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機械工程專業培養方案精選(九篇)

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機械工程專業培養方案

第1篇:機械工程專業培養方案范文

[關鍵詞]本科教育培養方案教學方法

[中圖分類號]G640[文獻標識碼]A[文章編號]2095-3437(2013)08-0042-03

美國是世界上高等教育最發達的國家,有很多的文獻對美國大學教育進行過介紹。筆者曾受北京市教委資助到美國華盛頓大學機械工程系進行了為期一年的訪問學習,親身感受了美國的高等教育情況。在此期間,對該系的本科教育情況進行了了解,并旁聽了機械工程系本科的一些基礎課程。本文主要以作者在華盛頓大學機械工程系訪學期間的親身經歷為基礎,介紹華盛頓大學機械工程系本科教育的培養方案、教學方法、考核方式以及教學管理等方面情況,并與國內大學本科教育進行了比較,希望能對目前國內的高等教育改革有所啟示。

一、培養方案

華盛頓大學成立于1861年,是美國一所世界著名的公立大學,坐落在風景如畫的海濱城市――西雅圖,包括機械工程專業在內的所有工科專業均歸屬于工學院。之前曾聽說美國的本科教育在前兩年不分專業,到第三年才選擇專業,但在華盛頓大學機械系的本科生是從一入校就確定了學習機械工程專業的,除了個別同學會轉專業之外,大部分同學不存在再選專業的問題。美國的大學本科教育采用大專業的形式,與國內的細分專業本科教育不同,華盛頓大學機械工程系的本科教育只有一個機械工程專業,而在國內的機械工程通常是一個二級學院,一般涵蓋有多個專業,比如我校的機械工程學院就包括了機械制造及自動化、機械電子工程、過程裝備與控制工程、環境工程、能源與動力工程等多個專業。華盛頓大學機械工程專業的本科培養方案比較成熟,平均十年修改一次,在華盛頓大學的機械工程大樓里張貼著從1896年以來的每隔十年的培養方案。從那些不同年份的培養方案中可以看出,每次的培養方案變化并不很大,主要是根據時代的發展而做一些改動,表1是華盛頓大學機械工程專業2010年的本科生培養指導方案。

從以上華盛頓大學機械工程專業的培養方案中可以看出國外的本科教育有以下幾個特點:

1.重視基礎課程,培養方案中數理化基礎課程占到4分,或27.2%;工程基礎、專業核心課程和專業選修課程95學分或52.28%。

2.選修課程涉及面廣,提供了機械工程領域所涉及的多個方向,包括能源、環境、力學、機械設計、機械制造等,以滿足學生的個性發展要求。

表1華盛頓大學機械工程專業本科培養指導方案

(注:具體課程括號中的數字為學分)

3.實踐類課程相對較少,相對于國內約占培養計劃30%的實踐類課程而言,該培養方案只在選修課程中有一門類似于國內高校畢業設計之類的課程,而且沒有國內高校通常時間長達一個學期的畢業設計環節。在這一點上也反映了國內外企業對學生的不同要求,國內企業希望高校培養的學生畢業分配到企業后能直接工作,而不需要為學生提供相應的培訓;而國內的高校也迫于學生的就業壓力不斷迎合企業的要求。總體而言,任何一個專業的培養方案,其學時和學分大體是確定的,在增加實踐類需求的同時必然會導致學生在基礎課程學時的減少,從而會導致學生的基礎不扎實、適應性不強。

著名科學家錢學森先生曾提出了著名的“三問”,歸根結底就是為什么中國培養不出杰出的人才,引發了教育界的大討論,個人認為這與現在國內大學生的培養模式是密切相關的。與美國大學本科重基礎教育相比,國內本科教育專業分得太細,學生的知識面太窄、基礎不扎實。

二、教學方法

在華盛頓大學訪學期間,旁聽了“傳熱學”、“流體力學”和“工程熱力學”等課程。筆者在國內對能源與動力工程專業本科生講授其中的“傳熱學”和“流體力學”兩門課程。通過旁聽體驗到國外教授在教學方法和考核方式上與國內的不同。在國內這三門課程是工程熱物理一級學科學科下各二級學科的基礎核心課程,但在華盛頓大學是作為機械工程專業的核心課程來開設的。

隨著國內經濟的不斷發展,國內的教學硬件水平得到了極大的改善。目前國內的高校基本都采用多媒體教學,比如我校的教室已經100%配備了電教化設備,絕大部分的教師都采用了全程的多媒體教學。華盛頓大學機械工程系的教室也都配備了多媒體教學設備,但在我參加旁聽的三門課程的授課過程中,教授均采用板書進行教學,授課過程中極少采用多媒體。因此在使用多媒體教學的方式上,應該要辯證對待,大量使用多媒體教學后,經常有學生問老師要電子版課件,有的學生認為有了老師的課件就可以自學,不需要到課堂去上課,甚至逃課;或者即使到了課堂上課,現在也很少學生做筆記,這將嚴重影響學生的學習效果。

在教學上,華盛頓大學課程基本都由教授講授,但每門課程均配有兩個研究生助教,教授只承擔課程講授工作,其他如批改作業、習題講解等均由助教完成。助教承擔了大部分繁瑣的工作,而教授則將精力集中在課程的授課上,當然這對助教的要求也相當高。

三、考核方式與成績評定

華盛頓大學機械工程系在考核方式和成績評定上也與國內存在較大的不同。以筆者在國內講授的“傳熱學”和“流體力學”兩門課程為例,均采用閉卷方式進行考核,平時作業占20%,期末考試占80%。在華盛頓大學機械工程系旁聽的三門課程均采用開卷方式進行考核,對學生的課程成績評定方式如表2所示。

表2華盛頓大學機械工程系對三門課程成績的評定方法

教授在上第一節課時就會告知學生本門課程的成績評定方式以及作業、實驗、期中考試和期末考試等各個環節在最終成績中所占的比例,因此絕大部分學生從課程開設之初就一直認真對待每次作業、每個實驗、期中及期末考試。他們的學習完全靠自覺,教授從來不點名,但曠課的現象很少,另外抄作業現象也很少見。因為有兩個助教批改作業,并且都批改得很仔細,一旦被發現抄作業將沒有平時作業成績,對該門課程的最終成績影響很大。相比而言,國內的大部分課程期末考試一般占到80%左右,因此很多學生都是在考試之前進行突擊學習,甚至鋌而走險進行作弊,這種方式會造成學生死記硬背, 很多學生都有考完一門忘一門的情況,不利于學生牢固掌握知識。同時,在考試方式上,閉卷考試只能考核一些課程中的基礎知識點,而對于與工程實踐相結合的一些知識點及工程應用在期末考試中無法進行。一些與課程相關的工程應用往往涉及一些綜合知識的應用,比如需要查表,需要用到一些經驗公式等應用方面的知識點,很難通過閉卷的方式進行考核。而采用開卷考試的方式則能考查學生對知識點的理解和實際應用情況。

四、教學管理

華盛頓大學一年分成春夏秋冬四個學期,重要的基礎課程一年均開設兩次,并且由不同的教授進行開課,學生可以選擇自己喜歡的教授以及合適的學期進行注冊學習。任課教授具有自主調課的權力,如果進行調課,直接和學生聯系,通過郵件告訴學生調課的時間和地點,而不必經過教務處的批準,這種方式大大節約了學校的管理成本,同時也充分信任教授能處理好這種事情。

