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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篇現代機械設計論文，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。
關鍵詞：機械設計；CAD技術
1CAD技術的發展
CAD(ComputerAidedDesign)是計算機輔助設計的英文縮寫，是利用計算機強大的圖形處理能力和數值計算能力，輔助工程技術人員進行工程或產品的設計與分析，達到理想的目的，并取得創新成果的一種技術。自1950年計算機輔助設計（CAD）技術誕生以來，已廣泛地應用于機械、電子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等領域，產品的設計效率飛速地提高?，F已將計算機輔助制造技術（Com-puterAidedManufacturing，CAM）和產品數據管理技術（ProductDataManagement，PDM）及計算機集成制造系統（ComputerItegratedmanufacturingsystem，CIMS）集于一體。
產品設計是決定產品命運的研究，也是最重要的環節，產品的設計工作決定著產品75%的成本。目前，CAD系統已由最初的僅具數值計算和圖形處理功能的CAD系統發展成為結合人工智能技術的智能CAD系統（ICAD）(IntelligentCAD)。21世紀，ICAD技術將具備新的特征和發展方向，以提高新時代制造業對市場變化和小批量、多品種要求的迅速響應能力。
以智能CAD（ICAD）為代表的現代設計技術、智能活動是由設計專家系統完成。這種系統能夠模擬某一領域內專家設計的過程，采用單一知識領域的符號推理技術，解決單一領域內的特定問題。該系統把人工智能技術和優化、有限元、計算機繪圖等技術結合起來，盡可能多地使計算機參與方案決策、性能分析等常規設計過程，借助計算機的支持，設計效率有了大大地提高。
2三維CAD技術在機械設計中的優點
通過實際應用三維CAD系統軟件,筆者體會到三維CAD系統軟件比二維CAD在機械設計過程中具有更大的優勢,具體表現在以下幾點:
2.1零件設計更加方便
使用三維CAD系統,可以裝配環境中設計新零件,也可以利用相鄰零件的位置及形狀來設計新零件,既方便又快捷,避免了單獨設計零件導致裝配的失敗。資源查找器中的零件回放還可以把零件造型的過程通過動畫演示出來,使人一目了然。
2.2裝配零件更加直觀
在裝配過程中,資源查找器中的裝配路徑查找器記錄了零件之間的裝配關系,若裝配不正確即予以顯示,另外,零件還可以隱藏,在隱藏了外部零件的時候,可清楚地看到內部的裝配結構。整個機器裝配模型完成后還能進行運動演示,對于有一定運動行程要求的,可檢驗行程是否達到要求,及時對設計進行更改,避免了產品生產后才發現需要修改甚至報廢。
2.3縮短了機械設計周期
采用三維CAD技術,機械設計時間縮短了近1/3,大幅度地提高了設計和生產效率。在用三維CAD系統進行新機械的開發設計時,只需對其中部分零部件進行重新設計和制造,而大部分零部件的設計都將繼承以往的信息,使機械設計的效率提高了3~5倍。同時,三維CAD系統具有高度變型設計能力,能夠通過快速重構,得到一種全新的機械產品。
2.4提高機械產品的技術含量和質量
由于機械產品與信息技術相融合,同時采用CADCIMS組織生產,機械產品設計有了新發展。三維CAD技術采用先進的設計方法,如優化、有限元受力分析、產品的虛擬設計、運動方針和優化設計等,保證了產品的設計質量。同時,大型企業數控加工手段完善,再采用CAD/CAPP/CAM進行機械零件加工,一致性很好,保證了產品的質量。
3CAD技術在機械設計中的應用
3.1零件與裝配圖的實體生成
3.1.1零件的實體建模。CAD的三維建模方法有三種,即線框模型、表面模型和實體模型。在許多具有實體建模功能的CAD軟件中,都有一些基本體系。如在AutoCAD的三維實體造型模塊中,系統提供了六種基本體系,即立方體、球體、圓柱體、圓錐體、環狀體和楔形體。對簡單的零件,可通過對其進行結構分析,將其分解成若干基本體,對基本體進行三維實體造型,之后再對其進行交、并、差等布爾運算,便可得出零件的三維實體模型。
對于有些復雜的零件,往往難以分解成若干個基本體,使組合或分解后產生的基本體過多,導致成型困難。所以,僅有基本體系還不能完全滿足機器零件三維實體造型的要求。為此,可在二維幾何元素構造中先定義零件的截面輪廓,然后在三維實體造型中通過拉伸或旋轉得到新的“基本體”,進而通過交、并、差等得到所需要零件的三維實體造型。
3.1.2實體裝配圖的生成。在零件實體構造完成后,利用機器運動分析過程中的資料,在運動的某一位置,按各零件所在的坐標進行“裝配”,這一過程可用CAD軟件的三維編輯功能實現。
3.2模具CAD/CAM的集成制造
隨著科學技術的不斷發展,制造行業的生產技術不斷提高,從普通機床到數控機床和加工中心,從人工設計和制圖到CAD/CAM/CAE,制造業正向數字化和計算機化方向發展。同時,模具CAD/CAM技術、模具激光快速成型技術(RPM)等,幾乎覆蓋了整個現代制造技術。
一個完整的CAD/CAM軟件系統是由多個功能模塊組成的。如三維繪圖、圖形編輯、曲面造型、仿真模擬、數控加工、有限元分析、動態顯示等。這些模塊應以工程數據庫為基礎,進行統一管理,而實體造型是工程數據的主要來源之一。
3.3機械CAE軟件的應用
機械CAE系統的主要功能是:工程數值分析、結構優化設計、強度設計評價與壽命預估、動力學/運動學仿真等。CAD技術在解決造型問題后,才能由CAE解決設計的合理性、強度、剛度、壽命、材料、結構合理性、運動特性、干涉、碰撞問題和動態特性等。
4CAD前沿技術與發展趨勢
4.1圖形交互技術
CAD軟件是產品創新的工具,務求易學好用,得心應手。一個友好的、智能化的工作環境可以開拓設計師的思路，解放大腦，讓他把精力集中到創造性的工作中。因此,智能化圖標菜單、“拖放式”造型、動態導航器等一系列人性化的功能，為設計師提供了方便。此外，筆輸入法草圖識別、語言識別和特征手勢建模等新技術
也正在研究之中。
4.2智能CAD技術
CAD/CAM系統應用逐步深入,逐漸提出智能化需求.設計是一個含有高度智能的人類創造性活動。智能CAD/CAM是發展的必然方向。智能設計在運用知識化、信息化的基礎上，建立基于知識的設計倉庫,及時準確地向設計師提品開發所需的知識和幫助,智能地支持設計人員，同時捕獲和理解設計人員意圖、自動檢測失誤，回答問題、提出建議方案等。并具有推理功能,使設計新手也能做出好的設計來,現代設計的核心是創新設計,人們正試圖把創新技法和人工智能技術相結合應用到CAD技術中,用智能設計、智能制造系統去創造性指導解決新產品、新工程和新系統的設計制造,這樣才能使我們的產品、工程和系統有創造性。
4.3虛擬現實技術
虛擬現實技術在CAD中已開始應用,設計人員在虛擬世界中創造新產品,可以從人機工程學角度檢查設計效果,可直接操作模擬對象,檢驗操作是否舒適、方便,及早發現產品結構空間布局中的干涉和運動機構的碰撞等問題,及早看到新產品的外形,從多方面評價所設計的產品.虛擬產品建模就是指建立產品虛擬原理或虛擬樣機的過程.虛擬制造用虛擬原型取代物理原型進行加工、測試、仿真和分析,以評價其性能,可制造性、可裝配性、可維護性和成本、外觀等,基于虛擬樣機的試驗仿真分析,可以在真實產品制造之前發現并解決問題,從而降低產品成本.虛擬制造、虛擬工廠、動態企業聯盟將成為CAD技術在電子商務時代繼續發展的一個重要方向.另外,隨著協同技術、網絡技術、概念設計面向產品的整個生命周期設計理論和技術的成熟和發展,利用基于網絡的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技術,實現真正的全數字化設計和制造,已成為機械設計制造業的發展趨勢。
參考文獻
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[3]徐建平,盛和太.精通AutoCAD2005[M].北京:清華大學出版社,2004.
