機械密封是機械設備防止泄漏、節約能源、控制環境污染的重要部件,廣泛應用于機械、石油、化工、電力、輕工、船舶、宇航和原子能等工業的泵、壓縮機、反應釜等設備,它對過程工業中的整臺機器設備、整套裝置乃至整個下面是小編為大家整理的2023年重型機械論文【五篇】(全文完整),供大家參考。
重型機械論文范文第1篇
[關鍵詞]機械密封 微變形 研究
中圖分類號:TH136 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)44-0356-01
機械密封是機械設備防止泄漏、節約能源、控制環境污染的重要部件,廣泛應用于機械、石油、化工、電力、輕工、船舶、宇航和原子能等工業的泵、壓縮機、反應釜等設備,它對過程工業中的整臺機器設備、整套裝置乃至整個工廠的安全生產都有重大影響。隨著工業的高速發展,機械密封的工況逐漸提高以及人們環保意識的增強,對機械密封的性能也要求更高,但在實際使用中,不可避免地會出現機械密封失效。造成機械密封失效的原因很多,主要原因之一是機械密封端面變形,因為變形后造成泄漏增大,磨損加劇,壽命縮短,嚴重影響了機械密封的使用效果。因此精確計算機械密封端面變形,研究影響變形的關鍵因素,探索減小變形的措施對提高機械密封性能和使用壽命及開發機械密封產品具有重要的指導意義。
1 理論研究
隨著機械密封技術向高壓、高速、高溫和大直徑等方向發展,機械密封環的變形問題就尤為突出。導致變形的原因有兩方面:機械和熱。目前被普遍認同的端面變形形狀為錐形。為盡量減小錐形變形,需要通過理論分析來了解并掌握其規律。目前變形理論主要有:圓環理論和殼體力矩理論。研究表明,影響變形的因素主要是力和溫度。圓環理論在計算簡單密封環形狀時計算值與試驗值比較一致,但在計算復雜密封環形狀時計算值與試驗值差別很大。Mayer為機械密封端面變形的理論研究奠定了基礎。2002年,洪先志等提出了應用殼體力矩理論求解密封環端面力變形,同時將環截面分成若干部分(矩形或三角形),考慮各部分結合處轉角和位移的變形協調性,建立了四階線性齊次微分方程和變形協調方程,可直接計算稍復雜截面形狀的機械密封。研究表明,殼體力矩理論用于計算密封環端面變形是一種可靠、簡便、有效的方法,運用此法能夠得到密封環端面在外部擠壓力作用下力變形較準確的值,從而將理論研究水平提升到較高層次。盡管機械密封端面變形的研究已有50多年,但由于其結構和性能涉及到流體流動、傳熱、力變形、熱變形及其耦合,問題十分復雜,因而其理論還不完善,尚缺乏簡潔而實用的設計理論。但進行簡單的理論研究,有助于建立數學模型及清楚地認識密封環變形問題中各參數的物理意義。
2 數值模擬研究
近年來,隨著計算軟件的蓬勃發展,數值模擬成為研究機械密封端面變形的強有力手段。目前,數值模擬方法主要有邊界元法和有限元法。1986年,Doust采用邊界元法建立了機械密封變形計算模型,編制了相應的計算程序,并用試驗對計算結果進行了驗證,發現實驗值與計算值比較相符。但邊界元法在處理邊界時比有限元法復雜。
由于有限元法原理相對簡單,且有限元方面的應用軟件很多,如ANYSYS、ABAQUS、FEMLAB等,因此采用有限元法進行分析變形的研究較多,而且基于有限元軟件平臺求解機械密封變形已逐漸成為研究的主流。
在我國,陳鐵鑫等采用FEM和邊界元法相結合的等價有限元算法,計算了204型小彈簧平衡型大直徑釜用接觸式機械密封的變形,發現靜環的軸向變形主要是由壓力載荷引起的,動環端面的軸向變形主要由溫升引起。王美華等采用三角形FEM對人字形螺旋槽的熱變形和力變形進行了分析,調用了SAP5―線性系統靜力和動力響應結構分析有限元程序對密封環的力變形、熱變形進行了計算。李文泰和張文格將動靜環合為一體建立了模型,在摩擦面上使用只能受壓力不能承受拉力的虛擬桿元來聯系動環和靜環。依據FEM,采用四節點等參單元計算了密封環的力變形和熱變形。張書貴[17]對機械密封的力變形和熱變形進行了研究,發現熱變形是機械密封變形的主要形式,并討論了熱變形、力變形與密封環的結構、材料及使用條件的關系。張保忠等對內置式機械密封環的變形進行了分析與計算,指出了影響機械密封的因素,提出了改進機械密封的方法。彭旭東等計算不同約束、不同結構動靜環配對的力變形、端面泄漏量、開啟力及氣膜剛度等參數,分析了變形對密封特性的影響。得出力變形使得氣膜呈發散型、約束對變形大小具有重要影響;
