序論：寫(xiě)作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來(lái)了七篇工程機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)范文，愿它們成為您寫(xiě)作過(guò)程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

關(guān)鍵詞：協(xié)同設(shè)計(jì)；工程機(jī)械設(shè)計(jì)；應(yīng)用

1我國(guó)工程機(jī)械設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的工程機(jī)械設(shè)計(jì)，對(duì)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)十分重視，在設(shè)計(jì)中應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)公式、數(shù)學(xué)圖表、理論等方法。我國(guó)工程機(jī)械發(fā)展時(shí)間較晚，與國(guó)外相比差異還很大，其以設(shè)計(jì)引進(jìn)技術(shù)等為依據(jù)進(jìn)行前期發(fā)展，設(shè)計(jì)人員主要負(fù)責(zé)改進(jìn)工藝編排以及轉(zhuǎn)化圖紙等，沒(méi)有做到深入的分析整機(jī)的深層設(shè)計(jì)機(jī)理。相較于國(guó)外，我國(guó)工程設(shè)計(jì)人員沒(méi)有多元化的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并且其產(chǎn)品原理和設(shè)計(jì)思想等都在模仿國(guó)外。工程機(jī)械這一行業(yè)的特點(diǎn)，使得其遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其他產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用，因此在缺乏改進(jìn)和創(chuàng)新的前提下，是無(wú)法對(duì)工程機(jī)械制造業(yè)進(jìn)行振興的，要想發(fā)展首先要做的就是對(duì)技術(shù)、知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新。目前已經(jīng)有許多工程機(jī)械企業(yè)開(kāi)始行動(dòng)，對(duì)更加先進(jìn)的設(shè)計(jì)模式進(jìn)行尋找。在計(jì)算機(jī)技術(shù)等的發(fā)展過(guò)程中，工程機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用了很多先進(jìn)的建模方法、設(shè)計(jì)方式以及設(shè)計(jì)思想，進(jìn)而逐漸將工程的協(xié)同設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。在部分企業(yè)中已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用CSCW、CIMS系統(tǒng)等信息化工程。設(shè)計(jì)師開(kāi)始對(duì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行應(yīng)用。在不斷的發(fā)展中，目前設(shè)計(jì)師們通常都用SolidWorks、AutoCAD等三維設(shè)計(jì)等建模工具。三維設(shè)計(jì)能夠更加形象直觀的展示產(chǎn)品設(shè)計(jì)，預(yù)先演示產(chǎn)品最終的動(dòng)作以及形態(tài)，進(jìn)而對(duì)產(chǎn)品的產(chǎn)出風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行大幅度降低。除此之外還能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助以及建模軟件對(duì)軟件接口進(jìn)行分析，進(jìn)而對(duì)試驗(yàn)費(fèi)用和產(chǎn)品研發(fā)費(fèi)用進(jìn)行有效的降低，對(duì)開(kāi)發(fā)周期進(jìn)行縮短，縮短產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力提升。

2工程機(jī)械設(shè)計(jì)的CSCD體系

2.1工程機(jī)械CSCD體系結(jié)構(gòu)的核心

在過(guò)去企業(yè)內(nèi)部為開(kāi)發(fā)工程機(jī)械產(chǎn)品的主力軍，但隨著時(shí)代的發(fā)展，許多大型企業(yè)在開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的過(guò)程中也要求合作商以及供應(yīng)商加入其中，將一致的產(chǎn)品信息進(jìn)行及時(shí)獲取，并對(duì)這些信息進(jìn)行應(yīng)用，從而將實(shí)時(shí)的協(xié)同開(kāi)發(fā)展開(kāi)。其中包括設(shè)計(jì)思想的交流、遠(yuǎn)程評(píng)審的實(shí)現(xiàn)、運(yùn)動(dòng)仿真的模擬、檢查干涉、模型裝配以及產(chǎn)品零件的查閱等。在工程機(jī)械設(shè)計(jì)中對(duì)CSCD系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，其存在的主要問(wèn)題如下。第一，可靠安全的異地通訊，能夠?qū)?shù)據(jù)共享和信息交流在不同的工作平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而將實(shí)時(shí)協(xié)同實(shí)現(xiàn)。第二，不同CAE軟件下的仿真分析以及不同CAD軟件的虛擬裝配和數(shù)字化建模。從目前我國(guó)工程機(jī)械設(shè)計(jì)的情況可以看出，目前主流的方式就是結(jié)合式的設(shè)計(jì)方式。第三，將核心設(shè)置為知識(shí)管理，對(duì)分析案例、修改設(shè)計(jì)的過(guò)程以及重視知識(shí)的應(yīng)用進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，進(jìn)而將專(zhuān)家數(shù)據(jù)庫(kù)形成，能夠?qū)Ψ磸?fù)發(fā)生同樣的修改錯(cuò)誤進(jìn)行預(yù)防。第四，將核心認(rèn)定為過(guò)程管理，對(duì)人機(jī)交互無(wú)縫接口以及人與人之間和諧交互進(jìn)行強(qiáng)調(diào)。第五，協(xié)同設(shè)計(jì)可視化。現(xiàn)階段能夠?qū)⒖梢暈g覽實(shí)現(xiàn)的方式包括以下兩種，第一種瀏覽是建立在輕量化數(shù)據(jù)格式上，其在下載數(shù)據(jù)文件的時(shí)候不會(huì)保存到本地，而是直接轉(zhuǎn)化存在于服務(wù)器中的數(shù)據(jù)文件，從而使得瀏覽的格式變?yōu)檩p量化格式，從而對(duì)瀏覽的速度以及安全性進(jìn)行提升，其具有較高的技術(shù)難度。

2.2工程機(jī)械CSCD中CAD環(huán)境中的實(shí)時(shí)協(xié)同

CSCD系統(tǒng)在工程機(jī)械設(shè)計(jì)中，對(duì)CAD環(huán)境下的實(shí)時(shí)協(xié)同進(jìn)行支持為其應(yīng)用價(jià)值最高的協(xié)同設(shè)計(jì)方式。目前現(xiàn)代設(shè)計(jì)人員已經(jīng)將三維建模軟件作為主要的應(yīng)用工具。但通常情況下CAD平臺(tái)無(wú)法將同步更新和傳遞消息等設(shè)計(jì)過(guò)程中的功能提供出來(lái)，在不同的CAD環(huán)境中不同設(shè)計(jì)者無(wú)法將真正的同步實(shí)現(xiàn)，必須在庫(kù)中保存數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，才能夠?qū)⑵渲匦麓蜷_(kāi)，隨后才能夠?qū)⒏聦?shí)現(xiàn)，但是難以改變?cè)O(shè)計(jì)更改滯后的情況。在滯后的時(shí)期，會(huì)使得一些不曾想到的結(jié)果出現(xiàn)，無(wú)法預(yù)料到變更設(shè)計(jì)造成的影響。將產(chǎn)品設(shè)計(jì)在CSCD中進(jìn)行，更改的信息在CAD環(huán)境的實(shí)時(shí)協(xié)同中能夠進(jìn)行及時(shí)獲取，對(duì)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)這些信息的十分重要，其能夠?qū)φw設(shè)計(jì)由于滯后而失敗的情況進(jìn)行避免。如果對(duì)CSCD中CAD環(huán)境下的實(shí)施協(xié)同設(shè)計(jì)進(jìn)行應(yīng)用，在機(jī)架設(shè)計(jì)上零件工程師進(jìn)行變更，裝配工程師就能夠?qū)ζ浞答佭M(jìn)行及時(shí)的獲取，進(jìn)而調(diào)整裝配，防止有錯(cuò)誤出現(xiàn)在之后的設(shè)計(jì)中。將實(shí)時(shí)協(xié)同在CSCD系統(tǒng)的CAD環(huán)境中實(shí)現(xiàn)，其主要是對(duì)協(xié)同感知技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，進(jìn)而使得設(shè)計(jì)者對(duì)不同工作平臺(tái)無(wú)縫接口技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)以及圖形空間的集成進(jìn)行共享。在交流數(shù)據(jù)模型傳輸?shù)臅r(shí)候，由于三維CAD設(shè)計(jì)具有非常復(fù)雜的數(shù)據(jù)，并且由于其受到網(wǎng)絡(luò)帶寬以及網(wǎng)絡(luò)硬件的局限，應(yīng)該對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量進(jìn)行減少，進(jìn)而將協(xié)同實(shí)時(shí)在設(shè)計(jì)中進(jìn)行。在工程機(jī)械朝著智能化和系列化的方向進(jìn)行發(fā)展，大型機(jī)和小型機(jī)也在分別朝著大功率化和多功能化的方向發(fā)展。在工程機(jī)械中，目前已經(jīng)在其中應(yīng)用了高速無(wú)線電通信、GPS微波定位以及機(jī)載計(jì)算等信息技術(shù)，成熟機(jī)型的設(shè)計(jì)在不斷創(chuàng)新，結(jié)構(gòu)也在不斷改進(jìn)。實(shí)時(shí)協(xié)同設(shè)計(jì)在CAD的環(huán)境中，能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)者關(guān)于零件結(jié)構(gòu)的意見(jiàn)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交流，進(jìn)而對(duì)最優(yōu)設(shè)計(jì)進(jìn)行獲取，從而對(duì)整機(jī)的性能和外形兩個(gè)方面的結(jié)合進(jìn)行滿足。

3結(jié)語(yǔ)

本文就協(xié)同設(shè)計(jì)在工程機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討，首先對(duì)我國(guó)工程機(jī)械設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹，隨后對(duì)工程機(jī)械設(shè)計(jì)的CSCD體系進(jìn)行了分析，并且分析了工程機(jī)械CSCD中CAD環(huán)境中的實(shí)時(shí)協(xié)同。協(xié)同設(shè)計(jì)在工程機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，能夠使得工程機(jī)械設(shè)計(jì)具有更高的設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，從而對(duì)工業(yè)發(fā)展起到促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

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篇(2)

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型本科院校；產(chǎn)學(xué)研用；課程體系；師資隊(duì)伍；實(shí)踐教學(xué)

作者簡(jiǎn)介：李清偉（1970-），男，江蘇豐縣人，徐州工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，副教授。（江蘇 徐州 221008）

基金項(xiàng)目：本文系徐州工程學(xué)院高等教育教學(xué)研究重點(diǎn)課題（課題編號(hào)：YGJ1317）的研究成果。

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）09-0016-02

應(yīng)用型本科院校大多是近年來(lái)從專(zhuān)科學(xué)校升格后形成的，對(duì)于本科教學(xué)而言，由于辦學(xué)時(shí)間短，學(xué)生生源、師資隊(duì)伍、科研條件和學(xué)科平臺(tái)等方面與辦學(xué)時(shí)間較長(zhǎng)的本科院校無(wú)法相提并論。但是，這些學(xué)校在實(shí)踐教學(xué)方面形成了一套完整的體系，學(xué)生的動(dòng)手能力比較強(qiáng)，因此，這類(lèi)院校大部分將自己的培養(yǎng)目標(biāo)定位為應(yīng)用型人才培養(yǎng)。機(jī)械類(lèi)人才的培養(yǎng)本身對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)要求高，學(xué)生不僅要進(jìn)行理論學(xué)習(xí)，還要進(jìn)行認(rèn)知實(shí)習(xí)、金工實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)，而且大多數(shù)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課及專(zhuān)業(yè)課均有課程設(shè)計(jì)等，實(shí)踐教學(xué)所占的比重比較大，所以，應(yīng)用型本科院校機(jī)械類(lèi)人才的培養(yǎng)更適合采用產(chǎn)學(xué)研用培養(yǎng)模式。這樣才能實(shí)現(xiàn)錯(cuò)位發(fā)展，培養(yǎng)出符合社會(huì)需要的創(chuàng)新性人才。