在高考填報志愿選擇專業時，很多考生和家長對機械設計制造及自動化專業就業前景如何的問題很關心。下面是由本站編輯為大家整理的“機械設計制造及自動化專業主要課程有哪些 就業前景如何”。
機械設計制造及自動化專業主要課程有哪些
主要課程：工程力學、機械設計基礎、電工與電子技術、微型計算機原理應用、機械工程材料、制造技術基礎。主要實踐性教學環節：包括軍訓，金工、電工、電子實習，認識實習，生產實習，社會實踐，課程設計，畢業設計(論文)等，一般應安排40周以上。
主要專業實驗：現代制造技術綜合實驗、測試與信息處理實驗。
專業選修課：機械動力學、軟件工程、網絡技術、多媒體技術及應用、數據庫原理及應用、機械創新設計、工業機器人基礎、機械故障診斷學、文獻檢索、專業外語、有限元方法、機械優化設計、工藝過程自動化、先進制造技術、特種加工、成組技術與CAPP、智能機械概論、微小機械概論、虛擬樣機技術、市場營銷學、在線檢測與控制、實用控制系統設計、數控機床與編程。
機械設計制造及自動化專業就業前景如何
機械設計制造及其自動化專業的學生們將來可以從事科技研發、運行管理、應用研究、銷售等機械制造領域的一些職位。該專業的學生們需要具備機械制造方面的一些基礎知識，學會運用專業知識解決實際工作中的一些相關問題。畢業生們可以參加到機械制造以及設計、機械、電氣、氣壓、液壓等控制設備的維修維護的一些工作中去，為我們國家的機械工程作出自己的貢獻。
機械設計制造及其自動化專業報考的學生中，男生占據了大部分。很多男生喜歡機械，該專業也是比較適合男生報考的，需要具備較強的動手能力。報考機械設計制造及其自動化專業的學生需要有一定的繪圖興趣，這個專業時常需要繪圖，要是沒有興趣的話，那將會感到乏味。除了要有一定的興趣之外，還要有創新的思維以及付出一定的努力，這樣才能在將來的工作中做到更好。
（來源：文章屋網 ）
關鍵詞：機械制造，零部件設計，創新
傳統機械零部件的設計帶來了運用中出現的許多問題：零部件容易腐蝕損壞；零部件容易疲勞損壞，斷裂、表面剝落等；零部件容易摩擦損壞等等。這些問題的出現，都是機械零部件傳統的設計局限性所產生的。傳統設計在長期運用中得到不斷的完善和提高，目前在大多數情況下仍然是有效的設計方法，但是它有很多局限：在方案設計時憑借設計者有限的直接經驗或間接經驗，通過計算、類比分析等，以收斂思維方式，過早地確定方案。這種方案設計既不充分又不系統，不強調創新，因此很難得到最優方案；在機械零部件設計中，僅對重要的零部件根據簡化的力學模型或經驗公式進行靜態的或近似的設計計算，其他零部件只作類比設計，與實際工況有時相差較遠，難免造成失誤；傳統設計偏重于考慮產品自身的功能的實現，忽略人——機——環境之間關系的重要性；傳統設計采用手工計算、繪圖，設計的準確性差、工作周期長、效率低。所以，在現代機械部件設計中，很有必要用到創新思維的方法去設計。論文參考網。
1 創新機械零部件的設計思想
機械零部件設計的本質是創造和革新?，F代機械機械零部件設計強調創新設計，要求在設計中更充分地發揮設計者的創造力，利用最新科技成果，在現代設計理論和方法的指導下，設計出更具有生命力的產品。
1.1 運用創造思維
設計者的創造力是多種能力、個性和心理特征的綜合表現，它包括觀察能力、記憶能力、想象能力、思維能力、表達能力、自控能力、文化修養、理想信念、意志性格、興趣愛好等因素。其中想象能力和思維能力是創造力的核心，它是將觀察、記憶所得信息有控制地進行加工變換，創造表達出新成果的整個創造活動的中心。創造力的開發可以從培養創新意識、提高創新能力和素質、加強創新實踐等方面著手。設計者不是把設計工作當成例行公事，而是時刻保持強烈的創新愿望和沖動，掌握必要創新方法，加強學習和鍛煉，自覺開發創造力，成為一個符合現代設計需要的創新人才。
1.2 運用發散思維
發散思維又稱輻射思維或求異思維等。它是以欲解決的問題為中心，思維者打破常規，從不同方向，多角度、多層次地考慮問題，求出多種答案的思維方式。例如，若提出“將兩零部件聯結在一起”的問題，常規的辦法有螺紋聯結、焊接、膠接、鉚接等，但運用發散思維思考，可以得到利用電磁力、摩擦力、壓差或真空、綁縛、冷凍等方法。發散思維是創造性思維的主要形式之一，在技術創新和方案設計中具有重要的意義。
1.3 運用創新思維
創造力的核心是創新思維。論文參考網。創新思維是一種最高層次的思維活動，它是建立在各類常規思維基礎上的。人腦在外界信息激勵下，將各種信息重新綜合集成，產生新的結果的思維活動過程就是創新思維。機械機械零部件設計的過程是創新的過程。設計者應打破常規思維的慣例，追求新的功能原理、新方案、新結構、新造型、新材料、新工藝等，在求異和突破中體現創新。
2 科學的進行機械零部件設計
2.1 把握機械零部件設計的主要內容
機械零部件設計是機械設計的重要組成部分，機械運動方案中的機構和構件只有通過零部件設計才能得到用于加工的零部件工作圖和部件裝配圖，同時它也是機械總體設計的基礎。機械零部件設計的主要內容包括：根據運動方案設計和總體設計的要求，明確零部件的工作要求、性能、參數等，選擇零部件的結構構形、材料、精度等，進行失效分析和工作能力計算，畫出零部件圖和部件裝配圖。機械產品整機應滿足的要求是由零部件設計所決定的，機械零部件設計應滿足的要求為：在工作能力上要求具體有強度、剛度、壽命、耐磨性、耐熱性、振動穩定性及精度等；在工藝性上要求加工、裝配具有良好的工藝性及維修方便；在經濟性上的要求主要指生產成本要低。此外，還要滿足噪聲控制、防腐性能、不污染環境等環境保護要求和安全要求等。這些要求往往互相牽制，需全面綜合考慮。
2.2 嚴格計算機械零部件的失效形式
機械零部件由于各種原因不能正常工作而失效，其失效形式很多，主要有斷裂、表面壓碎、表面點蝕、塑性變形、過度彈性變形、共振、過熱及過度磨損等。為了保證零部件能正常工作，在設計零部件時應首先進行零部件的失效分析，預估失效的可能性，采取相應措施，其中包括理論計算，計算所依據的條件稱為計算準則，常用的計算準則有：一是強度準則。強度是機械零部件抵抗斷裂、表面疲勞破壞或過大塑性變形等失效的能力。強度要求是保證機械零部件能正常工作的基本要求。二是剛度準則。剛度是指零部件在載荷的作用下，抵抗彈性變形的能力。剛度準則要求零部件在載荷作用下的彈性變形在許用的極限值之內。三是振動穩定性準則。對于高速運動或剛度較小的機械，在工作時應避免發生共振。振動穩定性準則要求所設計的零部件的固有頻率與其工作時所受激振源的頻率錯開。四是耐熱性準則。機械零部件在高溫工作條件下，由于過度受熱，會引起油失效、氧化、膠合、熱變形、硬度降低等問題，使零部件失效或機械精度降低。因此，為了保證零部件在高溫下正常工作，應合理設計其結構及合理選擇材料，必要時須采用水冷或氣冷等降溫措施。五是耐磨性準則。耐磨性是指相互接觸并運動零部件的工作表面抵抗磨損的能力。當零部件過度磨損后，將改變其結構形狀和尺寸，削弱其強度，降低機械精度和效率，以致零部件失效報廢。因此，機械設計時應采取措施，力求提高零部件的耐磨性。
2.3 正確選擇機械零部件表面粗糙度
表面粗糙度是反映零部件表面微觀幾何形狀誤差的一個重要技術指標，是檢驗零部件表面質量的主要依據；它選擇的合理與否，直接關系到產品的質量、使用壽命和生產成本。機械零部件表面粗糙度的選擇方法有3種，即計算法、試驗法和類比法。在機械零部件設計工作中，應用普通的是類比法，此法簡便、迅速、有效。應用類比法需要有充足的參考資料，現有的各種機械設計手冊中都提供了較全面的資料和文獻。最常用的是與公差等級相適應的表面粗糙度。在通常情況下，機械零部件尺寸公差要求越小，機械零部件的表面粗糙度值也越小，但是它們之間又不存在固定的函數關系。
2.4 全面優化機械零部件設計方法
要充分運用機械學理論和方法，包括機構學、機械動力學、摩擦學、機械結構強度學、傳動機械學等及計算機輔助分析的不斷發展，對設計的關鍵技術問題能作出很好的處理，一系列新型的設計準則和方法正在形成。計算機輔助設計（CAD）是把計算機技術引入設計過程，利用計算機完成選型、計算、繪圖及其他作業的現代設計方法。CAD技術促成機械零部件設計發生巨大的變化，并成為現代機械設計的重要組成部分。論文參考網。目前，CAD技術向更深更廣的方向發展，主要表現為以下基于專家系統的智能CAD；CAD系統集成化，CAD與CAM（計算機輔助制造）的集成系統（CAD/CAM）；動態三維造型技術；基于并行工程，面向制造的設計技術（DFM）；分布式網絡CAD系統。
參考文獻
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關鍵詞：機械設計；信息技術；課程改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）28-0229-02
一、引言
隨著現代信息技術在教學中的運用，現代教學將從內容、方法、及組織形式等方面發生根本性的變革。以多媒體、網絡數據庫、智能化為主要特征的現代化信息技術在課堂教學中的運用，既可激發學生的學習興趣，又利于學生對教學內容的理解和掌握，將有效地培養學生的自主探索能力，對課程改革和優化課堂教學有著巨大的推進作用。
《機械設計基礎》及其課程設計，包括機械原理與機械零部件設計兩部分內容，屬于高等學校工科非機類本科生必修的“機械設計系列課程”之一，是一門主干技術基礎課程，在培養學生的機械設計綜合能力方面占有重要的地位。傳統教學方法安排學時少，但是，需要傳授的信息量卻很大，已經不能很好地滿足教學要求。運用現代信息技術來優化教學過程，不僅能有效地化枯燥為有趣，化抽象為具體，化靜態為動態，突出重點，化難為易；還能為學生創造一個寬松的學習環境，充分調動學生主動學習的積極性。
二、研究現狀
隨著現代信息技術的普及與應用，社會各學科領域教學實踐活動呈現出了新的模式。信息技術為教學帶來的絕非是手段的變化，而是教學理念、授課模式、學習方法的變化。目前，國內外對信息技術在教學活動中的應用，正從CAI多媒體課件逐漸過渡到網絡課程教學，已有大量高校進行了網絡課堂建設?！稒C械設計基礎》這門課程的教學改革，國內學者進行了相關的探討，取得了很多的改革成果，但主要還停留在課程內容體系的編排與授課方式的調整上。教學內容方面，對課程內容體系的國際化方面的探討不夠深入，注重于基礎知識的講解，對學生的啟發性思維培養存在不足，對最新的機械設計知識的介紹也不夠完善，如連桿機構的分類、徑節制齒輪設計、凸輪機構設計方法等。教學資源方面，雖在一定程度上呈現出多樣化的特征，如加入了教學視頻演示、多媒體課件等，但利用網絡數據庫對素材實時更新較慢，網絡課程的習題庫、模擬試題、與學生的互動討論等亟待建設完善。啟發式授課方面，取得了一定的進展，部分高校增加了教學討論環節的比重，但沒有實現網絡課堂與教學課堂的聯動。機械設計課程設計，大多采用經驗判斷法，沒有對煩瑣的數據進行驗算。因此，課題組先從教學內容入手，結合國外經典教材與國內傳統教材，開展編寫新的教學大綱、制定切實可行的教學方案、建設網絡課程資源、以及課程設計軟件開發等方面的工作。
