時間：2022-12-08 00:37:31
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關(guān)鍵詞 方案比較 優(yōu)化設(shè)計 節(jié)約投資 方案比較 基礎(chǔ)處理
寺江電排站位于廣東省肇慶市廣寧縣賓亨鎮(zhèn)寺江堤圍下段，綏江堤圍全長5km，保護(hù)農(nóng)田面積5600畝，人口6000余人，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值1.3億元。電排站裝機(jī)4臺250kw加2臺55kw共6臺機(jī)組，總裝機(jī)容量為1110kw。工程等級為III等，主要建筑物為3級，次要建筑物為4級，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)采用10年一遇24小時降雨量為205mm三天排干的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計排水量為10.5m3/s。
工程主體建筑項目包括上游交通橋、前池、泵室、集水池、跨堤出水箱涵和出口擴(kuò)散段。其中交通橋、前池、泵室底主高程為16.50m左右，集水池、出水箱涵和出口擴(kuò)散段底高程在22.00m左右，現(xiàn)地面高程22.00m。
擬建泵室基礎(chǔ)底板在設(shè)計高程為16.00m，根據(jù)地質(zhì)資料，廠房大部分地基巖土為第2層―軟可塑褐黃色粘土。由于該層厚度較薄且變化大，其下部發(fā)育較為更為軟弱的第3層―軟可塑深灰色含淤泥粉質(zhì)粘土和第5層―軟可塑黑色含淤泥粘土，對地基穩(wěn)定不利，因此建議采用樁基礎(chǔ)，樁端應(yīng)深入到弱風(fēng)化基巖內(nèi)。
基礎(chǔ)開挖支護(hù)方案的比較
由地質(zhì)資料可知，整個泵站處在軟弱地基上，為了防止?jié)B漏而導(dǎo)致開挖滲水厲害，危及到堤身安全，為安全度汛，必須通過計算來分析比較一下采用鋼筋砼灌注樁和預(yù)制砼樁兩種方案?；镜牡刭|(zhì)資料如下表一：
滲流計算Q=kωj
k為滲透系數(shù)，k=0.496×10-4cm/s，ω為滲流過水?dāng)嗝婷娣e，取7×25=175m2計算，j為滲透坡降，J=H/L=6/15=0.4，
所以Q=0.496×10-4×10-2×175×0.4=3.472×10-5m3/s
屬于中等滲流量情況，可以采用現(xiàn)澆鋼筋砼樁基礎(chǔ)，應(yīng)該注意開挖過程出現(xiàn)險情，防止管涌的情況出現(xiàn)。
由于建基面在22.50m高程，開挖面最低在16.50m高程，高差6.0m，整個作業(yè)面為25m×30m=750m2的矩形面積。壩址的開挖放坡受到各種條件的限制，東面與舊泵站連接，南面為農(nóng)田保護(hù)區(qū)，西面為竹林，北面作為鄉(xiāng)級二級公路，不能采用放夠自然坡的方式來進(jìn)行基坑開挖，必須另找其他的處理方式，經(jīng)過討論和結(jié)合已有的工程經(jīng)驗，現(xiàn)按照打鋼板樁和化學(xué)灌漿兩種方式進(jìn)行比較，采用9m長鋼板樁，化學(xué)灌漿為水泥漿，分析比較結(jié)果如下表二：
從上表的分析可以知道，方案一采用鋼板樁方案無論是工程造價還是工程進(jìn)度明顯優(yōu)于方案二化學(xué)灌漿方案，因此采用方案一處理基礎(chǔ)開挖。根據(jù)實際的使用效果來看，起到了很好的防滲作用，而且可以兼做邊坡開挖的支護(hù)，達(dá)到了預(yù)期效果，使得后續(xù)施工能夠順利開展。
二、各種形式擋墻方案的比較
根據(jù)設(shè)計，前池進(jìn)水段的擋墻凈高為7米，基礎(chǔ)為軟塑狀態(tài)的――含淤泥質(zhì)粘土，可以通過基礎(chǔ)處理達(dá)到承載力要求?，F(xiàn)通過方案比較來選擇擋土墻的形式，特性表如下三：