產(chǎn)學(xué)研用是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要模式，產(chǎn)學(xué)研用是生產(chǎn)、學(xué)習(xí)、科學(xué)研究與實(shí)踐運(yùn)用的合作系統(tǒng)工程，是當(dāng)前形勢(shì)下培養(yǎng)能夠滿足社會(huì)需要的應(yīng)用型人才的一種有效模式。從高校來(lái)講，產(chǎn)學(xué)研用就是充分利用學(xué)校與企業(yè)、科研單位等多種不同教學(xué)環(huán)境和教學(xué)資源以及在人才培養(yǎng)方面的各自?xún)?yōu)勢(shì)，把以課堂傳授知識(shí)為主的學(xué)校教育與直接獲取實(shí)際經(jīng)驗(yàn)、實(shí)踐能力為主的生產(chǎn)、科研實(shí)踐有機(jī)結(jié)合的教育形式。

一、結(jié)合工程實(shí)際，以能力培養(yǎng)為中心，改革課程體系

應(yīng)用型本科院校的畢業(yè)生大多數(shù)都是直接就業(yè)，而選擇繼續(xù)深造的學(xué)生比例很小，因此，應(yīng)用型本科院校的人才培養(yǎng)應(yīng)該以能力培養(yǎng)為重點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用、理論聯(lián)系實(shí)際以適應(yīng)將來(lái)求職之需的能力和素質(zhì)，使學(xué)生具有與其他類(lèi)型高校畢業(yè)生進(jìn)行就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的職業(yè)能力，從而使學(xué)生順利實(shí)現(xiàn)就業(yè)，在未來(lái)的工作中也會(huì)有很大的發(fā)展空間。

1.強(qiáng)化公共基礎(chǔ)課與專(zhuān)業(yè)課的銜接，增強(qiáng)公共基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)針對(duì)性

公共基礎(chǔ)課程主要是為專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)服務(wù)的，為專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。除了思想政治理論課由教育部統(tǒng)一規(guī)定必須開(kāi)設(shè)外，其他公共基礎(chǔ)課的開(kāi)設(shè)完全可以由高校自主決定。因此，培養(yǎng)應(yīng)用型人才可以將公共基礎(chǔ)課與專(zhuān)業(yè)課結(jié)合起來(lái)，如將大學(xué)英語(yǔ)與機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、液壓傳動(dòng)等專(zhuān)業(yè)課結(jié)合起來(lái)設(shè)置。這樣增強(qiáng)了公共基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)的針對(duì)性，使學(xué)生感覺(jué)公共基礎(chǔ)課對(duì)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)很有用，從而激發(fā)學(xué)習(xí)公共基礎(chǔ)課的興趣。

另外，公共基礎(chǔ)課程具體講授內(nèi)容也應(yīng)結(jié)合機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的具體需求和專(zhuān)業(yè)應(yīng)用能力的培養(yǎng)需要來(lái)取舍。例如對(duì)于計(jì)算機(jī)這門(mén)公共基礎(chǔ)課，其本身就是一個(gè)自成體系的學(xué)科，內(nèi)容十分廣泛，有限的教學(xué)課時(shí)不可能把該學(xué)科的所有知識(shí)都傳授給學(xué)生，學(xué)生也沒(méi)有能力去吸收所有的知識(shí)，必須結(jié)合機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)來(lái)有重點(diǎn)地取舍，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用，重點(diǎn)講述計(jì)算機(jī)的操作和應(yīng)用。

2.突出專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課的實(shí)用性，精簡(jiǎn)理論內(nèi)容講解

直接適應(yīng)性是應(yīng)用型人才的特征，也是與其他本科人才區(qū)別之處。盡量開(kāi)設(shè)一些與職業(yè)、行業(yè)相關(guān)的實(shí)用型、應(yīng)用型課程，精簡(jiǎn)理論性較強(qiáng)的課程及其內(nèi)容，重點(diǎn)講述“廣、淺、新、用”的理論基礎(chǔ)，以提高學(xué)生的專(zhuān)業(yè)應(yīng)用能力。同時(shí)可以將一些課程合并講解，以減少各自的理論內(nèi)容，增加實(shí)用性?xún)?nèi)容。如機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)這兩門(mén)課，每門(mén)課的內(nèi)容比較多，理論性比較強(qiáng)，特別是機(jī)械原理中有些內(nèi)容理論性很強(qiáng)，學(xué)生感到很難。機(jī)械原理主要是為機(jī)械設(shè)計(jì)提供知識(shí)支撐的，可以在講述機(jī)械設(shè)計(jì)中各種機(jī)械結(jié)構(gòu)工作原理和性能分析時(shí)講述一些實(shí)用的機(jī)械原理內(nèi)容，而對(duì)于那些純理論的機(jī)械原理內(nèi)容可不予講授。

3.立足地方經(jīng)濟(jì)，開(kāi)設(shè)具有地方特色的專(zhuān)業(yè)課

應(yīng)用型本科院校大多屬于地方政府管理，生源大部分來(lái)自本地區(qū)，其定位是服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，培養(yǎng)地方需要的應(yīng)用型本科人才。因此，結(jié)合本地區(qū)行業(yè)特色，設(shè)置一些具有產(chǎn)業(yè)特色的專(zhuān)業(yè)課，對(duì)于提高學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力十分有利。以徐州工程學(xué)院為例，其地處中國(guó)工程機(jī)械之都，工程機(jī)械是徐州乃至江蘇省的特色行業(yè)，是徐州四大千億元支柱產(chǎn)業(yè)之一。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，僅徐州地區(qū)而言，工程機(jī)械整機(jī)生產(chǎn)企業(yè)將近上百家，如果包括與整機(jī)生產(chǎn)企業(yè)相配套進(jìn)行工程機(jī)械零部件生產(chǎn)的企業(yè)，總數(shù)則達(dá)到上千家。其中徐州工程機(jī)械集團(tuán)公司多年來(lái)一直是中國(guó)工程機(jī)械行業(yè)的排頭兵，近年來(lái)躋身世界工程機(jī)械企業(yè)前五強(qiáng)，該公司每年吸納的畢業(yè)生達(dá)到一兩千人。作為徐州工程學(xué)院的機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)，緊密結(jié)合工程機(jī)械，開(kāi)設(shè)一些工程機(jī)械方面的專(zhuān)業(yè)課，對(duì)學(xué)生將來(lái)的就業(yè)乃至整個(gè)學(xué)校的發(fā)展無(wú)疑具有重要意義。

目前，徐州工程學(xué)院結(jié)合地方產(chǎn)業(yè)特色，開(kāi)設(shè)了“工程機(jī)械CAD/CAM”、“工程機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”等專(zhuān)業(yè)課，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性很高，整體效果很好。

二、充分應(yīng)用產(chǎn)學(xué)研用合作培養(yǎng)模式下各種教育資源，加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)

應(yīng)用型本科院校大都建校時(shí)間不長(zhǎng)，師資隊(duì)伍數(shù)量少，特別是新引進(jìn)的高學(xué)歷青年教師，大多缺少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，所以很難滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要。打造一支高素質(zhì)的應(yīng)用型師資隊(duì)伍是應(yīng)用型本科院校人才培養(yǎng)急需解決的問(wèn)題，具體可以從校內(nèi)、校外兩個(gè)方面加以解決，充分利用企業(yè)和科研單位的人才優(yōu)勢(shì)，同時(shí)加強(qiáng)校內(nèi)人才尤其是年輕教師的培養(yǎng)。

企業(yè)和科研單位有大量的具有工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人才，他們不僅具有豐富的產(chǎn)品設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，而且具有大量的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在產(chǎn)學(xué)研用人才培養(yǎng)模式下要充分利用合作單位的人才資源以彌補(bǔ)校內(nèi)師資隊(duì)伍的不足。同時(shí)對(duì)于缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的年輕教師，可以利用假期到企業(yè)和科研單位進(jìn)行鍛煉和學(xué)習(xí)，深入到設(shè)計(jì)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，掌握大量的現(xiàn)場(chǎng)案例，將其應(yīng)用到課堂教學(xué)中，充實(shí)豐富課堂內(nèi)容，活躍課堂氣氛，使抽象枯燥的內(nèi)容更加鮮活、生動(dòng)、具體，提高課堂教學(xué)效果，同時(shí)也提高自身的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)。

三、完善實(shí)踐教學(xué)體系，提高實(shí)踐教學(xué)效果

淡化理論、注重實(shí)踐是應(yīng)用型本科院校人才培養(yǎng)的特點(diǎn)，也是與學(xué)術(shù)型本科院校人才培養(yǎng)的區(qū)別。機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)本身具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)比重比較大，因此要進(jìn)一步完善實(shí)踐教學(xué)體系，使其更加貼近生產(chǎn)實(shí)際，提高學(xué)生解決現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐問(wèn)題的能力，從而培養(yǎng)出符合社會(huì)需求的應(yīng)用型人才。

1.結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，選好實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容

機(jī)械類(lèi)人才培養(yǎng)中實(shí)踐環(huán)節(jié)比較多，包括認(rèn)知實(shí)習(xí)、金工實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等，實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的選擇直接影響到教學(xué)效果。隨著我國(guó)高等教育由精英化向大眾化方向發(fā)展，高校特別是應(yīng)用型本科院校招生人數(shù)越來(lái)越多，尤其是機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)由于就業(yè)前景相對(duì)比其他專(zhuān)業(yè)好，機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的在校生人數(shù)在一般應(yīng)用型本科院校中都是比較多的，但是其師資數(shù)量少，出現(xiàn)一個(gè)教師指導(dǎo)很多學(xué)生的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了實(shí)踐教學(xué)效果。特別是對(duì)于課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)，需要學(xué)生在較短時(shí)間將所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去，因此題目的選擇既要覆蓋課程的內(nèi)容又不能涉及過(guò)多內(nèi)容，每個(gè)題目由1～2名學(xué)生完成，不能出現(xiàn)多人完成一個(gè)題目的情況，那樣會(huì)出現(xiàn)抄襲現(xiàn)象。因此需要的題目數(shù)量比較多，可以采用分解的方法，將每一臺(tái)機(jī)械產(chǎn)品按照結(jié)構(gòu)組成分解成多個(gè)子題目，也可按產(chǎn)品系列形成多個(gè)題目。例如，對(duì)于液壓挖掘機(jī)這種產(chǎn)品，從總體上可分為履帶式液壓挖掘機(jī)和輪式液壓挖掘機(jī)兩種，每種產(chǎn)品按照其斗容量又可分為0.2立方、0.5立方、0.8立方、1.0立方等多種型號(hào)。另外，液壓挖掘機(jī)為了實(shí)現(xiàn)土石方的挖掘工作，不僅要進(jìn)行挖掘動(dòng)作，還要進(jìn)行變幅及回轉(zhuǎn)等動(dòng)作。因此通過(guò)分解可以得到充足的來(lái)源于現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)踐的畢業(yè)設(shè)計(jì)或課程設(shè)計(jì)題目。

2.充分利用產(chǎn)學(xué)研用培養(yǎng)平臺(tái)，做好實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)工作

目前，大多數(shù)學(xué)校的實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)工作都是由校內(nèi)教師完成，一方面學(xué)?，F(xiàn)場(chǎng)資源不足，另一方面一些教師實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)缺乏難以完成實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)工作。因此，應(yīng)該充分發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研用培養(yǎng)平臺(tái)的作用，由現(xiàn)場(chǎng)工程師來(lái)指導(dǎo)學(xué)生課程設(shè)計(jì)，讓學(xué)生深入到生產(chǎn)一線，以項(xiàng)目的完成為驅(qū)動(dòng)力，這樣才能使實(shí)踐教學(xué)以學(xué)生為中心，以項(xiàng)目為中心，以現(xiàn)場(chǎng)為中心，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)踐教學(xué)的興趣和學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

3.完善實(shí)踐教學(xué)考核方式

目前，實(shí)踐教學(xué)的考核主要是由指導(dǎo)老師根據(jù)學(xué)生上交的實(shí)習(xí)報(bào)告、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)等，然后進(jìn)行簡(jiǎn)單的答辯，給出成績(jī)。而對(duì)于過(guò)程考核很少，同時(shí)對(duì)于設(shè)計(jì)的可行性沒(méi)有進(jìn)行驗(yàn)證。因此應(yīng)改變實(shí)踐教學(xué)的考核方式，強(qiáng)調(diào)過(guò)程考核，實(shí)習(xí)報(bào)告、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和設(shè)計(jì)圖完全手工書(shū)寫(xiě)和繪制，防止個(gè)別學(xué)生直接復(fù)制。對(duì)于設(shè)計(jì)結(jié)果要進(jìn)行驗(yàn)證分析，條件允許的情況下可以在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行驗(yàn)證分析，也可以在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行驗(yàn)證或通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬仿真。

四、結(jié)束語(yǔ)

產(chǎn)學(xué)研用合作培養(yǎng)模式能有效地整合與利用學(xué)校、科研單位和企業(yè)的互補(bǔ)性資源，把課堂教學(xué)和生產(chǎn)實(shí)踐有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái)，充分利用校外資源，形成社會(huì)和學(xué)校共同辦教育，縮短人才培養(yǎng)與社會(huì)需求之間的差距，從而培養(yǎng)出符合市場(chǎng)需求的創(chuàng)新性人才。

參考文獻(xiàn)：

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[2]梁發(fā)周，江官星，譚險(xiǎn)峰.應(yīng)用型本科機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)課程體系設(shè)置探討[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2012，（2）：62-64.

