多科學研究都是跨尺度研究。再比如化學的合稱,在材料界稱為制備和加工,在機械上就是機械制造,名稱上有差別,實際各自的角色都差不多。學院除了機械工程專業以外,還有三個專業,分別是過程裝備與控制工程、交通運輸、農業機械化及其自動化,學生應對一個學院的專業有一定的了解。在講解反應部分,這部分熱力學知識涉及到能量的改變,在學院這幾個專業里面,都要涉及到能量的轉化,機器和汽車涉及到電能、化學能、機械能等相互轉換,而過程裝備與控制工程專業有專門傳遞能量的過程工程;同時,該部分和過程裝備制造工藝密切相關,過程設備殼體制造的準備工序第一道就是鋼材的凈化處理,以清除材料表面的銹、氧化皮和熔渣等;講解電化學部分,也可以結合過程裝備與控制工程專業某些過程機器防腐蝕的特點來講解。事實上,過程裝備與控制工程專業以前是化工機械專業,是化學工程各機械工程兩大學科結合起來的。
3結合寧夏地區實際
大學的根本任務是人才培養,但同時大學也要服務社會,從這個角度講,老師應了解本地的相關企業,對于學生而言,也要清楚自己的專業和所學課程和當地社會的關系。,在講解熵變時,可以聯系能源的開發前景和利用效率,找到更加清潔與高效的新能源,如燃料電池、太陽能等[2],可以結合國電寧夏太陽能有限公司的主導產品來講解;講解溶液部分,涉及到滲透壓概念,純粹的講解概念學生肯定感覺到太學術,不清楚和身邊的事物有何關系,如果能結合寧夏地區的鹽堿地實際情況,了解到鹽堿地不容易種莊稼就能很深刻的理解滲透壓這一概念;講解溶液的凝固點下降時,可以參考寧夏共享集團有限責任公司,鑄鐵的非鐵元素含量較高,從而凝固點要比鑄鋼低,所以共享集團的鑄鐵溫度要比鑄鋼溫度低;在講解電解池部分,可以結合寧夏青銅峽鋁業集團有限公司的電解鋁、寧夏天元錳業集團電解錳來講解;在講解化學和環境這一部分,可以結合銀川污水處理廠采取的水處理流程環節;講解表面工程與摩擦學的時候,可以結合西北軸承股份有限公司,該公公司的軸承保持架均要采取磷化處理,區內其他機械公司的機械產品均離不開摩擦學知識。這樣學生既學習了知識了,又了解了當地的企業主導產品。
4激發學生興趣
任何學習,要有一定的熱愛才會學好,學起來才有主動性。因此,教學的過程中,可以穿插一些化學發展歷史,化學與諾貝爾獎,化學與社會,化學與生活,化學學科前沿等有趣的典故、故事。如人們利用掃描納米探針技術進行原子、分子尺度上的機械刻蝕,操縱單個的分子、原子,將單細胞核酸分析技術用于疾病的早期診斷,目前已經能夠進行乳腺癌特異性RNA中某種結構的測定[3]。以及向學生介紹化學理論已經取得的成就,這些成就為社會、生活的進步帶來的貢獻,化學的面臨的難題等[4]。讓學生知道化學學科不再枯燥,嚴密的化學學科也存在娛樂性的一面,還讓他們清楚化學學科和社會、生活都有關,更別說機械學科了。同時,也可以使學生理解自然科學發展的共性規律,增加科學素養和情操。
5發揮學生主觀能動性
人才培養的目的是讓學生自己掌握思想、知識和技能。基于此思想,本課程設置了三個專題:化學與材料,化學與能源,化學與環境。這三部分主要由學生講解,原則是學生要講清楚知識點,講清楚化學與這些主題的聯系,并且一定要聯系寧夏地區實際講解。把班級學生分成三組,每組講解一個專題,每組確定一位組長,讓組長給組成員分工,主要包括查資料、作PPT、演講者等。任課老師首先把每個專題涉及到的知識點和需要查詢的書籍、期刊文獻、圖片、網站等給學生交代清楚。講解的時候,該組學生全部坐在前面,講解完后,其他組學生自由提問,由本組學生負責解釋和回答。
6考核方式
本課程的主要任務是培養學生的自然科學素養,讓學生在工程實際中會運用化學基本原理解決具體工程問題。因此,考核方式與機械工程其它課程有所差異。課程考核采取全程考核,多種方式并存,期末考試考試采取閉卷考試。考核方式如下:(1)在三個專題講解環節要求是每個學生參入,但是分工不同,有的查資料,有的做PPT,有的講解,而且課堂有問答互動。本環節,我給每位學生的起點成績為60分,讓每個參與的學生保證及格。在此基礎上,再根據實際情況,給分工不同的學生不同的分數。(2)小論文環節該環節是每個學生自己完成的環節,在上述各小組分組講課之后,根據現場講解及師生互動情況,每位學生把專題講解總結成小論文,小論文角度不限,充分發揮學生自己的理解,但要兼顧本地區、本專業等基本原則,要求內容正確,層次清楚;圖標規范,語言通順;論證合理,思路清楚;參考文獻等要有出處,是網絡來源,要寫清楚網址。這為學生以后寫科研論文也打下了基礎。(3)期末考試環節本環節采取閉卷考試,學生作答。本環節不僅是考學生,也考老師自己。由于本課程的實際情況,試卷中盡量少出現計算、推導等試題,大部分試題側重運用化學原理解決工程實際。因此,作為任課老師,一定要知識點豐富,了解各個學科(如物理、化學、力學、材料、生物、尤其是機械學科等)的內在聯系和交叉、銜接情況,也要清楚本地區相關企業的實際情況。
7結論
1《機械工程材料》的教學
機械工程材料交融了多方面的專業課程,內容繁多,關系復雜,不利于被學生接受,因此教師在授課時,課堂理論與實際的結合就非常重要,將原本的抽象理論具體化,可以幫助學生直觀的了解并掌握機械工程材料的相關內容。注重理論與實際的結合,是提升教學效果的重要方式。如今多媒體的教學方式得到廣泛的應用,給教師的教學工作提供了極大的輔助作用。機械材料的教學需要大量的媒介輔助,多媒體正好提供了輔助功能。如今的《機械工程材料》的課堂教學,主要是借助多媒體、網絡教學平臺,將講課的方式生動化,期望學生能夠接受所傳輸的知識,在一定程度上提起了學生的學習興趣,但是這教學方式的本質是沒有變化的,還是教師對于學生的單方面傳輸,只是豐富了傳輸方式罷了。
2基于建構主義的《機械工程材料》教學
2.1以問題或任務作為驅動力教師在教學的過程中,以問題或任務串聯整個教學過程,讓學生帶著任務和問題開始學習,為學生的學習提供明確目的性,激發學習的積極主動性。在學生追尋問題答案的時候,教師對于過程加以引導,讓學生了解知識點的真實應用,同時對于實際的結合也是一個系統的知識梳理過程。比如教師可以引導學生認識鋼材的分類,將對不同型號鋼材的具體用途的認識作為學生的探究的學習任務,在學生的探究過程中,涉及到不同鋼種本身區別和特點的方方面面,整個過程下來對所有的知識點進行了一個系統的整理。這樣的過程改變了原本教師枯燥繁雜的教學過程。帶著問題和任務來學習,學生成為學習過程的主導力量,提升了學生的學習興趣,也幫助學生對于學科知識有更深入的認識。
2.2教學課程以學生熟悉的事情做類比在教學的過程中使用類比,可以幫助學生更好的理解所要傳達的信息,拉近學生與學科的信息距離,恰當的使用類比讓課堂的變得生動,學生的參與積極性提高。對于類比對象的選擇直接影響著類比的效果。在《機械工程材料》的教學過程有時候出于條件的限制,教師無法將實物搬到課堂上,這個時候類比的作用就凸顯出來了,類比對象盡量選學生熟悉的事情,可以是學生日常生活中常見的情景。例如金屬的凝固,金屬在大家的日常生活里大多是固體的,學生對于金屬的凝固肯定會覺得很抽象,而教師又無法將金屬凝固的過程展示出來,這時候如果教師講金屬的凝固類比為水的凝固,就一下子幫助學生產生了具象化的認識,畢竟水的凝固對于學生來說是再熟悉不過的。通過類比,讓學生借助自身已有知識與新知識的對比來強化記憶,有助于學生構建自己系統的知識網絡。
2.3鼓勵學生自己發現問題在教育工作中,提出問題跟解決問題一樣是對知識綜合掌握并運用的過程。在建構主義的指導下,多鼓勵學生提出自己在學習或實踐中發現的問題。引導學生主動的去發掘可能存在的問題,鼓勵學生對現有的理論提出質疑,可以引發學生對于理論知識的研究興趣,發揮實踐中的觀察能力,激發學生的學習積極性,同時通過對問題的發掘,學生對于知識有一個綜合性的認識。
