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

篇(1)

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

1我國工程機械設(shè)計的現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的工程機械設(shè)計，對經(jīng)驗總結(jié)十分重視，在設(shè)計中應(yīng)用經(jīng)驗公式、數(shù)學圖表、理論等方法。我國工程機械發(fā)展時間較晚，與國外相比差異還很大，其以設(shè)計引進技術(shù)等為依據(jù)進行前期發(fā)展，設(shè)計人員主要負責改進工藝編排以及轉(zhuǎn)化圖紙等，沒有做到深入的分析整機的深層設(shè)計機理。相較于國外，我國工程設(shè)計人員沒有多元化的專業(yè)知識，并且其產(chǎn)品原理和設(shè)計思想等都在模仿國外。工程機械這一行業(yè)的特點，使得其遠遠落后于其他產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用，因此在缺乏改進和創(chuàng)新的前提下，是無法對工程機械制造業(yè)進行振興的，要想發(fā)展首先要做的就是對技術(shù)、知識進行創(chuàng)新。目前已經(jīng)有許多工程機械企業(yè)開始行動，對更加先進的設(shè)計模式進行尋找。在計算機技術(shù)等的發(fā)展過程中，工程機械設(shè)計中應(yīng)用了很多先進的建模方法、設(shè)計方式以及設(shè)計思想，進而逐漸將工程的協(xié)同設(shè)計實現(xiàn)。在部分企業(yè)中已經(jīng)開始應(yīng)用CSCW、CIMS系統(tǒng)等信息化工程。設(shè)計師開始對計算機輔助設(shè)計軟件進行應(yīng)用。在不斷的發(fā)展中，目前設(shè)計師們通常都用SolidWorks、AutoCAD等三維設(shè)計等建模工具。三維設(shè)計能夠更加形象直觀的展示產(chǎn)品設(shè)計，預(yù)先演示產(chǎn)品最終的動作以及形態(tài)，進而對產(chǎn)品的產(chǎn)出風險進行大幅度降低。除此之外還能夠通過計算機輔助以及建模軟件對軟件接口進行分析，進而對試驗費用和產(chǎn)品研發(fā)費用進行有效的降低，對開發(fā)周期進行縮短，縮短產(chǎn)品市場競爭力提升。

2工程機械設(shè)計的CSCD體系

2.1工程機械CSCD體系結(jié)構(gòu)的核心

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

2.2工程機械CSCD中CAD環(huán)境中的實時協(xié)同

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

3結(jié)語

本文就協(xié)同設(shè)計在工程機械設(shè)計中的應(yīng)用進行了探討，首先對我國工程機械設(shè)計的現(xiàn)狀進行了介紹，隨后對工程機械設(shè)計的CSCD體系進行了分析，并且分析了工程機械CSCD中CAD環(huán)境中的實時協(xié)同。協(xié)同設(shè)計在工程機械設(shè)計中的應(yīng)用，能夠使得工程機械設(shè)計具有更高的設(shè)計質(zhì)量和效率，從而對工業(yè)發(fā)展起到促進作用。

參考文獻

[1]聶勇軍,廖啟征.多學科優(yōu)化設(shè)計在工程機械產(chǎn)品開發(fā)中的應(yīng)用展望[J].起重運輸機械,2011,08:8-11.

[2]詹學文,方立霞,郭自文,王林,孫輝.NX系統(tǒng)工程和協(xié)同設(shè)計在輸送機改向滾筒設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].煤礦機械,2013,03:10-12.

[3]金雨,薛濤,馮林,張旭鵬.三維協(xié)同設(shè)計在荒溝抽水蓄能電站項目中的應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計,2013,10:20-22.

[4]劉滿軍.計算機支持的協(xié)同設(shè)計在油田地面安全工程設(shè)計中的應(yīng)用[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量,2011,05:141.

篇(2)

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型本科院校；產(chǎn)學研用；課程體系；師資隊伍；實踐教學

作者簡介：李清偉（1970-），男，江蘇豐縣人，徐州工程學院機電工程學院，副教授。（江蘇 徐州 221008）

基金項目：本文系徐州工程學院高等教育教學研究重點課題（課題編號：YGJ1317）的研究成果。

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）09-0016-02

應(yīng)用型本科院校大多是近年來從?？茖W校升格后形成的，對于本科教學而言，由于辦學時間短，學生生源、師資隊伍、科研條件和學科平臺等方面與辦學時間較長的本科院校無法相提并論。但是，這些學校在實踐教學方面形成了一套完整的體系，學生的動手能力比較強，因此，這類院校大部分將自己的培養(yǎng)目標定位為應(yīng)用型人才培養(yǎng)。機械類人才的培養(yǎng)本身對實踐環(huán)節(jié)要求高，學生不僅要進行理論學習，還要進行認知實習、金工實習、生產(chǎn)實習、畢業(yè)設(shè)計，而且大多數(shù)的專業(yè)基礎(chǔ)課及專業(yè)課均有課程設(shè)計等，實踐教學所占的比重比較大，所以，應(yīng)用型本科院校機械類人才的培養(yǎng)更適合采用產(chǎn)學研用培養(yǎng)模式。這樣才能實現(xiàn)錯位發(fā)展，培養(yǎng)出符合社會需要的創(chuàng)新性人才。

產(chǎn)學研用是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要模式，產(chǎn)學研用是生產(chǎn)、學習、科學研究與實踐運用的合作系統(tǒng)工程，是當前形勢下培養(yǎng)能夠滿足社會需要的應(yīng)用型人才的一種有效模式。從高校來講，產(chǎn)學研用就是充分利用學校與企業(yè)、科研單位等多種不同教學環(huán)境和教學資源以及在人才培養(yǎng)方面的各自優(yōu)勢，把以課堂傳授知識為主的學校教育與直接獲取實際經(jīng)驗、實踐能力為主的生產(chǎn)、科研實踐有機結(jié)合的教育形式。

一、結(jié)合工程實際，以能力培養(yǎng)為中心，改革課程體系

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

1.強化公共基礎(chǔ)課與專業(yè)課的銜接，增強公共基礎(chǔ)課的學習針對性

公共基礎(chǔ)課程主要是為專業(yè)培養(yǎng)目標服務(wù)的，為專業(yè)課程的學習奠定基礎(chǔ)。除了思想政治理論課由教育部統(tǒng)一規(guī)定必須開設(shè)外，其他公共基礎(chǔ)課的開設(shè)完全可以由高校自主決定。因此，培養(yǎng)應(yīng)用型人才可以將公共基礎(chǔ)課與專業(yè)課結(jié)合起來，如將大學英語與機械設(shè)計、機械制造、液壓傳動等專業(yè)課結(jié)合起來設(shè)置。這樣增強了公共基礎(chǔ)課學習的針對性，使學生感覺公共基礎(chǔ)課對專業(yè)學習很有用，從而激發(fā)學習公共基礎(chǔ)課的興趣。

另外，公共基礎(chǔ)課程具體講授內(nèi)容也應(yīng)結(jié)合機械類專業(yè)的具體需求和專業(yè)應(yīng)用能力的培養(yǎng)需要來取舍。例如對于計算機這門公共基礎(chǔ)課，其本身就是一個自成體系的學科，內(nèi)容十分廣泛，有限的教學課時不可能把該學科的所有知識都傳授給學生，學生也沒有能力去吸收所有的知識，必須結(jié)合機械類專業(yè)來有重點地取舍，結(jié)合計算機技術(shù)在機械行業(yè)中的應(yīng)用，重點講述計算機的操作和應(yīng)用。

2.突出專業(yè)基礎(chǔ)課的實用性，精簡理論內(nèi)容講解

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

3.立足地方經(jīng)濟，開設(shè)具有地方特色的專業(yè)課

應(yīng)用型本科院校大多屬于地方政府管理，生源大部分來自本地區(qū)，其定位是服務(wù)地方經(jīng)濟社會發(fā)展需要，培養(yǎng)地方需要的應(yīng)用型本科人才。因此，結(jié)合本地區(qū)行業(yè)特色，設(shè)置一些具有產(chǎn)業(yè)特色的專業(yè)課，對于提高學生的就業(yè)競爭力十分有利。以徐州工程學院為例，其地處中國工程機械之都，工程機械是徐州乃至江蘇省的特色行業(yè)，是徐州四大千億元支柱產(chǎn)業(yè)之一。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，僅徐州地區(qū)而言，工程機械整機生產(chǎn)企業(yè)將近上百家，如果包括與整機生產(chǎn)企業(yè)相配套進行工程機械零部件生產(chǎn)的企業(yè)，總數(shù)則達到上千家。其中徐州工程機械集團公司多年來一直是中國工程機械行業(yè)的排頭兵，近年來躋身世界工程機械企業(yè)前五強，該公司每年吸納的畢業(yè)生達到一兩千人。作為徐州工程學院的機械類專業(yè)，緊密結(jié)合工程機械，開設(shè)一些工程機械方面的專業(yè)課，對學生將來的就業(yè)乃至整個學校的發(fā)展無疑具有重要意義。