選擇合適的約束可以減少密封面轉角、提高氣膜剛度、增強密封穩定性,變形對開啟力影響不大,但明顯增大泄漏量、改變氣膜剛度。蔡永寧等采用有限元法求解雷諾方程獲得密封端面流體膜壓分布,計算了不同約束、不同結構動、靜密封環的力變形以及端面泄漏量、液膜剛度和剛漏比等密封性能參數,分析了變形對密封性能的影響。
變形的數值模擬研究現狀說明,有限元法不但不受密封環截面形狀復雜程度的限制,并可模擬機械密封實際工況,應用和發展潛力很大。
3 實驗研究
實驗是機械密封研究的一個必不可少的重要環節,許多現象和規律靠實驗發現,理論模型和計算手段靠實驗驗證和完善。實驗是密封技術研究的重要手段,密封技術領域的許多現象和規律由實驗發現,所提出的理論模型和計算方法靠實驗驗證并逐步完善。機械密封大量的實驗研究始于20世紀60年代,迄今為止,國內外企業和研究機構的學者關于機械密封試驗研究主要內容如下:①研究介質的溫度和壓力、彈簧比壓、轉速等操作參數對機械密封性能和使用壽命的影響;
②通過傳感器測量密封環端面的扭矩、溫度、端面比壓和液膜厚度等,研究不同條件下密封端面的摩擦特性及其對密封特性和使用壽命的影響。
目前,關于機械密封端面變形的試驗研究工作開展還較少,且端面變形測試是采用電阻應變測試方法,其中測試方法雖然是一種很成熟的力學測試方法,但是該方法以點測量為基礎,不能獲得全場的變形信號。因此,如何尋找更可靠的測試技術已經成為目前機械密封端面變形測量的重要課題。
4 結論
綜上所述,機械密封端面變形的理論研究還處于初步階段,研究者在物理、幾何等方面做出了不同的假設,形成了兩種理論模型,即變形的解析法。但這兩種解析法只能求解一些幾何形狀比較規則的密封環,應用范圍非常有限。但進行這些簡單的理論研究,有助于建立數學模型及清楚地認識密封環變形問題中各參數的物理意義。端面變形的數值模擬方法(有邊界元法和有限元法)的出現彌補了理論研究的缺陷,特別是有限元法不但不受密封環截面形狀復雜程度的限制,并可部分模擬機械密封實際工況,應用和發展潛力很大。
參考文獻
重型機械論文范文第2篇
關鍵詞:民辦應用型;
車輛工程;
機械原理;
教學方法;
改革
1引言
機械原理是車輛工程專業學生必修的一門重要專業基礎課,它關系到對其他專業基礎課程和專業技能課程掌握的能力和水平,關系到車輛工程專業人才培養質量的關鍵所在。尤其對于應用型大學來說,該課程更應該跳出常規的教學思維,讓學生在后期的學習及應用中能達到學以致用。由于該課程概念抽象、內容繁雜,公式多,講授課時少,龐雜的課程內容與有限的授課學時形成明顯反差等等,給教學帶來困難。特別是對于民辦應用型大學來說,教師如何利用有限的時間,使學生很好的掌握、理解該課程,是一個值得探討的課題。
本文作者結合自己當前任教高校的實際情況,根據自己的教學實踐及同行的教學經驗總結了一些教學方法,并應用于該課程的教學實踐環節,在教學過程中不斷摸索,取得一定的成效。
2“機械原理”課程內容分析
機械原理這門學科,主要研究機械中機構的結構和運動,以及機器的結構、受力、質量和運動的學科。主要組成部分為機構學和機械動力學。機械原理課程的主要內容總體上分為兩塊內容:機構的設計以及力學分析。機構的設計包括連桿機構、凸輪機構、齒輪機構和輪系的設計。而力學分析部分包括:運動分析、速度波動分析、力分析、機械效率、機構的平衡。
本文作者所在學校車輛工程專業而言,機械原理安排在一年級下學期,前續的課程有工程力學、大學物理、汽車構造、汽車理論等。
眾所周知,汽車設計工程師主要負責整車總體設計、總成設計和零件設計。其任務是使所設計的產品達到設計任務書所規定的整車參數和性能指標的要求,并將這些整車參數和性能指標分解為有關總成的參數和功能。在汽車工程師的實際設計中,很少用到機械原理中分析的內容,主要用到的是對機構進行設計及優化。所以從實際應用出發,機構的設計部分應占據主要地位。
