機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)范文

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篇1

關(guān)鍵詞：機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)；工程教育認(rèn)證；課程改革

前言

測(cè)試是人類認(rèn)識(shí)客觀世界的重要手段，是科學(xué)研究的基本方法，在工程技術(shù)領(lǐng)域中，科學(xué)實(shí)驗(yàn)、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)監(jiān)督、質(zhì)量控制等都離不開測(cè)試技術(shù)，它主要研究各種物理量的測(cè)量原理和測(cè)量信號(hào)分析處理方法[1]。機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)介紹了測(cè)試技術(shù)的系統(tǒng)組成、基本原理，以及對(duì)測(cè)試信號(hào)數(shù)據(jù)的分析方法，能夠?qū)C(jī)械工程測(cè)試中應(yīng)用較多的振動(dòng)、位移、力、溫度等物理量進(jìn)行檢測(cè)和處理，是機(jī)電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)和橋梁[2]。以濱州學(xué)院為例，機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)是一門面向機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)機(jī)械電子方向的必修課程，先修課程包括大學(xué)物理、電工電子學(xué)、控制工程基礎(chǔ)等，與后修的機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)形成了完整的機(jī)電類專業(yè)課程體系[3]。通過課程改革，進(jìn)一步整合相關(guān)教學(xué)資源和教學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)測(cè)控類應(yīng)用培養(yǎng)，豐富機(jī)械專業(yè)的應(yīng)用型課程體系，為將來從事控制類的機(jī)械專業(yè)學(xué)生打下良好的基礎(chǔ)。本課程安排在本科教學(xué)的第五學(xué)期，學(xué)生具有一定的專業(yè)基礎(chǔ)，同時(shí)部分學(xué)生參與了科技創(chuàng)新大賽，有使用傳感器進(jìn)行參數(shù)檢測(cè)的經(jīng)驗(yàn)，這為課程的學(xué)習(xí)提供了良好的基礎(chǔ)。由于本課程應(yīng)用性強(qiáng)，按照傳統(tǒng)的教學(xué)方式，信號(hào)頻譜分析的理論部分要求較高、較難，傳感器部分種類多且雜，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)興趣不足、學(xué)習(xí)動(dòng)力不夠，教學(xué)效果無法滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要。自2005年以來，我國開始構(gòu)建工程教育認(rèn)證體系，逐步開展專業(yè)認(rèn)證工作，于2016年6月成為《華盛頓協(xié)議》正式成員。工程教育認(rèn)證是實(shí)現(xiàn)工程教育與工業(yè)界對(duì)接，提升工程人才培養(yǎng)質(zhì)量的有效途徑，因此探索工程教育認(rèn)證視閾下的課程改革，對(duì)于更新教學(xué)理念、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量、推進(jìn)地方高校專業(yè)認(rèn)證具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[4]。因此，濱州學(xué)院緊緊圍繞培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的目標(biāo)，在工程教育認(rèn)證的背景下，進(jìn)行了機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)“案例+實(shí)驗(yàn)”導(dǎo)向的教學(xué)方法改革，改變了傳統(tǒng)教學(xué)中灌輸式教學(xué)方法，啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，既有利于學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論知識(shí)和基本技能，又較好的培養(yǎng)了學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

一、課程培養(yǎng)目標(biāo)

機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)是以機(jī)械工程領(lǐng)域?yàn)閼?yīng)用背景，解決工程中常見動(dòng)態(tài)物理量的測(cè)試問題。通過本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生掌握信號(hào)采集、傳輸、變換及數(shù)據(jù)處理的基本原理和實(shí)驗(yàn)方法，能根據(jù)研究對(duì)象合理選用傳感器，具備構(gòu)建基本工程測(cè)試系統(tǒng)和進(jìn)行常見參量檢測(cè)的能力，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)、研究和處理測(cè)控工程問題打下基礎(chǔ)[5]。具體體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：（一）知識(shí)目標(biāo)1.信號(hào)時(shí)域和頻域的描述方法，建立起信號(hào)頻譜分析的概念；利用傅立葉變換對(duì)周期信號(hào)和非周期信號(hào)進(jìn)行頻譜分析計(jì)算。2.測(cè)試裝置靜、動(dòng)態(tài)特性的評(píng)價(jià)方法和不失真測(cè)試條件，并能用于測(cè)試裝置的分析和選擇；掌握一階、二階線性系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性及其測(cè)定方法。3.常用傳感器的原理、特點(diǎn)、應(yīng)用以及傳感器的選用原則。4.信號(hào)調(diào)理電路（電橋、調(diào)制與解調(diào)、濾波、放大）的工作原理和性能，并能較合理的設(shè)計(jì)和選用。5.數(shù)字信號(hào)的一般處理步驟；相關(guān)分析及功率譜的基本原理、方法和應(yīng)用。（二）能力目標(biāo)1.具備正確運(yùn)用測(cè)試方法、合理選用測(cè)試儀器、科學(xué)分析與處理數(shù)據(jù)的能力。2.培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)構(gòu)建測(cè)試系統(tǒng)和分析、解決實(shí)際測(cè)試工程問題的能力。（三）素質(zhì)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生具有科學(xué)的思維方法、自主學(xué)習(xí)的意識(shí)和創(chuàng)新精神；具備工作嚴(yán)謹(jǐn)、誠實(shí)守信、敢于承擔(dān)責(zé)任的職業(yè)道德與操守。2.通過參與案例分組討論和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目操作，培養(yǎng)學(xué)生溝通和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

二、課程體系構(gòu)建

本課程分為理論和實(shí)踐兩大部分，包括32學(xué)時(shí)的課堂講授和8學(xué)時(shí)的傳感器綜合實(shí)驗(yàn)操作。課程體系整體框架如圖1所示。理論教學(xué)共8章內(nèi)容，包括緒論、信號(hào)及其描述、測(cè)試裝置的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性、常見傳感器的原理與應(yīng)用、信號(hào)調(diào)理與記錄、信號(hào)處理初步、測(cè)試技術(shù)在工程中的應(yīng)用以及虛擬儀器技術(shù)。其中，第二章信號(hào)及其描述主要包括信號(hào)的分類與描述，周期信號(hào)與離散頻譜，瞬變非周期信號(hào)與連續(xù)頻譜，隨機(jī)信號(hào)。第三章測(cè)量裝置的特性主要包括靜態(tài)特性，一階、二階動(dòng)態(tài)特性，測(cè)試裝置對(duì)單位階躍信號(hào)的響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的條件。第四章傳感器原理與應(yīng)用主要包括電阻式、電容式、電感式、磁電式、壓電式、熱電式與光電式傳感器，其他傳感器及智能傳感器，傳感器的選用原則。第五章信號(hào)調(diào)理與記錄主要包括電橋、調(diào)制與解調(diào)、濾波、信號(hào)放大、測(cè)試信號(hào)的顯示與記錄。第六章信號(hào)處理初步主要包括數(shù)字信號(hào)處理的基本步驟，相關(guān)分析及其應(yīng)用，功率譜分析及其應(yīng)用。第七章工程應(yīng)用中應(yīng)變、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速、溫度等常見工業(yè)參數(shù)的測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建，理論與實(shí)驗(yàn)緊密聯(lián)系，并結(jié)合第八章虛擬儀器技術(shù)開展基于Labview實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集。實(shí)踐課程共分為4個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為懸臂梁固有頻率的測(cè)量（驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)），轉(zhuǎn)速和溫度的綜合測(cè)試與分析（綜合性實(shí)驗(yàn)），電子秤的設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)）。通過三個(gè)不同層次的實(shí)驗(yàn)要求，結(jié)合豐富的傳感器與基于Labview的測(cè)控系統(tǒng)，學(xué)生通過親自動(dòng)手操作基本上掌握工程測(cè)試的系統(tǒng)構(gòu)建和處理方法。培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，提高解決實(shí)際測(cè)試工程問題的能力。

三、基于“案例+實(shí)驗(yàn)”教學(xué)的課程模式改革

機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)關(guān)注新技術(shù)、新知識(shí)的導(dǎo)入，以案例+實(shí)驗(yàn)教學(xué)驅(qū)動(dòng)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)操作技能和創(chuàng)新意識(shí)[6]。本課程以多媒體演示、案例教學(xué)和實(shí)驗(yàn)操作為主要方法和手段，堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)理念，共引入5個(gè)完整案例和4個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用。

（一）探索案例教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)和能力

案例1為壓縮機(jī)齒輪箱故障診斷。通過齒輪箱振動(dòng)信號(hào)頻譜分析，確定最大頻率分量，然后根據(jù)機(jī)床轉(zhuǎn)速和傳動(dòng)鏈，找出故障齒輪。案例2為傳感器在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用。該案例來源于教師服務(wù)地方項(xiàng)目———“基于Labview的果園智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)”研究課題，通過構(gòu)建果園數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了空氣和土壤的溫濕度、光照、pH值、風(fēng)速風(fēng)向、CO2濃度等參數(shù)的檢測(cè)和數(shù)據(jù)傳輸，是傳感器應(yīng)用的綜合體現(xiàn)。案例3為濾波在鋼管無損探傷中的應(yīng)用。利用電渦流傳感器對(duì)鋼管進(jìn)行裂紋檢測(cè)時(shí)，由于外界干擾信號(hào)中含有低頻噪聲，通過低通濾波器處理后得到有用信號(hào)，分析高頻成分得到裂紋的程度和位置。案例4為互相關(guān)在管道泄漏檢測(cè)中應(yīng)用。根據(jù)互相關(guān)的性質(zhì)，提取出兩個(gè)信號(hào)之間的滯后時(shí)間，計(jì)算出泄漏點(diǎn)距離中心點(diǎn)的位置，并引申出如何消除誤判，增加系統(tǒng)檢測(cè)的可靠度。案例5為基于Labview的頻譜分析儀設(shè)計(jì)。利用Labview自帶頻譜分析模塊，通過簡單的圖形化編程實(shí)現(xiàn)對(duì)于信號(hào)的頻譜分析并顯示。

（二）精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，建立以學(xué)生為主的應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?/p>

學(xué)生根據(jù)傳感器綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)提供的30幾種傳感器以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，構(gòu)建硬軟件系統(tǒng)，團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成相關(guān)物理量的采集和分析，充分發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性，利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。實(shí)驗(yàn)1為懸臂梁固有頻率測(cè)量。通過構(gòu)建懸臂梁結(jié)構(gòu)，在一端施加不同頻率的激勵(lì)，采用傳感器測(cè)量振動(dòng)信號(hào)，分析該二階系統(tǒng)的頻譜特性，得到懸臂梁的固有頻率。實(shí)驗(yàn)2為電子秤的設(shè)計(jì)。將物品重量通過懸臂梁轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)變形再通過應(yīng)變片構(gòu)成的電橋電路轉(zhuǎn)化為電量輸出，從而實(shí)現(xiàn)質(zhì)量與電量之間的線性關(guān)系。實(shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)4為基于Labview的轉(zhuǎn)速和溫度測(cè)量。利用YL2000傳感器綜合試驗(yàn)臺(tái)，構(gòu)建轉(zhuǎn)速和溫度采集平臺(tái)，利用數(shù)據(jù)采集卡和PC機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的采集和分析。

（三）豐富授課方式和手段，改革課程考核和評(píng)價(jià)方法

根據(jù)課程內(nèi)容協(xié)調(diào)采取多種教學(xué)方式和手段。理論性較強(qiáng)的內(nèi)容，宜采用板書為主的教學(xué)手段，比如頻譜分析的推導(dǎo)等；同時(shí)采用Labview作為機(jī)械工程測(cè)試信號(hào)分析與處理工具，構(gòu)建虛擬測(cè)試系統(tǒng)和信號(hào)分析虛擬環(huán)境，學(xué)生可以在課堂上直觀的觀察信號(hào)的構(gòu)成、信號(hào)的頻譜分析和數(shù)據(jù)采集過程，從而理解傅立葉變換的意義。此外，利用虛擬信號(hào)分析系統(tǒng)進(jìn)行仿真演示，如頻譜分析、濾波、相關(guān)分析等，加深對(duì)理論知識(shí)的理解。應(yīng)用性較強(qiáng)的內(nèi)容，比如傳感器，宜采用多媒體為主的教學(xué)手段，配合圖片、視頻、動(dòng)畫演示等手段輔助教學(xué)。教學(xué)中結(jié)合工程案例，用演示實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)際測(cè)試的振動(dòng)、溫度等信號(hào)進(jìn)行采集和分析，讓學(xué)生建立信號(hào)分析與實(shí)際應(yīng)用間的聯(lián)系。完善課程考核與評(píng)價(jià)體系，增加實(shí)驗(yàn)考核比重。重點(diǎn)考查工程測(cè)試的基礎(chǔ)知識(shí)、基本概念、基本原理和測(cè)試方法，以及利用所學(xué)知識(shí)構(gòu)建一個(gè)簡單的測(cè)試系統(tǒng)。期末成績占60%，實(shí)驗(yàn)成績占20%，過程考核占20%（課堂表現(xiàn)和考勤）。

篇2

[關(guān)鍵詞] 機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)；教學(xué)改革；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；虛擬儀器

[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1005-4634(2012)01-0092-03

0 引言

機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)是機(jī)械類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。其特點(diǎn)一是多學(xué)科交叉，涉及工程數(shù)學(xué)、物理、機(jī)械、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)等多學(xué)科；二是理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，既涵蓋信號(hào)與測(cè)試系統(tǒng)分析等理論知識(shí)，又包含傳感器和常見機(jī)械量測(cè)量等工程應(yīng)用。長期以來本課程的教學(xué)存在“內(nèi)容比較分散，雜亂，且滯后于新技術(shù)的發(fā)展”、“總學(xué)時(shí)不斷壓縮，但新內(nèi)容越來越多”、“實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱”和“教學(xué)模式單一”等不足。為此，筆者在總結(jié)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和借鑒其他院校教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)[1,2]的基礎(chǔ)上，對(duì)課程進(jìn)行大力改革，取得良好成果。

