机械电子工程专业设计课程教学大纲(精选12篇)
学时/学分: 3周 /
3适用对象:机械工程及自动化专业
课程类型:学科专业必修课
先修课程:电工电子技术、微机原理与接口技术、测试技术、液压传动、机电传动控制、PLC控制
技术、机电一体化系统设计
机电控制方向课程设计/ Mechatronic Speciality Project
先修课程:1.机械设计;2.控制技术(1)(2)(3)3.检测技术;4.控制理论基础;
5.伺服动力元件及系统推荐修读学期:6课程简介:本课程是机械与动力工程学院机电控制专业方向本科学生的一门必修专业课,其主要任务是使学生通过一级倒立摆机电控制系统的设计,综合运用机械设计、伺服动力驱动、检测技术、控制理论、计算机软硬件等方面的知识,培养机电系统的分析与设计能力,初步掌握机电系统的设计过程和方法。本课程着重培养学生灵活运用各种理论基础和专业知识的能力,为培养机电控制系统的综合设计能力打下良好基础。It’s a compulsory course for the mechanical electronic undergraduates of in the School of Mechanical and Power Engineering.It focuses on the designing of mechanism, servo power driving, sensing and control system of inverse pendulum with the fires order, the familiarizing of the design procedure and design methods for the mechatronic system.The course emphasizes the training of the abilities of synthetic designing mechatronic control system.一、教学目的通过课程设计培养学生综合运用所学知识和技能、提高分析和解决实际问题能力的一个重要环节,专业课程设计是建立在专业基础课和专业方向课的基础上的,是学生根据所学课程进行的工程基本训练,课程设计的目的在于:
1、培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识,独立进行机电控制系统(产品)的初步设计工作,并结合设计或试验研究课题进一步巩固和扩大知识领域。
2、培养学生搜集、阅读和综合分析参考资料,运用各种标准和工具书籍以及编写技术文件的能力,提高计算、绘图等基本技能。
3、培养学生掌握机电产品设计的一般程序和方法,进行工程师基本素质的训练。
4、树立正确的设计思想及严肃认真的工作作风。
二、教学内容及基本要求:
设计内容为机电控制系统(典型机电产品)设计,其主要内容包括:1)机械传动结构设计;2)电气测控系统;
课程设计题目如下:
1. 机电传动单向数控平台设计;
2. 液压油缸的压力和速度控制;
课程设计的基本要求:
1)方案设计:根据课程设计任务的要求,在搜集、归纳、分析资料的基础上,明确系统的主要功能,确定实现系统主要功能的原理方案,并对各种方案进行分析和评价,进行方案选优。
2)总体设计:针对具体的原理方案,通过对动力和总体参数的选择和计算,进行总体设计,最后给出机械系统的控制原理图或主要部件图(A2一张)。
3)根据控制功能要求,完成电气控制设计,给处电气控制电路原理图(A3图一张)。
4)课程设计的成果最后集中表现在课程设计说明书和所绘制的设计图纸上,每个学生应独立完成课程设计说明书一份,字数为5000字以上,设计图纸不少于两张。
5)用计算机绘图或手工绘图,打印说明书。
6)设计选题分组进行,每位同学采用不同方案(或参数)独立完成;
三、课程设计时间安排及设计过程的相关环节
课程设计共3周,各阶段的任务和时间安排建议如下:
1.查阅资料及系统方案选择设计(5天)
根据课程设计任务的要求在搜集、归纳、分析资料的基础上,将设计要求具体实施,确定系统设计方案,并完成初步计算,具体步骤如下:
1)根据设计要求,尽可能的多构想一些原理方案,并通过技术、性能与经济合理型比较,寻求可行的设计方案;
2)对可行的设计方案进行分析计算或实验验证,考查所提原理方案能否满足设计要求,并确定最终设计方案;
2.机械系统图和电气控制原理的设计阶段(5天)
1)根据所选设计方案,通过较详细的分析计算,完成机械传动系统及主要部件的结构设计画出的图纸;
2)根据系统检测控制要求,完成电气控制部件的选型与控制电路图的设计;
3.课程设计说明书的编写(3天)
根据系统方案设计的分析、计算内容,写出设计说明,要求其内容密切结合设计课题,重点突出,用自己的语言认真书写,文字通顺流畅,要防止不加分析地长篇引用教科书,抄袭其它著作中的阐述。
说明书的具体内容由学生根据课题内容进行编写,—般应包括下列内容:
封面:(见附录)
目录:(章节)
内容(参考):
1设计任务
1.1设计任务介绍及意义
1.2设计任务明细
2总体方案设计
2.1 设计的基本依据
2.2 可行性方案的比较
2.3 总体方案的确定
3机械传动系统设计
3.1机械传动装置的组成及原理
3.2主要部件的结构设计计算
4电气控制系统设计
4.1 控制系统的基本组成4.2 电器元件的选型计算
4.3 电气控制电路的设计
4.4 控制程序的设计及说明结论
参考书目
4.设计总结与答辩(2天)
学生在规定的时间内完成设计任务后,对设计方案的选择依据、设计内容的分析计算、主要设
计成果以及设计中存在的问题进行总结,然后申请答辩。
四、课程设计成绩的评定及考核方式
课程设计的最终成绩,是根据平时设计情况及答辩进行综合评价,评价内容为:
1、学生的出勤情况
2、学生的设计态度
3、设计方案的情况
4、图面质量
5、设计说明书论述质量
成绩的评定:平时占20%、设计完成质量及答辩占80%;最终成绩按优、良、中、及格和不及格五级评定。
五、设计题目说明
1机电传动单向数控平台设计;
1.1 电机驱动方式:步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机、同步电机;
1.2 机械传动方式:螺旋丝杆、滚珠丝杆、同步皮带、链传动等;
1.3 电气控制方式:单片微机控制、PLC控制;
1.4 功能控制要求:速度控制、位置控制;
1.5 主要设计参数:
单向工作行程——800、500、300 mm;
移动负载质量——100、50 kg;
负载移动阻力——50、100 N;
移动速度控制——0.2、0.5 m/s;
控制精度要求:速度/位置均为1/1000
机械图包括:电机—(减速器)--传动部件—负载---(包括它们的安装底座+联轴器+支承部件+导向装置);
包括以上部件的选型设计;
电气部件选型设计;流程图+程序
2气压传动两维运动机械手;
2.1 执行元件:气动气缸;
2.2 运动方式:直角坐标、圆柱坐标;
2.3 控制方式:单片微机控制、PLC控制;
2.4 控制要求:速度控制、位置控制;
2.5 主要设计参数:
气缸工作行程——400、300 mm;
移动负载质量——100、50 kg;
移动速度控制——0.2、0.5 m/s;
3液压油缸的压力和速度控制;
3.1 执行元件:液压油缸;
3.2 传动方式:电液比例控制;
3.3 控制方式:单片微机控制、PLC控制;
3.4 控制要求:速度控制、推力控制;
3.5 主要设计参数:
油缸工作行程——600、800 mm;
额定工作油压——6.5MPa;
移动负载质量——1000、2000 kg;
负载移动阻力——5000、10000 N;
移动速度控制——0.2、0.5 m/s;
控制精度要求:力/速度/位置均为1/100
机械图包括:电机—(减速器)--泵—阀块---(包括它们的油箱+联轴器+电液控制元件); 包括以上部件的选型设计;
电气部件选型设计;流程图+程序
主要参考书:
1. 机械原理与机械设计; 6. PLC控制技术;
2. 微机原理与接口技术; 7. 机电一体化系统设计;
3. 测试技术; 8. 机电控制及自动化;
4. 机电传动控制; 9. 机械设计手册;
5. 液压与气压传动; 10. 机电一体化技术手册;
机械工程及自动化系
一、电子通信启航课程的设置