目前，徐州工程學院結(jié)合地方產(chǎn)業(yè)特色，開設(shè)了“工程機械CAD/CAM”、“工程機械設(shè)計基礎(chǔ)”等專業(yè)課，學生學習的積極性很高，整體效果很好。

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

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

企業(yè)和科研單位有大量的具有工程實踐經(jīng)驗的工程技術(shù)人才，他們不僅具有豐富的產(chǎn)品設(shè)計經(jīng)驗，而且具有大量的現(xiàn)場實踐經(jīng)驗，在產(chǎn)學研用人才培養(yǎng)模式下要充分利用合作單位的人才資源以彌補校內(nèi)師資隊伍的不足。同時對于缺乏實踐經(jīng)驗的年輕教師，可以利用假期到企業(yè)和科研單位進行鍛煉和學習，深入到設(shè)計和生產(chǎn)現(xiàn)場，掌握大量的現(xiàn)場案例，將其應(yīng)用到課堂教學中，充實豐富課堂內(nèi)容，活躍課堂氣氛，使抽象枯燥的內(nèi)容更加鮮活、生動、具體，提高課堂教學效果，同時也提高自身的專業(yè)素質(zhì)。

三、完善實踐教學體系，提高實踐教學效果

淡化理論、注重實踐是應(yīng)用型本科院校人才培養(yǎng)的特點，也是與學術(shù)型本科院校人才培養(yǎng)的區(qū)別。機械類專業(yè)本身具有很強的實踐性，實踐教學環(huán)節(jié)比重比較大，因此要進一步完善實踐教學體系，使其更加貼近生產(chǎn)實際，提高學生解決現(xiàn)場實踐問題的能力，從而培養(yǎng)出符合社會需求的應(yīng)用型人才。

1.結(jié)合現(xiàn)場實際，選好實踐教學內(nèi)容

機械類人才培養(yǎng)中實踐環(huán)節(jié)比較多，包括認知實習、金工實習、生產(chǎn)實習、畢業(yè)設(shè)計等，實踐教學內(nèi)容的選擇直接影響到教學效果。隨著我國高等教育由精英化向大眾化方向發(fā)展，高校特別是應(yīng)用型本科院校招生人數(shù)越來越多，尤其是機械類專業(yè)由于就業(yè)前景相對比其他專業(yè)好，機械類專業(yè)的在校生人數(shù)在一般應(yīng)用型本科院校中都是比較多的，但是其師資數(shù)量少，出現(xiàn)一個教師指導很多學生的現(xiàn)象，嚴重影響了實踐教學效果。特別是對于課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計，需要學生在較短時間將所學的理論知識應(yīng)用到實踐中去，因此題目的選擇既要覆蓋課程的內(nèi)容又不能涉及過多內(nèi)容，每個題目由1～2名學生完成，不能出現(xiàn)多人完成一個題目的情況，那樣會出現(xiàn)抄襲現(xiàn)象。因此需要的題目數(shù)量比較多，可以采用分解的方法，將每一臺機械產(chǎn)品按照結(jié)構(gòu)組成分解成多個子題目，也可按產(chǎn)品系列形成多個題目。例如，對于液壓挖掘機這種產(chǎn)品，從總體上可分為履帶式液壓挖掘機和輪式液壓挖掘機兩種，每種產(chǎn)品按照其斗容量又可分為0.2立方、0.5立方、0.8立方、1.0立方等多種型號。另外，液壓挖掘機為了實現(xiàn)土石方的挖掘工作，不僅要進行挖掘動作，還要進行變幅及回轉(zhuǎn)等動作。因此通過分解可以得到充足的來源于現(xiàn)場生產(chǎn)實踐的畢業(yè)設(shè)計或課程設(shè)計題目。

2.充分利用產(chǎn)學研用培養(yǎng)平臺，做好實踐教學指導工作

目前，大多數(shù)學校的實踐教學指導工作都是由校內(nèi)教師完成，一方面學?，F(xiàn)場資源不足，另一方面一些教師實踐經(jīng)驗缺乏難以完成實踐教學指導工作。因此，應(yīng)該充分發(fā)揮產(chǎn)學研用培養(yǎng)平臺的作用，由現(xiàn)場工程師來指導學生課程設(shè)計，讓學生深入到生產(chǎn)一線，以項目的完成為驅(qū)動力，這樣才能使實踐教學以學生為中心，以項目為中心，以現(xiàn)場為中心，增強學生對實踐教學的興趣和學習的主動性。

3.完善實踐教學考核方式

目前，實踐教學的考核主要是由指導老師根據(jù)學生上交的實習報告、設(shè)計說明書等，然后進行簡單的答辯，給出成績。而對于過程考核很少，同時對于設(shè)計的可行性沒有進行驗證。因此應(yīng)改變實踐教學的考核方式，強調(diào)過程考核，實習報告、設(shè)計說明書和設(shè)計圖完全手工書寫和繪制，防止個別學生直接復(fù)制。對于設(shè)計結(jié)果要進行驗證分析，條件允許的情況下可以在生產(chǎn)現(xiàn)場進行驗證分析，也可以在實驗室內(nèi)進行驗證或通過計算機進行模擬仿真。

四、結(jié)束語

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

參考文獻：

[1]尤祖明，遲強，潘明財，等.產(chǎn)學研用背景下人才培養(yǎng)模式的研究[J].南京理工大學學報（社會科學版），2012，25（4）：108-112.

[2]梁發(fā)周，江官星，譚險峰.應(yīng)用型本科機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)課程體系設(shè)置探討[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2012，（2）：62-64.

[3]朱科蓉.地方應(yīng)用型本科院校課程體系改革思路[J].中國電力教育，2010，（3）：104-106.

[4]宋華.汽車服務(wù)工程專業(yè)應(yīng)用型本科師資隊伍建設(shè)的研究[J].職業(yè)教育，2010，（24）：69.

篇(3)

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

中圖分類號： TH122 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2017）06-159-2

1 概述

隨著經(jīng)濟全球化的發(fā)展，各行各業(yè)的市場競爭越演越烈，特別是作為制造業(yè)基礎(chǔ)的工程機械。為滿足各行業(yè)的技術(shù)裝備目前我國工程機械產(chǎn)品具有小批量、多品種特點，包含適應(yīng)性設(shè)計、變形設(shè)計、創(chuàng)新性設(shè)計三大類。然而在世界經(jīng)濟的沖擊下，當前我國工程機械行業(yè)產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)中存在諸多問題，一是企業(yè)對于設(shè)計知識、設(shè)計經(jīng)驗等無形資產(chǎn)重用率低；二是企業(yè)在設(shè)計過程中主要還是依賴CAD，缺乏面向工程機械產(chǎn)品設(shè)計的專業(yè)化軟件，軟件應(yīng)用層次低，缺乏快捷的設(shè)計工具；三是企業(yè)新產(chǎn)品貢獻率低，自主創(chuàng)新能力不足；四是企業(yè)對市場的快速反應(yīng)能力差，產(chǎn)品開發(fā)周期長；五是企業(yè)知識管理軟件的智能化程度低，缺乏快捷獲取信息的工具，企業(yè)管理協(xié)調(diào)存在問題。面對國際越來越嚴苛的市場要求，如何快速進行工程機械設(shè)計以及支持快速設(shè)計的軟件是否在企業(yè)中有效實施，都是制造業(yè)未來思考的方向。本文以CBR（case based reasoning）技術(shù)作為支撐，探討工程機械產(chǎn)品在CBR模式下的快速設(shè)計應(yīng)用。

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

2.1 工程機械快速設(shè)計概念

隨著信息化技術(shù)的進步和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的普及，市場越來越要求時效性，對于制造業(yè)的工程機械產(chǎn)品而言其生命的周期也在逐漸縮短。自1996年美國autofact學術(shù)會議開始便提出“工程機械快速設(shè)計”的概念，即以縮短工程機械產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)周期為目的的結(jié)合當代信息電子科技技術(shù)，不違背現(xiàn)代設(shè)計理論和方法的設(shè)計技術(shù)。