1 課程內(nèi)容體系的完善與新知識(shí)的補(bǔ)充

為幫助學(xué)生建立完整的課程體系概念，理清學(xué)習(xí)思路，筆者以測(cè)試系統(tǒng)的構(gòu)成框圖為主框架，以信號(hào)流程為主線，構(gòu)建課程的內(nèi)容體系，見圖1。將課程內(nèi)容劃分為7部分：（1）概述部分：通過詳解圖1，使學(xué)生了解本課程的內(nèi)容梗概以及與其他課程的聯(lián)系；通過大量實(shí)例，展現(xiàn)“測(cè)試技術(shù)的意義和發(fā)展”，激起學(xué)生對(duì)本課程的興趣；（2）信號(hào)分析與處理：重點(diǎn)介紹傅里葉分析、數(shù)字信號(hào)處理和隨機(jī)信號(hào)分析，核心內(nèi)容是“時(shí)域與頻域間的相互變換”；（3）測(cè)試系統(tǒng)特性分析：包括測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性、動(dòng)態(tài)響應(yīng)、負(fù)載效應(yīng)、動(dòng)態(tài)特性的試驗(yàn)測(cè)定和實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的方法；（4）傳感器：介紹工程測(cè)試中常用的傳感器，重點(diǎn)了解各種傳感器的工作原理及其特點(diǎn)；（5）信號(hào)調(diào)理：包括橋電路、放大電路、濾波器、調(diào)制/解調(diào)、A/D轉(zhuǎn)換器等內(nèi)容；（6）常見機(jī)械工程量（位移、振動(dòng)、應(yīng)變、力、扭矩、溫度、流量）的測(cè)量：結(jié)合工程案例，講解測(cè)量傳感器的選擇和具體測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)；（7）測(cè)試系統(tǒng)的最新發(fā)展――虛擬儀器。其中（2）和（3）兩部分理論性強(qiáng)，比較抽象、難懂，筆者將這兩部分內(nèi)容貫穿到以信號(hào)流程為主線的整個(gè)教學(xué)過程中，講授內(nèi)容分合相濟(jì)，變分散為集中，變模糊為清晰，有助于學(xué)習(xí)、掌握。

測(cè)試技術(shù)屬信息科學(xué)的范疇，是當(dāng)今最活躍的前沿學(xué)科之一。為使學(xué)生了解本學(xué)科的最新發(fā)展，對(duì)本課程及時(shí)補(bǔ)充新知識(shí)。例如，傳感器部分增加電荷耦合器件（CCD）和光纖傳感器的內(nèi)容；新增了虛擬儀器部分。

2 教學(xué)方法改革

針對(duì)高校教學(xué)改革注重“加強(qiáng)基礎(chǔ)，拓寬口徑，加強(qiáng)實(shí)踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，提高綜合素質(zhì)”的特點(diǎn)，以及教學(xué)學(xué)時(shí)減少、教學(xué)要求提高的實(shí)際情況，通過改革教學(xué)方法來提高教學(xué)效率和質(zhì)量。

1）對(duì)傳統(tǒng)的教師滿堂灌的教學(xué)方式進(jìn)行改革，采用啟發(fā)式教學(xué)。啟發(fā)式教學(xué)不僅是教學(xué)方法，更是一種教學(xué)思想，是教學(xué)原則和教學(xué)觀。所謂啟發(fā)式教學(xué)是教師在教學(xué)過程中，根據(jù)教學(xué)目的、內(nèi)容、學(xué)生的知識(shí)水平和知識(shí)規(guī)律，運(yùn)用各種教學(xué)手段調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，引導(dǎo)學(xué)生開動(dòng)腦筋、積極思維、主動(dòng)實(shí)踐，以達(dá)到掌握知識(shí)和技能，增強(qiáng)能力的目的。

首先，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的前提是要激發(fā)起學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)本課程的強(qiáng)烈興趣。為此，不僅要在課程開始時(shí)講好學(xué)習(xí)本課程的意義，而且在講解每一部分內(nèi)容之前都讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容的目標(biāo)以及在工程實(shí)際中的作用。例如，在第一堂課的教學(xué)中，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容中的“測(cè)試技術(shù)的意義和發(fā)展”，列舉了大量學(xué)生有感性認(rèn)識(shí)的實(shí)例。如微波爐、空調(diào)、冰箱等家用電器如何對(duì)溫度、濕度等物理量進(jìn)行檢測(cè)和控制，用到了哪些類型的傳感器；又如電腦中光電鼠標(biāo)應(yīng)用了光電位移傳感器、麥克風(fēng)應(yīng)用了電容傳聲器等；數(shù)碼照相機(jī)、手機(jī)、攝像頭等應(yīng)用了CCD傳感器等等。這些實(shí)例可大大激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，認(rèn)識(shí)到本課程的重要性和實(shí)用價(jià)值，為后續(xù)學(xué)習(xí)作好思想準(zhǔn)備。

其次，教師的授課過程是以“問題”為起點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性解決問題的過程。教師要注意問題的提出方式，引導(dǎo)學(xué)生帶著解決問題的愿望，主動(dòng)地參與教學(xué)過程，隨著授課內(nèi)容的進(jìn)展而解決心存的疑問。例如，在講授CCD傳感器時(shí)，不是采用平鋪直敘的方法介紹CCD工作原理、性能，而是先提出問題“你是否了解手機(jī)的彩信功能是如何實(shí)現(xiàn)的？”、“數(shù)碼相機(jī)如何成像？”等，由此引出CCD傳感器。這樣，在接下來的CCD原理、性能及應(yīng)用講解中，學(xué)生們表現(xiàn)出強(qiáng)烈的興趣和主動(dòng)性。

2）以多媒體CAI課件為課堂教學(xué)手段，應(yīng)用文字、圖形、圖像、聲音、動(dòng)畫等多種媒體素材在時(shí)間和空間上進(jìn)行集成，使抽象的理論形象化，枯燥的知識(shí)生動(dòng)化。學(xué)生在直觀、形象、生動(dòng)的感性材料刺激下，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，思維潛能得到充分的發(fā)揮。教師的教學(xué)也會(huì)因多媒體的使用而變得更加生動(dòng)活潑，教學(xué)空間得到拓寬，教學(xué)過程得到優(yōu)化，教學(xué)效率高、效果好。例如，時(shí)域與頻域間的相互變換是信號(hào)分析的核心內(nèi)容。學(xué)生們已習(xí)慣時(shí)域內(nèi)的信號(hào)描述，而對(duì)頻域內(nèi)的信號(hào)描述與分析則感到抽象、難懂。為此，筆者借鑒物理學(xué)中棱鏡分光的例子，將傅里葉變換看作“數(shù)學(xué)的棱鏡”。在課件中，通過棱鏡分光的彩色圖像直觀地示意出棱鏡將光分成不同顏色成分，每種成分的顏色由波長（或頻率）決定；通過繪制“時(shí)間－頻率－幅值”的三維圖形，直觀地展示傅里葉變換作為“數(shù)學(xué)的棱鏡”，將信號(hào)基于頻率分成不同成分的過程。這樣的對(duì)比講解加深了學(xué)生對(duì)信號(hào)時(shí)域與頻域分析及其相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)。再如，以往傳感器部分的教學(xué)因缺乏實(shí)物對(duì)象，感到枯燥無味。如今多媒體教學(xué)，通過精彩的實(shí)物照片和生動(dòng)的動(dòng)畫演示，使學(xué)生對(duì)光柵傳感器、磁柵傳感器、感應(yīng)同步器、霍爾傳感器、電渦流傳感器等較復(fù)雜傳感器的工作原理與工程應(yīng)用，有更深刻的理解和掌握。

3）采用以工程案例和實(shí)驗(yàn)為主線的教學(xué)模式，用具有工程背景的案例開闊學(xué)生的學(xué)術(shù)眼界、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)理論與實(shí)踐結(jié)合的意識(shí)[3,4]。例如，以筆者完成的科研課題“微小尺寸激光衍射測(cè)量系統(tǒng)”為工程案例，講解線陣CCD的工作原理及其應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程。以測(cè)定深埋地下的輸液管道裂損位置的工程案例講解相關(guān)函數(shù)及其應(yīng)用，使得比較抽象、難懂的相關(guān)函數(shù)概念易于理解和掌握。再如，通過對(duì)電子汽車衡（地磅）工作原理和設(shè)計(jì)過程的具體分析，不僅使學(xué)生加深對(duì)電阻應(yīng)變式傳感器、橋電路、A/D轉(zhuǎn)換器和微處理器等的理解，而且有助于掌握測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本過程，培養(yǎng)綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革

實(shí)驗(yàn)在本課程教學(xué)中占重要地位。例如，信號(hào)分析與測(cè)試系統(tǒng)分析內(nèi)容理論性強(qiáng)、抽象難懂，需由實(shí)驗(yàn)直觀演示驗(yàn)證；傳感器原理及其工程應(yīng)用只有通過直觀的實(shí)驗(yàn)和親手操作才能深刻理解和掌握。但長期以來實(shí)驗(yàn)教學(xué)一直是薄弱環(huán)節(jié)。一是實(shí)驗(yàn)條件的改善滯后于招生規(guī)模的擴(kuò)大；二是傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中一般只要求學(xué)生按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的步驟操作，有些學(xué)生不認(rèn)真思考就按部就班完成實(shí)驗(yàn)，根本沒有弄清楚該實(shí)驗(yàn)來龍去脈，知其然而不知其所以然。三是實(shí)驗(yàn)類型單一，只是一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺少綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，更談不上創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。為此，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)采取了兩項(xiàng)改革措施。

1）將虛擬儀器引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在資金投入不大的條件下，有效改善實(shí)驗(yàn)條件。按傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)手段，要配齊本課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)所需的硬件設(shè)備，需大量的資金投入，這對(duì)于普通院校是不現(xiàn)實(shí)的。虛擬儀器是以計(jì)算機(jī)為核心，配上相應(yīng)的硬件模塊（數(shù)據(jù)采集卡、各種傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器等）和專用軟件構(gòu)成的新型儀器。它具有極強(qiáng)的通用性和靈活性，且成本低，可實(shí)現(xiàn)各種測(cè)試儀器的通用功能，為本課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了有效手段[5]。筆者利用虛擬儀器開發(fā)平臺(tái)LabVIEW，基于NI ELVIS教學(xué)套件、各種傳感器、小型伺服電機(jī)和X-Y工作臺(tái)等硬件基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)開發(fā)虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分演示性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)三類。（1）演示性實(shí)驗(yàn)：課程組教師開發(fā)了教學(xué)用演示功能界面，將抽象的理論內(nèi)容直觀地展現(xiàn)在動(dòng)態(tài)的演示操作中。例如，信號(hào)的頻譜分析、信號(hào)產(chǎn)生與處理、窗函數(shù)比較實(shí)驗(yàn)等。（2）驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)：學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的要求，在教師指導(dǎo)下，按既定的方法和實(shí)驗(yàn)裝置，完成具體的實(shí)驗(yàn)過程。例如，直流電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)控實(shí)驗(yàn)、熱敏電阻測(cè)溫實(shí)驗(yàn)、CCD圖像采集實(shí)驗(yàn)等。通過實(shí)驗(yàn)加深對(duì)理論知識(shí)的理解，并獲得一定的操作技能訓(xùn)練。（3）設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)：由教師擬訂題目，學(xué)生根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，確定實(shí)驗(yàn)方案，查閱相關(guān)資料，擬定或選擇實(shí)驗(yàn)方法和步驟，選用儀器設(shè)備，獨(dú)立操作完成實(shí)驗(yàn)，并寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。目前有 “位移檢測(cè)”和“電子秤設(shè)計(jì)”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)題目，可選傳感器包括電阻應(yīng)變片、差動(dòng)變壓器、渦流傳感器、霍爾傳感器、電容傳感器、光纖位移傳感器等。通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生獲得實(shí)驗(yàn)全過程的訓(xùn)練，由被動(dòng)實(shí)驗(yàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)狀態(tài)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，培養(yǎng)綜合能力。

2）結(jié)合課程組教師的科研課題，在課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)課之外，組織成立研究型學(xué)習(xí)小組，對(duì)該課程感興趣的學(xué)生均可參加。小組的學(xué)生在課題組教師指導(dǎo)和研究生的幫助下，積極參與研究項(xiàng)目中的一些工作。由于科研課題多與工程應(yīng)用緊密結(jié)合，解決生產(chǎn)實(shí)際問題，任務(wù)本身具有挑戰(zhàn)性，學(xué)生在參與科研的過程中，可切身體會(huì)到理論與實(shí)踐結(jié)合的價(jià)值，激發(fā)起他們內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，積極探索應(yīng)用自己所學(xué)知識(shí)解決問題。研究型學(xué)習(xí)小組活動(dòng)的開展，對(duì)學(xué)生了解科學(xué)研究的過程和方法，培養(yǎng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)起到了積極作用。

4 結(jié)束語

課程改革實(shí)踐使人們認(rèn)識(shí)到：第一，高等學(xué)校教育的主體是學(xué)生，教學(xué)改革必須以學(xué)生為中心，通過改革教學(xué)方法和注重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，向?qū)W生傳授更多、更新的知識(shí)；同時(shí)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。第二，對(duì)于工科類的課程改革突出其實(shí)踐性是最重要的，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)是關(guān)鍵。虛擬儀器的發(fā)展為實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提供了強(qiáng)有力的工具，其在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的巨大潛力有待進(jìn)一步開發(fā)。第三，科技在不斷進(jìn)步，社會(huì)在不斷變革和發(fā)展，為培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需求的高質(zhì)量人才，必須堅(jiān)持教學(xué)改革。這是一個(gè)長期的過程，需要不斷探索、實(shí)踐和創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)

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[2]焦敬品,何存富.機(jī)電類專業(yè)《測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》課程教學(xué)模式研究[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2007,(3):13-14.