在美國,公立學校從小學一直到高中是完全免費的,但上大學的學費非常昂貴,在華盛頓大學國際學生和外州學生每年的學費約3.5萬美元。目前我國國內工科專業的學費約4500人民幣(按匯率6.2人民幣/美元約合725美元),美國大學的學費大約是我國大學的48倍。由于學費昂貴,加之他們所上的學校和專業都是自己所選,美國大學生普遍珍惜這個代價昂貴的學習機會。

盡管學校有專門的學生公寓可以提供給學生,但價格比在校外租房還貴,學生普遍在校外自己租房。在學生管理方面,美國高校沒有像國內高校普遍配備的輔導員,一切問題主要由學生自主解決。

華盛頓大學采用學分制度,在美國的GPA (Grade Point Average)非常重要,GPA即平均分,由每門課程所取得的成績根據學分權重計算而得。因為無論是選擇繼續深造還是就業,本科學習階段的GPA都是最重要的參考指標。一個學生要申請排名靠前大學研究生的獎學金或到好的企業就業,就必須注重每門課程的學習。因此國外學生對每門課程的最終成績非常看重。而每門課程的期末考試只占到了不超過40%,因此學生對平時作業和期中考試都比較重視,學生學習的積極性和學風普遍較好。

[參考文獻]

[1]別敦榮.美國大學教育觀察[J].中國大學教學,2002,(12).

[2]袁慶成.美國大學教育的幾點信息[J].遼寧高等教育研究,1995,(3).

[3]葉曉玲.美國大學教育的思考與借鑒[J].中國成人教育,2007,(4).

第2篇:機械工程專業培養方案范文

關鍵詞:課程內容設計;模塊核心內容;核心知識體系

中圖分類號:G642.3 文獻標識碼:A 文章編號:1674-9324(2012)05-0174-02

一、前言

“機械工程基礎”課程是非機械類專業大學生了解機械工程知識的重要課程之一,隨著全世界對機械工業的重新認識,該課程得到了全國范圍內各大院校的重視。但是,由于該課程涉及面非常廣,如有機械識圖、機械制圖、工程材料、材料熱處理、冷加工和熱加工等內容,且受課程學時限制,課程內容設計比較難于讓學生接受。經過相關的調研,該課程的內容設計存在的如下的不足:(1)課程內容模塊化劃分不夠明顯。該課程內容涉及的知識點內容繁多,目前的課程實施情況是沒有對各個知識點內容進行有效的分解,結果給學生造成了課程內容繁雜和難以接受的現象,也就難以在42學時內完成相關的教學任務。例如課程包括的機械識圖和機械制圖,工程材料和熱處理等,都沒有進行有效的劃分,這些問題都一定程度上影響到了學生對課程的興趣和學習積極性。(2)課程每塊內容內部沒有進行有效地梳理。例如工程材料部分內容知識,金屬材料宏觀、微觀結構和鐵碳相圖等知識點更是相互交錯,沒有明顯的主線;例如熱處理部分內容知識,等溫冷卻轉變曲線和過冷冷卻轉變曲線等,更是無法清晰的描述。因此,對本課程內容進行有效地梳理是非常有必要的。(3)課程的核心知識點不夠明確。沒有對核心知識點的明確,就會給學生形成一個錯誤的引導,從而又會導致學生更加的抵制本課程。因此,課程的核心知識點明確也是非常重要的。本文針對目前本課程內容設計存在的不足,提出一種基于每個內容模塊核心知識點的“機械工程基礎”課程內容設計方案,通過近三年的實際教學應用,得到了大學分學生的認可。

二、具體教學內容設計實施方案

具體教學內容設計方案,采用理論講授、實踐演練和相關知識點視頻相結合的形式,以“卓越工程師培養計劃”的目標為準繩,探索一套能提高學生機械工程實踐能力的課程內容設計方案。具體實施方案包括:課程內容模塊劃分、模塊內容內部知識點梳理、核心知識點明確和強化三部分。

1.課程內容的模塊化劃分。針對本課程內容囊括機械識圖、機械制圖、工程材料、材料熱處理、冷加工和熱加工等諸多內容,可以將課程內容模塊化劃分為機械制圖模塊、工程材料及熱處理模塊和冷熱加工模塊。(1)緒論。該部分說明學習本課程的必要性和重要性。(2)機械識圖與制圖。該部分說明機械工程圖紙的具體過程。(3)工程材料及熱處理。該部分說明機械工程材料的性能優化方法及過程。(4)冷加工和熱加工。該部分說明獲得具體機械產品的方法及過程。

2.課程模塊內容內部的知識點梳理。針對課程內容的模塊化設計,具體44學時的課程模塊內部內容的知識點梳理如圖1所示。第一部分“緒論”,主要講述機械工程學科知識的涉及范圍以及相關的實際應用意義,共2學時;第二部分“機械識圖和機械制圖”,主要講述機械結構零部件圖紙的繪制基礎知識,平面圖紙的識圖看圖方法,12學時,CAD計算機制圖基礎知識,3學時,該部分共15學時;第三部分“工程材料及熱處理”,主要講述金屬材料的晶體結構和結晶過程等微觀結構3學時,金屬材料宏觀力學性能及結構3學時,鐵碳相圖6學時和奧氏體轉變圖6學時,共18學時;第四部分“冷加工和熱加工”,主要講述相關的壓力成型加工方法及設備3學時,鑄造方法及相關設備3學時、焊接方法及設備3學時,共時。

3.課程核心知識點的明確和強化。有了課程內容的具體梳理,課程內容核心知識點還必須有所突出,以保證學生對本課程的重點了解。(1)核心知識點一:機械識圖。該知識點主要培養學生的看圖和圖紙設計表達能力,即便是對經濟管理類等非機械類學生來說,也是非常實用的。它既可以拓寬學生的工程識圖及制圖方面的知識面,又可以為學生提供機械工程專業的專業背景知識,從而提高不同專業學生的綜合素質。(2)核心知識點二:三條曲線。該知識點由應力應變曲線、鐵碳相圖和熱處理C曲線組成。這三條曲線覆蓋了整個工程材料及熱處理課程內容,既可以拓寬學生的工程材料方面的知識面,又可以為學生提供工程材料專業的專業背景知識,從而提高不同專業學生的綜合素質。

三、教學模式改革后的效果

經過近三年的實際應用,以本人承擔的教學班級(80名學生)為例,實際得到的課程評價效果如下:(1)課程內容設計實施第一學期,課程教師的學生學評教成績提高30%;第二學期以后,課程教師的學生學評教成績穩定在學院前10%;(2)64%的學生認為課程內容,特別是機械識圖和制圖部分,對自己的今后發展是有用的;(3)78%的學生認為課程內容拓寬了自己的知識視野,認為課程是有意義的;(4)52%的學生對機械工程專業有了新的認識;(5)82%的學生會自發來上課。

本文提出了基于每個內容模塊核心知識點的“機械工程基礎”課程內容設計方案。該課程內容設計經過近三年的實際應用,得到了大部分學生的認可。

參考文獻:

[1]全小平,潘玉良.機械工程基[M].杭州:浙江大學出版社,2005.

[2]包海濤.應用型本科院校“機械工程基礎”教學改革的研究[J].機械管理開發,2008,2:170-173.

[3]曹立文.談談如何在非機械類專業學生中進行《機械工程基礎》課程教學[J].機械管理開發,2011,4:179-184;

[4]王世剛.機械工程基礎教學模式改革[J].中國科技信息,2006,10:258-259.

