机械工程学科发展趋势精选(九篇)

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第1篇：机械工程学科发展趋势范文

【关键词】 工程机械 制造业 工业生产 研究进展 未来发展

1 机械工程的含义

所谓的机械工程学科，主要是来研究各种机械系统以及依靠这些机械系统所生产出来的产品的主要性能、产品的设计方法以及产品制造的主要理论和方法和生产技术的一门科学，机械工程学科主要包含了机械学和制造科学这样两大大方面的领域。其中，机械学主要是研究具体的机械结构以及各种机器的系统性能方面的问题，同时还包括机械结构的设计理论和设计方法。主要包含的是机械产品的制造过程以及各个机械系统当中所涉及到的一些机构学、传动学、动力学、强度学、摩擦学、设计学、仿生机械学、微纳机械学以及界面机械学等方面的知识；而另一方面，制造科学则主要指的是研究机械产品在制造的过程当中所设计到的系统方面的科学，主要涵盖了产品的设计、成形制造、加工制造和制造系统的运作管理等方面的科学。

2 机械工程学科的研究现状及进展

2.1 今年来在摩擦学领域所取得的一些研究成果

我们知道，在目前的很多的机械工程的生产当中，尤其以纳米摩擦学的技术应用比较广泛，我国在这方面的技术发展的也比较成熟，具有领先水平，这也在很大程度上标志着我国的机械工程在摩擦学方面的研究已经取得了很多举世瞩目的成就。

在近些年的研究当中，很多人都在计算机硬盘的基片表面超精化学机械抛光技术的研究当中，提出了一些比较先进的技术，其中就包括超精表面的纳米粒子新技术，这种技术很好的为化学和机械作用的均衡规律研究奠定了研究的基础。到目前为止，摩擦学的研究已俨然成为了我国在机械工程领域研究当中一个最具有影响力的学科，而且这个学科也必将是未来不短的一段时期内我国的科研工作者所主要的研究对象和目标。

2.2 在机器人机构学研究方面所取得的进展

进入新世纪以来，机器人已经成为了一个大家讨论很多的话题，各种机器人在各种各样的展览当中也已经屡见不鲜，而对于机器人的研究也是机械生产制造领域的一个比较核心的课题。在目前已有的工作当中，我们必须对现在生产出来的机器人的优劣程度有一个明确的认识，从中找到新的突破口，来预测未来的机器人应该向什么样的方向来发展，只有这样才可以更加有针对性的来对机器人的研究进行更好的开展。

在近些年来的机械工程领域机器人研究当中，并联机器人机构学已经逐渐成为了人们研究的重点，也是自本世纪以来最具有代表性的一个学科了，同时也是我国的相关学者和研究人员所不断的深入研究的一个重点，这也是我国的学者能在国际上具备一定影响力的一个研究领域。

2.3 近年来在机械动力学方面所取得的进展

机械动力学的研究主要从这样几个方面来进行的：（1）非线性动力学；（2）复杂机电系统的故障预示；（3）智能维护。我国的很多有关的专家和学者尤其是在高维的非线性系统的研究当中都有着很多的研究成果，其中最主要的成果就是他们提出了约束分叉的理论，同时还提出了时变产生系统的安全域侵蚀理论以及非线性转子系统的稳定性量化分析方法，提出了转子系统非线性故障诊断的系列方法和技术，解决了国内十几个发电机组的振动疑难问题。

3 机械工程科学未来的发展趋势

无论是在国际上，还是在我国，不断努力的研究人员和学者们已经在机械工程科学方面取得了很多成就，这些成就得到了举世的瞩目，并且有了极大的创新性，但是所有的从业人员都必须要更加的清醒地认识到，我国在机械工程科学方面的研究总体上还是处于一个比较落后的状态，尤其是相对那些西方比较发达的国家。这主要体现在：我国在研究机械工程的主要理论、方法和技术方面，尤其是对中国的制造业的自主创新和发展的贡献还不是特别显著；另外，中国的学者在国际上所提出的机械领域方面的新概念和新理论还不是很多；我国虽然研究者和从业人员很多，但是很少能有比较重要的国际影响的机械工程方面的理论、方法和技术；而且在国际机械工程研究领域，学术界有较大影响力的中国学者还很少，缺少了必要的带动力量。因此，在总体上其实我国的机械工程学术研究在国际上还是处于一个研究滞后的地位，尤其是相对于我国发达的制造业来说，制造的商品很多，但是缺少具有国际先进水平的产品。那么，未来的机械工程学科的发展基本上是要受到这样两个方面的制约和推动：（1）在制造业方面要具有更大的创新能力，（2）学科要进行不断的演变和进步。

3.1 机构学的发展将会是机械工程学科的一大亮点

关于机构学方面的研究首先应该注重它的基础理论方面的研究，只有这样才能够保证我国能够国际的机构学界保持一个比较优势的地位，最起码不会落后太多；其次还要注重机构学和制造控制学的学科交叉方面的研究，尤其是在设计理论和关键技术这两个方面，必须要同时取得较大的突破，只有这样才能够开发出性能更加优良的一些新的机构和新的装备。尤其是在航空航天器、机器人机构、方面的研究和应用，机构学都大有它的用武之地。

3.2 摩擦学的研究也会越来越得到重视

该学科的研究自从上个世纪的九十年代依赖就有了比较长足的发展和进步，这其中主要是纳米学、生物学、计算机科学与具体的工程问题方面的交叉和融合，由此就发展起了诸如纳米摩擦学、生物摩擦学、表面减阻及亚纳米抛光技术等各种比较先进的科学方法和技术。而摩擦学今后的发展也必然是进一步的向学科面更宽的一些学科进行交叉研究――比如说界面机械和制造科学、纳米制造摩擦学和纳米生物摩擦学方向的发展。

4 结语

总之，虽然我国的机械工程科学在近些年来确实也取得了一些值得欣喜的的发展和进步，但是毕竟还与国际上的先进水平有着比较大的差距。所以我们所有的从业者必须要保持一个非常清醒的头脑，立足于现在，并高瞻远瞩，制定一个长远的学科发展规划，并且采取一个正确的学科发展战略和策略，带动整个学科的发展。

参考文献：

第2篇：机械工程学科发展趋势范文

关键词：机械电子工程；深度；广度；复合；多元

一、机械电子工程专业简况和发展态势

机械电子工程专业在20世纪80年代较多地被称为机电一体化，被视为是机械工程和自动化专业的交叉学科，是工程科学中的一个跨学科专业。

机械电子工程专业和我们的日常生活中密切相关，例如安全气囊、防滑刹车系统、复印机、行驶模拟装置和自动售票机等一系列产品都是运用了机械电子技术的结果。电子工业、微电子技术和计算机科学的迅猛发展扩大了机械电子工程专业的涉足范围，其不局限于机械制造的某个固定方向，涉及该领域所有分支学科。20世纪90年代初期，机械电子工程作为一个独立专业呈现。曾经，机械电子只是机械工程的一个专业方向和重点课程，甚至被划分在精密仪器技术专业中。今天，已经有很多大学将其列为独立的专业学科。进入21世纪以来，我国工业发展飞速发展，特别是近些年来我国成为“世界工厂”，制造业迅猛崛起，机电方面的人才缺口大幅攀升。MEMS、传感与测控、数字化技术、CIPE、CAD/CAM/CAPP一体化等机械工程学科的前沿课日益引起国内产业界和学界重视，目前，我国相关科技成果产业化水平较高，总体研究水平的国际位次有所上升。