[3]歐儉平,馬愛純,蔣紹堅(jiān).工程案例教學(xué)法在熱能與動(dòng)力工程專業(yè)課教學(xué)改革中的實(shí)踐[J].高教論壇,2006,(5):131-132+135.

篇3

關(guān)鍵詞:機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)理論教學(xué)改革與創(chuàng)新 

中圖分類號(hào):TG80 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2011)08(b)-0147-02 

 

1 引言 

《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)》課程是機(jī)械工程相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課,該課程集成了數(shù)學(xué)、電工電子學(xué)、信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多學(xué)科原理和技術(shù),并且被廣泛應(yīng)用于各個(gè)學(xué)科,具有涉及知識(shí)面廣、綜合性強(qiáng)、理論知識(shí)抽象、實(shí)踐性要求高、學(xué)時(shí)少等特點(diǎn)[1]。尤其是對(duì)于電工電子學(xué)及信息學(xué)知識(shí)相對(duì)薄弱的機(jī)械專業(yè)本科生,首次接觸信號(hào)變換與調(diào)理、系統(tǒng)特性及數(shù)字信號(hào)處理等抽象概念時(shí),學(xué)生普遍反映該課程存在理論內(nèi)容不易理解,學(xué)習(xí)難度大等問題。然而,隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展和機(jī)械系統(tǒng)自動(dòng)化程度的不斷提高,測(cè)試技術(shù)在機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用日益廣泛,例如新產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)過程控制、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及產(chǎn)品性能試驗(yàn)等工作均以測(cè)試技術(shù)為基礎(chǔ)。因此,《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)》課程在機(jī)械工程相關(guān)專業(yè)課程中具有越來越重要的地位。 

基于上述原因,為了使機(jī)械專業(yè)本科生能夠更好地理解和掌握機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)的相關(guān)理論,貫徹教育部關(guān)于高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程文件的精神和適應(yīng)學(xué)校培養(yǎng)創(chuàng)新型工程應(yīng)用人才的需求。改革和創(chuàng)新《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)》課程的教學(xué)方式,提高課程的教學(xué)質(zhì)量已迫在眉睫。 

 

2 傳統(tǒng)理論教學(xué)及其改革與創(chuàng)新 

2.1 傳統(tǒng)理論教學(xué)方式 

機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)課程的傳統(tǒng)理論教學(xué)方式是以教師為中心,理論知識(shí)的傳遞以灌輸式講授為主,并設(shè)計(jì)有少量的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。整個(gè)教學(xué)過程中教師發(fā)揮著主導(dǎo)作用,而學(xué)生只能被動(dòng)地吸收知識(shí),從而難以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性,也不利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力。另外,由于該課程涉及較多的其他學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過程中很難快速全面地把自身儲(chǔ)備的知識(shí)與新學(xué)知識(shí)做到融會(huì)貫通和綜合應(yīng)用,從而使學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生茫然的學(xué)習(xí)狀態(tài)(特別是在課程的學(xué)習(xí)初期),極大地打擊了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極主動(dòng)性,甚至有些學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)心理[2],這將使整個(gè)課程的教與學(xué)過程變得非常艱難,以致于課程的教學(xué)質(zhì)量嚴(yán)重下滑。 

2.2 理論教學(xué)的改革與創(chuàng)新 

教學(xué)改革與創(chuàng)新遵循的基本原則:保證教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)性、前沿性和實(shí)踐性前提下,充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性,積極培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)課程的興趣和積極性,努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新型思維方式及工程應(yīng)用能力。 

2.2.1 理論教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化與更新 

《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)》課程主要內(nèi)容包括:信號(hào)及其描述、測(cè)試裝置的基本特性、常用傳感器及其原理、信號(hào)的調(diào)理與記錄、信號(hào)處理初步、典型非電量參數(shù)的測(cè)量及計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)等。 

通過對(duì)課程主要內(nèi)容的細(xì)致分析和研究,并根據(jù)測(cè)試系統(tǒng)組成模塊將上述章節(jié)內(nèi)容重新排序,采用以“信號(hào)流”為教學(xué)主線,按照信號(hào)在測(cè)試系統(tǒng)中的傳輸順序?qū)⒄麄€(gè)課程內(nèi)容貫穿起來,從而使學(xué)生建立完整的測(cè)試系統(tǒng)概念。重新優(yōu)化調(diào)整后的教學(xué)內(nèi)容:首先講信號(hào)的時(shí)域描述和分類,然后講常用傳感器及其原理,進(jìn)一步講信號(hào)的調(diào)理與信號(hào)的數(shù)字化處理,再講信號(hào)的頻域描述及分析方法,接下來講整個(gè)計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)。而后采用Matlab/Simulink仿真實(shí)例展示信號(hào)在測(cè)試系統(tǒng)中傳輸時(shí)的失真,從而引出測(cè)試裝置的基本特性內(nèi)容:最后講解機(jī)械領(lǐng)域中典型非電量信號(hào)的測(cè)量。優(yōu)化調(diào)整后的教學(xué)內(nèi)容不僅兼顧由淺及深的教學(xué)思路,使學(xué)生在學(xué)習(xí)課程初期理解起來相對(duì)容易,從而對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣和積極性大幅提高:而且整個(gè)教學(xué)內(nèi)容是先局部后整體,逐步深入測(cè)試技術(shù)精髓,符合工程技術(shù)知識(shí)學(xué)習(xí)的規(guī)律,使學(xué)生學(xué)習(xí)起來思路清晰,且能夠促進(jìn)學(xué)生較好地理解和掌握測(cè)試系統(tǒng)各組成部分的原理和特點(diǎn)。 

另外,在教學(xué)過程中,將自己的科研項(xiàng)目和研究成果中與測(cè)試技術(shù)相關(guān)的新技術(shù)、新方法及新實(shí)例融合到課堂的教學(xué)內(nèi)容,同時(shí)注重介紹機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)發(fā)展的新方向和前沿知識(shí),以此來保證教學(xué)內(nèi)容的實(shí)時(shí)性和前沿性,豐富學(xué)生的知識(shí)面,開拓學(xué)生的眼界[3]。 

2.2.2 理論教學(xué)方法的改革 

課程教學(xué)方法的改革是建立在教學(xué)思想和教學(xué)模式轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ)上[4]。隨著機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)的發(fā)展,課程知識(shí)的快速膨脹,以“教師”為主體的傳統(tǒng)教學(xué)思想和教學(xué)模式已經(jīng)不能完全適應(yīng)課程的理論教學(xué)任務(wù)。而以“教師”為主導(dǎo)和以“學(xué)生”為主體的新型教學(xué)思想和教學(xué)模式充分發(fā)揮了教師的引導(dǎo)作用和學(xué)生的主觀能動(dòng)性,因此,新的理論教學(xué)方法更加適應(yīng)課程快速發(fā)展的步伐。 

在新的理論教學(xué)方法指導(dǎo)下,課程的理論教學(xué)過程采用啟發(fā)式講授、工程案例剖析與課堂討論相結(jié)合的方法。在教學(xué)過程中,注重以身邊的生活實(shí)例和工程實(shí)例設(shè)疑式地啟發(fā)學(xué)生,使學(xué)生在教師的引導(dǎo)下對(duì)實(shí)例中所涉及的測(cè)試技術(shù)基本原理和技術(shù)展開積極課堂討論,讓學(xué)生成為教學(xué)過程的主體,以此調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和激發(fā)學(xué)生自主思考、分析和解決問題的能力,逐步培養(yǎng)其理論聯(lián)系實(shí)際能力和創(chuàng)造性思維能力。 

此外,為了使學(xué)生能夠把該課程的新知識(shí)與課程涉及到的其他專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)做到融會(huì)貫通和綜合應(yīng)用。在每節(jié)課理論內(nèi)容講授完畢后,教師為學(xué)生指點(diǎn)出下節(jié)課將會(huì)涉及到的其他課程專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),以便學(xué)生課后可以及時(shí)溫習(xí)和回顧,從而使學(xué)生下節(jié)課的理論學(xué)習(xí)變得清楚明確,并且使學(xué)生真切感受到學(xué)以致用帶來的成就感,以進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)的積極性,逐漸培養(yǎng)學(xué)生自覺地對(duì)教學(xué)內(nèi)容涉及的理論及實(shí)踐問題加以追蹤的嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)學(xué)習(xí)態(tài)度。 

2.2.3 理論教學(xué)手段的創(chuàng)新 

在理論教學(xué)手段方面,采用多元化教學(xué)手段,將多媒體教學(xué) 、黑板教學(xué)、仿真演示及實(shí)物教學(xué)等多種手段有機(jī)結(jié)合起來。 

課程充分利用多媒體教學(xué)能夠很好地把概念、圖形、動(dòng)畫、視頻及聲音等信息載體有機(jī)結(jié)合的特點(diǎn)[5],將一些傳統(tǒng)黑板教學(xué)手段難以表達(dá)的教學(xué)內(nèi)容和無法觀察的現(xiàn)象采用圖文并茂、靈活多樣的多媒體方式生動(dòng)形象地展示給學(xué)生,使沒有工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生能夠從認(rèn)知的角度建立機(jī)械工程測(cè)試的相關(guān)概念,力求教學(xué)過程與教學(xué)效果達(dá)到最優(yōu)化。 

對(duì)于理論強(qiáng)的教學(xué)內(nèi)容(例如信號(hào)變換和信號(hào)處理相關(guān)章節(jié))則采用黑板式教學(xué)手段,通過對(duì)公式和定理的詳細(xì)推導(dǎo),加深學(xué)生對(duì)公式定理的理解。 

對(duì)于應(yīng)用性強(qiáng)的教學(xué)內(nèi)容(如傳感器原理、信號(hào)調(diào)理等內(nèi)容)則采用多媒體教學(xué)、黑板教學(xué)及實(shí)物教學(xué)相結(jié)合的手段進(jìn)行講授,提高學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的工程應(yīng)用能力。 

對(duì)于抽象性強(qiáng)的教學(xué)內(nèi)容(如測(cè)試裝置的基本特性)宜采用Matlab/Simulink仿真演示的教學(xué)手段,幫助學(xué)生直觀地理解抽象的概念,并鼓勵(lì)和指導(dǎo)學(xué)生自己動(dòng)手搭建仿真程序,培養(yǎng)學(xué)生的求知探索欲和動(dòng)手能力。 

2.2.4 理論考評(píng)體系的改革 

在理論考核方面,傳統(tǒng)的課程考核模式主要是一次性定時(shí)閉卷考試。這種考核模式具有諸多弊端,一是學(xué)生臨時(shí)突擊,放松平時(shí)學(xué)習(xí):二是難以考查學(xué)生的知識(shí)綜合運(yùn)用能力和創(chuàng)新性思維。課程借鑒國內(nèi)外一流大學(xué)的考評(píng)體系[6]。新理論考評(píng)體系采用“平時(shí)作業(yè)20%+課堂討論表現(xiàn)20%+自主考試10%+期末考試50%”,改變了傳統(tǒng)一次考試定結(jié)論的弊端,重在培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、知識(shí)綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新探索意識(shí)。平時(shí)作業(yè)以大作業(yè)為主,重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的探索意識(shí)和知識(shí)綜合運(yùn)用能力:課堂討論以工程實(shí)例為對(duì)象,通過考評(píng)學(xué)生參與分析討論的積極性和主動(dòng)性,以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,培養(yǎng)其應(yīng)用知識(shí)分析解決問題的能力:所謂“自主考試”,即采用教師提供開放式工程題目或?qū)W生自選與課程內(nèi)容相關(guān)的工程題目進(jìn)行課程專業(yè)知識(shí)綜合應(yīng)用的一種考核方式,這種考評(píng)方式可以充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新型思維和工程應(yīng)用能力:同時(shí),為了考評(píng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握程度,在期末采用閉卷考試方式,以此確保學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論和方法的掌握。 

 

3 結(jié)語 

通過對(duì)機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)課程理論教學(xué)改革與創(chuàng)新的探討,使我們充分認(rèn)識(shí)到只有對(duì)課程進(jìn)行教學(xué)改革與創(chuàng)新才能達(dá)到提高課程教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)創(chuàng)新型工程應(yīng)用人才的目標(biāo)。同時(shí),教學(xué)改革工作是一個(gè)與時(shí)俱進(jìn)的過程,我們?cè)谝院蟮慕虒W(xué)工作中將不斷優(yōu)化和完善機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)的理論教學(xué)過程,從而進(jìn)一步提高課程的教學(xué)質(zhì)量。 

 

參考文獻(xiàn) 

[1] 熊詩波,黃長藝.機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)(第3版)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2011. 