3結語
基于建構主義教學理論指導的《機械工程材料》教學,學生成為課堂的重心,老師不再是一味的向學生灌輸知識。學生積極的參與到教學活動中,在知識對應的情景中將知識學以致用,從而達到學習的目的,教學的效果質量得到很大的提高。
作者:鄧玉容單位:重慶人文科技學院
1機械工程技術的運用情況
1.1高速精密加工技術的發展
高速精密的加工技術的運用領域中,最為典型的行業要數航空航天領域和汽車領域。作為高技術含量的機械工程技術的技術之一,高速精密加工技術有較高的生產效率和精度的加工和表面質量的特點,同時,生產成本也較低。為了有效提高加工速度和降低零件表面的粗糙程度,這就要求宏觀尺度或者部分微細零件加工中要運用高速精密加工技術,增強各部件配合的準確性和合理性,同時還有延長機械使用壽命和降低實現機械能耗與運行費用的特點。近年來,受到機械工程技術發展的影響,應運而生了傳動技術的智能化、集成化特點。具體來說,智能化集成化傳動技術是指“在機械生產過程中,將傳統的動力傳動技術與網絡、信息、數字、總線等先進技術進行融合,實現傳動件在線實時監測、實時控制、自我診斷和修復以及多種元件與功能的集成技術。”而智能化、集成化的傳動技術在機械工程中的運用不僅能夠實現產品性能的提高,簡化機械系統,還可以實現系統柔性的提高,提升傳動效率。此外,在機械工程傳動技術的運用方面,智能化、集成化又具有以下幾個特點:一是可以實現在線的監測工作,以及自我診斷和修復的功能;二是可以通過該技術進行在線遠程實時操控;三是集成多種元器件和功能;四是即插即用方便快捷的特點。
1.2數字化的工廠技術
數字化工廠技術在近年來,隨著機械領域的發展而發展,并且正不斷成為一種高新的機械工程技術。實際情況下,通過對數字化技術,尤其是在網絡技術的利用上,數字化工廠正逐步完善。這樣有利于對工廠所有數據的隨時調用,包括內不數據以及外部的數據更方便快捷的獲取。還能對計人員以及制造人員智慧與知識進行融合,從而更好地實現產品的設計、生產和管理、銷售等方面的現代化。數字化工廠技術具有集成化、透明化和智慧化的特征,這種方式在國際上受到廣泛的關注與運用,甚至于很多發達國家通過這種技術的運用,特別是在全球化的驅使下,全球協同設計和制造的工程都對此表示支持,對機械工程技術的發展不斷加強。
2機械工程技術的發展情況
如今,機械領域正面臨著深度調整和增長模式變化的巨大壓力,新型的節能環保技術已然成為機械工程中不可或缺的部分,并不斷地促進機械產品不斷向綠色化邁進。同時,不斷融合各個學科致使他們產生交叉的現象。這將會為技術系統的變革帶來不小的突破,也許還會引發新一輪技術革命的產生,智能化和綠色化逐漸成為機械工業的走向,同時它的服務化也隨之發展。此外,隨著我國的科研、制造和設計體的系越來越完善,我國的機械工程技術水平也同步提高。通過引進、和吸收的方法,不斷增強和實現自我完善等功能。具體來看,目前的機械工程技術的發展情況可以概括為:在不斷提升的機械設備組合其功能也在不斷加強,這就促使機械設備的產率功效獲得大幅度提升。而機械設備在在線檢測和適應功能等方面的增強,也導致機械設備可以在工作運行的前提下,實現自我檢測、調整和適應的效果。為了進一步保障機械生產的穩定性和持續性,以上提到的在不停機的情況繼續運行功能的實現,更有利于生產效率的保證,還能促進設備在防護和檢修方面其工作水平的提高,
3結論
總之,機械工程技術是作為機械產品生產和制造的重要組成部分,不僅對我國的技術文明的發展有著重要的意義,還對我國的物質文化產生重要影響,以及在社會經濟等方面也發揮著不可忽視的促進作用。現階段,在我國機械工程技術在的運用情況來看主要體現一下方面:建模、仿真、設計優化技術,零件精確成形技術,大型構件成形技術,高速精密加工技術,智能化、集成化傳動技術以及數字化工廠技術的運用。而伴隨著經濟的不斷發展,科學技術也在不斷的進步,我國的機械工程技術也在不斷的向著綠色化、智能化以及集成化方向不斷發展,并在設備的組合功能和自我檢測等方面功能不斷實、不斷增強的情況下,進而達到他的水平也在不斷的提升。
作者:高金梅 單位:哈爾濱松江電爐廠有限責任公司
論文關鍵詞:自考機械過程控制基礎,教學
《機械工程控制基礎》課程,是全國高等教育自學考試機電一體化工程專業(獨立本科)必考的一門專業基礎課。并且是一門重要專業基礎課。工程控制論實質上是研究工程技術中廣義系統的動力學問題[1]。機械工程控制基礎課程的主要內容就是根據控制論的理論基礎,研究機械工程技術中廣義系統的動力學問題。
本課程的主要目的在于培養學生以動態、整體、聯系的觀點研究分析一個機械工程系統,運用控制論中的基本概念和方法,解決機械工程領域中有關自動控制及系統動力學方面的問題。其特點是從信息的傳遞、轉換和反饋角度來分析系統的動態行為;為采用控制的觀點和思想方法解決生產過程中存在的問題以及為了使系統按預定的規律運動,達到預定的技術指標,實現最佳控制打下基礎;并且也可以為后續的機械類相關課程的學習打下一定的理論基礎[2]。
機械工程控制基礎研究的問題帶有普遍性,對工程實踐具有重要的指導意義,該課程的開設對培養學生運用控制原理的基本方法教育教學論文,提高分析和解決各種工程問題的能力奠定扎實的理論基礎。為后續專業課學習和今后從事控制工程實踐奠定基礎。
本課程要求考生掌握經典控制理論的基本概念,基本原理和基本方法。在牢固掌握控制理論基本概念和典型自動控制系統的特點的基礎上,具備對簡單機電系統進行分析的能力,深刻理解并熟練掌握典型系統(特別是一階系統)的時域和頻域特性;能判別系統的穩定性;了解系統辨識的基本原理及相應的方法怎么寫論文。
但是,由于該課程比較抽象,學生的學習熱情不高,學習效果也不理想,甚至產生厭學的情緒。本文針對自考生的這種現象,提出了與普通本科教學不同的教學方法和教學手段。針對非自學型自考學生,從教師的講解思路和方法出發,結合本課程的特點,淺談筆者的教學體會,以供同行商榷。
1、了解學生學習現狀
自考學生普遍是,在高中時期學習相對較差,但是,又具有想學會心態。因此,這是最大的一個矛盾,本身的基礎薄弱,又想學會教育教學論文,通過考試。這就需要教師的辛勤付出去幫助學生解決這一矛盾。
本門課程要求以物理,電工學,高等數學為基礎,這些前期課程,學生本身可能就沒有學精通,所以,學習氣機械工程控制基礎就會更難。作為授課教師,一定要充分了解學生學不會,是什么原因造成的。當了解的現狀后,就應該吧學生不會的內容再給補充上。當然這里也存在一個課時的問題,不可能把前期的課程全部都再教一遍,能做到的只是,當本門課程用到哪部分內容后,就把那一部分內容補充上,絕不可能通篇全講。
例如:在第二章講授拉普拉斯變換時,就必須把高等數學中積分和求導的基本公式補充上,不然學生就會因為積分求導不會,而導致拉普拉斯變換學不會。
例如:在講第三章系統的數學模型時,就必須把物理的受力分析教育教學論文,牛頓定律等補充上。這樣學生才可以分析一個機械系統的受力,才可以建立微分方程。在這一章的內容中還要補充上基爾霍夫電壓定律,電流定律,不然學生就很難建立電網絡系統的微分方程。
在補充上述的內容時,主要是要注重對這些基礎理論如何應用。可以通過多講例題,講簡單的例題,來使得學生能會用這些基礎理論。
2、樹立學生學習信心
改變學生對機械工程控制基礎的厭學心理,解除對這門課產生恐懼的精神壓力,營造出一種比較輕松愉快的心理環境;還應該排除心理障礙,盡快的熟悉本門課程中處理問題的方法,轉變學習觀念。
