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中新網3月27日電 據香港中通社報道,為提升兩岸機械制造技術水準,加強高層次創造性人才的培育工作,臺灣“機電股王”上銀科技26日與北京的中國機械工程學會舉行簽約儀式,正式委托中國機械工程學會在北京舉辦“上銀優秀機械博士論文獎”。
據臺媒報道,這是臺灣企業首次在大陸舉辦,也是全球僅見機械業學術研究的最高博士論文獎項。總獎金高達人民幣335萬元,金質獎(一等獎)每篇獎金人民幣40萬元。
據悉,這個“上銀優秀機械博士論文獎”征選的對象,涵蓋臺灣、香港、大陸兩岸3地機械工程領域博士學位者的論文,參與競賽的博士生必須獲得該大學/學院/系所的推薦,推薦名額不得超過該機械工程學科畢業博士學位人數的10%,同一個大學包括機械工程學科、材料科學與工程學科、測試技術與儀器學科的總名額最多5名為限。
上銀董事長卓永財指出,中國大陸2009年工具機總生產值達到150億美元,正式超越德國,成為全球最大工具機生產國,而大陸有86所大學設有機械博士班(臺灣約10所左右),大陸機械相關產業未來的發展與實力不容小覷。加上兩岸簽訂經濟合作架協議ECFA后,經貿交流將更趨緊密,臺灣工具機的高附加價值優勢,在大陸內需市場極具競爭力,上銀希望藉由機械博士論文獎的舉辦,作為推動兩岸機械業產學合作與交流平臺的新開始。
此外,“上銀機械博士論文獎”除了高額獎金之外,獲獎師生還可獲邀參觀北京國際機床展覽會,獲金、銀、銅質獎的學生與教授,上銀將再邀請參觀日本國際工具機械展(JIMTOF),費用由上銀科技全額負擔。
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]。基于“大工程教育理念”的本科教學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。
參考文獻:
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中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)31-0131-02
一、引言
專業學位工程碩士從培養方式上分為非全日制在職工程碩士和全日制工程碩士兩種,在職工程碩士通常有實際工作經驗,而全日制工程碩士與工學碩士相似,其學生大多數為應屆本科畢業生,缺乏實際的工作經驗。全日制工程碩士雖然在招生對象上與工學碩士相似,但由于二者的培養目標不同,其培養模式、培養方法、教學體系、論文標準均有較大的區別。以往的非全日制工程碩士和工學碩士的培養模式、評估標準和保障體系已不能完全適用,必須構建出適合全日制工程碩士培養目標的各種體系和機制,以適應專業學位研究生教育的發展。
我校機械工程學科作為最具綜合性和工程實踐特征的學科之一,從1999年開始,在培養管理工作中積極探索、改革創新,通過學科建設、人才隊伍建設、實踐基地建設等有效措施,保持工程碩士教育的健康發展,取得較大進展。
二、全日制專業學位研究生培養存在的問題
(一)培養模式與定位不能全面體現工程特色
目前,許多機械類的研究生教育仍沿用學術型研究生的培養方式,無法突出專業學位研究生的工程特色和應用背景,達不到學術型研究生在理論與創新方面的要求。
(二)課程體系不能全面突出實踐性和應用性
大多數院校目前沒有專門用于培養專業學位研究生的課程教學體系,在必修課和選修課方面沿襲學術型研究生的課程體系,忽略對專業學位研究生工程實踐能力的培養。
(三)教學內容和教學方法與工程需求存在差距
專業學位研究生大多是應屆本科畢業生,目前教學內容存在“重理論、輕實踐、多灌輸、少研討”的現象,達不到豐富學生實踐經驗、提高工程實踐能力的要求,不符合企業需求。
(四)研究課題單一,不能全面體現工程實際
部分專業學位研究生在校期間從未參與過工程實際項目,學位論文幾乎是理論分析與公式推導,既不符合專業學位研究生的培養目標,也背離了國家設立專業學位研究生的初衷。
因此,在全日制專業學位研究生的培養過程中,探索出理論和實踐相結合的培養機制,研究出具有機械類行業特點、產學研結合的培養模式,制訂切實可行的培養方案、教學體系和教學方法,使機械類專業學位研究生具有綜合的專業知識和良好的實踐能力,具備較強的可持續發展能力,注重全面綜合發展,這無疑是一個重大的課題,對以大機械人才觀,培養更具特色與競爭力的高素質、實用復合型人才具有重要的意義。
三、改革思路
(一)創新培養模式
工程碩士的培養必須改革傳統的“重學術、輕實踐”的培養模式,明確培養工程實踐能力強、具有解決工程實踐問題和創新能力的應用型、復合型高層次工程技術和工程管理人才的培養目標,制訂符合現代化建設要求的專業學位研究生教學計劃、教學內容,堅持“強基礎、重實踐,求創新”的指導思想,以綜合素質培養為基礎,以能力培養為主線,對知識、能力、素質等方面進行合理安排,力求整體優化,培養具有工程背景的高素質工程技術人才。
(二)注重課程設置
制訂專業型工程碩士的培養計劃是保證人才培養的重要基礎。培養計劃中的課程設置應充分體現“厚理論基礎、重實際應用、拓前沿知識、強工程實踐”的特點,采用學分制和模塊化,將模塊分為必修模塊和選修模塊。減少公共必修課學時,增加能代表學科前沿、富有實用性的案例課和高水平選修課,增加實踐環節。針對專業學位研究生的工程實踐背景,在實踐環節方面要求學生深入企業,時間為0.5~1年,兩個學分,撰寫出實踐環節總結報告,由企業導師簽字認定,而且,其學位論文也可以此為背景展開,充分體現專業學位工程碩士的培養特色。
在教學過程中,要求教師采用主題式的教學模式,按工程項目、工程案例和工程問題組織教學內容,針對不同內容提出設計主題,注重課程內容的銜接,不斷激發學生的創新欲望,營造創新環境,培養創新意識、思維、方法和技能。通過淡化分析,加強綜合,強化學生對機械系統的綜合訓練。同時,要求教師針對課程內容,以企業實踐、實驗研究、參加科研、協助導師指導本科生實踐等方式強化實踐環節,為論文寫作奠定基礎。
(三)突出實踐環節
校內實踐環節。在選修課中,應規定每門課程必須有實踐操作,同時構建高水平的校內實踐基地,承擔與理論課程配套開設的實驗教學任務,并為研究生完成學位論文工作提供必要的工作場地和實驗設備。
企業實踐環節。企業實踐環節是機械工程專業學位研究生培養過程中的重要環節,充分的、高質量的企業實踐是專業學位研究生培養質量的重要保證。通過該環節,應達到基本熟悉本行業工作流程和相關職業及技術規范,培養實踐研究和技術創新能力,并結合實踐完成論文選題工作。
