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分析機械工程及自動化創(chuàng)新實踐開發(fā)
引言:工程的本質(zhì)在于創(chuàng)造,工程創(chuàng)造的內(nèi)涵就是科學知識和技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用。工程正是通過對辯學知識技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用,創(chuàng)造世界上原先沒有人工產(chǎn)品或系統(tǒng)來滿足社會現(xiàn)實可能的需要。工程是一種創(chuàng)造力的專業(yè),與社會生活中的其他專業(yè)有著不同的分工,以創(chuàng)造為自己的使命,這正是工程教育的本質(zhì)特征和光榮任務(wù)�，F(xiàn)代工程的定義具有鮮明的時代特征。2l世紀,世界將進入知識經(jīng)濟的時代,一切創(chuàng)新都依賴于高素質(zhì)創(chuàng)造型人才,承擔培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)造型人才和發(fā)展科學文化雙重任務(wù)的高等教育,必將成為國家創(chuàng)新體系的支柱和基礎(chǔ),寓有創(chuàng)造本質(zhì)特征的工程教育應(yīng)當更加突出創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)等。
一、機械工程及其自動化專業(yè)創(chuàng)新實驗開發(fā)研究的意義
隨著世界經(jīng)濟一體化趨勢不斷增強,我國市場經(jīng)濟不斷發(fā)展與完善,對現(xiàn)代工程的概念也產(chǎn)生了一種新的理論,即“工程是關(guān)于科學知識和技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用,以使在物質(zhì)、經(jīng)濟、人力、政治、法律和文化限制內(nèi)滿足社會需要的一種創(chuàng)造性專業(yè)”。從中我們可以看出,工程的本質(zhì)在于創(chuàng)造,而創(chuàng)造的本質(zhì)就是對科學知識和技術(shù)的開發(fā)與運用。從這個意義上理解,工程就可以理解為通過科學知識和技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用,通過創(chuàng)造出當前沒有的產(chǎn)品或者是系統(tǒng),以此來滿足經(jīng)濟和社會發(fā)展的需要。
從某種意義上說,工程與其他的專業(yè)有著很大的區(qū)別,最為主要的就是工程專業(yè)可以理解為創(chuàng)造力專業(yè),這也是工程教育的本質(zhì)特征。當前,知識經(jīng)濟時代的到來,使得知識成為了人類社會進步的源動力,一切的經(jīng)濟活動和社會活動也都要依賴于知識的開發(fā)與運用,而高素質(zhì)的創(chuàng)造型人才正是對知識的開發(fā)與運用的實施者,培養(yǎng)創(chuàng)造型人才也成為了當前我國教育事業(yè)的根本任務(wù),對工程教育進行創(chuàng)新與改革也是當前高等教學改革的一個必然方向。
二、機械工程及其自動化專業(yè)綜合創(chuàng)新實驗的開發(fā)研究
通過對高校理工科專業(yè)教學體系的分析可以看出,實驗教學被安排的位置是在理論教學之后,其實驗的目的就在于為學生提供應(yīng)用理論知識進行實踐和應(yīng)用的機會。工程能力也可以稱之為創(chuàng)造能力,這是對于理工科學生基本的素質(zhì)要求之一,因此可以說,創(chuàng)新實驗教學的開發(fā)和研究,是為學生提供應(yīng)用理論進行創(chuàng)造的平臺,也是培養(yǎng)學生工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力的主要途徑。綜合創(chuàng)新實驗的開發(fā)與研究是一項復雜的、系統(tǒng)的工程,需要以現(xiàn)代教育思想作為根本的指導思想,科學的處理實驗教學與理論教學的關(guān)系。筆者認為,綜合創(chuàng)新實驗應(yīng)當根據(jù)專業(yè)特點,同時結(jié)合學校教學的實際情況,在現(xiàn)有的實驗設(shè)備的基礎(chǔ)上,進行改進和研發(fā),而不需要投入大量的資金進行新設(shè)備的購置,通過對現(xiàn)有的實驗設(shè)備進行優(yōu)化和整合,引入計算機技術(shù)和智能化技術(shù),則能夠?qū)崿F(xiàn)對綜合創(chuàng)新實驗的整體優(yōu)化,達到培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和實踐能力的目標。
綜合創(chuàng)新實驗的教學目的很明確,就是為了給學生提供一個工程應(yīng)用教學環(huán)境,使學生通過實驗來加強對理論知識的理解和掌握,并且學會用知識分析問題和解決問題,進而培養(yǎng)學生的綜合能力。實施綜合創(chuàng)新實驗通常是在理論課教學結(jié)束之后,綜合創(chuàng)新實驗打破了學科之間的界限,其實驗內(nèi)容的設(shè)計以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力作為指導思想。學生在完成一項創(chuàng)新實驗的過程中,要對各種實驗的設(shè)備進行熟練的掌握,也需要借助多個學科知識的綜合運用,才能夠完成實驗。
機械工程及其自動化專業(yè)綜合創(chuàng)新實驗Ι
1、實驗設(shè)備:細紗機,計算機,測試系統(tǒng),機構(gòu)測繪工具。
2、實驗內(nèi)容:
(1)測繪細紗機鋼領(lǐng)板運動機構(gòu);
(2)應(yīng)用測試系統(tǒng)檢測鋼領(lǐng)板運動規(guī)律;