机械电子工程专业开设的主要课程有电工与电子技术、机械制图、工程力学、机械设计基础、机械制造基础、液压与气动技术、机械制造技术基础、电气控制与PLC、单片机原理与接口技术、数控原理与维修、机电一体化系统设计、先进制造技术导论、微机原理与接口技术、C语言程序设计等计算机应用与程序设计技术、机械设计基础、机械制造工程学、机械CAD/CAM一体化技术、数控技术、精度与测量、液压传动、机电一体化技术、机电控制技术、塑性成形与模具技术、专用机械原理与设计等。实践教学环节有金工实习、电工实习、课程设计、制造工艺实习、机械制造工程学综合实验、精度与公差实验、工程材料及热处理实验、数控原理实验、数控线切割实验、机械创新设计实验、机械零件测绘、机械产品三维造型与快速原型制造实验、机器人控制实验、科技活动、毕业实习与毕业设计等。大体上，机械电子工程专业可细分为机械电子系统（传动和模拟技术，机器和设备，机械人技术及其运动系统，传感和执行元件技术，测量技术和图像处理等），微型，超微型机械（微系统技术，微型和精密仪器的功能组，微系统的测量技术等）和生物机械（机器人技术，生物系统，仿生执行技术，控制和设计，控制系统等）。需要注意的是，不同大学的专业设置存在差异，取决于专业的具体方向和培养重点的不同。例如，上海交大的机械电子工程偏向汽车方向、计算机控制和自动化制造和车辆电子系统的控制研究等，比较民用化。浙江大学传统的机械制造很强，在大型机械的设计和控制，尤其是国防，航空领域的项目很多，毕业生很多在研究所工作。华中科技大学的机械电子工程的主要发展方向是机器人和柔性制造等自动化控制的应用，如大型焊接机器人，流水线等等，大多数服务于汽车制造产业和造船工业等，毕业生去向以大型的机械制造企业为主，研究所要少一些。

二、机械电子工程专业的专业特色和培养目标定位

机械电子工程专业专业特色。强调机械动手能力与机电控制能力相结合，侧重于机电控制和数控维修。注意以数控所需各种能力为主线，突出机电控制的专业核心地位，培养会设计、能编程、具有较强的数控机床操作、调试、维修、维护等实际操作技能的技术工程师和职教师资。简言之，机械电子工程专业培养具有机械电子工程专业基础知识与专业技能，能在生产一线从事机械电子工程专业产品的设计制造、控制开发、应用研究和生产管理等工作的应用型高级专门人才；或培养能在中、高等职业教育领域从事机电一体化专业的理论教学、专业实践指导和学生管理工作的复合型职教师资。能适应机械电子工程专业面临的行业技术创新、科学研究和高等职业教育等方面呈现出的多元复合发展趋势。

三、机械电子工程专业强化本专业大学生素养的应对之策

1.要引导大学生及时了解和把握行业动态。要积极培养其掌握文献检索，资料查询的基本方法，在本专业领域内具备一定的科学研究、科技开发和组织管理能力，具有较强的工作适应能力；了解本专业学科前沿和发展趋势；2.要对大学生进行专业教育和通识教育，使其成为专业素养精深、综合素质高的复合型人才。一方面，促使其具有本专业领域所必要的专业知识，较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识。具有本专业必需的制图、设计、计算、测试和基本工艺操作等计算机应用能力，对机电一体化产品有一定开发能力；对数控加工技术有较强的编程和操作能力；对大型数控加工设备具有较强的维护能力；了解学科前沿发展趋势；另一方面，除了具有扎实的自然科学基础外，还需促使其具有较好的人文社会科学基础和外语综合运用能力；具有较强的调查研究与决策、组织与管理、口头与文字表达能力，具有独立获得知识、信息处理和创新的基本能力。具有较强的自学能力和创新意识。

【参考文献】

[1]邱自学，姚兴田，王君泽.机械电子工程专业人才培养模式及其课程群建设[J]. 机电工程，2005（12）

第3篇：机械工程学科发展趋势范文

关键词：运行参数；中国制造；测试技术；机械制造

1 运行参数测量的内涵及研究范围

1.1 内涵

机械的制造与运行参数测量涉及面广，无论是在机械加工、装配过程中还是加工产品的检验都离不开测量。本文中所指的机械制造参数主要是加工过程中或加工完成后产品的各种静态参数，而机械运行参数主要是加工过程中或系统运行中的动态参数，但多数情况下，动、静态参数是同时存在的。为丁使测量问题更加明确，本文将重点讨论获取被测参量的新型传感器与仪器、保证传感器与仪器量值准确统一的计量新方法，以及新型测试与传感器技术在机械制造参量和机械运行参量测量中的应用。具体包括以下四方面：新型传感器原理与仪器；计量与测试新原理、新方法；系统运行参数检测与表征；制造参数高精度测量与误差理论。第一、第二方面是测量技术基础，目标是提升传感器及仪器装备自身水平；第三、第四方面是新测量技术在国家重大工程中的应用，目标是针对具体问题研究新的测量方法与系统，并从中提取一些典型和共性的测量问题进行深入研究，以牵引更多学科的发展。

1.2 研究范围

（1）新型传感器原理与仪器

该方向的研究目标是研究用于机械制造和运行参数检测的传感器原理与仪器，提升我国机械制造水平和系统运行检测水平。

（2）计量与测试原理和新方法

该方向的任务是探讨计量与测试领域存在的共性问题，研究给予新物理效应的测量原理、方法及其应用。为了突出共性的计量测试问题及测量方法本身的新颖性，研究内容按测量尺度分为这么几类：微尺度范围的计量测试原理与方法；跨尺度范围的计量测试原理与方法；超大尺度范围的计量测试原理与方法。

（3）系统运行参数检测与表征

系y运行参数包括机械加工制造过程和机械装备运行过程中的参数。前者的有效检测是控制制造过程，确保制造精度和质量的关键；后者的有效检测则为监控重大机械设备系统状态，为其安全高效运行提供关键数据。在运行参数测量中，新型传感器和新测量技术的应用十分重要。这部分的研究包括了测量系统的误差分析，特别需要注意的是多因素的相互作用问题。

（4）制造参数高精度测量与误差理论

这部分将共性测量方法有机结合，针对具体问题研究合理的测量系统与误差理论，为重大工程中装配测试和运行检测提供测量技术基础。主要研究内容按测量尺度分为这样几类：微尺度范围内的高精度测量；跨尺度范围内的高精度测量；超大尺度范围内的高精度测量；误差理论与精度技术。

2 研究现状与发展趋势的分析

2.1 系统运行参数检测与表征的发展现状

系统运行参数检测包括加工运行系统检测，如对机床的加工过程进行检测，当然也包括装备运行系统检测，如对高速火车的检测。本文仅以加工系统为例，讨论系统运行参数检测与表征问题。运行参数包括加工设备自身的运行参数和加工设备与被加工零件相互作用时的参数。

对不同的加工设备，其运行参数检测方法是不同的。目前，激光干涉测量仪是机床平动轴几何误差检测众多手段之中同时具有检测精度高、检测功能完善以及检测技术成熟等优点的手段之一，可以测量偏移直线度以及偏摆、俯仰等误差项，且可进行长度溯源。

2.2 复杂机电系统的技术发展趋势

在超精度加工的监测方面，迄今为止尚未有一种规范性、系统性、通用性和完整性的机床精度建模理论和严格统一数学公差表述方法和模型。随着机械零件的加工精度要求越来越高、复杂程度越来越大，对加工过程中的监测和反馈补偿也提出了越来越高的精度要求。未来5～10年。随着加工用微型传感器质量的不断提高，对测量过程中多参数的同步检测将逐渐成为可能。同时，动态误差理论和加工过程中的反馈补偿技术，也有助于提高复杂形面的加工精度。刀具、工件的在线监测都将逐步实现，减少刀具磨损的各种技术将在较大程度上扩大加工范围和提高加工精度。