全日制專業學位研究生的實踐環節內容由校內外導師共同協商決定,認真組織開展相應的企業實踐活動,并進行必要的總結和考核評估,獲得相應的學分。
(四)體現工程特色
強化工程實踐的總體思路是:面向工程,建設基地,提升工程實踐能力;依托課程,融合課外,協調開展創新教育。在與相關企業建立研究生培養基地與社會實踐基地的同時,不斷豐富學位論文的選題來源,使其有明確的職業背景和應用價值。在指導方式上,以校內導師指導、校外導師參與為主,合理運用理論知識和技術解決實際問題。
培養過程采取課程學習、企業實踐和學位論文相結合的方式。注重對工程應用和創新能力的培養,增長工作經驗,縮短就業適應期。在研究生入學后,導師要從學生的實際和社會需求出發,為其制訂培養計劃。課程設置要以實際應用為導向,以職業需求為目標,以綜合素養和應用知識與能力的提高為核心。
對于企業實踐環節,可采取集中實踐與分段實踐相結合的方式。通過建立校企培養基地,共同培養專業學位研究生,改革創新實踐教學模式,積極探索人才培養機制。
四、實施效果
(一)建立具有科學性、實用性的培養模式及課程體系
機械工程專業學位碩士的課程內容要根據企業需求和近幾年畢業生的就業情況來設置。機械工程專業學位研究生開設《機械工程領域工程實踐問題案例分析》、《機械制造技術應用與實踐》、《機械工程實驗與分析》及《實踐環節》等工程實踐與案例課程;同時還開設了相關的選修課,充分體現培養特色。
(二)確立科學、系統、前后呼應的教學內容
機械工程專業將《現代制造技術》、《現代控制理論及應用(機械)》、《現代設計理論與方法》集設計、制造、控制于一體,與選修課《復雜表面制造技術》、《數控設備設計與分析》等制造、設計、測試、分析相呼應,形成完整的課程體系。同時,將教師的典型科研項目加入課堂教學,按工程項目、工程案例和工程問題組織教學內容,提高學生的學習興趣和綜合實踐能力。
(三)建立實踐教學基地,提高學生的工程實踐能力
注重吸納使用社會資源,加強合作辦學,建立聯合培養基地,充分發揮我校機械工程專業學位人才培養的優勢。從2000年開始,以機械工程領域為依托,先后與沈陽多家大型裝備制造業企業建立研究生聯合培養基地,并保持長期合作關系,邀請該領域實踐經驗豐富的專家參與專業學位研究生培養,參加學位論文評審、答辯等環節。2010年5月,由沈陽市政府牽頭,我校與沈陽六家企業共同組建“沈陽鐵西裝備制造業聚集區公共研發促進中心”,為機械專業型工程碩士的培養提供更大的平臺。
(四)穩步實施“雙導師”制,建設一只具有工程實踐背景的師資隊伍
建設一支專兼結合,既有較高學術水平又有豐富教學經驗,具有工程實踐背景的師資隊伍,是做好工程碩士培養工作的關鍵。為體現工程碩士的培養特點,積極探索校內外“雙導師”制,即以校內導師為主,企業導師為輔,共同指導實踐環節、項目研究與學位論文等多個培養環節,共同承擔專業學位研究生教育的培養工作。
通過聘任更多有著較高理論水平和豐富實踐經驗的企業單位專業人才做兼職導師,同時不斷提高校內師資隊伍的專業化水平,鼓勵教師參與橫向課題,加強內部培訓,參加專業技能培訓等方式,豐富教師的實踐經驗,不斷提高專業課教師的專業實踐能力,提升整個專業學位研究生教育師資隊伍的專業化水平。自開始招收機械工程工程碩士始,即要求其導師由學術造詣深、工程實踐能力強,且有企業橫向科研課題背景的教授擔任,保證工程碩士的培養質量。幾年來,有20余位校內教師及每年吸納10余名不同學科領域的專家、學者和實踐經驗豐富的人員做校外導師,參與實踐課程、項目研究與學位論文等多個培養環節,共同承擔專業學位研究生的培養工作,增加學生的實際工作經驗,縮短就業適應期,取得良好效果。
(五)強化結合工程實踐背景的學位論文選題
主管單位:中國農業機械學會排灌機械會
主辦單位:中國農業機械學會排灌機械學會;中國農業機械工業協會排灌機械分會;江蘇大學流體機械工程技術中心
出版周期:雙月刊
出版地址:江蘇省鎮江市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1674-8530
國內刊號:32-1814/TH
郵發代號:28-82
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1982
期刊收錄:
核心期刊:
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽:
《機械工程控制基礎》課程,是全國高等教育自學考試機電一體化工程專業(獨立本科)必考的一門專業基礎課。并且是一門重要專業基礎課。工程控制論實質上是研究工程技術中廣義系統的動力學問題[1]。機械工程控制基礎課程的主要內容就是根據控制論的理論基礎,研究機械工程技術中廣義系統的動力學問題。
本課程的主要目的在于培養學生以動態、整體、聯系的觀點研究分析一個機械工程系統,運用控制論中的基本概念和方法,解決機械工程領域中有關自動控制及系統動力學方面的問題。其特點是從信息的傳遞、轉換和反饋角度來分析系統的動態行為;為采用控制的觀點和思想方法解決生產過程中存在的問題以及為了使系統按預定的規律運動,達到預定的技術指標,實現最佳控制打下基礎;并且也可以為后續的機械類相關課程的學習打下一定的理論基礎[2]。
機械工程控制基礎研究的問題帶有普遍性,對工程實踐具有重要的指導意義,該課程的開設對培養學生運用控制原理的基本方法教育教學論文,提高分析和解決各種工程問題的能力奠定扎實的理論基礎。為后續專業課學習和今后從事控制工程實踐奠定基礎。
本課程要求考生掌握經典控制理論的基本概念,基本原理和基本方法。在牢固掌握控制理論基本概念和典型自動控制系統的特點的基礎上,具備對簡單機電系統進行分析的能力,深刻理解并熟練掌握典型系統(特別是一階系統)的時域和頻域特性;能判別系統的穩定性;了解系統辨識的基本原理及相應的方法怎么寫論文。
但是,由于該課程比較抽象,學生的學習熱情不高,學習效果也不理想,甚至產生厭學的情緒。本文針對自考生的這種現象,提出了與普通本科教學不同的教學方法和教學手段。針對非自學型自考學生,從教師的講解思路和方法出發,結合本課程的特點,淺談筆者的教學體會,以供同行商榷。
1、了解學生學習現狀
自考學生普遍是,在高中時期學習相對較差,但是,又具有想學會心態。因此,這是最大的一個矛盾,本身的基礎薄弱,又想學會教育教學論文,通過考試。這就需要教師的辛勤付出去幫助學生解決這一矛盾。