從上表可以看出，方案二和方案三造價相差不大，但是施工工期提前一半以上，對于在汛期施工的工地來說更具有優(yōu)越性，因此直接選擇C20純砼擋墻方案。此方案通過優(yōu)化設(shè)計，可以達(dá)到節(jié)約投資和加快施工進(jìn)度的目的，在實際工作中，我們應(yīng)該多思考，多進(jìn)行方案的比較，不斷優(yōu)化設(shè)計。通過不斷完善設(shè)計，努力提高設(shè)計水平。
三、閘底板的基礎(chǔ)處理方案
從地質(zhì)資料可知，閘室底板處在軟弱基礎(chǔ)上，必須進(jìn)行基礎(chǔ)處理，才能滿足承載力和穩(wěn)定的需要。結(jié)合實際的工程投資和建筑材料的供給等考慮，可以采用打松木樁和預(yù)制混凝土方樁的方式進(jìn)行處理。先進(jìn)行比較兩種方案的優(yōu)劣來看其可行性，如下表四：
可以防止松樁的腐爛而失效，本地松木樁資源較為豐富，方便購買運(yùn)輸?shù)仁袌鲆蛩?，因此直接采用松木樁基礎(chǔ)方案。對比采用混凝土方樁或者其他的處理措施，達(dá)到了節(jié)約投資和因地制宜的目的。
四、跨堤箱涵基礎(chǔ)處理方案
按照設(shè)計的建筑物布置，跨堤箱涵通過河堤向外江排水，由地質(zhì)資料知道其地基基礎(chǔ)有部分為軟弱地基，對于軟弱地基有幾種的處理方式，先列表進(jìn)行比較，如下表五：
通過比較可以知道，采用方案三投資最經(jīng)濟(jì)，首選選方案三。
關(guān)鍵詞：現(xiàn)代學(xué)徒制；機(jī)械設(shè)計；課程設(shè)計
2014年8月教育部提出在高職院校中開展“現(xiàn)代學(xué)徒制”的教學(xué)改革，深化產(chǎn)教融合、校企合作，進(jìn)一步完善校企合作育人機(jī)制，創(chuàng)新技術(shù)技能人才培養(yǎng)模式。[1]“學(xué)徒制”指以師傅帶徒工為主要形式，以某行業(yè)或職業(yè)的知識技能學(xué)習(xí)為內(nèi)容，徒工可因勞動獲得某種形式回報的職業(yè)教育形態(tài),[2]是企業(yè)本位、基于工作進(jìn)行學(xué)習(xí)的職業(yè)教育制度,它綜合了學(xué)歷職業(yè)教育和在職職業(yè)培訓(xùn)的優(yōu)點,是一種理想的職業(yè)教育形式。[3]該?！稒C(jī)械設(shè)計》教學(xué)團(tuán)隊在這方面做了積極的探索，并進(jìn)行了初步的應(yīng)用。
1“現(xiàn)代學(xué)徒制”在《機(jī)械設(shè)計》課程設(shè)計的研究和探索
該校經(jīng)過充分的調(diào)研提出了“崗位教學(xué)”的模式，該模式是指學(xué)生在進(jìn)行課程設(shè)計階段時，按照設(shè)計工程師的崗位職責(zé)將整個課程設(shè)計分為3個階段：方案論證、樣機(jī)設(shè)計、試制。方案論證階段：《機(jī)械設(shè)計》教學(xué)團(tuán)隊聘請合作企業(yè)的設(shè)計工程師一起進(jìn)行指導(dǎo)。在設(shè)計開始前，學(xué)校的教師和來自企業(yè)的設(shè)計工程師，一起同學(xué)生開展討論會議，幫助學(xué)生了解目前市場對某些產(chǎn)品的需求，引入“頭腦風(fēng)暴”展開充分討論，對其設(shè)計難度進(jìn)行整體把握。引導(dǎo)學(xué)生自己提出合理的、可實行的設(shè)計目標(biāo)，并初步確定設(shè)計方案，學(xué)生提交方案設(shè)計文稿。樣機(jī)設(shè)計階段：在上一段階段所確定的設(shè)計方案基礎(chǔ)上，根據(jù)校內(nèi)教師和來自企業(yè)的設(shè)計工程師的特點，對指導(dǎo)的內(nèi)容進(jìn)行分工。校內(nèi)教師指導(dǎo)學(xué)生資料準(zhǔn)備、資料查詢和理論計算方面的內(nèi)容，來自企業(yè)的設(shè)計工程師因其對市場的了解和豐富的設(shè)計經(jīng)驗，主要指導(dǎo)學(xué)生在設(shè)計過程中的標(biāo)準(zhǔn)件、緊固件選型以及對設(shè)計方案中零、部件的結(jié)構(gòu)工藝性優(yōu)化等方面的內(nèi)容。