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篇(3)

關(guān)鍵詞：CBR技術(shù)；工程機(jī)械產(chǎn)品；快速設(shè)計(jì)；案例分析應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)： TH122 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2017）06-159-2

1 概述

隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，各行各業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越演越烈，特別是作為制造業(yè)基礎(chǔ)的工程機(jī)械。為滿足各行業(yè)的技術(shù)裝備目前我國(guó)工程機(jī)械產(chǎn)品具有小批量、多品種特點(diǎn)，包含適應(yīng)性設(shè)計(jì)、變形設(shè)計(jì)、創(chuàng)新性設(shè)計(jì)三大類(lèi)。然而在世界經(jīng)濟(jì)的沖擊下，當(dāng)前我國(guó)工程機(jī)械行業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中存在諸多問(wèn)題，一是企業(yè)對(duì)于設(shè)計(jì)知識(shí)、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)等無(wú)形資產(chǎn)重用率低；二是企業(yè)在設(shè)計(jì)過(guò)程中主要還是依賴(lài)CAD，缺乏面向工程機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的專(zhuān)業(yè)化軟件，軟件應(yīng)用層次低，缺乏快捷的設(shè)計(jì)工具；三是企業(yè)新產(chǎn)品貢獻(xiàn)率低，自主創(chuàng)新能力不足；四是企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的快速反應(yīng)能力差，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)；五是企業(yè)知識(shí)管理軟件的智能化程度低，缺乏快捷獲取信息的工具，企業(yè)管理協(xié)調(diào)存在問(wèn)題。面對(duì)國(guó)際越來(lái)越嚴(yán)苛的市場(chǎng)要求，如何快速進(jìn)行工程機(jī)械設(shè)計(jì)以及支持快速設(shè)計(jì)的軟件是否在企業(yè)中有效實(shí)施，都是制造業(yè)未來(lái)思考的方向。本文以CBR（case based reasoning）技術(shù)作為支撐，探討工程機(jī)械產(chǎn)品在CBR模式下的快速設(shè)計(jì)應(yīng)用。

2 工程機(jī)械快速設(shè)計(jì)概念以及CBR原理和關(guān)鍵技術(shù)

2.1 工程機(jī)械快速設(shè)計(jì)概念

隨著信息化技術(shù)的進(jìn)步和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的普及，市場(chǎng)越來(lái)越要求時(shí)效性，對(duì)于制造業(yè)的工程機(jī)械產(chǎn)品而言其生命的周期也在逐漸縮短。自1996年美國(guó)autofact學(xué)術(shù)會(huì)議開(kāi)始便提出“工程機(jī)械快速設(shè)計(jì)”的概念，即以縮短工程機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)周期為目的的結(jié)合當(dāng)代信息電子科技技術(shù)，不違背現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法的設(shè)計(jì)技術(shù)。

工程機(jī)械快速設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要有三方面，一是根據(jù)市場(chǎng)需求能夠快速生成整體設(shè)計(jì)方案；二是能夠?qū)Ξa(chǎn)品庫(kù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和系列化結(jié)構(gòu)規(guī)劃；三是利用三維優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行快速模擬仿真評(píng)估。

2.2 實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械快速設(shè)計(jì)的主要手段

根據(jù)文獻(xiàn)資料顯示，對(duì)目前工程機(jī)械產(chǎn)品常用的設(shè)計(jì)方法和相應(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn)、側(cè)重點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果如表1所示。

通過(guò)表1的分析，實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械快速設(shè)計(jì)的主要手段在于有效地利用產(chǎn)品的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)資源，因此，提出在解決問(wèn)題過(guò)程中直接利用以往成功經(jīng)驗(yàn)的實(shí)例推理技術(shù)，即CBR模式技術(shù)。

2.3 CBR原理及關(guān)鍵技術(shù)

作為人工智能化發(fā)展的其中一項(xiàng)技術(shù)，CBR技術(shù)的靈感來(lái)源就是通過(guò)生物上對(duì)人腦記憶的研究，其中作為CBR技術(shù)的四個(gè)基本處理環(huán)節(jié)包含了從檢索、復(fù)用（問(wèn)題求解）、修正和保存（更新），CBR技術(shù)的核心思想就是充分利用人類(lèi)已有的成功經(jīng)驗(yàn)作為同類(lèi)問(wèn)題的參考來(lái)解決當(dāng)前問(wèn)題，每一次問(wèn)題的求解過(guò)程，即每進(jìn)行一次CBR模擬，都是借鑒已有成功案例作為參考和設(shè)計(jì)思路的提供，同時(shí)更是案例的學(xué)習(xí)過(guò)程，也是系統(tǒng)更新知識(shí)的過(guò)程。其關(guān)鍵技術(shù)在于案例的組織表示、案例的檢索和修正，以及系統(tǒng)知識(shí)的更新。

3 CBR模式下工程機(jī)械快速設(shè)計(jì)的案例分析

3.1 基于XML的機(jī)械產(chǎn)品復(fù)雜實(shí)例組織表示

XML即第二代互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)，采用XML作為CBR系統(tǒng)處理的基礎(chǔ)，可以實(shí)現(xiàn)分布式的實(shí)例檢索與存儲(chǔ)，解決不同CBR系統(tǒng)在相同設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)實(shí)例資源共享以及不同系統(tǒng)之間信息傳遞問(wèn)題。首先構(gòu)建機(jī)械產(chǎn)品復(fù)雜實(shí)例表示模型：CaseObjectModel=（OI，CI，R，A，M，C，S）（其中，OI為實(shí)例對(duì)象的唯一標(biāo)識(shí)；CI為實(shí)例對(duì)象的索引段；R為關(guān)系集；A為屬性集；M為方法集；C為約束集；S為解決方案）在設(shè)計(jì)過(guò)程中，按照繼承關(guān)系對(duì)不同的實(shí)例進(jìn)行組織管理，以此為基礎(chǔ)建立實(shí)例庫(kù)，再按照實(shí)例的功能關(guān)系和裝配關(guān)系再進(jìn)行組織分配，最后進(jìn)行詳細(xì)的系統(tǒng)表示。

3.2 多層次化動(dòng)態(tài)實(shí)例庫(kù)構(gòu)建

首先在建立多層次化動(dòng)態(tài)實(shí)例庫(kù)之前需解決實(shí)例借用關(guān)系表達(dá)、實(shí)例的存儲(chǔ)形式、信息模型的組織形式三大問(wèn)題，采用面向?qū)ο蟮姆椒?，?duì)其進(jìn)行多層次動(dòng)態(tài)實(shí)例庫(kù)構(gòu)建模型結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)每個(gè)子點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的定義描述最后再通過(guò)XML實(shí)例描述方法進(jìn)行組織表示，最后建立CBR實(shí)例庫(kù)系統(tǒng)。

3.3 實(shí)例檢索模型

建立實(shí)例檢索模型主要將實(shí)例特征屬性按照設(shè)計(jì)重要度和關(guān)注度高低進(jìn)行分解，建立混合實(shí)例型檢索模型，將關(guān)注度最高的若干屬性作為一級(jí)特征屬性，在更具最優(yōu)特征權(quán)重分配的計(jì)算方法得到一級(jí)特征屬性的權(quán)重值；接下來(lái)根據(jù)一級(jí)特征屬性檢索出的實(shí)例集，對(duì)該實(shí)例集進(jìn)行重要度和關(guān)注度高低的分解確定權(quán)重值，最終確定二級(jí)特征屬性；同理以此類(lèi)推，在已篩選出的實(shí)例集中進(jìn)行更細(xì)致的檢索，直到檢索出最佳匹配實(shí)例為止。

3.4 系統(tǒng)檢索、復(fù)用、修正和保持、維護(hù)

以液壓馬達(dá)為例，根據(jù)上述方法建立CBR系統(tǒng)，現(xiàn)在對(duì)系統(tǒng)案例進(jìn)行檢索。首先建立液壓馬達(dá)設(shè)計(jì)流程圖，首先選擇一個(gè)案例類(lèi)，然后描述推理目標(biāo)即對(duì)需查詢(xún)的液壓馬達(dá)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行描述，接著對(duì)液壓馬達(dá)設(shè)計(jì)的輸入案例進(jìn)行約束即對(duì)案例設(shè)定約束條件，最后確定案例，上述即為系統(tǒng)檢索的步驟。針對(duì)檢索后出現(xiàn)符合條件的案例進(jìn)行分析，由此提供設(shè)計(jì)思路，同時(shí)在調(diào)取模型時(shí)可直接保存到指定文件中，即為案例的復(fù)用。若調(diào)取的模型數(shù)據(jù)不能滿足當(dāng)前設(shè)計(jì)需求，可人工對(duì)相應(yīng)的幾何案例進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷模蛘咴诎咐龣z索過(guò)程中對(duì)相似案例類(lèi)矩陣進(jìn)行修正。修正過(guò)程中系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)聯(lián)，在操作過(guò)程中需對(duì)修正的幾何模型的案例進(jìn)行保存，隨著不斷的修正、擴(kuò)充、使用，系統(tǒng)中的案例煲攬苛扛儻護(hù)工具進(jìn)行系統(tǒng)不斷升級(jí)擴(kuò)充過(guò)程中的維護(hù)。

4 總結(jié)

本文針對(duì)CBR技術(shù)發(fā)展的概況，以工程機(jī)械快速設(shè)計(jì)和應(yīng)用作為此次討論的對(duì)象，重點(diǎn)討論了CBR的技術(shù)原理，以及分析了快速設(shè)計(jì)的背景和其現(xiàn)實(shí)意義，然后基于此探討了在CBR模式下工程機(jī)械快速設(shè)計(jì)并將其應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行舉例說(shuō)明其實(shí)現(xiàn)的過(guò)程，充分展現(xiàn)了CBR技術(shù)在工程快速設(shè)計(jì)方面的優(yōu)點(diǎn)，體現(xiàn)了CBR在案例推理方面的準(zhǔn)確性和靈活性，以及CBR技術(shù)在未來(lái)工程快速設(shè)計(jì)領(lǐng)域巨大的潛力。

參 考 文 獻(xiàn)

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篇(4)

1工程機(jī)械虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的總體架構(gòu)

本文設(shè)計(jì)的基于互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，將理論分析與實(shí)驗(yàn)教學(xué)融合于一身，能夠從理論和實(shí)踐的雙重視角分析工程機(jī)械運(yùn)動(dòng)的原理，利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械理論與實(shí)踐的統(tǒng)一，為工程機(jī)械專(zhuān)業(yè)教學(xué)活動(dòng)提供了一個(gè)動(dòng)態(tài)化、智能化、交互性的教學(xué)與實(shí)驗(yàn)環(huán)境[8-9]。該虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)能夠通過(guò)視頻、圖像等方式將機(jī)械設(shè)備的工作過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)化展現(xiàn)，產(chǎn)生更加直觀和生動(dòng)的教學(xué)效果，使學(xué)生更容易掌握工程機(jī)械運(yùn)動(dòng)的原理。