第3篇:機械工程專業培養方案范文

【關鍵詞】機械工程專業;卓越計劃;教學改革

“卓越計劃”是“卓越工程師教育培養計劃”的簡稱,是貫徹落實《國家中長期人才發展規劃綱要(2010-2020年)》以及《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》的重大改革項目之一,其目的是旨在教育培養創新能力強、適應現代經濟社會發展需求的高質量工程技術人才,為國家新型工業化的發展、創新型國家的建設以及人才強國戰略的實施提供人力支撐,示范性引導高等教育部門以滿足社會需求為主要目標來培養人才,從而全面提升工程人才培養質量。

1開展“卓越計劃”的首抓要務

(1)更新教育教學觀念,優化人才培養方案。高等教育人才培養方案是高等教育人才培養工作的頂層設計,對教學進程的設計和課程序列規劃起著提綱挈領的作用。以“卓越計劃”為契機,重新審視和研究機械工程專業培養方案,組織教育專家對國內外著名高校同類專業的培養方案進行調研,借鑒其先進的辦學理念和培養模式,結合國家和社會需求,把反映當代先進工程技術、特別是機械工程領域的最新成果和發展趨勢的新知識及時引進課程體系中,不斷更新教育教學觀念,修訂優化人才培養方案。

(2)創新教學方式和方法,提升教師教學效果。為了激發學生的求知欲望和學習興趣,調動學生學習的積極性和主動性,高校教師在遵循教學基本原則和基本規律的基礎上應大膽探索和實踐,有針對性地采用啟發式、問題式、研討式、案例式等教學方法,加強教學的互動性,使學生在獲取知識和互動研討過程中學會獨立思考、學會分工合作、學會改進創新,使教學過程中教師的主導作用和學習過程中學生的主體作用得到充分發揮。在機械工程專業基礎課程的教學過程中,始終要注重與工程實踐的結合,在課堂上引入工程實例,課外以虛擬工程項目的形式,讓學生以分工協作的形式完成相應的綜合性工程項目的設計規劃,使學生在課堂上所學的理論知識在實踐項目中得到應用訓練。

(3)校企聯合搭建實踐教學平臺,培養學生的實踐創新能力。以高校的整體力量統籌規劃,加快實踐教學示范中心基地的建設,努力拓展校企合作規模,爭取與機械工程類企業簽訂專門的面向卓越工程師培養的校企合作協議,明確規范雙方在創新型高級機械工程技術和管理人才培養中的權利和義務,聯合建立機械工程實踐教學基地,此外,還應進一步完善現場教師聘任、人員掛職鍛煉、科研教學合作等互動條款,從而達到深化與企業實質性合作的目的,為學生高質量高效率生產實習、崗位實習和工程實訓的推進提供穩定持續的保障。

2圍繞“卓越計劃”的師資隊伍建設

法國著名教育家埃米爾?涂爾干認為:“教育的成功取決于教師,教育的不成功也取決于教師。”師資隊伍建設質量的高低是高等教育教學質量以及“卓越計劃”真正貫徹實施的根本保證,師資隊伍建設的成果是提高“卓越工程師”培養質量的決定性因素。針對“卓越計劃”,機械工程專業教學師資隊伍建設應打破傳統相應做出改革:

(1)加強校內教師實踐能力培養,引進具有豐富實踐經驗的企業優秀人才到校任教。利用學生企業學習階段指導機會,開展教師到企業實習和掛職鍛煉,并利用校企橫向項目研究的機會增進相互之間的技術交流和碰撞。

(2)加強校外教師隊伍建設,聘請企業技術骨干作為兼職授課教師和實踐指導導師,組建工程實踐教育中心師資隊伍。圍繞每個試點專業的培養目標和教學內容,構建專門的“卓越計劃”教學團隊。

(3)設立“卓越計劃”教學改革研究專項,鼓勵教師積極參與“卓越計劃”教學改革項目的申報立項。如“課程開發專項計劃”、“教材編寫項目申報”等工作均可用立項申報的形式開展實施。

3針對“卓越計劃”要求的學生創新能力培養體制

“卓越計劃”中,創新能力是一個重要而持久的培養主題。卓越計劃試點專業的教學應面向經濟社會發展需求,建立應用型創新人才培養體制。

(1)改革辦學模式,實施高校與地方、行業、企業合作共建辦學。比如,通過與機械工程相關企業合作設立本科生特色專業創新班,在高校與用人單位之間提前架設供需橋梁,使畢業生無需崗前培訓就可以直接進入工作崗位。

(2)積極改革人才培養模式,實現人才培養的多樣化。包括逐步推進“訂單式”人才培養模式改革、應用為主創新人才培養模式改革、國際化人才培養模式改革以及復合型人才培養模式改革,針對不同模式,制訂不同的“卓越工程師”教育培養計劃。

(3)加強專業建設與改革,積極發展特色專業。通過專業評估,分層、分類的逐步推進機械工程專業建設和改革,遵循校級、省級到國家級的遞進路線建立特色專業,按照“卓越計劃”的專業建設標準和目標進行漸進實施,并與高校應用型人才培養體制改革進程相互配合、相互促進。

(4)注重課程建設與改革,凸顯“卓越計劃”試點專業的特色。根據學生興趣特長和實際水平,因材施教的實行分類、分層教學;定時開展課程評估,適時調整優化課程體系,提高機械工程類基礎課程及專業課程的融合度和實用性,使機械工程人才的培養體現“卓越”特色。

(5)進一步延續深化產學研結合的辦學模式,為“卓越計劃”的實施提供強力輔助。

產學研結合是高校增強社會服務能力、實現社會服務功能的重要方式,在產學研一體化辦學的探索和實踐中,培養和造就高素質創新型人才作為主線貫穿產學研的始終。目前,產學研結合已碩果累累。在此基礎上,高校應和企業不斷完善共建科技創新服務平臺,不斷深化共建產學研用基地,為“卓越計劃”的實施提供強力輔助。

4“卓越計劃”試點專業開展創新活動的典型經驗與做法

(1)開展課外創新活動,提升工程實踐能力。把大學生課外科技創新活動作為教學工作的重點之一,將專業背景相關的教師和學生組織到一起,開展師生理論與實踐知識的學術交流、創新結對,大范圍的推動大學生科技創新活動的開展,使教師能充分利用課外時間指導學生,而學生也能技術路線明晰的參與科技創新活動。

(2)教師指導精英學生授課,營造相互學習的氛圍。比如,卓越班學生十分希望學習機械工程應用軟件,教師可利用專業所長對部分有興趣的學生進行專業指導。而這部分學生在獲得指導后又可免費在同學中言傳身教的帶動其他學生。

(3)積極引入社會資源。加大聘請校外專家來校講學和指導的頻率,并更大面積的引導鼓勵學生參加機械類科技創新大賽等活動。

5結語

順應國家“卓越計劃”實施的潮流,機械工程專業教學應以辯證思維的探索推進教學改革,突出“應用、創新”特色,加快基層教學以及科研的組織形式建設和改革,制定能引導教師向創新型、應用型方向發展的管理政策,在全面提高專業教師實踐能力和創新能力基礎上,加強師資隊伍團隊建設,充分發揮“卓越計劃”試點專業示范作用。

參考文獻:

[1]陳益飛.高校培養卓越人才探討[J].教育評論,2013

[2]杜偉,任立剛.開展卓越教師培養的探索與思考[J].中國高等教育,2011

作者簡介:

第4篇:機械工程專業培養方案范文

關鍵詞:機械工程類專業;創新能力;課程體系

作者簡介:張桂菊(1979-),女,布依族,貴州貴陽人,邵陽學院機械與能源工程系,講師;肖才遠(1979-),男,貴州威寧人,邵陽學院城市建設系,講師。(湖南邵陽422000)