篇4

[關(guān)鍵詞]卓越工程師計(jì)劃 流體機(jī)械測(cè)試技術(shù) 教學(xué)內(nèi)容和方法 教學(xué)實(shí)驗(yàn) 改革措施

[中圖分類號(hào)] TH311 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2015）07-0108-03

0引言

2010年教育部實(shí)施的“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”是面向工業(yè)界、面向世界、面向未來的工程教育改革，該計(jì)劃突出了工科人才的工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。[1] [2] [3] [4]蘭州理工大學(xué)流體機(jī)械及工程專業(yè)是我國最早的水力機(jī)械專業(yè)，始建于1954年的哈爾濱工業(yè)大學(xué)，1965年該專業(yè)整建制（包括水泵、水輪機(jī)實(shí)驗(yàn)室）遷至蘭州理工大學(xué)（原甘肅工業(yè)大學(xué)），原有水輪機(jī)、水泵、液壓3個(gè)專業(yè)化方向，現(xiàn)在已發(fā)展為流體機(jī)械、流體傳動(dòng)、流體測(cè)控、水利水電和新能源5個(gè)方向。2007-2012年分別獲評(píng)教育部“國家級(jí)特色專業(yè)”、“‘卓越工程師計(jì)劃’實(shí)施專業(yè)”和“專業(yè)綜合改革試點(diǎn)專業(yè)”3項(xiàng)教學(xué)質(zhì)量工程，與沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)股份有限公司共建實(shí)踐教學(xué)基地獲評(píng)國家級(jí)工程實(shí)踐教育中心，1998-2014年連續(xù)4輪獲省級(jí)重點(diǎn)學(xué)科，擁有省級(jí)精品課程4門、省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心1個(gè)、省級(jí)工程技術(shù)中心5個(gè)。該專業(yè)從起始階段起就是典型的產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)，涉及耗能占全國各行各業(yè)25%的泵產(chǎn)品與發(fā)電占全國總發(fā)電量22%的水輪機(jī)產(chǎn)品，雖然專業(yè)面向歸口行業(yè)較單一，專業(yè)對(duì)應(yīng)行業(yè)產(chǎn)品卻廣泛應(yīng)用到全國各行各業(yè)，具有“小專業(yè)、大市場(chǎng)、專業(yè)地位特殊”的特點(diǎn)。

“流體機(jī)械測(cè)試技術(shù)”是卓越工程師培養(yǎng)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是一門既有一定理論又有很強(qiáng)應(yīng)用性的課。卓越工程師培養(yǎng)采用 “3+1”模式，即學(xué)生在學(xué)校完成累計(jì)3年時(shí)間的學(xué)習(xí)任務(wù)，在企業(yè)完成累計(jì)1年時(shí)間的學(xué)習(xí)和實(shí)踐任務(wù)，其培養(yǎng)計(jì)劃的課程體系已發(fā)生了很大變化。如何將卓越工程師教育培養(yǎng)融入教學(xué)環(huán)節(jié)，尤其是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，需適時(shí)地在該課程教學(xué)過程中進(jìn)行改革和探索。

一、課程教學(xué)環(huán)節(jié)存在難點(diǎn)

結(jié)合“流體機(jī)械測(cè)試技術(shù)”課程教學(xué)內(nèi)容、卓越班的培養(yǎng)目標(biāo)及要求[5] [6]，目前該課程教學(xué)環(huán)節(jié)存在以下幾個(gè)難點(diǎn)：

（1）“流體機(jī)械測(cè)試技術(shù)”課程的知識(shí)框架及課時(shí)數(shù)如圖1所示。基礎(chǔ)部分各章內(nèi)容相互獨(dú)立，而應(yīng)用部分是以水泵與水輪機(jī)為被測(cè)對(duì)象，涵蓋了基礎(chǔ)部分各章知識(shí)點(diǎn)，是理論與實(shí)踐的具體結(jié)合。教學(xué)難點(diǎn)在于在保持理論框架完整的基礎(chǔ)上，為了突出工程應(yīng)用的要求，如何將基礎(chǔ)部分與應(yīng)用部分有機(jī)結(jié)合。

（2）該課程突出泵與水輪機(jī)這一專業(yè)對(duì)象，具有很強(qiáng)的針對(duì)性和實(shí)踐性，其教學(xué)難點(diǎn)是如何將以解決實(shí)際測(cè)試問題為目標(biāo)的教學(xué)理念貫穿于課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和企業(yè)教學(xué)過程中。

（3）該課程涉及水泵的性能實(shí)驗(yàn)、汽蝕性能實(shí)驗(yàn)、串聯(lián)性能實(shí)驗(yàn)、并聯(lián)性能實(shí)驗(yàn)、振動(dòng)與噪聲測(cè)量和水輪機(jī)能量實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目雖屬單獨(dú)設(shè)課的“流體機(jī)械實(shí)驗(yàn)”課程的教學(xué)內(nèi)容，但也是本課程教學(xué)工作的落腳點(diǎn)，易發(fā)生脫離實(shí)踐教理論、學(xué)理論的現(xiàn)象。

二、把握課程教學(xué)的核心，突出工程應(yīng)用要求[7] [8] [9] [10] [11]

“流體機(jī)械測(cè)試技術(shù)”理論學(xué)時(shí)數(shù)為32課時(shí)，在課堂中追求大而全的教學(xué)目標(biāo)顯然是不現(xiàn)實(shí)的。為了貫徹以解決實(shí)際測(cè)試問題為目標(biāo)的教學(xué)理念，圍繞泵與水輪機(jī)的能量性能實(shí)驗(yàn)和空蝕性能實(shí)驗(yàn)，提出該課程核心教學(xué)內(nèi)容是壓力、流量、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩及功率5大參數(shù)的測(cè)量原理及方法。壓力測(cè)量教學(xué)重點(diǎn)是彈性式壓力計(jì)和壓力傳感器的工作原理及使用技巧。流量測(cè)量教學(xué)重點(diǎn)是渦輪流量計(jì)、電磁流量計(jì)和時(shí)差法超聲波流量計(jì)的工作原理及其流量方程式描述的物理意義、3種流量計(jì)結(jié)構(gòu)區(qū)別及其前后直管段長度的安裝要求。關(guān)于轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩及功率測(cè)量一章，教學(xué)重點(diǎn)是光電式轉(zhuǎn)速傳感器、磁電式轉(zhuǎn)速傳感器、磁電相位差式轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器、電阻應(yīng)變式轉(zhuǎn)矩傳感器的工作原理及使用方法。

在教學(xué)過程中，教師應(yīng)在講清楚各類儀表基本工作原理的基礎(chǔ)上，注重基礎(chǔ)部分與應(yīng)用部分的有機(jī)結(jié)合，充分發(fā)揮自身在長期的科研和教學(xué)中積累的測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，通過一些測(cè)試實(shí)例，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)各章知識(shí)點(diǎn)的綜合應(yīng)用能力，讓學(xué)生體會(huì)到所學(xué)知識(shí)的具體應(yīng)用對(duì)象，有利于學(xué)生掌握理論知識(shí)，也為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)與就業(yè)打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)理論功底。例如以實(shí)測(cè)水泵揚(yáng)程為例，讓學(xué)生學(xué)會(huì)根據(jù)水泵實(shí)驗(yàn)臺(tái)精度要求和被測(cè)泵揚(yáng)程，選擇泵進(jìn)出口壓力傳感器的量程及精度;應(yīng)用流體靜力學(xué)基礎(chǔ)理論，解決測(cè)點(diǎn)液體壓力、壓力計(jì)讀數(shù)和測(cè)點(diǎn)至壓力計(jì)中心的垂直高度之間的關(guān)系問題。例如以實(shí)測(cè)水泵輸入功率為例，對(duì)電測(cè)法測(cè)量水泵輸入功率，讓學(xué)生掌握其實(shí)質(zhì)是測(cè)三相異步電動(dòng)機(jī)輸入功率，現(xiàn)場(chǎng)觀摩功率表接線方法，掌握功率表常數(shù)與電動(dòng)機(jī)輸入功率的計(jì)算方法，并能根據(jù)電動(dòng)機(jī)特性曲線計(jì)算泵輸入功率;對(duì)扭矩法測(cè)量水泵輸入功率，它是在水泵與電動(dòng)機(jī)之間安裝轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器來測(cè)量泵輸入功率，并配有一臺(tái)扭矩儀顯示泵的轉(zhuǎn)速、扭矩和功率。通過測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，使學(xué)生學(xué)會(huì)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器“清零”方法，加深理解轉(zhuǎn)速、扭矩和功率之間的關(guān)系，并能根據(jù)水泵配套電動(dòng)機(jī)功率及轉(zhuǎn)速選擇轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器。在理論教學(xué)過程中，引入大量工程測(cè)試實(shí)例，解決了基礎(chǔ)部分與應(yīng)用部分有機(jī)結(jié)合的問題。這樣，既能保證學(xué)生掌握完備的流體機(jī)械測(cè)試?yán)碚擉w系，滿足學(xué)生進(jìn)一步深造的需求，又能使學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸到更多的應(yīng)用實(shí)例，更利于學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)以致用，形成了以提高學(xué)生動(dòng)手能力、培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)為主線的教學(xué)特色，而這一特色與卓越工程師的培養(yǎng)目標(biāo)相一致。

三、采用問題式教學(xué)法，引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變角色

“流體機(jī)械測(cè)試技術(shù)”課程涉及較多的其他學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，在教學(xué)過程中，僅側(cè)重課本內(nèi)容講授，學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過程中很難快速全面地把自身儲(chǔ)備的知識(shí)與新學(xué)知識(shí)做到融會(huì)貫通和綜合應(yīng)用，從而使學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生茫然的學(xué)習(xí)狀態(tài)，有些學(xué)生甚至產(chǎn)生厭學(xué)心理，這將使整個(gè)課程的教與學(xué)過程變得非常艱難，以至于課程的教學(xué)質(zhì)量嚴(yán)重下滑。因此提出“提出問題――解決問題的理論基礎(chǔ)――測(cè)試技術(shù)知識(shí)的運(yùn)用――解決問題”的教學(xué)模式，其實(shí)質(zhì)是將理論教學(xué)與工程實(shí)踐相結(jié)合，讓學(xué)生體會(huì)到所學(xué)知識(shí)的具體應(yīng)用對(duì)象。對(duì)每一節(jié)課，在正式授課前，教師應(yīng)利用多媒體展示本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)、思考題與計(jì)算題。因?qū)W生帶著問題學(xué)習(xí)，在教學(xué)過程中，教師更應(yīng)注重以身邊的生活實(shí)例和工程案例設(shè)疑式地啟發(fā)學(xué)生，有目的地引導(dǎo)學(xué)生對(duì)思考題與計(jì)算題中所涉及的測(cè)試技術(shù)基本原理和技術(shù)展開積極討論，讓學(xué)生成為教學(xué)過程的主體。問題式教學(xué)法能使學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲和濃厚的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和培養(yǎng)學(xué)生自主思考、分析和解決問題的能力，逐步培養(yǎng)其理論聯(lián)系實(shí)際的能力和創(chuàng)造性思維能力，其工程意識(shí)和創(chuàng)新能力勢(shì)必會(huì)有所提高。

四、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

實(shí)驗(yàn)課是驗(yàn)證理論、應(yīng)用理論和鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力的重要環(huán)節(jié)。[12] [13] [14]隨著該課程理論教學(xué)的不斷改革與進(jìn)步，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容、學(xué)時(shí)和時(shí)間安排也應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的改革，其主要改革措施有：（1）單獨(dú)開設(shè)24學(xué)時(shí)的“流體機(jī)械專業(yè)實(shí)驗(yàn)”課程，理論課和實(shí)驗(yàn)課分別設(shè)置，實(shí)驗(yàn)教學(xué)不再附屬于理論課教學(xué)，克服了實(shí)驗(yàn)課教學(xué)學(xué)時(shí)偏少、理論課和實(shí)驗(yàn)課相互擠占學(xué)時(shí)的現(xiàn)象。（2）在已開設(shè)的水泵性能實(shí)驗(yàn)、水泵汽蝕性能實(shí)驗(yàn)、水泵振動(dòng)測(cè)量、噪聲測(cè)量、水輪能量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，利用自主研發(fā)的自循環(huán)多功能離心泵教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，增開泵的串聯(lián)性能實(shí)驗(yàn)和并聯(lián)性能實(shí)驗(yàn)。（3）增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)。調(diào)整后實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)見表2。（4）任課教師與實(shí)驗(yàn)教師聯(lián)合制訂實(shí)驗(yàn)計(jì)劃及每組學(xué)生數(shù)，一般每組學(xué)生數(shù)不超過6人，要求學(xué)生在規(guī)定時(shí)間段內(nèi)完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，便于上級(jí)部門監(jiān)督檢查實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量及進(jìn)程。（5）為了強(qiáng)化理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，學(xué)校要求任課教師承擔(dān)一定工作量的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。

表2 流體機(jī)械專業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及學(xué)時(shí)數(shù)

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“流體機(jī)械專業(yè)實(shí)驗(yàn)”課程開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目屬多參數(shù)測(cè)量的綜合性實(shí)驗(yàn)，涵蓋了“流體機(jī)械測(cè)試技術(shù)”課程所有章節(jié)知識(shí)點(diǎn)，因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用以練為主、講練結(jié)合的方法，通過實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)講解和實(shí)際測(cè)試工作等教學(xué)環(huán)節(jié)，使每個(gè)學(xué)生在切實(shí)感受到每個(gè)測(cè)試環(huán)節(jié)的同時(shí)，對(duì)測(cè)試過程有一個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，并且掌握測(cè)試裝置的工作原理、各參數(shù)測(cè)量原理及技巧，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和組織測(cè)試工作的能力。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目測(cè)試完畢后，在實(shí)驗(yàn)課內(nèi)要求學(xué)生應(yīng)用EXCEL軟件計(jì)算數(shù)據(jù)、繪圖、數(shù)據(jù)擬合并得出經(jīng)驗(yàn)公式。這種教學(xué)方法解決了學(xué)生不認(rèn)真學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和實(shí)驗(yàn)報(bào)告相互抄襲的問題。通過上述嚴(yán)格訓(xùn)練，使學(xué)生在掌握本學(xué)科基本的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法的同時(shí)，又學(xué)會(huì)了EXCEL軟件的使用，更有利于掌握理論知識(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)揮學(xué)生主體性，變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”，有效地培養(yǎng)了學(xué)生的工程意識(shí)、組織測(cè)試工作能力和創(chuàng)新能力，為學(xué)生就業(yè)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

五、結(jié)束語

“流體機(jī)械測(cè)試技術(shù)”是卓越工程師培養(yǎng)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，該課程與實(shí)驗(yàn)儀器儀表、企業(yè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)精密結(jié)合，其教學(xué)更應(yīng)注重基礎(chǔ)理論和實(shí)踐相結(jié)合。讓科研和工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)豐富的教師承擔(dān)該課程的教學(xué)任務(wù)，是提高其教學(xué)效果的關(guān)鍵因素之一。文中結(jié)合本校流體機(jī)械及工程專業(yè)的教學(xué)特點(diǎn)和培養(yǎng)特色，從教學(xué)的內(nèi)容和方法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面介紹了該課程改革的一些措施，以促進(jìn)課堂教學(xué)效果的提高和學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)，推進(jìn)卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃在具體教學(xué)環(huán)節(jié)中的實(shí)施。卓越工程師教育培養(yǎng)目標(biāo)明確，其專業(yè)課程在企業(yè)和學(xué)校學(xué)習(xí)時(shí)間安排、教學(xué)內(nèi)容和方法上仍需進(jìn)一步研究與優(yōu)化。

[ 注 釋 ]

[1] 教育部高等教育司.最新高校卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃實(shí)施探索與國家創(chuàng)新工程技術(shù)人才培養(yǎng)方案指導(dǎo)全書[M].北京：高等教育出版社，2011.