三、具體改革內容、實施方案與特色
1.改革內容。①授課講義與教學內容體系改革。該課程現有的教材內容偏本土化，與國際相關教材內容出入較大。本項目將借鑒國外同類課程的內容體系，選擇性地介紹國外教材的最新成果，如連桿機構的八種分類、齒輪設計的徑節制、函數生成機構綜合等；然后，逐步實施該課程的教學內容與教材體系改革，分階段完成新講義編寫與習題庫的建設。②教學方法改革，引入啟發式、任務驅動式、分組合作式等教學法。本項目將從網絡和教學課堂兩方面進行新教學法改革。網絡課堂方面，在網絡課程討論區里面，根據各章節重點和難點，有針對性地提出啟發性的問題及布置任務，引導學生利用網絡自主學習。教學課堂方面，對網絡課程的討論熱點問題以及事先布置的任務，開展課堂分組討論，互相檢驗自學成果。③授課模式改革。本項目將以多媒體為主要載體，結合情景教學法、知識遷移法、個性教學法等教學手段，進行教學；將通過自編軟件、同行資源共享、網絡資源，拓展集聲音、視頻、機械設計軟件于一體的教學資源形式，再根據各章節不同知識點的要求，選擇合適的教學方法。
2.實施方案。為實現以上研究目標，我們初步擬定以下實施方案和實施方法。第I階段：通過高校調研和社會調查，調整與確定《機械設計基礎》課程教學內容，編寫《機械設計基礎》課程教學大綱，深入學生收集反饋意見及分析討論，改革《機械設計基礎》課程教學方案，編寫新講義的機械原理部分；
第II階段：通過多渠道收集并整理與課程內容密切相關的圖片、動畫、視頻、音頻等多媒體元素，采用集聲、光、電于一體的多媒體技術實現理論教學過程，有效地調動課堂學習的積極性；
第III階段：整合網絡電子版習題資源與傳統紙質習題資源，建立網絡課堂的習題庫、討論區的問題庫、模擬考試用試卷庫，開辟教學互動討論區，及時有效地與學生就學習中遇到的重點難點問題溝通；
第IV階段：根據V帶傳動課程設計題目，利用VC++軟件，編制課程設計教師用檢驗軟件系統，實現帶傳動設計的參數化，檢驗課程設計中計算數據的可靠性。
3.特色與創新。本項目基于現代信息技術，以多媒體、網絡數據庫、軟件編程為載體，結合傳統教學方法，進行《機械設計基礎》及其課程設計的教學改革，主要具有以下四個特色與創新之處。①教學內容體系的國際性。該課程現有的教材內容偏本土化，與國際相關教材內容出入較大。本項目將除了完成教學大綱規定的教學內容之外，借鑒國外同類課程的內容體系，選擇性地介紹國外教材的最新成果，并逐步實施該課程的教學內容與教材體系改革。②教學資源形式的多樣性。傳統的教學方法與現有的PPT有待完善，本項目將通過自制與同行資源共享，將課件中融入各種視頻、音頻文件，演示常用的機械設計軟件；同時，利用網絡期刊與公開課資源，進一步拓展資源形式。③教學研討互動的啟發性。啟發式、任務驅動式、分組合作式的教學方法是今后教學改革的一個發展方向，本項目將從網絡和教學課堂兩方面進行教學手段的改革。網絡課堂方面，在網絡課程討論區里面，有針對性地提出啟發性的問題，引導學生利用網絡自主學習。教學課堂方面，對網絡課程的討論熱點問題，開展課堂分組討論。④課程設計檢驗的信息化?！稒C械設計基礎》課程設計常以帶輪設計為題目，設計過程中數據煩瑣，指導教師無法一一驗證。本項目利用VC++，編寫《機械設計基礎》課程設計檢驗軟件，對設計過程關鍵參數與計算結果進行實時檢驗。
四、結論與展望
本項目的實施，不僅可以對選修《機械設計基礎》相關課程學生的學習有重要助益，而且對該課程的任課教師的教學實施效果有較大促進。隨著教學形式與資源的多樣化，學生的學習效率將得到提高；而教學內容的更新，將拓展學生的知識面，提高學習興趣。課程設計軟件的開發，將提高任課教師的工作效率，尤其是在檢驗課程設計關鍵參數與計算結果的正確性方面。
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［關鍵詞］民辦高校應用型本科機械設計制造及其自動化人才培養方案
［作者簡介］孫芹（1979-），女，山東威海人，山東英才學院機械學院，講師，碩士，研究方向為機械制造及其自動化、數控技術。（山東濟南250100）
［中圖分類號］G642［文獻標識碼］A［文章編號］1004-3985（2012）21-0090-02
一、高等教育的分類
我國著名教育家潘懋元先生指出：“高等學校的分類是一個世界性的難題，又是關系到中國高等教育能否持續發展的關鍵。目前，我國還沒有一個權威的分類方法?！痹谖覈?，受到廣泛關注和認同的高等教育分類法有兩種。
1.國際教育標準分類法。聯合國教科文組織（UNESCO）1997年公布的《國際教育標準分類法》，將教育分為3個層次、7級、3種類型。其中，第3層次中的第5級是高等教育，分為5A和5B兩種類型，如圖所示。
歸納上述第5級的教育，高等教育可分為：學術型、應用型、實用型3種類型的教育。
2.潘懋元教授分類法。依據《國際教育標準分類法》，我國高等教育可分為綜合研究型、專業性應用型和職業性技能型三類。在此基礎上，我國高等學?？煞譃榫C合研究性研究型大學、專業性應用型大學或學院和職業性技能型的高職院校三類。
二、社會人才需求情況調查與分析
依據中國勞動力市場信息網監測中心的2010年第四季度部分城市公共就業服務機構市場供求狀況分析，106個城市中，用人單位通過公共就業服務機構招聘各類人員約478.5萬人，進入市場的求職者約473.3萬人，崗位空缺與求職人數的比率約為1.01。按行業分組的需求人數分析，制造業需求人數 131.8289萬，所占比例約為27.5%，占到總需求量的1/4還要多。按文化程度分組的供求人數分析，職高、技校、中專需求人數94.6331萬，所占比重54%，大專需求人數81.2272萬，所占比重17%，大學需求人數40.7119萬，所占比重為8.5%，由以上數據可見，職高、技校、中專、大專需求占到總需求量的70%以上，即技能型人才需求量最大。
三、應用型本科機械設計制造及其自動化專業本科人才培養方案的實踐
民辦高校從辦學條件、生源質量、師資隊伍和水平來看，都與辦學多年、文化積淀深厚的公辦本科院校有著較大的差距。因此，人才培養方案的制訂應從學生的實際出發，做到有教無類、因材施教，以應用為切入點實施教學，尊重學生興趣愛好和實踐能力的培養，走特色發展之路。
1.人才培養的目標和規格。在培養目標上，培養具備扎實的機械設計制造基礎知識與應用能力，掌握現代機械設計方法和先進制造技術，具有較強的工程實踐能力和開拓精神，能在工業生產第一線從事機械產品設計、制造、應用研究、科技開發、運行管理和相關技術工作的高級技術應用型人才。
在培養規格上，強調知識、能力和素質的協調發展。（1）在知識結構上。畢業生應具有外語、文獻檢索和科技寫作等工具性知識；具有扎實的自然科學基礎和社會科學基礎知識；掌握本專業需要的計算機、數學等專業技術基礎知識和機械學、電子學等專業知識；（2）在能力結構上。畢業生要掌握中等復雜程度零件的機械設計、制造和工藝編制的方法；具有一般機械設備安裝、調試、運行、操作和維護的能力；具有數控機床操作、編程的能力；具有獲取知識、應用知識和創新能力；具有一定的外語應用能力。（3）在素質結構上。注重培養學生熱愛祖國，遵紀守法的思想道德素質；培養學生良好的文化素質；培養學生嚴謹、扎實，富有創新精神的專業素質；培養學生良好的身心素質。
2.結合目標定位，合理制訂人才培養方案。在人才培養方案的制訂過程當中，學校必須考慮學生的就業能力、就業范圍，加強基礎理論課和專業基礎課的學習，同時考慮學科之間的交叉，培養機械類通用型本科人才，為學生的創新能力和職業適應能力培養奠定基礎，并重視實踐教學環節教學，使學生在學校就獲得工程實踐能力的基本訓練，考取國家職業資格證書。因此，學校必須對部分課程進行整合，加大實驗、課程設計、實習實訓、畢業論文等實踐教學環節的力度，重構課程教學體系，同時，實踐教學環節應注重課堂內外、校內、校外的有機結合，使學生更多地接觸社會，達到人才培養目標。此外，還應重視個性化人才培養，以科技創新為導向開設選修課程，學生可以結合自己的興趣自由選擇，并開設創新實驗室，學習方向完全取決于個人的興趣，從而制定出創新型、應用型本科的人才培養方案。
3.以就業為導向，提高學生職業適應能力。學院要注重研究社會對人才的需求，及時對專業設置進行調整，提出“訂單式教育”，即社會需要怎樣的人才，學校就培養怎樣的人才。學院還根據不同專業畢業生的就業需求，積極開展“特色課程教育”，全方位增強學生的綜合能力。
4.完善課程體系，提升學生知識遷移能力。為進一步提高教學質量，滿足社會對高素質人才的要求，不斷完善課程體系，注重學生基本理論和專業技能的培養，突出學生創新精神、實踐能力和創業能力的培養。（1）課程體系的設置體現知識、能力和素質的協調發展。課程設置體現“計算機不斷線”，加大課程設計，強調機械設計理論、機械工藝和先進制造技術理論學習，并根據專業特點安排實驗實訓課程。通過實踐把理論知識進行強化，并提高學生的動手和創新能力。同時，課程體系注重課程間的相互聯系，重視精品課程建設，重點專業課程至少要達到院級優質課建設水平，課程建設在知識、能力和素質整體架構中有目標、有計劃地開展。（2）嘗試對畢業設計（論文）進行改革。為實現應用型本科的人才培養目標，學生的畢業論文內容既要包含設計又要包含制造，而且學生必須在數控機床上至少加工出畢業論文中的一個中等復雜的零件，通過畢業設計，讓學生掌握機械零件從設計到制造的全過程。
5.加強特色實踐教學環節，強化學生工程實踐能力。實踐教學是應用型本科教育教學體系中的重要組成部分，是培養學生的專業技術應用能力及分析問題和解決問題能力的重要途徑。應用型本科教育的特點決定了其實施主體要建立與相關專業未來的崗位群工作現場相近的實訓場所，以便讓學生盡可能地在相近的“職場情境”中開展有針對性的專業技能訓練，進而實現培養學生處理生產現場各種實際技術問題的能力。