學生在學習時,剛剛開始學,就會覺得不會,因為,開始部分就是拉普拉斯變換。但是,這一章必須要讓學生學會!這是磨刀不費砍材功。這里當然要用到較多的高數知識,用什么就補什么,這里即使用的課時較多,也必須學會怎么寫論文。一方面這是整個課程的數學基礎教育教學論文,另一方面如果開始學生就沒學會,那么就會導致學生放棄這門課。可以通過一些簡單的練習,讓學生感覺自己會做題,在心理上,學生就會慢慢的建立起信心來。在這樣的一個基礎上,學生才可以不恐懼,也就不放棄了。教師講課的過程中常常通過一些暗示給學生,這門課簡單,易學會,易通過。這對于學生樹立學會的信心和通過的信心,是很有幫助的。
每年都會有一部分考生在聽課過程中或聽完全課程后,進入復習階段時感到心中沒底,加之時間緊,就放棄了,很可惜。所以,進入復習階段,教師更應多給學生鼓鼓勁,讓學生樹立“我能行” 的信心。樹立考試成功的信心,不打 “退堂鼓”。
3、提高學生應試能力
一般這個階段要放在全課程學完之后教育教學論文,提高學生應試能力是至關重要的,也是提分最快的方法。
首先,要掌握考試重點,不能通篇用勁。在全面閱讀教材的基礎上,掌握重點章節內容,著重掌握系統傳遞函數、方塊圖、誤差分析、時域分析、頻域分析、穩定性判別。從知識點分布來看,本課程試題覆蓋了教材七章的全部內容。單選題覆蓋面最廣,基本上每章都能涉及。填空題覆蓋面廣,覆蓋了教材的七章內容,主要是考查學生掌握基本概念的能力,也有少部分是計算的。簡答題考查學生掌握基本概念,最近幾年的簡答題多數都是概述、識記基本概念。計算題分布很廣,主要是考查學生的綜合應用能力。從整體來看,教材七章內容知識點分布不均勻,重點章節主要是第3章,第4章,第5章,第6章。而第1章、第2章和第7章是知識點考查較少的章節。
其次,全面分析歷年考題教育教學論文,了解考試中的題型規范,試題難度,學生在學習的過程中要熟練掌握各種典型的例題。熟練掌握出現在歷年考題中典型題型的解題思路,并多次練習,歷年考題可以反復練習多次怎么寫論文。
例如:勞斯穩定判據的題目,一部分題目為直接運用勞斯判據來判斷穩定性,還有一部分題目為,求取系統中某參數的穩定范圍。但是這類題目,只要多做練習,學生基本都可以掌握。
最后,學生在應試中總是存在一些問題。因此,要求學生要做到:1.排除一切思想雜念,一心一意答題。2.拿到試卷后,迅速瀏覽試卷。同時要快速瀏覽考題和相應的分值,按難易程度確定做題的順序,首先做最熟悉的題目和內容;主觀題中如有得心應手題,應先做,然后再按順序答題,遇到一時難答的題果斷跳過教育教學論文,答后面的題,以防在某道題上耽擱時間,影響后面的答題。3.答完卷后別忘記重新考慮最初沒確定答案的那些題,另外要至少全部檢查一遍看有沒有因疏忽而出錯的地方。4.不要盲目提前交卷,在確保沒有漏題的情況下經過兩遍檢查方可交卷。
4、激發學生學習潛能
學完本課程后,進入復習階段,一般說來至少要留出一個月的總復習時間。在總復習期間,教師給學生鼓勁,教給學生復習方法,把學生的學習潛能最大限度的挖掘出來。要提醒學生注意:1.制定詳細的復習計劃,按部就班地復習,提高效率。在復習時更應注意經常翻閱和回憶教材摘要認真領會,揣摩并加以熟練掌握。
參考文獻
[1]楊叔子,機械工程控制基礎(第五版),武漢:華中科技大學出版社,2005.2。
[2]陳康寧,機械工程控制基礎(1999年版),西安,西安交通大學出版社,2008.218。
關鍵詞:地方高校 機械工程 產學研合作教育 課程體系
地方高校如何準確定位人才培養目標,科學合理地構建課程體系和實踐教學體系,實現教學與科研、生產有機結合,培養高水平應用型創新人才,是當前和今后一段時期內,地方高校產學研合作教育需要重點解決的問題[1]。不同高校采用不同的教學模式,構建不同的課程體系和實踐教學體系,培養不同類型的創新人才[2,3]。以我校機械工程專業為例,主要研究地方高校機械工程專業課程體系和實踐教學體系的建設,課程群和實踐教學環節的構建,以及教學改革措施,為培養具有機械產品的研究、開發、設計、制造、生產組織管理以及經營能力的創新人才奠定堅實的基礎[4,5]。
1 人才培養目標
通過對國內眾多開設機械工程專業的高校進行調查研究后發現,我國當前和未來相當長的一段時期內,機械工程專業的大多數本科畢業生將直接進入生產一線,從事機械產品設計、制造、生產組織管理等工作。因此,地方高校機械工程專業的人才培養目標是培養具有較扎實的自然科學、人文社會科學基礎,較系統地掌握機械工程專業寬廣的技術基礎知識,具有較強的創新意識和機械工程專業應用能力,能從事機械產品研發、設計、制造,以及組織管理和市場經營工作的應用型創新人才。
2 課程體系建設
2.1 課程體系
2.2 課程群建設
14個模塊對應著不同的課程群,通過課程群的建設完成對學生不同階段的培養。
人文管法社會知識模塊是培養學生的法律意識和人文修養,通過這個課程群的學習,使學生具有較扎實的自然科學基礎和人文社會素養,具有較強的社會責任感和良好的職業道德,較好的表達能力和交流能力。
質量安全環保意識模塊是使學生了解本專業相關的方針政策、法律、法規和技術標準,具有環境保護和可持續發展意識。
基本技能模塊是通過大學英語、專業英語、雙語教學課程的設置,培養學生能較熟練地應用英語進行專業交流的能力,尤其是口頭和書面表達能力;通過計算機文化基礎、技術基礎課程及其應用實踐,使學生具備應用計算機解決一般技術問題的能力,為今后應用計算機進行輔助設計、分析、模擬和計算夯實基礎;通過信息檢索課程的學習,掌握運用現代信息技術獲取相關知識的基本方法,使學生具有持續學習和獨立獲取知識的能力。
自然科學知識模塊是通過數學、物理、化學、力學、電工電子學等課程的學習,培養學生建模求解、設計計算、系統分析與預測能力,為后續專業基礎課程和專業課程的學習打下堅實的理論基礎,這是工科學生應具備的基本功底。
專業基礎模塊是通過機械制圖、機械原理、機械工程控制基礎等課程的學習,使學生具有本專業必需的機械制圖、設計、計算、實驗、測試、工藝、操作等基本能力。
專業應用模塊、專業訓練模塊是通過機械設計、機電系統設計等課程的學習,掌握機械工程設計、制造、性能檢測、質量管理的原理與方法,通曉機械工程領域的專業技術標準、安全技術規范等,使學生基本掌握本專業的分析問題、解決問題的能力。
工程機械模塊、起重與運輸機械模塊是在綜合掌握機械工程專業知識基礎上,通過工程機械、起重與運輸機械、電梯控制技術等課程的學習,加強工程機械、起重與運輸機械的設計制造、檢測控制、組織管理等知識的學習與實踐,使學生具備本行業產品的研發、設計、制造及管理能力。
創新知識模塊、創新訓練模塊是通過TRIZ理論與方法、專利寫作與申請等課程的學習,培養學生
的創新意識,使學生初步具備機械工程專業創新設計與創新制造能力,能夠跟蹤本領域科技發展前沿和發展趨勢。
工程認知實踐模塊、工程項目實踐模塊、工程崗位實踐模塊是通過各種教授講壇、企業家講壇、前沿知識講座、企業管理講座,使學生積累一定的機械工程企業和經濟社會環境下的綜合工程實踐經驗,初步培養學生從事機械工程領域新產品開發、生產組織管理、市場經營工作的能力。
3 結束語
根據學校自身學科特色和優勢,以及人才培養目標,結合地方經濟社會發展狀況,在產學研合作教育背景下進行教學改革,提出產學研合作教育模式下“四層十四模塊”的課程體系,建立與產學研合作教育相匹配的課程群,推進人才培養與企業相結合的模式,利用企業高技能人才和專家參與實踐教學,從而培養出高質量能適應地方經濟社會發展需求的機械工程專業應用型創新人才。
參考文獻
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[2] 韓毅曈.工科院校發展產學研合作教育的對策研究[D].西安建筑科技大學,碩士學位論文,2011(5):15-35.
[3] 李和平,肖忠躍,羅淑平.產學研合作創新教育提升高校工科教學質量的探索[J].井岡山大學學報,2009,30(6):112-116.