本門課程要求以物理,電工學,高等數學為基礎,這些前期課程,學生本身可能就沒有學精通,所以,學習氣機械工程控制基礎就會更難。作為授課教師,一定要充分了解學生學不會,是什么原因造成的。當了解的現狀后,就應該吧學生不會的內容再給補充上。當然這里也存在一個課時的問題,不可能把前期的課程全部都再教一遍,能做到的只是,當本門課程用到哪部分內容后,就把那一部分內容補充上,絕不可能通篇全講。
例如:在第二章講授拉普拉斯變換時,就必須把高等數學中積分和求導的基本公式補充上,不然學生就會因為積分求導不會,而導致拉普拉斯變換學不會。
例如:在講第三章系統的數學模型時,就必須把物理的受力分析教育教學論文,牛頓定律等補充上。這樣學生才可以分析一個機械系統的受力,才可以建立微分方程。在這一章的內容中還要補充上基爾霍夫電壓定律,電流定律,不然學生就很難建立電網絡系統的微分方程。
在補充上述的內容時,主要是要注重對這些基礎理論如何應用。可以通過多講例題,講簡單的例題,來使得學生能會用這些基礎理論。
2、樹立學生學習信心
改變學生對機械工程控制基礎的厭學心理,解除對這門課產生恐懼的精神壓力,營造出一種比較輕松愉快的心理環境;還應該排除心理障礙,盡快的熟悉本門課程中處理問題的方法,轉變學習觀念。
學生在學習時,剛剛開始學,就會覺得不會,因為,開始部分就是拉普拉斯變換。但是,這一章必須要讓學生學會!這是磨刀不費砍材功。這里當然要用到較多的高數知識,用什么就補什么,這里即使用的課時較多,也必須學會怎么寫論文。一方面這是整個課程的數學基礎教育教學論文,另一方面如果開始學生就沒學會,那么就會導致學生放棄這門課。可以通過一些簡單的練習,讓學生感覺自己會做題,在心理上,學生就會慢慢的建立起信心來。在這樣的一個基礎上,學生才可以不恐懼,也就不放棄了。教師講課的過程中常常通過一些暗示給學生,這門課簡單,易學會,易通過。這對于學生樹立學會的信心和通過的信心,是很有幫助的。
每年都會有一部分考生在聽課過程中或聽完全課程后,進入復習階段時感到心中沒底,加之時間緊,就放棄了,很可惜。所以,進入復習階段,教師更應多給學生鼓鼓勁,讓學生樹立“我能行” 的信心。樹立考試成功的信心,不打 “退堂鼓”。
3、提高學生應試能力
一般這個階段要放在全課程學完之后教育教學論文,提高學生應試能力是至關重要的,也是提分最快的方法。
首先,要掌握考試重點,不能通篇用勁。在全面閱讀教材的基礎上,掌握重點章節內容,著重掌握系統傳遞函數、方塊圖、誤差分析、時域分析、頻域分析、穩定性判別。從知識點分布來看,本課程試題覆蓋了教材七章的全部內容。單選題覆蓋面最廣,基本上每章都能涉及。填空題覆蓋面廣,覆蓋了教材的七章內容,主要是考查學生掌握基本概念的能力,也有少部分是計算的。簡答題考查學生掌握基本概念,最近幾年的簡答題多數都是概述、識記基本概念。計算題分布很廣,主要是考查學生的綜合應用能力。從整體來看,教材七章內容知識點分布不均勻,重點章節主要是第3章,第4章,第5章,第6章。而第1章、第2章和第7章是知識點考查較少的章節。
其次,全面分析歷年考題教育教學論文,了解考試中的題型規范,試題難度,學生在學習的過程中要熟練掌握各種典型的例題。熟練掌握出現在歷年考題中典型題型的解題思路,并多次練習,歷年考題可以反復練習多次怎么寫論文。
例如:勞斯穩定判據的題目,一部分題目為直接運用勞斯判據來判斷穩定性,還有一部分題目為,求取系統中某參數的穩定范圍。但是這類題目,只要多做練習,學生基本都可以掌握。
最后,學生在應試中總是存在一些問題。因此,要求學生要做到:1.排除一切思想雜念,一心一意答題。2.拿到試卷后,迅速瀏覽試卷。同時要快速瀏覽考題和相應的分值,按難易程度確定做題的順序,首先做最熟悉的題目和內容;主觀題中如有得心應手題,應先做,然后再按順序答題,遇到一時難答的題果斷跳過教育教學論文,答后面的題,以防在某道題上耽擱時間,影響后面的答題。3.答完卷后別忘記重新考慮最初沒確定答案的那些題,另外要至少全部檢查一遍看有沒有因疏忽而出錯的地方。4.不要盲目提前交卷,在確保沒有漏題的情況下經過兩遍檢查方可交卷。
4、激發學生學習潛能
學完本課程后,進入復習階段,一般說來至少要留出一個月的總復習時間。在總復習期間,教師給學生鼓勁,教給學生復習方法,把學生的學習潛能最大限度的挖掘出來。要提醒學生注意:1.制定詳細的復習計劃,按部就班地復習,提高效率。在復習時更應注意經常翻閱和回憶教材摘要認真領會,揣摩并加以熟練掌握。
參考文獻
[1]楊叔子,機械工程控制基礎(第五版),武漢:華中科技大學出版社,2005.2。
中圖分類號:G642.8 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)04-0036-02
一、引言
目前,我國機械工程研究生的培養方向一直以學術型為主,學術型研究生基礎理論知識較扎實,但解決工程實際問題的能力相對不足的矛盾逐漸凸顯出來,當前研究生培養模式就是造成這種現象的主要原因之一。因此,探討一種行之有效的機械工程專業學位研究生工程培養模式,成為了當前研究生教育的重點內容之一。
自恢復研究生教育以來,我國機械工程研究生的培養方向一直以學術型為主。每年畢業的機械工程研究生主要為高等院校和科研單位培養,從事科學研究及高等教育工作。而學術型機械工程研究生主要以基礎理論為主,存在工程實踐方面不足等問題。目前,以市場化為主導的國家經濟模式使機械工程研究生的數量在不斷增加,機械工程畢業研究生數量使高校和科研單位飽和,多數研究生將以大中型企業等單位為就業的主體。因此,為了適應當前大中型企業及國家經濟發展的需求,對研究生工程能力的要求越來越高,并成為當前研究生教育的重點內容。
綜上所述,在研究生工程能力的培養中,存在一些不足之處,制約了研究生的培養效果,達不到社會對研究生的期望值。因此,很有必要對機械工程專業學位研究生的創新素質和科研工程能力的培養模式進行研究,為機械工程專業學位研究生的教育提供一種有效地、可行的教育模式。
本文主要對基于工程項目的機械工程專業學位研究生工程實訓模式進行研究,結合本人所指導的機械工程專業學位研究生的培養,以企業項目案例為平臺,對其科研工程意識、科研工程知識及科研工程能力等方面進行培養,使其具有較強的創新素質和科研工程能力,為其他研究生的培養模式研究提供理論依據。
二、科研能力和創新能力的基礎培養
科研基礎知識和科研意識是科研能力和創新能力的基礎。科研基礎知識主要包括與研究方向相關的機械和電氣控制方面的理論基礎知識和應用軟件方面的知識,如機械原理、高等數學、理論力學、現代控制理論、二維和三維工程繪圖軟件等基礎知識和應用軟件;科研意識主要是指科研工程項目的前瞻性能力和創新欲望。