在課程體系框架下，將實踐教學環節劃分為實驗、課程設計和綜合實訓，實踐教學環節要與相應階段的理論教學相對應。鼓勵學生參加各種機械產品設計大賽，通過大賽，強化學生的工程實踐能力，同時也使師資隊伍得到鍛煉。鼓勵學生參與教師的科研項目，構建學研結合、層次遞進的立體化、開放式的實踐教學體系。除了校內實踐教學之外，學校還應把“注重實踐、復合培養”作為創新人才培養機制的突破口。因此逐步實現學院與行業企業的教學資源共享，教學過程共管，共同建設專業，共同建設實訓實習基地，共同確定職業標準、培養方案、課程內容和質量考核體系，讓企業專家參與人才培養方案的制訂，充分發揮行業、企業在學校建設中的重要作用，校企合作為學生實踐環節的教學提供了理想的場所。
6.構建完善的教學管理機制，保障培養方案的有效實施。以全面提高教學質量和人才培養質量為目標，建立起由組織系統、評估系統、信息系統和調控系統構成的質量監控體系，對教學質量和人才培養質量實施全過程監控。（1）組織系統。學校建立了校、院、教研室三級監控組織系統，三級組織各負其責，上下協調，運行有效。（2）評估系統。學校以各教學環節質量標準為依據，通過教學評價、教學檢查、教學督導，對教師的教學質量進行評估。（3）信息系統。教學質量信息采集主要來源于教學評價、教學檢查、教學督導活動和學生信息員報送信息以及畢業生質量跟蹤調查獲得的信息。（4）調控系統。健全的組織系統、嚴格的評估系統、暢通的信息系統，為教學質量的調控創造了條件。學校的人才培養方案執行情況及與社會需求的適應情況、學科專業建設情況、課程建設情況、教學基本設施情況、教學管理水平和效率、師德、學風等方面的問題，都可以得到及時的調控。為了保證教學質量，學校實行了“教學質量一票否決制”。明確規定，凡出現重大教學事故或在教學評價、教學檢查、教學督導中評定結果為不合格的教師，當年考核為不合格。對于嚴重不負責任、授課效果極差、學生反映強烈或連續出現嚴重教學事故的教師，取消其授課資格，聘期內不再繼續聘任其從事教學工作。對教學質量綜合評價結果差的外聘教師，取消其授課資格。
四、結束語
對機械設計制造及自動化本科專業的人才培養方案的探討與實踐，旨在提高學生的知識應用能力、工程實踐能力和職業適應能力，培養學生的團隊協作精神和創新意識，使畢業生得到社會和企業的認可，從而吸引優秀教師、優秀生源來學校工作、學習，把學校建設成一流的應用型本科大學是必然的趨勢。
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王愛玲，1943年3月出生，山西省太原市人。1965年畢業于太原機械學院（現中北大學）機械制造工藝及設備專業。1965至1978年在太原重型機器廠和國營紅旗光學儀器廠從事機械產品設計、機床大修技術工作。1985至1986年北京航空航天大學進修CAD/CAM方向碩研課一年。1991年晉升為教授。1996年評為享受國務院政府特殊津貼的專家。1978年從事高校教學、科研工作至今。博士生導師。
社會兼職有：中國工程機械學會理事、山西省機械工程學會常務理事、中國兵工機加學會副主任委員、山西省企業創新促進會專家、山西省企業技術創新專家委員會專家、國家模具CAD工程研究中心兼職教授等十多項。
主張“高技術產業化”和“產業高技術化”并重
上世紀六、七十年代，我國工業發展水平還比較落后，亟需更多的機械工程原創性成果來撐起國家的綜合實力。
王愛玲教授就是那時候開始投身到機械設計與制造行業的。幾十年來，她的工作內容包括特種加工技術及綠色制造；精密儀器及機械：精密機械設計與制造。講授博士生課程：現代機械設計、精密機械設計與制造、制造信息技術、先進制造技術專題等；碩士生課程：計算幾何及圖形處理、先進制造信息技術、機械工藝專題等；本科生課程：機床數控技術（國家級精品課程）、機床設計、機械原理等。
目前承擔項目及研究方向為：精益型集成制造技術、復雜產品快速開發技術、虛擬環境下產品設計、制造、裝配技術，綠色制造及特種加工技術等。
科研成果只有轉化為生產力，才能最大限度發揮其應有的價值與作用。王愛玲教授對此有著深刻的認識。她很重視科研成果的應用及直接為企業創造經濟效益，主張“高技術產業化”和“產業高技術化”并重。她的不少科研成果，都是很快應用到了企業的生產實踐中，得到了企業和社會的認可。
為了開闊視野，建立更廣泛的交流平臺與合作關系，王愛玲教授曾于1994年前往新加坡理工大學，進行CAD及美國CV公司軟件交流；1998年受邀美國哥倫比亞等5所大學進行先進制造技術交流；2000年，前往奧地利、德國、法國、荷蘭等國，就“WTO及我國企業的發展”專題進行深入研討；2004年，到澳大利亞和新西蘭機械工程學會及高校進行先進制造技術交流。
身心沉下去 成果浮上來
科研從來都不是一帆風順的，只有專心致志地“氣沉下丹田”，才能發現別人沒有發現的新天地，才能爭取“一枝獨秀”。王愛玲教授取得的一系列成果背后，是她專注地探索，是恒久的毅力與不懈的堅守。
自1989年以來，王愛玲教授負責國家計委、省、部級科研課題30余項，獲省部級以上獎24項，其中科研、教學各12項。省、部級科技進步1等獎1項，2等獎5項，3等獎2項，專家評價國際先進水平4項，國家發明專利4項；發表先進設計制造技術有關學術論文150余篇，SCI、EI、INSPAC等收錄30多篇。
因科研成果的內涵與實用價值，屢次獲獎，其中“數控旋口機CAD/CAM一體化系統研制”獲部級科技進步二等獎，“實用型CIMS數據傳輸系統研制與實現”獲部級科技進步三等獎，“實用新型集成制造系統及模具產品開發”獲省級科技進步二等獎，“工業鍋爐集成制造技術開發與應用”獲機械工業科學技術進步三等獎，“基于輥彎成型的生產系統反求技術研究”獲省級科技進步二等獎，“復雜模具CAD/CAM產品開發與應用”獲省百項技術難題攻關一等獎等。此外，科研成果“多功能綠色機械加工復合噴霧系統”，經山西省經委2006年12月鑒定驗收，符合“山西省新產品新技術鑒定驗收合格證制度”規定，準予批量生產，專家評價為國際先進水平。
治學修身師之楷模 明德篤行哺育桃李
40余年的教書生涯，王愛玲教授指導博士生17名，指導碩士生75名，培養和指導和本科畢業生數以千計。
在王愛玲教授這里，不論是指導博士還是碩士研究生，“機械設計制造及自動化”專業《機床數控技術》這一本科課程是門“必修課”。對此，她表示，“在研究生課題選擇上，我會根據學生的專業知識和興趣制定不同的選題，學生參照自己的側重點，跟老師討論后確定自己的培養計劃，進行課題研究。學生們對這樣的教學方式很感興趣，“王老師授課一般不按照課本來，她有她自己的一套理論體系，通過各種方式來搜集國內外相關研究的最新成就和新動態，把這些新信息及自己的研究成果運用到教學環節當中，將理論和實踐很好地結合起來，所以知識學起來不會很枯燥”
王愛玲教授積極致力于教學改革，她采用啟發引導與互動教學方法，著重傳授學生獲取知識的基本方法和提高學習、工作效率的方法，注重培養學生的創新能力和素質。
在數控技術教材建設中，王愛玲教授帶領著團隊成員編著的教材和著作涉及數控理論及專業技術、數控職業教育、數控操作及實訓三個系列；分別由高等教育、國防工業、機械工業、電子工業四大出版社出版；至2013年，她和數控技術著作團隊已出版教材、著作50部， 發表有關學術論文150余篇，其中SCI、EI、INSPAC等收錄30余篇。
桃李不言，下自成蹊。作為第一負責人，王愛玲教授獲得1997年度“NC&CIMS實驗中心建設”國家級教學成果二等獎；2001年“21世紀機械專業人才培養模式”省級教學成果三等獎；2005年“現代數控技術產學研基地的創建與人才培養”省級教學成果二等獎；1995年《實用數控編程技術》部級優秀教材二等獎；2010年度《機床數控技術》國家級級精品課程等。因科研、教學成就顯著，2004年王愛玲教授還被授予山西省“三八紅旗手”稱號，2007年獲全國第三屆高等學校教學名師獎。
論文摘要：在機械設計中引入CAD技術,可以解決機械企業中重復性設計多、信息資源利用率低的難題,縮短產品開發周期,具有巨大的經濟效益和應用前景。
1CAD技術的發展
CAD(ComputerAidedDesign)是計算機輔助設計的英文縮寫，是利用計算機強大的圖形處理能力和數值計算能力，輔助工程技術人員進行工程或產品的設計與分析，達到理想的目的，并取得創新成果的一種技術。自1950年計算機輔助設計（CAD）技術誕生以來，已廣泛地應用于機械、電子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等領域，產品的設計效率飛速地提高?，F已將計算機輔助制造技術（Com-puterAidedManufacturing，CAM）和產品數據管理技術（ProductDataManagement，PDM）及計算機集成制造系統（ComputerItegratedmanufacturingsystem，CIMS）集于一體。
產品設計是決定產品命運的研究，也是最重要的環節，產品的設計工作決定著產品75%的成本。目前，CAD系統已由最初的僅具數值計算和圖形處理功能的CAD系統發展成為結合人工智能技術的智能CAD系統（ICAD）(IntelligentCAD)。21世紀，ICAD技術將具備新的特征和發展方向，以提高新時代制造業對市場變化和小批量、多品種要求的迅速響應能力。
以智能CAD（ICAD）為代表的現代設計技術、智能活動是由設計專家系統完成。這種系統能夠模擬某一領域內專家設計的過程，采用單一知識領域的符號推理技術，解決單一領域內的特定問題。該系統把人工智能技術和優化、有限元、計算機繪圖等技術結合起來，盡可能多地使計算機參與方案決策、性能分析等常規設計過程，借助計算機的支持，設計效率有了大大地提高。
2三維CAD技術在機械設計中的優點
通過實際應用三維CAD系統軟件,筆者體會到三維CAD系統軟件比二維CAD在機械設計過程中具有更大的優勢,具體表現在以下幾點:
2.1零件設計更加方便
使用三維CAD系統,可以裝配環境中設計新零件,也可以利用相鄰零件的位置及形狀來設計新零件,既方便又快捷,避免了單獨設計零件導致裝配的失敗。資源查找器中的零件回放還可以把零件造型的過程通過動畫演示出來,使人一目了然。
2.2裝配零件更加直觀
在裝配過程中,資源查找器中的裝配路徑查找器記錄了零件之間的裝配關系,若裝配不正確即予以顯示,另外,零件還可以隱藏,在隱藏了外部零件的時候,可清楚地看到內部的裝配結構。整個機器裝配模型完成后還能進行運動演示,對于有一定運動行程要求的,可檢驗行程是否達到要求,及時對設計進行更改,避免了產品生產后才發現需要修改甚至報廢。
2.3縮短了機械設計周期