論文關鍵詞:機械工程類專業;創新能力;課程體系
在科技迅速發展、綜合國力競爭十分激烈的當今時代,培養大學生的創新精神和創新能力具有十分重要的意義,已愈來愈成為時代的要求。改革開放以來,機械工業取得了穩定、快速的發展,同時對機械工程類專業教育提出嚴峻的挑戰。根據本院制定的創辦“優勢突出、特色鮮明、水平較高,位居省內外同類院校先進行列的地方性、教學型、綜合性大學”的辦學定位和培養“素質高、基礎好、知識廣、能力強、有個性、會創新的應用型高級專門人才”的培養目標。結合邵陽學院機械工程類人才培養的實際,培養學生的創新能力作為邵陽學院大學生的重要培養目標之一,針對機械工程類創新型人才的專業特點,邵陽學院機械工程類專業探索出一條科學、完善的機械工程類大學生創新能力培養的路子。本文從創新型人才培養課程體系、實踐創新體系等方面構建機械工程類大學生創新能力培養模式,使邵陽學院能培養出具備素質高、能力強、會創新的應用型高級機械工程專業人才。
一、機械工程類創新人才培養的意義
科學制訂創新型人才培養體系對培養什么類型的人才有很大的作用。過去機械工程類專業的課程體系過度注重基礎課和專業課,而忽視了學生興趣愛好、個性特長方面的課程。教學內容則往往過分依賴教材,著重強調基礎知識、基礎理論傳授。對于科學技術的發展前沿,教材往往相對滯后。對學生往往采取“填鴨”式的教學,學生注重死記硬背,拼命忙于應付考試,培養出來的學生高分低能,缺少靈活性,缺少創新精神。所以,制訂創新型人才培養體系時,始終堅持學生全面發展的教育觀,堅持促進學生思想道德、科學文化和身體心理等素質的全面發展,注重知識、能力與素質的協調發展。
二、構建機械工程類專業創新型人才培養課程體系
創新型人才培養課程體系主要是由人文素養和科學態度相結合的通識教育平臺、多學科綜合交叉構成寬厚的學科基礎教育平臺、精深的專業知識和淵博的文化修養并重的課程模塊所構成。
通識教育課程平臺包括自然科學基礎知識、人文社科基礎知識、文體藝術修養知識、應用科學技術知識與基本技能等有機結合,改變過去教學內容偏窄、知識結構單一的格局。主要課程有中國近代史綱要、形式與政策、品德與法律、體育、健康教育、大學英語、大學語文、高等數學、大學物理、計算機基礎、演講與口才、技術經濟學、企業管理等。主要培養學生適應社會與進入社會后發展需要的通識教育知識,培養學生對時代和社會發展規律的正確認識,提高學生的道德情操,樹立正確的人生觀、價值觀和發展觀,培養學生的經濟意識與政治意識,提高學生的科學文化素養,促進學生的全面發展。
隨著現代工業化進程的飛速發展,現代工程逐漸凸顯創造性、綜合性、社會性、復雜性等特征,未來工程師在“非工程”方面面臨的挑戰越來越大。工科大學生在業務素質方面要加強與民族意識、工程意識、經濟意識的融合,并處理好人與社會、人與自然、自身發展與社會協調發展的關系。因而,必須進行多學科綜合交叉學科基礎教育平臺,即涵蓋機、電、液知識、檢測技術、控制技術、制造技術與經濟管理技術的寬厚的基礎課程體系。主要課程有機械制圖、理論力學、材料力學、金屬工藝學、計算機接口與應用、機械制造工藝、電工電子技術、熱工原理、液壓與氣動技術、控制工程基礎、工程檢測技術、汽車工程學、企業管理等。旨在加強學科基礎教育,拓寬專業口徑,培養學生對未來工作的適應性,增強自我發展的能力。
根據學生的興趣、專長、發展方向和社會需求,按專業大類招生,分專業方向培養。基于精深的專業知識和淵博的文化修養并重的原則,對專業課程學時減少的同時,課程內容進行精煉,突出應用廣、水平高、效果好的特點,對現代制造技術、機電一體化、熱能工程、模具設計制造、汽車與內燃機、制冷與空調6個專業方向的專業課程模塊結構進行優化,在每個專業方向均設置特色課程和探索性課程,針對發展學生個性和增強學生就業競爭性開設部分選學課。
高素質的機械工程類專業創新型人才不但要具備從事工業產品的設計制造、科技開發、應用研究、運行管理和經營銷售等方面工作的創新型、應用型人才的能力,同時還要具備一定的管理協調能力。因而,構建創新系列課程模塊要基于工程實際,注重培養學生的創新設計能力。結合機械工程學科發展前沿、創新理論與方法的學術前沿,著眼于整個機械系統,開設課程有機械原理與機械設計、產品技術創新、現代設計方法、CAD技術、機電系統動態仿真、機械優化設計、有限元分析、機械系統創新設計、工業機器人等課程,涵蓋了創造學、創新設計的基本理論與方法。一方面為學生提供夯實的理論知識,另一方面用現代機械設計理論與技術通過大量工程設計去實踐,為以后學生解決實際問題的能力奠定扎實的基礎。
三、構建工程類專業創新型人才培養實踐創新體系
實踐環節是機械工程專業教學中的一個重要教學環節,在培養學生的創新能力方面有著不可替代的作用。單靠理論教學是不能內化成學生創新能力。在教學中要與生產相結合,將科研活動引入教學,加強工程實訓和學生課外科技創新活動,使學生知識來源渠道多樣化,能力培養多元化。注重學生的競爭意識、創新意識、社會責任感和綜合實踐能力的培養;不斷完善以培養學生綜合素質、提高工程實踐能力、工程設計能力和創新精神為主要目標的工程實踐教學新體系。
實踐基地已建立了一整套完善的實踐教學管理、崗位聘任及培訓等制度。在此基礎上,順利實現了人事改革,通過競聘上崗,擁有實驗專職技術人員9人,其中高級職稱3人,中級職稱5人,初級職稱1人;教學儀器設備852臺(套),總值達901.36萬元。按照工程模式進行實踐基地的設計與規劃,重視學生的工程能力、應用能力及創新能力的培養。按照省級示范建設實驗室、省級重點實驗室的建設標準來進行規劃和設置。整個實踐基地分成三大塊:動力機械實訓基地、基礎實訓基地、動力機械創新實訓基地和專業實驗場地。
動力機械實訓基地包括金工實習基地和動力機械拆裝實訓基地。機械實習工廠基地以數控設備為主,每年能承擔實驗教學任務達16000人次,除了承擔正常的實驗教學任務外,還承擔數控操作的認證培訓工作,學生在數控課程、數控實習的基礎上通過考試可獲得資質證書,有利于培養學生的應用能力及就業競爭力;動力機械拆裝實訓基地包括機械產品拆裝、機電產品拆裝、模具拆裝、制冷設備拆裝、內燃機拆裝以及拆裝準備間,每年可承擔拆裝實訓教學任務達2000多人次。
動力機械基礎實訓基地包括工程力學模塊(理論力學、材料力學)、金屬材料及熱處理模塊(互換性及測量技術、金屬材料熱處理)、傳動與控制工程模塊(控制工程基礎、微機原理與接口技術、液壓與氣壓傳動、機電傳動控制、PLC等)和熱工基礎實驗模塊(工程熱力學、傳熱學、流體力學、工程測試技術、能源與環境)。每年可承擔實驗教學任務達32000人次。并對實踐內容進行重組,實踐手段和內容體現了先進性、綜合性及設計性。
動力機械創新實訓基地包括機械創新模塊(機械原理、機械設計、機械創新設計)、機械工程軟件實訓模塊(AutoCAD、Pro-E、UG、Cimetron等)、虛擬實驗模塊。以前實驗要求給學生提供詳細的指導書,讓學生機械地去驗證。這樣,驗證性實驗極大地束縛了學生的手腳,使學生的思路打不開,也造成一部分學生的依賴思想。針對這種情況,我們提供了各種虛擬傳動零件、機構及各種仿真軟件,為學生自行設計和組合創新機構提供了良好的條件,不向學生具體提出要求,只提出需實現的功能,學生通過各種虛擬實驗機構驗證創新實踐成果,并通過機械工具制作出產品模型。整個實訓過程學生獨立做出,自己編寫和總結實驗報告。這種實驗方式以設計為主線,注重創新設計能力培養,提高學生方案設計創新能力和綜合應用知識解決實際問題的能力。
專業實驗場地包括機械工程實驗模塊、熱能工程實驗模塊、車輛工程實驗模塊、材料成型實驗模塊,承擔了三個機械工程類專業、六個培養方向的專業實驗教學任務,每年可承擔實驗教學任務達11000人次。
英文名稱:Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering
主管單位:中國農業機械學會排灌機械會
主辦單位:中國農業機械學會排灌機械學會;中國農業機械工業協會排灌機械分會;江蘇大學流體機械工程技術中心
出版周期:雙月刊
出版地址:江蘇省鎮江市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1674-8530
國內刊號:32-1814/TH
郵發代號:28-82
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1982
期刊收錄:
核心期刊:
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽:
聯系方式
英文名稱:Modern Machinery