(一)基于實際機械系統的學習模式
課堂教學的理論知識僅僅是工程項目實施的基礎知識,將這些基礎理論知識應用于工程項目的實施,還需要不斷提高科研工程知識。本項目以6-DOF串聯機械臂系統為例,指導和加強研究生學習與機器人相關的理論知識以及工程項目實施方面的知識,了解國內外機器臂的發展動態,加強掌握科研基礎知識,增強研究生的科研工程項目實施的意識。
以首鋼莫托曼機器人有限公司研制的6-DOF串聯機器人系統為例,啟發和誘導研究生掌握該機械人研制的關鍵科學問題和工程實施中關鍵工程工藝問題等,包括運動學、動力學和機械系統設計等方面。針對每部分關鍵科學問題和工程實施中關鍵工程工藝問題等,發揮研究生的主觀能動性,對機械臂進行系統的研究,進一步完善研究生的科研能力和創新能力。
這種通過實際案例的學習方法可以理論聯系實際,使理論學習內容可視化,直接驗證理論學習的可行性,加深了學生對課程內容的理解,促進了理論知識在工程方面的應用,同時也增加了學生的學習興趣。
(二)基于已實施的科研工程項目,探索性實踐教學模式
基于已實施的國家基金項目“串并混聯擬人機械腿的力約束及動載協調分配問題研究”,指導學生探索性學習機械工程項目實施方面的知識。首先,引導學生掌握該項目立項的依據,即項目實施的工程和科學意義,同時使學生了解該項目的研究內容以及研究內容及創新點提出的工程科學意義。然后,針對研究內容,引導學生展開研究,啟發誘導研究分組進行運動學、動力學、機械系統設計等方面的實踐,進一步提高科研工程實施能力。最后,研制串并混聯擬人機械腿樣機。
(三)科研工程培訓總結
對已進行的工程案例進行總結,發現自身的不足之處,提高相關科研理論知識和工程項目實施方面的能力,寫成科研工程論文,以提高研究生的總結能力,對研究生今后的工作奠定基礎。
通過上述學習方式,鞏固了研究生的科研基礎知識,增強了研究生的團隊協作意識、科研動力及興趣,有利于研究生激發出創新思維,也有利于營造一種和諧向上的學術氛圍。
三、科研專業知識及科研能力的培養
科研工程專業方面的能力主要是指在項目實施過程中,理論知識及工程實踐經驗等的運用能力。本文主要通過探索性實踐的方式,來檢驗研究生科研能力的掌握程度。以一種新型雙軸顎式破碎機的設計為例,增強研究生的科研和創新能力。首先,對目前顎式破碎機進行調研,發現現有破碎機的不足之處以及需要改進的地方;其次,基于現有破碎機的不足之處,提出新型顎式破碎機方案,解決現有存在的問題;然后,對新型顎式破碎機進行性能研究并進行設計方法研究;最后,研制樣機并進行實驗研究。
通過對當前顎式破碎機的調研,發現當前顎式破碎機存在破碎物料不均勻、破碎效率低、顎板磨損厲害、很難實現超細破碎以及耗能大等缺點。為克服傳統顎式破碎機的不足之處,提出了一種新型的雙軸復擺顎式破碎機。
對這種新型雙軸復擺顎式破碎機的行程特征值、運動學、動力學等性能進行研究,給出各性能的分布規律。首先,應用遺傳基因方法對新型雙軸復擺顎式破碎機的結構參數進行優化,給出合理的結構參數,同時考慮加工與裝配工藝性,設計了一種雙軸復擺顎式破碎機樣機;其次,對這種樣機進行試驗研究,結果表明,同樣破碎500kg的物料,單軸機需要269s,而雙軸機只需要52s,只占單軸機破碎物料所需時間的五分之一;然后,在細料占總成品的比例上,雙軸是單軸的2.5倍,在每小時的生產能力上雙軸是單軸的5.2倍;最后,在衡量破碎機產能的指標值S上,雙軸是單軸的2.5倍。因此,綜合上述的分析和數據認為,新型雙軸復擺顎式破碎機的性能明顯優于單軸破碎機,具有很好的工程應用價值。
四、結論
本文基于實際工程項目的機械工程專業學位研究生培養模式的研究,提高了研究生的科研素質及創新能力等,研究生獲得了一定的成績。在這個過程中,研究生研制了擬人機械腿、顎式破碎機等樣機,提高了工程能力。同時,還撰寫和發表了多篇學術論文,授權了多項發明專利和實用新型專利。
參考文獻:
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[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2017)06-0029-02
科研在高校中的地位和作用是毋庸置疑的,尤其是在985高校和211高校中更是如此。但以教學為中心、不斷提高高校的教學質量也是高校工作永恒的主題。高校通過教學工作來培養高層次人才這是其根本任務,教學工作始終是高校的中心工作之一。本科教育是高等教育的主體和基礎,抓好本科教學是提高整個高等教育質量的重點和關鍵。高校教學和科研是相互依賴、相互促進、不可分離的。高校教師既要從事教書育人的工作,又要進行科學研究,還要將兩者有機結合起來,這樣才能使教學質量和科研水平相互提高。[1][2]高校只有重視科研工作,以科研促教學,深化教學改革,優化課程體系,更新教學內容[3][4][5],才能提高人才培養質量,體現辦學的特色、強勢和品牌性。[6][7][8]有關科研與教學的關系以及科研對教學的作用,國內外學者、教師都做了很多研究,如文獻[1]、[2]、[3]對高校中科學研究與人才培養之間的關系做了論述,強調教學與科研的統一;文獻[4]論述的是科學研究在促進本科教學中的作用;文獻[5]強調科研在應用型人才培養中對教學的促進作用。以上文獻中都沒有涉及科學研究在機械工程專業學科基礎課和專業課課程群中的應用。可見,進行這方面的研究是有意義的。本文就是從這方面入手,探索科研在機械工程專業學科基礎課和專業課課程群中的應用。
一、我校教學與科研現狀
我校是一所地方性、綜合性院校,是一所以工為主,專業涵蓋工、管、理、醫、經、文、法、藝術、教育等9大學科門類,直屬廣西壯族自治區政府管理的普通高等學校。學校占地面積近4700畝,面向全國27個省(區、市)招生,有全日制本專科學生、研究生、留學生共25000余人。學校以本科教育為主,積極發展研究生教育和國際教育,不斷提升辦學層次、水平和特色。為建設成為國內先進、有特色、高水平的應用型大學,學校在教學和科研方面做了大量的工作,但也存在一些問題。
(一)過多強調科研
多年來,我校對本科教育口頭重視多,實際行動少;教師教學考核強調數量,缺少質量。由于過多強調科研等顯性數據指標,如高水平論文、高級別研究項目、高科研經費等,對大學定位存在誤解,以及擴招等一系列因素,本科教育特別是本科生教學在高校教育中處于相對弱勢甚至是邊緣化的地位。然而,世界上的一流大學,其對本科教育教學工作都很重視。盡管這些大學擁有強大的科研實力和研究成果,但最讓這些大學感到自豪并最終確立他們高水平地位的關鍵因素,依然是他們響當當的本科教育質量。時至今日,這些大學仍然在不斷地研究如何進一步提高本科教學質量,以適應社會的需求。