依托于互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)的突出特點(diǎn)是智能化，可以提供更多種類(lèi)的教學(xué)模式和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑辉诮换バ缘谋憩F(xiàn)方面具有強(qiáng)大的AI性能[10-11]，易于教師與學(xué)生的互動(dòng)和交流，學(xué)生在選擇性學(xué)習(xí)方面有了更大的自主性。由于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的教學(xué)資源由網(wǎng)絡(luò)和大數(shù)據(jù)平臺(tái)提供，一方面可以保證所提供的工程機(jī)械模型的科學(xué)性、時(shí)效性和多樣化，能夠應(yīng)對(duì)不同方向的教育教學(xué)任務(wù)；另一方面也提高了教學(xué)資源網(wǎng)絡(luò)的共享性和開(kāi)放性，節(jié)約了教育教學(xué)成本。

本文設(shè)計(jì)的基于網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)的工程機(jī)械實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，是在工程機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械運(yùn)動(dòng)原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和多媒體技術(shù)，以更為直觀和透徹的方式展現(xiàn)工程機(jī)械設(shè)備的工作原理。它改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)中過(guò)于抽象和單一的表現(xiàn)方式，具有更好的交互性和實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。計(jì)算機(jī)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)作為一種新型教育教學(xué)系統(tǒng)和媒介，為工程機(jī)械實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了一個(gè)高效、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)的教學(xué)方式。該虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的最大特點(diǎn)是以虛擬3D的方式呈現(xiàn)，可以在虛擬與現(xiàn)實(shí)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，是多媒體VR技術(shù)在教學(xué)中應(yīng)用價(jià)值的體現(xiàn)[12]。學(xué)生和教師都可以以用戶(hù)的身份登錄該平臺(tái)，基于輸入/輸出設(shè)備向虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)傳達(dá)指令并獲取相關(guān)的結(jié)果，反饋的結(jié)果包括視頻輸出、圖形輸出和文字輸出等不同的形式。平臺(tái)還能夠依據(jù)登錄者的要求提供更加完整的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)圖形及工程機(jī)械各種參數(shù)變化曲線擬合等。

工程機(jī)械虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)總體框架主要由平臺(tái)信息導(dǎo)入模塊、實(shí)驗(yàn)教學(xué)虛擬交互系統(tǒng)和平臺(tái)信息導(dǎo)出界面等3部分構(gòu)成。工程機(jī)械虛擬仿真指令從輸入界面導(dǎo)入，用戶(hù)的指令需要轉(zhuǎn)換為虛擬的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言并進(jìn)入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)。虛擬交互系統(tǒng)是虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的核心模塊，按照用戶(hù)的指令提供平臺(tái)控制功能、場(chǎng)景虛擬功能、場(chǎng)景選擇功能及各種指令操控功能。平臺(tái)信息導(dǎo)出模塊將實(shí)驗(yàn)教學(xué)虛擬交互系統(tǒng)模塊計(jì)算和處理過(guò)的數(shù)據(jù)信息、仿真模型以圖像或視頻的模式顯示出來(lái)，從理論和實(shí)踐兩個(gè)視角展現(xiàn)工程機(jī)械運(yùn)動(dòng)的過(guò)程和基本原理。

2虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的基礎(chǔ)硬件設(shè)計(jì)

工程機(jī)械虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩個(gè)部分構(gòu)成，其中硬件部分是實(shí)現(xiàn)虛擬仿真系統(tǒng)基礎(chǔ)功能的前提和保證，也是軟件功能得以實(shí)施的實(shí)物載體。

用于工程機(jī)械虛擬仿真的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)核心硬件模塊包括虛擬上位機(jī)、信號(hào)控制模塊、信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊、仿真運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、信號(hào)感應(yīng)模塊和LED顯示模塊。當(dāng)用戶(hù)開(kāi)始操作平臺(tái)時(shí)，信號(hào)模塊會(huì)將用戶(hù)的要求和信息以控制信號(hào)的模式導(dǎo)入驅(qū)動(dòng)模塊，同時(shí)虛擬上位機(jī)系統(tǒng)參與協(xié)同控制，共同控制虛擬仿真平臺(tái)的工作與運(yùn)行。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)除了具有必要的電機(jī)結(jié)構(gòu)、聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)、臺(tái)體結(jié)構(gòu)、電控裝置及運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)之外，還通過(guò)編碼器、光柵尺、傳感器等與上位機(jī)系統(tǒng)連接，以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為依托，實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)系統(tǒng)的更新與變革。工程機(jī)械虛擬平臺(tái)系統(tǒng)依靠編碼器、傳感器等讀取用戶(hù)的指令信息，再利用信息控制模塊及平臺(tái)的電控裝置，傳導(dǎo)信號(hào)、輸出指令和導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)教學(xué)用的相關(guān)數(shù)據(jù)和虛擬模型。

3實(shí)現(xiàn)流程與關(guān)鍵技術(shù)

工程機(jī)械虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)，與系統(tǒng)整體框架設(shè)計(jì)及硬件模塊設(shè)計(jì)相匹配，平臺(tái)的各軟件模塊都圍繞著工程機(jī)械設(shè)計(jì)的基本理論展開(kāi)。平臺(tái)軟件的實(shí)現(xiàn)流程包括系統(tǒng)用戶(hù)時(shí)域信號(hào)的分析和系統(tǒng)頻域特征的分析，最終通過(guò)對(duì)用戶(hù)需求的分析和平臺(tái)虛擬程序的運(yùn)轉(zhuǎn)，輸出各類(lèi)工程機(jī)械工作原理視頻或圖片，以達(dá)到提高教育、教學(xué)效果的最終目的。

平臺(tái)啟動(dòng)后，用戶(hù)按照自己的教學(xué)需求和平臺(tái)使用規(guī)則載入原始數(shù)據(jù)，并開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，提取符合工程機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)的性能指標(biāo)值及相關(guān)數(shù)字信號(hào)的空間坐標(biāo)值。系統(tǒng)的軟件模塊和軟件實(shí)現(xiàn)流程能夠以程序的方式寫(xiě)入平臺(tái)系統(tǒng)，也可以按照用戶(hù)的需求及工程機(jī)械的基本原理進(jìn)行修正，以呈現(xiàn)出不同的信號(hào)頻域特征和工程機(jī)械模型。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)信號(hào)的響應(yīng)速度是衡量平臺(tái)軟件系統(tǒng)功能性的主要指標(biāo)之一。平臺(tái)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)信號(hào)和系統(tǒng)本身固有特性共同作用下，可以將用戶(hù)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皩?shí)驗(yàn)要求轉(zhuǎn)化為最終的工程機(jī)械虛擬仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并在顯示模塊中顯示出來(lái)。初始階段由用戶(hù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過(guò)來(lái)的信號(hào)為階躍信號(hào)，階躍信號(hào)可以直接調(diào)動(dòng)系統(tǒng)平臺(tái)的資源，但受到虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)硬件兼容性的限制。當(dāng)信號(hào)無(wú)法調(diào)動(dòng)系統(tǒng)平臺(tái)資源時(shí)，就需要將階躍信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖信號(hào)。平臺(tái)的響應(yīng)信號(hào)實(shí)質(zhì)上由系統(tǒng)內(nèi)部軟件程序的微分方程及其全部的解構(gòu)成，在系統(tǒng)平臺(tái)開(kāi)始進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，基于對(duì)仿真信號(hào)的傳遞、識(shí)別和處理，能夠得到實(shí)際的工程機(jī)械仿真模擬輸出，但在繪制信號(hào)的仿真輸出曲線時(shí)會(huì)出現(xiàn)一定程度的系統(tǒng)誤差(t)，影響微分方程正確解的總體數(shù)量，因而需要對(duì)信號(hào)傳輸誤差進(jìn)行有效控制。系統(tǒng)信號(hào)輸出誤差的控制可以通過(guò)調(diào)整系統(tǒng)硬件參數(shù)設(shè)定或更新軟件程序的方法實(shí)現(xiàn)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的頻率響應(yīng)效率是影響平臺(tái)信號(hào)諧波輸入及系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的一個(gè)重要因素，輸出曲線的正弦波相位變化及幅值的變化，是顯示虛擬仿真平臺(tái)基礎(chǔ)性能的重要指標(biāo)之一。當(dāng)進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以通過(guò)修改信號(hào)頻率的模式，得到若干組數(shù)據(jù)信號(hào)輸出值，使虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的誤差最小化，得到結(jié)果最為真實(shí)、準(zhǔn)確。

在工程機(jī)械虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的實(shí)際應(yīng)用中，本文采用的UGNX虛擬技術(shù)，能夠?qū)敫鞣N3D模型制作軟件，具有更加良好的適配性和兼容性。在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，軟件程序的設(shè)計(jì)主要基于UGNX虛擬技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，包括3D建模、3D渲染和仿真教學(xué)模型的優(yōu)化。利用UGNX虛擬技術(shù)進(jìn)行工程機(jī)械仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)，基于UGNX技術(shù)優(yōu)化虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的系統(tǒng)屬性和軟件實(shí)現(xiàn)流程，并按照用戶(hù)的需求模擬真實(shí)的工程機(jī)械設(shè)備進(jìn)行場(chǎng)景的選擇與設(shè)定，添加各種屬性和行為。

虛擬仿真軟件程序在UGNX內(nèi)創(chuàng)建并內(nèi)嵌于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)之中，實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械的3D建模。創(chuàng)建仿真程序需要對(duì)原始的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理及虛擬場(chǎng)景的交互，導(dǎo)入機(jī)械設(shè)備模型的三維數(shù)據(jù)，其中工程機(jī)械設(shè)備的格式是以系統(tǒng)插件的形式完成的，在數(shù)據(jù)信號(hào)格式的轉(zhuǎn)換中，基于網(wǎng)絡(luò)和校園內(nèi)部瀏覽器向平臺(tái)輸出相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)數(shù)據(jù)，確定虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施路徑，并將最終的虛擬仿真結(jié)果以視頻或圖像的形式更為直觀地展現(xiàn)出來(lái)。

在工程機(jī)械虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，為了提高三維展示的直觀性，工程機(jī)械內(nèi)部零件都具有一定的透明度，并可以利用UGNX技術(shù)將不同的零件輔以不同的顏色，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有助于使用者更為細(xì)致地觀察工程機(jī)械的運(yùn)行原理，認(rèn)識(shí)各個(gè)內(nèi)部零件之間及與設(shè)備整體的邏輯關(guān)系。與傳統(tǒng)的工程機(jī)械類(lèi)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)相比，本文設(shè)計(jì)的仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在仿真的直觀性、準(zhǔn)確性、交互性及實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)效果方面都具有較大的優(yōu)勢(shì)。特別是在平臺(tái)系統(tǒng)交互性能方面，利用UGNX技術(shù)平衡虛擬仿真平臺(tái)總體的架構(gòu)與節(jié)點(diǎn)安排，使工程機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)的各種特性都能夠全面地展示出來(lái)，顯著提高教育教學(xué)的交互性與智能性。

4實(shí)證結(jié)果與分析

4.1虛擬平臺(tái)的功能性驗(yàn)證

首先驗(yàn)證虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的功能性。采用問(wèn)卷調(diào)查的方式對(duì)使用了平臺(tái)的師生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，對(duì)于文中提出平臺(tái)設(shè)計(jì)的滿意度問(wèn)卷調(diào)查統(tǒng)計(jì)情況問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果顯示，各專(zhuān)業(yè)教師和學(xué)生對(duì)于虛擬仿真平臺(tái)的滿意度均在95%以上，說(shuō)明文中提出的虛擬仿真平臺(tái)相對(duì)于傳統(tǒng)平臺(tái)具有良好的功能性和實(shí)用性，能夠獲得更好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