學(xué)生在校內(nèi)教師和設(shè)計工程師的指導(dǎo)下根據(jù)實際設(shè)計情況，調(diào)整和完善設(shè)計方案并完成設(shè)計，提交三維設(shè)計模型、平面加工CAD圖紙和設(shè)計計算書三項資料。試制階段：在該階段充分利用學(xué)校的“逆向工程實驗室”的3D打印機(jī)-FDM成型機(jī)，根據(jù)三維模型在校內(nèi)教師的指導(dǎo)下對上階段所建立的三維模型進(jìn)行打印制造，為后續(xù)裝配做好準(zhǔn)備。設(shè)計工程師在裝配環(huán)節(jié)中充分指導(dǎo)學(xué)生對產(chǎn)品進(jìn)行裝配，并對在裝配過程中出現(xiàn)的各種問題，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行手工修銼或者重新制造，直至完成整個產(chǎn)品裝配。校內(nèi)教師和設(shè)計工程師一起指導(dǎo)學(xué)生檢驗該設(shè)計方案是否達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，并提出后續(xù)改進(jìn)的意見和建議。完成該階段內(nèi)容后學(xué)生需提交完整的產(chǎn)品、產(chǎn)品設(shè)計圖（三維模型和平面加工圖）、使用說明書、后續(xù)改進(jìn)方案和總結(jié)報告5項資料。
2“現(xiàn)代學(xué)徒制”在《機(jī)械設(shè)計》課程設(shè)計中的應(yīng)用
根據(jù)《機(jī)械設(shè)計》教學(xué)團(tuán)隊所提出的“崗位教學(xué)”模式，在該學(xué)期“機(jī)制專業(yè)”的《機(jī)械設(shè)計》課程設(shè)計中應(yīng)用了該模式，制定出了適合于“崗位教學(xué)”模式的教學(xué)課時分配。按照上述課時分配，教學(xué)團(tuán)隊根據(jù)此次全國創(chuàng)新設(shè)計大賽的題目，提出了“手持式封口膠帶裝置”“多功能手機(jī)保護(hù)殼”等題目供實訓(xùn)學(xué)生參考，并指導(dǎo)學(xué)生查閱資料。分析現(xiàn)有類似產(chǎn)品的優(yōu)、缺點，學(xué)生提出對該產(chǎn)品的理解和分析。針對學(xué)生的理解和分析，提出產(chǎn)品功能性想法和設(shè)計方案。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生手繪總體方案草圖，然后利用SOLIDWORKS、CATIA或UG等三維造型軟件對零件進(jìn)行建模、裝配和投影平面圖，利用AUTOCAD軟件繪制加工用平面圖，并與指導(dǎo)教師一起進(jìn)行交叉校核、圖紙標(biāo)準(zhǔn)化檢查和審查。學(xué)生設(shè)計過程中的零件如圖1所示。通過檢查的設(shè)計方案，將其三維模型導(dǎo)出為STL文件格式后，利用3D打印設(shè)備，打印零件，并進(jìn)行裝配。
3結(jié)語
通過現(xiàn)代學(xué)徒制的“崗位教學(xué)”模式，在整個課程設(shè)計過程中，充分借助了來自企業(yè)的人力資源和經(jīng)驗，調(diào)動起學(xué)生的積極性和主動性。使學(xué)生親身經(jīng)歷整個設(shè)計過程，給學(xué)生留下深刻印象，并幫助學(xué)生將理論知識和實際操作進(jìn)行良好的銜接。取得了較好的教學(xué)效果和學(xué)生的好評，同時對現(xiàn)代學(xué)徒制在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中進(jìn)行了初步的探索和應(yīng)用。
作者:李慶 劉之舟 張進(jìn)春 單位:重慶電子工程職業(yè)學(xué)院
參考文獻(xiàn)：
[1]教育部關(guān)于開展現(xiàn)代學(xué)徒制試點工作的意見[EB/OL].教育部網(wǎng)站，2014.