我們的傳統教學往往從理論分析開始,理論分析完成后才進行設計。如果課程安排中給理論分析分過多的時間,那么設計部分能利用的時間就相對很少。在我們的機械原理課程中,機構的結構分析、運動分析、力分析、機械效率、機械平衡、速度波動的調節等內容均是理論分析內容。很多學生一學期機械原理學下來,會感覺理論力學、高等數學等內容很多,而這兩塊剛好是很多同學的薄弱環節。那么就造成了,理論力學沒有學好,機械原理學不通的思想。這對于學生正確理解機械原理的核心是不利的。這也會造成學完了機械原理,學生只會分析理論而實際設計的應用能力卻很薄弱,甚至于沒有利用機械原理來設計的概念。
因此,本文作者認為,車輛工程專業的機械原理課程應從為實際應用的觀點出發,應該強調設計而適當降低理論分析的地位。在機構的結構分析介紹完以后,應該馬上進入機構的設計部分,以便讓學生明白機械原理就是為設計服務的。課程的時間分配上,也要讓設計部分的比例加大。這樣,就有充足的時間用來講解機構的設計內容,使得機械原理的教學內容能夠真正對汽車工程設計發揮作用。
3教學方法改革
機械原理課程涉及的內容太多,而教學課時有限,如何在有限的時間內完成正門課程的教學是每位老師在學期開始前必須進行規劃的事情。教師應該著重課前備課、課堂講授、課下答疑,讓學生能夠明白此門課程的重要性及教學重點。只有教學者掌握相對完整的知識才能夠傳授給學生以正確的技術原理和設計理念。
本文作者所在的是民辦高校,屬于應用型大學。學校尤其注重教學質量,要求教師日常教學中要保持年年備新課,年年教學都有所不同。同專業教師之間要有說課、講課、賽課環節,并有教學方法及教學經驗交流環節等。這些對于機械原理課程教學都是有益的。
3.1教學方法多樣性---多媒體與板書相結合
多媒體教學對于提出問題,培養學生發現問題的能力有很好的效果,并對于擴大課堂信息量,增進工程實踐意識,開展師生交互式教學,加強學生對重點、難點的理解和記憶,具有明顯的效果。多媒體技術的應用能夠將機械原理枯燥無味的理論課變成有聲有色有畫的形象課程,確實能夠調動學生的學習積極性,提高了授課效率和效果。例如,多媒體演示平面機構運動、機械原理動畫等能讓學生有更加直觀的印象,能促進學生的理解。
傳統的板書教學,能解決講授中的重點、難點,能遵循由淺入深、由簡單到復雜、由易到難的教學規律,使學生易于理解所學知識,尤其是進行相關必須公式推導及作圖等,能保證學生對所學知識的深層次理解。。
多媒體與板書結合,能有效提高教學效率。另外,在教學過程中,若能適當穿插輕松勵志環節,能促進學生思維輕松接受知識。本文作者所在學校提倡的三聲教育、快樂學習法等理念,在枯燥的理論學習中,添加輕松元素,更能促進學生學習的積極性,提高學習效率。
3.2“翻轉課堂”為教學增色添彩
大學教育應該是“授人以漁”不是“授人以魚”。尤其是性質定義為應用型大學的民辦高校。在人才培養上除了包括理論課程體系和實踐教學環節的設置外,更重要的在于課程的優化,從而達到應用型本科人才培養的預設目標。
機械原理課程,結合任務式教學將課堂翻轉,在教學前提出問題,提出任務,啟發學生通過互聯網的去尋找優質的教學資源,不再單純的依賴授課教師去教授知識。課堂變成老師和學生之間以及學生與學生之間互動的場所,包括答疑解惑、知識的運用等,激發他們對專業的探索和開拓激情,以及對科學執著的追求精神。
從而達到更好的教學效果。
4結論
機械原理是車輛工程專業一門重要的專業基礎課,它主要研究機械的設計以及力學分析,為機械誒設計過程中的方案設計階段服務。對于車輛工程專業來說,機械原理對于汽車設計及優化有著舉足輕重的作用。然而現實教學中,機械原理的講授內容有很多已經過時,課程難,學生理解不多。整個教學環節下來,對汽車工程設計實踐中作用微乎其微;
本文作者,結合自己的教學實踐,大膽對車輛工程專業機械原理教學方法進行了探索,以期能夠有所參考價值。
參考文獻:
[1] 陳奇,朱家誠,公彥軍.將計算機軟件引入機械原理教學的探索與研究[J].合肥工業大學學報(社會科學版),2011(1).