电子信息工程学院本科招生包括电子信息工程、通信工程和微电子三个专业方向, 其中电子信息工程和通信工程专业为大类招生, 两年基础学习之后再分专业方向。针对此类情况, 特别开设了两门课程, 分别是“电子与通信工程概论”和“电子通信科研讲座”, 分别安排在大一和大三第一学期作为必修的专业基础课程, 分别为一周2~3节课, 18学时, 合计2学分。其中, “电子通信科研讲座”在大类招生学生分流为电子信息工程和通信工程专业后分别开设“电子信息科学研究方法论”和“通信技术研究方法论”。“电子与通信工程概论”课程教学内容与体系包括了本专业人才培养目标、人才培养方案与具体要求、专业知识获取的基本路径与方法、实践教学与素质能力提高的基本措施、学科专业研究领域的最新进展、学科专业服务社会的优秀案例[1,2]、相邻学科专业背景知识等。具体分成三部分内容:电子信息工程专业培养方案和相关课程、通信工程专业培养方案和相关课程、实践性教学环节及创新实践认知等。“电子通信科研讲座”从技术应用的角度介绍电子与通信技术的发展, 内容包括如何利用电子科学与技术和信息技术的基本理论解决电子元器件、集成电路、电子控制、通信信息处理等相关领域的技术问题[3], 如何研究电子信息的检测、传输、交换、处理和显示的理论和技术。既要拓宽教学内容的知识覆盖面, 又要增加所授内容的知识性和趣味性, 还要适当让学生了解一下当下国内国际最新研究成果。这样有利于培养学生的学习兴趣, 增加学生的知识面, 并且能够转变学生思维方式。“电子与通信工程概论”课程主要选择教学经验丰富、学术造诣高的教授、副教授, 与此同时也有一些不同专业领域、不同年龄及不同讲课方式的教师, 采用老中青相互配合的教学模式。学生学习方式受教师讲授风格的影响, 特别是比较重要的核心课、精品课, 一般是由各具特色的教师组成的教学团队, 这样就保证了课程建设的质量及要求, 大学新生要尽快的适应、融入这种新的教学模式。电子与通信启航工程专业的目的是通过讲解电子与通信专业内涵, 提高学生的学习兴趣, 培养学生的创新意识和创新能力。由于多媒体教学的速度快、信息量大, 使得首次接触的大一新生在课堂笔记的记录难度增加, 为了解决这一问题, 帮助学生进一步学习, 授课教师将自己的邮箱留给学生, 并且安排2~4课时带领学生参观学院创新实验室, 鼓励学生课后与老师积极交流。教学形式生动活泼, 在课堂教学活动中注重启发与互动, 采用讲座、讨论、学生专业认知展示[4]等形式, 充分利用多媒体设备与技术表现相关的教学内容。
二、课程教学效果
自2008年以来, 我院实施电子通信启航工程专业教育课程已经四年了。在此学习期间学生深受好评, 他们在专业课程学习和创新实践活动中表现出很高的积极性和主动性。教师与学生之间相互沟通了解, 建立了良好的师生关系。学生之所以选择电子与通信专业, 绝大部分都是基于对物理与数学学习的兴趣。进入大学后, 如果缺乏与专业教师的沟通, 学生往往会丧失学习兴趣。在讲授电子与通信启航工程专业教育课程后, 教师收到了以询问学生个人感兴趣的专业内容为主的大量新生的反馈邮件, 这表明课程教学初步达到了培养学生的求知和探索欲望的目的, 提高了学生的学习兴趣和创新意识。本课程采取五级计分制, 采用撰写学习心得、论文等考核形式, 引导学生思考和畅谈对电子与通信学科专业的认识、发展前景。学生通过课程学习学会了总结知识, 展现自己的特色。部分学生进入到大二和大三阶段后积极申报学校和国家的大学生创新项目, 积极参加电子设计竞赛和各种科技文化竞赛。结果表明, 学生能够了解电子与通信的专业知识, 并且对此也给予了充分肯定。很多学生认为该课程不仅让他们从入学开始就了解其专业是什么、怎么学, 而且极大的激发了学生对电子与通信专业的兴趣, 绝大多数学生认为这门课程的开设对其有很大帮助。
三、课程改进措施
针对大一新生开设的电子与通信启航工程专业教育课程是电子信息工程学院响应学校开展“启航工程”的具体措施之一, 经初步实施也取得了令人满意的效果。根据2008年至2011年四届学生学习电子与通信专业启航课程的过程, 发现其中也存在一些不足之处, 比如:各授课教师对知识点深浅度的把握不同, 少数教师不能够深入浅出的讲解专业知识基础。部分学生反映听不懂老师讲的内容, 学生对多媒体教学表现出不适应, 部分学生提出无法记录笔记, 缺少电子与通信启航课程的教材。由于该课程暂无相关的教材, 这就导致了不少学生记笔记无从下手, 对感兴趣的内容不知道如何进一步学习。基于上述问题, 可采取以下一些改进措施: (1) 组织有资历的教师根据教学经验制定课程教材。 (2) 建立启航工程专业教育课程网站。在网站上及时发布课上涉及到的资料, 学生方便查找资料, 同时及时更新部分教学内容。 (3) 建立更加开放性的教学模式。学生们获取知识的途径不仅仅是教师课上教授这种单一渠道。该课程的教授就是要使学生学会如何自主去学习。 (4) 教学方式上鼓励学生增强自主学习的意识。大学的学习环境相对于高中而言, 更加自主、宽松, 以学生自主学习为主, 所以, 启航工程专业教育课程应该改变传统的教学模式突出以学生自主学习为主体的教学模式。授课教师要多启发学生对知识点的理解, 与此同时, 推荐相关的参考文献和网址等, 鼓励学生对知识点加深理解。 (5) 改进考核方式。在平时上课成绩的考核方式中增加撰写文献报告和学生PPT报告展示部分。目的是锻炼学生的表达和综合能力, 增加了课程的开放性。
开设课程的四年来, 通过电子、通信启航工程专业教育课程的实施, 有效的激发了电子信息工程和通信工程专业学生对所学专业基础知识和技能的学习兴趣, 逐步培养了学生的创新意识和能力。今后要进一步改进教学方法, 帮助学生尽早走进学院的创新实验室, 提高实践能力。从大一开始夯实基础, 强化创新意识, 进行自主学习, 进而尽快适应大学的学习方式, 建立起积极向上的良好学风和氛围, 为电子信息工程与通信工程专业逐步实施卓越工程师培养方案奠定基础。
参考文献
[1]彭良福, 张传武.以就业为导向建设应用型的通信工程专业[J].教学与教学研究, 2009, 23 (12) :58-59.
[2]黄红兵, 侯利娟.高校通信工程专业实验教学模式的研究[J].中国教育技术装备, 2006, (4) :9-11.
[3]高永清, 商丹.电子信息工程专业毕业实习教学模式的探索与实践[J].中国电力教育, 2009, (151) :146-147.
【关键词】电子与通信; 启航工程; 课程教学
【中图分类号】TN91-4;TN0-4【文献标识码】A【文章编号】1672-5158(2013)02-0249-01
电子和通信技术在现代生活中的应用非常广泛,由于背景知识的缺乏并不能对电子和通信专业的内涵有清晰明确的认识,这为少儿在将来学习电子与通信专业这门课程便会带来一定的局限性和盲目性。因为当进入大学后,一、二年级的课程设置多为公共基础课,真正接触到专业课程通常要到大学三年级。在这种情况下,学生较长时间内难以对所学专业建立良好的认知,不容易激发学生主动学习电子与通信技术的兴趣。电子与通信专业教学内容多而且分散,对于习惯精讲模式的大学新生而言,增加了建立专业认同感的难度[1]。因此,要从小培养少儿对电子与通信专业的认识,使其对电子与通信专业有一定的了解,激发学生的专业兴趣,促进学生确立明确的学习目标,树立良好的学习风气。
一、电子与通信专业简介
本科院校对电子与通信专业主要分为三个方向,包括电子信息工程、通信工程和微电子三个专业方向。虽然电子与通信专业课程教师主要以学术造诣高、教学与实践经验丰富的教授、副教授为主,也同时兼顾了教师的不同专业背景、年龄层次和讲授风格,采用老中青教师互相配合的方式。但是老师个人的讲授风格对学生影响较大,尤其是一些重要的专业核心课、精品课往往是由几名各具特色的老师组成课程团队[2]。以课程建设为核心的教学模式是保证课程质量的重要措施,对于刚刚入学的学生而言就需要尽快的适应这种新的教学模式和新的学习领域,因此有必要从小培养少儿对电子与通信专业的学习兴趣,让兴趣激发起学生对电子与通信专业学习的东西,使其从小就有明确的目标学习,只有这样才能够为我国培养出专业人才[3]。
二、课程教学效果
电子与通信专业在我国大学中起步的较晚,仅仅有几年的时间,有些院校甚至连书本都没有,仅凭借多媒体教学进行传授知识。但学习电子与通信专业的毕业生在校学习期间均深受师生好评,在专业课程学习和创新实践活动中也表现出很高的积极性和主动性。大学任课教师反馈,通过本课程教学,可以提前与学生认识沟通,有助于建立良好的师生关系[4]。学生方面的反映也较理想。学生在众多专业中选择了电子与通信专业,绝大多数都是基于物理与数学学习的兴趣。进入大学后,如果这种兴趣没有得到及时的肯定与发展,又缺乏渠道与专业教师沟通,学生往往会对电子与通信专业丧失兴趣,缺乏学习动力。通过调查,电子与通信启航工程专业教育课程讲授后,教师经常收到大量学生的反馈邮件,大部分内容是询问其感兴趣的专业内容,这些情况表明,培养少儿的兴趣,对我国未来电子与通信专业人才的发展有着十分重要的作用。