[2] 林健.“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”專業(yè)培養(yǎng)方案研究[J].清華大學(xué)教育研究，2011（4）：47-55.

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篇5

機(jī)械工程專業(yè)主要課程

主要課程：主干學(xué)科：力學(xué)、機(jī)械工程主要課程：工程力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、工程熱力學(xué)、現(xiàn)代控制理論、材料加工工藝與設(shè)備、測(cè)試技術(shù)、計(jì)算機(jī)系列課程、經(jīng)營與管理、電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)理論課程。

主要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)：包括軍訓(xùn)、金工、電工、電子實(shí)習(xí)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、社會(huì)實(shí)踐、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)等，一般應(yīng)安排40周以上。

主干學(xué)科：力學(xué)、機(jī)械工程。

機(jī)械工程專業(yè)就業(yè)方向

國家有關(guān)部門、科研院所、高等院校、企業(yè)、高新技術(shù)公司應(yīng)用CAD及分析軟件從事各種機(jī)電產(chǎn)品及機(jī)電自動(dòng)控制系統(tǒng)及設(shè)備的研究、設(shè)計(jì)、制造，如：進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人、微機(jī)電系統(tǒng)、智能裝置等高新技術(shù)產(chǎn)品與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、開發(fā)、試驗(yàn)與研究工作。

從事行業(yè)：

畢業(yè)后主要在機(jī)械、儀器儀表、新能源等行業(yè)工作，大致如下：

1、機(jī)械/設(shè)備/重工;

2、儀器儀表/工業(yè)自動(dòng)化;

3、新能源;

4、電子技術(shù)/半導(dǎo)體/集成電路;

5、汽車及零配件;

6、其他行業(yè);

7、計(jì)算機(jī)軟件;

8、原材料和加工。

從事崗位：

畢業(yè)后主要從事機(jī)械工程師、高級(jí)機(jī)械工程師、結(jié)構(gòu)工程師等工作，大致如下：

1、機(jī)械工程師;

2、高級(jí)機(jī)械工程師;

3、結(jié)構(gòu)工程師;

4、自動(dòng)化機(jī)械工程師;

5、電氣工程師;

6、機(jī)械設(shè)計(jì)工程師;

7、助理機(jī)械工程師;

8、模具工程師。

機(jī)械工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

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一、機(jī)械工程基礎(chǔ)課程特點(diǎn)及內(nèi)容

機(jī)械工程基礎(chǔ)是普及機(jī)械和機(jī)械工程的基本知識(shí)、基本概念和基本內(nèi)容的課程。對(duì)文科類、管理類、計(jì)算機(jī)類、藝術(shù)設(shè)計(jì)類等專業(yè)具有開拓學(xué)生的視野、增加知識(shí)面、拓寬專業(yè)、提高學(xué)生的工程能力的作用;其任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)機(jī)械和機(jī)械工程的能力,是工科類非機(jī)械類專業(yè)具有工程特色,適應(yīng)高新科學(xué)技術(shù)社會(huì)發(fā)展的需要。機(jī)械工程基礎(chǔ)的內(nèi)容選擇是根據(jù)機(jī)械工程的基本內(nèi)容確定的。主要講授機(jī)械發(fā)展與人類社會(huì)進(jìn)步的關(guān)系及機(jī)械工程發(fā)展的趨勢(shì),介紹工程力學(xué)、工程材料、工程制圖的基本知識(shí),簡述機(jī)械的組成原理與工作原理、常用機(jī)械零件強(qiáng)度、剛度的概念、機(jī)械產(chǎn)品的制造技術(shù)、液壓傳動(dòng)和氣動(dòng)技術(shù)的概念、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法等等內(nèi)容。學(xué)生通過對(duì)各部分內(nèi)容的學(xué)習(xí),了解機(jī)械及其產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造到使用過程中需要哪些知識(shí)及其在機(jī)械產(chǎn)品中的地位和作用。

二、機(jī)械工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分析

機(jī)械工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)按照實(shí)驗(yàn)課教學(xué)體系分為設(shè)計(jì)與制造工藝、檢測(cè)與分析、材料與性能三個(gè)部分。機(jī)械工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是一門獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)課程,所有實(shí)驗(yàn)都在機(jī)械基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心進(jìn)行。本實(shí)驗(yàn)課與工程力學(xué)、工程制圖、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、工程材料及成型技術(shù)基礎(chǔ)、互換性與技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ)等課程的理論教學(xué)相銜接。

1. 實(shí)驗(yàn)理論

(1)韌、脆性材料在受拉、受壓和扭轉(zhuǎn)時(shí)力學(xué)性能測(cè)試的原理和方法;電測(cè)法基本原理,單向、平面應(yīng)力狀態(tài)的靜態(tài)應(yīng)變測(cè)量與應(yīng)力計(jì)算的原理和方法;沖擊動(dòng)荷系數(shù)測(cè)定的原理和方法;現(xiàn)代光彈測(cè)量的基本概念。(2)組合體模型的測(cè)量和組合體視圖及剖視圖的繪制方法和尺寸標(biāo)注方法,機(jī)械零件功能和結(jié)構(gòu)分析方法以及機(jī)械零件測(cè)繪方法和步驟,部件功能和結(jié)構(gòu)分析方法以及部件測(cè)繪方法和步驟。(3)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖測(cè)繪與結(jié)構(gòu)分析,機(jī)械運(yùn)動(dòng)分析方法,漸開線齒輪范成加工原理,剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡原理,機(jī)械動(dòng)力學(xué),典型機(jī)械零件狀態(tài)測(cè)試,滑動(dòng)軸承性能測(cè)試與分析的原理和方法,減速器結(jié)構(gòu)分析方法和步驟,各種典型機(jī)構(gòu)及典型機(jī)械的綜合分析方法。(4)金相顯微分析的原理和方法;試樣制備方法,Fe-C狀態(tài)圖、C-曲線;表面強(qiáng)化原理和方法;焊接接頭顯微組織分析的原理和方法;力學(xué)性能(布氏硬度、洛氏硬度、顯微硬度、摩擦性能)測(cè)試的原理和方法。(5)機(jī)械加工完成后零件的尺寸誤差、形位誤差、表面粗糙度、螺紋幾何參數(shù)誤差的基本原理和方法;零件互換性所進(jìn)行的必要的精密技術(shù)測(cè)量的原理和方法;測(cè)量數(shù)據(jù)的處理技術(shù)的原理和方法。

2. 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

著重講授如何用科學(xué)的手段來完成理論的驗(yàn)證;如何組織實(shí)驗(yàn)、處理數(shù)據(jù)和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象;介紹常用設(shè)備和儀器的原理、構(gòu)造和使用維護(hù)方法以及綜合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的思路和方案設(shè)計(jì)等。

3. 對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)的要求

(1)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)原理和方法進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力,即如何從實(shí)驗(yàn)?zāi)康某霭l(fā),根據(jù)什么原理,選擇何種實(shí)驗(yàn)方案,配套哪些儀器設(shè)備,確定實(shí)驗(yàn)程序從而獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)并得出正確的結(jié)論。(2)通過實(shí)驗(yàn)熟悉常用儀器、設(shè)備的基本原理、結(jié)構(gòu)、性能;學(xué)會(huì)調(diào)試儀器和排除故障。同時(shí),要培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力,使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能進(jìn)一步得到訓(xùn)練和提高。(3)通過本課程的學(xué)習(xí),加深對(duì)相關(guān)理論課程教學(xué)內(nèi)容的理解,加固理論知識(shí)。(4)通過實(shí)驗(yàn)過程以及完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和一絲不茍的工作作風(fēng)。

三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置

1. 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)參數(shù)測(cè)定與分析實(shí)驗(yàn)

基本教學(xué)要求:初步了解電測(cè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的基本原理,利用計(jì)算機(jī)對(duì)平面機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)參數(shù)進(jìn)行采集、處理、實(shí)測(cè)、仿真比較優(yōu)化設(shè)計(jì),分析機(jī)構(gòu)參數(shù)對(duì)機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)參數(shù)的影響。

2. 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖測(cè)繪與分析實(shí)驗(yàn)

基本教學(xué)要求:掌握根據(jù)機(jī)械實(shí)物模型繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的技能;計(jì)算自由度、驗(yàn)證機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定性;了解正確選擇長度比例尺方法。

3. 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

基本教學(xué)要求:熟悉和掌握軸的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì),軸上零件的常用定位與固定的技術(shù)方法,軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求與常用軸系結(jié)構(gòu),為后續(xù)機(jī)械設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。

4. 金相顯微分析法實(shí)驗(yàn)(鐵碳合金平衡組織顯微分析)

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關(guān)鍵詞: 智能化；網(wǎng)絡(luò)控制；機(jī)械制造

在中國自改革開放以來,工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步,智能機(jī)械制造技術(shù)的應(yīng)用和實(shí)施是代表之一。文章圍繞智能機(jī)械制造技術(shù)的現(xiàn)狀,以及三個(gè)方面討論了未來的發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用,智能機(jī)械制造技術(shù)的應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了討論。

一、我國機(jī)械工程智能化的現(xiàn)狀

上個(gè)世紀(jì),科技的快速發(fā)展對(duì)機(jī)械工程在現(xiàn)階段的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ),目前,成熟的機(jī)械工程知識(shí)。聰明,根據(jù)人腦的結(jié)構(gòu)和功能是研究機(jī)械工程智能主要目的在于結(jié)合人類大腦的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)用機(jī)器代替手工勞動(dòng)的一部分。目前,我國有一個(gè)明確的機(jī)械工程的發(fā)展趨勢(shì),總的來說,引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)水平,并有自己的勘探和開發(fā),和政府的政策支持,機(jī)械工程的發(fā)展非常有利條件,發(fā)展非常迅速。

智能機(jī)械工程的發(fā)展是非常重要的。目前,我國許多企業(yè)已經(jīng)開始在機(jī)械工程開發(fā)智能應(yīng)用程序的可能性,盡管企業(yè)經(jīng)營仍然存在著一些缺陷,但在企業(yè)管理模式,生產(chǎn)方面的變化,越來越多的企業(yè)越來越重視創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。但我國現(xiàn)階段存在許多困難:機(jī)械工程、智能科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展,雖然有了長足的進(jìn)步,但與世界頂尖水平有差距。智能雖然有一定效果,但創(chuàng)新能力是不夠的,盡管建立信息管理系統(tǒng),但還有待進(jìn)一步完善,企業(yè)更快的發(fā)展,但并不是智能程度更高。然而,這些困難只是暫時(shí)的,機(jī)械工程,智能化的發(fā)展方向是時(shí)代的潮流,隨著經(jīng)濟(jì)等方面的深度,我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,將為機(jī)械工程提供一個(gè)更強(qiáng)大的智能支持。

二、機(jī)械智能化制造技術(shù)的應(yīng)用

1.現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)已不再是一個(gè)簡單的生產(chǎn)過程,生產(chǎn)和產(chǎn)品設(shè)計(jì),但通過商品的概念系統(tǒng)已經(jīng)逐漸過渡到最終產(chǎn)品生產(chǎn)完成,系統(tǒng)集成生產(chǎn)過程的生產(chǎn),是現(xiàn)代制造技術(shù)的一個(gè)函數(shù)更系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)的信息處理機(jī)制的完美融合。制造技術(shù)、系統(tǒng)工程、自動(dòng)化技術(shù)和智能技術(shù)的集成,逐步開發(fā)一個(gè)全面的新技術(shù)產(chǎn)業(yè),即智能制造技術(shù),這是自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用,智能水平的表現(xiàn)。最典型的是智能制造系統(tǒng)在機(jī)械制造行業(yè),人工智能的應(yīng)用有機(jī)成機(jī)械制造系統(tǒng)在每一個(gè)操作環(huán)節(jié),通過專家智能的模擬活動(dòng),而不是最初由專家負(fù)責(zé)的那部分的活動(dòng)和擴(kuò)展專業(yè)負(fù)責(zé)的活動(dòng)系統(tǒng)使用其功能的智能制造系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè),各種各樣的錯(cuò)誤可以發(fā)生在任何時(shí)間和分析預(yù)測(cè)異常運(yùn)行狀態(tài),并在專家系統(tǒng)的基礎(chǔ)上寫的類似問題的預(yù)防措施的實(shí)施,與操作參數(shù)調(diào)整,以適應(yīng)外部環(huán)境的變化和緊急突發(fā)事件的處理。