3 结语

本学科的主要目标在于近期为国家重大工程项目提供必要的测量技术基础：争取利用10～20年的时间实现面向重要工程应用的国产仪器性能指标达到以及赶超国外仪器。在家来的科学研究中，我们应围绕国家重大工程项目的一些典型测量问题，研究针对性的测量方法，通过多方位测量和误差理论，进行误差分离和补偿，提高测量精度。在误差理论的方面，需重点关注动态测量系统的基础理论及其应用技术研究，以满足现代化高精度生产的需求。尤其是在测量系统的模型建立、传递函数的参数选择、系统的稳定性检验和测量实践等方面开展深入细致的研究工作，着力探索出一些新的误差理论与精度技术，实现动态测量系统的科学分析与优化设计。

参考文献

[1]国家自然科学基金委员会工程与材料科学部・学科发展战略研究报告（2011～2020）：机械工程学科・北京：科学出版社，2010

第4篇：机械工程学科发展趋势范文

关键词：车辆工程专业 人才培养目标 教学方法改革

中图分类号：G647

文献标识码：A

文章编号：1004-4914（2015）07-178-02

随着科学技术的迅猛发展，和人类生存环境的恶化，汽车技术与汽车行业的发展也在面临越来越多的问题和更多的挑战。但是，汽车产业的发展是不可抑制的，汽车产业提供的就业岗位很多，包括汽车制造业、汽车零部件生产业、汽车配件企业、汽车销售、汽车维修、汽车保险与理赔、二手汽车交易、汽车的报废处理业等等，这就意味着汽车行业对于相关领域的人才需求的规模化增长趋势。对于车辆工程专业技术人员的要求也处于与时俱进的发展变化中。在高等教育的背景下，汽车专业人才培养规模和人才层次的提高发展很快，但由于越来越多的汽车高新技术的涌现，对于专业人才的要求也越来越严苛，要求毕业生对工作岗位的适应期缩短，行业急需具有一定实践能力和一定创新思维的应用型复合人才。这一切表明，对于汽车行业的人才培养模式的转变，也显得尤为紧迫和势在必行。

一、车辆工程专业的专业特点

车辆工程专业在所有的工科专业中，特点鲜明，综合性最强。对于整车的设计制造而言，涉及到了从零件设计、材料选择、总成设计与装配、电控系统设计等等；对于汽车的动力系统部分的设计又要根据环境要求和排放标准而进行燃料的选用与结构改进，改进车辆的原材料，实现轻量化设计。而目前的电子计算机辅助设计与制造业的发展使得汽车设计的平台更加广阔，汽车电控系统的发展要求电子技术的专业基础的支撑。因此，现代社会背景下对于车辆专业的知识要求其实是涉及到了包括机械设计、机械制造、材料科学、电子科学、计算机开发设计软件和仿真软件等知识的各个环节。因此，车辆工程专业是一个多学科交叉，综合性强的工科专业。知识面宽，要求掌握的内容多，这就对于学生的学习能力包括教师的教学能力，以及学校的教学资源配置、教学管理体系的建立、课程的合理设置等环节提出了更高的要求，具有就业从业能力的人才培养模式的改革，更是重中之重。

二、车辆工程专业人才培养目标的提出

确定合理的人才培养目标，是车辆工程专业教学环节得以实施和合格人才培养的保障。人才培养模式是学校办学理念的体现，是实现人才培养目标和培养规格达到质量标准的具体规划，是安排教学内容组织教学活动的基本依据，是地方本科高校发展之路{1}。

车辆工程专业作为工科专业之一，其根本的人才培养目标为培养专业型应用人才。专业型应用人才是指能够将专业知识和技能，直接运用于所从事专业的一种专门的人才类型。能掌握某专业的基础知识和基本技能，胜任一线生产的技术或专业人才，是高等学校教育适应某方面社会实际需要培养的技能型人才。

高等教育所培养的人才，不应该是仅仅掌握书本知识和课堂知识的书呆子型学生，而是应该培养出具有自我学习能力，创新性思维，并拥有正确的人生观和价值观的21世纪人才。这就要求高等学校合理地确定不同专业方向的培养目标，与时俱进地更新教学资源，提高教师的教学能力与素质，配套试验设施和更新实践环节的设置，以取得更好的教学效果并达到预定的人才培养目标。

根据车辆工程专业培养“具备较系统的车辆工程专业基础知识，掌握了汽车及零部件产品的设计开发方法、对汽车的生产制造环节有一定的实际了解、并对汽车的维修与故障检测有相应的实际操作，具有汽车销售汽车的技术服务与管理等方面的能力的专业技术人员”的要求，魏建伟等人提出了车辆工程专业本科生培养“133”模式体系{2}。以汽车及零部件设计制造检测核心能力与综合素质的培养为一条主线，并以工程基础能力层次、汽车及零部件设计制造检测核心能力层次、综合素质拓展能力层次等为三个层次，在这三个层次的基础上建立三个能力模块。这一培养模式的提出对于车辆工程的人才培养目标无疑是一个有益的尝试。但是概括而言，要以“专业基础扎实，兼备实践能力与从业能力，具有创新性思维的工程应用型复合型人才”作为新时代车辆工程专业人才的培养目标。

三、车辆工程专业的教学改革方案

目前的汽车技术发展涉及到了车用燃料的替代、电动汽车的发展、汽车乘坐舒适性的设计、汽车的安全技术进步、汽车的轻量化设计以及低碳减排技术等各种技术，因此，车辆工程专业的学生急需在原有的专业课学习的基础上，熟练地掌握汽车CAD设计和三维实体建模设计能力，并借助有限元软件掌握汽车优化设计和汽车零部件设计合理性的软件评价能力。汽车电子技术的发展又要求学生具有电器电子知识，对于汽车用轻质材料和复合材料的应用，以及汽车报废后的材料可回收利用等等相关知识也要掌握。这就使车辆工程专业建立在机械工程大类的基础之上，而又涵盖了更多更广的专业知识领域。

具体的教学改革方（下转第182页）（上接第178页）案涉及了以下几个方面的内容：

1.目前，工科专业的大平台招生要求学生用一年半的时间对专业基础课程进行学习，对于机械工程基础知识进行了掌握，对于专业课阶段的专业知识的学有裨益。而对于车辆工程专业的课程设置方面，一定要摒弃原有的以传统课程为主导的模式，在汽车构造、汽车设计、汽车理论、汽车维修、汽车电子技术、汽车制造工艺学的设置基础上，把车用单片机技术，先进车用电子技术的课程作为必选课，把汽车计算机辅助设计、汽车优化设计、汽车有限元技术这些现代工业设计必备的知识合理地设置在专业必修课程中。

2.在理论知识得以夯实的基础上，强调课堂教学的现代化手段改革，利用教学视频、教学软件在课程讲述中把直观教学的方法更好地带到有效的课堂教学中。

3.培养学生的自我学习能力，利用课时设置中的实践机动课时，开展汽车知识的新发展动态的学习，学生利用网络和实践组织材料，课堂中进行讲解，分享学习成果。

4.根据汽车知识的多方向性，组织学生分方向建立学习小组，设置汽车设计方向、汽车电子技术方向、汽车性能评价方向等，并配备专业课教师对具体方向进行指导。各个方向的学习侧重点有所不同，如汽车设计方向是以绘图设计、软件学习为主。电子技术方向是单片机控制技术为基础，进行车辆的性能控制与车辆的配套产品开发，汽车性能评价方向是以汽车技术发展趋势的研究，市场调研、市场营销为主要学习目标。学生的团队之间可以交叉和相互借鉴，实现知识交流的良性发展。培养学生学习兴趣，锻炼学生的能力。