三、电子与通信专业缺陷
从小培养少儿对电子与通信专业的兴趣,经初步实施取得了令人满意的效果。但根据几年调查当中少儿在电子与通信专业启航课程过程中,教师和学生反映的情况,还存在一些不足,主要体现在:(1)一些教师对知识点深浅度的把握不统一,过于深奥,少数教师不能够深入浅出的讲解专业知识基础,在教学过程中,应该以兴趣为主,不能盲目的让学生学习,教学重点有些盲目;(2)学生对多媒体教学不适应。部分学生表示幻灯片的切换速度过快,无法记笔记;幻灯片多字为主,缺乏生动的图片,降低了学生对电子与通信专业学习的兴趣;(3) 缺少少儿电子与通信启航课程的教材。由于该课程的主要教学目的只是为了全面介绍电子与通信专业内涵,激发学习兴趣,这些不足导致不少学生反映无法自学,又没有教材,感兴趣的内容不知道怎么进一步学习。
四、电子与通信专业解决方法
因此,针对以上不足,考虑了一些改进的措施: (1) 组织教师依据少儿学习能力编写教学内容提纲作为教材。通过这种方式不仅对不同教师主讲的知识点的深浅度进行了统一,又有利于学生进一步理解相关知识,方便课后主动收集学习资料,扩大知识范围,进而养成主动的学习习惯;(2)让学生们学会利用PPT进行自我学习,这样不仅方便学生学习,而且可以根据电子与通信技术前沿的进展及时更新部分教学内容,让学生们了解电子与通信专业前言进展情况,培养学生们对此学科浓厚的兴趣与动力;(3) 建立更加开放性的教学模式。现代通信网络与信息时代提供了多种多样知识获取的途径,课堂和教师已不再是获得知识的唯一渠道。通过该课程教学,传递给学生少儿阶段必须学会自主学习的信息,促进学生不断增强自学能力,让学生从小开始学会自主学习,这不仅仅对电子与通信专业学习有帮助,对培养学生的其他爱好也有着非常重要的帮助;(4) 教学方式上鼓励学生增强自主学习的意识。少儿教学与大学阶段的学习不同,它是在一种宽松的、学术自由的环境中开展的以学生自主学习为中心的教学。因此,电子与通信专业教育课程应该更加在教学方式上体现出学生的主体性模式。教师在讲解知识的时候要以引导、指导为主,同时介绍相关网站、文献,鼓励学生课后浏览和阅读。
五、结束语
目前,许多学校都陆续开设电子与通信专业相关课程、电子与通信专业活动课或兴趣班教学。家长开始认识到开展少儿专项教学,对培养幼儿专项教育的兴趣、提高少儿自主学习能力,特别是提少儿自我寻找发展等方面都有重要的意义。我们的电子与通信专业教学才刚刚起步,实际教学还在探索中进行,虽然开展比较困难,但是这为我们少年带来了新的学习理念,为我国更多的专项人才的培养奠定了良好的基础。
参考文献
[1] 彭良福,张传武.以就业为导向建设应用型的通信工程专业[J].教学与教学研究,2009,( 12) : 58-59
[2] 黄红兵,侯利娟.高校通信工程专业实验教学模式的研究[J].中国教育技术装备,2006,(4) : 9-11
[3] 高永清,商丹.电子信息工程专业毕业实习教学模式的探索与实践[J].中国电力教育,2009,(24):146-147
09级:计算机应用基础、高等数学
(一)、大学英语
(一)、体育、工程制图、09级:认识实习、高级语言程序设计、思想道德修养与法律基础、廉洁修身、大学英语
(二)、公益劳动、高等数学
(二)、大学物理
(一)、大学物理实验、线性代数、大学生心理健康、体育等。
08级:大学生职业生涯与发展规划、电路、数字电子技术基础、大学物理
(二)、复变函数与积分变换、大学英语
(三)、马克思主义基本原理、体育等。
08级:信号与系统、电信专业常用软件、专业软件训练、数字系统设计、模拟电子技术实验、模拟电子技术课程设计、模拟电子技术基础、中国近现代史纲要、大学英语
(四)、矢量分析与场论、概率论与数理统计、体育等。
07级:高频电子线路、数字信号处理、电路计算机辅助设计、单片机原理及应用、毛泽东思想邓小平理论和“三个代表”重要思想概论等。
07级:数字通信原理、电磁场理论、课外创新活动专题讲座、网络技术综合实验、专业英语、计算机通信网络、电子技术综合实验、自动控制原理、科技文献检索、应用写作、市场营销等。
06级:程控交换原理、大学生就业指导、DSP系统设计与开发、现代通信技术等。
机械工程材料课程实验教学改革
对机械工程材料课程实验教学中存在的不足进行了分析.从提高学生创新思维能力、综合设计能力及动手能力的.目标出发,对该课程实验教学进行了改革,在实验类型、方法、手段及考核方法等方面作了有益的探索与实践.
作 者:作者单位:刊 名:实验科学与技术英文刊名:EXPERIMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY年,卷(期):7(4)分类号:G642・423关键词:机械工程材料 实验教学 改革
一、考试内容与要求
0.绪论
了解铁路运输组织的基本原则和主要内容,铁路运营科学的概念、内容和研究方法;学科发展动态;理解铁路运输生产过程及其特点,铁路运输组织的完整概念。1.铁路客流组织与货流组织
1.1 铁路客流组织
了解铁路旅客运输的意义、特点和组织原则;理解客流的概念、分类及其构成、旅客列车的分类,客流调查与铁路旅客运输计划编制原理。
1.2铁路货流组织
了解铁路货物运输的意义、特点和组织原则;理解货源调查与货源组织,货流及其构成、货物运输基本条件的概念原理。掌握货物运到期限的计算方法。2.车站工作组织
2.1 概述
了解车站作业及其分类,车站作业系统的基本特点,车站工作组织的基本原则,车站行车工作细则的内容与作用;理解车站生产活动及其技术作业过程。
2.2 调车工作
了解调车工作理论,牵出线调车与驼峰调车的基本原理;理解调车钩、调车程的概念,牵出线调车与驼峰调车工作特点;熟练掌握调车作业计划编制的原理与方法。
2.3 了解接发列车与中间站工作组织的主要内容。2.4 客运站工作
了解客运站的主要技术设备、技术管理和工作组织;理解旅客和行包流线及流线组织的概念,客运站工作日计划图的编制原理。
2.5 货运站工作组织
了解货运站的主要技术设备、货运站配置、作业及分类;理解车站货运作业组织原理;掌握货场设备合理布置及合理使用方案,货车载重量的合理利用的原理与方法。
2.6 技术站工作组织
了解技术站列车到发技术作业过程,货车集结过程及集结停留时间的概念,车列解编作业组织,货物作业车的取送作业组织,铁路车站与企业专用线的统一技术作业过程。
2.7 车站作业计划、调度指挥及统计分析
理解车站日班计划、阶段计划的内容、编制原理,车站调度工作内容、意义,车站工作的统计和分析的内容及方法,车站工作主要指标的意义及其计算方法。3. 车流组织
3.1铁路车流组织概述
了解货物列车编组计划的意义及任务,货物列车的分类、车流组织方法;理解货物列车编组计划的本质;掌握按不同运程进行货物列车分类的原理与方法。
3.2车流运行径路
了解车流运行的经济径路、特定径路的基本概念及与列车编组计划的关系。3.3 装车地直达列车编组计划的编制
了解装车地直达列车的概念,装车地直达运输的组织方案、效果及开行条件。3.4 技术站列车编组计划的编制
了解技术站列车编组计划的主要影响因素,单组列车编组计划方案的优化原理;理解满足单组列车编组开行去向的必要条件、充分条件和绝对条件的概念原理;掌握运用表格分析法编制4~5个支点站单组列车编组计划的优化方案。了解分组列车和空车直达列车的概念及编制原理。
3.5 货物列车编组计划的确定与执行
了解违反编组计划的概念,货物列车编组计划最终确定的有关问题。4.列车运行图
4.1 列车运行图概述
了解列车运行图的意义及作用;理解列车运行图的分类及图解表示;掌握列车运行图要素的概念及其查定计算方法。
4.2 列车运行图要素
理解运行图构成要素,车站间隔时间及追踪间隔时间的构成原理。4.3 简单了解列车运行图结构原理及晚点传播理论。4.4 列车运行图的编制
了解列车运行图的编制程序及编制资料;理解客车方案与旅客列车运行图的编制,快运列车方案及其运行线的铺画,区段管内货物列车的铺画方案,机车运用工作组织,内燃和电力牵引条件下列车运行图编制特点,运行图指标计算和实行新图前的准备;掌握铺画区段列车运行图的原理与方法。5.铁路运输能力计算与加强
5.1 概述
了解铁路运输能力的概念和构成、综合运输能力的概念;理解能力限制的概念。5.2 铁路区间通过能力计算
了解铁路区间通过能力的概念和影响因素,平行运行图的通过能力计算原理,非平行运行图的通过能力计算原理,高速铁路通过能力计算的特点;理解限制区间及其运行图周期的概念和构成,扣除系数的概念及其构成;掌握单、双线铁路不同行车闭塞条件下的平行运行图通过能力的计算方法,了解非平行运行图通过能力计算原理。