基金項目:本文系湖南省普通高等學校教學改革研究項目“湖南邵陽學院教學改革研究項目”(項目編號:2009JG26)的研究成果。

中圖分類號:G642     文獻標識碼:A     文章編號:1007-0079(2012)08-0022-02

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。

四、創新實踐教學成果

根據以上內容構建的大學生創新能力培養體系在機械工程類專業實踐近兩年來成績顯著。到目前為止,邵陽學院熱能與動力工程專業、機械設計制造及其自動化專業入選教育部第一類特色專業;動力機械及工程學科被評為湖南省“十一五”重點建設學科;小型內燃機及先進制造技術被評為湖南省高校重點實驗室,發表學術論文40余篇。現承擔包括國家自然科學基金項目、湖南省重點科研項目、湖南省自然科學基金項目在內的省部級以上項目3項。學生參加全國大學生節能減排競賽、湖南省挑戰杯競賽和湖南省第三屆大學生機械創新設計大賽等大賽取得優異的成績,2008年獲得湖南省第三屆大學生機械創新設計大賽一等獎2項、二等獎1項;2008年榮獲第八屆湖南省大學生挑戰杯課外科技作品競賽三等獎1項;2009年獲得第二屆全國大學生節能減排競賽三等獎1項,2009年獲得中南地區港澳特區第四屆大學生機械設計制造創新大賽二等獎1項;2010年第四屆“挑戰杯”湖南省大學生創業計劃競賽金獎1項、銅獎3項。2009年“挑戰杯”比賽中獲得全國三等獎1項。2009年教育部、住房和城鄉建設部高等學校土建學科專業指導委員主辦的第一屆“亞龍杯”全國大學生智能建筑工程實踐技術競賽在邵陽學院舉行,學校成功地承辦了該項大賽,并獲得了大賽唯一的特等獎。在今后的工作中我們將繼續探索地方院校機械工程類專業大學生創新能力培養體系的構建問題,進一步完善培養體系,推廣所取得的成果。

參考文獻:

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[2]蔡葦,余波,蘭偉.大學生科技創新活動存在的問題與對策[J].重慶科技學院學報(社會科學版),2007,(6):165-166.

[3]李郁峰,陳念年.地方院校計算機本科人才創新實踐能力培養的一種有效模式[J].計算機教育,2009,(10):12-14.

第5篇:機械工程專業培養方案范文

1.1積極調查社會實際,促進機械工程教學更新在校教師要常去社會上的工程企業進行調研活動,收集近來社會上的工程企業對人才的需求量和招聘標準,一切從實際出發。同時,讓學生多了解社會現實和將來的機械工程發展方向。1.2將CDIO教學法在師生中廣泛傳播CDIO作為現在最流行的工程教育方法,對機械工程的教育改革有重大意義,應該在各大高校中的工程系部中進行大力推廣,通過宣傳讓所有從事工程教育類專業的教師們都能深刻理解CDIO教育思維,對其中的構思、設計、實施、運行4大工程建設概念能夠準確地傳達到學生的工程理念中,并在未來的課堂教學中時刻貫穿于知識和實踐中。1.3制定中長期教育方針要在教學計劃中補充對教師和學生的要求,短則計算幾個月內的教學計劃,長則以年來計劃機械工程在高校中的變化發展,并以切實的教學改革去實現教育的進步,讓師生共同感受機械工程教育的改革帶來的成果。

2以CDIO教育思路為基礎的具體改革措施

2.1糾正教學中重理論輕實踐的誤區要讓機械工程教學回歸實際操作上來,理論知識雖然也很重要,但是實際操作是對理論知識最好的詮釋。在課堂教學中,教師要重視知識的具體運用,而不是單純地考慮該學科的教學內容是否完成,要注重學科與學科之間的關聯性,不可以將機械工程的各學科分隔開來,要讓所有學生將各學科的知識和技能通過學習匯總成1個具有實用價值的整體。2.2強調學習中的構思和設計能力構思和設計是所有工作的初始,每一個工程建設都是從1種靈感的迸發中開始的。在課堂中教師應該多加培養學生的想象力,將想象力的訓練加入到學生的任務作業中,對學生的設計方案不以單純的分數來評判,而是以構思的巧妙程度來進行鼓勵,激發學生們的構思熱情,讓學生們都動手進行設計工作,也是對他們未來工程建設的鍛煉。2.3增強教師資力量的建設在教師周中廣泛宣傳CDIO的工程思想,同時要適當地引進擁有新穎教學方法的年輕教師,補充機械工程教師隊伍的新鮮血液。對年老的教師,要組織學習新觀念、新技術,同時也要加強他們的教學方法更新工作,讓他們傳授實用的教學經驗給新一代教師,以舊帶新,讓機械工程的傳統和革新一同進步。2.4按照CDIO的教學要求強化教學環境很多時候高校的教師們因為條件的限制和設備不足,不得不只教授理論知識而懈怠了實踐能力。在CDIO教學法中,“實施”和“運行”這2個環節都是需要大量的實際操作來完成的,所以校方既然要普及CDIO教育思想,就要先改善教學條件,該配備的機械設施都應該投入資金,使其運用到教學中去。

3結語

第6篇:機械工程專業培養方案范文

黑龍江科技大學機械工程專業是省內唯一一個為煤炭行業輸送礦山機械設備設計和制造人才的專業。根據煤礦高效生產、安全生產的要求,按照建設國內同類院校一流水平的教學服務型大學要求,本專業以社會需求為導向,以知識傳授為基礎,以能力培養為重點,以德育教育為根本,以工程技術為主線,注重知識、能力、素質的全面協調發展,注重為學生搭建發展平臺,培養具有較強的實踐能力、創新能力、職業技能和可持續發展的機械工程高級應用型人才。因此,機械工程專業建設要以學生為本,以市場為導向,以提高人才培養質量和服務社會能力為核心,堅持科學發展和創新發展,深化“三大”教育理念,加強專業和課程建設,實施卓越人才培養計劃。科學合理的專業建設規劃是專業建設的必要前提。目前,經濟發展對人才的需求日益多樣化,作為應用型本科高等學校對人才的培養目標不是學術的卓越性,而是要滿足服務地方區域經濟建設和行業領域對多樣化人才的需求。因此,制定專業建設規劃要充分考慮學校辦學層次與學校定位、專業建設基礎、現有師資和教學資源。全面了解國內、特別是國內知名的煤礦機械制造企業和相關高校本科專業人才培養的現狀、人才培養方案、行業企業對人才的需求;充分調研畢業生和用人單位的意見;科學分析當前和今后一個時期國家產業發展戰略、地方社會經濟發展對人才的需求。在充分考察和調研的基礎上,結合機械制造方向培養目標,深入思考,認真分析和總結提煉,研究制定機械工程專業的總體建設思路、實現的建設目標、采取的保障措施等。