主管單位:貴陽州經濟貿易委員會
主辦單位:貴州省機電研究設計院;貴州省機械工程學會
出版周期:雙月刊
出版地址:貴州省貴陽市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1002-6886
國內刊號:52-1046/TH
郵發代號:66-25
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1974
期刊收錄:
核心期刊:
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽:
聯系方式
在我國,有關于現有機械工程控制基礎教材優缺點的分析、版面設計的研究,以及學習理論、教材設計研究、學習環境的設計理論等都有一些論文以及專著述及,而且還有一部分在我國翻譯出版的國外學者的論著。新世紀里,隨著高校教育改革的進行,教材也進行了改革,現行機械工程控制基礎教學大綱具有以下特點:
第一,現行機械工程控制基礎教學大綱既強調理論知識的基礎性,又關注知識的時代性;在適當降低了部分內容的深度和難度的同時,也適當拓寬了知識的廣度。
第二,加強了實驗教學環節。例如現行大綱規定了8學時的實驗環節(占總課時的1/5);又例如課堂演示實驗,則盡量改成隨堂實驗,以使學生能夠主動參與到實驗中,并且鼓勵學生課外多做實驗。
第三,增加了控制理論研究性學習的課題研究。課題研究的重點不在于某一項具體知識點的學習,而是主要培養學生依據和運用所學到的知識,收集和處理得到的信息的能力,分析和解決實際工程問題的能力。
第四,強調控制工程理論知識與社會實際的聯系,引導學生關注實際問題,把所學的理論知識運用到實際生活中去,來培養學生的應用意識。
第五,關注學生的發展。現行機械工程控制基礎大綱改變了過去過于注重知識傳授的傾向,更加關注學生的發展,而且積極倡導學生主動參與、樂于思考、勤于探究的良性學習方式。
二、存在的問題和解決方法
(一)學科要求機械工程控制基礎教材編制的根本目的和根本方向是:進一步提高學生的科學文化素養,綜合考慮知識與技能、過程與方法和情感態度價值觀等方面,以此為學生以后的發展打好扎實的基礎。要體現出科學教育的基礎性、發展性,教材既要為全體學生提供必要的發展的共同基礎,又要為不同的學生提供可以選擇的不同的發展方向。教材要體現基礎性與現代化的統一,科學與人文的統一,科學與技術的統一。既要關注基本理論的闡述,又要體現出科學技術和社會的關系。教材要促進學生轉變學習的方式,要突出科學探究、專題研究調查、互相合作學習等多種形式。教材要促進學生評價方式的改革,要體現出目標評價與過程評價的統一、質性評價與量性評價的統一、診斷性評價與選擇性評價的統一,要有利于全體學生全面健康的發展。要對教材的結構進行再認識:控制論學科的邏輯結構并不一定是教材結構體系,要體現出控制論學科邏輯結構和學生思維發展的特點的結合和統一,并在此基礎上設計安排教材的內容順序和難度層次。
(二)存在的主要問題目前教材存在的主要問題有以下幾點:其一,教材的內容太多,實驗探究太多,規定課時不夠;其二,教材中的某些實際問題的應用介紹相對較少,由于知識點內容基本是上世紀初期的經典控制理論,致使介紹的實例與現在的現實生活脫節,使學生很難理解;其三,教材是供高校本科生使用的,而且書中缺乏啟發式的設問,課后所配置的練習題的數量相對較少;其四,教材中超大綱所要求的部分內容沒有明顯標記出來。
(三)解決辦法教材中的某些實際問題的應用應該成為基礎知識的組成部分,教材中聯系實際的部分應該強調其中所蘊含的控制原理。并且要以學生能夠輕松接受的形式,講述某些生活實際中所蘊含的控制原理,介紹與控制論有緊密聯系的最近的現代科學技術的新成果。教材中聯系實際的例子應該盡量具有現代化的氣息。
第一,教材應分為必修和必修加限定選修兩部分內容,將機械工程控制基礎教材分成基礎層次和提高層次。基礎層次包括課本中所列知識的內容,并且能夠在有關問題的練習題中識別和直接使用;提高層次是在基礎層次的基礎上,要求學生理解所學知識的具體含義,并且能夠用來分析并解決實際工程控制問題,所要求的知識點是較重要的概念與規律。
第二,應注重控制理論知識與生活實際、最新的現代科學技術成果的聯系。
第三,應注重結論的過程,即將以往的只重視結論的學習轉變為更加注重學習過程的學習,做到“授人以漁”。
第四,應注重控制理論思想的研究和處理問題的方法的運用。
第五,在新教材的實驗教學中,應提倡將演示實驗盡可能轉化為隨堂實驗,并且倡導學生在實驗教師的指導下獨立進行探索、研究性的實驗。基于以上5點改進,可以讓學生更好地開拓思維、視野。
新教材給學生留出了自我思考、科學探究和自我開拓的空間,而且鼓勵學生主動、獨立地探索問題。這樣可以增強學生的創新意識、研究技能和獨立思考的能力。
三、結論
1.機械工程控制基礎教材是機械工程控制基礎教師教學過程中極其重要的工具和助手。依據手中的教材,教師可以確定每節課的教學目標,選擇適當的教學內容,選擇運用不同的教學方法,從而采用不同的方法評價教學效果,教材對每一名教師教學活動的設計影響可以說是直接的、長遠的、且不可代替的。教材是教師備課、上課、開展教學活動、教學評價的基礎和支撐。
Abstract To solve the problems in the teaching of "Mechanical Control Engineering Foundation", such as the insufficient enthusiasm of students, the poor teaching effect, and the deviation between the theory and the engineering practice, the present paper proposes some suggestions and measures from the aspects of teaching methods and teaching contents. Mobilizing the enthusiasm of students, diversified teaching methods including the usage of group discussions, increasing teaching contents including the cases of mechanical engineering and research paper are suggested to carry out the curriculum reform of Mechanical Control Engineering Foundation.
Key words Mechanical Control Engineering Foundation; practical engineering case; group discussion; research paper
0 引言
“機械控制工程基礎”是機械類專業學生的一門專業理論基礎課及專業必修課,在機械工程學科的課程建設中具有舉足輕重的作用。該門課程以經典的控制理論知識及方法為基礎,旨在解決機械工程系統的動力學問題以及控制論問題;同時,該課程也是機械專業“測試技術”“機電一體化技術”“過程控制與裝備”以及“機器人技術”等后續課程的理論基礎。因此,該門課程的教學效果一方面關系著機械類專業學生后續技術課程的學習,另一方面直接關系著學生解決實際機械工程問題的能力。
然而,在“機械控制工程基礎”該門課程的實際教學過程中,由于該課程具有理論性強、對數學基礎要求高、內容枯燥乏味、學科交叉明顯等諸多特點,使得該門課程的教學難度較大,學生學習的熱情及積極性不高。同時,目前國內該課程主要的教學還是以傳統的講授結合少量實驗的形式為主,在整個學習過程中學生都處于知識點的被動接收層面,學習主動性和自主性不高、學習效果極差。另外,大多數國內高校在“機械控制工程基礎”的教授過程中,理論脫離工程實際,使得學生嚴重缺乏利用控制理論知識解決實際工程問題的能力,學生在完成本門課的學習之后,所具備的能力往往只是停留在應試和解題的層面,大多數情況下并沒有掌握或是領悟學習這門課的目的是什么,具體應用又如何,更難以利用所學知識合理有效地解決工程實際問題。為此,本文針對目前國內高校在“機械控制工程基礎”這門課教授方面存在的問題,提出以下幾點建議及措施。
1充分激發學生的學習興趣,調動學生學習的積極性