5.3 铁路车站通过能力计算
了解车站通过能力的概念,到发线通过能力计算原理,咽喉道岔通过能力计算原理,车站通过能力的最终确定方法;理解空费时间、交叉干扰的概念;掌握到发线与咽喉道岔通过能力计算方法。
5.4 铁路车站改编能力计算
了解车站改编能力的概念,编组站驼峰解体能力及峰尾编组能力计算的原理;理解驼峰解体能力及峰尾编组能力计算方法。
5.5 了解铁路运输能力加强的基本原理,提高列车重量,提高行车密度,提高行车速度的主要措施与方法;理解各主要加强措施的适用条件,运输能力加强方案的比选原理与方法。
6.铁路运输生产计划 6.1 铁路运输生产货运计划
了解铁路货物运输计划的基本任务和内容,货物运输计划编制的质量要求,货物运输计划的编制方法,货物运输计划的执行与考核。
6.2 铁路运输生产技术计划
了解铁路运输生产技术计划的基本任务和内容;理解技术计划的编制原理方法;掌握技术计划的数量与质量指标。7.铁路运输调度工作
7.1 铁路运输日常管理概述
了解运输调度工作的意义和一般原则。
7.2 旅客运输日常工作计划
了解客运调度工作,客流分配计划与车站旅客输送日计划,站车客流信息传报内容。7.3 车流预测与调整
了解车流预测的作用及原理,车流调整的主要方法及适用条件。
7.4 货物运输工作日常计划的编制
了解铁路局日班计划的基本内容,编制原理与方法。
7.5 列车运行调整-行车调度工作
了解行车调度员进行列车运行调整的技术方法。
二、考试形式
1.答题方式为闭卷笔试 2.答卷时间为60分钟
三、试题类型
1.单项选择题 2.填空题 3.简答题 4.分析计算题 5.论述题
四、参考教材
双语教学的字面含义应该是运用两种语言 (一般指汉语和英语) 的教学。双语教学不是教授英语, 也不是把英语作为外语的教学, 而是在教学的全过程中把“英语作为第二语言的一种教学方式”。其中, 教学的全过程应包括教材、教学参考书、教师课堂讲授、课件、课外辅导、课外作业和考试等要素。双语教学是素质教育不可分割的组成部分。它既是一种手段也是一种目的。
双语教学是时代发展的需要, 是改革、开放的必然结果。我们要学习世界上一切先进的科学技术, 而实施双语教学将有利于学生吸收国外先进的知识和技术。双语教学只是一种形式, 它的实质是研究型教学模式, 旨在全面培养学生的自学和交际能力。实施双语教学对与国际接轨、提高人才培养质量、人才市场竞争、学校社会声誉、本科教学工作评估需要等方面, 都具有重要性与必要性。
自教育部高教[2001]4号文件“关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见”中将双语教学目标提出, 我国高校双语教学得到重视与长足的发展。由于学科内在规律, 文科双语教学的实践与成果远远优于理工科, 工科中电子信息类又一枝独秀。专业机械工程专业的双语教学往往受到双语教材、教师英语水平、学生英语水平的局限, 滞后于其它学院。
为提高机械类专业双语教学水平, 各高校都在因材施教, 探索实践, 形成自己的特色。笔者尝试从课程体系方面讨论这一问题。
二、系统论
系统一词, 来源于古希腊语, 是由部分构成整体的意思。通常把系统定义为由若干要素以一定结构形式连结构成的具有某种功能的有机整体。在这个定义中包括了系统、要素、结构、功能四个概念, 表明了要素与要素、要素与系统、系统与环境三方面的关系。
系统论 (System Approach) 认为, 整体性、关联性、等级结构性、动态平衡性、时序性等是所有系统的共同的基本特征。这些, 既是系统所具有的基本思想观点, 也是系统方法的基本原则, 表现了系统论不仅是反映客观规律的科学理论, 而且具有科学方法论的含义。
系统论的核心思想是系统的整体观念。贝塔朗菲强调, 任何系统都是一个有机的整体, 它不是各个部分的机械组合或简单相加, 系统的整体功能是各要素在孤立状态下所没有的新质。他用亚里斯多德的“整体大于部分之和”的名言来说明系统的整体性, 反对那种认为要素性能好, 整体性能一定好, 以局部说明整体的机械论的观点。同时认为, 系统中各要素不是孤立地存在着, 每个要素在系统中都处于一定的位置上, 起着特定的作用。要素之间相互关联, 构成了一个不可分割的整体。要素是整体中的要素, 如果将要素从系统整体中割离出来, 它将失去要素的作用。正像人手在人体中它劳动的器官, 一旦将手从人体中砍下来, 那时它就不再是劳动的器官了一样。
三、机械双语课程系统化
按照教学的认知规律, 课程设置无论从横向, 还是纵向都应当自成体系, 前后贯通, 如常山之蛇, 击首则尾应, 击尾则首应。以前, 我们的机械专业课程与英语课是平行发展的, 大学一年级、二年级学习“大学英语”, 高年级学习“专业英语”, 效果如何呢?调查结果表明, 机械专业的学生到毕业之时, 大部分同学对英语兴趣锐减, 甚至个别同学几乎不沾英语的边。专业英语教材都是由国内自编的, 多数都包含了本专业的基本概论知识。由于机械学科门类多, 涉及的知识面广, 现在的一个专业就是原来几个专业的集合, 这样也就使机械专业英语为力求做到面面俱到而内容繁杂, 但又只能停留在基本概念的层面上, 给人造成一种蜻蜓点水、一知半解的感觉。学生不仅对学习掌握所有专业术语有难度, 而且对教师教学也不是一件轻而易举的事情。因为教授专业英语的教师都是机械专业出身, 他可能对某一门类的内容较为熟悉, 但不可能对所有机械门类的知识都清楚, 如冷加工、热加工、热处理、公差知识、机构知识、控制理论技术、CAD/CAM、计算机技术、流体传动等等。所以从教学的角度考虑, 专业英语内容对教师的要求有些不切实际, 教学效果不是很理想。但作为非主要课程, 学生也就基本上不太重视, 无论对学生专业知识还是外语知识的丰富都没有多大效果。笔者曾感叹工科学生大学四年的英语教学如同春夏秋冬。一年级时百花齐放, 春色满园;二年级时枝繁叶茂, 远近参差;三年级时秋风扫落叶, 满目萧瑟;四年级时白茫茫一片, 真干净!虽然有些夸张, 现实基本相似。这种平行教育方法, 各自为政, 鲜能融合, 已经不合时宜。
工科课程设置本身是系统化的。即大致按基础课、专业基础课和专业课构架。这源于其知识结构的体系化, 符合系统论的定律。那么, 机械专业双语课程也应当按一定的系统成为有机整体。
我们知道, 信息类课程保留了大量的英语痕迹, 比较容易进行双语教学。根据我校机械工程学院学生培养计划, 我们可以选取“C语言程序设计” (专业基础课) , “CAD/CAM软件”如Pro/E, Solidworks, UG, cim antron, Auto CAD等, “微型计算机原理及接口技术” (专业基础课) , “数控技术”“数控仿真软件”, (专业课) 作为双语教学的课程。例如, 微机原理中Cpu引脚全部是英文缩写, 用英语直观教学效果显著。
另外一条路线, 是根据机械专业课程的特点, 遵循教学心理学规律, 循序渐进, 设计一套前后相承的课程。如专业基础课, 选取“机械制图, 互换性与检测技术, 机械原理一机械零件”课程形成系列。专业课程选取“机电一体化设计”, “现代制造技术”形成双语教学系列。这些课程侧重实践环节、应用性强、本身理论性不会过强, 易于双语教学。例如, 在机械制图与互换性中已经将机械原理与机械零件的专业名词讲解清楚, 那么在在机械原理中接触到各种机械零部件基本原理的英语表达时, 已经排除了第一道障碍物, 只要专注于零部件设计即可。如此下来, 英语词汇累积、专业知识学习前后衔接, 保证了连续性双语教学的良好效果。
四、结束语
双语教学在我国高等教育发展中的重要性日趋重要, 机械专业的双语教学面临着学生英语水平相对较差、国内外专业教材内容不同、教学方法简单呆板等问题。文中根据系统论的观点, 依据教育心理学的学习规律, 提出了架构前后相承、循序渐进的机械类双语教学课程体系的设计思想、并在我校机械工程学院的双语教学中进行教学实践, 取得了一定的效果。我们应当在继续完善课程系统化的基础之上, 针对双语教学的自身特点、师资培训、教学方法等方面不懈地探索和实践。
摘要:双语教学是时代发展的需要, 是改革开放的必然结果。机械专业的双语教学面临教师学生英语水平相对较差、国内外专业教材内容不同、教学方法简单呆板等问题。机械类双语教学课程体系的设计坚持持续性、渐进性教学原则, 为双语教学的实践提供了可借鉴的方法。
关键词:双语教学,机械,系统化,课程
参考文献
[1]马新生.高等数学双语教学的研究和实践[J].高等数学研究, 2005.