采用三維CAD技術,機械設計時間縮短了近1/3,大幅度地提高了設計和生產效率。在用三維CAD系統進行新機械的開發設計時,只需對其中部分零部件進行重新設計和制造,而大部分零部件的設計都將繼承以往的信息,使機械設計的效率提高了3~5倍。同時,三維CAD系統具有高度變型設計能力,能夠通過快速重構,得到一種全新的機械產品。
2.4提高機械產品的技術含量和質量
由于機械產品與信息技術相融合,同時采用CADCIMS組織生產,機械產品設計有了新發展。三維CAD技術采用先進的設計方法,如優化、有限元受力分析、產品的虛擬設計、運動方針和優化設計等,保證了產品的設計質量。同時,大型企業數控加工手段完善,再采用CAD/CAPP/CAM進行機械零件加工,一致性很好,保證了產品的質量。
3CAD技術在機械設計中的應用
3.1零件與裝配圖的實體生成
3.1.1零件的實體建模。CAD的三維建模方法有三種,即線框模型、表面模型和實體模型。在許多具有實體建模功能的CAD軟件中,都有一些基本體系。如在AutoCAD的三維實體造型模塊中,系統提供了六種基本體系,即立方體、球體、圓柱體、圓錐體、環狀體和楔形體。對簡單的零件,可通過對其進行結構分析,將其分解成若干基本體,對基本體進行三維實體造型,之后再對其進行交、并、差等布爾運算,便可得出零件的三維實體模型。
對于有些復雜的零件,往往難以分解成若干個基本體,使組合或分解后產生的基本體過多,導致成型困難。所以,僅有基本體系還不能完全滿足機器零件三維實體造型的要求。為此,可在二維幾何元素構造中先定義零件的截面輪廓,然后在三維實體造型中通過拉伸或旋轉得到新的“基本體”,進而通過交、并、差等得到所需要零件的三維實體造型。
3.1.2實體裝配圖的生成。在零件實體構造完成后,利用機器運動分析過程中的資料,在運動的某一位置,按各零件所在的坐標進行“裝配”,這一過程可用CAD軟件的三維編輯功能實現。
3.2模具CAD/CAM的集成制造
隨著科學技術的不斷發展,制造行業的生產技術不斷提高,從普通機床到數控機床和加工中心,從人工設計和制圖到CAD/CAM/CAE,制造業正向數字化和計算機化方向發展。同時,模具CAD/CAM技術、模具激光快速成型技術(RPM)等,幾乎覆蓋了整個現代制造技術。
一個完整的CAD/CAM軟件系統是由多個功能模塊組成的。如三維繪圖、圖形編輯、曲面造型、仿真模擬、數控加工、有限元分析、動態顯示等。這些模塊應以工程數據庫為基礎,進行統一管理,而實體造型是工程數據的主要來源之一。3.3機械CAE軟件的應用
機械CAE系統的主要功能是:工程數值分析、結構優化設計、強度設計評價與壽命預估、動力學/運動學仿真等。CAD技術在解決造型問題后,才能由CAE解決設計的合理性、強度、剛度、壽命、材料、結構合理性、運動特性、干涉、碰撞問題和動態特性等。
4CAD前沿技術與發展趨勢
4.1圖形交互技術
CAD軟件是產品創新的工具,務求易學好用,得心應手。一個友好的、智能化的工作環境可以開拓設計師的思路，解放大腦，讓他把精力集中到創造性的工作中。因此,智能化圖標菜單、“拖放式”造型、動態導航器等一系列人性化的功能，為設計師提供了方便。此外，筆輸入法草圖識別、語言識別和特征手勢建模等新技術也正在研究之中。
4.2智能CAD技術
CAD/CAM系統應用逐步深入,逐漸提出智能化需求.設計是一個含有高度智能的人類創造性活動。智能CAD/CAM是發展的必然方向。智能設計在運用知識化、信息化的基礎上，建立基于知識的設計倉庫,及時準確地向設計師提品開發所需的知識和幫助,智能地支持設計人員，同時捕獲和理解設計人員意圖、自動檢測失誤，回答問題、提出建議方案等。并具有推理功能,使設計新手也能做出好的設計來,現代設計的核心是創新設計,人們正試圖把創新技法和人工智能技術相結合應用到CAD技術中,用智能設計、智能制造系統去創造性指導解決新產品、新工程和新系統的設計制造,這樣才能使我們的產品、工程和系統有創造性。
4.3虛擬現實技術
虛擬現實技術在CAD中已開始應用,設計人員在虛擬世界中創造新產品,可以從人機工程學角度檢查設計效果,可直接操作模擬對象,檢驗操作是否舒適、方便,及早發現產品結構空間布局中的干涉和運動機構的碰撞等問題,及早看到新產品的外形,從多方面評價所設計的產品.虛擬產品建模就是指建立產品虛擬原理或虛擬樣機的過程.虛擬制造用虛擬原型取代物理原型進行加工、測試、仿真和分析,以評價其性能,可制造性、可裝配性、可維護性和成本、外觀等,基于虛擬樣機的試驗仿真分析,可以在真實產品制造之前發現并解決問題,從而降低產品成本.虛擬制造、虛擬工廠、動態企業聯盟將成為CAD技術在電子商務時代繼續發展的一個重要方向.另外,隨著協同技術、網絡技術、概念設計面向產品的整個生命周期設計理論和技術的成熟和發展,利用基于網絡的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技術,實現真正的全數字化設計和制造,已成為機械設計制造業的發展趨勢。
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論文摘要: 實踐教學是提高大學生創新能力的重要環節和有效途徑。本文分析了高等教育中機械設計實踐教學的現狀,指出了存在的不足,結合教學實際,對機械設計實踐教學各環節的內容、教學方法、教學手段、考核制度等進行了研究與探索,構建了新的實踐體系和實驗管理模式,為提高機械設計實踐教學質量提供了保障。經過教學實踐,證明實踐教學改革對提高學生的創新能力有較大的促進作用。
0引言
機械設計是一門實踐性很強的技術基礎課,是對學生進行機械綜合設計能力、創新能力和工程意識訓練的主要課程。其實踐教學環節對實現課程教學的目標,培養學生的創新思維和潛能起著關鍵作用。目前,在實踐教學環節中普遍存在,測試儀器和設備落后,教師隊伍力量薄弱,實驗教學內容陳舊,實踐教學學時相對較少,內容脫離科技發展和企業需要等問題,不利于學生綜合知識的運用和動手、創造能力的提高[1-3]。在培養過程中,教師掌握實踐教學的開發、設置、實施、管理和評價的主動權,學生只是被動完成和接受,教學互動較差,無法提高學生的積極性,達不到學生運用知識和提高能力的目的。因此,完善實踐教學體系,加強學生實踐能力的培養,探索學生專業素質培養的新途徑和新方法,是擺在學校面前的一大現實問題。
1更新教學內容,優化培養環節
實踐教學是專業技術應用能力和專業技術理論的有機結合,是培養學生動手能力、實踐能力、創新能力和獨立工作能力的主要途徑。加強實踐教學環節不僅可以提高學生的綜合素質和創新設計能力,而且可為學生專業課程的學習和專業人材培養目標的實現打下良好的基礎。
1.1 完善基礎實驗,擴寬學生的知識面購置新式機械零件陳列柜、機械創新設計陳列柜等設備,增加學生的感性認識,調動學生的熱情和積極性,使學生得到工程能力的培養和訓練。完善實驗內容,將單純的基礎性實驗轉變為理論知識、測試手段、方法并重的交叉性綜合實驗項目。如帶傳動實驗和滑動軸承動壓油膜形成原理實驗。在實驗中,教師除了實驗內容的介紹外,還要加強測試技術、設備的原理講解。通過介紹測試手段和方法,使學生不僅掌握了課程教學中所學的理論知識,而且對各種傳感器及不同測量和數據處理方式有新的認識。
1.2 增設設計性、創新性和綜合性實驗,提高學生的動手能力
根據學生特點和生產實際,增設和拓展實驗項目,增強學生綜合認識問題和解決問題的意識和能力,為學生提供廣闊的思維空間,培養學生的設計能力和創新能力。這類實驗只給出實驗題目、實驗重點、難點,由學生查閱資料,擬定實驗方法,然后在教師指導下獨立完成。如機構運動方案創新組合實驗。學生根據自己的能力、特長、興趣設計實驗,利用各種運動副和構件搭建各種新型機構,驗證機械傳動設計方案,加深對機構組成理論的認識,培養學生機構創新設計意識和綜合設計能力,訓練學生的實踐動手能力。
1.3 增加創新實踐環節,提高學生的創新能力和協作能力實踐教學不僅僅是為了驗證理論教學中的某個公式或結論,更是設計中的一個重要環節。當學生有了一定的實驗能力以后,便可給學生獨立完成實驗的機會,以鍛煉、提高其實驗能力。為了培養大學生的創新思維、競爭意識、團隊合作精神和理論聯系實踐的能力,學院為學生提供科技制作場所,利用教學資源,廣開興趣小組,對一些在動腦、動手及創新方面有特長的學生進行重點培養,因材施教。在學生中,展開“創新設計”大賽、“挑戰杯”之類的課外科技活動,鼓勵學生參加教師的教改課題,拓展創新實踐途徑,增強學生的團隊協作意識,培養了學生豐富的個性和全面的能力,為機械設計課程提供好的選題和實踐項目奠定基礎。
2改革教學手段,探索教學方法
機械設計實踐教學相對其他課程枯燥乏味,圖形復雜、結構抽象。教學手段和方法是影響學生的學習主動性、興趣和教學效果的關鍵。多媒體技術、網絡技術、虛擬仿真等現代信息技術可為提高教學質量提供了重要技術支持和依托。
2.1 引入多媒體,豐富教學手段應用多媒體教學,改變了傳統的“教師口述+板書”的教學授課方式,擴充了課堂信息量,突破了實驗設備的局限,擴大了現代實踐教育的規模,提高了教學質量。如齒輪范成模擬實驗和機構運動簡圖的繪制實驗。通過多媒體給學生播放一些機構運用的錄像,齒輪嚙合和軸系運動的影片,將難以講授和理解的內容表達的直觀易懂,生動形象,加深學生對所學知識的直觀認識和理解。
2.2 利用froe等軟件,擴充實驗內容實驗設備匱乏是目前高校普遍面臨的問題。引入計算機虛擬、仿真實驗技術,可有效地彌補實踐教學資源的不足,節約學生的實驗時間,提高實踐效果。利用計算機輔助軟件,將機械零部件、機構三維化,并進行各種裝配、拆卸、組合實驗,可達到一些在實驗設備上難以完成或無法完成的實驗項目。在減速器裝拆課程設計在中,學生不受所給設備和條件的限制,運用所學理論知識,利用計算機軟件設計減速器,模擬機構的運動和裝配,檢驗機構的運動狀況和故障等,可充分調動學生的積極性,拓寬學生的設計思路,為畢業設計等工作提供參考。
2.3 以互聯網為載體,實現資源共享利用互聯網絡技術,將實踐大綱、指導書、課程資源庫等資料上傳共享。學生通過網絡可以預習實驗、預定實驗,提交作業,甚至與老師互動交流?！耙匀ひ?以疑引思,以用引思”,最大限度地調動學生的求知欲和鉆研精神。同時,網絡教學信息量大,信息傳遞便捷、交互性強,不受時空限制,有利于培養學生提出問題、解決問題的能力和創造能力。
3加強教學管理,完善考核制度
實踐教學是一個教學相長的互動過程。嚴格的管理和完善的制度是設備順利運轉,教師辛勤工作,發揮專長,學生不懈努力,健康成長的保障。