工程機械快速設(shè)計的內(nèi)容主要有三方面，一是根據(jù)市場需求能夠快速生成整體設(shè)計方案；二是能夠?qū)Ξa(chǎn)品庫進行設(shè)計和系列化結(jié)構(gòu)規(guī)劃；三是利用三維優(yōu)化設(shè)計，對設(shè)計方案進行快速模擬仿真評估。

2.2 實現(xiàn)工程機械快速設(shè)計的主要手段

根據(jù)文獻資料顯示，對目前工程機械產(chǎn)品常用的設(shè)計方法和相應(yīng)的優(yōu)缺點、側(cè)重點進行對比分析，結(jié)果如表1所示。

通過表1的分析，實現(xiàn)工程機械快速設(shè)計的主要手段在于有效地利用產(chǎn)品的設(shè)計經(jīng)驗和設(shè)計資源，因此，提出在解決問題過程中直接利用以往成功經(jīng)驗的實例推理技術(shù)，即CBR模式技術(shù)。

2.3 CBR原理及關(guān)鍵技術(shù)

作為人工智能化發(fā)展的其中一項技術(shù)，CBR技術(shù)的靈感來源就是通過生物上對人腦記憶的研究，其中作為CBR技術(shù)的四個基本處理環(huán)節(jié)包含了從檢索、復(fù)用（問題求解）、修正和保存（更新），CBR技術(shù)的核心思想就是充分利用人類已有的成功經(jīng)驗作為同類問題的參考來解決當前問題，每一次問題的求解過程，即每進行一次CBR模擬，都是借鑒已有成功案例作為參考和設(shè)計思路的提供，同時更是案例的學習過程，也是系統(tǒng)更新知識的過程。其關(guān)鍵技術(shù)在于案例的組織表示、案例的檢索和修正，以及系統(tǒng)知識的更新。

3 CBR模式下工程機械快速設(shè)計的案例分析

3.1 基于XML的機械產(chǎn)品復(fù)雜實例組織表示

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

3.2 多層次化動態(tài)實例庫構(gòu)建

首先在建立多層次化動態(tài)實例庫之前需解決實例借用關(guān)系表達、實例的存儲形式、信息模型的組織形式三大問題，采用面向?qū)ο蟮姆椒?，對其進行多層次動態(tài)實例庫構(gòu)建模型結(jié)構(gòu)。通過對每個子點進行詳細的定義描述最后再通過XML實例描述方法進行組織表示，最后建立CBR實例庫系統(tǒng)。

3.3 實例檢索模型

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

3.4 系統(tǒng)檢索、復(fù)用、修正和保持、維護

以液壓馬達為例，根據(jù)上述方法建立CBR系統(tǒng)，現(xiàn)在對系統(tǒng)案例進行檢索。首先建立液壓馬達設(shè)計流程圖，首先選擇一個案例類，然后描述推理目標即對需查詢的液壓馬達相關(guān)參數(shù)進行描述，接著對液壓馬達設(shè)計的輸入案例進行約束即對案例設(shè)定約束條件，最后確定案例，上述即為系統(tǒng)檢索的步驟。針對檢索后出現(xiàn)符合條件的案例進行分析，由此提供設(shè)計思路，同時在調(diào)取模型時可直接保存到指定文件中，即為案例的復(fù)用。若調(diào)取的模型數(shù)據(jù)不能滿足當前設(shè)計需求，可人工對相應(yīng)的幾何案例進行適當?shù)男薷?，或者在案例檢索過程中對相似案例類矩陣進行修正。修正過程中系統(tǒng)會自動關(guān)聯(lián)，在操作過程中需對修正的幾何模型的案例進行保存，隨著不斷的修正、擴充、使用，系統(tǒng)中的案例煲攬苛扛儻護工具進行系統(tǒng)不斷升級擴充過程中的維護。

4 總結(jié)

本文針對CBR技術(shù)發(fā)展的概況，以工程機械快速設(shè)計和應(yīng)用作為此次討論的對象，重點討論了CBR的技術(shù)原理，以及分析了快速設(shè)計的背景和其現(xiàn)實意義，然后基于此探討了在CBR模式下工程機械快速設(shè)計并將其應(yīng)用領(lǐng)域進行舉例說明其實現(xiàn)的過程，充分展現(xiàn)了CBR技術(shù)在工程快速設(shè)計方面的優(yōu)點，體現(xiàn)了CBR在案例推理方面的準確性和靈活性，以及CBR技術(shù)在未來工程快速設(shè)計領(lǐng)域巨大的潛力。

參 考 文 獻

[1] 王琪.支持快速設(shè)計的智能夾具CAD系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].南京航空航天大學，2003.

篇(4)

1工程機械虛擬仿真實驗教學平臺的總體架構(gòu)

本文設(shè)計的基于互聯(lián)網(wǎng)和計算機虛擬仿真技術(shù)的實驗教學平臺，將理論分析與實驗教學融合于一身，能夠從理論和實踐的雙重視角分析工程機械運動的原理，利用虛擬仿真實驗平臺實現(xiàn)工程機械理論與實踐的統(tǒng)一，為工程機械專業(yè)教學活動提供了一個動態(tài)化、智能化、交互性的教學與實驗環(huán)境[8-9]。該虛擬仿真實驗教學平臺能夠通過視頻、圖像等方式將機械設(shè)備的工作過程進行動態(tài)化展現(xiàn)，產(chǎn)生更加直觀和生動的教學效果，使學生更容易掌握工程機械運動的原理。

依托于互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的計算機仿真平臺的突出特點是智能化，可以提供更多種類的教學模式和實驗?zāi)Ｊ?；在交互性的表現(xiàn)方面具有強大的AI性能[10-11]，易于教師與學生的互動和交流，學生在選擇性學習方面有了更大的自主性。由于虛擬仿真實驗教學平臺的教學資源由網(wǎng)絡(luò)和大數(shù)據(jù)平臺提供，一方面可以保證所提供的工程機械模型的科學性、時效性和多樣化，能夠應(yīng)對不同方向的教育教學任務(wù)；另一方面也提高了教學資源網(wǎng)絡(luò)的共享性和開放性，節(jié)約了教育教學成本。

本文設(shè)計的基于網(wǎng)絡(luò)與計算機虛擬仿真技術(shù)的工程機械實驗教學平臺，是在工程機械設(shè)計與機械運動原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合計算機仿真技術(shù)和多媒體技術(shù)，以更為直觀和透徹的方式展現(xiàn)工程機械設(shè)備的工作原理。它改變傳統(tǒng)實驗教學平臺中過于抽象和單一的表現(xiàn)方式，具有更好的交互性和實驗教學效果。計算機虛擬仿真實驗教學平臺作為一種新型教育教學系統(tǒng)和媒介，為工程機械實驗教學提供了一個高效、穩(wěn)定和經(jīng)濟的教學方式。該虛擬仿真實驗教學平臺的最大特點是以虛擬3D的方式呈現(xiàn)，可以在虛擬與現(xiàn)實之間進行轉(zhuǎn)換，是多媒體VR技術(shù)在教學中應(yīng)用價值的體現(xiàn)[12]。學生和教師都可以以用戶的身份登錄該平臺，基于輸入/輸出設(shè)備向虛擬實驗平臺傳達指令并獲取相關(guān)的結(jié)果，反饋的結(jié)果包括視頻輸出、圖形輸出和文字輸出等不同的形式。平臺還能夠依據(jù)登錄者的要求提供更加完整的實驗數(shù)據(jù)、實驗圖形及工程機械各種參數(shù)變化曲線擬合等。

工程機械虛擬仿真實驗教學平臺總體框架主要由平臺信息導入模塊、實驗教學虛擬交互系統(tǒng)和平臺信息導出界面等3部分構(gòu)成。工程機械虛擬仿真指令從輸入界面導入，用戶的指令需要轉(zhuǎn)換為虛擬的計算機語言并進入虛擬仿真實驗教學系統(tǒng)。虛擬交互系統(tǒng)是虛擬仿真實驗教學平臺的核心模塊，按照用戶的指令提供平臺控制功能、場景虛擬功能、場景選擇功能及各種指令操控功能。平臺信息導出模塊將實驗教學虛擬交互系統(tǒng)模塊計算和處理過的數(shù)據(jù)信息、仿真模型以圖像或視頻的模式顯示出來，從理論和實踐兩個視角展現(xiàn)工程機械運動的過程和基本原理。

2虛擬仿真實驗教學平臺的基礎(chǔ)硬件設(shè)計

工程機械虛擬仿真實驗教學平臺由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩個部分構(gòu)成，其中硬件部分是實現(xiàn)虛擬仿真系統(tǒng)基礎(chǔ)功能的前提和保證，也是軟件功能得以實施的實物載體。