[2] 肖啟明.RecurDyn在機械原理教學中的應用研究[J].重慶三峽學院學報,2011(3).
重型機械論文范文第3篇
關鍵詞:機械傳動系統;
有限元分析;
扭轉振動;
可靠度
引言
隨著現代機械工業技術的發展,越來越復雜的大型機械開始廣泛應用于我們的生產和生活,在大型機械設備的設計階段,對其動力傳遞系統的分析也越來越困難。在傳統設計中,傳動系統的分析計算往往是一項非常復雜的工作,手工調整參數計算,不僅勞動量大、效率低,而且往往因為簡化過多而導致結果偏差過大。在現代設計中,人們可以借助于計算機仿真技術對其傳動系統的動力學特性進行仿真模擬,對傳動系統的傳動型式、布局、結構等進行預估,從而以較低的制造成本獲得最優的傳動效果?;谶@些方面的考慮,對大型機械傳動系統的有限元分析,對系統的性能、傳遞方式、振動、固有頻道等進行分析研究,具有很重要的理論價值和社會效益。文章對機械傳動系統中的扭轉振動進行了具體的探討,尤其對系統的固有頻率、振動以及不發生共振的可靠度等進行詳細的論述,為大型機械的設計人員提供了有效的借鑒,同時為傳動系統扭轉振動的有限元分析的研究者提供了思路。
1 機械傳動系統扭轉振動的有限元分析探討
1.1 機械傳動系統扭轉振動的有限元分析概述
傳動系統的扭轉振動問題是現代大型機械設計中的熱點問題,主要是因為機械傳動系統是一個連續、復雜的質量系統,很難進行模型簡化和計算。目前工程機械中應用最廣泛的一種扭轉振動模型是當量扭轉振動系統,它的建模方式是將慣量與軸段剛度向某一軸線轉化,然后采用集中質量法,軸的剛度按兩個集中質量件的有效長度計算,忽略齒輪以及輪齒的彈性,從而得到一個包含慣量、彈簧、阻尼的集中質量模型。
1.2 機械傳動系統扭轉振動的振動特性分析
一般來說,機械傳動系統的振動由三個特性決定:固有頻率、振型和頻響,而系統共振會使系統的這三個特性得到很大改善。
對于復雜機械傳動系統的扭轉振動來說,共振是對傳動系統破壞最大的,也是任何一個機械傳動系統極力避免的。在整個傳動系統中,每個元件和系統都有固有頻率,傳動系統本身也有自己的彎曲頻率、扭轉頻率,一旦設計不當,就會發生嚴重的共振問題,對設備造成極大的損壞。通常來說解決共振問題需要從三個方面入手:振源、傳遞路徑、振動體。其中振源的改變有兩種方法,一是改變激振力的頻率,二是改變激振力的大??;
傳遞路徑的改變主要是通過改變傳遞元件自身的大小、形狀;
振動體是指發生共振的元件或系統,改變振動體就是通過改變彈簧剛度、集中慣量單元的轉動慣量改變振動體的固有頻率,從而避免發生較大的共振。
1.3 機械傳動系統扭轉振動有限元分析的理論分析
對大型機械傳動系統進行的有限元分析,需要對有限元模型的修改理論進行推導,其中扭轉振動特征值靈敏度計算和模態匹配分析是理論推導的最重要組成部分,下面是具體的推導過程:
實踐經驗證明,利用這種計算機仿真方法對大型機械傳動系統的扭轉振動進行分析,有三個優點:(1)基于靈敏度分析的模型改變是可行的;
(2)使用此種方法對模型修改,從而對系統不發生共振的可靠度進行不確定性分析,效果非常好;
(3)通過模型修改和不確定性分析的機械傳動系統不會發生共振。
2 結束語
文章對大型機械傳動系統的扭轉振動進行了有限元分析,并對系統模型的修改和不確定性分析理論進行詳細的論述,為機械傳動系統進行振動分析提供了一個新的思路。
參考文獻
[1]項昌樂,廉曉輝,周連景.針對實際傳動系統的靈敏度分析和動力學修改[J].中國機械工程,2006,17(3):325-328.