二、修訂專業人才培養方案,完善課程體系,體現創新能力和工程應用能力培養

1.人才培養類型和培養模式人才培養模式的核心是構建科學合理的人才培養方案,而一個科學合理的人才培養方案必須把握好各類課程及各教學環節之間的關系和學時比例。為實現機械專業學生全方位、多角度的能力素質培養,根據人才培養目標要求,在培養類型上,根據學生特長和意愿,實施兩種類型的培養:一是特色應用型人才培養;二是選擇優秀學生實施卓越人才培養。在培養模式上,充分利用校企合作平臺,采取企業需求和學校培養相結合的方式,探索校企合作人才培養機制。開展3年本科理論知識學習加1年企業生產實踐的復合型人才培養,每年選拔15名優秀學生開展“3+1”人才培養。“3+1”培養模式分兩個階段進行,第一階段是前三年學生在學校完成理論課及課程實驗、通識教育實踐內容;第二階段是學生深入企業,實行“學校+企業”的雙指導教師制,利用一年的時間到校外企業進行工學結合、頂崗實習,進行職業崗位能力培養。實踐內容包括學習企業課程、生產實習、畢業實習和畢業設計等。2.人才培養方案在人才培養方案制定上,邀請相關企業和部門專家參與到人才培養方案的制定與修改中,對常規學生的人才培養進行適當調整。對實施“3+1”人才培養的學生,在前期制定的“3+1”人才培養方案基礎上,結合企業,細化具體內容并進一步落實。在人才培養方案和課程設置上以市場對機械專業人才的需求為導向,構建突顯實踐能力培養的、與人才培養模式相適應的本科人才培養方案。同時,將實踐教學環節和素質拓展環節貫穿于教學全過程,為實現卓越工程師創新能力和工程應用能力培養提供平臺。

三、深化實踐教學改革,增強學生工程應用能力和創新能力

結合專業特點和人才培養要求,進一步完善以能力培養為主線的實踐教學體系。改革實踐教學的考核評價,把課程設計、課程實驗、專業綜合實驗、生產實習、機械工程訓練、畢業實習、畢業設計、素質教育等環節有機結合起來,合理安排各實踐環節,更新充實實踐教學內容,改革和創新實踐教學模式,培養學生實踐動手能力。在課程實驗方面,合理設置實驗項目,增加綜合訓練項目的比例。注重實驗室開放的質量和效果;在生產實習方面,擴建實習基地,完善措施,確保實習質量,避免走馬觀花,流于形式。選擇相關實踐企業參與實習考核標準的制定,有條件的話可以在部分班級做生產實習校企雙評試點;在畢業設計方面,采取多種形式和手段,繼續深化學生畢業實習、就業、畢業設計一體化的改革。利用機械學科的設備優勢,選取優秀學生做畢業論文、三維設計與仿真,其他學生加強專業基本訓練,注重細節,杜絕假大空的畢業設計。為了解決學校教學與實際生產之間的差距,讓學生更好地感受到一線生產、管理、服務的特點,引入企業高級技術人員、管理人員到學校定期為學生開設課程或進行講座,以彌補理論學習與實際生產之間的差距。

四、加強團隊建設,提升師資隊伍整體實力

培養造就一批高素質的適應社會需求的機械專業人才,必須有一支與之相適應的教師隊伍作保障。在現有師資隊伍基礎上,通過學歷提高、企業掛職鍛煉、名校盯課、聘請知名企業專家等途徑,加大教師實踐能力的培養。在教學團隊建設上,對部分有發展潛能的教師進行重點培養,加強教學團隊建設,形成一套行之有效的工作機制,增強教學團隊的凝聚力和戰斗力。針對部分從學校到學校的教師,通過與企業合作,派遣他們到企業進行實踐技能和職業素養培訓,并且在制度上給予保障。關于實驗師資的培養,改變教育教學過程中重理論、輕實踐,注重理論教師培養的思想,加強實驗師資的培養與建設。同時,鼓勵專業課程教師投入到實驗教學研究中去,鼓勵他們進行實驗教學研究的創新,從而建立校企“雙師型”的教師隊伍。在科研團隊建設上,圍繞機械工程學科建設和專業人才培養需要,明確本專業團隊學術研究方向,滿足科研促教學需要和區域經濟發展需要。

五、條件建設,加大實驗實踐基地建設

加大實踐教學投入,加強實踐教學條件建設。注重校內外教學和科研實踐基地的內涵建設,搭建較為完善的專業能力培養平臺,以學生專業實踐能力和創新能力培養為主線,以專業實驗室和實踐基地為依托,制定分階段、分目標的關于能力培養的實施方案;搭建較為完善的職業能力培養平臺,以培養學生職業素養和職業能力為主線,以校內職場模擬和校外頂崗鍛煉為載體,制定科學的實施方案;結合能力培養平臺的搭建,制定了實驗室、實訓室和校外實踐基地建設的長期規劃,分階段確定建設目標;加強圖書資料、多媒體課件、學術報刊、網絡視頻等資料的建設。

六、結束語

第7篇:機械工程專業培養方案范文

    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。

    在當今社會中,人們不僅需要功能齊全的產品來應對工作、生活中遇到的問題,還需要產品具有較強的可靠性,能夠實現其所具有的功能。因此,在產品設計方面,以確保并提高產品可靠性為目的的優化設計得到了迅速的發展和應用。對于機械工程來說,也不例外。

    1 關于可靠性設計的一些問題

    要想弄清楚什么是可靠性優化設計,我們就必須要先了解什么是產品的可靠性。一般來說,產品的可靠性就是指在規定的條件與時間之內完成規定的任務或者實現固定的功能。這里的產品既包含作為單位研究的研究對象,又指各個參與實驗的系統、元件或者設備等,在特殊情況之下,我們還可以將人的作用也包含進去。

    在進行可靠性優化設計的過程中,我們必須要以已知的技術和理論為基礎,根據日后的實際需要和可能會發生的情況優先考慮產品的可靠性要求,通俗一點的講,就是要在滿足產品費用、性能以及時間等條件之下,確保產品能夠滿足可靠性的要求。對于產品的可靠性優化設計來說,其是一個多技術、多學科融合的新型技術,既包含價值工程、系統工程的知識,又具有工程心理學、計算機技術以及質量控制技術的相關內容。雖然其名稱是產品可靠性優化設計,但是其并非只是存在于產品的設計階段,在產品的制造階段、使用階段以及管理和維護等階段都會涉及到產品的可靠性優化設計。也正是因為這樣的情況,其在機械工程中有著十分廣泛的應用。

    在多種歷史原因的綜合影響之下,我國機械制造業的整體水平要地域西方發達國家,而機械工程的可靠性優化設計也更為落后。雖然上世紀80年代末期由于國家和企業的重視,可靠性優化設計得到了一定發展,個別企業還組建了專職于可靠性優化設計的研究機構,培養了一批具有較高專業素質和扎實專業知識的人才并制定了一系列關于可靠性優化設計的工作標準,但是隨著時間的推移以及社會和科學技術的發展,這些機構和標準都漸漸的變得陳舊了。因此,對于我國的可靠性優化設計來說,其具有一定的基礎和實力,但是仍舊與發達國家存在著較大的差距。

    2 機械工程中的可靠性優化設計

    (一)存在于設計環節之中的可靠性優化設計

    機械工程的設計工作與一般的產品設計的工作有著本質上的區別,其可以被分成兩個方面:一方面是整體裝配設計;一方面是組裝零件設計。在進行機械工程整體裝備可靠性優化設計時,我們可以將其看成是一個整體,而其設計工作則可以被分成兩大方面:首先,工作人員必須要對整個系統有一個全面細致的了解,要全面分析并掌握各個零部件可靠性的程度,并要以此為基礎推斷整體的可靠性程度。這一工作就是我們常說的整體設計可靠性預測工作,在進行這項工作時,必須要確保所獲得預測結果滿足設計的指標。其次,要將整體對可靠性的要求劃分到各個零配件之上,只要確保每一個零件都能夠滿足可靠性的要求,既能夠確保機械工程的整體能夠滿足可靠性要求。目前,常用的可靠性分配法有以下幾種:再分配法、比例分配法、等分配法以及綜合評分分配法。