2.機(jī)械制造技術(shù),有一種高端的技術(shù)稱為實(shí)時(shí)智能技術(shù)。只有第一個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境相對(duì)簡單的定義,它只停留在如何調(diào)整任務(wù),如何修改操作,如何使用這些工具,以確保有效的在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成所有任務(wù)。人工智能和高科技產(chǎn)品正試圖重組人類智能行為的實(shí)時(shí)計(jì)算模型,并實(shí)現(xiàn)其功能。現(xiàn)階段科學(xué)技術(shù)使實(shí)時(shí)系統(tǒng)和人工智能相互結(jié)合,相互補(bǔ)充,人工智能領(lǐng)域正朝著一個(gè)更現(xiàn)實(shí)的不斷發(fā)展,實(shí)時(shí)系統(tǒng)也向更智能的應(yīng)用領(lǐng)域邁出了一大步,因?yàn)檫@樣的進(jìn)步,現(xiàn)在的實(shí)時(shí)智能控制高度預(yù)期的結(jié)果是否得以實(shí)現(xiàn)。

三、機(jī)械工程智能化的發(fā)展方向

先進(jìn)制造技術(shù)的最新發(fā)展階段,制造技術(shù)是由傳統(tǒng)的制造技術(shù),不僅使制造技術(shù)的有效因素,在過去,不斷吸收各種高新技術(shù)成果,并滲透到生產(chǎn)的所有領(lǐng)域和整個(gè)過程。現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在兩個(gè)方向:一個(gè)是精密工程技術(shù)、超精密加工的前沿地區(qū),精細(xì)加工、納米技術(shù),將進(jìn)入微機(jī)械電子技術(shù)和微機(jī)時(shí)代;第二,機(jī)械工程,智能,智能產(chǎn)品,為了實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)管理和發(fā)展智能和智能安全報(bào)警。

1.精密成形技術(shù)包括:精密鑄造(濕膜鑄造精密成形,只要輸入鑄造精密成形、精密制造核心)、精密鍛造、冷濕精密成形、精密沖裁)、精密成型、精密熱塑焊接與切割等。

2.隱形切割無切削液加工機(jī)械加工工業(yè)是主要的應(yīng)用領(lǐng)域,沒有切削液處理和簡化流程,降低成本,消除了冷卻劑帶來了一系列問題,如廢物排放和回收,等等。

3.快速原型制造(RPM)和快速成型零件設(shè)計(jì)突破了傳統(tǒng)的加工工藝材料去除的原理,通過添加,累積的原則。代表技術(shù)分層實(shí)體制造(LOM),融化沉積建模(FDM)等等。

4.機(jī)械工程情報(bào)不僅僅是生產(chǎn)產(chǎn)品的智能化,智能管理方式,和機(jī)械工程設(shè)備智能化,智能機(jī)器生產(chǎn)能有效提高生產(chǎn)效率,可以幫助管理者在機(jī)械設(shè)備智能設(shè)備管理,降低管理成本,通過計(jì)算機(jī)管理,實(shí)現(xiàn)智能管理的目標(biāo)機(jī)器的性能和運(yùn)行狀態(tài),如故障時(shí)發(fā)生在生產(chǎn)的過程中,監(jiān)管設(shè)備將發(fā)出警報(bào),停止設(shè)備運(yùn)行的問題,確保二次故障的機(jī)器將不會(huì)發(fā)生。機(jī)械工程設(shè)備運(yùn)行條件是機(jī)械工程的基礎(chǔ),生產(chǎn)效率,在生產(chǎn)的過程中是非常重要的。因?yàn)椴煌臋C(jī)器設(shè)備設(shè)計(jì)、施工、性能、安裝和其他差異,機(jī)械工程,生產(chǎn)效率和生產(chǎn)目標(biāo)也不同,智能機(jī)械工程設(shè)備可以根據(jù)每臺(tái)機(jī)器的不同功能合理操作。機(jī)械工程、智能生產(chǎn)等各環(huán)節(jié)的連鎖控制技術(shù)、遙感技術(shù)、控制技術(shù)、現(xiàn)代機(jī)械工程等,所以企業(yè)應(yīng)密切關(guān)注科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),跟隨科技發(fā)展的步伐,與時(shí)俱進(jìn),應(yīng)用新的科學(xué)技術(shù)投入生產(chǎn)。

四、總結(jié)

只有跟上世界潮流的先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展,并把它在一個(gè)戰(zhàn)略重點(diǎn),,有足夠的強(qiáng)度以縮小與發(fā)達(dá)國家的差距,盡快能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭中立于不敗之地。在我國研究和發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)勢(shì)在必行。

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篇8

哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)科早在2007年就率先進(jìn)行了碩士研究生分類培養(yǎng)的培養(yǎng)模式改革試點(diǎn)工作。分別制定了學(xué)術(shù)型和應(yīng)用型的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案，對(duì)應(yīng)用型研究生培養(yǎng)的改革和探索，為貫徹執(zhí)行全日制專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)際的培養(yǎng)過程中，一方面積極與企業(yè)合作，建立校外實(shí)踐基地;另一方面，面對(duì)工程碩士招生的逐年增長，也積極探索多種形式的實(shí)踐基地建設(shè)模式，哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)科具有悠久的工程實(shí)踐傳統(tǒng)，在多年的辦學(xué)過程中，形成了面向國防，服務(wù)航天的工程教育特色，在整合學(xué)科、學(xué)院實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)資源的基礎(chǔ)上，依托重點(diǎn)學(xué)科優(yōu)勢(shì)，通過校內(nèi)實(shí)踐基地的建設(shè)，對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)起到了引領(lǐng)和促進(jìn)作用。研究生培養(yǎng)計(jì)劃中的課程實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)實(shí)踐、學(xué)位論文3個(gè)主要實(shí)踐環(huán)節(jié)，承擔(dān)著不同的實(shí)踐教育任務(wù)，課程實(shí)驗(yàn)的任務(wù)是加深對(duì)課堂知識(shí)的理解和掌握，圍繞某一(某些)具體知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行感性認(rèn)識(shí)訓(xùn)練。學(xué)位論文是訓(xùn)練綜合運(yùn)用科學(xué)理論、方法和技術(shù)手段解決某一具體工程技術(shù)問題的能力。因此，在目前的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，校內(nèi)實(shí)踐基地主要是完成實(shí)習(xí)實(shí)踐的教學(xué)任務(wù)，其功能定位為:培養(yǎng)學(xué)生熟悉本領(lǐng)域產(chǎn)品研發(fā)全過程;綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新性研發(fā)工作;熟悉生產(chǎn)和管理模式以及設(shè)備和工藝流程配置;在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)、提煉和總結(jié)學(xué)術(shù)問題的能力。通過在校內(nèi)實(shí)踐基地的訓(xùn)練，使學(xué)生基本熟悉機(jī)械工程領(lǐng)域的各類典型工作流程、關(guān)鍵核心技術(shù)的實(shí)現(xiàn)途徑、相關(guān)職業(yè)及技術(shù)規(guī)范，培養(yǎng)實(shí)踐研究和技術(shù)創(chuàng)新能力，并結(jié)合實(shí)踐內(nèi)容完成論文的選題指導(dǎo)工作，為進(jìn)一步進(jìn)入企業(yè)深入實(shí)踐奠定前期必要的技術(shù)基礎(chǔ)和知識(shí)儲(chǔ)備。為了實(shí)現(xiàn)上述功能定位，校內(nèi)實(shí)踐基地在構(gòu)建中遵循以下原則:(1)系統(tǒng)性。綜合考慮到我校機(jī)械工程學(xué)科及各二級(jí)學(xué)科的研究方向和特色，在平臺(tái)的建設(shè)上避免圍繞某一(某些)具體方向進(jìn)行實(shí)踐環(huán)節(jié)建設(shè)，而是通過整體平臺(tái)的構(gòu)建為學(xué)生提供一個(gè)系統(tǒng)接觸機(jī)械工程領(lǐng)域各種先進(jìn)技術(shù)和方法的實(shí)踐場(chǎng)所。(2)綜合性。在平臺(tái)所完成的實(shí)踐教學(xué)功能的設(shè)計(jì)上，注重依托校內(nèi)實(shí)踐基地將培養(yǎng)方案內(nèi)的實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐等各環(huán)節(jié)單元知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用與具體實(shí)施。(3)開放性。為發(fā)揮學(xué)生在實(shí)踐中的創(chuàng)造性，構(gòu)建了自行設(shè)計(jì)、自由探索的開放環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行自主創(chuàng)新能力的實(shí)踐。(4)示范性。作為實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的硬件平臺(tái)，在保證其教學(xué)功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，應(yīng)最大化地體現(xiàn)出對(duì)機(jī)械工程領(lǐng)域典型企業(yè)的示范作用。(5)學(xué)術(shù)性。面向研究生的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，更為注重的是通過實(shí)踐培養(yǎng)學(xué)生從中總結(jié)規(guī)律、發(fā)現(xiàn)科學(xué)問題的能力，因此實(shí)踐環(huán)節(jié)應(yīng)具有一定的學(xué)術(shù)內(nèi)涵。

2校內(nèi)實(shí)踐基地硬件平臺(tái)的構(gòu)建

與課堂理論教學(xué)不同，實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)需要依賴于儀器設(shè)備等硬件條件，因此需要結(jié)合學(xué)科的特點(diǎn)來構(gòu)建完成預(yù)定實(shí)踐教育功能的硬件平臺(tái)組成。哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程一級(jí)學(xué)科包含機(jī)械電子工程、機(jī)械制造及其自動(dòng)化、機(jī)械設(shè)計(jì)及理論、車輛工程、工業(yè)工程、精密與微納制造和航空宇航制造工程7376個(gè)二級(jí)學(xué)科，年招收碩士生350人，其中應(yīng)用型碩士研究生和全日制工程碩士240人左右。機(jī)械工程學(xué)科覆蓋的各個(gè)二級(jí)學(xué)科各具內(nèi)涵，互相獨(dú)立而又互為支撐，形成了各具特色的研究方向。機(jī)械工程領(lǐng)域工程碩士研究生的應(yīng)用能力培養(yǎng)主要體現(xiàn)在以下方面:①大型/復(fù)雜/先進(jìn)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力;②各種傳動(dòng)及其檢測(cè)、控制技術(shù)應(yīng)用能力;③先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用能力;④機(jī)電融合應(yīng)用能力;⑤科技協(xié)作能力。這些能力的培養(yǎng)需要一系列超出單個(gè)課程的綜合實(shí)踐平臺(tái)來提供學(xué)生從實(shí)踐中鍛煉和掌握工程技術(shù)能力的實(shí)踐機(jī)會(huì)。依托校內(nèi)實(shí)踐基地，建設(shè)一個(gè)獨(dú)立于課程教學(xué)之外，支撐全院研究生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的工程實(shí)踐平臺(tái)具有重要意義。對(duì)于應(yīng)用型碩士研究生，應(yīng)該在機(jī)械工程一級(jí)學(xué)科的框架下，培養(yǎng)其對(duì)各相關(guān)研究方向的了解和掌握，培養(yǎng)出知識(shí)面廣博、適應(yīng)性廣的交叉復(fù)合型人才，因此，校內(nèi)實(shí)踐基地所建設(shè)的教學(xué)平臺(tái)應(yīng)體現(xiàn)出綜合性，并具有一定的輻射性，加強(qiáng)碩士研究生對(duì)機(jī)械工程領(lǐng)域相關(guān)研究方向的了解，拓展知識(shí)面，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。所建立的校內(nèi)實(shí)踐基地硬件平臺(tái)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1校內(nèi)實(shí)踐基地硬件平臺(tái)的總體結(jié)構(gòu)校內(nèi)實(shí)踐基地硬件平臺(tái)包括實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和實(shí)踐平臺(tái)兩個(gè)部分，其中實(shí)驗(yàn)平臺(tái)用來支撐培養(yǎng)計(jì)劃中的實(shí)踐學(xué)分，由傳感及測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)子平臺(tái)、數(shù)字化制造技術(shù)實(shí)驗(yàn)子平臺(tái)、機(jī)器人技術(shù)實(shí)驗(yàn)子平臺(tái)和微納米測(cè)量技術(shù)實(shí)驗(yàn)子平臺(tái)組成;實(shí)踐平臺(tái)用來為學(xué)生提供一個(gè)實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新、自由探索的實(shí)踐環(huán)境，由金屬零件少無切削制造技術(shù)工程實(shí)踐子平臺(tái)、空間機(jī)構(gòu)及機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐子平臺(tái)、數(shù)控運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)踐子平臺(tái)和液壓伺服傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)綜合應(yīng)用實(shí)踐子平臺(tái)組成。

2．1傳感及測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)子平臺(tái)傳感及測(cè)試技術(shù)是機(jī)械工程學(xué)科研究生必須掌握的一門偏重于基礎(chǔ)的技術(shù)，并且是其它眾多技術(shù)的基礎(chǔ)，因此該實(shí)驗(yàn)子平臺(tái)的建設(shè)側(cè)重訓(xùn)練研究生對(duì)常用傳感器的基本原理及其典型應(yīng)用，使學(xué)生不但對(duì)傳感技術(shù)中所涉及的各種傳感器的測(cè)量原理和性能指標(biāo)有深入具體的認(rèn)識(shí)，而且還能夠針對(duì)具體的問題，選擇合適的傳感器完成相應(yīng)的檢測(cè)任務(wù)，為將來的學(xué)習(xí)和工作奠定實(shí)踐基礎(chǔ)，提高應(yīng)用型研究生對(duì)相關(guān)專業(yè)理論的認(rèn)知、加強(qiáng)對(duì)專業(yè)技術(shù)工作適應(yīng)能力和開發(fā)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2．2數(shù)字化制造技術(shù)實(shí)驗(yàn)子平臺(tái)該實(shí)驗(yàn)子平臺(tái)以對(duì)數(shù)字化制造技術(shù)的原理和核心技術(shù)的理解為主，以校園網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，建立數(shù)字化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)計(jì)和加工子系統(tǒng)，兩個(gè)子系統(tǒng)共享一個(gè)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)信息共享。以現(xiàn)有的CAD/CAM軟件和自行開發(fā)的數(shù)控技術(shù)、數(shù)字化加工、數(shù)字化裝配等軟件為基礎(chǔ)，為數(shù)字化設(shè)計(jì)、建模和仿真、加工技術(shù)的研究提供基本的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境和條件。使學(xué)生掌握數(shù)字化制造技術(shù)在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、分析、制造、制造系統(tǒng)規(guī)劃等方面的應(yīng)用。