【关键词】工程机械;学习情境;一体化教学
1.工程机械运用与维护专业人才的需求
1.1人才数量需求
工程机械运用与维护人员的培养培训已被纳入国家“技能型紧缺人才培养培训工程”。据人才市场的有关统计印证了这一说法,近年来工程机械运用与维护技师一直位列全国对技能人才需求的前列。工程机械企业随着社会的发展如雨后春笋,每个工程机械企业都少不了维护人才、管理人才。近几年我校工程机械运用与维护专业的毕业生供不应求,早早被企业预订一空,也反映出工程机械维护人才的紧缺程度。
1.2人才质量需求
当前东北工程机械维修业的技术水平已有整体提高,并且有越来越多的大专、本科人才加入,企业对工程机械相关专业科班出身的大学生尤其需要,很多企业对于他们仅有的几名大学生,这些人才在一线维修前沿锻炼1至2年后,多数已成为企业的技术骨干。但现状依然滞后于新型工程机械带来的对维修技术的要求。目前,先进的工程机械维修方式已从在工程机械出现了故障后再去维修,向“定期检测、强制维护、视情修理”的方向转变。此外,工程机械维修从“修旧式”向“换件式”转变。近年来,更出现了工程机械远程诊断技术。因此行业对高技能人才也产生了大量需求,提高了对工程机械修理人员的知识、技能等方面的需求。
国家一系列基建投资规划的出台又为国内工程机械行业的持续上升提供了保障,也为工程机械专业建设提供了前所未有的机遇。其中,整个综合运输体系投资规模约14.5万亿元。在水利建设方面,未来十年的水利投资将达到4万亿元。其他方面,如房地产开发、矿山开采等各个产业的发展也会产生相当大的投资规模,如2011年全国将完成1000万套保障房的指标,达到全国房地产投资规模的20%,直接投资将达到1.4万亿元。 业内人士分析,按照惯例,一般基础设施建设投资总额中会有5%~8%用来购买工程机械设备。因此,未来几年工程机械行业仍然会保持较高的增长幅度,从而引起工程机械服务人才需求上产生新的增长点。
然而,纵观国内各高职院校,多数开设有工程机械类专业的院校均为交通类院校。究其原因,工程机械专业所需实训设备价格昂贵,同时需要有较为宽敞的实训场地。为此,黑龙江林业职业技术学院提出了构建工程机械运用与维护专业基于学习情境的课程设置及一体化教学体系实践教学建设方式。
2.工程机械运用与维护专业人才培养目标
我们对全国数十家工程机械检测与维修行业、企业进行了有计划的调研工作,几乎所有企业都希望学校的专业教学能注重实践能力、新设备、新技术、新工艺的培养,尽量与岗位对接,毕业就能顶岗工作或有一段短暂的工作适应期后就能适应岗位工作;约有75%以上的用人单位把就业者的职业道德和工作态度摆在了首要位置。因为工程机械维修事关驾驶员的生命安全和经济利益,所以工程机械维修人才具有良好的职业道德是确保维修质量的首要因素。工程机械人才在技术等级上有高低之分,但在服务意识、职业道德方面的要求上基本相同。
综合上述的考虑,我们将工程机械运用与维护专业的培养目标定位为:培养德、智、体等方面全面发展,具有良好的职业素质,面向工程机械维修服务公司,从事工程机械驾驶、检测、维修、技术服务技能及管理技术工作的高级技能型专门人才。
3.在课程中创设学习情境的重要性
我们在设置课程的过程中,特别是工程机械运用与维护专业的核心课程:机械制图、工程力学、电工与电子技术、机械设计基础、液压与气动技术、机械原理与零件、工程机械构造理论、机械CAD/CAM技术、自动控制技术、工业企业管理、CAD实训、制图测绘、自动控制实训、测量技术实训、工程机械操作、检测和维修综合实训、专业课程的课程设计等要考虑学习情境,学习情境的核心是与知识相对应的问题,因此,创设学习情境能够模拟地回溯知识产生的过程,从而帮助学生深刻理解教学内容,发展思维能力。其次,创设学习情境还能够帮助学生顺利实现知识的迁移和应用。通过具体情境中的学习,学生可以清晰地感知所学知识能够解决什么类型的问题,又能从整体上把握问题依存的情境,这样,学生就能够牢固地掌握知识应用的条件及其变式,从而灵活地迁移和应用学到的知识。再次,创设学习情境有利于激发学生的学习兴趣。在学习情境缺失的教学活动中,学生常常缺乏对知识应有的兴趣,因为知识在这样的教学中是以确定结论的面目出现的,不需要学生积极的智力活动──即使存在一些智力活动,也是按照规定的路径进行的推理。没有问题的教学不能引起学生强烈的探索和求知欲望,反而会消减他们的学习热情。许多教师不得不求助外在于教学内容的措施,而效果往往不理想。可以说,创设学习情境是激发学生内在学习兴趣不可缺少的。最后,学习情境还能够使学生在学习中产生比较强烈的情感共鸣,增强他们的情感体验。学习情境把抽象的知识转变成有血有肉的生活事件,而生活事件中均包含或强烈或含蓄的情感因素。
4.构建工程机械运用与维护专业一体化教学体系的实践教学建设思路及措施
为使实践教学建设与课程建设紧密结合在一起,推进专业课程一体化建设。具体建设思路和措施如下:
4.1通过实践教学建设,提升校内专职教师队伍的实践教学能力和实训项目开发能力,提高校外兼职教师队伍教学水平
校内专职教师和校外兼职教师在校内外实训基地建设过程中不断交流建设经验。校内专职教师根据校外兼职教师所提出的最新机型的发动机故障、液压系统等故障案例,不断设计、更新“工程机械发动机实训室”基于“学习情境”的实训项目;而校外兼职教师将根据校内专职教师所编撰的工学结合教材,体现 “理实一体化教学”等教学手段,开发校外实训基地“基于课程学习情境”的实训项目。通过校内外专、兼职教师共同开展工程机械发动机实训室建设,将有效提升校内专职教师队伍的实践教学能力和实训项目开发能力,提高校外兼职教师队伍教学水平。
4.2实践教学建设在促进课程、师资队伍建设的同时提高了人才培养质量
实践教学建设能够不断完善课程建设,促进师资队伍建设,而课程建设、师资队伍建设的不断提升将在很大程度上推动学生基础知识能力、专业实践能力和后续创新能力的提高,从而加快了基于“学习情境”的专业课程一体化建设的步伐。
4.3 依托课程,利用校内外实训基地,发挥行业优势,在不断完善课程建设的同时进一步提高实践教学建设
根据工程机械行业企业的需求,校内实训基地建设将根据企业实际的工作环境和工作任务进行,扩建内容包括实训设备的合理配置、实训场地的合理规划等。实践教学建设中所开发的一系列实训项目将被融入到“学习情境”教材建设当中,从而进一步完善课程建设。
校外实训基地建设将基于“学习情境”建设理念进行。考虑如何将“工程机械发动机构造与维修”的每一个基础能力模块和拓展能力模块以“学习情境”的形式开展。
5.结语
课程名称:机械设计基础 课程代码:INDE3001 英文名称:Fundamentals of mechanical design 课程性质:专业必修课程
学分/学时:3学分/54学时 开课学期:第四学期 适用专业:工业工程
先修课程:机械制图、金工实习、工程材料
后续课程:机械设计课程设计、机电一体化、物流工程 开课单位:机电工程学院 大纲执笔人:杨宏兵
课程负责人:杨宏兵 大纲审核人:王传洋
一、课程性质和教学目标
课程性质:机械设计基础是工业工程专业的一门专业必修课程。本课程是一门综合应用工程制图和工程力学等基础理论知识的技术基础课程,研究常用机构和通用零件的工作原理、结构特点以及它们设计理论与方法,同时介绍相关国家标准和规范,以及某些标准零件的选用原则和方法。
教学目标:机械设计基础是工业工程专业的一门必修专业基础课程,本课程综合应用力学、机械理论和生产知识,解决常用机构及通用零部件的分析和设计问题。使学生掌握各种常用机构的基本特性和设计方法;掌握有关通用零件的工作原理、特点和应用的知识,学会根据具体条件选用零件的类型,并对其强度或工作能力进行简单的校核;了解有关通用零件的维护方法;会初步使用机械零件手册和与本课程有关的标准、规范,设计简单的机械系统,为学生进行机电产品的设计开发、维修维护及其正确操作奠定基础。
本课程的具体教学目标:
1.掌握平面机构的运动简图的绘制方法和自由度的计算方法。熟练掌握铰链四杆机构的曲柄判断方法。掌握凸轮机构、齿轮传动机构、轮系、挠性传动机构的特点、工作原理及其使用场合,掌握齿轮机构的相关参数计算。学会正确选择的键的联结类型。掌握滑动轴承和滚动轴承的工作原理及适用场合。了解联轴器、离合器和制动器的工作原理及特点。
2、掌握平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、挠性机构、轴毂等常用机构的设计计算方法和设计步骤。能够正确计算轴承使用寿命并学会正确选择轴承型号。掌握常见螺纹联结的设计方法及螺纹联结的强度校核。