    在進行單個零件的可靠性優化設計時,必須要確保所挑選的零件符合國家的相關規定并且已經在實際生產中有了大量的應用,零件的重要性不同其所選擇的設計方法也不相同,對于處于重要部位的零件來說,其必須要進行可靠性試驗且要通過可靠性試驗。除此之外,還必要反復的修改和驗證產品的可靠性,直至所獲得可靠性的檢測結果符合可靠性優化設計的要求為止。

    在完成整體設計和零件設計之后,需要進行人機系統的設計工作,在這方面所考察的重點是操作的適應性設計與舒適性設計。

    (二)存在于機械工程制造過程中的可靠性優化設計

第8篇:機械工程專業培養方案范文

關鍵詞:機械工程 測試技術 創新能力 本科教育

中圖分類號:G648 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)04(a)-0154-02

機械工程測試技術涉及范圍十分廣泛,幾乎滲透到了各個學科領域,探討新理論,研究新技術、新材料和新工藝是現代測試技術總的發展方向[1]。機械工程測試技術是一項在不斷完善與發展的先進科學技術,相應的教學內容也具有發展性與不定性。任課教師一定要緊跟學科與學術發展動態,積累大量的文獻資料,才能保證教學內容的及時更新,構筑扎實的專業基礎,促進教學質量的提高。由于《機械工程測試技術》課程是機械類專業一門重要的專業基礎課程,歷年來該校機械與汽車工程學院的多個專業都將其作為本科專業課程。該課程對于構筑機械類本科生扎實的專業理論基礎、拓寬研究思路、提高本科生培養質量,為進一步學習、研究和處理機械工程技術問題打下基礎具有重要意義。

1 教學內容

針對我校人才培養定位,我們在教學內容上進行科學安排和合理調整。教學內容安排上首先介紹現代測試技術發展態勢,討論機械工程測試技術發展的現狀、特點及趨勢;隨后介紹機械工程測試技術的共性知識和各種傳感器所依據的定律和效應,重點分析基于傳感器的各種基礎效應,使學生對傳感器有全新理解;然后對智能傳感器進行了全面介紹,包括智能傳感器的結構與系統、智能傳感器的功能特點、智能傳感器中的軟件、設計與制造等;最后重點介紹近年來出現的幾種新型傳感技術,如磁流體傳感器、生物傳感器、MEMS系統、機器視覺、無損檢測、多傳感器融合等。整個課程體系的設置把握了重點、難點和新技術的動態,以機械工程測試技術基本概念和原理為基礎,以傳感新效應、新原理、新技術為重點,同時將傳感與信息處理結合起來,使學生對信息處理這一抽象理論知識能有更好的掌握和理解。由于上課學生涉及多個專業,根據學生背景增加與專業相關的交叉學科的部分內容,如汽車安全狀態監測、信息解耦、多信息融合、網絡化傳感、機器人控制等內容。此外,在教學環節上還設置了實踐環節,安排了自學內容和研究熱點問題,通過撰寫相關的課程論文,培養學生查閱文獻資料和總結寫作能力,使學生掌握最新發展動向和國際前沿,培養學生的專業學習興趣、動手能力和創新能力,為今后的論文選題和科研打好基礎。總體來說,本課程的教學內容的設計與人才培養目標相結合,具有基礎性、研究性、前沿性和行業性。

2 教學方法

開課學生對象主要為大二和大三學生,他們已經奠定了初步的知識結構,具有一定的自學能力。在課程教學中教師的職責已經不在于傳遞知識,而更注重激勵思考,講授的重點應該放在科學方法論、教學方法、推理方法、搜集資料的方法、如何從事實中做出結論以及如何分析事實和綜合事實上。《機械工程測試技術》是一門工程技術類綜合性課程,涉及大量基礎理論知識及傳感技術研究進展的內容[2-3]。針對本科生的特點,我們在教學方法上進行了改革,運用問題啟發式、發言討論式和項目驅動式等多種教學方式,來激發學生的興趣,引導學生思考,啟發他們的學習興趣和科研思路。

(1)問題啟發式。不能把問題啟發式教學簡單、片面地看成就是在課堂中多提問,而是多讓學生練習。教師的教學指向思考過程而不是答案,讓學生受到思維過程上的啟發。首先向學生介紹某一類研究專題或方向大致的研究內容與進展,然后根據具體內容提出一些啟發性的問題,引導學生進行思考,讓學生自己進行相關的資料收集、調查研究,構思研究方案,教師指導學生的研究方法,最后由學生設法解決問題。在教學過程中,適時、適度地啟迪、誘導學生的學習活動,鍛煉學生的理解判斷能力,調動學生學習的主動性和積極性。比如在介紹光電絕對編碼器時,首先讓學生了解它是一種角度編碼器,可以將角位移轉換成二進制編碼,方便與計算機連接,具有非接觸性、體積小、分辨率高、可靠性好、使用方便等特點。然后分別介紹絕對編碼器的二進制碼盤和循環碼盤,啟發學生對以下幾個問題進行研討:為什么要設計這兩種編碼方案?各自的優點與不足是什么?如何設計一種新的編碼方案? 該編碼方案可解決哪些實際問題?

(2)發言討論式。這種教學方法讓學生發表自己的見解,并針對這些問題展開小組或集體討論,再由教師作總結分析。這是一種教師和學生之間、學生和學生之間的互相交流、互相評價、互相完善的教學方法,讓學生發言討論的形式,可以培養學生思考、語言表達與歸納總結的能力,引導學生在課程教學中由被動接受轉化為主動參與,在此過程調動了學生的注意和興趣,大大提高了教學效果[4]。同時也促使教師不斷學習,了解最新的技術發展趨勢和學科前沿,教師的學術水平也會得到提高。我們在講授傳感器特性時,布置的一次討論題目是研究傳感器溫度補償方法。在討論過程中,同學們根據不同傳感器的特性談到了多種傳感器溫度補償方法。同學們也發現實際傳感特性往往與多種環境因素(如溫度、濕度、壓力等)有關,因此可以進一步引導學生思考如何進行傳感器的多維因素補償。采用這種教學方式之后, 學生在學習過程中真正的從“要我學”變成了“我要學”。

(3)項目驅動式。從培養學生科研能力入手,通過結合實際課題項目來實現教學目標。教師根據講授內容,安排一些實際課題項目讓學生完成,或者直接讓學生參加到自己的科研項目中去,給學生創造科研實踐的機會,在科研實踐中培養學生的科研情感和提升科研素質。教師在必要時對學生進行指導和幫助,同時授課時把自己的研究成果納入教學之中,課程教學內容可以及時更新[5]。在《機械工程測試技術》教學中,我們十分注重將課程內容與教師具體科研項目結合。一部分學生參與了相關課題項目的具體研究工作,在完成任務的過程中,學生發揮了主動性、創造性,使枯燥的公式推導和解題變成有趣的試驗過程,培養了研究能力,提高學習效果,起到了以科研項目提高教學質量的作用。將科研項目和《機械工程測試技術》課程的教學過程結合,在這幾年的教學實踐中收到了明顯的教學效果,有一些學生已經申報了專利、發表了學術論文[6-8]。作為一種行之有效的教學方法,項目驅動教學法對于解決教學中理論與實踐脫節的問題有著良好的補償作用,能夠充分發揮學生個體的學習主動性,大大提高了學生的綜合素質,有效地培養了學生自主學習、分析問題、解決問題、科研創新的能力。