用于工程機械虛擬仿真的實驗教學平臺核心硬件模塊包括虛擬上位機、信號控制模塊、信號驅(qū)動模塊、仿真運動平臺、信號感應(yīng)模塊和LED顯示模塊。當用戶開始操作平臺時，信號模塊會將用戶的要求和信息以控制信號的模式導入驅(qū)動模塊，同時虛擬上位機系統(tǒng)參與協(xié)同控制，共同控制虛擬仿真平臺的工作與運行。虛擬仿真實驗教學平臺除了具有必要的電機結(jié)構(gòu)、聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)、臺體結(jié)構(gòu)、電控裝置及運動結(jié)構(gòu)之外，還通過編碼器、光柵尺、傳感器等與上位機系統(tǒng)連接，以虛擬現(xiàn)實技術(shù)為依托，實現(xiàn)工程機械實驗教學平臺系統(tǒng)的更新與變革。工程機械虛擬平臺系統(tǒng)依靠編碼器、傳感器等讀取用戶的指令信息，再利用信息控制模塊及平臺的電控裝置，傳導信號、輸出指令和導出實驗教學用的相關(guān)數(shù)據(jù)和虛擬模型。

3實現(xiàn)流程與關(guān)鍵技術(shù)

工程機械虛擬仿真實驗教學平臺的系統(tǒng)軟件程序設(shè)計，與系統(tǒng)整體框架設(shè)計及硬件模塊設(shè)計相匹配，平臺的各軟件模塊都圍繞著工程機械設(shè)計的基本理論展開。平臺軟件的實現(xiàn)流程包括系統(tǒng)用戶時域信號的分析和系統(tǒng)頻域特征的分析，最終通過對用戶需求的分析和平臺虛擬程序的運轉(zhuǎn)，輸出各類工程機械工作原理視頻或圖片，以達到提高教育、教學效果的最終目的。

平臺啟動后，用戶按照自己的教學需求和平臺使用規(guī)則載入原始數(shù)據(jù)，并開始進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，提取符合工程機械標準的性能指標值及相關(guān)數(shù)字信號的空間坐標值。系統(tǒng)的軟件模塊和軟件實現(xiàn)流程能夠以程序的方式寫入平臺系統(tǒng)，也可以按照用戶的需求及工程機械的基本原理進行修正，以呈現(xiàn)出不同的信號頻域特征和工程機械模型。

虛擬仿真實驗教學平臺信號的響應(yīng)速度是衡量平臺軟件系統(tǒng)功能性的主要指標之一。平臺系統(tǒng)在數(shù)據(jù)信號和系統(tǒng)本身固有特性共同作用下，可以將用戶的實驗?zāi)康募皩嶒炓筠D(zhuǎn)化為最終的工程機械虛擬仿真實驗結(jié)果，并在顯示模塊中顯示出來。初始階段由用戶數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過來的信號為階躍信號，階躍信號可以直接調(diào)動系統(tǒng)平臺的資源，但受到虛擬仿真實驗教學平臺硬件兼容性的限制。當信號無法調(diào)動系統(tǒng)平臺資源時，就需要將階躍信號轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖信號。平臺的響應(yīng)信號實質(zhì)上由系統(tǒng)內(nèi)部軟件程序的微分方程及其全部的解構(gòu)成，在系統(tǒng)平臺開始進行仿真實驗的過程中，基于對仿真信號的傳遞、識別和處理，能夠得到實際的工程機械仿真模擬輸出，但在繪制信號的仿真輸出曲線時會出現(xiàn)一定程度的系統(tǒng)誤差(t)，影響微分方程正確解的總體數(shù)量，因而需要對信號傳輸誤差進行有效控制。系統(tǒng)信號輸出誤差的控制可以通過調(diào)整系統(tǒng)硬件參數(shù)設(shè)定或更新軟件程序的方法實現(xiàn)。虛擬仿真實驗教學平臺的頻率響應(yīng)效率是影響平臺信號諧波輸入及系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的一個重要因素，輸出曲線的正弦波相位變化及幅值的變化，是顯示虛擬仿真平臺基礎(chǔ)性能的重要指標之一。當進行虛擬仿真實驗時，可以通過修改信號頻率的模式，得到若干組數(shù)據(jù)信號輸出值，使虛擬仿真實驗教學平臺的誤差最小化，得到結(jié)果最為真實、準確。

在工程機械虛擬仿真實驗教學平臺的實際應(yīng)用中，本文采用的UGNX虛擬技術(shù)，能夠?qū)敫鞣N3D模型制作軟件，具有更加良好的適配性和兼容性。在虛擬仿真實驗教學中，軟件程序的設(shè)計主要基于UGNX虛擬技術(shù)來實現(xiàn)，包括3D建模、3D渲染和仿真教學模型的優(yōu)化。利用UGNX虛擬技術(shù)進行工程機械仿真實驗教學，基于UGNX技術(shù)優(yōu)化虛擬仿真實驗教學平臺的系統(tǒng)屬性和軟件實現(xiàn)流程，并按照用戶的需求模擬真實的工程機械設(shè)備進行場景的選擇與設(shè)定，添加各種屬性和行為。

虛擬仿真軟件程序在UGNX內(nèi)創(chuàng)建并內(nèi)嵌于虛擬仿真實驗教學平臺之中，實現(xiàn)工程機械的3D建模。創(chuàng)建仿真程序需要對原始的數(shù)據(jù)信號進行標準化處理及虛擬場景的交互，導入機械設(shè)備模型的三維數(shù)據(jù)，其中工程機械設(shè)備的格式是以系統(tǒng)插件的形式完成的，在數(shù)據(jù)信號格式的轉(zhuǎn)換中，基于網(wǎng)絡(luò)和校園內(nèi)部瀏覽器向平臺輸出相關(guān)的實驗教學數(shù)據(jù)，確定虛擬仿真實驗教學的實施路徑，并將最終的虛擬仿真結(jié)果以視頻或圖像的形式更為直觀地展現(xiàn)出來。

在工程機械虛擬仿真實驗教學中，為了提高三維展示的直觀性，工程機械內(nèi)部零件都具有一定的透明度，并可以利用UGNX技術(shù)將不同的零件輔以不同的顏色，在實驗教學中有助于使用者更為細致地觀察工程機械的運行原理，認識各個內(nèi)部零件之間及與設(shè)備整體的邏輯關(guān)系。與傳統(tǒng)的工程機械類實驗平臺相比，本文設(shè)計的仿真實驗平臺，在仿真的直觀性、準確性、交互性及實驗課堂教學效果方面都具有較大的優(yōu)勢。特別是在平臺系統(tǒng)交互性能方面，利用UGNX技術(shù)平衡虛擬仿真平臺總體的架構(gòu)與節(jié)點安排，使工程機械設(shè)備結(jié)構(gòu)的各種特性都能夠全面地展示出來，顯著提高教育教學的交互性與智能性。

4實證結(jié)果與分析

4.1虛擬平臺的功能性驗證

首先驗證虛擬仿真實驗平臺的功能性。采用問卷調(diào)查的方式對使用了平臺的師生進行問卷調(diào)查，對于文中提出平臺設(shè)計的滿意度問卷調(diào)查統(tǒng)計情況問卷調(diào)查結(jié)果顯示，各專業(yè)教師和學生對于虛擬仿真平臺的滿意度均在95%以上，說明文中提出的虛擬仿真平臺相對于傳統(tǒng)平臺具有良好的功能性和實用性，能夠獲得更好的實驗教學效果。

4.2虛擬仿真平臺的性能驗證

教學實驗平臺的信號響應(yīng)值是衡量系統(tǒng)平臺性能的重要指標，信號響應(yīng)值越小則證明實驗平臺的信號響應(yīng)越快速、性能越強。本文以車輛工程專業(yè)教學中的底盤設(shè)計為例，分析傳統(tǒng)實驗教學平臺和虛擬仿真實驗平臺的信號傳輸響應(yīng)值分布情況。該基于互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的工程機械虛擬仿真實驗教學平臺的信號響應(yīng)值被控制在±1.0之內(nèi)，最高值和最低值分別為0.65和–0.65。從實驗結(jié)果可知：本文設(shè)計的虛擬仿真實驗教學平臺在系統(tǒng)響應(yīng)時間上更有優(yōu)勢，尤其是在復(fù)雜三維建模中可以提高仿真教學的效率和效果。

篇(5)