3、基于各种机构的基本特性和设计方法,使用机械零件手册和与本课程有关的标准、规范,能够初步设计一些简单的机械系统。
二、课程教学内容及学时分配(重点内容:;难点内容:∆)
第一章 绪论(3课时)
1.1 机械、机器、机构及其组成 1.2 本课程的内容、性质和任务 1.3 机械设计的基本要求和设计过程 1.4 机械零件的工作能力及其计算准则 1.5 机械零件的载荷、应力和许用应力 1.6 机械零件材料的选用原则 1.7 机械设计的新发展 目标及要求:
1)弄清机器与机构、构件与零件的概念,了解它们的区别和联系;
2)明确机械的基本设计要求,初步理解机械零件的主要失效形式以及强度、刚度、抗磨性、耐热性、振动稳定性等工作能力计算准则;
3)能正确判断零件中应力的循环特性,了解疲劳断裂和疲劳点蚀的产生机理和影响因素;
4)了解机械设计常用材料的选用原则。第二章平面机构的结构分析(4课时)
2.1 运动副及其分类 2.2平面机构运动简图 2.3平面机构自由度计算 目标及要求:
1)了解机构的组成,掌握各种平面运动副的一般表示方法,熟练看懂平面机构运动简图,初步掌握将实际机构绘制成机构运动简图的技能;
2)能识别平面机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和最常见的虚约束,正确使用平面机构自由度的计算公式,弄清机构具有确定运动的条件。∆ 第三章平面连杆机构设计(4课时)
3.1 铰链四杆机构基本型式和特性 3.2 铰链四杆机构有曲柄的条件 3.3 铰链四杆机构的演化 3.4平面四杆机构的设计 目标及要求:
1)了解组成铰链四杆机构的各构件的名称,熟悉铰链四杆机构的基本形式、应用和演化,掌握行程速度变化系数、传动角、压力角、死点等的基本概念; 2)能根据四杆机构中存在曲柄的条件,熟练判断出平面四杆机构的基本类型;
3)了解平面四杆机构设计通常采用的作图法、解析法、实验法和图谱法,掌握按行程速度变化系数给定连杆位置和给定两连架杆对应位置设计四杆机构的作图法。∆
第四章
凸轮机构(4课时)
4.1 凸轮机构应用和分类 4.2 从动件常用运动规律 4.3 凸轮轮廓设计 4.4 凸轮机构设计中应注意的问题 目标及要求:
1)了解凸轮机构的组成、分类、特点及应用,掌握凸轮机构从动件常用运动规律的特点以及选择运动规律时应考虑的因素;
2)掌握凸轮机构设计的反转法原理,能根据给定的运动规律设计出各种从动件盘形凸轮的轮廓曲线;∆
3)掌握压力角与自锁的关系,基圆半径对压力角的影响以及滚子半径选择的原则。
第五章 齿轮传动(8课时)
5.1 齿轮传动特点及类型
5.2 齿廓啮合基本定律及渐开线齿廓
5.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称及几何尺寸 5.4 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 5.5 渐开线齿轮的切齿原理和根切现象 5.6 轮齿失效形式及设计准则 5.7 齿轮材料、热处理和许用应力
5.8 直齿圆柱齿轮传动的受力分析和强度计算 5.9 斜齿圆柱齿轮传动 5.10 直齿锥齿轮传动 5.11 蜗杆传动 目标及要求:
1)熟练掌握齿轮传动的特点类型和应用场合; 2)熟练掌握渐开线形成性质; 3)熟练掌握渐开线齿轮正确啮合条件;∆
4)熟练掌握轮齿的受力分析应力分析失效形式与计算准则;∆ 5)掌握齿轮材料的基本要求及材料选用原则; 6)了解齿轮切齿原理根切及变位齿轮的概念;
7)了解齿轮传动强度计算公式中各参数及系数的物理意义对设计的影响及其选择方法;
8)能够熟练进行齿轮传动设计计算;
9)熟练掌握蜗杆传动的几何参数计算及主要参数的合理选择; 10)熟练掌握蜗杆传动分析及其蜗轮转向的判断。第六章
轮系(4课时)
6.1 轮系的分类 6.2 轮系的传动比 6.3 轮系的应用 6.4 减速器 目标及要求:
1)了解各类轮系的组成运动特点和应用; 2)掌握轮系的主要类型;
3)熟练掌握定轴轮系周转轮系和复合轮系传动比计算及主从动轮转向关系的确定,学会判断一个已知轮系属于何种轮系;∆
4)了解减速器的主要类型和特点;了解单级减速器传动比;了解减速器的结构和润滑。
第七章
绕性传动设计(6课时)
7.1 带传动设计 7.2 链传动设计 目标及要求:
1)熟练掌握挠性传动的特点类型和应用场合;
2)熟练掌握传动带的受力分析应力分析失效形式;掌握传动带弹性滑动的性质;
3)熟练掌握传动链的运动分析失效形式;了解挠性传动中各参数对设计的影响及其选择方法。
第八章
间歇运动机构(2课时)
8.1 棘轮机构 8.2 槽轮机构 8.3 其他间歇运动机构 目标及要求:
1)掌握棘轮机构和槽轮机构的组成工作原理特点和应用等基本概念; 2)了解棘轮机构和槽轮机构的主要参数和几何尺寸; 3)一般了解不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构。第九章 螺纹联接设计(6课时)
9.1 螺纹联接 9.2 螺纹联接设计 9.3 螺旋传动 目标及要求:
1)掌握螺纹的一般知识,如螺纹的类型、圆柱螺纹的基本参数、螺纹连接的基本类型、螺栓连接、螺钉连接、双头螺柱连接和紧定螺钉连接的结构特点及其应用场合,螺纹连接件的类型和国家标准,能根据连接类型正确选用连接件; 2)了解松螺栓连接和紧螺栓连接的概念,螺纹连接预紧与防松的目的、方法,预紧力的大小及其控制,掌握各种螺纹连接防松方法的工作原理、特点和应用场合,能根据具体情况选用合适的防松措施; 3)掌握常见螺纹联接的强度设计方法;∆
4)了解影响螺栓连接强度的因素及提高螺栓连接强度的措施;了解螺旋传动的主要特点及应用场合。第十章
轴的设计(4课时)
10.1 轴的功用和类型 10.2 轴的材料选择 10.3 轴的结构设计 10.4 轴的强度及刚度计算 10.5 轴毂设计 目标及要求:
1)了解轴的功用和类型,轴的常用材料及用途键连接的类型和结构特点; 2)了解轴及轴毂连接设计的基本概念及一般设计过程;
3)掌握轴的结构设计以及轴的强度计算方法,具有初步分析和综合能力。∆ 第十一章
轴承(7课时)
11.1 摩擦状态 11.2 滑动轴承 11.3 滚动轴承
目标及要求:
1)了解摩擦状态;掌握液体动压润滑的形成机理及其形成的必要条件; 2)了解液体静压润滑的形成机理;了解滑动轴承结构形式和润滑;掌握非液体润滑滑动轴承的材料和参数选择及其设计计算; 3)掌握滚动轴承的结构类型和代号;掌握选择滚动轴承类型的基本方法;掌握滚动轴承寿命计算的基本理论及方法;合理进行滚动轴承结构设计。 第十二章
联轴器、离合器和制动器(2学时)
12.1 联轴器
12.2 离合器
12.3 制动器 目标及要求:
掌握联轴器、离合器和制动器的工作原理及使用场合,学会正确选择常见型号的联轴器。
实验(和课堂教学同步进行)
实验内容
多媒体演示及机械工程陈列室参观;机构运动简图测绘;机械传动方案创新设计综合实验;带传动、齿轮传动实验。
三、教学方法
在教学方式上,根据具体教学内容,综合运用课堂讲授和多媒体演示、课堂讨论、课堂练习、发现学习法和自学指导法,通过引入问题和启发式教学,使学生更加明确教学内容的知识体系,引导学生主动学习,激发内在学习动机,提高课堂的积极性。如在讲授齿轮一章时,可通过多媒体展示齿轮在坦克、赛车、飞机、航母等高端装备的应用动画,提升学生的学习热情和积极性,也能让学生有更加感性和直观的认识和理解。
在教学方法的实际执行过程中,每个教学环节都应具有明确的目的性。教学方法需要根据教学过程中的实际效果、学生对知识点的掌握和应用情况不断改进。教学效果不好、学生对知识点理解程度不高时,应适当调整教学方法,在讲授后续教学内容时,引导学生前后联系,如讲授链传动内容时,可引导学生和前面章节中的齿轮传动、带传动等传动方式的特点及应用场合进行对比。结合前置难点内容进行讨论,强化知识掌握。在学生对知识掌握情况较好情况下,适当提高教学内容的难度,或增加发现学习法和自学指导法,设置具体应用问题,如在螺纹联接设计部分,可引导学生结合生活的螺纹联接观察分析各种类型螺纹联接的适用场合和特点。
四、考核及成绩评定方式
考核方式:闭卷笔试,平时及作业
成绩评定方式:期末考试70%,平时成绩10%,期中考试20%
五、教材及参考书目
教材:
李威,王小群.机械设计基础[M].北京:机械工业出版社. 参考书目:
[1]
濮良贵,纪名刚.机械设计[M].北京:高等教育出版社. [2]
杨可祯,程光蕴.机械设计基础[M].北京:高等教育出版社.