5.实践环节的合理设置，包括课程设计，毕业设计与企业实习，更能对专业知识的应用能力进行合理的检测，对于课题的完成使得知识的系统化程度提高，培养了学生的系统思维能力、复合思维能力。并在教研室老师的指导下，开展车辆知识竞赛、车辆结构设计竞赛、汽车产品设计竞赛等第二课堂活动对学生的阶段学习成果进行验收。通过毕业设计环节的积累，可以开发汽车虚拟拆装平台等软件，把汽车构造和原理更直观地进行展示。

总之，在确定的人才培养目标指引下，更好地发挥学生的能动性，合理设置专业课程，提高教师水平，提供学生更大的学习平台，为学生的能力培养提供更多的实现渠道，为车辆工程专业的人才培养目标的实现提供了最切实有效的保障。

四、结论

在当前的汽车工业发展形势和车辆行业就业形势下，确定了车辆工程专业人才的培养目标是：“专业基础扎实，兼备实践能力与从业能力，具有创新性思维的工程应用型复合型人才。”在这一培养目标的基础上提出了车辆工程专业的教学改革方案，从课程设置、课堂教学改革，学生能动性的挖掘，学生不同学习目标的学习小组的建立，丰富多彩的第二课堂的开展，学生实习实践环节的重要性等方面阐述进行改革的必要性，以推动高水平车辆专业毕业生更快更好地融入行业建设中。

[基金项目：黑龙江省高等学校教改工程项目“基于与就业接轨的工科专业毕业设计环节的改革研究”（JG2013010521），佳木斯大学科技创新团队建设项目（Cxtd-2013-01），佳木斯大学教学研究专项项目（JYLA2012-018）和佳木斯大学教学研究重点项目（JYLA2013-02）。]

注释：

{1}周文富，周斐芳.地方本科高校应用型创新性人才培养新模式探索[J].中国电力教育，2012（5）：13-15

{2}魏建伟，胡如夫，崔仲华.车辆工程专业“133"培养模式研究[J].宁波工程学院学报，2014（26）：88-91

（作者单位：佳木斯大学机械工程学院 黑龙江佳木斯 154007）

第5篇：机械工程学科发展趋势范文

关键字：机电一体化；核心技术；工程机械；研究探析

中图分类号： TQ171.5 文献标识码： A 文章编号：

正文：现代科学技术的不断发展，数控技术在当今社会中作为一项高新技术，在工程机械当中加以有效的运用，为工程机械技术带来了全新的变革，使得其各项性能都有了质的提升，而且在机械工程当中存在的功能和构成也有着极大的影响，导致其全面发生了巨大的变化，本文基于此在下出全面论述。

一、机械制造业发展现状

近年来，我国制造业在社会当中取得的长足发展，生产能力与过去相比较在一定程度上也得到了大幅度的提高，然而在规模上也随之不断的进一步扩大。但是，我国机械制造技术与西方发达国家相比较，技术水平在整体方面还是显得较低，落后与西方发达国家。在中低档产品当中普遍是机械制造产品，针对自主知识产权的品牌拥有量相当少，由此在技术方面相对而言还是比较依赖国外技术。虽然，在我国有海尔以及TCL等品牌，全都已经有力的实现了国产化，可是在他们所生产的产品当中，在核心技术方面依旧需要依靠从国外进口。机械制造面对这样的社会现状，想要更加有效的将机械制造业的发展进一步的加以全面提高，那么针对我国机械制造技术的水平进一步提升，才是最为根本的解决途径。

目前，现代机械制造业早已从传统的制造业发展成为自动化、机械化的现代制造业，依靠机械进行高精度、高危险度、高速度的复杂加工，通过操作主控制器来实现加工过程的自动化。机械自动化不仅能够保证加工精度的要求，还可以避免人工操作的危险，提高加工效率，使机械制造业得以大批量、高质量的规模化生产，弥补了传统制造业的缺陷，尤其是生产多品种、高质量、小批量、低成本产品时，必须依靠机械制造自动化来满足市场的需求。

数控技术涉及到计算机、自动化控制、测量、现代机械制造、微电子、信息处理等许多学科，是一门综合性的技术，能够满足现代机械制造对加工精度、速度、安全性、可操作性等方面的要求，是实现机械制造自动化以及数字化、信息化、网络化、柔性化、集成化的重要基础，对机械制造业的发展具有举足轻重的作用，因而在机械制造中有着广泛的应用领域和前景。

二、数控技术的应用

首先，在工业生产中的应用。在工业生产线上数控技术得到了广泛的应用，尤其是在高危复杂的劳动环境当中的运用。数控技术不仅有效的将工业劳动条件进行了改善，为广大生产人员提供了全面有力的安全保障，而且在工业生产线上也全面实现了机械化，将工作人员的劳动强度进一步的给予了降低，有力的将日常工作当中的工作量进一步减少，全面提升和加强了工作效率以及有力的减少了制造成本，并且对于社会企业生产加工的质量也在一定程度上得到了保障。在我们日常实际生活当中，数控技术有效的通过计算机系统，针对生产加工有效的进行控制，由此，系统在运行过程当中能够有效的受到保障，使得运行系统正常工作。

其次，在煤矿机械中的应用。在矿产采煤行业的实际工作当中，针对所使用的采煤机的具体要求比较高，在当今社会当中采煤机的品种也有着多种多样，通常采煤机都是进行小批量的生产，在机壳和毛坯反面的制作普遍都是使用焊件。在实践工作当中，如果所使用的依旧是过去传统观的机械制造技术，那么对于单件下料问题则无法进行有效的解决，然而有效的使用数控技术则就能够利用龙骨板程序下料，这样就有力的将套料选用方案进一步的给予全面优化处理。在采矿机械当中有效的利用数控技术，其所起到的有力应用不仅能够进一步的将采煤机所发挥出来的效率，进一步的加以全面加强和提升，而且在生产过程当中还能够有效的做到精确控制，由此对于机械加工所体现出来的效果就有着全面的保证，这样在实际工作当中，对于采煤企业所制定的任务完成效果，就能够更好更快的加以完成，而且对实践中可能出现的人工操作失误方面的危险，也有着更好的避免且提高了安全系数，能够在很大程度上将煤矿生产的经济效益进行提高。

然后，在机床设备中的应用。机床设备在现代社会的机械制造当中占据了重要的地位，在机电一体化产品当中，应用数控技术的机床设备是其最为关键的组成部分。在机床设备中有效的利用数控技术，可以有效的利用计算机控制装置，使得机床设备在实践使用过程当中具有更好的控制能力，这样就能够保证数控机床快速以及精准的控制刀具和工件之间的相互位置等工序方面的操作内容。由此，将机床设备生产效率在很大程度上进行提升，与此同时对于加工精度也有着全面的保障和提高，这样就能够全面满足机床在加工的过程当中，进一步的日益精细化和复杂化的要求。

最后，在宇航工业中的应用。在宇航工业当中，有很多的零部件在前期制造过程都需要进行特殊加工，面对钢度方面比较差的材质只有进行小切削力的高速加工，只有这样才能够有力的满足宇航工业对于机械加工的全面要求。然而，如果我们使用过去传统的制造技术，那么对于宇航工业在加工过程当中的精度以及柔性方面的要求，就很难得到有力的满足，然而在整个过程当中运用数控技术则就可以将铝和铝合金等材料顺利的进行切割，这样过在很大程度上节省了资源以及能源。