關(guān)鍵詞：機械專業(yè)；課程體系；實踐教學；中外對比

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

中澳教育存在很多差異，不少學者從不同角度進行了論述[1-5]。筆者通過對比新南威爾士大學（以下簡稱“UNSW”）與沈陽建筑大學（以下簡稱“SJZU”）機械專業(yè)本科生培養(yǎng)模式和培養(yǎng)方案，分析兩所學校在課程體系建設(shè)（包括專業(yè)課程設(shè)置、課程群、實踐教學環(huán)節(jié)等）方面的特色，對借鑒澳大利亞高等教育教學經(jīng)驗，培養(yǎng)應(yīng)用型高級人才提出建議。

一、課程設(shè)置對比

課程設(shè)置是人才培養(yǎng)方案的核心內(nèi)容。根據(jù)培養(yǎng)目標，要求學生在單一性的基礎(chǔ)上實現(xiàn)多樣性，即體現(xiàn)不同的個性發(fā)展，突出專業(yè)特色和個性。因此，課程設(shè)置要充分體現(xiàn)學科融合，突出專業(yè)特色；要著重加強綜合性教學實踐內(nèi)容，強化綜合能力。課程設(shè)置要有利于培養(yǎng)學生扎實的理論基礎(chǔ)，使他們既有通才的素質(zhì)，又有專才的技能。課程設(shè)置的設(shè)計屬于課程體系范疇，它應(yīng)以培養(yǎng)目標和培養(yǎng)規(guī)格為依據(jù)，在一定教學方案設(shè)計原則的指導下，選擇課程內(nèi)容和組織教學過程。

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

UNSW各專業(yè)方向每學期開設(shè)4門課，4年共開設(shè)32門課程。每門課程均為6學分，總共192分；總學時根據(jù)不同專業(yè)方向略有不同，以機械設(shè)計方向為例，總學時為2 028。其中所有的實踐環(huán)節(jié)，包括實習、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等都穿插在課程中，不單獨設(shè)置。SJZU機械專業(yè)分為理論課程和公共實踐環(huán)節(jié)及專業(yè)方向?qū)嵺`環(huán)節(jié)，其中理論課共開設(shè)41門課程，其總學分為150，總學時為2 394，除此外所有實踐環(huán)節(jié)有52學分，共53周。

課程設(shè)置按照通識教育平臺、基礎(chǔ)教育平臺、專業(yè)基礎(chǔ)教育平臺和專業(yè)教育平臺歸類，從開課門數(shù)、所占學分和學時比例等幾個方面進行對比，如表1所示。

從表1可以看出，在通識教育平臺中，SJZU開設(shè)的課程數(shù)、所占學分和學時均比UNSW多，前者大約是后者的4倍；在基礎(chǔ)課程中，SJZU開設(shè)的課程數(shù)比UNSW少2門，所占學分和學時少8%～10%；在專業(yè)基礎(chǔ)課程中，SJZU開設(shè)的課程數(shù)是UNSW的2倍，所占學分比例比UNSW多12%；在專業(yè)教育平臺中，SJZU開設(shè)的課程數(shù)比UNSW的少4門，所占學分和學時比例少24%?？傮w看，SJZU在專業(yè)基礎(chǔ)平臺中所設(shè)置的課程較多，重點培養(yǎng)學生的專業(yè)基礎(chǔ)，有利于學生進一步深造；UNSW開設(shè)的基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程所占比重大，說明該校對基礎(chǔ)教育和專業(yè)教育非常重視。重視基礎(chǔ)課程，即“厚基礎(chǔ)”可以提高學生的就業(yè)適應(yīng)性；重視專業(yè)課程，即“強專業(yè)”有利于提高學生的工程適應(yīng)性，這也是澳洲高校人才培養(yǎng)的普遍規(guī)律。

二、課程群對比

深入研究課程體系內(nèi)部的關(guān)系，考慮人才培養(yǎng)知識結(jié)構(gòu)需求，根據(jù)課程內(nèi)容相關(guān)性等因素構(gòu)建不同課程群。課程群就是把具有相關(guān)性或有一定目的的不同課程編排到一起，組成一個“群”，進行系統(tǒng)的學習和教授。在課程群內(nèi)部，以核心主干課為主線，優(yōu)化教學內(nèi)容，通過各課程相關(guān)知識點的有機結(jié)合，研究各課程之間的關(guān)系，使之相互促進，相映成彰。通過對UNSW和SJZU機械專業(yè)課程群進行對比，分析各自特色（表2）。表2UNSW和SJZU機械專業(yè)課程群對比表課程類型課程群UNSW機械專業(yè)開設(shè)課程SJZU機械專業(yè)開設(shè)課程通識教育平臺社科類通識教育1思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、中國近現(xiàn)代史綱要、思想和中國特色社會主義理論體系概論、基本原理科普類通識教育2軍事理論、健康教育、外語、體育基礎(chǔ)教育平臺計算機類計算機1計算機文化基礎(chǔ)、C語言數(shù)學類高等數(shù)學1A、高等數(shù)學1B、工程數(shù)學2E、數(shù)值方法與統(tǒng)計高等數(shù)學1、線性代數(shù)1、概率與統(tǒng)計物理類物理1A、固體力學1、固體力學2、熱力學、流體力學大學物理、物理實驗專業(yè)基礎(chǔ)平臺創(chuàng)新類機械工程與創(chuàng)新建筑機械概論、綜合素質(zhì)訓練制造類制造設(shè)計基礎(chǔ)、工程材料與化學機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械精度設(shè)計與測量技術(shù)、機械工程材料力學類工程力學1理論力學2、材料力學2設(shè)計類工程設(shè)計2、機械設(shè)計1機械原理、機械設(shè)計電子與控制類電子與通訊工程、線性系統(tǒng)與控制電工技術(shù)1、電子技術(shù)1、控制工程基礎(chǔ)、機電傳動與控制、微機原理測試類工程試驗測試技術(shù)方法與管理類工程管理現(xiàn)代設(shè)計方法制圖類畫法幾何2、工程制圖與CAD2液壓類液壓傳動與控制專業(yè)教育平臺力學類設(shè)計類專業(yè)類工程力學2結(jié)構(gòu)力學機械設(shè)計2工程機械、鋼結(jié)構(gòu)高級熱流體學內(nèi)燃機與工機底盤計算機工程工程機械液壓系統(tǒng)高級振動學機械振動實踐實踐類專業(yè)工程、畢業(yè)設(shè)計1、畢業(yè)設(shè)計2生產(chǎn)實習、認識實習、畢業(yè)設(shè)計選修專業(yè)選修1、專業(yè)選修2專業(yè)選修1、專業(yè)選修2通過對比和深入調(diào)研，課程群的構(gòu)建和課程內(nèi)容的深淺程度、涉及范圍等都有所不同。

（一）基礎(chǔ)教育課程群比較

學科基礎(chǔ)教育平臺主要由數(shù)學、物理和計算機這3個課程群組成。通過深入調(diào)研和對比發(fā)現(xiàn)，在數(shù)學課程群中，UNSW開設(shè)的高等數(shù)學是分在2個學期開設(shè)，盡管基本內(nèi)容與SJZU大體相同，但是更有利于學生的吸收和消化；通過教學大綱了解到，UNSW開設(shè)的數(shù)值方法與統(tǒng)計，其內(nèi)容寬泛但難度較低。在物理課程群中，UNSW除了普通物理外，還開設(shè)了熱力學和流體力學，以后的專業(yè)課中還繼續(xù)熱傳導等方面的學習。在計算機課程群中，UNSW開設(shè)的計算機主要學習C語言，以鍛煉學生的編程能力為目標，其作業(yè)難度較大，學生要完成3個大的編程任務(wù)；SJZU開設(shè)的計算機課程則以掌握基礎(chǔ)知識為主。

（二）專業(yè)基礎(chǔ)課程群比較

在專業(yè)基礎(chǔ)教育平臺中，根據(jù)課程內(nèi)容的相似性劃分課程群，如力學類、設(shè)計類、制造類、電子與控制類、測試類、方法與管理類和創(chuàng)新類等類課程群，在專業(yè)教育平臺中有力學類、設(shè)計類和專業(yè)類等課程群。

在力學類課程群中：UNSW只開設(shè)了工程力學1、2，卻包含了理論力學、材料力學、機械原理、結(jié)構(gòu)力學，以及疲勞斷裂等力學知識，所涉內(nèi)容廣泛，但難度較低。UNSW力學類課程群重點在于將不同的知識點融合在一起，培養(yǎng)學生解決工程中的綜合性問題的能力，避免對知識的割裂，并拉近與工程實踐的距離。而SJZU分別開設(shè)了理論力學、材料力學和結(jié)構(gòu)力學等3門力學類課程，內(nèi)容難度較大，理論性較強，往往因用人單位的需求而設(shè)置。