[3]
邱宣怀.机械设计[M].北京:高等教育出版社. [4]
课程编码: 学分:3
总学时:48学时 适用专业:非机械类
一、课程的性质、目的与任务
本课程是一门介绍常用机构和通用零件的基本知识和基本方法的技术基础课,其主要任务在于培养学生掌握机构和机械零部件方面的基本知识、基本理论和设计方法,使其在设计构思和设计技能方面得到基本训练。
二、先修课程
画法几何及机械制图、材料力学、理论力学、工程材料和金工实习等。
三、教学基本要求
了解:课程的研究对象、内容、性质和任务,机械零件设计应满足的要求与方法,螺纹联接的类型和应用,常用机构的类型、工作原理、特点和应用,设计准则,通用零件的材料、构造、主要类型和特性、失效形式和设计准则和选用方法。
掌握:机械的组成和特性和机械设计的一般原则,掌握平面机构自由度计算,简单机构运动简图的画法,常用机构的受力分析、强度计算及参数选择,掌握周期性速度波动和非周期性速度波动的原因及调节方法,通用零件的设计和计算。
理解:机械专有名词的概念。
四、教学内容
(一)绪论
1学时
1.本课程研究的对象和内容 2.本课程在教学计划中的地位 3.机械设计的基本要求和过程
(二)平面连杆机构 4学时
1.平面机构的运动简图和自由度 2.平面四杆机构的基本类型
3.平面四杆机构的特点及其设计简介
(三)凸轮机构
4学时
1.凸轮机构的应用和分类 2.从动件的常用运动规律
3.按给定从动件运动规律绘制凸轮轮廓
(四)间歇运动机构
2学时
1.槽轮机构 2.棘轮机构
3.不完全齿轮机构 4.凸轮间歇运动机构
(五)机械的调速和平衡
2学时
1.机械速度波动的调节 2.机械的平衡
(六)机械零件设计和计算概论
2学时 1.机械零件的工作能力准则 2.机械制造中常用材料及其选择 3.许用应力和安全系数
4.机械零件的工艺性和标准化
(七)联接 6学时
1.螺纹联接 2.键联接 3.铆接 4.焊接
(八)带传动和链传动 6学时
1.带传动的特点 2.带传动的主要形式 3.带传动的受力分析 4.带的耐久性
5.带传动的弹性滑动及传动比 6.普通V带传动的设计计算
7.张紧力、张紧装置和带传动的维护 8.链传动的特点
9.链传动的主要参数及其选择 10.链传动的使用维护
(九)齿轮传动 71.齿轮传动的应用和分类 2.齿廓啮合的基本定律 3.渐开线及渐开线齿轮
4.渐开线标准齿轮的各部分名称及其基本尺寸 5.一对渐开线齿轮的啮合 6.轮齿切削加工方法的原理
7.根切、最少齿数及变位齿轮的概念 8.齿轮的材料
9.轮齿的实效形式及计算准则
10.直齿圆柱齿轮轮齿表面的接触疲劳强度计算11.直齿圆柱齿轮轮齿的弯曲疲劳强度计算 12.斜齿圆柱齿轮传动
13.斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 14.锥齿轮传动
15.锥齿轮传动的强度计算 16.齿轮的构造
(十)蜗杆传动
1.概述
2.圆柱蜗杆传动的几何参数及尺寸计算 3.蜗杆传动的运动学及效率 4.蜗杆、蜗轮的材料及结构 5.蜗杆传动的强度计算 6.蜗杆传动的热平衡计算
(十一)轮系、减速器和无级变速传动 41.定轴轮系
学时
2学时
学时
2.行星轮系的传动比 3.少齿差行星齿轮传动 4.减速器
5.各种机械传动的比较
(十二)轴
2学时
1.概述
2.轴的结构和材料 3.轴的计算
(十三)轴承 6学时
1.概述
2.滑动轴承的结构 3.滑动轴承的材料 4.润滑剂和润滑装置
5.非全液体摩擦滑动轴承的计算 6.滚动轴承的机构 7.滚动轴承的代号
8.滚动轴承的主要类型及其选择 9.滚动轴承的失效形式及选择计算 10.滚动轴承组合设计
11.滚动轴承和滑动轴承的比较
(十四)联轴器、离合器和制动器
五、教学参考书
[1] 卢玉明.机械设计基础.第六版.北京:高等教育出版社,1998 [2] 杨可桢.机械设计基础.第四版.北京:高等教育出版社,1999 [3] 孙桓.机械原理.第六版.北京:高等教育出版社,2000 [4] 濮良贵.机械设计.第七版.北京:高等教育出版社,2000
关键词:电子信息工程技术 教学改革 课程体系
一、引言
电子信息产业在全球经济领域发展非常迅速。由于国家社会信息化的深入,我们把信息化和信息产业的发展列入到提纲,并且重点规划电子信息产业在我们国家的发展。在电子信息产业的快速发展模式下,社会非常迫切的需要电子信息类专业技术的人才,而且各个各个高校对应用型人才培养也给予了非常大的期望。对电子信息工程专业特色课程体系优化与实践是应用型本科院校教育改革中急需解决的重要问题。
二、课程体系整体优化的思路
1.明确培养专业和人才发展的目的
各高校在设置一些专业课程内容和构建丰富的课堂体系中,应该特别注重电子信息工程专业发展和人才培养目标定位,还要重视学校所能利用到的各种资源一起来自不同层次的学生。电子信息工程专业是通过原有电子工程,、信息工程、电子与信息技术等多个专业重新调整和规划而构建的一门新颖专业。通过对社会发展调查,结合实际我们得出了学校电子信息专业培养的目标,也就是我们常说的德智体美全面发展。
2.整合课程内容,优化课程体系
为了整体优化电子信息工程专业各个课程内容,我们在单科轻重整合方面应该加大力度进行调整。综合课程方面的内容,构建一个知识点足,内容丰富的一个课程体系。对优化课程体系的改革过程中,不仅要考虑到课本内容的相互联系,还要避免改革后书本知识点重复机率过大。整合课本内容,优化课程体系是为了能够让学生掌握一个更加完整的基本理论链,让他们对基础东西有一个广泛了解。
3.重点强化教学的实践环节
在构建实践教学体系内容中,学校应该把所做的实验验、学习、和安排的课本内容结合为一体,采用层层提高的办法,使得传授知识,培养学生技能和能力同时进行,而且还要注意课内外互相结合,可以让学生在自己的空暇时间多多参与到社会实践中,培养学生的专业实践能力和社会创新能力。在构建新课标体系的指导思想中应该重点体现能力本位理论,强化专业方向,体现电子信息工程专业的特色。在强化教学实践环节方面,各个高校还应该注意到学生就业范围,针对性的开设一些就业方面有关的技能培训。
三、优化电子信息工程技术专业课程体系应注重实践
1.重视电子信息工程专业课程设置
电子信息工程专业的课程设置要与职业和各个工作岗位、能力相互统一起来。围绕把培养目标设定为电子信专业人才,以理论知识够用作为他们的基本原则原则,不能够单纯追求书本上知识的系统性和完成性,更重要的是还要突出学生该专业方面应用能力的系统性和完整性,选出与电子信息方面有关的专业,形成能力培养为主的教学体系。电子信息工程专业课程设置还要按照技术应用能力,职业素质培养为主线来设置部分课程和精选一些重点内容。
2.加强与电子信息专业有关的技能训练
在专业课程设置过程中,专业知识的内容要能够反映专业培养目标所需要获得的基础知识,也需要符合适应性和实效性的技能。根据电子信息工程专业特色课程体系优化与实践这一改革思路,职业素质课程设置了一些基本内容,主要包括国家素质课程、学生素质能力提升课程和校本素质课程群,来提高学生们的专业知识能力。
3.增强学生专业适应性能力
长期以来,我国高等教育在计划经济体制下形成单一教学模式,学生的专业划分更细,理论知识不够丰富,缺乏创新意识已经不能够适应社会新时代的需要。为了加强学生的专业适应性能力,扩大学生知识层面的素养,通过这些方法让学生可以更系统的掌握电子信息工程专业几个主干学科类的的基础知识点和基本理论,改变原有教学内容过度狭隘,专业理论不齐全的倾向,构建专业基础知识和技能的平台,提高学生的适应性。
四、结语
立足于社会的需求,了解社会需要哪些方面的人才,学生需要掌握什么样的技能,紧紧靠牢现代电子信息技术发展整体优化理论课程体系和重点改革实践体系课程,不仅能够培养出更具特色的专业,还能够使得电子信息工程专业的学生培养质量明显提高。通过电子信息工程专业特色课程体系优化与实践,有利于学生综合素质全面提高,也有利于提高学生的就业竞争能力和社会就业率。
参考文献:
[1]廖志豪.基于素质模型的高校创新型科技人才培养研究[D].华东师范大学,2012.