重型機械論文范文第4篇
關鍵詞:創新能力;
機械原理;
教學
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)06-0033-02
隨著科學技術的發展和工業自動化水平的提高,迫切需要高等學校培養出大量具有創新能力的工程技術人才。機械原理課程作為機械類專業的一門重要專業技術基礎課,具有很強的工程實用性,在培養學生創新能力方面具有其他課程無法比擬的優勢。在培養學生創新設計能力的過程中,機械原理課程承擔著培養學生機械系統方案創新設計能力的任務,在機械基礎系列課程中占有十分重要的地位。為了培養學生的創新能力,我們在機械原理課程的教學過程中以教學研究與教學實踐為基礎,打破傳統機械原理教學的格局,從認知規律和滿足工程設計各主要環節訓練的需要出發,進行教學內容和實踐環節的整合與提高,在培養學生機構運動與動力設計、通用機構運動設計與結構設計能力的同時,突出創新設計和現代機械系統總體方案設計的訓練。
一、課程體系的設計與創新
為強化機械類專業本科學生機械系統方案設計能力和創新能力的培養,在長期從事“機械原理”課程的教學實踐與教學改革的基礎上,提出并構建了以現代機械系統總體方案設計為主線,旨在培養學生綜合設計能力的一門具有自身體系與特色的“機械原理”新課程,提出了基于“三大模塊”知識體系、“三維類型”教學模式和“三位一體”教學環節的課程體系結構(簡稱“三三制”),如圖1所示。
1.“三大模塊”知識體系——教學內容的整合。以機械系統方案設計為主線,創新能力培養為目標,對機械原理課程的教學內容進行了結構性調整、重組和更新,從整機和系統的角度將教學內容整合為“機構學”、“常用機構”和“動力學”三大模塊,由此形成機械原理課程的知識體系。該體系突出了整機觀、系統觀、創新觀和發展觀,更加貼合工程設計和人才培養的規律,體現了學生設計能力培養的循序漸進性。
2.“三維類型”的教學模式——教學模式的外延。將教學模式由傳統的紙質教材板書形式向信息化和模型化形式延伸,以實驗室實物模型為載體,采用紙質教材為主,CAI、PPT和仿真軟件等電子信息化課件為輔的“三維類型”的教學模式進行立體化講授,全面提高學生的認知能力、接受能力和軟件編程能力,為學生畢業后的實際工作奠定一定的理論和實踐基礎。
3.“三位一體”的教學環節——教學環節的擴展。教學環節由課內向課外延伸,新課程通過理論教學、課程設計和實驗仿真“三位一體”的教學環節,為學生的實踐訓練和創新活動提供寬廣的舞臺,為學生個性化教育創造廣闊的空間,以提高學生自主學習與研究的能力,促進學生對所學知識的融會貫通,理論與實踐的融會貫通,實現由理論學習向工程綜合的轉變、由知識積累向能力生成的轉變,全面提高學生的設計能力、實踐能力和創新能力,使學生在知識、能力和素質等方面得到協調和均衡的發展。
二、教學內容的設計與創新