在設(shè)計類課程群中，UNSW將機械零件的設(shè)計分在大二和大三的3門課程中，課程內(nèi)容前后銜接合理，有利于學生循序漸進地學習，且涉及范圍寬泛，普適性較強，但是比較零散，缺乏系統(tǒng)性。而SJZU開設(shè)的機械設(shè)計課程群學時雖不多，卻具有較強的系統(tǒng)性和內(nèi)容的完整性，有利于學生對這類知識模塊的迅速掌握。

在電子與控制類、制造類、方法與管理類和測試類課程群中，UNSW都具有一個共同的特點，就是課程緊密結(jié)合實際工程，以課程任務(wù)為主線引導學生掌握知識和技能，培養(yǎng)學生動手動腦能力。如UNSW開設(shè)的工程試驗就是以測試為主要內(nèi)容的實踐性課程，在實驗室進行教學，要求學生完成對不同傳感器的測試、安裝及實際應(yīng)用等任務(wù)，從而達到學以致用的目的。

在創(chuàng)新類課程群中，雙方各有特色：如UNSW開設(shè)的機械工程與創(chuàng)新課，內(nèi)容涵蓋了機械制圖、快速設(shè)計、工具使用、項目規(guī)劃和作品制作等內(nèi)容，綜合性和實踐性非常強，將機械工程基本素質(zhì)培養(yǎng)集于一體，強化培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和動手能力，也培養(yǎng)了學生的項目管理能力和團結(jié)協(xié)作能力。又如SJZU開設(shè)了綜合素質(zhì)訓練實踐環(huán)節(jié)，學生通過拆裝機械產(chǎn)品增強感性認識，并通過機械創(chuàng)新方案的構(gòu)思和制作增強動手能力和創(chuàng)新意識。

（三）專業(yè)教育課程群比較

比較兩校專業(yè)課有以下特點：（1）UNSW注重培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。如開設(shè)的專業(yè)工程課程，是一個類似畢業(yè)實習的一門實踐課，要求學生到企業(yè)解決實際問題，如設(shè)計環(huán)保裝置等，應(yīng)用以前學過的理論知識提出解決方案，并為以后的畢業(yè)設(shè)計打下伏筆。（2）SJZU在專業(yè)課程設(shè)置上更重專業(yè)化，知識分門別類，系統(tǒng)性和專業(yè)性強，如機械設(shè)計專業(yè)方向開設(shè)了鋼結(jié)構(gòu)、工程機械和工程機械液壓系統(tǒng)等特色課程，突出了面向建設(shè)行業(yè)特色的培養(yǎng)模式，緊密聯(lián)系建筑機械裝備，為培養(yǎng)學生建筑機械產(chǎn)品的設(shè)計制造與運行管理能力打下基礎(chǔ)，有利于學生就業(yè)。

UNSW課程內(nèi)容寬泛而難度較低，注重知識點銜接和綜合應(yīng)用，理論與實踐環(huán)節(jié)相輔相成，注重實用性和工程應(yīng)用，并著力培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新意識；SJZU課程設(shè)置注重知識的系統(tǒng)性和完整性，重視理論知識學習，課程具有行業(yè)特色，為培養(yǎng)高級專業(yè)技術(shù)人才做準備。

三、實踐環(huán)節(jié)對比

中澳高校在實踐教學環(huán)節(jié)設(shè)置安排上差別很大。國內(nèi)工科院校普遍都將課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、實習等環(huán)節(jié)單獨設(shè)置，集中訓練，用整周的時間完成某一環(huán)節(jié)；而UNSW的所有實踐環(huán)節(jié)都穿插在不同的課程中，沒有獨立的課程設(shè)計或?qū)嵙?，課堂內(nèi)容直接與實踐結(jié)合，邊學邊練，在實踐中發(fā)現(xiàn)問題并找到解決問題的方法。

其一，金工實習。國內(nèi)高校一般安排2～3周在金工實習基地集中訓練；而UNSW則作為一年級的工程設(shè)計與創(chuàng)新課程中的一個環(huán)節(jié)，帶學生去車間培訓，學習加工工具的使用和簡單的實物制作。國內(nèi)高校都有獨立生產(chǎn)實習和畢業(yè)實習環(huán)節(jié)；而UNSW不統(tǒng)一安排，只是要求學生在假期找企業(yè)進行12周的實習，完成實習報告并帶回企業(yè)反饋，并在專業(yè)工程課程上完成實習內(nèi)容和結(jié)果的匯報和驗收。

其二，對于機械原理、機械設(shè)計等課程的課程設(shè)計，國內(nèi)采用集中訓練的方式，便于學生集中思路完成設(shè)計；而UNSW以大作業(yè)的形式根據(jù)課程進度進行課程設(shè)計，并且大多數(shù)課程中都有多個設(shè)計類的大作業(yè)，以課程任務(wù)為主線引導學生學習，從而達到知識的活學活用。

其三，國內(nèi)大部分高校安排在最后一個學期進行畢業(yè)設(shè)計，作為對幾年理論學習的總結(jié)和對所學知識的應(yīng)用。UNSW則作為兩門課程分布在大四的兩個學期，也就是用一年的時間完成畢業(yè)設(shè)計，同時還要學習其他的專業(yè)課程，邊學邊做。前一學期不寫畢業(yè)論文，但要完成對課題的深入了解，提出問題并找到解決方法，并在專業(yè)工程課程中參加答辯；后一學期根據(jù)具體的研究項目撰寫畢業(yè)論文，根據(jù)相關(guān)要求制作出實體，并進行最終的答辯。盡管畢業(yè)設(shè)計在組織形式等方面有所不同，但兩校對畢業(yè)設(shè)計的要求同樣嚴格。

四、結(jié)語

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

其一，在課程設(shè)置上，UNSW重基礎(chǔ)，更重專業(yè)教育?！昂窕A(chǔ)”可以提高學生的就業(yè)適應(yīng)性，“強專業(yè)”有利于提高學生的工程適應(yīng)性；SJZU更重視專業(yè)基礎(chǔ)教育，有利于學生進入更高層次的學習。借鑒國外的課程設(shè)置情況，取長補短，在兼顧通才與專才教育的前提下，要進一步完善修訂培養(yǎng)方案，調(diào)整課程體系，探索適應(yīng)SJZU特色專業(yè)的人才培養(yǎng)模式。

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

其三，在實踐環(huán)節(jié)中，實施課堂教學與實踐教學的銜接，并逐步形成以“課程任務(wù)”為主線的教學思路。通過課堂中的“課程任務(wù)”，鍛煉學生的動手能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，使他們在完成各種課程任務(wù)過程中，將知識學以致用，不僅掌握知識，鍛煉能力，而且也培養(yǎng)他們的學習興趣，增強自信心，最終達到理解知識、運用知識的目的。

參考文獻：

[1] 王春蘭，陳仲常.中澳教學方式的差異及啟示[J].社科縱橫，2009，24（1）：126-128.

[2] 周寧之.中澳教師教育課程目標比較研究[J].湖南科技大學學報：社會科學版，2011，14（1）：139-140.

[3] 胡衛(wèi)中，石瑛.澳大利亞應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式及啟示[J].開放教育研究，2006，12（4）：92-95.

[4] 朱麟飛.澳大利亞基礎(chǔ)教育見聞與思考[J].教育，2011（1）：63-64.

[5] 李力，張屹，趙春華.中外機械工程專業(yè)本科課程體系比較分析與啟示——以澳大利亞JCU大學與三峽大學比較為例[J].中國電力教育，China Electric Power Education，2009（6）：178-179.