3.1 根據內容特點,改革考核方式在實踐教學的考核過程中,變一次性考核為過程考核,激發學生的自主性。在實驗中,隨時對學生實驗課程的預習情況、原理認知、注意事項、操作態度、實驗進行狀況等情況進行考核。在評價手段上,盡可能的采用課堂提問、書面作業、專題報告、技能測試等多種評價方式。在學習成績評定中,加大實驗操作、平日表現等方面的成績比重,實行實驗成績的“一票”否決,加強對學生學習過程和應用能力的綜合檢查與評定。鼓勵學生進行“產學研”合作,積極引入企業評價考核機制,及早與企業接軌。在培養方案允許的情況下,實行實踐單獨設課,保障學時數,提高實踐教學的針對性,便于科學管理和評價。
3.2 規范管理體系,提高教學質量教學管理是實踐教學環節的另一重要部分,是保證實踐教學順利進行的重要保障。加強教師和教學質量的考評,是提高教學質量的根本。學院根據學科特點,規范教學檔案,實現授課經驗的制度化,鼓勵優秀老師的“傳、幫、帶”。同時,組織教師互相學習,結成梯隊,參加各項學術活動。制定規范的實驗課程表和計劃,將實踐環節與理論課程同等對待。要求對開課老師進行嚴格的“試講”和“試做”考核,并定期組織聽課和經驗交流,保證了實踐環節的教學質量。對考核不合格的老師將進行培訓或停課的處理。除此之外,學院實驗設備專人管理,定期檢修,保證設備的使用率。對利用率低的設備,鼓勵老師積極展開實驗教研項目的研究,拓展實驗,改進實驗設備,杜絕設備的閑置。
4結語
實踐教學是學生從理論知識走向社會實踐的橋梁和過度,是關系高校教學質量的關鍵,對推動教學改革,培養學生理論聯系實際的能力具有重要的意義。經過實踐和思考,機械設計實踐教學環節的改革,在挖掘學生的潛力、培養學生的動手能力和創新能力等方面取得了一定的成績。通過實踐教學環節的學習與鍛煉,學生參與實踐環節的主動性和積極性大大提高,參加各類大賽的熱情高漲,取得的成果明顯增多。但是,實踐教學是一個系統工程,還必須在各個環節上綜合運用,才能取得良好的改革效果。為此,為了進一步提高學生的綜合能力,今后對機械設計實踐教學模式的探索還有待于進一步完善。
參考文獻:
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關鍵詞：實驗室；創新型；全生命周期；ISO9001質量認證體系
機械工程實驗室作為高等院校機械工程及近機類專業學生培養的實踐基地，也是學生接觸實際生產、獲得生產技術及管理知識，進行工程師基本素質訓練的平臺，對大學生創新意識、創新精神和創新能力的培養發揮著舉足輕重的作用。
在中國經濟飛速發展，而適應社會需求的專業人才相對匱乏的形勢下，教育部提出了“寬口徑、厚基礎、強能力、善創新”的高校專業人才培養目標，對于大學生的培養，高校既要使其具有厚實的專業基礎和基本技能，又要具有廣泛的適應能力和創新精神[1]。這不僅對高校人才培養目標的制定和教學計劃的安排提出了具體的要求，而且對實驗室建設也具有重要的指導意義。基于國內高校機械工程實驗室的實際情況，本文提出了一種新型的實驗室建設模式，加大學生基礎技能、專業技能及創新能力的培養，有效解決了寬廣知識面與深厚專業技能兩者不可兼得之間的矛盾。
1 國內機械工程實驗室的現狀
教育部新頒布的本科專業目錄在逐步消除原專業劃分過細帶來的問題，側重于學生在專業內的綜合技能和創新能力培養。而國內高校機械工程實驗室大多仍保留著原來的運行模式，主要體現在3個方面：
（1）實驗室構成：國內高校大部分是機械原理實驗室、機械設計實驗室、機械制造實驗室、機械CAD/CAM實驗室、機械創新實驗室、金屬材料實驗室、機電傳動實驗室等組成模式，其構成主要側重于學生在設計、制造方面的能力培養，而對于國內大多數高校的本科畢業生而言，畢業后從事設計方面工作的人數占比很小，大多集中在制造、測量與質量控制等領域就業。因此目前普通高校的機械工程實驗室在產品性能測定、物流及成本核算等方面存在一定的功能缺陷。
（2）實驗室運行模式：實驗設備引進方面，國內高校機械工程實驗室建設仍然根據專業性質，采用“教師申請―學校審批―招標―采購―學校驗收”的操作模式購買相應設備，根據設備情況開設相應的實驗項目，因此存在著設備共享困難、重復購置率較高、利用率低下的問題[2，3]。在教學質量控制上，一般采用實驗教學抽查、聽課等方式對教學質量及規范性進行檢查和監督，但是對于學生的滿意度及培養質量關注普遍較少。
（3）實驗室隊伍建設：目前實驗室管理人員在高校師資隊伍建設中仍處于不受重視的地位，普遍存在實驗室人員學歷較低、技能單一等問題。隨著新知識、新技術的更新速度加快，實驗教學內容、教學方法、現代化教學設備更新及學生能力培養都對實驗教學隊伍的素質提出了更高的要求。由于長期得不到應有的重視，導致實驗教學隊伍的知識更新緩慢，甚至部分實驗教師沒有接受過系統的專業訓練[4]。另外，由于教學、科研類崗位普遍比實驗崗位待遇高，也導致大批實驗技術骨干人員不愿從事實驗教學工作，而轉入教學、科研崗或為了離開實驗崗而選擇繼續深造，造成實驗教學隊伍的人才流失。這些因素均制約了實驗隊伍的創新能力及實驗水平的提高，成為實驗教學環節中的瓶頸之一。
2 我校機械工程實驗室的創新模式
2.1 實驗室構建
我校機械工程實驗室從培養學生厚基礎、寬口徑的實際出發，經過資源整合把實驗室分成機械設計基礎、機械創新、機械制造、測試與控制、生產管理5個模塊。學生在該實驗平臺上可以得到“構思―設計―制造―標定―物流”整個產品生命周期的訓練，實現對產品開發過程各環節的深入理解，并根據自身的興趣、專業在個別環節上深入學習、加強訓練。這種實驗室構建方式有效地解決了“寬口徑、厚基礎、強能力、善創新”與技能專長之間的矛盾。實驗室組成如圖1所示。
2.1.1 機械設計基礎模塊
該模塊主要是以鞏固學生基礎知識和培養學生基本技能為主的專業基礎訓練（包括綜合展品陳列實驗、公差測量實驗、機械CAD實驗、熱處理與硬度測定實驗、減速器拆裝實驗和液壓傳動實驗等）；以培養學生綜合知識和創造能力為主的基礎實驗，即機構創意設計實驗，使學生具備基本的機械設計理念與專業技能。
2.1.2 機械創新模塊
該模塊主要是培養學生機械綜合設計能力、創新能力、協作精神和實踐制作能力。主要針對全國機械創新大賽、全國大學生工程訓練綜合能力競賽、機器人大賽、大學生電子設計競賽、全國三維數字化創新設計大賽等各大賽事而設置。通過選題、構思、設計、制造、調試等環節的綜合訓練，使學生把理論知識和實踐技能結合起來，激發學生的學習興趣，開拓學生的視野，為優秀人才的脫穎而出創造條件。
2.1.3 機械制造模塊
該模塊主要讓學生深入了解和掌握機械制造方面的知識，提高學生的動手操作技能，強化對機械制造工藝、機械制造技術基礎等課程的理解。具體內容主要是結合產品的制造過程，對車、鉗、刨、磨、銑等常見工藝進行基本操作技能訓練，使學生對工業產品制造過程有較完整的體驗和認識，更好地學習、掌握數控機床的基本結構、基本操作、編程、工件與夾具的裝夾、刀具選用及裝夾、基本工藝的擬定、 CAM應用，對工業機器人結構、編程、設計及在生產線上的應用深入理解，以適應現代制造業對人才素質的需求。
2.1.4 測量與控制模塊
該模塊主要訓練學生測試典型機構及機械傳動裝置的運動、動力學特性及工作能力；分析其影響因素，了解提高機械性能的措施；掌握現代機械物理量的測試與實驗研究方法和手段。
2.1.5 生產管理模塊
該模塊通過分布式制造系統實時仿真系統的軟硬件環境，提供生產系統的規劃、設計、運作管理方面的實驗，使學生學習典型車間作業調度問題的基本方法、技術以及對生產系統的布置和調度管理，培養學生運用生產系統設計和現代集成制造設計理論、方法從事制造系統規劃設計的能力。
2.2 管理模式
機械工程實驗室除執行我校國資處制定的各項有關規章制度以及學院GB/T19001-2000質量認證管理制度外，建立并實施了《機械工程實驗室管理規則》，包括實驗室各類人員崗位責任制、工作考核制度、安全衛生管理制度、檔案管理制度、實驗室運行經費管理規定、儀器管理規定等，各實驗室有實驗室規則、安全衛生制度、學生守則等管理制度。
2005年，實驗室進行了ISO9001質量管理體系認證，將ISO9001質量管理認證體系引入實驗室教學管理工作中。按照ISO9001質量認證體系的核心PDCA（計劃―實施―檢查―持續改進）要求，進行閉環、循環式管理，對實驗教學過程的各個環節進行連續控制，使全面質量管理成為基本工作方法，最終提高實驗教學質量和實驗室管理水平。
2.3 實驗教學隊伍建設
實驗室積極鼓勵學術水平較高、教學經驗豐富、具有團隊精神的教師參與實驗教學、實驗課程改革和實驗室建設，盡量減少專職實驗崗位的設置。按照學校、學院和學科師資隊伍培養的政策和要求，定期從實驗教學任務、實施過程、教學難點、教學方法、教學手段、技術改革等方面進行培訓，通過輪訓的模式加強實驗隊伍對產品生命周期各環節技能的深刻理解，使之熟悉實驗教學的全過程和具體要求，保證實驗教學的順利進行。
3 運行效果
經過幾年的改革與實踐，學生主動參與實驗的興趣明顯提高：（1）動手能力得到加強。以學生參加各類科技競賽為例，以往學生需要加工零部件時，往往直接請教師指導操作，甚至部分零部件由教師代為加工。現在指導教師只需要參與前期的方案討論，后期的加工制造與調試則完全由學生自行完成。（2）工程素質和創新能力得到提升。近三年來，學生在全國和省級科技競賽中獲獎22項，較以往有明顯的提高。（3）畢業論文質量提高。很多學生在理解了工業產品的整個生命周期過程后，根據自己的興趣選擇畢業論文的方向或題目。近年來，本科畢業論文的質量有了明顯提高，申請實用新型專利十多項。（4）學生滿意度提高。我院根據ISO9001質量管理認證體系的要求，針對實驗教學對學生進行滿意度調查。結果顯示，學生滿意度由原來的89.8%提高到2012年的98.7%。
4 結束語
采用產品生命周期理念建立的機械工程實驗室，是對于傳統實驗室培養理念的革新，引進的ISO9001質量管理體系有效地保障了實驗教學的運行，提高了實驗教學質量。實踐證明，該模式對于系統培養學生的工程理念具有明顯優勢，使學生能夠在產品設計與制造時充分理解各環節的運行與成本核算，有效地解決了寬口徑與技能專長培養之間的矛盾。
參考文獻
[1] 孔令地，鄭文兵.省級重點實驗室運行管理實踐與探索[J].安徽理工大學學報：社會科學版，2011（4）：71-73.
[2] 潘柏松，王亞良，胡玨.機械工程CDIO實驗室建設與研究[J].實驗室研究與探索，2012（4）：368-370.