(3)根據(jù)檢測的鋼領(lǐng)板運動規(guī)律,反求設(shè)計控制凸輪機構(gòu);
(4)對細紗機鋼領(lǐng)板運動機構(gòu)進行綜合分析,提出新的設(shè)計方案;
(5)在計算機上實現(xiàn)新設(shè)計方案的仿真設(shè)計或者虛擬設(shè)計。
機械工程及其自動化專業(yè)綜合創(chuàng)新實驗Ⅱ
1、實驗設(shè)備:機器動力學實驗臺,計算機,測試系統(tǒng)。
2、實驗內(nèi)容:
(1)應(yīng)用測試系統(tǒng)檢測機器動力學實驗臺,當載荷一定時,在安裝飛輪和不安裝輪飛兩種狀態(tài)下主軸轉(zhuǎn)速的變化情況;
(2)建立實驗臺等效主軸的運動方程,分析飛輪的調(diào)速作用;
(3)按新給定的主軸運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)反求設(shè)計飛輪;
(4)在計算機上實現(xiàn)不同主軸運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)條件下飛輪的仿真設(shè)計或者虛擬設(shè)計。
機械工程及其自動化專業(yè)綜合創(chuàng)新實驗Ⅲ
1、實驗設(shè)備:1511織布機,計算機,測試系統(tǒng),機構(gòu)測繪工具。
2、實驗內(nèi)容:
(1)測繪1511織布機打緯機構(gòu)和棕框機構(gòu)的機構(gòu)運動簡圖;
(2)應(yīng)用測試系統(tǒng)檢測檢驗棕框機構(gòu)運動規(guī)律;(3)根據(jù)檢測的棕框機構(gòu)運動規(guī)律,反求設(shè)計棕框共軛凸輪機構(gòu);
(4)對1511織布機打緯機構(gòu)和棕框機構(gòu)的運動進行綜合分析,提出新的設(shè)計方案;
(5)在計算機上實現(xiàn)新設(shè)計方案的仿真設(shè)計或者虛擬設(shè)計。
三、“機械工程及其自動化專業(yè)綜合創(chuàng)新實驗"的實施
系列“機械工程及其自動化專業(yè)綜合創(chuàng)新實驗”一般安排與課程設(shè)計同步進行。學生在指導教師的指導下完成基本實驗內(nèi)容,然后獨立完成計算分析、創(chuàng)新設(shè)計以及在計算機上實現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計方案的仿真設(shè)計或虛擬設(shè)計等項內(nèi)容,最后寫出實驗報告。系列“機械工程及其自動化專業(yè)綜合創(chuàng)新實驗”不僅重視學生動手能力的培養(yǎng),更重要的是加強了學生綜合應(yīng)用所學知識分析問題、解決問題和創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。系列“機械工程及自動化專業(yè)綜合創(chuàng)新實驗”是按照學生掌握知識由淺人深,認識問題由感性認識到理性認識過程設(shè)計的,它重視了學生綜合創(chuàng)新能力的培養(yǎng),形成了鮮明的特色。
明確培養(yǎng)目標制定具有工程特色的教學計劃。隨著科技進步,以計算機信息技術(shù)為標志的高新技術(shù)在機械制造領(lǐng)域的滲透、融合、應(yīng)用,使得機械工程學科本身的內(nèi)涵、外延同傳統(tǒng)的觀念相比有了質(zhì)的變化,企業(yè)要求該專業(yè)的畢業(yè)生不僅具備機械設(shè)計制造及其自動化方面的基礎(chǔ)理論知識和應(yīng)用能力,還應(yīng)具備在工業(yè)生產(chǎn)第一線從事機械制造領(lǐng)域內(nèi)的科技開發(fā)、設(shè)計制造、應(yīng)用研究、運行管理和經(jīng)營銷售的能力,為了適應(yīng)社會需求,就應(yīng)在現(xiàn)代教育思想、教育理念的指導下,以培養(yǎng)具有工程素質(zhì)的應(yīng)用人才為目標,構(gòu)建起新時期對該專業(yè)人才要求相適應(yīng)的、與現(xiàn)代高新技術(shù)相融合的、與經(jīng)濟發(fā)展環(huán)境和資源條件相協(xié)調(diào)的教學計劃體系,按照公共教育、專業(yè)教育、實踐訓練的培養(yǎng)策略,突出工程特色,既要有共性要求,又兼顧個性培養(yǎng)。
公共教育部分要培養(yǎng)學生良好的人文素質(zhì), 人文與社會科學與自然科學從來就不是分割的, 很多科學技術(shù)中的突破來自于人文知識的靈感, 創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神的培養(yǎng),也絕不是單純的專業(yè)知識教育問題,通過對學生寬廣的通識基礎(chǔ)和深厚的自然科學理論基礎(chǔ)的塑造,輔以工程哲學的教育,可以為工程素質(zhì)培養(yǎng)奠定良好的基礎(chǔ)。專業(yè)教育部分要系統(tǒng)學習專業(yè)基礎(chǔ)課程和核心課程,重視堅實的專業(yè)技能的培養(yǎng),培養(yǎng)工程師的基本素質(zhì)。
在條件允許的情況下,可以為學生提供專業(yè)技能認證課程。實踐訓練部分則著重進行上手快、后勁足的實踐能力與創(chuàng)新能力的訓練,任何一個學年均有不同的實踐教學環(huán)節(jié),保證工程實踐訓練4年不斷線,倡導以科研項目、工程現(xiàn)場、實驗室研究為背景,進行系統(tǒng)的動手實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。除了上述共性教育,還要對學生進行個性培養(yǎng),如鼓勵學生參加輔修專業(yè)的學習,選修感興趣的其他專業(yè),通過學習,擴大學生的知識面,以此加強跨專業(yè)、跨學科的復合型工程人才的培養(yǎng)。
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