Comparative study of mechanical undergraduate curriculum system between

China and Australia

LUO Jiman1， ZHENG Xijian1， YUN Yanbin2， DUAN Chunzheng3

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

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

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

篇(6)

關(guān)鍵詞：工程機械；智能化；發(fā)展趨勢

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

1.工程機械智能化概述

1.1 工程機械智能化的現(xiàn)狀

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

1.2 工程機械智能化中存在的問題

工程機械智能化雖然解決了重型機械在操作上的很多困難，例如使用Plc技術(shù)實現(xiàn)遠程數(shù)字控制機械，使用GPRS定位技術(shù)實現(xiàn)機械集團作業(yè)等。但目前的工程機械智能化不能達到建筑施工對細節(jié)的要求，例如，人工操作挖掘機能夠及時避免挖掘過程中對地下管道和電纜、光纜等設(shè)備的破壞，而智能化的挖掘機不能判斷施工環(huán)境，一旦開工就不會停止。

1.3 探討工程機械智能化發(fā)展趨勢的意義所在

探討工程機械智能化發(fā)展的趨勢首先能夠為工程機械智能化的發(fā)展提供目標。因為此類探討是基于目前智能化工程機械的使用狀況和存在的問題進行的推測，發(fā)現(xiàn)的問題和預(yù)測的機械功能為智能化工程機械研發(fā)提供參考。探討工程機械智能化發(fā)展的趨勢還能夠為使用此類機械的企業(yè)提供生產(chǎn)作業(yè)方面的建議，幫助企業(yè)進行技術(shù)、機械引進計劃的制定和安排。

2.工程機械的智能化發(fā)展趨勢展望

2.1 大規(guī)模作業(yè)的智能化機械的使用

工程機械一般是重型機械，包括起重機、挖掘機、壓路機等，被廣泛應(yīng)用于城市建設(shè)和水利建設(shè)、電力建設(shè)和港口、國防等工程領(lǐng)域。隨著國民經(jīng)濟水平的增長和城市化規(guī)模的進一步擴大，工程建設(shè)的設(shè)計內(nèi)容和施工工作量對工程機械提出了新的挑戰(zhàn)。目前智能化的工程機械通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)和智能管理系統(tǒng)的使用做到了機械群組作業(yè)和工程的模擬施工，但無法應(yīng)對更高的施工要求。因此，設(shè)計適用于更大規(guī)模城市建設(shè)的重型機械并實現(xiàn)智能操作成為工程機械智能化的發(fā)展趨勢之一。這些大規(guī)模作業(yè)的智能化機械不僅能夠應(yīng)對更加艱苦的作業(yè)條件，并且能夠達到最大范圍的實現(xiàn)作業(yè)。如大型橋梁建設(shè)施工需要反復(fù)使用多種機械，大規(guī)模作業(yè)的智能化機械能夠通過作業(yè)速度提升以及作業(yè)范圍擴大，降低同種機械的使用頻率，達到降低機械使用成本的目的。這方面的機械設(shè)計及制造不僅需要使用到已有的機械智能化技術(shù)，還需要進行智能化的可操作范圍上的擴展。

2.2 智能化在大型橋梁施工機械中的應(yīng)用更加廣泛

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

2.3 人工智能的進一步成長

為了應(yīng)對工程機械智能化中的短板――機械不能應(yīng)對突發(fā)事件這個問題，人工智能的成長成為工程機械智能化發(fā)展的必然趨勢。人工智能在工程機械中的應(yīng)用能夠使控制系統(tǒng)本身具備運算、判別、反應(yīng)、執(zhí)行的一系列智能化功能，這是模擬人腦處理問題的基本反應(yīng)而進行的計算機程序語言編排上的開發(fā)，對于重型機械在無人操控或半自動操控時避免破壞性工程事件來說十分重要。另外一方面，人工智能的使用和開發(fā)也涵蓋了重型機械在無人操控的狀態(tài)下接受指令這一行為，例如，挖掘機在進行挖掘的過程中遇到地下管道，地面監(jiān)工人員通過對講機發(fā)出“停止”的指令，挖掘機能夠立刻停住動作。這種人工智能的實現(xiàn)不僅需要無線控制技術(shù)和語言數(shù)據(jù)導入與導出技術(shù)的使用，同時也需要機械操作系統(tǒng)編程方面更加精細和嚴密的校對支持。總之，人工智能的進一步成長將實現(xiàn)工程機械智能化的仿人腦操作行為，機械工作的智能性和控制的靈活性都將得到大幅度的提升。

3.對企業(yè)面對工程機械智能化提出的建議

3.1 合理利用機械智能化進行工程作業(yè)

鑒于智能化的工程機械可能被設(shè)計的能夠適應(yīng)更大規(guī)模的工程建設(shè)，或者進行更加精細的工程建設(shè)活動，選擇更大規(guī)模作業(yè)的機器或者更大程度的減少人工的使用成為使用工程機械的企業(yè)在購置機械的類型時必須考慮的問題。企業(yè)應(yīng)該從日常施工的工作經(jīng)驗總結(jié)上出發(fā)，合理計劃智能化工程機械的購置配比。

3.2 注意規(guī)避智能工程機械的弊端

工程機械智能化的程度越高，使用工程機械的操作步驟就越簡潔，工程機械能夠完成的任務(wù)也就更多，因此工程機械智能化發(fā)展是使用重型機械的企業(yè)喜聞樂見的事情。但值得一提的是，無論人工智能發(fā)展的多么接近人腦，對于“突發(fā)事件”始終缺乏組織能力和判斷能力，在進行施工作業(yè)過程中可以使用無人駕駛的工程機械，但卻不能出現(xiàn)無人監(jiān)管的工地。加強機械使用監(jiān)督是規(guī)避智能工程機械使用風險的唯一途徑。

3.3 減少使用智能化工程機械的成本

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

4 結(jié)語

綜上所述，隨著信息技術(shù)的進一步發(fā)展，工程機械的智能化發(fā)展趨向于更加精細的操作和更加主動的智能化。使用工程機械的企業(yè)在生產(chǎn)行為過程中應(yīng)該注意到工程機械智能化可能帶來的利益與弊端，主動配合和處理由于機械智能化帶來的生產(chǎn)問題，以更好的應(yīng)對工程機械智能化的發(fā)展。

參考文獻：

[1]歐陽學金，張華偉.移動模架造橋機在大型橋梁施工中的應(yīng)用[J].水利水電施工，2007，（3）：110-112.

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

篇(7)

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

關(guān)鍵詞: 機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計;綜合性設(shè)計;教學方法;教學改革

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

中圖分類號:G64文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)29-0201-02

0引言

機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計是機械設(shè)計課程體系中的一個重要的實踐教學環(huán)節(jié),它是工科院校機械類專業(yè)學生進行的第一次較全面、較系統(tǒng)、工程設(shè)計性很強的綜合性設(shè)計訓練。通過該環(huán)節(jié)的實踐訓煉,不僅能使學生鞏固加深擴展己學過的知識,并且能使其綜合應(yīng)用這些知識去解決實際問題。機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計是理論和實踐相結(jié)合的第一次初探,是一次真正意義上的工程應(yīng)用能力的培養(yǎng),是培養(yǎng)學生的工程創(chuàng)新設(shè)計思維方式在實踐中的驗證所邁出的真正意義上的第一步。

近幾年,隨著社會對人才需求類型的改變,進行教學改革改變?nèi)瞬诺呐囵B(yǎng)模式,培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才,作為我校培養(yǎng)人才方案的重點以成為必然,為實現(xiàn)這一人才培養(yǎng)目標的要求,相應(yīng)的教學體系也在進行適應(yīng)性調(diào)整。機械設(shè)計基礎(chǔ)作為工科院校的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課,它將為這些專業(yè)的學生學習專業(yè)機械設(shè)備課程提供必要的理論基礎(chǔ),使其在了解各種機械的傳動原理、設(shè)備的正確使用和維護及設(shè)備的故障分析等方面獲得必要的基本知識,機械設(shè)計基礎(chǔ)課程所占的教學比重在逐年增加。機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計是機械設(shè)計基礎(chǔ)課程最重要的綜合性與實踐性教學環(huán)節(jié),其在實踐教學中的意義越加顯現(xiàn)出了其重要性。我們圍繞著培養(yǎng)具有一定的實踐能力和創(chuàng)新設(shè)計理念的應(yīng)用型本科人才的目標,從教學內(nèi)容、教學方法和手段、設(shè)計成果展現(xiàn)形式等方面進行了教學改革和探討,指導學生從工程應(yīng)用的角度,結(jié)合創(chuàng)新設(shè)計思維,應(yīng)用先進的現(xiàn)代設(shè)計方法及設(shè)計手段去解決工程實際問題,考慮相關(guān)的工程技術(shù)要求,逐步樹立正確的設(shè)計思想,增強設(shè)計創(chuàng)新意識和競爭意識。

1教學內(nèi)容的改革

長期以來減速器作為機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的設(shè)計的經(jīng)典設(shè)計題目,這是由于減速器自身的特點決定的。減速器作為機器中一個相對獨立的部分,組成減速器的零部件覆蓋了機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的絕大部分內(nèi)容,便于學生在設(shè)計實踐中應(yīng)用檢驗所學的知識,實現(xiàn)理論和實踐的結(jié)合。另外,不同類型的減速器和參數(shù)的設(shè)計參數(shù)要求,所設(shè)計出的減速器的結(jié)果是不同的,因此, 選擇減速器作為機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計的題目是可行的。然而, 減速器只是一個部件, 每屆學生都重復(fù)同樣的設(shè)計內(nèi)容, 勢必會影響教師的創(chuàng)新設(shè)計的積極性。另外, 我校制圖課的測繪練習也選擇減速器, 這就使得課程設(shè)計的題目過于重復(fù),使學生缺乏新奇感,勢必會影響學生的設(shè)計積極性,影響設(shè)計成果。因此,結(jié)合學生所學的相關(guān)專業(yè)和學生對本門課的掌握程度,適當?shù)赝貙捳n程設(shè)計的選題勢在必行。