如前所述,“機械控制工程基礎”該門課具有理論性強、對數學基礎要求高、內容枯燥乏味等特點,因此學生在最初接觸該門課程時,通常表現出學習興趣不大,積極性不高等問題。同時,目前網絡技術和計算機技術已經得到廣泛發展和普及,學生們可以較為容易地從網絡上獲取大量的學習資源,甚至是國內外知名高校所的該門課程的優秀教學視頻和資料,因此如果教師只是簡單地照本宣科,會使得學生感覺教師在課題上傳授的知識點簡單乏味,難以激發學生的學習興趣,使得學生學習熱情不高。因此,教師在教學過程中,如何充分調動學生學習的積極性,激發學生的學習興趣就成為能否順利達到該門課程既定教學效果和目的的關鍵。筆者認為要想培養學生的學習興趣和積極性,可以從以下幾個方面著手:一是重視首堂課教學內容和方案的設定。在首堂課中合理設定教學方案,介紹并講解該課程在工業、農業、航空航天等諸多方面的應用案例,使得學生充分認識到該門課的重要性;二是針對學生特點,合理選用教學案例。在實際的教學過程中切忌理論脫離實際,因此在知識點的講解過程中可以充分利用案例,首先通過引入對學生來說較為新穎且易于理解的案例吸引學生,在案例的講解過程中合理引導學生探尋、領悟并學習知識點。
2采用多樣化教學方式與手段,使學生成為教學過程的主體
目前,“機械控制工程基礎”這門課普遍存在著教師灌輸、學生被動接收的教學現狀,大多數情況下教師才是教學過程的主體,而學生只是知識的被動接收者。為此,可以采用多樣化的教學方式和手段,改革傳統的教師講授加少量實驗的教學形式,增加學生的參與性,使得學生成為教學學習過程的主體。例如教師可以選取合適的章節或知識點,設定適當的教學主題或工程題目,將教師教授改變為學生小組討論的形式或者目前較為新穎的對分課堂的形式,在這一過程中教師首先安排學生查閱拓展材料或文獻,自主學習獲取知識;隨后,教師合理地組織學生進行小組討論,引導學生主動獲取知識點,增加學生的積極性。這種形式的教學方式一方面可以充分調動學生學習的主動性和學習興趣、增加學生思維的靈活性,另一方面可以使學生成為知識的發現者和探索者,成為教學過程的主體。但是需要指出的是,在采取小組討論或對分課堂這樣多樣化的教學手段中,教師的作用同樣重要,教師需要在小組討論或對分課堂過程中合理設定題目或主題,使其難度適中。同時,要合理引導學生進行討論,完成對知識點的探索,并保證學生注意力的集中,而不是信馬由韁。
3改革教學內容,增加工程實際案例的講解
“機械控制工程基礎”最終的教學目的是為了培養學生利用控制理論知識解決機械工程實際問題的能力,如果只是泛泛地學習或者傳授理論知識,而不能很好的做到理論聯系實際,那么學習效果會很差,所能達到的教學目標也會很低。而目前在大多數情況下,學生學習完“機械控制工程基礎”這門課程之后,往往表現出對課程的茫然,不明白也不能領悟學習這門課有什么用,學習的目的是什么,這門課又能解決什么樣的工程實際問題,更談不上利用理論知識解決實際問題。因此要想通過“機械控制工程基礎”這門課的教授真正培養學生解決機械工程實際問題的能力、達到培養工程型人才的目標,需要對傳統的教學內容進行必要的改革,而筆者認為“機械控制工程基礎”教學內容改革的一個重要方面是在教學內容或是教材中增加與“機械控制工程基礎”這門課知識點相關聯的機械工程實際問題。通過講解這些工程實際問題以及控制理論知識在這些實際工程問題中的應用,使得學生一方面可以充分認識到課程的重要性,培養學生學習的熱情;更重要的是讓學生了解“機械控制工程基礎”這門課有什么用,用什么知識點解決問題以及怎么用的問題。使得學生通過課程的本門課程的學習真正做到理論聯系實際,培養學生解決工程實際問題的能力。
另外,教師可以充分鼓勵和指導學生參加相關的機電產品創新大賽等活動,一方面可以通過參加該類競賽等相關活動讓學生檢驗自己的學習成果,培養自己利用所學知識解決實際問題的能力;另一方面還可以培養學習的積極性和主動性,增強學生學習的自信心和成就感。
4增加科研論文選讀,幫助學生了解課程發展最新的動態
此外,在具體的教學過程中,筆者認為教師可以選取并提供給學生一些較為新穎或經典的有關“機械控制工程基礎”這門課程工程應用的科研論文,指導學生閱讀并學習這些文獻,同時要求學生課下檢索并增加相關拓展材料的閱讀,讓學生們通過“機械控制工程基礎”相關科技論文的了解和學習,加深對這門課程重要性及其在工程實際中應用的認識,讓學生們了解哪些領域在應用所學課程的知識點、在應用哪些知識點、解決什么樣的工程實際問題以及如何解決這些工程實際問題。通過科研論文的選讀,一方面可以使學生領悟課程的重要性,把握最新的課程發展動態;另一方面可以激發學生自我學習的主動性和積極性,充分激發學生的學習興趣。
【關鍵詞】課程體系機械工程領域工程碩士水電特色
Curriculum system with hydroelectric characteristic for
engineering maste in the field of mechanical engineering
Qin HonglingFang ZifanQin Xiaoling
【Abstract】Combined with program of engineering maste in the field of mechanical engineering, we put forward to design Curriculum system in the mode of “foundation+module” and discuss the measure taken to assure the implement successfully of the Curriculum system
【Key words】Curriculum systemMechanical engineeringEngineering masteHydroelectric characteristic
課程體系是教學活動中最具實質性的因素。課程體系的構建是否科學、合理,直接關系到培養目標能否實現。依據各校自身的學科優勢,構建具有專業特色的培養方案和課程體系,是培養緊貼市場需求的高素質人才的前提。近幾年,水利水電工程建設事業發展迅速,呈現出欣欣向榮之勢。三峽工程,向家壩、龍灘、溪洛渡等大型水利工程相繼開工或竣工,各水電施工單位也相繼屯集了大量相關人才,特別是從1999年到2005年,各單位都招收了大量本專科學生。如何對這些工程建設人才實現再教育,用新的思想、新的知識、新的方法來武裝他們的頭腦,使其成為科學技術轉化為生產力的生力軍,成為迫切需要。三峽大學機械與材料學院結合工程碩士教育培養實踐和水電特色學科優勢,提出了具有水電特色的機械工程領域工程碩士培養模式。本文,采用“平臺+模塊”模式,[1] 構建了具有水電特色的機械工程領域工程碩士課程體系,以切實提高工程碩士培養質量,促進研究生教育的發展,增強學校的核心競爭力。
一、具有水電特色的機械工程領域工程碩士課程體系與培養目標
課程體系依賴并服務于培養目標,是落實和實現培養目標的具體措施。具有水電特色的機械工程領域工程碩士的培養目標是:為水利電力事業發展培養具有一定工學理論基礎和水電工程學科的知識結構體系,掌握機械工程領域的專業知識和解決工程問題的現代技術方法與手段,具有創新意識和工程技術或工程管理能力的高層次復合型工程應用人才。依據學科優勢和專業特色,三峽大學機械與材料學院在具有水電特色的機械工程領域工程碩士的培養方案中提出了水電工程建設的招標投標、設備管理、施工設備配備、機電產品開發、金屬結構設計制造、輸電線路工程六個工程碩士培養方向。可見,“復合型”與“應用型”是具有水電特色的機械工程領域工程碩士培養目標之主要特點所在。
“復合型”的培養特點主要體現在知識結構和課程設置上。就前者而言,具有水電特色機械工程領域工程碩士具有水電工程專業背景和機械工程專業基礎,體現了專業知識的“復合”。就后者而言,該專業學位工程碩士的培養口徑應按機械工程一級學科和機械工程師的基本要求來確定。知識雖然是分學科的,但是應用或創新時卻是不分學科的,這就是復合型人才培養的根本出發點之所在。因此,依據研究方向,專業課程設置應涉及包括機械工程在內的兩到三個學科的主要內容。各研究方向所涉及的學科見圖1所示。但這并不是說將其方向課設計成無所不包的大雜燴,而是要在保持培養機械工程領域工程碩士這一基本定位的前提下,開設部分與培養方向相關的其他學科的課程。合理科學的課程體系,必須堅持“頂層設計、整體規劃”原則,為此,筆者提出采用“平臺+模塊”模式,構建具有水電特色的機械工程領域工程碩士課程體系,其中平臺指機械工程基礎平臺,主要指必修課。模塊則為培養方向專業模塊,主要指選修課,它包括公共選修課和專業選修課,是學生在修完平臺課程基礎上自主選擇的課程。模塊課程的核心部分是專業方向課程,是實現學生專業化,個性化發展的手段。