1.實驗教學。機械原理設有相應的實驗環節,包括上機實驗和實驗室試驗兩部分,實驗項目的選擇多以演示型、驗證型為主,學生實驗成績只占課程總成績很小的比例,實驗環節的重要性被理論教學沖淡了。為強化學生實驗能力的培養,新編了“機械原理實驗指導書”,按“三大模塊”體系設置了不同難度等級的實驗項目,突出創新設計、自主設計和綜合型實驗,突出實驗環節的重要性。
2.課程設計。為培養學生的整機設計觀念和能力,課程設計選題注重工程設計各主要環節(工作原理-方案擬定-運動學分析-動力學計算-機構設計)的訓練以及創新能力的培養,將計算機設計和機械系統動力學仿真相互結合,體現先修課程的綜合運用和計算機輔助設計能力的培養。
三、立體化教材建設與網絡化學習環境的構筑
教材是開展教學活動的基礎,課程改革與建設的新理念必須通過教材加以固化,以便于教學實踐和推廣。近幾年來,我們在積極開展機械原理新課程建設的同時,努力探索教材表現形式的多元化和有機配套,形成了機械原理課程教材的系列化、立體化,在教學實踐中發揮了很好的作用。
1.機械原理電子教案。針對機械原理課程的教學內容,按照課堂教學活動組織和學生認知的普遍規律,負責開發了開放式PPT電子教案,設計和收集了大量視頻和動畫文件,利用多媒體技術和動態仿真技術來充分展示復雜機械的結構、機構運動過程、傳動機構設計原理與步驟以及工程應用現場等信息,由此增加了教學信息量和提高了教學效益,同時電子教案的多媒體形象化特點和生動性、趣味性,也大大激發了學生主動學習的積極性,加深了對所學內容的理解,從而提高了整體教學質量和水平。
2.機械原理課程網站。為滿足學生課外學習的需要,同時充分發揮教學資源的廣泛作用,學院建成了機械原理課程網站,主要模塊有:課程簡介,網絡課堂,綜合實踐,中英名詞術語對照,網上答疑,在線討論,創新園地等。其中網絡課堂模塊提供的教學資源包括:學習須知,教學大綱,考試大綱,電子教案,學習指南(含各章學習要求、重點難點指導、典型例題分析、復習思考題、文獻閱讀指南等),擴展內容,習題,自我測試,參考文獻,網絡課程等;
綜合實踐模塊包括課程實驗,課程設計,專題項目,專題講座等。課程網站的建設為學生創造了良好的網絡學習環境。
四、結論
通過多年的教學實踐,我們在利用機械原理教學平臺培養學生創新能力方面獲得了一些經驗,取得了一些成效。我們認為,培養學生創新能力的關鍵是要調動學生學習的積極性和創造性,將教學內容、創新方法和實踐有機結合起來,學生的創新能力才能得到發揮。
參考文獻:
[1]胡娟,賀俊林,馮晚平.機械原理教學方法和手段的改革與實踐[J].山西農業大學學報,2006,5(5):30-31.
[2]華劍,黃清世,周傳喜.機械原理教學中培養學生創新能力的探索[J].高教論壇,2007,(6):80-81.
[3]錢東洲.《機械原理》教學中學生創新能力的培養[J].科教文匯,2007,(12):61-62.