三、结束语

总而言之，机电一体化在机械工程当中的实际运用，在后期的发展中将会越来越广泛，且不发展空间也有着广阔的前景，应当得到人们更多的重视，在实践当中所起到的实际作用以及地位也江湖愈来愈重要，工程机械的机电一体化和智能化将是今后的发展方向。

【参考文献】：

[1] 陈兴强,邢传鼎,周锦培,陈彦俊,刘朝智,潘逢春. 纺织机械实现机电一体化的应用实例[J]. 装备机械. 2005(02)

[2] 张彬. 论机电一体化技术在现代工程机械中的应用与发展[J]. 现代商贸工业. 2012(05)

[3] 岳著玲,纪海燕. 机电一体化技术的潜在发展趋势[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2009(04)

第6篇：机械工程学科发展趋势范文

【论文摘要】：介绍了光机电一体化技术特征，研究了国内外技术现状和发展趋势，指出了未来发展前景和一些重要技术热点。

近些年来，光机电一体化技术得到迅猛发展，在民用工业和军事领域得到广泛地应用。因此，光机电一体化技术成为当今机械工业技术发展的一个主要趋势。

1.光机电一体化技术特征

光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成，相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。与传统的机械产品比较，光机电一体化产品具有以下技术特征。

1.1 体积小，重量轻，适应性强，操作更方便

光机电一体化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节后频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式，可以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序，任何一台光机电一体化装置的动作，可由预设的程序一步一步控制实现，甚至实现操作全自动化和智能化。

1.2 功能增加，精度大幅提高

光机电一体化系统包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制 水平提高，运算速度加快，通过电子自动控制系统可精确按预设动作，其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差，达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时，由于机械传动部件减少，机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。

1.3 部分硬件实现软件化，智能化程度提高

传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序，指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能，使机械控制功能内容的确定和变化趋势向"软件化"和"智能化"。

1.4 产品可靠性得到提高，使用寿命增长

传统的机械装置的运动部分，一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差，导致可动摩擦、撞击、振动等加重，严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用，使装置的可动部件减少，磨损也大为减少，像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此，装置的寿命提高，故障率降低，从而提高了产品的可靠性和稳定性。

1.5 融合了多种学科新技术，衍生出许多功能更强、性能更好的新产品

光机电一体化产品的研究开发涉及到许多学科和专业知识，包括数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等。例如人们很熟悉的静电复印机、彩色印像机等，就是一种由机、电、光、磁、化学等多种学科和技术复合创新的新型产品。光机电一体化技术将光电子技术、传感器技术、控制技术与机械技术各自的优势结合起来，衍生出许多功能更强、性能更好的新一代技术装备。

1.6 产品系统性增强，各部分系统间协调性要求提高

光机电一体化是一门学科的边缘科学技术，多种技术的综合及多个部分的组合，使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求，这就要求各种技术扬长避短，提高系统协调性。

2.研究现状和发展趋势

2.1研究现状

自从我国实行改革开放以来，科技领域急起直追，我国的光机电一体化技术已取得明显的成效，数控产品有了很大的提高，尤其是经济型灵敏数控装置发展很快，是我国特有的经济实用产品，不但适用国内市场的需要，部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器（PC）和微电子技术控制设备也越来越多，覆盖面也日益扩大，从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻工业机械都是如此，我国自行研制和生产的光机电设备，在质量上也有重大突破，为今后的推广应用打下了良好的基础。

2.2 发展趋势

光机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域，成为一种新兴的学科，并逐渐成为一种产业，而这些产业作为新的经济增长点越来越受到高度重视。

从世界科学技术的发展情况来看，光机电一体化技术的未来技术热点主要包括：

（1）激光技术

1）高单色性，利用激光高单色性作精密测量时，可极大地提高测量精度和量程。

2）高方向性，因具有很远距离传输光能和传输控制指令的能力，从而可以进行远距离激光通信、激光测距、激光雷达、激光导航以及遥控。

3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦点附近可产生几千到几万度的高温，可使照射点物体熔化或汽化，对各种各样材料和产品进行特种加工。

4）相干性，由于激光速频率单一、相位方向相同。适用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研制，而在实际运用中也会通过一些激光技术改变激光辐射的特性，应用范围更广。

（2）传感检测技术

1）激光准直，能够测量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三维空间的基准测量。

2）激光测距，其探测距离远，测距精度高，抗干扰性强，体积小，重量轻，但受天然影响大。

3）光纤探测器，在目标很小，间隔受限或危险的环境中，最常选用的是光纤探测器。

其他还有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。

（3）激光快速成型技术

激光快速成型是利用计算机将复杂的三维物体转化为二维层，将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结，由点、线构造零件的面（层），然后逐层成型。激光快速成型技术可使新产品及早投放市场，极大地提高了汽车生产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。

（4）光能驱动技术

利用光致变形材料可制作光致动器和光机器人。现已研制成功一种光致动器，其工作原理是将光照在形状记忆合金上，反复地通、断使材料伸缩，再利用感温磁性体的温度特性，将材料末端吸附在衬底上。利用材料本身的伸缩和端部的吸附特性，加上光的通断便能实现所要求的动作。实验验证，该致动器能可在顶面步行。这种状态目标处于初级阶段，如果能发现具有优异光作用特性的动态物质，则可使光能驱动技术广泛应用。

3.结语

技术上的改革和与之相配套的技术支持是创新技术的基础。开发光机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引入电子技术，产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现光机电一体化，便具有很高的功能水平和附加价值，将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益。

参考文献

[1] 刘志，朱文坚. 光机电一体化技术，现代制造工程，2001（12）

[2] 梁进秋. 微光机电系统国内外研究进展. 光机电信息，2000（8）

[3] 宋云夺编译. 光机电一体化业的未来. 光机电信息，2003（12）

第7篇：机械工程学科发展趋势范文

现阶段，我国大学本科教育中的学生管理模式主要是辅导员制。1953年清华大学率先建立辅导员制的学生管理模式，后来国家在1956年出台了《关于政治辅导员工作条例》，该条例对辅导员的社会地位、工作等问题都做了明文规定，该条例标志着我国高校辅导员制度的初步形成，随后的几十年内辅导员队伍不断在全国高校范围内发展、壮大。沿革至今，辅导员制仍是大部分院校的学生管理主力军，但该制度存在许多问题。

与辅导员制相比，导师制显得更为科学。所谓导师制，是指由专业教师对学生进行单独、个性化指导，同时实施以学生为主体，以学生的生存智慧和学业智慧的成长为目的，最终发挥教师的导引、协调作用的一种高等教育教学管理模式[1]。导师制普遍被认为是由温切斯特主教威廉?威克姆提出、起源于14世纪英国的一种学生管理模式，该制度产生的条件之一是学分制的改革。17世纪英国牛津和剑桥大学首先实行该制度。20世纪90年代，本科生导师制度被引进中国，北京大学、浙江大学等多所名校率先推行本科生导师制度，该制度很大程度上满足了学生的个性化培养。随后，国内很多高校开始纷纷试行，并取得了不错的成绩和效果[2]。

机械工程学科本科生在完成大学通识教育后，学生进入专业学习阶段时，其课程具有理论性强、实践性高等特点，需要在培养过程中将课堂授课和实践教学及第二课堂有机结合。传统的辅导员制度虽然久经考验，有大量的学生教育经验，但对学生培养侧重于思想政治教育，在专业技能锻炼方面略有不足；而导师制度的出现正好弥补了这一空缺，即对每个学生进行有针对性的细化培养，并把学生的思想教育与专业教育相结合，实乃当前教育背景下的精英化培养模式。