4.2虛擬仿真平臺(tái)的性能驗(yàn)證

教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的信號(hào)響應(yīng)值是衡量系統(tǒng)平臺(tái)性能的重要指標(biāo)，信號(hào)響應(yīng)值越小則證明實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的信號(hào)響應(yīng)越快速、性能越強(qiáng)。本文以車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的底盤(pán)設(shè)計(jì)為例，分析傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的信號(hào)傳輸響應(yīng)值分布情況。該基于互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的工程機(jī)械虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的信號(hào)響應(yīng)值被控制在±1.0之內(nèi)，最高值和最低值分別為0.65和–0.65。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：本文設(shè)計(jì)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)在系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間上更有優(yōu)勢(shì)，尤其是在復(fù)雜三維建模中可以提高仿真教學(xué)的效率和效果。

篇(5)

關(guān)鍵詞：機(jī)械專(zhuān)業(yè)；課程體系；實(shí)踐教學(xué)；中外對(duì)比

中圖分類(lèi)號(hào)：TU；G642文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：10052909（2012）05001304課程體系是指諸多課程相互聯(lián)系而構(gòu)成的整體，包括根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)置哪些課程，如何設(shè)置課程，內(nèi)容、形式、形態(tài)各異的課程如何結(jié)合才能達(dá)到整體優(yōu)化的效果。課程體系直接反映人才的培養(yǎng)目標(biāo)。機(jī)械專(zhuān)業(yè)課程體系的研究對(duì)特色專(zhuān)業(yè)建設(shè)和培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才都具有重要的意義。

中澳教育存在很多差異，不少學(xué)者從不同角度進(jìn)行了論述[1-5]。筆者通過(guò)對(duì)比新南威爾士大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“UNSW”）與沈陽(yáng)建筑大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“SJZU”）機(jī)械專(zhuān)業(yè)本科生培養(yǎng)模式和培養(yǎng)方案，分析兩所學(xué)校在課程體系建設(shè)（包括專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置、課程群、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)等）方面的特色，對(duì)借鑒澳大利亞高等教育教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)應(yīng)用型高級(jí)人才提出建議。

一、課程設(shè)置對(duì)比

課程設(shè)置是人才培養(yǎng)方案的核心內(nèi)容。根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)，要求學(xué)生在單一性的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)多樣性，即體現(xiàn)不同的個(gè)性發(fā)展，突出專(zhuān)業(yè)特色和個(gè)性。因此，課程設(shè)置要充分體現(xiàn)學(xué)科融合，突出專(zhuān)業(yè)特色；要著重加強(qiáng)綜合性教學(xué)實(shí)踐內(nèi)容，強(qiáng)化綜合能力。課程設(shè)置要有利于培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，使他們既有通才的素質(zhì)，又有專(zhuān)才的技能。課程設(shè)置的設(shè)計(jì)屬于課程體系范疇，它應(yīng)以培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)規(guī)格為依據(jù)，在一定教學(xué)方案設(shè)計(jì)原則的指導(dǎo)下，選擇課程內(nèi)容和組織教學(xué)過(guò)程。

UNSW機(jī)械學(xué)院和SJZU機(jī)械學(xué)院都建立于1949年。目前兩學(xué)院建設(shè)規(guī)模和招生人數(shù)都相似，都以培養(yǎng)機(jī)械工程類(lèi)人才為目標(biāo)，前者在澳大利亞工程院校排名前5位，后者于2008年獲批國(guó)家級(jí)特色專(zhuān)業(yè)建設(shè)點(diǎn)。

UNSW各專(zhuān)業(yè)方向每學(xué)期開(kāi)設(shè)4門(mén)課，4年共開(kāi)設(shè)32門(mén)課程。每門(mén)課程均為6學(xué)分，總共192分；總學(xué)時(shí)根據(jù)不同專(zhuān)業(yè)方向略有不同，以機(jī)械設(shè)計(jì)方向?yàn)槔?，總學(xué)時(shí)為2 028。其中所有的實(shí)踐環(huán)節(jié)，包括實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等都穿插在課程中，不單獨(dú)設(shè)置。SJZU機(jī)械專(zhuān)業(yè)分為理論課程和公共實(shí)踐環(huán)節(jié)及專(zhuān)業(yè)方向?qū)嵺`環(huán)節(jié)，其中理論課共開(kāi)設(shè)41門(mén)課程，其總學(xué)分為150，總學(xué)時(shí)為2 394，除此外所有實(shí)踐環(huán)節(jié)有52學(xué)分，共53周。

課程設(shè)置按照通識(shí)教育平臺(tái)、基礎(chǔ)教育平臺(tái)、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)教育平臺(tái)和專(zhuān)業(yè)教育平臺(tái)歸類(lèi)，從開(kāi)課門(mén)數(shù)、所占學(xué)分和學(xué)時(shí)比例等幾個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比，如表1所示。

從表1可以看出，在通識(shí)教育平臺(tái)中，SJZU開(kāi)設(shè)的課程數(shù)、所占學(xué)分和學(xué)時(shí)均比UNSW多，前者大約是后者的4倍；在基礎(chǔ)課程中，SJZU開(kāi)設(shè)的課程數(shù)比UNSW少2門(mén)，所占學(xué)分和學(xué)時(shí)少8%～10%；在專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程中，SJZU開(kāi)設(shè)的課程數(shù)是UNSW的2倍，所占學(xué)分比例比UNSW多12%；在專(zhuān)業(yè)教育平臺(tái)中，SJZU開(kāi)設(shè)的課程數(shù)比UNSW的少4門(mén)，所占學(xué)分和學(xué)時(shí)比例少24%。總體看，SJZU在專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)平臺(tái)中所設(shè)置的課程較多，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)，有利于學(xué)生進(jìn)一步深造；UNSW開(kāi)設(shè)的基礎(chǔ)課程和專(zhuān)業(yè)課程所占比重大，說(shuō)明該校對(duì)基礎(chǔ)教育和專(zhuān)業(yè)教育非常重視。重視基礎(chǔ)課程，即“厚基礎(chǔ)”可以提高學(xué)生的就業(yè)適應(yīng)性；重視專(zhuān)業(yè)課程，即“強(qiáng)專(zhuān)業(yè)”有利于提高學(xué)生的工程適應(yīng)性，這也是澳洲高校人才培養(yǎng)的普遍規(guī)律。

二、課程群對(duì)比

深入研究課程體系內(nèi)部的關(guān)系，考慮人才培養(yǎng)知識(shí)結(jié)構(gòu)需求，根據(jù)課程內(nèi)容相關(guān)性等因素構(gòu)建不同課程群。課程群就是把具有相關(guān)性或有一定目的的不同課程編排到一起，組成一個(gè)“群”，進(jìn)行系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和教授。在課程群內(nèi)部，以核心主干課為主線，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，通過(guò)各課程相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的有機(jī)結(jié)合，研究各課程之間的關(guān)系，使之相互促進(jìn)，相映成彰。通過(guò)對(duì)UNSW和SJZU機(jī)械專(zhuān)業(yè)課程群進(jìn)行對(duì)比，分析各自特色（表2）。表2UNSW和SJZU機(jī)械專(zhuān)業(yè)課程群對(duì)比表課程類(lèi)型課程群UNSW機(jī)械專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)課程SJZU機(jī)械專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)課程通識(shí)教育平臺(tái)社科類(lèi)通識(shí)教育1思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、中國(guó)近現(xiàn)代史綱要、思想和中國(guó)特色社會(huì)主義理論體系概論、基本原理科普類(lèi)通識(shí)教育2軍事理論、健康教育、外語(yǔ)、體育基礎(chǔ)教育平臺(tái)計(jì)算機(jī)類(lèi)計(jì)算機(jī)1計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)、C語(yǔ)言數(shù)學(xué)類(lèi)高等數(shù)學(xué)1A、高等數(shù)學(xué)1B、工程數(shù)學(xué)2E、數(shù)值方法與統(tǒng)計(jì)高等數(shù)學(xué)1、線性代數(shù)1、概率與統(tǒng)計(jì)物理類(lèi)物理1A、固體力學(xué)1、固體力學(xué)2、熱力學(xué)、流體力學(xué)大學(xué)物理、物理實(shí)驗(yàn)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)平臺(tái)創(chuàng)新類(lèi)機(jī)械工程與創(chuàng)新建筑機(jī)械概論、綜合素質(zhì)訓(xùn)練制造類(lèi)制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、工程材料與化學(xué)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械精度設(shè)計(jì)與測(cè)量技術(shù)、機(jī)械工程材料力學(xué)類(lèi)工程力學(xué)1理論力學(xué)2、材料力學(xué)2設(shè)計(jì)類(lèi)工程設(shè)計(jì)2、機(jī)械設(shè)計(jì)1機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)電子與控制類(lèi)電子與通訊工程、線性系統(tǒng)與控制電工技術(shù)1、電子技術(shù)1、控制工程基礎(chǔ)、機(jī)電傳動(dòng)與控制、微機(jī)原理測(cè)試類(lèi)工程試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)方法與管理類(lèi)工程管理現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法制圖類(lèi)畫(huà)法幾何2、工程制圖與CAD2液壓類(lèi)液壓傳動(dòng)與控制專(zhuān)業(yè)教育平臺(tái)力學(xué)類(lèi)設(shè)計(jì)類(lèi)專(zhuān)業(yè)類(lèi)工程力學(xué)2結(jié)構(gòu)力學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)2工程機(jī)械、鋼結(jié)構(gòu)高級(jí)熱流體學(xué)內(nèi)燃機(jī)與工機(jī)底盤(pán)計(jì)算機(jī)工程工程機(jī)械液壓系統(tǒng)高級(jí)振動(dòng)學(xué)機(jī)械振動(dòng)實(shí)踐實(shí)踐類(lèi)專(zhuān)業(yè)工程、畢業(yè)設(shè)計(jì)1、畢業(yè)設(shè)計(jì)2生產(chǎn)實(shí)習(xí)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)選修專(zhuān)業(yè)選修1、專(zhuān)業(yè)選修2專(zhuān)業(yè)選修1、專(zhuān)業(yè)選修2通過(guò)對(duì)比和深入調(diào)研，課程群的構(gòu)建和課程內(nèi)容的深淺程度、涉及范圍等都有所不同。

（一）基礎(chǔ)教育課程群比較

學(xué)科基礎(chǔ)教育平臺(tái)主要由數(shù)學(xué)、物理和計(jì)算機(jī)這3個(gè)課程群組成。通過(guò)深入調(diào)研和對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在數(shù)學(xué)課程群中，UNSW開(kāi)設(shè)的高等數(shù)學(xué)是分在2個(gè)學(xué)期開(kāi)設(shè)，盡管基本內(nèi)容與SJZU大體相同，但是更有利于學(xué)生的吸收和消化；通過(guò)教學(xué)大綱了解到，UNSW開(kāi)設(shè)的數(shù)值方法與統(tǒng)計(jì)，其內(nèi)容寬泛但難度較低。在物理課程群中，UNSW除了普通物理外，還開(kāi)設(shè)了熱力學(xué)和流體力學(xué)，以后的專(zhuān)業(yè)課中還繼續(xù)熱傳導(dǎo)等方面的學(xué)習(xí)。在計(jì)算機(jī)課程群中，UNSW開(kāi)設(shè)的計(jì)算機(jī)主要學(xué)習(xí)C語(yǔ)言，以鍛煉學(xué)生的編程能力為目標(biāo)，其作業(yè)難度較大，學(xué)生要完成3個(gè)大的編程任務(wù)；SJZU開(kāi)設(shè)的計(jì)算機(jī)課程則以掌握基礎(chǔ)知識(shí)為主。

（二）專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程群比較

在專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)教育平臺(tái)中，根據(jù)課程內(nèi)容的相似性劃分課程群，如力學(xué)類(lèi)、設(shè)計(jì)類(lèi)、制造類(lèi)、電子與控制類(lèi)、測(cè)試類(lèi)、方法與管理類(lèi)和創(chuàng)新類(lèi)等類(lèi)課程群，在專(zhuān)業(yè)教育平臺(tái)中有力學(xué)類(lèi)、設(shè)計(jì)類(lèi)和專(zhuān)業(yè)類(lèi)等課程群。