3 教學手段

教材是本科生課程教學的一個重要組成部分,教材的質量直接影響課程教學的有效性。目前,《機械工程測試技術》課程的國內可用教材眾多,教學基本上都以知識體系為順序。先講傳感器的基本概念和基本特性,然后依據不同傳感原理介紹幾類傳感器和相關應用,如電阻式、壓電式、電容式、電磁式、光電式傳感器等,一般還配有幾個簡單的傳感原理演示和驗證試驗,過多地強調了理論知識的傳授,忽視了知識應用能力的培養,因此帶來了一些負面影響。我們精心選擇口碑較好的教材進行教學,并要求學生查閱相關文獻。此外,結合多年的教學經驗和科研成果,我們還編寫了補充講義,新增了近幾年機械工程測試技術新發展。力爭使學生能系統地學習該課程,掌握機械工程測試技術的基礎知識,了解最新研究動態。根據講授內容,教師帶有關實物在課堂上展示,使枯燥的理論與實際有機結合;根據講授內容,教師提出有關工程實際案例。以工程應用背景的案例激發學生的學習興趣,強化學習效果;通過例題、習題和思考題的內容選編和精心設計反映傳感器技術在當代科技和工程實際與現實生活中的應用。為了增加課程信息量,我們還采用Flash、Powerpoint等多媒體應用軟件,設計開發了電子教案和網絡課件進行教學,借助Matlab、Proteus、Labview等計算機仿真軟件進行模擬演示和實驗驗證,使教學內容更加豐富,表現形式更為多樣,變粉筆黑板式教學為現代電子教學,使過去因沒有實物對象而抽象難學的內容變得具體、生動、形象。

4 實踐環節

近兩年,我們購置了一批功能更為齊全和先進的教學實驗設備,精心安排了一批實驗項目,將原來單純傳感器原理驗證性實驗改變為與現代檢測技術相結合的研究性實驗。鼓勵學生參加教師或企業的科研項目,培養學生的實際動手能力和工程應用能力。對一些想學習興趣濃厚、學有余力的學生,可利用畢業設計的形式進行深入研究,結合課程知識的學習,完成一個測試系統的設計和實現。同時,開放教學實驗室和科研實驗室,鼓勵學生結合課程知識申報校級大學生創新項目、參加社會實踐和各類學科競賽,開展DIY電子設計制作等,并將這些活動的成果作為課程成績的考核,建立起以全面發展為導向,以能力考核為重點,多元化的學業評價體系[9]。此外,利用假期學校組織教師開展“千名教師進農村、進社區、進企業”活動的契機,由任課老師帶領學生進入企業實地考察、現場學習,與企業開展合作,解決一些實際問題。同學們在活動中能很快發現課堂知識在企業中的實際運用,而且一些老師回來以后有了很多的好想法、好點子,也會融入到課堂教學中。這樣的實踐形式,不僅為師生們提供了服務社會的機會,也更好地培養了學生理論聯系實踐的能力,提高了課程教學的質量和效果。

5 結語

《機械工程測試技術》在機械類相關專業的課程體系中有著重要的地位和作用,這幾年的教學實踐探索表明,要教好這門課,必須及時地補充更新教學內容,采取與教學內容相適應的教學方法,加快教材和課件建設,充分利用各種資源,重視實踐環節的組織與實施,才能讓學生在學習過程中掌握基本理論,培養創新能力,為今后的專業工作打下堅實的基礎。

參考文獻

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第9篇:機械工程專業培養方案范文

[關鍵詞] 機械工程控制基礎;控制論;思維方式;教學方法

[中圖分類號] G642.421 [文獻標識碼] A [文章編號] 1005-4634(2013)01-0055-03

0 引言

“機械工程控制基礎”是20世紀80年代初興起的一套控制理論,是經典控制理論在機械工程領域中的應用,現在已經發展成為機械工程專業的一門專業基礎必修課。在這門課程的教學之初,注重的是理論教學,強調課程體系的系統性和邏輯性,教學形式是以課堂授課為主,教學內容以介紹基本概念和基本原理為主,這使學生初步領悟到控制論的深奧,也領會到控制論的縝密性、邏輯性和系統性[1,2]。但是,由于學生的數理基礎和機械工程專業背景有限,普遍感覺課程內容抽象,而且理論性太強,在有限的時間內讓學生接受這些理論和方法,往往感覺力不從心[3-5]。在教學過程中不斷探索、不斷積累經驗,逐漸體會到在“機械工程控制基礎”這門課程的教學過程中,首先要培養學生的邏輯思維方式,通過生活實例和典型工程案例巧妙地將課程的基本理論與工程實踐有機地結合起來,將抽象的內容具體化,將無形的理論有形化,將縝密的證明過程簡單化,激發學生的學習興趣,培養學生運用控制論的思維方式解決機械工程領域的實踐問題,使該課程逐漸成為廣受學生歡迎的實用性較強的一門專業基礎課程。

1 “機械工程控制基礎”課程特點

隨著控制技術在機械行業中的廣泛應用,掌握“機械工程控制基礎”的基本概念、基本原理和基本方法已成為機械工程專業學生進行機電液產品設計、制造、生產管理必備的基本知識和基本技能。該課程的主要內容包括:系統的數學建模、時域性能分析、頻域性能分析、穩定性分析、性能校正及其控制系統設計。“機械工程控制基礎”課程具有理論性強、系統性強、邏輯性強的特點,導致學生普遍感覺這門課程學習難、作業難、實踐難。要學好這門課程,對學生提出三個基本要求:較好的數理功底、一定的工程背景、較強的邏輯分析能力。尤其是機械工程專業的學生,前期學習了機械制圖、機械原理、機械設計等課程,初步培養了學生的形象思維方式,現在如何從讓機器動起來的形象思維方式成功轉型到只用數學公式表達機器運動的抽象思維方式,然后再將抽象的內容具體化、實踐化、工程化,教學過程中應在以下6個方面下功夫[6]。

2 “機械工程控制基礎”教學方法探索

2.1 給學生一個控制論的大概念,引導學生以最 快速度掌握控制論的學習方法和思維方式

在第一堂課上,首先向學生介紹控制論的產生、發展以及在機械工程中的應用,讓學生對這門課程有一個整體概念,看到的是控制論這片森林,“機械工程控制基礎”課程就是這片森林中的一片小樹林。強調控制論是一種方法論,是研究廣義系統在一定外界條件下的動態歷程,是適用于發展變化的任何事物,包括自然、社會、經濟、工程領域發展變化著的事物。然后,再介紹控制論在其他領域中的應用。以我國的人口發展為例,介紹計劃生育政策在人口發展過程中的作用。在無計劃的情況下,人口是爆炸式增長;在有計劃的情況下,人口是以最低的增長速度發展,計劃生育政策就是控制策略,充當了一個控制器的作用,控制著整個人口發展的這樣一個動態歷程。再以我國的經濟發展為例,分析我國在改革開放前后經濟發生的翻天覆地的變化,也是由于國家方針政策的作用。人口發展和經濟發展都可以用數學公式來描述,這就是人口發展和經濟發展的數學模型,然后用控制論來分析系統的發展和變化規律,最后制定國家的方針政策來調整人口和經濟發展的變化趨勢,進行人為的控制,從而達到了預期的目標。在人口發展和經濟發展過程中,包含著系統的數學建模、性能分析、性能校正,這就是一個完整的控制過程。用這兩個實例使學生初步了解控制論這個大概念,引導學生登高望遠,以最快的速度掌握控制論的學習方法和思維方式,激起了學生的學習興趣,提高了學生對這門課程的重視程度,同時使學生體會到控制論在事物發展過程中的神奇作用和力量。