重型機械論文范文第5篇
關鍵詞:中國制造;
機械制造類;
培養模式
中圖分類號:G640 文獻標識碼:A 文章編號:1002-4107(2016)10-0067-02
“中國制造2025”是中國版的“工業4.0”規劃,也是我國實施制造強國戰略第一個十年的行動綱領,實現制造業由大變強的歷史跨越[1]。機械制造業是“中國制造2025”的重要支柱和重要組成部分,對機械制造類的人才培養模式和要求帶來了新的挑戰[2]?;凇按蠊こ探逃砟睢钡谋究平虒W工程系統地分析和研究高素質創新型人才――“現代機械工程師”的基本特征及其評價方法[3],探討機械工程專業學生創新素質形成原理及其規律。構建融知識、能力和工程素質于一體。集現代管理和先進技術為一體的人才培養新體系[4],對改變傳統的人才培養模式,培養具有開拓創新能力的“現代機械工程師”具有重要的理論意義和較大的實用價值。
一、傳統機械制造類專業人才培養模式現狀
(一)教育教學觀念滯后,人才培養目標模糊
目前機械工程專業本科人才培養目標定位為“能在機械工程及其自動化領域從事設計制造、科技開發、應用研究、運行管理和經營銷售等方面工作的高級工程技術人才”,其概念陳舊,涉及面寬泛,含義模糊[5],可以覆蓋學生畢業后一生中從事的工作,無法與我國日益迅速發展的工業化進程需要相對接。其結果是導致人才培養方案構建思路不清晰,重點不突出,其目標也比較難以實現。
(二)教學內容陳舊,工程能力訓練不到位
目前機械工程課程及其教學內容比較陳舊,學科前沿課程較少,專業課程體系無法適應學生個性發展的需求,也無法適應新時期經濟和社會發展的需要,導致機械工程專業學生實踐能力和創新能力培養體系不健全,出現了有環節要求[6],但無法落實而形同虛設的情況,嚴重影響和制約著人才培養質量。實踐教學體系設計的系統性不強,不能完全滿足應用型人才培養的需要;
實訓基地未能充分利用,制約了實習指導工作的開展。
(三)教學方法手段滯后,多元化人才培養模式缺失
教學方法單一,現代教育技術手段的應用水平也并不高,影響了學生工程實踐能力的培養,無法滿足高等教育大眾化條件下多元化人才培養的需求[7]。在人才培養的關鍵問題上,深層次改革有一定難度,如產學研合作等。合作教育渠道、層次有待拓寬和提高。
二、機械制造類專業人才培養模式的構建
(一)創設“模塊化、組合式、開放型”的課程體系
以“大工程教育理念”為指導,以機械工程專業為研究試點,提出機械工程專業人才培養目標為具有高素質創新型能力的“現代機械工程師”,優化機械工程專業課程體系和實踐教學體系。以高等數學、大學物理、機械制圖、工程力學、機械原理、機械設計、電工與電子技術、工程材料、微型計算機原理為基礎理論知識;
以公差技術、控制工程、測試技術、材料成型技術、機械制造技術基礎、液壓與氣動等為專業理論基礎;
以制造裝備設計、機電一體化技術、機電傳動控制、數控技術、自動化制造系統等為相關和拓寬知識,構成畢業生的知識結構。
(二)優化教學資源
將課程建設、專業建設、學科建設和實驗室建設融為一體,實現教學與科研、學科與實驗、課程與設計的系統協調和有機統一,通過實施“青年教師工程能力培養計劃”和“青年教師創新能力培養計劃”,實現教學資源的優化配置,主要表現在:1.鼓勵教師利用科研成果更新教學內容,設立教案評估制度,并與教學考核相結合。2.探索建立科研成果轉化為課程的工作機制,鼓勵教師科研成果融入教材,并輔之以相應的考核、評估和獎勵。3.開設反映學術前沿的選修課,并結合教師承擔的科研課題來指導本科生畢業設計(論文)。
(三)完善創新型人才培養機制
推進教師工程能力提升及實踐教學基地建設,對新引進人才全部進行嚴格的崗前培訓;
采用師徒結對的形式,由教學科研經驗豐富的老教師指導新教師的教學工作。學院組織新教師職工的聽講評活動,對青年教師的教學工作進行點評和指導,確保青年教師的教學質量。完善機械工程專業學生工程能力、創新意識和創新能力的實踐教學體系,在培養環節上,課堂教學、實踐環節、第二課堂整體優化設計;
在教學方式上,必修課、選修課相結合;
在教學內容上,自然科學、工程技術、人文知識相互兼顧,同時體現現代科技中學科交叉的特點,特別注重機械工程與信息化、自動化技術相結合。建立四段式教學體系:理論教學體系、實驗教學體系、課程設計體系、參觀實習教學體系。在教學中落實“產學研結合”、“理論教學與科研實踐案例教學相結合”、“課內教學與課外輔導素質拓展相結合”的教學改革,強化“課程設計與實習”兩個教學環節。