“應用型”的培養特點并非體現在課程設置上,而是體現在教學內容上。它不要求各門課程的主講教師對該門課程的全部內容作面面俱到的講授,而是有選擇地講授工程實際中急需解決的重大理論和實務問題,以提高學生分析和解決實際問題的能力。[2] 工程碩士是在廠礦企業有三年以上工程實踐的優秀在職人員,經歷了從學校到企業又回到學校的過程,他們是帶著工程實踐中的實際問題入學的,畢業后的去向和發展方向也是明確的。對學校來講是要讓他們進得來,學得下去;對他們自己來講是要學得好,回得去;對廠礦企業來講是要留得住,用得上。[3] 因此,在確定水電特色的機械工程領域工程碩士的課程體系時,應注意將其與本科生和在校碩士研究生課程區別開來。
二、“平臺+模塊”的課程體系設計
工程碩士的課程包括公共課、專業基礎課、專業方向課。其中,公共課和專業基礎課則屬于“平臺”部分,專業方向課則以模塊形式存在。學員進校后可以根據他所選定的研究方向來選定所修的課程模塊。據具有水電特色的應用型、復合型、高層次工程應用人才培養目標以及知識觀、課程觀的發展趨勢,筆者認為課程設置應將專業培養和通識教育培養結合起來,加強機械工程理論基礎平臺,注重專業方向模塊設計和特色,拓寬專業知識面,重視能力的培養和工程素養的熏陶。應在承認專業的前提下,根據學位課程和相關課程的疏密度整合教學資源,大幅提高研討性、實踐性課程和選修課程的比例,建立綜合化的、符合人才市場需求的工程碩士培養課程體系。
1.加強機械工程理論基礎平臺
系統的基礎理論和專業知識作為“知識核”是課程體系中最重要、最穩定的部分。作為機械工程領域的工程碩士,其基礎仍然是數學、力學、計算機、英語。根據2006年國家教指委下發的《工程碩士培養手冊》,工程碩士畢業時總學分不低于32學分,學位課學分不低于17學分,每個學分16學時。過多的學分要求,會加大學生的“工學”矛盾,怎樣才能在有限的學時里,容納更多的教學內容呢?兼顧整體性和綜合性原則,我們對一些課程群進行了優化整合:整合數理統計和矩陣論成高等工程數學;整合理論力學、材料力學和結構力學成高等工程力學;整合計算機技術、網絡技術和數據庫技術成計算機與網絡數據庫技術;在基礎英語部分加強詞匯、聽力、閱讀、寫作能力的訓練,在專業英語部分加強專業文獻的翻譯和寫作訓練。為此,設置平臺課程如下:科學社會主義,外語(含基礎部分和專業部分),高等工程力學,高等工程數學,計算機技術應用。
2.注重方向模塊課程體系設計和特色,拓寬專業知識面。
對比工科碩士,工程碩士的培養中專業化、個性化的體現應更為明顯。為此,在各模塊課程體系設置上把握基礎性和前沿性原則,兼顧靈活性和主體性原則增加大量的選修課和專題講座,給學員提供豐富的選課菜單,且鼓勵學員跨模塊、跨專業、跨學院選課。學生在導師的指導下總能找到適合自己的課程模塊體系,制定適合自己的培養計劃。《機械工程研究進展》、《環保關鍵技術及裝備發展動態》《水利水電工程學科的前沿問題》等具有專業特色的講座深受學員歡迎。這些專題講座已經用小學分的形式相對固定下來,內容可隨社會需求的變化而隨時更新。
3.重視能力的培養
工程碩士專業學位教育與其他層次教育最大區別在于“工程”。這就要求他們具備自學和通過各種渠道獲取知識的能力,獨立解決工程實際問題的能力等等。在課程體系設計時,我們開設了《試驗優化設計》等選修課程,以加強學生的工程訓練;開設《文獻檢索與寫作》等課程以提高學生通過各種渠道獲取知識的能力;對于講座和大部分選修課,最終的考核形式都是以考察代替考試,學生必須閱讀完規定數量的中外文獻,提交讀書筆記,并且對其質和量作了嚴格的要求,以訓練學生自學和獨立解決問題的能力。
4.重視工程素養的熏陶
所謂工程修養就是一種不懈追求工程完美性的精神。這種精神應是水電特色的機械工程工程碩士的基本素質之一。作為水電行業的機械工程師,他們都工作在水電工程建設的第一線,是科學技術轉化為生產力的實踐者。他們的工作態度和敬業精神將直接影響工程的建設質量,并最終影響國家核心競爭力。高質量的工程,如都江堰,可以使用千年不損壞,造福一代又一代的人。劣質的工程,如彩虹橋,不但給國民經濟帶來重大損失,還威脅國民生命安全,影響國家聲譽。工程修養除了先天察賦以外,還要通過教育的充分培養,包括觀念的灌輸和全方位的滲透:開設《技術與人類價值觀》、《工程倫理》、《技術哲學》等課程加強工程理論和人文社會科學的學習;開設《工程質量監控與設備管理》等專家講座,聆聽老一輩工程技術工作者的言傳身教等等。
三、加強組織領導與管理,保證課程體系的順利實施。
1.優化師資隊伍,促進課程計劃落實到位。
課程體系最終將體現為課程計劃,教師是課程計劃的具體實施者。教師不僅是合理課程體系形成的一個極為重要的保障因素,而且,優秀的教師本身就是優秀課程的有機構成部分。因此,擁有一支理論基礎深厚,教學和工程實踐經驗豐富,愛崗敬業的教師隊伍是具有水電特色的機械工程領域工程碩士課程體系實施的有力保證。工程碩士生“進校不離崗”,“確定時間,確定地點”上課困難,而且由于所從事的工作性質不同,對有些課程的理解和掌握程度參差不齊,對知識需求的選擇性也不同,傳統的以“教”為主的教學方法,已不能滿足工程碩士培養需求。教師需鼓勵學生動手實踐,鼓勵學生將工作中遇到的實際問題帶到課堂上進行小組討論,以形成“自學+小組討論+講授”的多元化教學模式。[4]具有水電特色的機械工程領域工程碩士課程體系跨多個學科,因此,學院需聘請經濟與管理類、外國語類、土木工程類與電氣類專業課教師進行教學,適當時,還要向工程單位“借人”,聘請知名工程師有針對性的開展講座類課程。學校還需制定相應政策,鼓勵教師進行教學研究和教學改革,加大教學研究論文和教學研究獎項的比重,為學院營造良好的教學氛圍。
2.加大教學投入,大力開展課程建設。
工程碩士專業學位還是一種較新的培養模式,很多學校開設的工程碩士課程并沒有與同專業本科生和研究生的課程區別開來。適合工程碩士的教材還很少,這在很大程度上影響了工程碩士的培養質量,為此,三峽大學機械與材料學院自招收工程碩士以來,大力開展工程碩士的課程建設,在保持特色的前提下,重點建設了一批核心課程;優化課程體系,更新建設了一批核心課程;引進一批人才,新建一批核心課程。經過幾年的努力,工程碩士課程建設初具規模,避免了因人開課和隨機開課的情況,極大的提高工程碩士的教學質量。
3.加強組織領導與管理,構建課程體系建設長效機制。
構建先進課程體系是一項長期性的基礎工程,不是一蹴而就,不是一勞永逸的事情。美國哈佛大學課程體系的領先地位是世界公認的,可要知道,它是歷經120多年艱苦卓著的努力,先后掀起四次革命浪潮,堅持不斷地完善和發展,才擁有各個歷史階段先進而現在仍然領先的頭銜。只有目標遠大,才能高瞻遠矚,持之以恒,不半途而廢。課程體系關系著教學系統的各個方面,涉及各種教育思想和主張,牽扯著教師個人的教學利害關系。學校各級領導應充分認識和重視先進課程體系對于提高教學質量的地位和作用,對于人才質量的深遠意義,加強組織領導與管理,構建課程體系建設長效機制。把注意力轉向并更多地集中到設計課程體系這樣的實質性的工作上來,避免短期行為和形而上學的風氣,只有這樣,才能保證課程體系的前沿性、系統性、科學性。
〖*基金項目:2007年全國工程碩士專業學位教育指導委員會工程碩士教育研究項目(指導委[2007]9號)〗
參考文獻
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關鍵詞:機械工程及自動化;實驗教學;教學改革;方案研究
眾所周知,我國目前正在實現由機械制造大國向機械制造強國的轉變,我們與發達國家在機械制造領域的競爭比以往任何時候都要激烈,我國要想在競爭中立于不敗之地,不僅要培養知識廣博、具有創新精神和創新能力的創新型人才,還要培養專業知識扎實,具有實踐能力的適應科學技術飛速發展的應用型人才。然而,我們的調研表明,培養制造業人才的工科院校,大多數院校所擁有的實驗設備和條件,遠遠落后于制造企業所應用的設備和條件,專業實驗教學內容不適應培養當代制造應用人才的培養要求,更難培養出具有創新能力的創新型人才。導致了目前我國應用性人才匱乏,我國大多數自主產權的機械產品的科技含量低,技術附加值小,在國際市場上高端產品競爭力嚴重不足。我國高等教育必須面對現實,站在時代和社會發展趨勢的高度,重新審視以往的人才培養模式和課程體系,以我國現代化建設對人才的需求為導向,適時調整培養目標,改革培養方案,對現有課程體系進行整合,特別要加強高級應用型人才的培養。因此,積極開展機械工程及自動化專業實驗教學的改革與研究不僅十分必要,而且具有重要的現實意義。機械工程及自動化專業實驗教學的改革與研究的意義和目的毋庸質疑,但是,如何才能使我們的機械工程及自動化專業實驗教學的改革與研究符合我校的校情,如何能夠在現有的條件下真正提高機械工程及自動化專業實驗教學的質量和水平,從而提高人才培養質量與水平,這是我們首先要解決的問題,也就是,如何進行我校的機械工程及自動化專業實驗教學的改革與研究是首先要解決的問題,換言之,機械工程及自動化專業實驗教學改革方案的研究與確定是一個關鍵問題。