2．3機(jī)器人技術(shù)實(shí)驗(yàn)子平臺(tái)該實(shí)驗(yàn)子平臺(tái)是一個(gè)具有一定規(guī)模的、模塊化的、可擴(kuò)展的機(jī)器人系統(tǒng)開放實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，子平臺(tái)的建設(shè)以常規(guī)機(jī)器人技術(shù)教學(xué)為主，并兼顧機(jī)器人智能運(yùn)動(dòng)控制和機(jī)構(gòu)空間復(fù)雜軌跡的實(shí)現(xiàn)等相關(guān)教學(xué)實(shí)驗(yàn)。能夠進(jìn)行14個(gè)機(jī)器人技術(shù)方面的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，各實(shí)驗(yàn)間既可以獨(dú)立進(jìn)行，也可以聯(lián)合進(jìn)行;能根據(jù)教學(xué)的需求及課程的變化需求進(jìn)行迅速調(diào)整，以適應(yīng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要。這些實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)、編程和實(shí)施，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)、分析和動(dòng)手能力，促進(jìn)機(jī)器人技術(shù)教學(xué)水平的提高，培養(yǎng)機(jī)械工程學(xué)科研究生的綜合技能和創(chuàng)新能力。

2．4微納米測(cè)量技術(shù)實(shí)驗(yàn)子平臺(tái)隨著超精密加工技術(shù)和納米加工技術(shù)的發(fā)展，對(duì)機(jī)械加工表面形貌的微觀檢測(cè)提出了越來越高的要求。因此微納米檢測(cè)技術(shù)成為機(jī)械工程學(xué)科新的研究熱點(diǎn)。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生掌握原子力顯微鏡測(cè)量原理、測(cè)試參數(shù)的選擇，數(shù)據(jù)處理知識(shí)。掌握利用原子力顯微鏡獲得力曲線，根據(jù)納米壓痕法的理論基礎(chǔ)及彈性接觸理論計(jì)算材料的機(jī)械力學(xué)特性，分析研究測(cè)量儀器的原理、精度、誤差及適用范圍。

2．5金屬零件少無切削制造技術(shù)工程實(shí)踐子平臺(tái)本子平臺(tái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行金屬零件少無切削制造技術(shù)的實(shí)踐訓(xùn)練。學(xué)生通過設(shè)計(jì)制造零件的實(shí)踐，培養(yǎng)研究生:先進(jìn)綠色制造技術(shù)運(yùn)用能能力;產(chǎn)品制造生產(chǎn)線管理與運(yùn)用能力;數(shù)控等先進(jìn)裝備控制與運(yùn)用能力。

2．6空間機(jī)構(gòu)及機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐子平臺(tái)通過先進(jìn)傳動(dòng)裝置的學(xué)習(xí)和拆裝，使學(xué)生了解、學(xué)習(xí)高性能諧波減速器等國外先進(jìn)傳動(dòng)裝置的原理、設(shè)計(jì)方法、結(jié)構(gòu)和工藝;由學(xué)生利用基本元部件設(shè)計(jì)并構(gòu)建機(jī)械系統(tǒng)，如多自由度關(guān)節(jié)串聯(lián)機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)等。根據(jù)學(xué)生自己構(gòu)建的機(jī)械系統(tǒng)，運(yùn)用機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與動(dòng)力分析軟件建立虛擬樣機(jī)，進(jìn)行仿真。學(xué)生為自己構(gòu)建的機(jī)械系統(tǒng)配備運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)和PID控制來控制交、直流伺服系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)其構(gòu)建的機(jī)械系統(tǒng)的預(yù)期運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。

2．7數(shù)控運(yùn)動(dòng)控制綜合實(shí)踐子平臺(tái)以機(jī)床運(yùn)動(dòng)形式為主要控制目標(biāo)，運(yùn)動(dòng)控制為主，順序控制為輔，訓(xùn)練學(xué)生機(jī)電系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制能力。實(shí)踐子平臺(tái)以單軸運(yùn)動(dòng)模塊為基本單元，可搭建一軸、兩軸和三軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)采用PC-Base運(yùn)動(dòng)控制控制器為核心，交流伺服系統(tǒng)為基礎(chǔ)，形成一個(gè)開放式的、學(xué)生可實(shí)際搭建的(包括內(nèi)部控制軟件)實(shí)踐系統(tǒng)。

2．8液壓伺服傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)綜合應(yīng)用實(shí)踐子平臺(tái)該實(shí)踐子平臺(tái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行流體傳動(dòng)與控制重要基礎(chǔ)和綜合應(yīng)用的訓(xùn)練。平臺(tái)包含豎直液壓伺服搬運(yùn)、水平液壓傳動(dòng)搬運(yùn)、氣動(dòng)插拔銷三套子系統(tǒng)，訓(xùn)練學(xué)生:流體傳動(dòng)與控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)能力、液壓伺服系統(tǒng)(位置和力及其切換)設(shè)計(jì)調(diào)試能力、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)調(diào)試能力、氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)調(diào)試能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

3校內(nèi)實(shí)踐基地的實(shí)踐教學(xué)體系

在校內(nèi)實(shí)踐基地硬件平臺(tái)構(gòu)建的基礎(chǔ)上，結(jié)合應(yīng)用型研究生培養(yǎng)方案，構(gòu)建了校內(nèi)實(shí)踐基地的實(shí)踐教學(xué)體系，根據(jù)兩類平臺(tái)的特點(diǎn)，結(jié)合培養(yǎng)目標(biāo)，依托實(shí)驗(yàn)平臺(tái)下設(shè)的4個(gè)子平臺(tái)建設(shè)了一門具有特色的實(shí)驗(yàn)課程“機(jī)械工程學(xué)科應(yīng)用型研究生綜合實(shí)驗(yàn)”，綜合實(shí)驗(yàn)課程在內(nèi)容設(shè)置上立足機(jī)械工程學(xué)科的主干課程，從機(jī)械工程一級(jí)學(xué)科的角度去組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容，規(guī)劃建設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目既是對(duì)若干門學(xué)位課程內(nèi)容的深化和提升，又是對(duì)某門課程課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的強(qiáng)化，支撐研究生培養(yǎng)計(jì)劃中2學(xué)分的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，可以完成總計(jì)66學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，根據(jù)課程的設(shè)置和培養(yǎng)計(jì)劃，要求研究生從中選擇22學(xué)時(shí)進(jìn)行本門課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以加強(qiáng)碩士研究生現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)方法和技能的訓(xùn)練和提高。在教學(xué)體系的建設(shè)上，實(shí)踐平臺(tái)是對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的進(jìn)一步深化和運(yùn)用，目的是注重學(xué)生自主實(shí)踐能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)，實(shí)踐內(nèi)容的設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)出開放性和探索性，學(xué)生利用平臺(tái)所提供的基本元件和模塊，根據(jù)給定的技術(shù)參數(shù)和指標(biāo)，自行搭建系統(tǒng)，獨(dú)立完成相應(yīng)的實(shí)踐訓(xùn)練項(xiàng)目。結(jié)合實(shí)踐平臺(tái)的硬件設(shè)備，建設(shè)了一門面向全院碩士生的實(shí)踐課程“機(jī)械工程綜合實(shí)踐”，以獨(dú)立實(shí)踐課程的形式來實(shí)現(xiàn)校內(nèi)實(shí)踐基地的實(shí)踐教學(xué)功能，使本領(lǐng)域的應(yīng)用型研究生能夠經(jīng)歷一個(gè)相對(duì)完整的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)和控制的工程應(yīng)用過程的基本訓(xùn)練，支撐研究生培養(yǎng)計(jì)劃中的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，根據(jù)課程的設(shè)置和培養(yǎng)計(jì)劃，要求研究生從中選擇若干實(shí)踐項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。依托校內(nèi)實(shí)踐基地開設(shè)的兩門實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程，初步確定了機(jī)械工程領(lǐng)域應(yīng)用型研究生的實(shí)踐教學(xué)體系。解決了應(yīng)用型研究生培養(yǎng)方案中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱的問題;確立了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的主體地位，以獨(dú)立的課程形式來加深課堂理論知識(shí)的理解，提高創(chuàng)新實(shí)踐的能力，滿足機(jī)械工程學(xué)科研究生培養(yǎng)方案中實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)計(jì)劃，為進(jìn)一步的分類培養(yǎng)模式改革提供實(shí)踐。

4校內(nèi)實(shí)踐基地的運(yùn)行效果與深化建設(shè)

篇9

在學(xué)習(xí)中，經(jīng)過機(jī)械工程訓(xùn)練教學(xué)可以讓學(xué)生靈活的應(yīng)用專業(yè)知識(shí)去解決實(shí)際生活中的工程問題，倘若在把競(jìng)賽訓(xùn)練模式應(yīng)用到教學(xué)中去，這就更有力的幫助激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維的感覺，將創(chuàng)新設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)新成果，從而將大學(xué)生的創(chuàng)新潛質(zhì)激發(fā)出來。整個(gè)教學(xué)過程，都是有目的的在培養(yǎng)大學(xué)生的實(shí)踐能力、思維能力、質(zhì)疑能力以及信息能力，最后達(dá)成培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的目標(biāo)。

（1）信息能力的培養(yǎng)信息能力通常指的是采用先進(jìn)的信息檢索工具與科學(xué)有效的信息檢索方法，在收獲信息以后對(duì)信息實(shí)施識(shí)別、選擇、加工、應(yīng)用、管理與創(chuàng)新的能力。信息能力包含：收獲信息的能力，研究與分析加工信息的能力，科學(xué)應(yīng)用信息的能力，溝通交流信息的能力，正確管理信息的能力等。比如，讓學(xué)生參與機(jī)械工程訓(xùn)練競(jìng)賽，最開始會(huì)讓學(xué)生通過不同的渠道來知曉競(jìng)賽的主題，競(jìng)賽的規(guī)矩以及競(jìng)賽的地點(diǎn)時(shí)間等信息。之后，根據(jù)收獲的信息進(jìn)行研究分析，從而理解與消化，對(duì)于不夠明白的地方要向有關(guān)的部門及老師進(jìn)行詢問。最后的步驟就是將這些信息實(shí)施科學(xué)有效的歸類，進(jìn)而為參與大賽所設(shè)計(jì)的方案提供相關(guān)的指引。在現(xiàn)實(shí)的機(jī)械工程訓(xùn)練教學(xué)課堂中，學(xué)生在設(shè)計(jì)和制作機(jī)械工程訓(xùn)練物品以前，教師可以有針對(duì)性的從信息能力方面來培養(yǎng)學(xué)生。比如，利用工程訓(xùn)練任務(wù)書，大概的說一下產(chǎn)品的相關(guān)技術(shù)要求，其他的讓大學(xué)生應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)或者圖書館等渠道，來獲取與之相關(guān)的資料與信息，從而準(zhǔn)備好之后的環(huán)節(jié)，包括制定設(shè)計(jì)方案、描繪產(chǎn)品圖紙，編排加工工藝與檢測(cè)最后的實(shí)物等。

（2）質(zhì)疑能力的培養(yǎng)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重點(diǎn)在于培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力，許多的創(chuàng)新思想就是來源于對(duì)傳統(tǒng)的質(zhì)疑，提出疑問通常比解決實(shí)際問題更為關(guān)鍵，解決實(shí)際問題，僅僅體現(xiàn)的是技術(shù)能力，而提出新的疑問及新的可能性，往往需要豐富的創(chuàng)新能力。在機(jī)械工程訓(xùn)練教學(xué)中培養(yǎng)大學(xué)生的質(zhì)疑能力，需要先將機(jī)械工程訓(xùn)練的教學(xué)內(nèi)容準(zhǔn)備好，而準(zhǔn)備教學(xué)內(nèi)容必須要展現(xiàn)實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神的思想，要將機(jī)械工程訓(xùn)練課程的基礎(chǔ)特點(diǎn)充分結(jié)合起來，讓機(jī)械工程訓(xùn)練課程的內(nèi)容即離開傳統(tǒng)內(nèi)容，又要讓實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容向著展現(xiàn)當(dāng)代系統(tǒng)工程、現(xiàn)代管理、物聯(lián)網(wǎng)信息、數(shù)字化電子技術(shù)及現(xiàn)代化的先進(jìn)機(jī)械的實(shí)踐教學(xué)方式轉(zhuǎn)變，展現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性。這樣大學(xué)生可以更好地發(fā)現(xiàn)新的問題，甚至是更具有前瞻性的問題。對(duì)于學(xué)生提出的問題，老師需要給予肯定，這樣學(xué)生才可以大膽的想象，大膽的質(zhì)疑，才可以將學(xué)生的創(chuàng)新思維激發(fā)出來。