2.2 介紹“系統”這個概念,讓學生明確這門課 程的研究對象

“機械工程控制基礎”是由系統數學建模、時域性能分析、頻域性能分析、性能校正等主要章節組成,每一章節都包括多個知識點,這些知識點構成了一套完整的理論體系。學生如果只是掌握了這些孤立的知識點,很難將這些知識有機結合起來,形成控制論的整體概念,所以首先應該向學生介紹“系統”這個概念。從上面人口發展實例中讓學生得知人口組成就是一個系統,再如,在日常生活中經常使用的抽水馬桶就是一個控制系統,是由水箱、杠桿、浮子、進水管和出水管組成,通過浮力與彈力平衡原理控制水箱內的水面高度。通過實例讓學生認識控制系統的組成、工作原理,分析控制系統的動態特性,繪制控制系統結構方框圖等,培養學生的抽象概括能力和邏輯思維能力。最后引入系統的概念,系統是一個由相互聯系、相互作用的若干部分構成的,并且是有一定的目的或運動規律的整體。這就是這門課程的研究對象,在以后各章節學習系統數學建模、性能分析、性能校正等知識點,最后利用這些知識點對系統進行綜合設計和性能評價,引導學生以“系統”的觀點認識、分析、解決機械工程領域的問題。

2.3 基于所學理論培養學生的邏輯分析能力

“機械工程控制基礎”是應用數學手段,基于物理學、電工電子學、力學、機械原理等知識建立系統數學模型,將機電液系統抽象為數學模型的形式,進行性能分析和設計計算。因此,要求本專業的學生具有良好的數學、物理、力學、電學、機械學的基礎,有一定的機械工程方面的專業知識,而且具備多學科的知識積累。要想學好這門課程,學生首先要有一定的數學基礎,掌握復數、復變函數、拉氏正逆變換、傅氏正逆變換的基本概念和基本運算定理。如果學生之前沒有學習工程數學,這里需要有針對性地補充與本課程直接相關的知識,盡量做到教會學生怎樣應用定義、定理,而不是定理的證明過程。有些涉及到物理學、電工電子學、力學知識,學生們雖然學過相關課程,但是時間一長就印象不深刻,因此,在每次課程結束之前把下次課程會用到的有關知識點給學生一一列出,讓學生課后提前復習已學過的基礎知識,在下次課堂上只需對要用到的基礎知識作些簡單的提示或回顧,在舊知識與新知識之間架起一座橋梁,新舊知識有效銜接,達到事半功倍的效果。例如在系統建模這章中,用到“牛頓第三運動定理”、“基爾霍夫定律”等知識,在系統時域性能分析這章中用到一階微分方程和二階微分方程的求解知識。這時老師要及時提醒學生,或者點到為止地重復這部分內容,這樣學生在建立數學模型時就會很清楚地知道這些數學模型是建立在哪些理論基礎之上,并且知道如何應用原來學過的定理或定律去分析問題、解決問題,構建一個完備的知識框架,也能夠從中體會到原來各門學科之間是相互聯系、相互銜接的,只有融會才能貫通,學生自然邏輯清晰,分析能力自然提高。

2.4 將抽象的內容具體化、實踐化、工程化

控制理論中大部分定義、理論和方法都是比較抽象的,在教學過程中如果僅限于理論的介紹和論述,學生不僅會感覺空洞乏味,而且有無本之木、無源之水的感覺。如果教師能夠結合一些具體而又形象的例子會產生事半功倍的效果。例如在系統的穩定性這一章中,系統的穩定性是這樣描述的:“系統穩定性是指系統在初始狀態,或者是輸入引起的初始狀態的影響下,由它所引起的系統的時間響應隨時間推移,逐漸衰減并趨向于零”;系統不穩定性的定義是“系統在初始狀態的影響下,由它所引起的系統的時間響應隨時間推移而發散”,教師要花很多時間解釋概念的內涵和外延,可是學生還沒有直觀形象的感覺。每當講到系統穩定性和不穩定性定義的時候,筆者就列舉兩個實例,一個是倒立擺試驗臺,一個是起重機的起升機構的末端部分——鋼絲繩、吊鉤和貨物組成的正擺機構。倒立擺源于火箭發射瞬間的狀態,是一種不穩定的系統通過穩定控制手段,使其穩定倒立的一個典型教學實例;而起重機貨物擺動是在受到外界干擾作用下在鉛垂方向附近擺動,最終在空氣阻力作用下恢復到鉛垂方向,這個鉛垂向下的方向就是它的平衡位置;而倒立擺的平衡位置是鉛垂向上的位置,在外界干擾作用下離開平衡位置,如果無外力作用再也無法恢復到它的平衡位置。通過這兩個工程實例形象直觀地介紹了系統穩定性與不穩定性這兩個抽象的概念,不需要太多的解釋。

2.5 從生活實例中發現問題、分析問題,培養學 生的洞察力

減少抽象模型例題,增加生活實例和機械工程典型案例,同時把機械領域的前沿課題以及研究結果作為實例引入到教材之中。例如在講解時域性能分析這章中的二階振蕩環節的時域響應這部分內容時,涉及到振動頻率、系統激勵、系統響應、響應幅值的概念,將貨郎擔振動現象作為典型實例。貨郎行走就是系統激勵,貨郎擔的上下振動就是系統響應,振動的大小就是振動幅值。不同材質、不同尺寸、不同截面形狀的貨郎擔振動的頻率不同,如果貨郎行走的頻率與貨郎擔的頻率一致,這樣就發生共振,貨物按照貨郎行走的頻率,在隨著貨郎向前運動的同時,做上下振動,這樣貨郎挑著貨物就省力,這也是人們不把貨郎擔做得太硬,而是有一定彈性的原因。例如在二階欠阻尼系統中介紹無阻尼固有頻率、有阻尼固有頻率和阻尼系數等概念時,列舉行駛在馬路上的汽車發生上下顛簸的現象。汽車底盤下都有減振彈簧和阻尼器,目的是為了降低由于路面起伏引起的車體上下振動問題。汽車的質量是 ,減振彈簧剛度為 ,阻尼器阻尼系數是,則系統固有頻率,阻尼比,有阻尼固有頻率 。如果彈簧太硬、阻尼系數太小起不到減振的作用;如果彈簧太軟、阻尼系數太小消振太慢,路面沒有起伏的情況下,車體還在振動。因此,如何設計、計算汽車的減振彈簧和阻尼器參數,使汽車有合理的振動頻率和阻尼比,得到緩沖減振的效果,同時,還要避免汽車振動頻率與路面起伏頻率相一致的情況。介紹從具體生活實例或工程實例到各個環節模型,最后到數學模型的過程,培養了學生從具體實例到數學模型的建模能力。

2.6 培養學生用控制論的思維方式解決機械工程 實踐問題

要實現機器運動可以通過機構驅動的方式,也可以通過控制手段,還可以通過機構與控制系統相結合的方式。不同的機器具有不同的固有特性,只有在掌握了其動力學特性的基礎上,才能確定驅動方案,其中必有一種方案是最佳的。學生在機械原理課程中學習了各種機構,掌握了機構的運動規律。而本課程教會學生除了應用機構驅動機器,還可以應用控制手段實現機器更加復雜的運動,讓學生了解如何將經典控制論應用于機械工程實踐中,根據“時域性能分析和頻域性能分析”的知識分析系統的動態性能,根據“系統性能校正”的知識設計控制系統,改變系統的運動特性,達到期望的運動目的。

3 結束語

以上是筆者多年從事“機械工程控制基礎”課程教學過程中遇到的問題,以及應對問題的解決方法。在這門課程的教與學實踐中還有很長的路要走,仍需要不斷實踐、不斷探索。

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