一、机械工程学科本科生的适应性问题

大学生在进入大学后遇到的第一个问题就是适应。每个学生都会面临生活环境改变、人际关系改变、学习模式改变等挑战，顺利完成这些挑战，不仅可为整个大学的学业成就、职业规划提供良好开端，而且能为个体人格健康成长拥有和谐人际关系提供重要保障[3]。

1.人际交往危机。在初入大学时，学生正处于心身迅猛发展的阶段，其面临的第一个问题就是如何应对从高中生活向大学生活的转变。当代大学生的环境适应性由于生活环境不同、独生子女等问题，相比上一代人在性格和习性上存在诸多差异。对于机械学科学生来说，理性思维高于感性思维的是他们的特性，这样也促使他们比文科的新生们更快地接受新环境。但适应很难，对于从原来固定时间的课堂学习转变为自主学习，从原有的固定座位和同学转变为教室、座位、同桌不断更换，从原有单调的学生生活转变为丰富的大学生活，面对这些转变，在应对这个“校园小社会”时，部分同学无法转变新的社交方式，从而产生茫然和偏激心理。新的环境下他们的朋友圈逐渐缩小，而之前的交友方法又显得不合时宜，较差的交际能力，让他们感慨“举目四望，茫然无亲”，却又无力着手、做出改变，只好自怜自叹，自怨自艾，这就出现了人际交往危机。

2.学习危机。高中阶段，大多数学生的学习目标就是考入大学。进入大学后，缺少了原有的明确的学习目标，大部分人由初期的欢快喜悦变成后期的茫然无措。此时如果学生对专业学习没有相关的兴趣、缺乏学习动力却又不得不为之时，则易产生学习怠倦等问题，即对学习感到厌倦、疲乏[4]。雪上加霜的是，机械学科的难点又在于机器结构异常复杂，学生多但实验样机少，用常规的教学方法很难使学生透彻理解，学生习惯了传统的学习方式，面对这样一门实践性强，内容涉及机械、液压和电子等学科，各章节之间联系很少的专业课，他们在短时间内还难以适应。又因为部分学生对机械学科的认知度几乎还是零，或者说是停留在高招填报志愿阶段，他们仍是仅从专业名称上来直观判断这个专业的未来就业方向，所以对于更进一步的科研工作完全没有具体的渠道进行了解。对未来的迷茫，造成了学生目标的缺失，进而导致学生们荒度时光、得过且过，这便造成了学业上的危机。

二、导师制度

导师制度的设立，将会是针对机械教学模式创新向前跨越的一大步。学校通过建章立制、规范管理来选拔优秀的机械学专业老师担任本科生的导师，同时具体规定导师的工作职责、工作任务和详细要求，使导师开展工作有章有循，有依有据。

在导师制度的推行中，应处理好“导师”与“辅导员”的关系。首先要明确两者之间应是并存关系并非替代关系，两者相辅相成而且分工明确。辅导员以年级为单位，进行集体指导，包括做好学生的思想政治教育和进行日常管理工作，为大学生开展理想信念教育，引导大学生树立正确的人生观、世界观、价值观，提高大学生的诚信意识和社会责任感、提升学生的综合素质等；导师则是以班级为单位进行管理，包括积极开展优良学风班的建设，引导学生在职业生涯规划、专业学习、科技创新能力方面做出成绩等。双方通过密切合作，真正体现出该制度的优越性。

1.建立章程，规范管理。建立专门的导师工作条例。制定专门的导师条例，规范导师的遴选、任命、奖惩、工作职责等。在院系建立导师工作办公室，具体负责遴选、任命和联系导师、协调导师工作、反馈导师意见建议、接收学生投诉和反馈等情况，使导师工作顺利有效开展。

交流探讨，互利共勉。在院系层面建立良好的沟通交流机制，定期开展导师工作总结和工作经验交流活动，探讨更适宜本班的教学办法。每个学期，导师办公室通过组织相关活动，如新老导师经验交流会、工作总结会、师生互动座谈等来促进导师与导师、导师与学生之间的交流，进一步提高工作质量。

量化考核，奖惩有据。每学期末学院组织导师工作办公室的相关工作人员和专家对所有导师进行量化考核，即考核导师投入到所带班级的成效，建立导师激励和考评制度，例如评选“年度导师”等，将导师的工作量纳入人事绩效考核中，并将导师的工作业绩作为人事晋升中的加分条件，使导师有充分的积极性投入到学生培养当中来。

2.机械工程学科导师的具体任务。首先明确导师的培养目标是培养出能力和素质双优的技术人才。能力主要包括机械专业知识的学习能力、与人交流沟通能力和创新创造能力，而相关素质是指心理素质、专业素质和身体素质。

导师在学生入学初期，应向学生介绍机械专业的特点、未来发展趋势以及社会需求，勾起学生对机械专业的学习兴趣，培养学生养成良好的学习习惯和科学的学习方法，从而使学生明确学习目的、端正学习态度。在完成对于大学的良好适应后，导师应着力于提升学生专业素养，培养学生的创新素质和动手能力，提升核心竞争力。具体来看，导师可以组织校内课堂机械物理实验或校外工厂观摩、校企合作实践来加深学生对课堂理论知识的消化理解，从而引导学生对机械专业知识的进一步学习、完善知识储备，激发学生的学习主动性和热情；导师也要广泛调研，与同学谈心交流收集意见，如导师可以时常进入学生宿舍与学生交流，或者进行规律的学生单独谈话，如此，导师全面掌握了学生的性格、特长、潜质和知趣，才能从专业角度帮助分析学生自身的竞争优势，继而因人而异地指导学生做好制定职业目标、选择职业发展道路等工作，使学生合理配置周边的各种资源，真正让学生明白知识是成为实现个人和社会价值的重要内驱动力[5]；导师还要开展丰富的课外活动，积极参加大学生课外素质拓展活动，让同学们在课余时间相互交流、相互接触。

第8篇：机械工程学科发展趋势范文

【关键词】卓越人才 实验班 教学改革 实践

【中图分类号】G424.1 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）7-0064-03

一、“卓越计划”与卓越人才培养

高等工程教育是高等教育的重要部分，为国家培养各类工程技术人才。随着社会的不断发展，经济结构的转变，走中国特色新型工业化道路、建设创新型国家等一系列战略部署对高等工程教育改革发展提出了迫切的要求。2010年6月，教育部在天津召开了“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）启动会。“卓越计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020）》的重大计划，旨在培养和造就创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型的工程技术人才，通过工程教育改革和创新提高工程人才培养质量，促进我国从工程教育大国走向工程教育强国。

“卓越计划”启动后，全国高校纷纷响应，目前已有三百多所高校分批次加入到“卓越计划”中。许多高校根据自身定位与特色，以实施“卓越计划”为契机，开展形式多样的卓越人才培养工作。清华大学确立了建设“研究型、管理型、创新型、国际型”卓越工程人才的培养体系。同济大学开展了“卓越生源行动计划”、“卓越课程行动计划”和“卓越实践行动计划”等卓越系列计划。天津科技大学是教育部第二批“卓越计划”高校，包装工程、食品科学与工程、生物工程三个专业为卓越计划实施专业。2010年，学校提出实施“行业卓越人才培养计划”，遵循“行业指导、校企合作、分类实施、形式多样”的原则，将卓越工程师培养纳入卓越人才培养体系之中。“行业卓越人才培养计划”分为三个层次，第一层次便是组建“行业卓越人才实验班”。