關鍵詞 高職院校 畢業論文 問題 對策
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A
畢業論文是大學畢業生上的最后一堂課，是大學生涯的最后一次作業，是對整個大學知識體系的綜合運用和提高的一個過程。機械專業的畢業論文有實踐性強、理論要求高等特點，筆者在指導機械專業畢業生畢業論文的過程中，發現高職院校畢業生由于頂崗實習安排、論文寫作等方面存在問題，現針對問題進行分析并提出相應對策。
1 高職院校機械專業畢業論文存在的問題
1.1 頂崗實習崗位不對口，畢業論文無從下筆
機械專業是典型的工科專業，以技術的實際應用為根本目的。①所以機械專業的實踐操作環節的鍛煉尤其重要，而部分學生頂崗實習的崗位與專業所學不對口，導致畢業論文沒有題材，也缺乏實際的模型和案例，只得采取抄襲等手段來試圖蒙混過關。如有一名機械設計與制造專業的學生，他的畢業論文是關于創業板對中小企業發展的意義，很明顯該論文不是出自他手，而是采取網絡下載，經過改頭換面變成自己的論文。像這樣的情況每年都不少，究其原因，是高職院?！胺叛蚴健钡捻攳弻嵙暪芾?，使學生缺乏相關的實踐經驗和現實案例，而難以獨立高質量地完成畢業論文。
1.2 思想認識不到位，對畢業論文不重視
學生把畢業論文當作拿畢業證的一個環節，沒有放在心上、落實在行動上，認為畢業論文就是走過場、搞形式，不影響畢業和就業。該類學生的大部分做法是從網上直接下載或者東拼西湊，倉促地完成畢業論文。造成有的同學連自己的論文的主要內容都不了解，還有的學生連論文的署名和學校名稱都弄錯了，種種笑話層出不窮。究其原因，主要是學生認為學院不重視畢業論文，對自身的要求也不嚴格，對畢業論文敷衍了事。
1.3 專業知識不扎實，寫作功底差
機械專業的畢業論文要求高、難度大，對專業課程如機械設計基礎、公差與配合、機械制造工藝等核心專業課掌握要求比較高，而高職院校畢業生學生專業基本功不理想，畢業論文完成力不從心。另一方面學生對畢業論文的選題、結構、寫作特點不了解，例如有學生選題是“淺談中國機械行業的發展”，很明顯選題范圍大，針對性不強，容易造成論述空洞、說服力不強；還有的學生有想法和思路，但是語言組織能力差，詞不達意，文章缺乏條理，結構混亂。
1.4 WORD等常用辦公軟件不熟練，對論文排版等束手無策
目前，高職院校計算機基礎教育的目標定位一般是：基本會用計算機，能通過學校的相關考試，能通過國家級或者省級的計算機等級考試一級或者其他類似的考試。②但是計算機基礎教育中的辦公軟件的應用教學有所欠缺，學生在畢業論文完成過程中反映的計算機水平令人堪憂。如有的學生不會設置目錄、有的論文文字、段落間距不一樣、有的論文字體設置混亂。雖然高職畢業生畢業之前為拿到畢業證都參加過計算機等級考試，但對于這種考試學生大多是應付式的，考過了對軟件的學習也丟下了，另一方面計算機等級考試難度較低，很難從根本上促進學生的辦公軟件應用水平的提高，也就難以讓學生寫作的畢業論文滿足對論文的排版格式要求。
1.5 機械專業畢業論文教學思路問題
高等職業教育以技能為本位，強調專業的職業素質，側重熟練的技術運用能力，強調實踐操作能力，體現崗位的實際工作需要，培養在生產一線開展技術工作的技術技能型人才。從高等職業教育的特點來看，高職畢業生對理論知識的整體掌握水平比不上本科畢業生，但是不少高職畢業生的論文是讇讇椎納杓？，如有的學生畢業論文是機器人設計。像這樣的畢業論文對專業理論知識的廣度和深度都有極高的要求，大部分高職畢業生根本無法完成；另外，高職院校的畢業論文評價標準和本科院校一樣，對論文的學術水平要求高，而現實的差距卻讓高職院校的評價標準難以為繼。
2 解決問題的措施
2.1 建立完善的頂崗實習制度，落實頂崗實習的過程管理
知識不等于能力，從掌握知識到形成能力，需要一個內化的過程，而這個過程可以通過頂崗實習來實現。③頂崗實習作為學生進行實踐學習最關鍵的一環，也是完成畢業論文必不可少的一步。高職院校應在宏觀層面上對頂崗實習做好統一的安排和管理，做好前期準備，采取社會招聘和學校聯系安排的方法來為學生提供頂崗實習的工作崗位，做到專業對口、崗位對口、就業對口。在頂崗實習的全過程為學生安排指導老師并定期聯系和反饋，同時，企業的“師傅”也要參與到畢業論文的指導，通過企業和學校的老師共同監督和指導學生完成畢業論文。為了提高老師的指導效率和學生的積極性，將學生在論文完成期間的表現，作為畢業論文評分的一部分。
2.2 解決學生思想認識不到位的問題
為了從根本上扭轉學生的思想認識問題，一方面要加強對學生的思想教育，使學生認識到畢業論文是整個教學過程中重要的一個環節，并加強論文指導，幫助學生克服畏難情緒和懶散習慣，獨立地完成畢業論文。另一方面高職院校必須嚴格制訂和落實畢業論文評分制度，根據學校人才培養標準，科學合理地制訂畢業論文評分標準，加強對答辯過程的督查，要求指導老師對畢業答辯不打人情分，嚴把考核關，對學生抄襲畢業論文現象嚴厲懲處，對于畢業論文不合格的學生一律不予畢業，打消學生的僥幸心理。
2.3 提高專業課程的教學效果和學生的寫作技能
高職院校應根據實際情況，適當提高專業核心課程的課時，讓老師有充足的課時把知識點講細講透，讓學生看懂聽懂，直到全部理解為止；高職畢業生的文學功底和文學修養整體水平不高，而寫作對于畢業論文的完成至關重要。為提高學生寫作技能，應適當開設畢業論文的指導課程，主要介紹畢業論文結構特點、如何選題、如何論證等關鍵要素，再輔以具體的案例講解和適當的練習，教會學生掌握寫作方法，切實提高論文寫作水平。
2.4 加強對WORD等辦公軟件的應用能力的培養
從現代大學生都要考取計算機應用能力證書，就可以看出以WORD為核心的辦公軟件的應用已經成為大學畢業生的必備技能，但是軟件的應用能力的提高，在于熟能生巧，而不少大學生更多地把時間花在游戲和娛樂上，對辦公軟件的應用采取應付式學習。高職院校的老師應該在平時的教學中多要求學生使用辦公軟件完成課后作業；在計算機教學的過程中，課堂作業除了應試計劃內的知識以外，還可增加一些辦公應用類的題目；④學生社團也可以開展辦公軟件應用比賽等活動，多為學生創造學習的機會，通過多用多練，學好用好辦公軟件，就能應對論文寫作中的種種問題，也提高了學生的綜合素質。
2.5 拓展畢業論文教學思路
高等職業教育不是研究型、學術型教育，是實踐型教育。實踐型論文和學術型論文的最大差異在于其鮮明的實踐性，⑤因而高職院校的畢業論文教學一定要體現崗位的實際工作需要。首先，畢業論文的選題方向不應該是讇讇椎納杓疲杓評嗟謀弦德畚畝愿咧霸盒5謀弦瞪訊卻螅嚀宀僮饜圓磺浚Ω糜衫鮮Ω菅ジ謔迪暗母諼磺榭觶ㄈ緇盜慵庸?、装艤Z齲癖弦德畚奶餑俊F浯危弦德畚納婕暗哪諶菘梢允巧呱系哪騁壞攔ば虻募庸すひ嶄腦歟部梢允槍ぷ鞲諼簧嚇齙降木嚀邐侍猓踔量梢允嵌ジ謔迪岸怨ぷ韉奶寤岷鴕院蟮墓ぷ鞔蛩愕鵲齲ü哉廡┦導拾咐⒕嚀邐侍庋芯亢妥芙幔梢耘嘌目蒲Ь瘢嶸導寄芎徒餼鍪導飾侍獾哪芰ΑA磽猓弦德畚牡鈉婪忠嘀賾諮√夂褪導矢諼壞那瀉隙取⑻岢齠圓叩牟僮饜院涂尚行?、论文的词[碌?、论文的腺|狄庖澹揮邪湊照庋穆畚納杓撲悸方新畚慕萄В拍芮惺堤岣弒弦德畚牡慕萄е柿??？
3 結束語
高職院校機械專業畢業論文是重要的教學環節，它的質量的高低也是整體教育教學質量的重要保障，為提高機械專業學生畢業論文的質量，應該在頂崗實習崗位安排、專業教學及監控、辦公軟件應用能力培養等方面采取措施，切實抓好這一重要環節，培養學生的實踐能力和創新能力。
注釋
① 張建.機械專業本科生專業知識融會貫通能力的強化[J].肇慶學院學報，2013（2）.
② 楊娜.高職院校計算機基礎教育的改革研究（C）.2011 2nd International Conference on Management Science and Engineering（MSE 2011）.2011-10-01.
③ 祝登義.學生頂崗實習管理模式的探索與實踐[J].成都航空職業技術學院學報，2008（3）.
關鍵詞：創新實踐；教學模式；創新能力培養
中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）35-0029-03
實踐教學是提升當代大學生的創新與工程應用能力的有效手段，是培養社會需求的創新型人才的必要途徑。南京林業大學面向農林類裝備的機械類專業的實踐教學項目由于實驗室空間局限，實驗內容分散等原因導致學生的動手實踐與可操作性也受到限制，不能實現培養學生動手能力和創新能力的目標。2008年以來，機械類專業修訂了大學生培養方案，其中強化了實踐課程的教學地位，加大了實踐教學比重，同時構建了“五層次實踐、四能力培養”的實踐創新體系，體現了實踐教學的創新性、先進性和工程性。
一、“五層次實踐、四能力培養”實踐創新體系
“五層次實踐、四能力培養”實踐創新體系是南京林業大學在機械類專業建設過程中根據多年實踐教學經驗總結提出來的。該體系是以培養我國面向農林裝備行業的具有前瞻性思想和創新能力的機械類人才為目標，通過實驗室資源整合建設、實習基地創新建設、電工電子等為基礎，以機械設計、機械制造為特色、以實驗教學與實踐訓練相結合的大學生創新素質培養的完善實踐教學體系。
1.創新實踐教學體系構建的原則。依據機械類專業的培養目標，“五層次實踐、四能力培養”創新實踐教學體系的構建主要遵循以下幾個基本原則：（1）目標明確，本專業提出培養具有先進制造專業技術、農林機械設計專業背景的，掌握農林機械現代設計方法、機械結構設計和制造技術和農林生產過程控制的創新型專業技術人才作為本專業大學生實踐能力培養的具體目標，并將其作為構建創新實踐教學體系的目標。（2）系統完整，從創新素質和創新能力培養的要求出發，按照各實踐教學環節的地位，運用系統科學的方法構建包括實驗環節和實踐環節的完整創新實踐教學體系，使體系內的各個環節相互銜接和協調統一，貫穿于大學教育全過程。（3）層次分明，不僅要規范各個實踐教學環節的教學內容、形式和相應的考核標準與要求，同時要注重大學培養計劃中的實踐教學的多層次的特點，應分階段、分層次逐步深化。（4）體現創新，從教學內容、教學環境、教學方法、教學模式等具體實踐教學著手，采取多種形式引領學生開展實踐創新活動。
2.創新實踐教學體系的建立。圍繞“四個創新能力”（分析問題和解決問題的能力、機械創新設計能力、計算機輔助設計能力、機電一體化設計能力）的培養目標，建立了“基本性實踐”、“設計性實踐”、“綜合性實踐”、“展示性實踐”和“創造性實踐”五類不同層次的實踐體系（如圖1）。優化實踐內容，應用啟發討論、科研實踐、專家講座、企業聯合、第二課堂等多種實踐教學方式，促進學習方式由接受性學習向探究性學習轉變。