(二)科研與教學缺失
由于學校一味強調科研,教師只能全身心地投入到科研中,但研究成果出來以后,只有小部分應用于生產實際或教學,大部分研究成果只能躺在成果庫里睡覺。教育教學改革呼喚著科研,但在學校科研中,教師科研與教學缺失的現象卻并不少見,具體表現為:教師在研究中充當著資料的提供者、失語的研究者和被動的參與者,而不是將科研與教學相結合。造成教師研究與教學脫鉤的原因主要有兩個方面:教師對高校科研實質的理解不到位 ,以及學校對科研的評價方法不科學。
二、機械工程專業學科基礎課和專業課課程
我校的機械工程專業人才培養方案強調,本專業培養德、智、體、美全面發展,具有扎實的機械工程專業基礎知識、基本理論和基本技能,具有較強的工程實踐能力、職業技能和創新精神,并具有較強的自主學習能力、自主發展能力和社會適應能力的可持續發展的能從事現代機械工程領域內的機械設計制造、科技開發、應用研究、運行管理和經營銷售等方面工作的應用型高級技術人才。專業主要課程中有制圖及計算機繪圖、理論力學、材料力學、工程材料與金屬工藝學、機械原理、機械設計、機械工程控制基礎、機械制造技術基礎、互換性與技術測量、氣液壓控制、數控技術基礎、機械制造裝置設計、機械CAD/CAM,這些都是學科基礎課和專業課。這些課程在三類課程中具體所占的學分為公共課學分占37.0,學科基礎課學分占85.5,專業課學分占15.5。
機械工程專業是我校辦學最早的幾個專業之一,為社會培養了大量的機械工程專業人才。多年來,學校一直不斷深化教育教學改革,憑借多年沉淀的教學資源優勢,不斷加快機械工程專業課程改革的步伐,力爭為社會培養出更多高質量的人才。我們教師所做的科研,絕大多數與這些課程有關。如果能把教師的科研應用到這些課程中,無疑能對教學起很大的促進作用。
三、具體實踐應用
為探索科研在機械工程專業學科基礎課和專業課課程群中的應用研究,我們做了如下具體實踐。
(一)項目調研
機械工程專業是傳統的工科專業,在人才培養方案的結構體系中,課程體系包括公共課、學科基A課和專業課等,其中學科基礎課和專業課所占的比重較大,課程門數較多。由于教師所做的科研較多,有些科研與這些課程群有關,有些則比這些課程群超前許多,再加上由于機械工程專業辦學歷史較長,有些課程內容較陳舊,因此,我們首先要進行調研,看看兄弟院校是如何處理這些問題的。
(二)科研項目、內容的整理
由于大多數科研骨干歷年來所做的項目較多,這些科研項目包括國家自然科學基金、廣西自然科學基金、廣西科技開發項目、柳州市科技開發項目、教育廳科研項目和校級科研項目以及橫向科研項目等。在這些項目中,有些項目所研究的內容、研究成果與學科基礎課和專業課有關,有些項目比較前沿,這些項目對本科生來說有些超前,這樣前者可以直接應用到本科教學中去,后者則要儲備起來。因此,要對這些科研項目、科研成果進行梳理,找出與學科基礎課和專業課有關的內容,為后續工作做好準備。
(三)科研項目、內容與學科基礎課、專業課課程群相結合
根據前面梳理出來的科研項目和科研成果,我們結合學科基礎課和專業課的內容特點,以某一門課的某一章節為切入點,刪減一些陳舊的內容,增加一些學科前沿知識,并將其作為一個案例或一個章節來處理。比如廣西科學研究與技術開發計劃項目(項目編號:桂科能05112001-7B)《信息與通信技術重點實驗室建設――鋼圈系列產品虛擬設計開發平臺》的科研成果,就可以與機械工程專業課機械CAD/CAM相結合,把研究內容《鋼圈參數化設計系統》結合到課程的第五章――機械CAD/CAM建模技術中去,作為一個案例來講授,這大大豐富了課程內容。
(四)相關學科基礎課、專業課教案、課件的修改與融合
找到結合點后,就要對原來的教案和課件進行修改補充:有些陳舊的內容該刪減的刪減,新的內容該補充的補充,要相互融合;有些內容較簡單可直接修改,有些內容較多較復雜,要采取各種手段滿足教學要求,比如將科研內容編制成軟件。廣西壯族自治區教育廳科研項目《基于制造業信息化服務平臺的公差與配合應用技術系統的開發研究》就是以軟件形式編制出來后,融合到機械工程專業課機械CAD/CAM第三章――設計/制造數據的處理技術中去,作為一個例子,這既補充了教材的熱藎又能使學生接觸到前沿知識。
(五)課堂教學實踐與評價
把結合科研成果做好的教案、課件和軟件應用到課堂教學中去,可以使學生受益。應根據課堂教學效果和學生的反饋對這些教案、課件和軟件進行修改補充,完善提高。條件成熟時,還可以根據研究結果對相應的教材進行修訂,使科研成果進入教材。
四、結束語
通過以上的具體實踐,我們把自己的研究成果應用到機械工程專業學科基礎課和專業課課程群中,使學生能學到機械工程學科的前沿知識,這既增長了學生的見識,又提高了教師的教學質量。
[ 參 考 文 獻 ]
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機械工程實驗室作為高等院校機械工程及近機類專業學生培養的實踐基地,也是學生接觸實際生產、獲得生產技術及管理知識,進行工程師基本素質訓練的平臺,對大學生創新意識、創新精神和創新能力的培養發揮著舉足輕重的作用。
在中國經濟飛速發展,而適應社會需求的專業人才相對匱乏的形勢下,教育部提出了“寬口徑、厚基礎、強能力、善創新”的高校專業人才培養目標,對于大學生的培養,高校既要使其具有厚實的專業基礎和基本技能,又要具有廣泛的適應能力和創新精神[1]。這不僅對高校人才培養目標的制定和教學計劃的安排提出了具體的要求,而且對實驗室建設也具有重要的指導意義。基于國內高校機械工程實驗室的實際情況,本文提出了一種新型的實驗室建設模式,加大學生基礎技能、專業技能及創新能力的培養,有效解決了寬廣知識面與深厚專業技能兩者不可兼得之間的矛盾。
1 國內機械工程實驗室的現狀
教育部新頒布的本科專業目錄在逐步消除原專業劃分過細帶來的問題,側重于學生在專業內的綜合技能和創新能力培養。而國內高校機械工程實驗室大多仍保留著原來的運行模式,主要體現在3個方面:
(1)實驗室構成:國內高校大部分是機械原理實驗室、機械設計實驗室、機械制造實驗室、機械CAD/CAM實驗室、機械創新實驗室、金屬材料實驗室、機電傳動實驗室等組成模式,其構成主要側重于學生在設計、制造方面的能力培養,而對于國內大多數高校的本科畢業生而言,畢業后從事設計方面工作的人數占比很小,大多集中在制造、測量與質量控制等領域就業。因此目前普通高校的機械工程實驗室在產品性能測定、物流及成本核算等方面存在一定的功能缺陷。