二、卓越人才实验班

在教育部“卓越计划”和天津科技大学“行业卓越人才培养计划”背景下，我校于2011年9月实施了《天津科技大学行业卓越人才实验班计划》，组建了“机械电子工程实验班”、“材料科学与化学工程实验班”、“食品与生物工程实验班”、“工商管理实验班”四个卓越人才实验班。

学校成立“卓越人才培养管理中心”专门负责实验班学生的统筹管理工作，各相关学院成立卓越人才培养工作领导小组，实行校院两级管理。实验班实行导师制，各相关学院制定导师制方案，导师主要负责学生专业选择、学习进程规划，并对学生研究内容和方法等进行指导。

实验班采取2+2的培养模式，学生在一、二年级不分专业，按照大类培养，进入三年级由学生自主确定专业。学生选拨由最初的新生报道后申请报名、经初试和面试合格后录取拓展为在部分省份采用高考直招方式按大类录取一定比例选拔与新生入校后选拔相结合的方式。为激励学生，保障人才培养质量，实验班实行滚动机制，根据平均学分绩点对学生进行预警、分流与增补。

为加强建设卓越人才实验班，学校给予了政策上的多方面支持。学校集中优秀师资，进行了多方面的教学改革，实行资源优化配置，为卓越人才实验班提供优越条件，通过因材施教地制定培养方案、组建优秀的基础教学团队和专业导师团队、建设专业核心课与双语课等方式提高人才培养质量。

三、卓越人才实验班的教学改革实践

（一）因材施教制定培养方案

培养方案是培养学生的一套计划，学生依据培养方案中所要求的内容逐步完成学业从而达到培养目标。培养方案是否科学合理直接影响人才培养质量。依据“宽口径、厚基础、强实践”的要求，确定“卓越”的培养目标和要求，建构合理课程体系，因材施教地制定培养方案是卓越人才培养的前提，也是卓越人才实验班追求卓越的基础。下面就以天津科技大学2013级机械电子工程卓越人才实验班培养方案为例进行分析。

机械电子工程卓越人才实验班依托机械工程学院和电子信息与自动化学院按照大类招生，学生在大一、大二年级主要学习校通识课程和学科基础课程，大三开始学生自主选择学习方向，分为“机械电子工程”方向和“自动化”方向，分别在机械工程学院和电子信息与自动化学院学习专业领域课程。机械电子工程卓越人才实验班的培养方案由机械工程学院和电子信息与自动化学院联合制定，培养方案不是机械电子工程专业与自动化专业培养方案的简单叠加，而是根据对卓越人才的要求，因材施教地制定培养目标、培养要求和课程体系。

1.培养目标

实验班以培养卓越人才为目标，其培养方案对学生需要掌握的知识技能以及需要具备的能力都做出了详细的说明。通过表一的对比可以发现，非实验班学生的培养目标是培养高素质的应用型人才，而实验班无论是在知识学习的范围上还是在能力培养的广度和深度上，其目标都区别于非实验班的学生，更强调扎实的基础，创新能力、工程实践能力的培养以及人文素养的提升。

2.培养要求

为了实现培养目标，实验班的培养方案对学生提出了明确具体的要求。要求学生在毕业时能获得9个方面的知识能力：①具有较扎实的数学、自然科学基础和机械工程、电气工程等科学知识的应用能力，以及独立试验并进行数据分析的能力。②系统地掌握专业领域的理论知识，具有设计机电系统、部件的能力。③具有对机械及电气工程问题进行系统表达、建立模型、分析求解和论证的能力。④具有新工艺、新设备、新技术研发的初步能力。⑤具有较强的动手能力、创新能力和独立工作的能力。⑥较好地掌握生产过程控制、自动化仪表、信息处理及计算机控制技术等方面的专业知识，了解运动控制等方面的专业知识及学科前沿和发展趋势。⑦获得较好的系统分析、系统设计及系统开发方面的工程实践训练。⑧具备一定的科研和组织管理能力，具有较强的工作适应能力。⑨知识面宽广，具有终身教育的意识和继续学习的能力。

3.课程体系

根据卓越人才的培养目标和要求，实验班的课程体系强调厚基础、强实践。 ①基础课程围绕机械电子工程和自动化两个方向开设，无论必修课还是选修课都旨在夯实学生基础，为专业课程的学习做好铺垫。部分课程是专门为实验班学生开设的，其他专业不开设，例如大一第一学期开设的《机械导论》是实验班两个方向学生的必修课，这在2013级机械电子工程专业的培养方案中是没有的。②实验班培养方案中选修课数量较多，是为了给学生多一些选择，让他们能根据自己的实际需要选择课程，为他们提供了更加优良的条件。《工程伦理学》是实验班培养方案中的一门选修课，在夯实学生基础知识的同时，还注重对学生健康人格的塑造。③理论环节与实践环节紧密结合，每学期都有实践环节，各种实习、实验、课程设计、毕业设计与理论课相得益彰，大大加强了学生的创新能力和工程实践能力。

（二）组建优秀的教学团队

1.基础教学团队

优秀的师资是培养卓越人才的重要条件。为了实现资源的优化配置，学校为卓越人才实验班优先选派有丰富教学经验的教学名师授课，并组建了《高等数学》 和《大学英语》两门课的教学团队，以团队建设促进教学质量的提高。教学团队进行教学改革，教学方法研究，提高学生学习兴趣和学习水平。

两个教学团队为实验班专门开设了《数学分析》、《数学建模与实验》和《英语口语》等通识选修课，并引导实验班学生优先选择专设的这些课程。在日常授课时，教学团队的老师们不仅注重知识的传授，还十分注重能力的培养，实验班学生在优秀教学团队的带领下，还积极参加全国或天津市的数学、英语竞赛并取得了较好的成绩。

2.专业导师团队

为了加强实验班学生专业实践能力和创新能力的培养，学校在基础教学团队的基础上要求各相关学院组建导师团队。导师团队由1名负责人和6-8名成员组成，帮助学生进行学业规划、指导学生参与科研实践，引导学生开展创新性活动，开拓学生视野。其主要职责有：指导专业核心课任课教师进行教学内容的改革与优化；指导学生进行学业规划和职业规划；帮助学生提早进入实验室参与科研实践，指导学生撰写科技论文、申报各类创新性的科研项目，鼓励学生参与各类学科竞赛，培养学生创新能力；对有研究潜质并准备攻读研究生的学生进行指导，帮助学生提早开展科学研究活动。

（三）专业核心课与双语课建设

为推动实验班课程教学改革，学校在《天津科技大学关于加强行业卓越人才实验班工作的若干措施》中提出了建设专业核心课与双语课。各相关学院已经开始有计划、有重点、逐步地展开对专业核心课和双语课的建设。

目前已有理论力学、机械设计、机电一体化系统设计、自动机械设计、机械制造技术基础（一）、自动控制原理、电路（一）、高分子化学、高分子物理、化工热力学、化学反应工程、生物反应工程、食品工艺学、食品技术原理、管理学等几十门核心课程，其中自动控制原理、化学反应工程、食品工艺学等多门课程既是专业核心课程又是双语课程。

核心课是整个课程体系中的精髓与重点，核心课程建设的重要性不言而喻。各相关学院发动优秀教师对核心课程进行教学内容、教学方法上的改革，选用权威教材，采用多种教学方式，改进教学效果、提高教学质量。

在双语课建设方面，鼓励教师选用国外高质量原版教材开展教学。这对实验班学生外语水平提出了较高的要求，也在潜移默化地推动实验班学生努力学习外语。利于让学生养成翻阅外文文献资料的习惯，及时掌握学术前沿动态，也为以后深入地学习打下良好的基础。

结语

卓越人才实验班的教学改革涉及方方面面，本文仅结合天津科技大学的实际情况对目前主要实施的改革实践进行了梳理，如何进一步加强卓越人才实验班学生的工程实践能力与创新能力、提升学生的科研能力等诸多方面还有待研究。总之，根据学校的定位与专业的特色，不断推进教学改革探索，逐步地完善政策制度，将有利于卓越人才实验班的建设，提升工程人才的培养质量。

参考文献：

[1]林键.“卓越工程师教育培养计划”专业培养方案再研究[J].高等工程教育研究，2011.