1.培養方案與培養目標的定位一致,改革培養模
式,改革教學方法,切實體現工程應用型人才培養特色。完善和修訂教學大綱,做好專業主干課程內容更新,知識體系優化。
2.強化實踐環節,加大實驗教學比例,改進實驗內容,減少驗證性實驗,增加設計性和綜合性實驗,課程設計和畢業設計環節從選題到具體指導注重工程實踐能力的培養。
3.完善實驗室設備,保證實驗項目開出率達到
100%,創建實習基地,校企合作承擔專業認識、生產實習、畢業實習的主要實踐教學任務。
(四)規范畢業設計(論文)過程
畢業設計(論文)是在學生完成全部大學課程后,走向工作崗位前的一次綜合訓練教學環節,是對學生在大學階段所學知識與能力的全面檢查與考核,對于培養學生的創新精神、協作精神,提高他們的實踐能力和綜合素質起著重要的作用。對畢業設計字數、參考文獻和圖紙等進行量化處理,主要分為五類:1.理論研究型;
2.工程設計型;
3.工程技術實驗研究型;
4.計算機軟件型;
5.綜合型。從畢業設計(論文)的全過程看,學生的機械設計制造的實踐能力及水平得到了提高,工程意識和素養增強,獨立分析和解決問題的能力進一步加強,尤其是畢業論文質量較往屆有了較大幅度的提高,全部順利通過院和小組答辯,成績優秀率達到14%,獲得校優秀畢業生標兵稱號的8人,占常州大學總數的8.2%,取得了令人滿意的成果,達到了預期的目標。
(五)健全教學質量保障機制
在教學實踐中,堅持以學生和教師雙主體與以學生為本的核心理念,激發學生學習的主人翁意識。實施“本科創新能力培養激勵機制”,提高教師和本科生參加科研創新活動的積極性。制定教學督導組和學生評議教學效果機制,每學期將評議結果公開,向各個教師反饋評議意見。由專業教師負責成立課程評估小組對專業課程進行自我評估,采取“主講教師負責、逐課評估、達標驗收”的辦法實施,采用計算機以及網絡手段對規章制度進行科學、規范管理與實施。完善教學質量評價機制,組織學生評教活動,促進學生對教師主要教學環節教學質量進行監控與評價,注重同行評教和領導評教,強化教學督導。
三、機械制造類專業人才培養模式的實踐
常州大學機械設計制造及自動化專業是在1984年原江蘇化工學院機械制造工藝及設備專業的基礎上建設和發展起來的,近幾年,本專業一直是常州大學招生人數最多的專業之一,在長三角人才市場上就業形勢一直處在前4位。裝備制造業是江蘇省重點發展的支柱產業之一,常州市已成為中國先進制造技術發源地,初步形成了較為完整的制造業體系,主要包括軌道交通設備制造業、工程機械制造業、農業裝備制造業、數控機床和基礎裝備制造業等。裝備制造業的快速發展必將擴大對應用型工程技術人才的需求,為長三角地區及全國裝備制造行業提供大量工程技術人才是本專業建設的方向。根據社會經濟發展需要和技術發展趨勢,結合常州大學發展目標和本專業現狀,培養的人才類型為:工程應用型。以上海為龍頭的長江三角洲經濟區機械制造業十分發達,對本專業畢業生的需求量很大。在長三角地區和常州先進制造技術基地對專業人才的技術需求基礎上,形成了本專業以先進制造技術為線的人才培養目標。
本專業堅持優化課程、提高質量、注重實效、形成特色的方針,及時修訂本專業培養計劃和教學大綱,從課程體系的學習方面衡量本專業培養目標是否體現了學生在知識、素質方面的協調發展。在生產實習、課程設計、各級科技競賽、畢業實習、畢業設計等環節考查學生能否從全局的觀點看問題,能否從市場研究、設計構思、生產制造中分析思考,以此判斷培養目標是否實現及實現的程度。近幾年來,學生的四級通過率在95%以上、考研錄取率在30%以上,就業率為100%,這些數據反映了培養目標的實現情況。
面向“中國制造2025”,以創新人才培養為主線,構建了機械制造類人才培養模式,并進行了有益的實踐。改革傳統的教學模式,將理論教學與實踐教學有機地結合,探索了一種適應“中國制造2025”的機械制造類人才培養的模式,逐漸培養了學生自主學習與探索求知的精神,使其創新能力得到提升,工程實踐能力更加突出,為今后的職業發展奠定堅實的基礎。
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