(2)實驗室運行模式:實驗設備引進方面,國內高校機械工程實驗室建設仍然根據專業性質,采用“教師申請―學校審批―招標―采購―學校驗收”的操作模式購買相應設備,根據設備情況開設相應的實驗項目,因此存在著設備共享困難、重復購置率較高、利用率低下的問題[2,3]。在教學質量控制上,一般采用實驗教學抽查、聽課等方式對教學質量及規范性進行檢查和監督,但是對于學生的滿意度及培養質量關注普遍較少。
(3)實驗室隊伍建設:目前實驗室管理人員在高校師資隊伍建設中仍處于不受重視的地位,普遍存在實驗室人員學歷較低、技能單一等問題。隨著新知識、新技術的更新速度加快,實驗教學內容、教學方法、現代化教學設備更新及學生能力培養都對實驗教學隊伍的素質提出了更高的要求。由于長期得不到應有的重視,導致實驗教學隊伍的知識更新緩慢,甚至部分實驗教師沒有接受過系統的專業訓練[4]。另外,由于教學、科研類崗位普遍比實驗崗位待遇高,也導致大批實驗技術骨干人員不愿從事實驗教學工作,而轉入教學、科研崗或為了離開實驗崗而選擇繼續深造,造成實驗教學隊伍的人才流失。這些因素均制約了實驗隊伍的創新能力及實驗水平的提高,成為實驗教學環節中的瓶頸之一。
2 我校機械工程實驗室的創新模式
2.1 實驗室構建
我校機械工程實驗室從培養學生厚基礎、寬口徑的實際出發,經過資源整合把實驗室分成機械設計基礎、機械創新、機械制造、測試與控制、生產管理5個模塊。學生在該實驗平臺上可以得到“構思―設計―制造―標定―物流”整個產品生命周期的訓練,實現對產品開發過程各環節的深入理解,并根據自身的興趣、專業在個別環節上深入學習、加強訓練。這種實驗室構建方式有效地解決了“寬口徑、厚基礎、強能力、善創新”與技能專長之間的矛盾。實驗室組成如圖1所示。
2.1.1 機械設計基礎模塊
該模塊主要是以鞏固學生基礎知識和培養學生基本技能為主的專業基礎訓練(包括綜合展品陳列實驗、公差測量實驗、機械CAD實驗、熱處理與硬度測定實驗、減速器拆裝實驗和液壓傳動實驗等);以培養學生綜合知識和創造能力為主的基礎實驗,即機構創意設計實驗,使學生具備基本的機械設計理念與專業技能。
2.1.2 機械創新模塊
該模塊主要是培養學生機械綜合設計能力、創新能力、協作精神和實踐制作能力。主要針對全國機械創新大賽、全國大學生工程訓練綜合能力競賽、機器人大賽、大學生電子設計競賽、全國三維數字化創新設計大賽等各大賽事而設置。通過選題、構思、設計、制造、調試等環節的綜合訓練,使學生把理論知識和實踐技能結合起來,激發學生的學習興趣,開拓學生的視野,為優秀人才的脫穎而出創造條件。
2.1.3 機械制造模塊
該模塊主要讓學生深入了解和掌握機械制造方面的知識,提高學生的動手操作技能,強化對機械制造工藝、機械制造技術基礎等課程的理解。具體內容主要是結合產品的制造過程,對車、鉗、刨、磨、銑等常見工藝進行基本操作技能訓練,使學生對工業產品制造過程有較完整的體驗和認識,更好地學習、掌握數控機床的基本結構、基本操作、編程、工件與夾具的裝夾、刀具選用及裝夾、基本工藝的擬定、 CAM應用,對工業機器人結構、編程、設計及在生產線上的應用深入理解,以適應現代制造業對人才素質的需求。
2.1.4 測量與控制模塊
該模塊主要訓練學生測試典型機構及機械傳動裝置的運動、動力學特性及工作能力;分析其影響因素,了解提高機械性能的措施;掌握現代機械物理量的測試與實驗研究方法和手段。
2.1.5 生產管理模塊
該模塊通過分布式制造系統實時仿真系統的軟硬件環境,提供生產系統的規劃、設計、運作管理方面的實驗,使學生學習典型車間作業調度問題的基本方法、技術以及對生產系統的布置和調度管理,培養學生運用生產系統設計和現代集成制造設計理論、方法從事制造系統規劃設計的能力。
2.2 管理模式
機械工程實驗室除執行我校國資處制定的各項有關規章制度以及學院GB/T19001-2000質量認證管理制度外,建立并實施了《機械工程實驗室管理規則》,包括實驗室各類人員崗位責任制、工作考核制度、安全衛生管理制度、檔案管理制度、實驗室運行經費管理規定、儀器管理規定等,各實驗室有實驗室規則、安全衛生制度、學生守則等管理制度。
2005年,實驗室進行了ISO9001質量管理體系認證,將ISO9001質量管理認證體系引入實驗室教學管理工作中。按照ISO9001質量認證體系的核心PDCA(計劃―實施―檢查―持續改進)要求,進行閉環、循環式管理,對實驗教學過程的各個環節進行連續控制,使全面質量管理成為基本工作方法,最終提高實驗教學質量和實驗室管理水平。
2.3 實驗教學隊伍建設
實驗室積極鼓勵學術水平較高、教學經驗豐富、具有團隊精神的教師參與實驗教學、實驗課程改革和實驗室建設,盡量減少專職實驗崗位的設置。按照學校、學院和學科師資隊伍培養的政策和要求,定期從實驗教學任務、實施過程、教學難點、教學方法、教學手段、技術改革等方面進行培訓,通過輪訓的模式加強實驗隊伍對產品生命周期各環節技能的深刻理解,使之熟悉實驗教學的全過程和具體要求,保證實驗教學的順利進行。
3 運行效果
經過幾年的改革與實踐,學生主動參與實驗的興趣明顯提高:(1)動手能力得到加強。以學生參加各類科技競賽為例,以往學生需要加工零部件時,往往直接請教師指導操作,甚至部分零部件由教師代為加工。現在指導教師只需要參與前期的方案討論,后期的加工制造與調試則完全由學生自行完成。(2)工程素質和創新能力得到提升。近三年來,學生在全國和省級科技競賽中獲獎22項,較以往有明顯的提高。(3)畢業論文質量提高。很多學生在理解了工業產品的整個生命周期過程后,根據自己的興趣選擇畢業論文的方向或題目。近年來,本科畢業論文的質量有了明顯提高,申請實用新型專利十多項。(4)學生滿意度提高。我院根據ISO9001質量管理認證體系的要求,針對實驗教學對學生進行滿意度調查。結果顯示,學生滿意度由原來的89.8%提高到2012年的98.7%。
4 結束語
采用產品生命周期理念建立的機械工程實驗室,是對于傳統實驗室培養理念的革新,引進的ISO9001質量管理體系有效地保障了實驗教學的運行,提高了實驗教學質量。實踐證明,該模式對于系統培養學生的工程理念具有明顯優勢,使學生能夠在產品設計與制造時充分理解各環節的運行與成本核算,有效地解決了寬口徑與技能專長培養之間的矛盾。
參考文獻
[1] 孔令地,鄭文兵.省級重點實驗室運行管理實踐與探索[J].安徽理工大學學報:社會科學版,2011(4):71-73.