一、我校機械工程及自動化專業實驗教學現狀分析
筆者以實事求是的思想路線為指導,為了做好機械工程及自動化專業實驗教學的改革與研究工作,除了對省內相關高校進行了調研,著重研究了近幾十年來的我校機械工程及自動化專業實驗教學的情況,并重點研究了本項目立項時的實驗教學現狀,從而,為機械工程及自動化專業實驗教學的改革與研究方案的確定提供了科學的依據。機械工程學院是大連交通大學設立最早的院系之一,大連交通大學機械制造及其自動化學科創立于1956年,1986年7月獲得碩士學位授予權,1998年6月獲得博士學位授予權;在教學研究與改革方面,“九五”以來,學校進行了按大類培養探索和教學改革。1995年,機械工程學院承擔了鐵道部和遼寧省面向21世紀的教改項目《機械類專業人才培養方案及教學內容體系改革的研究與實踐》,在國內率先提出了“以機為主、機電結合、縮機擴電、淡化專業、寬口教育”的機械類人才培養教改總思路,1996年,根據教改思路制訂了機械大類專業培養計劃并在機械工程系進行改革試點。《機械類專業人才培養方案及教學內容體系改革的研究與實踐》教改項目榮獲遼寧省優秀教學成果一等獎、國家級教學成果二等獎。可以說,辦學五十年來,學校始終堅持開放辦學,在校、廠、所合作,不斷創新產學研結合的辦學模式,培養應用型人才方面取得了一定的成績。盡管我校的機械工程及自動化專業在學科建設和教學改革與研究中取得了上述的成績,然而,我校在機械工程及自動化專業實驗教學方面還存在如下問題:(1)擁有的實驗設備和條件,遠遠落后于制造企業所應用的設備和條件。(2)實驗課不是全面系統地統籌安排,而是把實驗課當成理論課的附屬,跟著理論課教學走,且各門理論課程按自己的要求安排實驗,實驗內容之間缺乏相互聯系與協調,致使實驗內容重復、脫節、遺漏、不系統。(3)實驗的重心不在于培養學生實踐能力、分析問題和解決問題的能力,而只是加深有關理論課的理解和掌握。與歐美國家大學相比,我國傳統的實驗教學中不僅告訴學生實驗項目、實驗原理、使用儀器、實驗步驟等,實際上還告訴了學生實驗的全過程。學生只需按要求的過程去操作,用不著查資料、思考及創新,嚴重影響了學生對實驗課的興趣,抑制了學生主動參與實驗的積極性。(4)實驗教材滯后,實驗內容與當代機械工程與自動化專業學科的發展狀況不相適應,實驗技術、方法、手段未能跟上現代科技的發展,實驗項目基本上是驗證性實驗,缺少綜合性、設計性、研究創新性實驗。(5)實驗室運行機制為封閉式,管理手段落后,使得真正可用于購置實驗教學設備和儀器的資金非常有限,嚴重制約了實驗教學的改革與研究。以上實驗教學中的弊端有的極大影響了教師投入實驗教學研究與改革的積極性,有的嚴重影響了學生參與實驗的熱情,也在客觀上制約了學生創新能力和應用能力的培養,直接導致學生畢業后,所學知識不能迅速與生產實踐有機結合,難以適應企業的要求,達不到應用型人才的培養要求。
二、我校機械工程及自動化專業綜合實驗教學改革方案分析與研究
近些年來,根據國家教育部的文件精神,新的機械工程及自動化專業是一個口徑更寬的專業,要求學生懂機、懂電、懂數控、懂液壓、懂計算機,既能搞設計,也能搞實際操作,因此,要求設計綜合性實驗,提高學生動手能力、實踐能力、創新能力和綜合素質是十分必要的,其實,國內高校,不同專業有許多教師進行了不斷的探索與研究[1~8]。大連交通大學2003版本科培養方案中,機械工程及自動化專業體現上述知識點的相關課程有“機械制造技術基礎”、“機電傳動控制”、“液壓與氣壓傳動”等專業基礎課,為配合課程的學習,每門課程各開設有4學時兩個實驗。但是,存在的問題也很明顯,就是各門課程配置的實驗僅僅反映本門課程的知識點,獨立分割,沒能體現機、電、液相互配合的綜合效果,與實際應用嚴重脫節,已經無法滿足培養應用人才和創新型復合型人才的需要。鑒于此,在我校2006版的本科培養方案中,取消了上述三門課程的獨立的實驗,代之以16學時的“專業基礎綜合實驗”這門實驗課,改革的中心思想是本著“寬口徑、厚基礎、重能力、求創新”的原則,希望該實驗課程能夠真正體現“綜合”的特點,將機械、液壓、電控、數控等知識有機結合在一起,既能讓學生加深對相關課程內容的理解,又能夠體會各門知識之間的交融貫通,從而有助于培養和提高學生的基本能力、綜合能力和創新能力,成為學生樹立工程意識、提高實踐動手能力的重要助推器。我校2006版四年本科培養方案中專業課程基礎綜合實驗在于2008年9月前基本還屬空白,急需規劃與建設,本項目的實施為機械工程及自動化專業學生的培養工作提供了必不可少的保障,同時,項目的實驗內容與以往相比具有綜合性和一定難度,因此,本項目對我校不僅具有實價值,而且還具有一定的創新意義。
在上述背景下,在本項目立項研討之初,有的課題組成員提出為了不影響我校新的四年本科培養方案的如期實施,同時,徹底改變實驗課內容獨立分割、脫節、遺漏、不系統的問題,要求學校在財力、人力上加大投入,一步到位地改革機械工程及自動化專業實驗課的體系和內容。這一方案的可行性受到了質疑,項目組成員通過網上調研以及實地考察,調研了國內相關大學的情況,充分了解兄弟院校,尤其是省內的大連理工大學、大連工業大學、東北大學、沈陽工業大學、沈陽理工大學、沈陽航空學院等院校的關于基礎綜合實驗課程的做法,如實驗學時的安排,實驗內容的設置,實驗內容包含的不同課程的知識點、綜合程度,實驗設備的狀況,開設實驗的具體做法,成績的評定依據,目前存在的問題和發展策略等等,為項目組設計規劃自己的綜合實驗的內容提供重要的借鑒和參考。通過借鑒其他國內兄弟院校的做法,緊密結合我校實際,根據我們的機械工程學院院級教學研究項目的實踐情況,經認真分析、充分討論,提出先組合、后融合,循序漸進的改革思路。考慮到我校的實際實驗條件存在的不足,綜合實驗內容的規劃方案體現出發展的動態特點,即制訂出“現在”、“近期”、“遠期”三種不同的實驗內容方案,以體現“利用現有條件,綜合性稍差”“補充實驗條件,綜合性較好”“完善實驗條件,綜合性得到高度認同”的三個階段發展脈絡,邊研究、邊實踐、邊總結,既要注重以理論研究成果指導實踐,更要注重通過實踐檢驗理論研究成果。最終提出該發展過程需要解決的問題和解決途徑,為機械工程及自動化專業基礎綜合實驗提供一條可持續的發展近期和遠景規劃。具體實施方案是:①完成第一輪的初步實施專業基礎綜合實驗,總結院級教學研究項目“專業基礎綜合實驗的設計方案”的實施工作教訓與經驗,為進一步調研提出問題,做到有的放矢。②調研和實地考察,了解兄弟院校的實驗設置情況,寫出調研報告。③組織相關教研中心及實驗中心的教職員工,摸底查清現有的實驗儀器、設備等實驗條件,設計現階段可以開設的綜合實驗的內容;確定相對穩定的實驗指導人員隊伍,對實驗主管人員進行必備的培訓;具體實施第二輪專業綜合實驗。④根據培養方案的培養目標,修改和完善近期和遠期的綜合實驗的實驗內容和方案,給出實現該兩方案的途徑和需解決的問題,對實驗教學模式及其運行機制創新進行探索與實踐。⑤補充和完善實驗設備與儀器,進一步加強相對穩定的實驗指導人員隊伍建設,編寫相應的綜合實驗操作規程和管理制度。⑥具體實施第三輪專業綜合實驗,完善實驗大綱、實驗指導書、實驗考核評定辦法等相關教學文件。⑦對項目進行全面總結,完成結題報告。
根據所制訂的實驗方案,隸屬于不同教研中心和實驗中心的項目組多名成員,進行了多次的討論與研究,編制了《機械工程及自動化專業綜合實驗教學大綱》,開發了具有一定綜合性的實驗內容,如:已經完成了《數控機床自動編程與加工操作》綜合實驗開發、《機電控制綜合實訓裝置研制及實驗開發》、《機電液控制綜合課程設計》等實驗和實踐教學內容,并已經于2009年完成了首輪實施,2010年完成了第二輪實施,深受學生歡迎,并取得了預期效果,目前正在總結前期實施的經驗,為下一輪研究與實施積極準備。有關綜合實驗的具體內容、實施過程和實施效果等內容的總結,將在第三輪教學實驗改革后進行全面總結,并撰文匯報。
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