鑒于我校的機械設(shè)計、材料成型、車輛工程、汽車服務(wù)、材料科學、機電一體化、工程機械、數(shù)控等專業(yè)的學生都要進行課程設(shè)計,其專業(yè)跨度大、學生人數(shù)多以及減速器涉及的設(shè)計問題的經(jīng)典性,故減速器齒輪減速器設(shè)計題目仍予以保留,但根據(jù)不同的專業(yè)特點適當?shù)卦黾恿嗽O(shè)計題目,例如,對于數(shù)控專業(yè)的學生可以設(shè)計普通機床的傳動系統(tǒng), 給出電動機的動力參數(shù), 通過帶傳動,帶動主軸箱的運動。在這樣的傳動設(shè)計中, 學生可以通過參觀相關(guān)機床,這樣既進行相關(guān)的帶傳動和減速器傳動設(shè)計,也結(jié)合學生的自身專業(yè)知識,增加了學生的設(shè)計興趣,使學生真正體會到什么叫學以致用。 對于汽車專業(yè)的學生,不再進行傳統(tǒng)的一級圓柱齒輪減速器設(shè)計,而是結(jié)合其專業(yè)特點,設(shè)計汽車用變速器,這樣,需要考慮的因素更多了,同時也符合專業(yè)培養(yǎng)的特色。實踐證明, 適當拓寬課程設(shè)計的選題不僅能夠讓學生得到更多的工程設(shè)計訓練, 而且能發(fā)揮學生的主觀能動性, 對于培養(yǎng)創(chuàng)新設(shè)計思維和進行創(chuàng)造性設(shè)計, 可起到事半功倍的效果。

對于機械專業(yè)等為期三周的機械設(shè)計課程設(shè)計,要求學生在提交一份裝配圖、一到兩張零件圖和一份設(shè)計說明書外,還要提交箱座和箱蓋的零件圖。這樣更能較全面地考查學生對《機械制圖》、《互換性與技術(shù)測量基礎(chǔ)》、《機械制造基礎(chǔ)》、《機械設(shè)計基礎(chǔ)》等幾門課的掌握程度。

2教學方法和手段的改革

現(xiàn)代的教育要求“以人為本”,學生是教學的主體,教師則是教學過程中的主導者。課程設(shè)計作為教學中的重要部分,在設(shè)計過程中也要充分激發(fā)學生設(shè)計的主動性和創(chuàng)造性。要達到以上教學目的,首先應(yīng)重視實踐教學的環(huán)節(jié),實踐教學是學生獲得感性知識的重要手段,課程設(shè)計也是如此,為了讓學生在設(shè)計過程中能有一個整體的設(shè)計觀念,我們在進行課程設(shè)計之前,讓學生應(yīng)用機械設(shè)計基礎(chǔ)理論課上所學的知識,自行設(shè)計一個具有一定創(chuàng)新性的實驗,來實現(xiàn)預(yù)定的運動規(guī)律。然后,讓同學進行減速器的拆裝實驗,通過這次實驗讓大家對減速器的常見類型有一個直觀的認識,使學生了解減速器內(nèi)部零部件的類型、結(jié)構(gòu)和裝配關(guān)系, 對加工制造的工藝過程形成初步的認識。裝拆的重點是軸系零部件的結(jié)構(gòu)及裝配關(guān)系, 再此基礎(chǔ)上讓學生應(yīng)用已有零部件設(shè)計一個合理的軸系,使學生能在課程設(shè)計中結(jié)合實際的參數(shù)要求設(shè)計出合理的軸系結(jié)構(gòu)和尺寸。

在課程設(shè)計過程中也要重視老師的指導作用,一次成功的課程設(shè)計與教師的悉心指導是分不開的。為此應(yīng)改變以前過于集中的指導方式,變“集中式指導”為“集中與分段相結(jié)合式指導”,設(shè)計前通過集中式的講解交待清楚所要完成的設(shè)計任務(wù),針對具體的設(shè)計任務(wù)如何入手去做,通過教師已有的設(shè)計經(jīng)驗,引導學生解決設(shè)計初期的入手難得問題,對于設(shè)計中的主要注意事項應(yīng)交待清楚避免在設(shè)計過程中學生走彎路,在設(shè)計過程中教師應(yīng)經(jīng)常到教室中去,發(fā)現(xiàn)共性問題要及時地集中講解,對個別底子薄的同學應(yīng)進行個別指導,及時解決存在的障礙性問題,便于設(shè)計的如期完成,在設(shè)計的后期主要是檢查與糾正細節(jié)。在具體的指導過程中要求教師要以學生的設(shè)計思想為主線,在不改變學生原有總體設(shè)計方案的前提下,進行指導完善此設(shè)計,讓學生能真正地進行應(yīng)用所學的知識進行創(chuàng)造性設(shè)計,讓學生能夠真正成為設(shè)計的主體,在完成此設(shè)計的基礎(chǔ)上,讓學生能夠真正地領(lǐng)會完成一次設(shè)計的總體設(shè)計思路和收獲自己的設(shè)計成果的成就感。總而言之,課程涉及的改革方向應(yīng)以培養(yǎng)學生的設(shè)計創(chuàng)新能力和解決實際問題的能力為出發(fā)點。

3設(shè)計成果的展現(xiàn)形式

采用現(xiàn)代先進的機械設(shè)計手段,改變傳統(tǒng)的純手工繪圖的方式。要求學生提交的設(shè)計成果為手繪的設(shè)計草圖,手寫版的設(shè)計說明書,以及電子版的設(shè)計總體裝配圖和典型的軸類、齒輪類和箱體類零件圖。隨著科技的進步,計算機在設(shè)計、生產(chǎn)、試驗各領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。為了順應(yīng)社會對人才的需求,必須重視學生的應(yīng)用和掌握計算機的能力,在我院的機械設(shè)計專業(yè)率先試點要求總體裝配圖利用CAD完成。對于基礎(chǔ)較好的同學要求應(yīng)用SolidWorks、CATIA等三維繪圖軟件完成齒輪、軸、箱體、端蓋等所有機械零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計,完成整機的裝配,然后進行機構(gòu)的運動仿真和干涉檢驗。

設(shè)計成果的評定方式,改變原有的只看圖紙的評定方式,采用答辯與平時的設(shè)計表現(xiàn)相結(jié)合的方式,以圖紙、計算說明書和答辯成績?yōu)橹?兼顧設(shè)計態(tài)度、準備情況、出勤率、進度、協(xié)作、總結(jié)等表現(xiàn)。答辯過程中師生間的相互交流是教師評定設(shè)計質(zhì)量高低最有效的手段,通過答辯老師能夠發(fā)現(xiàn)總結(jié)設(shè)計過程中所存在的問題,同時也是學生自我檢驗的最有效的方式,通過答辯鍛煉了學生的語言組織和表達能力,有利于培養(yǎng)學生的宏觀地看待問題和總結(jié)能力,能夠強有力地督促學生及時地解決設(shè)計過程所存在的細節(jié)問題,防止懶散和懈怠現(xiàn)象的發(fā)生。

4結(jié)束語

機械基礎(chǔ)課程設(shè)計是機械類專業(yè)重要的實踐教學環(huán)節(jié)之一,對培養(yǎng)學生分析和解決工程實際問題的能力起著十分重要的作用。經(jīng)過全體機械設(shè)計基礎(chǔ)教師的努力,在課程設(shè)計過程中所進行的相關(guān)改革和實踐,在組織教學內(nèi)容方面加強專業(yè)特色適當?shù)馗淖兘虒W內(nèi)容,在設(shè)計手段上應(yīng)用現(xiàn)代的設(shè)計方法,在成果的展現(xiàn)形式上突出了實時動態(tài)的考核方式,能夠全方位提高機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計的質(zhì)量,提高學生的綜合能力。隨著應(yīng)用型本科教育改革的進一步深入,如何再提高教學質(zhì)量,保證應(yīng)用性本科人才培養(yǎng)模式的實現(xiàn)是我們?nèi)w機械教師不斷努力地探索和奮斗的目標。

參考文獻:

[1]朱宗澤,羅圣國.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊[M].北京: 高等教育出版社,2005,(11).