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)03-0162-02
建設國際一流的學科是創建國際一流大學的基礎,堅持以一流為目標,以機械工程學科為基礎,優化課程結構體系,培養創新型人才。機械工程學科課程結構建設是研究生培養的重要特征,也是創新型人才培養的重要載體和平臺。本文以大學排名為依托,選取全球范圍內認可度較高的大學排名――國際高等教育研究機構Quacquarelli Symonds(簡稱QS)世界大學工程技術類排名的各項參數作為依據。設計人工神經網絡模型,將眾多復雜的指標綜合起來,并予以量化。
一、課程結構與創新型人才培養的關系
培養創新型人才既是當前中國高校教育改革與發展的一個重要課題,也是中國經濟社會發展的迫切需要,對知識的學習和積累也提出了更高的要求。任何課程體系都必須圍繞并服務于創新人才各方面素質的全面發展以及個性培養而設計,不能顧此失彼,從各門課程的組成要素看,也必須注意進行整體設計,兼顧各要素之間的聯系,才能起到相互促進的作用[1]。人們在社會科學、自然科學和技術科學等各學科內,通過多門學科相結合,運用各種方法、技巧等,使其相互結合,形成新的學科,提高研究生的創新能力。
二、基于BP神經網絡的機械工程研究生課程結構分析
BP神經網絡是被廣泛應用的一種重要網絡形式,主要用來進行非線性系統的輸入輸出映射關系建模。本文采用的是隱含層為一層的三層BP神經網絡模型,該模型為有監督的多層前向網絡,由三層神經元組成:輸入層、隱含層和輸出層,其不同層之間用網絡權值進行連接,同層內部神經元之間沒有連接關系[2]。
通過對QS世界大學排名中工程技術類排名前400的部分院校進行排名指標數據整理和匯總,以及對其機械工程學科研究生課程進行搜集和分類,參考部分典型的課程結構分類標準,將機械工程學科的研究生課程分為自然科學基礎、工程技術基礎、機械設計、機械制造、機電一體化、生物方面、能源環保方面、微納尺度、管理九類課程,作為九個指標,將其每類課程所占百分比,作為BP神經網絡輸入層的神經元;輸出層有四個神經元,數據來源于QS世界大學排名中工程技術類排名,包括總體得分、學術聲譽、全球雇主評價、單位教職的論文引用數。通常我們要根據網絡收斂性能的好壞來確定隱含層神經元個數,通過對大量網絡模型結構的分析研究,得到以下經驗公式[3]:
S=■+a 1≤a≤10 (2.1)其中S為隱含層節點數,m為輸入層節點數,n為輸出層節點數。根據公式(2.1),我們首先將隱含層神經元數目設置為10,然后逐步增加到15和20。進行多次實驗,通過誤差的對比,發現在隱含層神經元個數為25時,該BP神經網絡的性能最好。因此,該BP神經網絡模型隱含層神經元數目設為25。將輸入數據的70%作為訓練數據,15%作為測試數據,15%作為驗證數據,通過對訓練結果進行測試,誤差達到所要求的范圍內則說明網絡模型良好[4]。利用MATLAB訓練及測試后的網絡誤差情況如下頁圖1所示,訓練和測試誤差均達到預期效果,大多集中在零誤差附近,該模型滿足實際的應用要求。
三、中國高校與國際一流學科大學的對比分析
列舉中國某“211工程”、“985工程”高校,對其研究生院機械工程學科課程結構進行調查與統計,將其課程分布的9個參量輸入到訓練好的BP神經網絡,推測出其總體得分、學術聲譽、全球雇主評價、單位教職的論文引用數4個參量。
輸入x=[9.76 13.82 39.84 11.38 21.95 0.00 0.81 0.81 1.63];
輸出ans=57.8018 28.9101 38.9170 72.6147
中國某高校總體得分為57.8018,學術聲譽28.9101,全球雇主評價38.9170,單位教職的論文引用情況72.6147。從推測出的數據看,在QS排名中,中國某高校主要落后在學術聲譽、全球雇主評價等指標上,相比于國際一流學科高校還是有很大的差距,差距最大的主要是科研水平和國際化方面,尤其是在科研水平方面。對比來看,在課程設置中,國際一流大學一流學科都有著豐富的課程設置,強調多學科融合以及新興領域的學習,注重課程設置,推進創新型人才的培養。中國高校要創建國際一流學科,加大培養創新型人才的力度,應強化基礎知識的學習,多開設工程技術基礎類課程;在此基礎上,加強專業知識的拓寬,不同專業方向專業課程供開放選擇,增設新興領域的課程學習[5]。另外,要強化多學科知識的融合,設置大量交叉學科課程,提高實踐能力,鍛煉和提高學生的實踐和創新能力。
四、結論
本文研究了國際一流大學機械工程學科的課程體系結構,利用QS世界大學排名相關參數指標,建立了三層BP神經網絡分析模型,對國際一流高校的機械工程學科課程結構進行了分析。基于所建數學模型,求出了中國某高校的QS總體得分、學術聲譽、全球雇主評價、單位教職的論文引用情況等。選用QS排名中的29所高校作為系統樣本,其中25組作為訓練樣本,4組作為測試樣本,通過MATLAB完成網絡的訓練和測試,使用訓練好的BP網絡模型,推測QS排名系統未列出的中國某高校的QS相關參數,將其與國際一流學科的數據進行了比較分析。結果表明,中國某高校機械工程學科在課程結構設置上需要整體優化,強調多學科融合,拓寬知識面,鞏固基礎知識學習,加大創新型人才培養力度。
參考文獻:
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Research on the Course Structure of International First-Class Mechanical Engineering Using Neural Network
YANG Yang,WANG Hong,HUA Cheng-cheng,YIN Chang-hao,LI Kai-yuan
2校內實踐基地硬件平臺的構建