在力學(xué)類(lèi)課程群中：UNSW只開(kāi)設(shè)了工程力學(xué)1、2，卻包含了理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理、結(jié)構(gòu)力學(xué)，以及疲勞斷裂等力學(xué)知識(shí)，所涉內(nèi)容廣泛，但難度較低。UNSW力學(xué)類(lèi)課程群重點(diǎn)在于將不同的知識(shí)點(diǎn)融合在一起，培養(yǎng)學(xué)生解決工程中的綜合性問(wèn)題的能力，避免對(duì)知識(shí)的割裂，并拉近與工程實(shí)踐的距離。而SJZU分別開(kāi)設(shè)了理論力學(xué)、材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)等3門(mén)力學(xué)類(lèi)課程，內(nèi)容難度較大，理論性較強(qiáng)，往往因用人單位的需求而設(shè)置。

在設(shè)計(jì)類(lèi)課程群中，UNSW將機(jī)械零件的設(shè)計(jì)分在大二和大三的3門(mén)課程中，課程內(nèi)容前后銜接合理，有利于學(xué)生循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí)，且涉及范圍寬泛，普適性較強(qiáng)，但是比較零散，缺乏系統(tǒng)性。而SJZU開(kāi)設(shè)的機(jī)械設(shè)計(jì)課程群學(xué)時(shí)雖不多，卻具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性和內(nèi)容的完整性，有利于學(xué)生對(duì)這類(lèi)知識(shí)模塊的迅速掌握。

在電子與控制類(lèi)、制造類(lèi)、方法與管理類(lèi)和測(cè)試類(lèi)課程群中，UNSW都具有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是課程緊密結(jié)合實(shí)際工程，以課程任務(wù)為主線引導(dǎo)學(xué)生掌握知識(shí)和技能，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦能力。如UNSW開(kāi)設(shè)的工程試驗(yàn)就是以測(cè)試為主要內(nèi)容的實(shí)踐性課程，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行教學(xué)，要求學(xué)生完成對(duì)不同傳感器的測(cè)試、安裝及實(shí)際應(yīng)用等任務(wù)，從而達(dá)到學(xué)以致用的目的。

在創(chuàng)新類(lèi)課程群中，雙方各有特色：如UNSW開(kāi)設(shè)的機(jī)械工程與創(chuàng)新課，內(nèi)容涵蓋了機(jī)械制圖、快速設(shè)計(jì)、工具使用、項(xiàng)目規(guī)劃和作品制作等內(nèi)容，綜合性和實(shí)踐性非常強(qiáng)，將機(jī)械工程基本素質(zhì)培養(yǎng)集于一體，強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和動(dòng)手能力，也培養(yǎng)了學(xué)生的項(xiàng)目管理能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。又如SJZU開(kāi)設(shè)了綜合素質(zhì)訓(xùn)練實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)生通過(guò)拆裝機(jī)械產(chǎn)品增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)，并通過(guò)機(jī)械創(chuàng)新方案的構(gòu)思和制作增強(qiáng)動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)。

（三）專(zhuān)業(yè)教育課程群比較

比較兩校專(zhuān)業(yè)課有以下特點(diǎn)：（1）UNSW注重培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。如開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)工程課程，是一個(gè)類(lèi)似畢業(yè)實(shí)習(xí)的一門(mén)實(shí)踐課，要求學(xué)生到企業(yè)解決實(shí)際問(wèn)題，如設(shè)計(jì)環(huán)保裝置等，應(yīng)用以前學(xué)過(guò)的理論知識(shí)提出解決方案，并為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下伏筆。（2）SJZU在專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置上更重專(zhuān)業(yè)化，知識(shí)分門(mén)別類(lèi)，系統(tǒng)性和專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)，如機(jī)械設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)方向開(kāi)設(shè)了鋼結(jié)構(gòu)、工程機(jī)械和工程機(jī)械液壓系統(tǒng)等特色課程，突出了面向建設(shè)行業(yè)特色的培養(yǎng)模式，緊密聯(lián)系建筑機(jī)械裝備，為培養(yǎng)學(xué)生建筑機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造與運(yùn)行管理能力打下基礎(chǔ)，有利于學(xué)生就業(yè)。

UNSW課程內(nèi)容寬泛而難度較低，注重知識(shí)點(diǎn)銜接和綜合應(yīng)用，理論與實(shí)踐環(huán)節(jié)相輔相成，注重實(shí)用性和工程應(yīng)用，并著力培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)；SJZU課程設(shè)置注重知識(shí)的系統(tǒng)性和完整性，重視理論知識(shí)學(xué)習(xí)，課程具有行業(yè)特色，為培養(yǎng)高級(jí)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才做準(zhǔn)備。

三、實(shí)踐環(huán)節(jié)對(duì)比

中澳高校在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置安排上差別很大。國(guó)內(nèi)工科院校普遍都將課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)單獨(dú)設(shè)置，集中訓(xùn)練，用整周的時(shí)間完成某一環(huán)節(jié)；而UNSW的所有實(shí)踐環(huán)節(jié)都穿插在不同的課程中，沒(méi)有獨(dú)立的課程設(shè)計(jì)或?qū)嵙?xí)，課堂內(nèi)容直接與實(shí)踐結(jié)合，邊學(xué)邊練，在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并找到解決問(wèn)題的方法。

其一，金工實(shí)習(xí)。國(guó)內(nèi)高校一般安排2～3周在金工實(shí)習(xí)基地集中訓(xùn)練；而UNSW則作為一年級(jí)的工程設(shè)計(jì)與創(chuàng)新課程中的一個(gè)環(huán)節(jié)，帶學(xué)生去車(chē)間培訓(xùn)，學(xué)習(xí)加工工具的使用和簡(jiǎn)單的實(shí)物制作。國(guó)內(nèi)高校都有獨(dú)立生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)；而UNSW不統(tǒng)一安排，只是要求學(xué)生在假期找企業(yè)進(jìn)行12周的實(shí)習(xí)，完成實(shí)習(xí)報(bào)告并帶回企業(yè)反饋，并在專(zhuān)業(yè)工程課程上完成實(shí)習(xí)內(nèi)容和結(jié)果的匯報(bào)和驗(yàn)收。

其二，對(duì)于機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等課程的課程設(shè)計(jì)，國(guó)內(nèi)采用集中訓(xùn)練的方式，便于學(xué)生集中思路完成設(shè)計(jì)；而UNSW以大作業(yè)的形式根據(jù)課程進(jìn)度進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，并且大多數(shù)課程中都有多個(gè)設(shè)計(jì)類(lèi)的大作業(yè)，以課程任務(wù)為主線引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，從而達(dá)到知識(shí)的活學(xué)活用。

其三，國(guó)內(nèi)大部分高校安排在最后一個(gè)學(xué)期進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，作為對(duì)幾年理論學(xué)習(xí)的總結(jié)和對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用。UNSW則作為兩門(mén)課程分布在大四的兩個(gè)學(xué)期，也就是用一年的時(shí)間完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，同時(shí)還要學(xué)習(xí)其他的專(zhuān)業(yè)課程，邊學(xué)邊做。前一學(xué)期不寫(xiě)畢業(yè)論文，但要完成對(duì)課題的深入了解，提出問(wèn)題并找到解決方法，并在專(zhuān)業(yè)工程課程中參加答辯；后一學(xué)期根據(jù)具體的研究項(xiàng)目撰寫(xiě)畢業(yè)論文，根據(jù)相關(guān)要求制作出實(shí)體，并進(jìn)行最終的答辯。盡管畢業(yè)設(shè)計(jì)在組織形式等方面有所不同，但兩校對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求同樣嚴(yán)格。

四、結(jié)語(yǔ)

綜合比較UNSW和SJZU的課程體系，從課程設(shè)置、課程群特點(diǎn)、實(shí)踐環(huán)節(jié)等幾方面進(jìn)行了對(duì)比，找出各自特點(diǎn)，借鑒國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)，提出一些操作性強(qiáng)、易于實(shí)踐的新想法，為深化教學(xué)改革、優(yōu)化課程體系，完善課程體系建設(shè)以及特色專(zhuān)業(yè)建設(shè)提供依據(jù)。

其一，在課程設(shè)置上，UNSW重基礎(chǔ)，更重專(zhuān)業(yè)教育?！昂窕A(chǔ)”可以提高學(xué)生的就業(yè)適應(yīng)性，“強(qiáng)專(zhuān)業(yè)”有利于提高學(xué)生的工程適應(yīng)性；SJZU更重視專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)教育，有利于學(xué)生進(jìn)入更高層次的學(xué)習(xí)。借鑒國(guó)外的課程設(shè)置情況，取長(zhǎng)補(bǔ)短，在兼顧通才與專(zhuān)才教育的前提下，要進(jìn)一步完善修訂培養(yǎng)方案，調(diào)整課程體系，探索適應(yīng)SJZU特色專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)模式。

其二，在課程群建設(shè)上，既要保持知識(shí)的系統(tǒng)性和行業(yè)特色，又要注重知識(shí)點(diǎn)的融合以及理論和實(shí)踐教學(xué)的融合，并側(cè)重知識(shí)的寬泛性和工程實(shí)用性。在課程群建設(shè)中，刪減重復(fù)課程，加強(qiáng)知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系，注重課程內(nèi)容的銜接，強(qiáng)化知識(shí)的綜合應(yīng)用。

其三，在實(shí)踐環(huán)節(jié)中，實(shí)施課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的銜接，并逐步形成以“課程任務(wù)”為主線的教學(xué)思路。通過(guò)課堂中的“課程任務(wù)”，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，使他們?cè)谕瓿筛鞣N課程任務(wù)過(guò)程中，將知識(shí)學(xué)以致用，不僅掌握知識(shí)，鍛煉能力，而且也培養(yǎng)他們的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)自信心，最終達(dá)到理解知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)的目的。

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Comparative study of mechanical undergraduate curriculum system between

China and Australia

LUO Jiman1， ZHENG Xijian1， YUN Yanbin2， DUAN Chunzheng3

（1. Traffic and Mechanical Engineering College， Shenyang Jianzhu University， Shenyang 110168， Liaoning Province， P. R. China；

2. College of Environmental Science and Engineering， Beijing Forestry University， Beijing 100083， P. R. China；

3. School of Mechanical Engineering， Dalian University of Technology， Dalian 110624， Liaoning Province， P. R. China）

篇(6)

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械；智能化；發(fā)展趨勢(shì)

引言：信息技術(shù)的誕生和發(fā)展不僅為人們的日常生活帶來(lái)便利，也為人們的生產(chǎn)活動(dòng)提供方便。將信息技術(shù)使用到大型工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑機(jī)械制造領(lǐng)域，達(dá)到通過(guò)應(yīng)用程序控制大型作業(yè)機(jī)械，是目前工程機(jī)械智能化的主要表現(xiàn)。在此基礎(chǔ)上不斷發(fā)展的是超越人們想象的信息科技，隨之而來(lái)的也是工程機(jī)械智能化的不斷更新和演變。

1.工程機(jī)械智能化概述

1.1 工程機(jī)械智能化的現(xiàn)狀

大多數(shù)的工程機(jī)械是重型機(jī)械，由于施工環(huán)境復(fù)雜，工作任務(wù)繁重，需要機(jī)械操作人員手、腦、眼并用，因此操作起來(lái)較為困難。工程機(jī)械智能化是將可以編輯的應(yīng)用程序作為基本的技術(shù)原理，實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行存儲(chǔ)、運(yùn)算、定時(shí)、控制等功能，通過(guò)運(yùn)行操作系統(tǒng)，控制和操作工程機(jī)械的過(guò)程。工程機(jī)械智能化能夠節(jié)省人工、規(guī)避人工操作的風(fēng)險(xiǎn)性、降低機(jī)械操縱難度，因此得以迅速發(fā)展。

