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分析機械工程及自動化創新實踐開發
引言:工程的本質在于創造,工程創造的內涵就是科學知識和技術的開發與應用。工程正是通過對辯學知識技術的開發與應用,創造世界上原先沒有人工產品或系統來滿足社會現實可能的需要。工程是一種創造力的專業,與社會生活中的其他專業有著不同的分工,以創造為自己的使命,這正是工程教育的本質特征和光榮任務。現代工程的定義具有鮮明的時代特征。2l世紀,世界將進入知識經濟的時代,一切創新都依賴于高素質創造型人才,承擔培養高素質創造型人才和發展科學文化雙重任務的高等教育,必將成為國家創新體系的支柱和基礎,寓有創造本質特征的工程教育應當更加突出創新意識和創造能力的培養等。
一、機械工程及其自動化專業創新實驗開發研究的意義
隨著世界經濟一體化趨勢不斷增強,我國市場經濟不斷發展與完善,對現代工程的概念也產生了一種新的理論,即“工程是關于科學知識和技術的開發與應用,以使在物質、經濟、人力、政治、法律和文化限制內滿足社會需要的一種創造性專業”。從中我們可以看出,工程的本質在于創造,而創造的本質就是對科學知識和技術的開發與運用。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的開發與應用,通過創造出當前沒有的產品或者是系統,以此來滿足經濟和社會發展的需要。
從某種意義上說,工程與其他的專業有著很大的區別,最為主要的就是工程專業可以理解為創造力專業,這也是工程教育的本質特征。當前,知識經濟時代的到來,使得知識成為了人類社會進步的源動力,一切的經濟活動和社會活動也都要依賴于知識的開發與運用,而高素質的創造型人才正是對知識的開發與運用的實施者,培養創造型人才也成為了當前我國教育事業的根本任務,對工程教育進行創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綜合創新實驗的開發研究
通過對高校理工科專業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用理論知識進行實踐和應用的機會。工程能力也可以稱之為創造能力,這是對于理工科學生基本的素質要求之一,因此可以說,創新實驗教學的開發和研究,是為學生提供應用理論進行創造的平臺,也是培養學生工程素質和創新能力的主要途徑。綜合創新實驗的開發與研究是一項復雜的、系統的工程,需要以現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系。筆者認為,綜合創新實驗應當根據專業特點,同時結合學校教學的實際情況,在現有的實驗設備的基礎上,進行改進和研發,而不需要投入大量的資金進行新設備的購置,通過對現有的實驗設備進行優化和整合,引入計算機技術和智能化技術,則能夠實現對綜合創新實驗的整體優化,達到培養學生創新能力和實踐能力的目標。
綜合創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用教學環境,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,進而培養學生的綜合能力。實施綜合創新實驗通常是在理論課教學結束之后,綜合創新實驗打破了學科之間的界限,其實驗內容的設計以培養學生的創新能力作為指導思想。學生在完成一項創新實驗的過程中,要對各種實驗的設備進行熟練的掌握,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綜合創新實驗Ι
1、實驗設備:細紗機,計算機,測試系統,機構測繪工具。
2、實驗內容:
(1)測繪細紗機鋼領板運動機構;
(2)應用測試系統檢測鋼領板運動規律;
(3)根據檢測的鋼領板運動規律,反求設計控制凸輪機構;
(4)對細紗機鋼領板運動機構進行綜合分析,提出新的設計方案;
(5)在計算機上實現新設計方案的仿真設計或者虛擬設計。
機械工程及其自動化專業綜合創新實驗Ⅱ
1、實驗設備:機器動力學實驗臺,計算機,測試系統。
2、實驗內容:
(1)應用測試系統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下主軸轉速的變化情況;
(2)建立實驗臺等效主軸的運動方程,分析飛輪的調速作用;
(3)按新給定的主軸運轉不均勻系數反求設計飛輪;
(4)在計算機上實現不同主軸運轉不均勻系數條件下飛輪的仿真設計或者虛擬設計。
機械工程及其自動化專業綜合創新實驗Ⅲ
1、實驗設備:1511織布機,計算機,測試系統,機構測繪工具。
2、實驗內容:
(1)測繪1511織布機打緯機構和棕框機構的機構運動簡圖;
(2)應用測試系統檢測檢驗棕框機構運動規律;(3)根據檢測的棕框機構運動規律,反求設計棕框共軛凸輪機構;
(4)對1511織布機打緯機構和棕框機構的運動進行綜合分析,提出新的設計方案;
(5)在計算機上實現新設計方案的仿真設計或者虛擬設計。
三、“機械工程及其自動化專業綜合創新實驗"的實施
系列“機械工程及其自動化專業綜合創新實驗”一般安排與課程設計同步進行。學生在指導教師的指導下完成基本實驗內容,然后獨立完成計算分析、創新設計以及在計算機上實現創新設計方案的仿真設計或虛擬設計等項內容,最后寫出實驗報告。系列“機械工程及其自動化專業綜合創新實驗”不僅重視學生動手能力的培養,更重要的是加強了學生綜合應用所學知識分析問題、解決問題和創新思維能力的培養。系列“機械工程及自動化專業綜合創新實驗”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計的,它重視了學生綜合創新能力的培養,形成了鮮明的特色。
明確培養目標制定具有工程特色的教學計劃。隨著科技進步,以計算機信息技術為標志的高新技術在機械制造領域的滲透、融合、應用,使得機械工程學科本身的內涵、外延同傳統的觀念相比有了質的變化,企業要求該專業的畢業生不僅具備機械設計制造及其自動化方面的基礎理論知識和應用能力,還應具備在工業生產第一線從事機械制造領域內的科技開發、設計制造、應用研究、運行管理和經營銷售的能力,為了適應社會需求,就應在現代教育思想、教育理念的指導下,以培養具有工程素質的應用人才為目標,構建起新時期對該專業人才要求相適應的、與現代高新技術相融合的、與經濟發展環境和資源條件相協調的教學計劃體系,按照公共教育、專業教育、實踐訓練的培養策略,突出工程特色,既要有共性要求,又兼顧個性培養。
公共教育部分要培養學生良好的人文素質, 人文與社會科學與自然科學從來就不是分割的, 很多科學技術中的突破來自于人文知識的靈感, 創新思維和創新精神的培養,也絕不是單純的專業知識教育問題,通過對學生寬廣的通識基礎和深厚的自然科學理論基礎的塑造,輔以工程哲學的教育,可以為工程素質培養奠定良好的基礎。專業教育部分要系統學習專業基礎課程和核心課程,重視堅實的專業技能的培養,培養工程師的基本素質。
在條件允許的情況下,可以為學生提供專業技能認證課程。實踐訓練部分則著重進行上手快、后勁足的實踐能力與創新能力的訓練,任何一個學年均有不同的實踐教學環節,保證工程實踐訓練4年不斷線,倡導以科研項目、工程現場、實驗室研究為背景,進行系統的動手實踐能力和創新能力培養。除了上述共性教育,還要對學生進行個性培養,如鼓勵學生參加輔修專業的學習,選修感興趣的其他專業,通過學習,擴大學生的知識面,以此加強跨專業、跨學科的復合型工程人才的培養。
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