（1）在機械類專業的四年本科教學中，保證實踐教學不斷深入。通過五個實踐教學體系逐步培養學生的動手能力和創新能力。其中基礎性實踐體現物理、電學、力學、圖學等基礎性課程的訓練，著重通過學生動手建立創新意識；設計性實踐涉及機械原理、機械設計內容，通過課程設計環節使學生掌握機械設計的完整過程，培養學生創新思維；綜合性實踐包含專業課程內容環節，通過綜合性實驗、設計性實驗和專業課程創新設計，培養學生獨立創新和團隊協作能力；展示性實踐是通過金工實習、認識實習、生產實習的方式給學生提供與社會交流的創新平臺，將學校內容與實際應用結合，拓展學生的創新目標；創造性實踐與學生畢業設計、創新大賽結合，鼓勵學生充分發揮專業優勢，施展創新能力。由此可見，四年的創新實踐教學內容逐漸突顯了學生在教學中的主導地位。（2）通過認真研究《理論力學》、《材料力學》、《機械原理》等基礎性課程，《機械制圖》、《PRO/E》等制圖課程，《機械設計》、《機械現代設計方法》等設計類課程和《機電一體化》、《過程裝備》、《林業機械》、《流體機械》等特色專業課程之間的內在聯系，通過優化原有的實驗教學內容和方法、優化實驗室的資源配置、打造專業開放性實驗室平臺等方式支撐五層次創新實踐教學體系建設，為學生能隨時開展實驗研究和探索性實驗提供良好的條件。譬如，減少演示性實驗，開發綜合性實驗，設計性實驗；完善實驗室的配套設施建設，建立強化有序、安全和高效的實驗室管理機制，整合原有實驗室資源，建立了9個基礎實驗室和5個功能性實驗室；同時，提高實驗室實驗員和管理人員的專業素質，使他們更好地服務于學生實踐能力的培養。（3）如圖2所示，構建“三環節、四結合”的創新能力培養機制，融入到五層次創新實踐能力培養體系當中。其中“三環節”是將機械原理、機械設計等課程設計；金工實習、認識實習和生產實習等實踐教學；畢業設計三個實踐環節構成一個整體，完成一個機械產品的認識、設計開發和產品制作的全過程，整個過程涉及調研、方案確定、結構設計、強度計算、優化設計、PRO/E軟件三維實體設計、運動仿真實驗、零件的有限元分析、工程圖紙的繪制、工藝分析、加工制作等環節、充分培養學生的創新思維和創新意識；四結合是指：與科研相結合、與企業結合、與大學生課外科技創新活動結合、與機械設計創新大賽結合。對作為應用型人才培養的學生，在延用傳統的內容的基礎上，加強計算機繪圖能力和動手能力的培養，激發學生的興趣和潛能，提高工程實踐能力。
二、創新實踐教學模式的支撐
1.試驗教學環節。通過實驗教學改革，推進了本專業實驗教學內容、方法、手段、隊伍、管理及實驗教學模式的創新。增加開放型實驗室的資金投入，完善了開放型實驗室的管理機制。鼓勵實驗教師開發實驗儀器設備功能，鼓勵研究生參加指導，并制定實驗室開放條例及開放細則，從制度上落實實驗室開放，在開放范圍、開放時間、開放對象等方面做出明確規定，支持優秀學生進行的創新性試驗，促進學生自主創新興趣，加強能力培養。
2.實踐性教學環節。加強與企業的合作和實習基地建設，營造工程環境，強化工程實踐能力與創新能力培養。有效利用“工程培訓中心”，穩定的20個校外實習基地，帶領和指導學生提前進入真槍實彈的科研工程項目實踐活動。優勢互補使人才培養與企業的人才需求形成良性互動，獲得校企雙贏，提高了學生的工程實踐能力。
3.科研帶動學生創新實踐。以實習基地和教師科研項目為依托，創造條件讓高年級學生參與科學研究項目，加強創新性實踐教學環節。積極組織參加各種大學生科技創新競賽活動，并選派高水平教師做好指導工作，重點資助在全國具有較大影響和參與面廣泛的大學生科技創新競賽活動（如全國基礎力學實驗競賽、全國機械創新大賽、“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽、省大學生工程訓練綜合能力競賽、全國三維數字化創新設計大賽、江蘇省大學生實踐創新訓練計劃等等），將課程體系、學分機制與大學生競賽活動結合起來，激發學生的興趣和潛能，著力培養學生的團隊協作意識和創新精神，提升學生的創新能力。
三、創新實踐教學模式應用成果
經過近5年的創新實踐教學模式的應用，學生創新能力和工程實踐能力大大提高。近5年本專業學生參加省級以上各類創新設計、創新訓練大賽近20項，獲得各種獎項的學生數超過300多名，500多名學生通過參與創新、競賽和科研活動受益。6名學生的畢業設計被評為省級優秀畢業論文，2個團隊畢業設計被評為省級團隊優秀畢業設計。本專業應屆生升學率逐年上升，從最初的8.3%上升到最高時達18.9%，平均在15.2%。而且有部分學生考取到985、211等重點高校深造。本專業畢業生就業率始終保持高位，從最初的97.5%上升并始終保持在100%。并且從最初的學生到處參加招聘會，到用人單位尤其是農林裝備行業的單位主動上門招收特色專業人才。
目前南京林業大學機械類專業的創新實踐教學模式已經在創新人才培養過程中得到應用。提出的“五層次實踐、四能力培養”的創新實踐教學模式體現在實際的教學、實踐、創新、就業等各個環節之中，具有顯著的目標性、完整性、先進性和創新性，有借鑒和推廣意義。今后與時俱進地對創新人才培養模式不斷更新和完善，使得面向林業裝備行業的機械類特色人才富有時代性和創新性。
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1．機械設計制造及其自動化專業人才培養體系中現存的問題
經過多年的努力，各個院校機械設計制造及其自動化專業已建立起較為完善的專業培養計劃與培養模式，基本達到了機械設計制造及其自動化專業的培養目標。但由于各種原因還普遍：存在很多不足和缺陷，主要表現在以下幾方面．：(1)人才培養方案不夠完善和規范，不能滿足工程應用及社會發展的的需要。(2)課程設置，教學理念陳舊，教學內容不能適應時代要求。(3)教學過程中，偏重理論知識的傳授，實踐教學環節相對不足。(4)缺乏對學生實踐能力，工程應用能力和創新意識的培養。
因此，把機械設計制造及其自動化專業的人才培養定位在創新應用型人才上，要求培養的學生具有較扎實的基礎理論和專業基礎知識、較強的實踐能力，具備一定的工程實踐能力和創新意識，畢業后走上工作崗位，能較快地適應和勝任工作。經過多方調研，工程實踐創新能力是應用性人才必須具備的一個重要能力，也是應用型人才自身優勢的集中體現。
2．創新應用型本科人才培養模式的研究與實踐創新應用型本科人才培養模式，以創新和實踐應用能力為主線，按一線工程師必須具備的創新和應用能力來設計人才的培養方案、課程內容及教學體系；注重實踐環節和創新能力的培養，培養學生的“大工程”意識，以適應時代對機械制造專業人才的需求。
(1)以創新應用能力培養要求為主線，構建新型的人才培養方案依據機械設計制造及其自動化專業的特點，按照一條主線(工程創新應用能力)、兩個支撐點(機一電)、三個教學階段(公共基礎知識、專業基礎理論和專業技能)、四個能力訓練模塊(零部件識圖繪圖能力、零部件技術測量及運動和受力分析能力、機械設計能力、機械制造能力)、五個實踐環節(課內實驗、課程設計、畢業設計、實踐學期，大學生創新實驗)構建知識、能力、素質三位一體、協調發展和綜合提高的人才培養方案。
(2)根據人才培養目標，整合教學內容，優化課程體系對原有部分專業基礎課程和專業課程內容實行刪、減、組、撤、改等，理清教學內容之間縱橫交錯的部分，優化課程體系，使學生建立相融合的知識結構，培養學生的工程意識和創新思維。通過整合還可以減少理論課程教學時數，為工程實踐能力力的培養與強化留出時間。如：《電子技術》課程，由原來的兩個學期的學習改為現在一個學期來完成，《機械工程測試技術》課程由原來的64學時，改為現在的48課時，而增加了識圖繪圖能力和零部件測量及運動學分析能力、設計能力、制造能力培養等方面的學時。
(3)根據人才培養要求，建設應用能力較強的師資隊伍建立一支具有良好思想素質、年齡結構、職稱結構和學歷結構合理、并富于創新精神和創新能力、具備較強的實踐能力和應用能力的“雙師型”教師隊伍，是專業教學改革和培養創新應用型人才的基本保障。為此，以培養骨干、引進人才、優化結構、提高素質為指導思想，機械設計制造及其自動化教研室在學院的支持下，采用鼓勵中青年教師攻讀博士學位、訪問學者、專業進修、實踐能力培訓，進入企業一線鍛煉等形式，使教師有針對性地自我更新、自我提高，從而保證具有創新應用型人才培養能力的師資在數量和質量不斷增加和提高。
(4)突出專業能力培養，構建應用型實踐教學體系大力開展實踐教學內容，強化實踐教學過程，豐富實踐教學形式，是培養創新應用型工程技術人才的關鍵環節，也是適應時展的必然要求。為此，在實踐教學內容上，結合本專業的培養需求，應體現現代化、信息化、綜合化的實踐教學內容；在實踐教學過程中，應體現理論指導實踐，通過實踐進一步提高對理論知識的理解與掌握，從而加強理論知識與實踐能力的培養；在實踐教學形式上，積極參加各種國家級，省級及校內的各種創新設計大賽，大幅度提高有利于能力培養、綜合素質提高的應用性和創新性實踐環節所占的比例，同時充分注意把教師的科研成果轉化到實踐教學內容中來。
結合上述原則，近幾年在實踐教學的形式和實踐內容上具體采取了以下一些措施：
①加強實驗室建設，進行實驗環節的改革。為加強實驗教學環節，提高學生的動手能力和創新能力，在學院的大力支持下和全體老師的共同努力下，先后建設了先進制造技術實驗室、機構創新實驗室、機械加工實驗室、CAD／CAM實驗室、GE自動化集成實驗室等l5個實驗室，總價值2000多萬元，為教學實驗提供了可靠的保障。除此之外，在增加實驗課時外，改革實驗內容，增設了開放及創新性實驗，設置綜合設計訓練和虛擬仿真及開發創新實驗平臺，鼓勵和吸引優秀學生與教師共同參與實驗教學改革。
②強化課程設計，提高學生對知識的綜合運用能力。機械設計制造及其自動化專業刪除了一些課程的課程設計，增加了機械原理課程設計、機械設計、機械制造技術課程設計等設計的課時，其內容豐富，綜合技術的覆蓋面大，有利于學生對知識綜合運用能力的提高。
③加強校內工程訓練中心的建設，充分發揮校內訓練基地的優勢。通過機械制造的基礎工藝實習與培訓，使學生初步掌握機械制造的基本技能與方法，了解常規機械制造工藝過程。通過對熱處理、鍛造和沖壓、砂型鑄造、焊接、鉗工、車、銑、磨等工藝過程的學習與實踐，在鞏固理論知識的同時加強學生的實踐動手能力，為培養學生的工程應用能力打下堅實的基礎。
④重視畢業設計選題，加強綜合素質培養。畢業設計(論文)是大學四年中最后一個實踐教學環節，是對四年所學知識進行的一次綜合性檢驗，更是培養和提高學生分析、解決實際工程問題能力的一個平臺。近年參加畢業設計的指導教師通過對地方機械制造企業的調研，在畢業設計的選題上，堅持根據生產、科研需要，所選題目既要有科研與工程訓練背景，又要有較強的實踐應用價值，使最終確定的題目既能達到專項訓練和實踐應用能力的培養，又能使學生的創造性得以充分發揮，這樣不僅能提高學生的綜合素質，教師的科研課題也能在學生的參與下得到較好的完成。同時，在畢業設計的過程中，還注重前沿知識的學習與應用，為創新能力和創新意識的培養提供條件。
⑤建立和完善各種大學生科技活動機制，提高創新實踐能力。根據我院的實際情況，通過建立相應的獎勵機制，充分調動師生從事創新實踐活動的積極性和主動性，激發學生們學習與研究探索的興趣，鼓勵和指導學生開展科學實驗和科技創新活動。如鼓勵學生參加興晉挑戰杯大學生創新設計大賽，全國三維數字化創新設計大賽，全國電子設計大賽，GE自動化智能控制大賽等，均取得可喜的成績，使學生的創新意識和應用能力得到了充分的發揮。
⑥抓好實踐教學學期的工作，培養學生“大工程”意識。在創新應用型人才的培養模式中，第七學期全學期為實踐教學學期，學校與實踐基地結合培養學生的工程意識及實際工作能力，力求使學生畢業后能在工作崗位上用得上、留得下。通過這里的‘上’和‘下’，體現應用型人才培養意義的真諦。為此，經院和系兩級單位的努力，與洛陽第一拖拉機廠，東莞東運制版集團及無錫，昆山，威海等多家企業建立了校企共建實踐教學基地，為培養學生的“大工程”意識奠定了基礎。
(5)加強學風建設和基本素質教育，為培養合格的應用性人才提供有力的思想保證學風包括教師的治學作風和學生的學習目的、學習態度、學習紀律等方面的作風。要在加強學校思想政治工作的基礎上，加強制度和機制的建設，堅決要求教師要把主要精力投人到人才培養和教學工作中。要針對新形勢下學生的思想實際，加強大學生思想政治工作和文化素質教育，營造健康向上的校園文化，弘揚努力學習、刻苦拼搏、吃苦耐勞的精神。要健全和完善教學管理和學籍管理制度，嚴格對學生的管理和要求。