與課堂理論教學不同,實踐環節的教學需要依賴于儀器設備等硬件條件,因此需要結合學科的特點來構建完成預定實踐教育功能的硬件平臺組成。哈爾濱工業大學機械工程一級學科包含機械電子工程、機械制造及其自動化、機械設計及理論、車輛工程、工業工程、精密與微納制造和航空宇航制造工程7376個二級學科,年招收碩士生350人,其中應用型碩士研究生和全日制工程碩士240人左右。機械工程學科覆蓋的各個二級學科各具內涵,互相獨立而又互為支撐,形成了各具特色的研究方向。機械工程領域工程碩士研究生的應用能力培養主要體現在以下方面:①大型/復雜/先進機械系統設計能力;②各種傳動及其檢測、控制技術應用能力;③先進制造技術應用能力;④機電融合應用能力;⑤科技協作能力。這些能力的培養需要一系列超出單個課程的綜合實踐平臺來提供學生從實踐中鍛煉和掌握工程技術能力的實踐機會。依托校內實踐基地,建設一個獨立于課程教學之外,支撐全院研究生工程實踐能力培養的工程實踐平臺具有重要意義。對于應用型碩士研究生,應該在機械工程一級學科的框架下,培養其對各相關研究方向的了解和掌握,培養出知識面廣博、適應性廣的交叉復合型人才,因此,校內實踐基地所建設的教學平臺應體現出綜合性,并具有一定的輻射性,加強碩士研究生對機械工程領域相關研究方向的了解,拓展知識面,培養學生的實踐創新能力。所建立的校內實踐基地硬件平臺的結構如圖1所示。圖1校內實踐基地硬件平臺的總體結構校內實踐基地硬件平臺包括實驗平臺和實踐平臺兩個部分,其中實驗平臺用來支撐培養計劃中的實踐學分,由傳感及測試技術實驗子平臺、數字化制造技術實驗子平臺、機器人技術實驗子平臺和微納米測量技術實驗子平臺組成;實踐平臺用來為學生提供一個實現自主創新、自由探索的實踐環境,由金屬零件少無切削制造技術工程實踐子平臺、空間機構及機械系統設計與實踐子平臺、數控運動控制綜合實踐子平臺和液壓伺服傳動與氣壓傳動綜合應用實踐子平臺組成。
2.1傳感及測試技術實驗子平臺傳感及測試技術是機械工程學科研究生必須掌握的一門偏重于基礎的技術,并且是其它眾多技術的基礎,因此該實驗子平臺的建設側重訓練研究生對常用傳感器的基本原理及其典型應用,使學生不但對傳感技術中所涉及的各種傳感器的測量原理和性能指標有深入具體的認識,而且還能夠針對具體的問題,選擇合適的傳感器完成相應的檢測任務,為將來的學習和工作奠定實踐基礎,提高應用型研究生對相關專業理論的認知、加強對專業技術工作適應能力和開發創新能力的培養。
2.2數字化制造技術實驗子平臺該實驗子平臺以對數字化制造技術的原理和核心技術的理解為主,以校園網絡為基礎,建立數字化、集成化、網絡化的設計和加工子系統,兩個子系統共享一個服務器,實現信息共享。以現有的CAD/CAM軟件和自行開發的數控技術、數字化加工、數字化裝配等軟件為基礎,為數字化設計、建模和仿真、加工技術的研究提供基本的實驗教學環境和條件。使學生掌握數字化制造技術在產品的設計、分析、制造、制造系統規劃等方面的應用。
2.3機器人技術實驗子平臺該實驗子平臺是一個具有一定規模的、模塊化的、可擴展的機器人系統開放實驗平臺,子平臺的建設以常規機器人技術教學為主,并兼顧機器人智能運動控制和機構空間復雜軌跡的實現等相關教學實驗。能夠進行14個機器人技術方面的教學實驗,各實驗間既可以獨立進行,也可以聯合進行;能根據教學的需求及課程的變化需求進行迅速調整,以適應實驗教學的需要。這些實驗要求學生應用所學知識進行設計、編程和實施,培養學生設計、分析和動手能力,促進機器人技術教學水平的提高,培養機械工程學科研究生的綜合技能和創新能力。
2.4微納米測量技術實驗子平臺隨著超精密加工技術和納米加工技術的發展,對機械加工表面形貌的微觀檢測提出了越來越高的要求。因此微納米檢測技術成為機械工程學科新的研究熱點。通過實驗教學,使學生掌握原子力顯微鏡測量原理、測試參數的選擇,數據處理知識。掌握利用原子力顯微鏡獲得力曲線,根據納米壓痕法的理論基礎及彈性接觸理論計算材料的機械力學特性,分析研究測量儀器的原理、精度、誤差及適用范圍。
2.5金屬零件少無切削制造技術工程實踐子平臺本子平臺對學生進行金屬零件少無切削制造技術的實踐訓練。學生通過設計制造零件的實踐,培養研究生:先進綠色制造技術運用能能力;產品制造生產線管理與運用能力;數控等先進裝備控制與運用能力。
2.6空間機構及機械系統設計與實踐子平臺通過先進傳動裝置的學習和拆裝,使學生了解、學習高性能諧波減速器等國外先進傳動裝置的原理、設計方法、結構和工藝;由學生利用基本元部件設計并構建機械系統,如多自由度關節串聯機構和行走機構等。根據學生自己構建的機械系統,運用機構設計與動力分析軟件建立虛擬樣機,進行仿真。學生為自己構建的機械系統配備運動控制系統,利用計算機和PID控制來控制交、直流伺服系統,實現其構建的機械系統的預期運動目標。
2.7數控運動控制綜合實踐子平臺以機床運動形式為主要控制目標,運動控制為主,順序控制為輔,訓練學生機電系統計算機控制能力。實踐子平臺以單軸運動模塊為基本單元,可搭建一軸、兩軸和三軸運動控制系統。控制系統采用PC-Base運動控制控制器為核心,交流伺服系統為基礎,形成一個開放式的、學生可實際搭建的(包括內部控制軟件)實踐系統。
2.8液壓伺服傳動與氣壓傳動綜合應用實踐子平臺該實踐子平臺對學生進行流體傳動與控制重要基礎和綜合應用的訓練。平臺包含豎直液壓伺服搬運、水平液壓傳動搬運、氣動插拔銷三套子系統,訓練學生:流體傳動與控制系統總體方案設計能力、液壓伺服系統(位置和力及其切換)設計調試能力、液壓傳動系統設計調試能力、氣壓傳動系統設計調試能力和團隊協作能力。
3校內實踐基地的實踐教學體系
在校內實踐基地硬件平臺構建的基礎上,結合應用型研究生培養方案,構建了校內實踐基地的實踐教學體系,根據兩類平臺的特點,結合培養目標,依托實驗平臺下設的4個子平臺建設了一門具有特色的實驗課程“機械工程學科應用型研究生綜合實驗”,綜合實驗課程在內容設置上立足機械工程學科的主干課程,從機械工程一級學科的角度去組織實驗教學的內容,規劃建設的實驗項目既是對若干門學位課程內容的深化和提升,又是對某門課程課內實驗的強化,支撐研究生培養計劃中2學分的實踐教學環節,可以完成總計66學時的實驗教學,根據課程的設置和培養計劃,要求研究生從中選擇22學時進行本門課程的實驗教學,以加強碩士研究生現代實驗方法和技能的訓練和提高。在教學體系的建設上,實踐平臺是對實驗平臺的進一步深化和運用,目的是注重學生自主實踐能力的訓練和培養,實踐內容的設計充分體現出開放性和探索性,學生利用平臺所提供的基本元件和模塊,根據給定的技術參數和指標,自行搭建系統,獨立完成相應的實踐訓練項目。結合實踐平臺的硬件設備,建設了一門面向全院碩士生的實踐課程“機械工程綜合實踐”,以獨立實踐課程的形式來實現校內實踐基地的實踐教學功能,使本領域的應用型研究生能夠經歷一個相對完整的機械系統設計、制造、檢測和控制的工程應用過程的基本訓練,支撐研究生培養計劃中的實踐教學環節,根據課程的設置和培養計劃,要求研究生從中選擇若干實踐項目進行實訓,培養學生的實踐創新能力。依托校內實踐基地開設的兩門實驗實踐課程,初步確定了機械工程領域應用型研究生的實踐教學體系。解決了應用型研究生培養方案中實踐教學環節薄弱的問題;確立了實踐教學環節的主體地位,以獨立的課程形式來加深課堂理論知識的理解,提高創新實踐的能力,滿足機械工程學科研究生培養方案中實踐環節的教學計劃,為進一步的分類培養模式改革提供實踐。