[2]陈益飞.高校培养卓越人才探讨[J].教育评论，2013.

[3]张安富，刘兴凤.实施“卓越工程师教育培养计划”的思考[J].高等工程教育研究，2010.

[4]林华东，张惠典.创新培养模式 造就卓越人才――以泉州师范学院“卓越人才培养工程”为例[J].泉州师范学院学报，2013.

[5]孙健.论“卓越计划”实施背景下高等工程教育课程体系设计[J].高等理科教育，2012.

第9篇：机械工程学科发展趋势范文

关键词:现代设计方法;机械创新设计;研究

中图分类号:TH12 文献标志码:A 文章编号:1671－1602(2016)10－0044－02

1现代设计的定义和方法

现代设计是把传统的设计理论和设计方法作为基础，把计算机的应用作为标志，是具有信息化时代特征的新型设计技术。目前，现代设计已经逐渐发展到产品规划、产品制造、产品营销、产品运行、产品回收等各个层面，除开传统设计的理论和方法外，与设计相关连的技术和学科，特别是自动化的技术、制造工艺、材料知识、自然科学的知识、系统的管理技术等在现代设计中也是十分必要的内容。现代设计的方法是对把产品作为目标的知识的总称，其涵盖的内容和方法非常广泛，主要包括可靠性的设计、优化的设计、有限元的设计、计算机的辅助设计、价值工程等。

2机械设计

机械设计是属于综合性较强的工程技术，其在社会生活和生产中有着无可替代的重要作用。例如:人类生活所需的各种用品和工具，工业生产中所需的各种仪器和设备等都和机械设计紧密相连。在机械设计中，主要把机械设计的过程分为以下四个阶段:①产品规划的阶段;②方案设计的阶段;③技术设计的阶段;④制造和试验的阶段。

3机械创新设计的思路

机械的创新设计是设计者在对创造力充分发挥的前提下，使用现有的科学技术进行创造性的构思，从而设计出实用性、创造性、新颖性的产品。在机械创新设计中要着重解决的问题是对机械产品的创造模式、机理、方法、过程等进行探讨，通过对机械产品的程式化、算法化、符号化、定量化来强化机械设计的质量、效率、可靠性。虽然机械创新设计要基于机械设计的传统方法，但是机械创新设计更追求创造性，因为要加强机械产品的竞争力就必须强调设计的创新性。在机械创新设计中，虽然设计的投入只有产品总投入的5%，但是设计的决策在产品投入中占70%。由于在设计阶段就要对产品的结构、性能、成本、质量、维护等因素进行确定，且创新设计不仅是关于产品使用周期的设计，还是关于用户和市场的设计，因此只有通过机械设计的创新才能使机械产品具有更加良好的竞争力。机械的创新设计不仅繁杂、耗时、费脑力，还紧张、繁重、费体力，要有效地提升创新设计的效率，就要使用科学的设计工具和设计方法，而设计的自动化便是创新设计的理想目标。在机械的创新设计中，其科学性一方面可以让设计者从系统的层面认识设计，从而有效地避免不良设计;另一方面可以实现设计工具的寻求愿望，因此机械创新设计不仅是设计工作的实际需求，更是机械设计中CAD技术的未来发展趋势。

4现代设计创新的研究

机械创新设计是在设计者对创造力充分发挥的前提下，使用现有的科学技术创造性的构思，从而设计出实用性、创造性、新颖性的产品。机械的优化设计、计算机的辅助设计、有限元设计、系统设计、创新设计等形成了现代设计的系统方法库，且现代设计对利于设计思想和设计方法的学科不断吸收。专家系统、思维科学、人脑研究、人工智能等的发展使创新设计在机械设计中越来越重要，因为不仅专家系统、思维科学、人脑研究、人工智能等已经给创新设计奠定了理论基础，而且创新设计的发展还能促进创造思维的机理解释和科学技术的发展。在机械的创新设计中，创新设计的内容主要包括两个方面:①完善机械产品的经济性、技术性、适用性、可靠性;②设计和创造满足生活和生产需求的新产品。在机械的创新设计中，其关键的核心主要是对机械产品的创造模式、机理、方法进行探索，并对机械产品的创新设计进行定量化和程式化。

5现代设计未来的发展趋势

现代设计是把分析软件和工程设计作为基础，把计算机作为工具，通过现代的设计理念进行设计的新型方法。ADAMS、PRO－E、SolidEdge、I－DEAS、UG、SolidWorks、NASTRAN、ADINA等都是现代设计中使用较多的分析软件。现代设计的方法中，在使用分析软件和计算机的同时，要遵循常规设计的内容，且在现代设计的方法强调中，不能忽视了常规设计的重要作用。现代设计的方法较多，且涉及学科较广，虚拟的设计、优化的设计、计算机辅助的设计、可靠性的设计、并行的设计、有限元的设计等都是现代设计中经常使用的设计方法。由于现代设计方法的通用性较强，比如:在优化的设计方法中，其理论基础不仅可以在机构的和零件的优化设计中使用，还能在建筑工程和电子工程等领域中使用，因此现代设计的发展较为快速。现代设计发展迅速的表现如下:1、机构的计算机辅助设计和计算机辅助设的并行发展。2、机械的优化化设计和优化设计。3、机械的可靠性设计和可靠性设计。4、设计过程更为数字化，既要对工程中确定性变量的数学建模和描述进行完善，还要对非确定性变量的数学建模和描述进行研究。5、设计过程更为智能化和自动化，不仅要对各种方法库、数据库、知识库进行研究、健全、发展，还要对商品软件的研发自学习、自适应、自编程，例如:对信息、数据、知识获取和处理技术的研究。6、对多目标和不可微模型进行优化、对工程的不确定模型和动态的多变量进行优化等优化程序和优化方法的研究，并且优化程序和优化方法的研究已经发展到了对广义工程系统领域的优化。7、对网络的协同设计和并行设计的技术研究、方法研究、软件研究。8、对仿真虚拟的试验研究、对虚拟设计的研究、对快速形成仿真虚拟的研究，这种研究是把计算机的仿真作为研究基础，集智能技术、人机工程、成形技术、多媒体技术、光电传感的技术、并行工程、材料、计算机的图形学等为一体的综合性研究。9、对CAD技术应用、推广、发展的研究，在CAD技术的研究中其关键内容是对功能性较强的商品软件进行研发。10、对微型机电系统的应用技术、设计方法、设计理论进行研究，例如:智能计算、纳米技术、微型机械的系统和微型机器人的系统的设计与计算。11、对关于生态设计的理论研究和方法研究，例如:对绿色的产品进行设计、对生产过程的清洁化进行设计、对产品的可回收进行设计等。12、对基础的设计理论和共性的设计技术进行研究。

参考文献:

［1］魏学忠．现代设计方法在机械创新设计中的研究［J］．硅谷，2010，(23):98．DOI:10．3969/j．issn．1671－7597．2010．23．083．

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［3］武丽．机械产品的现代设计方法及其创新［J］．科技创新导报，2008，(33):184－185．DOI:10．3969/j．issn．1674－098X．2008．33．147．

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