《机械设计》课程是机电类学员的一门重要的专业基础课程,课程的目标是使学生掌握正确的设计方法,设计思想,掌握机械设计的一般规律。培养学员的机械综合能力、机械设计能力、解决工程实际问题的能力和创新能力,培养学员善于发现问题,解决问题,勇于创新的能力。然而,在《机械设计》课程教学中存在许多问题,导致课程教学效率较低,不能按预期完成教学任务。价值工程是一门发展中的新型学科,在工程设计、产品设计和分析,经济技术等领域得到广泛的认可,为许多问题的解决提供了的方法和基础。本文从价值工程的角度,分析《机械设计》课程教学的效率,并提出以培养学生创造力为中心,问题解决的教学模式为主导的《机械设计》课程有效教学体系,提高教学效率,最大可能的完成预期的目标。
1 价值工程的课程教学表述
1.1 价值工程的基本原理
价值工程(VE)和价值分析(VA)是美国设计师麦尔斯在石棉材料的替代问题研究中于1947年提出,他总结出一套保证相同功能的前提下降低成本的比较完整的科学技术方法,其后发展到工程设计、工艺和生产领域,完善成为一种技术经济方法,统称价值工程。1978年价值工程的概念由日本传入我国,至今已经在很多领域地到应用和发展。
价值工程基本的内涵就是以最低的寿命周期成本,可靠地实现产品的必要功能,着重于功能分析的有组织的活动,这是价值工程的广义定义。价值工程的一般表达式为:
式中,V表示价值系数;F表示价值化了的功能;C表示寿命周期成本。
价值工程的实质就是一个提出问题、分析问题、解决问题的过程。价值工程着眼全寿命成本,以提高价值为目标,以功能分析为核心,是有组织的集体创造活动。价值工程的分析重点是选择对象与资料分析、功能分析和方案的创新设计。
1.2 价值工程原理在课程教学中的表述
有效教学的基本原则是用最少的代价,最少的干预获得最大效益,教学的有效性表达为:
教学效率=有效教学时间/实际教学时间
如果我们把课程教学理解为一项工程时,实际教学时间是成本,有效教学时间是功能,教学效率便是教学工程的价值。教学效率中最关键的因素是有效教学时间。有效教学时间取决于学生的有效学习。学生的有效学习是学习时间、结果和体验。
有效教学时间∝有效学习=f{学习时间,学习结果,学习体验}
学习时间指学习特定内容所花费的时间,它意味着学习效率,即学习速度的快慢,显然,学习速度快,学习特定内容所花费的时间就少,效率也就高。学习结果指学生经过学习所发生的变化、获得的进步和取得的成绩。学习体验指的是学生的学习感受,即学习活动所伴随或生发的心理体验。
2 利用价值工程原理,改革《机械设计》教学,提高教学效率
2.1 确定研究对象
有效教学的根本在于提高学生的有效学习,教学价值只有通过有效学习才能转变成教学的效率。教学基本价值包括认识价值、发展价值、智力价值、教会学生学习的方法价值、教学发展学生思想品格的价值等,[1]教学价值的最高境界是创造性。我们分析目前《机械设计》课程教学中存在的主要问题,寻求解决问题的钥匙,提高教学效率。
目前《机械设计》课程教学存在的主要问题表现在一下三个方面:第一,《机械设计》课挺堂教学、《机械设计课程设》计实践活动、实验课程,相互脱节,影响这种思维品质的发展。第二,学生自主学习不够,学习处于完全的被动状态。在课程设计中反应出设计能力不足,不善于发现问题,寻找不到解决问题的有效途径,再学习和探究能力不足,无法对未知的领域进行探索,创造力明显达不到课程教学目标的要求。第三,试验教学的基本程序是学生对着书本预习试验,试验教师讲解试验或演示试验,学生按教师和试验指导书提示做一遍,写试验报告。没有兴趣,只为完成;没有自主,被动操作;没有问题,思维受阻;没有创造,更谈不上创新。
2.2 收集资料
收集资料和分析问题的根源收集整理资料的工作贯穿于价值工程所有阶段的全过程。这个阶段的主要目的是价值工程工作小组能尽量详细地了解各方面资料和相关知识。学生的有效学习在课程教学中的抽象的客观存在,是一个不断发展的客观存在。把握它是一个相对一个复杂的问题,我们采用了以下方法:(1)课堂反馈和问卷:课堂反馈是学生有效学习的最直接和有效的方法。(2)作业与作业分析:作业是学生直接的表现有效学习的地方,作业载带着学生的学习体验。(3)课程的考试与分析:课程的考试和作业有相似的地方,但课程考试表现比作业表现来得全面和系统,但没有作业分析详细。(4)后续课程学习与跟踪分析:实践过程是学生有效学习的发展。实践的第一站是后续课程的学习。(5)学生工作与跟踪分析:工作后的跟踪和企业的评价是对有效学习的思维和创造能力的表征。
教学资料的收集采用学生作业和课程考试成绩的分析值和问卷相结合的方法,最终确定有效教学时间。对数据的采用模糊理论的方法进行分析处理。在课程教学中,实际的教学时间是现有的教学大纲规定的。
2.3 资料的分析和决策
价值分析是价值工程的关键和核心。按照价值工程理论,对其进行教学效率评价有以下三种情况:(1)若教学效率=1,教学任务完成。近期可以维持教学现状,可以考虑教学改革,其目标是通过缩短实际教学时间。(2)若教学效率>1,教学任务完成过剩。可以考虑缩短实际教学时间。实际教学时间的缩短对有效教学时间的影响大小,决定缩短的时间。(3)若教学效率<1时,可以考虑增加实际教学时间或迫切需要对课程进行改革。必须注意,教学功能具有特殊性,因此当课程教学出现教学投入和产出功能不匹配的时候,调节过程是复杂的和非线性的,涉及复杂系统的诸多问题。
由于教学过程是由人的思维主导的过程,我们采取专家评价的方法对方案进行比较。我们分别提出以实践为主导的教学体系、以研究问题为主导的教学体系,以实验教学牵引,以问题解决的教学模式为主导教学体系等,请专家评定后,给方案打分,并提出意见和评语,最终选定了提出以培养创造性为中心,以问题解决的教学模式为主导,课堂教学、课程设计实践、课程试验三位一体的模块化有效教学体系,以达成提高《机械设计》课程教学效率的目的。
2.4《机械设计》教学改革方案及实施
2.4.1 培养学生的创造性是《机械设计》教学改革的灵魂
有效教学的根本在于提高学生的有效学习,教学价值只有通过有效学习才能转变成教学的效率。教学基本价值包括认识价值、发展价值、智力价值、教会学生学习的方法价值、教学发展学生思想品格的价值等,[3]教学价值的最高境界是创造性。我们的整体教学方案紧紧围绕“创造力培养”作文章,以培养学员的创造力为出发点和归宿。
2.4.2 问题教学模式是《机械设计》教学改革主导模式
问题教学模式是近年来最受到关注的教学模式之一,它是依据教学内容和要求,以问题的发现研究和解决来激发学生求知欲和主体意识,培养学生实践和创新能力的一种教学模式。问题教学模式的优势切中现在《机械设计》课程教学提高效率的部位。因此,《机械设计》有效教学选择问题教学模式为教学设计的基本模式。问题教学模式的教学过程的关键是问题的提出和解决。
2.4.3 问题提出和解决是《机械设计》教学改革的关键
第一,引导学生提出问题,提出问题是问题教学模式教学实践的第一步。教师的中心任务是创设问题情境激活学生的思维。调动学员思维的积极性和主动性。围绕一个主题,学生提出的问题是多种多样的,有宏观的,有微观的。这时,应适时引导学生运用分析和评价手段,从纷繁复杂的问题当中,寻找首先解决的关键问题,解决问题的顺序,达成问题定向。第二,启发学生解决问题。依照提出的问题,提炼成技术语言描述的设计问题,对设计问题进行进行讨论、探究。提示学生自主学习,指导学员围绕问题进行不同方式的思考,寻找分析解决问题方法路径。在形成解决问题方案的过程中后,注意及时评价和反馈,导引学生探索最优化方案。第三,挖掘学生的创造力,在作品的展示中,启发学生进行展望,自由发言,引领学生进行发散思维,给任何学生以积极的评价。当学生进入不断的发散思维状态时,创造的潜能被激发出来,对教学而言意味着主体性的凸显,个性的表现,创造性的解放。第四,教会学生宏观把握问题,问题教学模式强调教学开始于问题的提出,终结于问题的解决。在教学中充分利用课程设计的讲评,使学员从整体上独立把握机械设计课程的学科体系。为学生提供《机械设计》学科的学习获得的价值理念、经历、独特视角、路径及不同思维方式,提高思维能力和思维品质。
2.5《机械设计》教学改革的评价
通过两期学员的教学实践,学生的课堂作业成绩和课程考试有了比较明显的提高。在学习兴趣方面,问卷调查中很感兴趣的学生比例提高了7%,占调查人数的22%,感兴趣的提高了20%,占调查人数的59%。由于教学的效果的滞后性缘故,其他调查在进行中。
3 结束语
以价值工程为方法论基础的以追求教学效率为目标,同时还着力关注教学价值的全面实现,提高教学效率。在教学设计中,注重问题教学模式中关键问题和重要环节的研究,力求将课程内容单元融入到解决问题的途径中。在教学过程中,以教学价值关怀贯穿教学的全过程,达成有效教学效益的最大化。在完成课程教学任务的同时为学生奠定发展的基础。教学改革是一个长期的任务,它随着教学对象需求变化曾现动态性,前一轮改革评价的结果是新的改革的基本数据资料之一。
参考文献
[1]周海银,曲绍卫.关于教学基本价值的探讨[J].教育理论与实践,1997(1):49~52.
[2]王本陆,等.课程与教学论[M].北京:高等教育出版社,2009.
[3]焦丽,王平《.机械设计》设计实验的教学改革研究[J].机械制造技术,2011,(7):205-206.
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