1.2 工程機(jī)械智能化中存在的問(wèn)題

工程機(jī)械智能化雖然解決了重型機(jī)械在操作上的很多困難，例如使用Plc技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)字控制機(jī)械，使用GPRS定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)械集團(tuán)作業(yè)等。但目前的工程機(jī)械智能化不能達(dá)到建筑施工對(duì)細(xì)節(jié)的要求，例如，人工操作挖掘機(jī)能夠及時(shí)避免挖掘過(guò)程中對(duì)地下管道和電纜、光纜等設(shè)備的破壞，而智能化的挖掘機(jī)不能判斷施工環(huán)境，一旦開(kāi)工就不會(huì)停止。

1.3 探討工程機(jī)械智能化發(fā)展趨勢(shì)的意義所在

探討工程機(jī)械智能化發(fā)展的趨勢(shì)首先能夠?yàn)楣こ虣C(jī)械智能化的發(fā)展提供目標(biāo)。因?yàn)榇祟?lèi)探討是基于目前智能化工程機(jī)械的使用狀況和存在的問(wèn)題進(jìn)行的推測(cè)，發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題和預(yù)測(cè)的機(jī)械功能為智能化工程機(jī)械研發(fā)提供參考。探討工程機(jī)械智能化發(fā)展的趨勢(shì)還能夠?yàn)槭褂么祟?lèi)機(jī)械的企業(yè)提供生產(chǎn)作業(yè)方面的建議，幫助企業(yè)進(jìn)行技術(shù)、機(jī)械引進(jìn)計(jì)劃的制定和安排。

2.工程機(jī)械的智能化發(fā)展趨勢(shì)展望

2.1 大規(guī)模作業(yè)的智能化機(jī)械的使用

工程機(jī)械一般是重型機(jī)械，包括起重機(jī)、挖掘機(jī)、壓路機(jī)等，被廣泛應(yīng)用于城市建設(shè)和水利建設(shè)、電力建設(shè)和港口、國(guó)防等工程領(lǐng)域。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的增長(zhǎng)和城市化規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大，工程建設(shè)的設(shè)計(jì)內(nèi)容和施工工作量對(duì)工程機(jī)械提出了新的挑戰(zhàn)。目前智能化的工程機(jī)械通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和智能管理系統(tǒng)的使用做到了機(jī)械群組作業(yè)和工程的模擬施工，但無(wú)法應(yīng)對(duì)更高的施工要求。因此，設(shè)計(jì)適用于更大規(guī)模城市建設(shè)的重型機(jī)械并實(shí)現(xiàn)智能操作成為工程機(jī)械智能化的發(fā)展趨勢(shì)之一。這些大規(guī)模作業(yè)的智能化機(jī)械不僅能夠應(yīng)對(duì)更加艱苦的作業(yè)條件，并且能夠達(dá)到最大范圍的實(shí)現(xiàn)作業(yè)。如大型橋梁建設(shè)施工需要反復(fù)使用多種機(jī)械，大規(guī)模作業(yè)的智能化機(jī)械能夠通過(guò)作業(yè)速度提升以及作業(yè)范圍擴(kuò)大，降低同種機(jī)械的使用頻率，達(dá)到降低機(jī)械使用成本的目的。這方面的機(jī)械設(shè)計(jì)及制造不僅需要使用到已有的機(jī)械智能化技術(shù)，還需要進(jìn)行智能化的可操作范圍上的擴(kuò)展。

2.2 智能化在大型橋梁施工機(jī)械中的應(yīng)用更加廣泛

與以往的橋梁建筑工程先比，現(xiàn)代大型橋梁建筑不僅在施工規(guī)模和施工難度上有區(qū)別，對(duì)機(jī)械能夠?qū)崿F(xiàn)的施工作業(yè)速度有著更嚴(yán)格的要求。由于機(jī)械設(shè)備使用的更加廣泛，施工中對(duì)機(jī)械的投資更多，就機(jī)械本身而言，實(shí)現(xiàn)功能檢查的自動(dòng)化和故障排除自動(dòng)化，成為橋梁機(jī)械智能化發(fā)展的主要方向。大型橋梁建筑中需要使用到混凝土加工機(jī)、鋼筋加工機(jī)等重型機(jī)械，由于施工范圍大、時(shí)間長(zhǎng)、施工環(huán)境復(fù)雜，機(jī)械一旦投入使用，就很難再拉回來(lái)，因此，機(jī)械出現(xiàn)故障會(huì)造成整個(gè)施工的延誤，更有甚者，會(huì)導(dǎo)致相關(guān)的質(zhì)量問(wèn)題的產(chǎn)生。在機(jī)械設(shè)計(jì)中寫(xiě)入電腦程序，實(shí)現(xiàn)機(jī)械功能的自檢；在機(jī)械投入使用前通過(guò)對(duì)施工過(guò)程的模擬，實(shí)現(xiàn)機(jī)械功能故障的自我排查；通過(guò)遠(yuǎn)程調(diào)控、數(shù)位控制等手段，實(shí)現(xiàn)機(jī)械自檢報(bào)告的遠(yuǎn)程接收；通過(guò)計(jì)算機(jī)編程控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的機(jī)械數(shù)控方面的檢修，使機(jī)械在不撤離工地的情況下在最短的時(shí)間內(nèi)完成修理，重新投入使用，而不耽誤整體的工程進(jìn)度，是目前大型橋梁施工機(jī)械對(duì)智能化發(fā)展的首要需求。

2.3 人工智能的進(jìn)一步成長(zhǎng)

為了應(yīng)對(duì)工程機(jī)械智能化中的短板――機(jī)械不能應(yīng)對(duì)突發(fā)事件這個(gè)問(wèn)題，人工智能的成長(zhǎng)成為工程機(jī)械智能化發(fā)展的必然趨勢(shì)。人工智能在工程機(jī)械中的應(yīng)用能夠使控制系統(tǒng)本身具備運(yùn)算、判別、反應(yīng)、執(zhí)行的一系列智能化功能，這是模擬人腦處理問(wèn)題的基本反應(yīng)而進(jìn)行的計(jì)算機(jī)程序語(yǔ)言編排上的開(kāi)發(fā)，對(duì)于重型機(jī)械在無(wú)人操控或半自動(dòng)操控時(shí)避免破壞性工程事件來(lái)說(shuō)十分重要。另外一方面，人工智能的使用和開(kāi)發(fā)也涵蓋了重型機(jī)械在無(wú)人操控的狀態(tài)下接受指令這一行為，例如，挖掘機(jī)在進(jìn)行挖掘的過(guò)程中遇到地下管道，地面監(jiān)工人員通過(guò)對(duì)講機(jī)發(fā)出“停止”的指令，挖掘機(jī)能夠立刻停住動(dòng)作。這種人工智能的實(shí)現(xiàn)不僅需要無(wú)線控制技術(shù)和語(yǔ)言數(shù)據(jù)導(dǎo)入與導(dǎo)出技術(shù)的使用，同時(shí)也需要機(jī)械操作系統(tǒng)編程方面更加精細(xì)和嚴(yán)密的校對(duì)支持?？傊斯ぶ悄艿倪M(jìn)一步成長(zhǎng)將實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械智能化的仿人腦操作行為，機(jī)械工作的智能性和控制的靈活性都將得到大幅度的提升。

3.對(duì)企業(yè)面對(duì)工程機(jī)械智能化提出的建議

3.1 合理利用機(jī)械智能化進(jìn)行工程作業(yè)

鑒于智能化的工程機(jī)械可能被設(shè)計(jì)的能夠適應(yīng)更大規(guī)模的工程建設(shè)，或者進(jìn)行更加精細(xì)的工程建設(shè)活動(dòng)，選擇更大規(guī)模作業(yè)的機(jī)器或者更大程度的減少人工的使用成為使用工程機(jī)械的企業(yè)在購(gòu)置機(jī)械的類(lèi)型時(shí)必須考慮的問(wèn)題。企業(yè)應(yīng)該從日常施工的工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)上出發(fā)，合理計(jì)劃智能化工程機(jī)械的購(gòu)置配比。

3.2 注意規(guī)避智能工程機(jī)械的弊端

工程機(jī)械智能化的程度越高，使用工程機(jī)械的操作步驟就越簡(jiǎn)潔，工程機(jī)械能夠完成的任務(wù)也就更多，因此工程機(jī)械智能化發(fā)展是使用重型機(jī)械的企業(yè)喜聞樂(lè)見(jiàn)的事情。但值得一提的是，無(wú)論人工智能發(fā)展的多么接近人腦，對(duì)于“突發(fā)事件”始終缺乏組織能力和判斷能力，在進(jìn)行施工作業(yè)過(guò)程中可以使用無(wú)人駕駛的工程機(jī)械，但卻不能出現(xiàn)無(wú)人監(jiān)管的工地。加強(qiáng)機(jī)械使用監(jiān)督是規(guī)避智能工程機(jī)械使用風(fēng)險(xiǎn)的唯一途徑。

3.3 減少使用智能化工程機(jī)械的成本

智能化工程機(jī)械的使用一方面減少了人工施工的成本，另一方面卻增加了機(jī)械操作員工和機(jī)械維修的成本。因此，為了更好的控制施工成本，使用智能化工程機(jī)械的企業(yè)應(yīng)該重視機(jī)械操作技術(shù)人員的聘任和培養(yǎng)，同時(shí)做好機(jī)械的維護(hù)和保養(yǎng)，以減少智能化工程機(jī)械的使用成本。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，工程機(jī)械的智能化發(fā)展趨向于更加精細(xì)的操作和更加主動(dòng)的智能化。使用工程機(jī)械的企業(yè)在生產(chǎn)行為過(guò)程中應(yīng)該注意到工程機(jī)械智能化可能帶來(lái)的利益與弊端，主動(dòng)配合和處理由于機(jī)械智能化帶來(lái)的生產(chǎn)問(wèn)題，以更好的應(yīng)對(duì)工程機(jī)械智能化的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[2]朱劍英.機(jī)械工程智能化的發(fā)展趨勢(shì)[J].航空制造技術(shù)，2005（5）：17-20.

篇(7)

Abstract: Mechanical Design basic course design is an important practice teaching link of Mechanical Design course system, and it is the first more comprehensive, more systematic, highly engineering design integrated training for mechanical engineering students in the engineering colleges. This paper basd on the teaching requirements of training applied undergraduate personnel, in the mechanical design basic curriculum design training, conducted the teaching reform and exploration on the teaching methods, teaching focus and the showing form of design results and other aspects, which laid the foundation to improve teaching quality and methods, of practice, training applied undergraduate personnel who are in accordance with the time development needs.