（3）思維能力的培養(yǎng)針對(duì)實(shí)際機(jī)械工程相關(guān)問題實(shí)施綜合能力教學(xué)是大學(xué)生在機(jī)械工程訓(xùn)練進(jìn)程中的重要內(nèi)容。這就要組織大學(xué)生從感性思維到理性的抽象概括，并從具體的感性表象轉(zhuǎn)為抽象的理性思考，然后進(jìn)行綜合能力的教學(xué)，將機(jī)械工程的知識(shí)系統(tǒng)化，從而將若干知識(shí)聯(lián)系起來，展開從觀察到思考這一精密的思維過程。這就證明了實(shí)施綜合能力教學(xué)對(duì)于大學(xué)生發(fā)射思維能力與抽象邏輯思維能力的培養(yǎng)是有推動(dòng)作用的。與此同時(shí)，也可以有效地促進(jìn)創(chuàng)新思維的培養(yǎng)與聯(lián)系，創(chuàng)新思維并不是一種單一的思維方式，其是由多種思維組合而成的復(fù)合體。此外，在機(jī)械工程訓(xùn)練教學(xué)的課堂中，教師需要要求學(xué)生把機(jī)械工程訓(xùn)練中遭遇的問題，對(duì)相關(guān)問題因素的研究分析，解答問題的方案以及產(chǎn)品設(shè)計(jì)以后的改進(jìn)措施等都寫出思維的報(bào)告，從而提出新的創(chuàng)意，雖然這僅僅是要求學(xué)生記錄下來，但相應(yīng)的也對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)有著促進(jìn)的作用。

（4）實(shí)踐能力的培養(yǎng)機(jī)械工程訓(xùn)練作為機(jī)械工程實(shí)踐教學(xué)中的重要部分，在全國教學(xué)進(jìn)程中，自始至終都將技能培訓(xùn)與方法訓(xùn)練、生產(chǎn)與教學(xué)、實(shí)踐與理論、動(dòng)手與動(dòng)腦這些密切且有機(jī)的融合在一起。老師在教學(xué)中可以布置一個(gè)作業(yè)，這個(gè)作業(yè)的題目僅僅對(duì)產(chǎn)品的尺寸及相應(yīng)的功能做一些簡單的要求，而大學(xué)生則依照競(jìng)賽訓(xùn)練的方式，經(jīng)過提出想法、收集信息、制定方案、加工制造、實(shí)際測(cè)試等相應(yīng)的機(jī)械工程實(shí)踐活動(dòng)來提升自身的實(shí)踐能力。教師還能夠?qū)C(jī)械工程訓(xùn)練中心的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來，為學(xué)生提供必備的技術(shù)點(diǎn)評(píng)與硬件設(shè)施，組織安排學(xué)生參與一些設(shè)計(jì)制造或發(fā)明創(chuàng)造類的比賽，以此來發(fā)掘?qū)W生的熱情與潛力，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力與創(chuàng)新意識(shí)，從而增強(qiáng)學(xué)生對(duì)于創(chuàng)新的信心。

2結(jié)束語

篇10

浙江農(nóng)林大學(xué)機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心于2003年進(jìn)行了詳實(shí)的規(guī)劃，并聘請(qǐng)浙江大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)、浙江理工大學(xué)等高校的機(jī)械工程領(lǐng)域的相關(guān)專家對(duì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案進(jìn)行論證。通過此次的規(guī)劃和論證，為實(shí)驗(yàn)中心后期建設(shè)和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。經(jīng)過十來年的建設(shè)和發(fā)展，機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心擁有工程力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、液壓與氣動(dòng)、測(cè)量與測(cè)試技術(shù)、CAD/CAM、機(jī)電控制、金相、工程訓(xùn)練等九個(gè)實(shí)驗(yàn)分室，實(shí)驗(yàn)室使用面積2049平方米，儀器設(shè)備600多臺(tái)（套），總資產(chǎn)超1000萬。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心依托機(jī)械工程學(xué)科，擁有專業(yè)實(shí)驗(yàn)人員8人，另外，學(xué)科大部分專職教師參與實(shí)驗(yàn)中心的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)并開展相應(yīng)的科研工作。實(shí)驗(yàn)中心主要承擔(dān)全校的機(jī)械制造及自動(dòng)化、工業(yè)設(shè)計(jì)、木材科學(xué)與工程等9個(gè)工科專業(yè)的基礎(chǔ)及專業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，每年能開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程20多門，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)約80個(gè)，實(shí)驗(yàn)總?cè)藭r(shí)數(shù)超6萬人。目前，實(shí)驗(yàn)中心已成為教學(xué)實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、測(cè)試分析、科研開發(fā)及社會(huì)服務(wù)于一體的綜合性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

2實(shí)驗(yàn)室開放模式

實(shí)驗(yàn)室開放是指各實(shí)驗(yàn)室在完成計(jì)劃內(nèi)教學(xué)、科研任務(wù)的前提下，利用現(xiàn)有儀器設(shè)備、設(shè)施條件及師資等，面向?qū)W生、教師及社會(huì)等人員開放，為學(xué)生、教師及其他人員等提供實(shí)踐學(xué)習(xí)、科研和服務(wù)平臺(tái)。如何實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的全面開放，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室在人才培養(yǎng)和科研中的作用，許多高校根據(jù)自身?xiàng)l件采取合理的開放模式，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)資源，取得了一定的成效。我校機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心以實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的形式進(jìn)行開放，探索其在創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)中所起的作用。

（1）開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目除了課內(nèi)必修實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目外，教務(wù)處將開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目納入學(xué)生實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)學(xué)生利用課余時(shí)間參加實(shí)驗(yàn)室開放活動(dòng)。開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一般為大型儀器設(shè)備所具備功能未在基礎(chǔ)及專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開設(shè)，實(shí)驗(yàn)人員或者專職教師編寫綜合性或設(shè)計(jì)性項(xiàng)目供學(xué)生以公開課的形式進(jìn)行選課。為了確保開放實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量，每位教師每學(xué)期最多開設(shè)兩個(gè)開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，每個(gè)開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目規(guī)定招收的學(xué)生數(shù)不得低于20人，而每個(gè)項(xiàng)目最多只能設(shè)兩個(gè)班次。學(xué)校設(shè)立實(shí)驗(yàn)室開放專項(xiàng)基金，用于補(bǔ)貼學(xué)生參加開放實(shí)驗(yàn)所需材料消耗，且學(xué)生所參與的開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目成績考核合格后可以取得實(shí)踐性課程學(xué)分。同時(shí)，為了鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員和教師積極開展開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目工作，學(xué)校給予指導(dǎo)教師一定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開放津貼。

（2）各類競(jìng)賽項(xiàng)目目前，機(jī)械工程學(xué)科組織的大學(xué)生競(jìng)賽項(xiàng)目有全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽慧魚組競(jìng)賽、浙江省大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽及浙江省大學(xué)生工程訓(xùn)練大賽等。為了促進(jìn)各項(xiàng)賽事的順利開展，由相關(guān)的專職教師負(fù)責(zé)，同時(shí)，實(shí)驗(yàn)中心在不影響正常教學(xué)的前提下對(duì)所需的實(shí)驗(yàn)分室進(jìn)行全天候開放，實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員在上班期間對(duì)需要使用實(shí)驗(yàn)儀器的學(xué)生進(jìn)行技術(shù)使用指導(dǎo)，而周六、周日及假期通過預(yù)約方式，由實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心安排人員值班。通過師生的共同努力，機(jī)械工程學(xué)科獲得浙江省大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽和全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)優(yōu)秀組織獎(jiǎng)各1項(xiàng)。近4年來學(xué)生競(jìng)賽成績斐然，共取得全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)8項(xiàng)，省三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽特等獎(jiǎng)4項(xiàng)、一等獎(jiǎng)6項(xiàng)、二等獎(jiǎng)9項(xiàng)、三等獎(jiǎng)6項(xiàng)；第四屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽慧魚組競(jìng)賽二等獎(jiǎng)1項(xiàng)；浙江省大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、二等獎(jiǎng)7項(xiàng)、三等獎(jiǎng)7項(xiàng)；浙江省大學(xué)生工程訓(xùn)練大賽三等獎(jiǎng)4項(xiàng)。通過競(jìng)賽的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，學(xué)生已獲得實(shí)用新型專利37項(xiàng)，發(fā)明專利3項(xiàng)已受理；另外，有大學(xué)生利用自己的發(fā)明專利進(jìn)行自主創(chuàng)業(yè)，其中有2個(gè)大學(xué)生創(chuàng)新企業(yè)落戶臨安科技創(chuàng)新服務(wù)區(qū)。

（3）畢業(yè)設(shè)計(jì)及教師科研項(xiàng)目高年級(jí)本科生都要完成畢業(yè)論文設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)中心充分運(yùn)用教學(xué)實(shí)驗(yàn)室優(yōu)質(zhì)資源對(duì)學(xué)生實(shí)行開放。在課題指導(dǎo)教師和實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員的指導(dǎo)或輔助下，讓學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)室的先進(jìn)的儀器設(shè)備進(jìn)行畢業(yè)課題的測(cè)試分析；另外，機(jī)械原理及機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室對(duì)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)類的畢業(yè)課題提供理論支持和結(jié)構(gòu)參考。實(shí)驗(yàn)中心為學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行開放，使學(xué)生在本科階段得到創(chuàng)新性科學(xué)研究的鍛煉，為畢業(yè)后能更快地進(jìn)入工作狀態(tài)提供一個(gè)難得的實(shí)踐平臺(tái)。近幾年來我校教師的各類科研項(xiàng)目不斷增加，為了開展科研，他們需要實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地和儀器設(shè)備。針對(duì)種情況，機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心積極為有科研項(xiàng)目的教師開放相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室，提供實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，搭建一個(gè)科研平臺(tái)，營造一個(gè)自由輕松的科研環(huán)境，幫助他們順利完成科研項(xiàng)目。同時(shí)，教師科研項(xiàng)目為學(xué)生提供了新的畢業(yè)課題資源，在教師的科研過程中，學(xué)生和教師組成科研小團(tuán)隊(duì)，調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)科研的積極性和主動(dòng)性。學(xué)生在導(dǎo)師的指導(dǎo)下查閱資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，通過實(shí)驗(yàn)的測(cè)試分析，最終完成畢業(yè)課題；而教師也可以充分利用實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備，發(fā)揮學(xué)生的團(tuán)隊(duì)作用，完成科研項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)雙贏的效果。

（4）社會(huì)服務(wù)項(xiàng)目浙江農(nóng)林大學(xué)地處浙江杭州臨安，是目前臨安唯一一所大學(xué)。臨安傳統(tǒng)特色工業(yè)是電纜和節(jié)能燈，而杭州對(duì)工業(yè)區(qū)進(jìn)行了整合，將一些大型工業(yè)搬遷到了臨安工業(yè)區(qū)，目前有杭州叉車制造有限公司、杭州起重機(jī)有限公司和杭州氧氣設(shè)備制造有限公司等大型機(jī)械企業(yè)，同時(shí)在建規(guī)模較大的減速器生產(chǎn)基地。而浙江農(nóng)林大學(xué)的機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心擁有先進(jìn)的儀器設(shè)備，技術(shù)隊(duì)伍雄厚，機(jī)械工程學(xué)科可以結(jié)合企業(yè)運(yùn)作需求，與企業(yè)建立長期的合作關(guān)系，建立校企合作實(shí)驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)資源共享，走“產(chǎn)學(xué)研”合作發(fā)展道路，提高儀器設(shè)備的利用率。在實(shí)施校企合作過程中，使學(xué)生有機(jī)會(huì)在企業(yè)的實(shí)際工作崗位上得到培訓(xùn)和專業(yè)訓(xùn)練，大大提升學(xué)生的動(dòng)手能力及創(chuàng)造力的發(fā)揮，促進(jìn)大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3實(shí)驗(yàn)室開放管理

（1）實(shí)驗(yàn)室開放審批實(shí)驗(yàn)室開放的運(yùn)行流程要盡可能簡化、易操作。通過實(shí)踐探索，機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的各實(shí)驗(yàn)室開放需要辦理申請(qǐng)手續(xù)。教師或者學(xué)生根據(jù)要求填寫實(shí)驗(yàn)室開放申請(qǐng)單，由指導(dǎo)教師或?qū)W生簽名，經(jīng)實(shí)驗(yàn)中心審批，各實(shí)驗(yàn)分室技術(shù)管理人員根據(jù)審批單對(duì)管轄的實(shí)驗(yàn)室實(shí)行開放。實(shí)驗(yàn)開放項(xiàng)目完成后，需要由該實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行全面檢查，遇到設(shè)備損壞及時(shí)維修，確保實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備正常運(yùn)作。

（2）開放模式管理研究實(shí)驗(yàn)室實(shí)行開放，無論是開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，還是競(jìng)賽項(xiàng)目均在時(shí)間、空間上實(shí)施開放，使實(shí)施管理者的工作量急劇上升，無形加重了實(shí)驗(yàn)管理者和技術(shù)人員的工作壓力，導(dǎo)致每個(gè)專職實(shí)驗(yàn)人員每天同時(shí)管理幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室，管理幾臺(tái)設(shè)備，疲于應(yīng)付。為了保證實(shí)驗(yàn)室正常開放，指導(dǎo)教師按分項(xiàng)負(fù)責(zé)，參加指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)和安排必要的實(shí)驗(yàn)室值班工作。在實(shí)驗(yàn)室開放期間，實(shí)驗(yàn)室實(shí)行出入登記制度。凡是來實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)的，必須要做好出入情況登記，標(biāo)明當(dāng)日出入實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間和工作的具體內(nèi)容。這樣一旦實(shí)驗(yàn)室出現(xiàn)了安全事故，可以通過查看實(shí)驗(yàn)室出入人員的登記記錄，追查事故發(fā)生的原因及其責(zé)任人。

（3）儀器設(shè)備維護(hù)研究隨著實(shí)驗(yàn)中心以項(xiàng)目制的形式實(shí)施開放，儀器設(shè)備磨損或者損壞率會(huì)逐步增加，其后果是設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)，尤其是大型精密儀器的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)會(huì)急劇增加。為了確保實(shí)驗(yàn)室的開放，如何解決實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的維護(hù)費(fèi)值得商討。目前，由學(xué)校設(shè)備處牽頭實(shí)施大型儀器設(shè)備開放收費(fèi)制度，收取的經(jīng)費(fèi)大部分用于儀器設(shè)備的維修和保養(yǎng)，余下的部分補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的額外勞動(dòng)。

4小結(jié)