關(guān)鍵詞: 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì);綜合性設(shè)計(jì);教學(xué)方法;教學(xué)改革

Key words: mechanical design basic course design;comprehensive design;teaching methods;teaching reform

中圖分類(lèi)號(hào):G64文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2010)29-0201-02

0引言

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)課程體系中的一個(gè)重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),它是工科院校機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生進(jìn)行的第一次較全面、較系統(tǒng)、工程設(shè)計(jì)性很強(qiáng)的綜合性設(shè)計(jì)訓(xùn)練。通過(guò)該環(huán)節(jié)的實(shí)踐訓(xùn)煉,不僅能使學(xué)生鞏固加深擴(kuò)展己學(xué)過(guò)的知識(shí),并且能使其綜合應(yīng)用這些知識(shí)去解決實(shí)際問(wèn)題。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是理論和實(shí)踐相結(jié)合的第一次初探,是一次真正意義上的工程應(yīng)用能力的培養(yǎng),是培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維方式在實(shí)踐中的驗(yàn)證所邁出的真正意義上的第一步。

近幾年,隨著社會(huì)對(duì)人才需求類(lèi)型的改變,進(jìn)行教學(xué)改革改變?nèi)瞬诺呐囵B(yǎng)模式,培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才,作為我校培養(yǎng)人才方案的重點(diǎn)以成為必然,為實(shí)現(xiàn)這一人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求,相應(yīng)的教學(xué)體系也在進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)作為工科院校的一門(mén)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課,它將為這些專(zhuān)業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)機(jī)械設(shè)備課程提供必要的理論基礎(chǔ),使其在了解各種機(jī)械的傳動(dòng)原理、設(shè)備的正確使用和維護(hù)及設(shè)備的故障分析等方面獲得必要的基本知識(shí),機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程所占的教學(xué)比重在逐年增加。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程最重要的綜合性與實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),其在實(shí)踐教學(xué)中的意義越加顯現(xiàn)出了其重要性。我們圍繞著培養(yǎng)具有一定的實(shí)踐能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用型本科人才的目標(biāo),從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、設(shè)計(jì)成果展現(xiàn)形式等方面進(jìn)行了教學(xué)改革和探討,指導(dǎo)學(xué)生從工程應(yīng)用的角度,結(jié)合創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維,應(yīng)用先進(jìn)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法及設(shè)計(jì)手段去解決工程實(shí)際問(wèn)題,考慮相關(guān)的工程技術(shù)要求,逐步樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想,增強(qiáng)設(shè)計(jì)創(chuàng)新意識(shí)和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。

1教學(xué)內(nèi)容的改革

長(zhǎng)期以來(lái)減速器作為機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的設(shè)計(jì)的經(jīng)典設(shè)計(jì)題目,這是由于減速器自身的特點(diǎn)決定的。減速器作為機(jī)器中一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分,組成減速器的零部件覆蓋了機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的絕大部分內(nèi)容,便于學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)踐中應(yīng)用檢驗(yàn)所學(xué)的知識(shí),實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐的結(jié)合。另外,不同類(lèi)型的減速器和參數(shù)的設(shè)計(jì)參數(shù)要求,所設(shè)計(jì)出的減速器的結(jié)果是不同的,因此, 選擇減速器作為機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的題目是可行的。然而, 減速器只是一個(gè)部件, 每屆學(xué)生都重復(fù)同樣的設(shè)計(jì)內(nèi)容, 勢(shì)必會(huì)影響教師的創(chuàng)新設(shè)計(jì)的積極性。另外, 我校制圖課的測(cè)繪練習(xí)也選擇減速器, 這就使得課程設(shè)計(jì)的題目過(guò)于重復(fù),使學(xué)生缺乏新奇感,勢(shì)必會(huì)影響學(xué)生的設(shè)計(jì)積極性,影響設(shè)計(jì)成果。因此,結(jié)合學(xué)生所學(xué)的相關(guān)專(zhuān)業(yè)和學(xué)生對(duì)本門(mén)課的掌握程度,適當(dāng)?shù)赝貙捳n程設(shè)計(jì)的選題勢(shì)在必行。

鑒于我校的機(jī)械設(shè)計(jì)、材料成型、車(chē)輛工程、汽車(chē)服務(wù)、材料科學(xué)、機(jī)電一體化、工程機(jī)械、數(shù)控等專(zhuān)業(yè)的學(xué)生都要進(jìn)行課程設(shè)計(jì),其專(zhuān)業(yè)跨度大、學(xué)生人數(shù)多以及減速器涉及的設(shè)計(jì)問(wèn)題的經(jīng)典性,故減速器齒輪減速器設(shè)計(jì)題目仍予以保留,但根據(jù)不同的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)適當(dāng)?shù)卦黾恿嗽O(shè)計(jì)題目,例如,對(duì)于數(shù)控專(zhuān)業(yè)的學(xué)生可以設(shè)計(jì)普通機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng), 給出電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力參數(shù), 通過(guò)帶傳動(dòng),帶動(dòng)主軸箱的運(yùn)動(dòng)。在這樣的傳動(dòng)設(shè)計(jì)中, 學(xué)生可以通過(guò)參觀相關(guān)機(jī)床,這樣既進(jìn)行相關(guān)的帶傳動(dòng)和減速器傳動(dòng)設(shè)計(jì),也結(jié)合學(xué)生的自身專(zhuān)業(yè)知識(shí),增加了學(xué)生的設(shè)計(jì)興趣,使學(xué)生真正體會(huì)到什么叫學(xué)以致用。 對(duì)于汽車(chē)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生,不再進(jìn)行傳統(tǒng)的一級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì),而是結(jié)合其專(zhuān)業(yè)特點(diǎn),設(shè)計(jì)汽車(chē)用變速器,這樣,需要考慮的因素更多了,同時(shí)也符合專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)的特色。實(shí)踐證明, 適當(dāng)拓寬課程設(shè)計(jì)的選題不僅能夠讓學(xué)生得到更多的工程設(shè)計(jì)訓(xùn)練, 而且能發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性, 對(duì)于培養(yǎng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維和進(jìn)行創(chuàng)造性設(shè)計(jì), 可起到事半功倍的效果。

對(duì)于機(jī)械專(zhuān)業(yè)等為期三周的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì),要求學(xué)生在提交一份裝配圖、一到兩張零件圖和一份設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)外,還要提交箱座和箱蓋的零件圖。這樣更能較全面地考查學(xué)生對(duì)《機(jī)械制圖》、《互換性與技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ)》、《機(jī)械制造基礎(chǔ)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》等幾門(mén)課的掌握程度。

2教學(xué)方法和手段的改革

現(xiàn)代的教育要求“以人為本”,學(xué)生是教學(xué)的主體,教師則是教學(xué)過(guò)程中的主導(dǎo)者。課程設(shè)計(jì)作為教學(xué)中的重要部分,在設(shè)計(jì)過(guò)程中也要充分激發(fā)學(xué)生設(shè)計(jì)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性。要達(dá)到以上教學(xué)目的,首先應(yīng)重視實(shí)踐教學(xué)的環(huán)節(jié),實(shí)踐教學(xué)是學(xué)生獲得感性知識(shí)的重要手段,課程設(shè)計(jì)也是如此,為了讓學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中能有一個(gè)整體的設(shè)計(jì)觀念,我們?cè)谶M(jìn)行課程設(shè)計(jì)之前,讓學(xué)生應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論課上所學(xué)的知識(shí),自行設(shè)計(jì)一個(gè)具有一定創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn),來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。然后,讓同學(xué)進(jìn)行減速器的拆裝實(shí)驗(yàn),通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)讓大家對(duì)減速器的常見(jiàn)類(lèi)型有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí),使學(xué)生了解減速器內(nèi)部零部件的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)和裝配關(guān)系, 對(duì)加工制造的工藝過(guò)程形成初步的認(rèn)識(shí)。裝拆的重點(diǎn)是軸系零部件的結(jié)構(gòu)及裝配關(guān)系, 再此基礎(chǔ)上讓學(xué)生應(yīng)用已有零部件設(shè)計(jì)一個(gè)合理的軸系,使學(xué)生能在課程設(shè)計(jì)中結(jié)合實(shí)際的參數(shù)要求設(shè)計(jì)出合理的軸系結(jié)構(gòu)和尺寸。

在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中也要重視老師的指導(dǎo)作用,一次成功的課程設(shè)計(jì)與教師的悉心指導(dǎo)是分不開(kāi)的。為此應(yīng)改變以前過(guò)于集中的指導(dǎo)方式,變“集中式指導(dǎo)”為“集中與分段相結(jié)合式指導(dǎo)”,設(shè)計(jì)前通過(guò)集中式的講解交待清楚所要完成的設(shè)計(jì)任務(wù),針對(duì)具體的設(shè)計(jì)任務(wù)如何入手去做,通過(guò)教師已有的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生解決設(shè)計(jì)初期的入手難得問(wèn)題,對(duì)于設(shè)計(jì)中的主要注意事項(xiàng)應(yīng)交待清楚避免在設(shè)計(jì)過(guò)程中學(xué)生走彎路,在設(shè)計(jì)過(guò)程中教師應(yīng)經(jīng)常到教室中去,發(fā)現(xiàn)共性問(wèn)題要及時(shí)地集中講解,對(duì)個(gè)別底子薄的同學(xué)應(yīng)進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo),及時(shí)解決存在的障礙性問(wèn)題,便于設(shè)計(jì)的如期完成,在設(shè)計(jì)的后期主要是檢查與糾正細(xì)節(jié)。在具體的指導(dǎo)過(guò)程中要求教師要以學(xué)生的設(shè)計(jì)思想為主線,在不改變學(xué)生原有總體設(shè)計(jì)方案的前提下,進(jìn)行指導(dǎo)完善此設(shè)計(jì),讓學(xué)生能真正地進(jìn)行應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)造性設(shè)計(jì),讓學(xué)生能夠真正成為設(shè)計(jì)的主體,在完成此設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生能夠真正地領(lǐng)會(huì)完成一次設(shè)計(jì)的總體設(shè)計(jì)思路和收獲自己的設(shè)計(jì)成果的成就感?？偠灾?課程涉及的改革方向應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力為出發(fā)點(diǎn)。

3設(shè)計(jì)成果的展現(xiàn)形式

采用現(xiàn)代先進(jìn)的機(jī)械設(shè)計(jì)手段,改變傳統(tǒng)的純手工繪圖的方式。要求學(xué)生提交的設(shè)計(jì)成果為手繪的設(shè)計(jì)草圖,手寫(xiě)版的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),以及電子版的設(shè)計(jì)總體裝配圖和典型的軸類(lèi)、齒輪類(lèi)和箱體類(lèi)零件圖。隨著科技的進(jìn)步,計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、試驗(yàn)各領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。為了順應(yīng)社會(huì)對(duì)人才的需求,必須重視學(xué)生的應(yīng)用和掌握計(jì)算機(jī)的能力,在我院的機(jī)械設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)率先試點(diǎn)要求總體裝配圖利用CAD完成。對(duì)于基礎(chǔ)較好的同學(xué)要求應(yīng)用SolidWorks、CATIA等三維繪圖軟件完成齒輪、軸、箱體、端蓋等所有機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),完成整機(jī)的裝配,然后進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真和干涉檢驗(yàn)。

設(shè)計(jì)成果的評(píng)定方式,改變?cè)械闹豢磮D紙的評(píng)定方式,采用答辯與平時(shí)的設(shè)計(jì)表現(xiàn)相結(jié)合的方式,以圖紙、計(jì)算說(shuō)明書(shū)和答辯成績(jī)?yōu)橹?兼顧設(shè)計(jì)態(tài)度、準(zhǔn)備情況、出勤率、進(jìn)度、協(xié)作、總結(jié)等表現(xiàn)。答辯過(guò)程中師生間的相互交流是教師評(píng)定設(shè)計(jì)質(zhì)量高低最有效的手段,通過(guò)答辯老師能夠發(fā)現(xiàn)總結(jié)設(shè)計(jì)過(guò)程中所存在的問(wèn)題,同時(shí)也是學(xué)生自我檢驗(yàn)的最有效的方式,通過(guò)答辯鍛煉了學(xué)生的語(yǔ)言組織和表達(dá)能力,有利于培養(yǎng)學(xué)生的宏觀地看待問(wèn)題和總結(jié)能力,能夠強(qiáng)有力地督促學(xué)生及時(shí)地解決設(shè)計(jì)過(guò)程所存在的細(xì)節(jié)問(wèn)題,防止懶散和懈怠現(xiàn)象的發(fā)生。

4結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)之一,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力起著十分重要的作用。經(jīng)過(guò)全體機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教師的努力,在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中所進(jìn)行的相關(guān)改革和實(shí)踐,在組織教學(xué)內(nèi)容方面加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)特色適當(dāng)?shù)馗淖兘虒W(xué)內(nèi)容,在設(shè)計(jì)手段上應(yīng)用現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法,在成果的展現(xiàn)形式上突出了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的考核方式,能夠全方位提高機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量,提高學(xué)生的綜合能力。隨著應(yīng)用型本科教育改革的進(jìn)一步深入,如何再提高教學(xué)質(zhì)量,保證應(yīng)用性本科人才培養(yǎng)模式的實(shí)現(xiàn)是我們?nèi)w機(jī)械教師不斷努力地探索和奮斗的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn):

[1]朱宗澤,羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京: 高等教育出版社,2005,(11).