陳伯雄，國內(nèi)知名CAD應(yīng)用專家和教育專家。歷任一汽-Autodesk集團(tuán)培訓(xùn)中心主任、Autodesk中國地區(qū)ATC管理中心技術(shù)總監(jiān)、大恒CAD事業(yè)部首席技術(shù)顧問、Autdesk中國專家顧問、漢略（上海）信息技術(shù)有限公司產(chǎn)品設(shè)計部總監(jiān)和歐特克中國研究院技術(shù)交流部主管，現(xiàn)已退休。
（接上期）
三、學(xué)校教育與自我提高
我國的機(jī)械設(shè)計大學(xué)教育，實在是令人扼腕，且在短期內(nèi)解決無望。
想想看，一群自己不知道怎么做設(shè)計的教師，在教給也不知道機(jī)械設(shè)計為何物的學(xué)生做機(jī)械設(shè)計，會怎么樣呢？也就是“以其昏昏、使人昭昭”。就是說：目前僅憑學(xué)校的教育，不能學(xué)會機(jī)械設(shè)計。
另一方面，機(jī)械設(shè)計大學(xué)教育所用的教材、實驗室和實習(xí)工廠，按道理應(yīng)當(dāng)是合適的。但是在實施過程中，各種管控上的回退，使得應(yīng)有的效果并沒有出現(xiàn)。最好的結(jié)果也就是學(xué)生們大概知道有些什么，而實際上屬于似是而非的狀態(tài)。
所以，一個經(jīng)過了機(jī)械專業(yè)訓(xùn)練并正常畢業(yè)的學(xué)生，在工作崗位上會經(jīng)常產(chǎn)生“兩眼一抹黑”的感覺。因此學(xué)生必須在畢業(yè)后主動實施“自我提高”的過程，經(jīng)過足夠的積累、學(xué)習(xí)和驗證，才有可能完成本該在學(xué)校內(nèi)完成的基本訓(xùn)練過程，達(dá)到最基本的專業(yè)能力。
這是一個基于目前客觀現(xiàn)狀的、合適的分析而得出的結(jié)論。
其實一個最典型的對比：學(xué)校的畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)后第一個實際設(shè)計的差距可能是天壤之別。其中的差距，只能用自我提高來補(bǔ)齊，沒有捷徑。所以，這個自我提高的過程，是必須經(jīng)歷的、可能會延續(xù)十年以上的一個過程。
四、理論與實踐
理論與實踐，這是一個古老的話題。多次聽到“學(xué)校學(xué)習(xí)的東西沒啥用，到了實踐中都用不上”的說法。筆者不以為然。
理論是什么？是前人實踐的總結(jié)和提煉。
憑空的、不能指導(dǎo)實踐的理論是存留不下來的?？梢?，大學(xué)期間所學(xué)的理論，從根本上說，是一種對前人的實踐結(jié)果和經(jīng)驗的“速成學(xué)習(xí)”過程，這將能大幅度減少我們重新實踐驗證的過程――所謂“站在巨人肩上”。
理論不能指導(dǎo)實踐的感覺，其根源有以下兩種。
第一種，學(xué)生對理論所述并沒有真正理解其基本概念。例如，認(rèn)為對結(jié)構(gòu)加載的工況中，力可以用MPa來描述，并以為這是“應(yīng)力”。其實，相關(guān)學(xué)科的大學(xué)生應(yīng)該在大學(xué)期間學(xué)過“應(yīng)力”和“外力”的概念，如果確實理解了兩者的不同，那么用MPa來描述外力，并稱之為“應(yīng)力”的現(xiàn)象是不會出現(xiàn)的。
第二種，學(xué)生對理論所述并沒有真正理解其內(nèi)涵。例如，對一個單獨(dú)設(shè)計的零件怎樣確定尺寸的公差提出疑問。其實，公差來自配合，這是一個基本的理論；而配合不可能在單個零件上產(chǎn)生，至少有個虛擬的“另一件”；正因為當(dāng)初學(xué)習(xí)的時候并沒能理解其內(nèi)涵，到再用到的時候就糊涂了。
只有一個辦法能解決用理論指導(dǎo)實踐的思維和方法，那就是“去實踐”。
而去實踐的過程，在設(shè)計室內(nèi)面對著CAD軟件，是不能完成的。于是，下車間就成為解決這個問題唯一可行、唯一能行的辦法。
當(dāng)然，在下車間的過程中，鬧笑話、露怯和搞錯等現(xiàn)象是不可避免的，這是理論與實踐結(jié)合過程中的必然。就像筆者在做工人時完成的第一個設(shè)計――工程師們甚至看不懂我畫的圖而明顯地露怯那樣。
經(jīng)歷了這個過程之后，理論指導(dǎo)實踐的現(xiàn)象就會出現(xiàn)。就像筆者與人打賭，用G6材料的車刀正常切削用了很長時間的大型球軸承的鋼球那樣，雖然從未做過，但是有信心實現(xiàn)，而結(jié)果也確實實現(xiàn)了。
在筆者心中，工人與工程師的區(qū)別僅在于：工人說不會做從未做過的操作，可以理解；工程師的存在價值則是正確做出從未做過的設(shè)計。
這就是理論的價值。
五、設(shè)計與制造
說起設(shè)計與制造，這可是一個相當(dāng)麻煩的事情。
能明白“設(shè)計不僅僅是造型”的人，已經(jīng)不是全部的在職工程師了；而能明白“設(shè)計的成敗在于制造”的人，就又要少一些；至于明白“設(shè)計必須完整地考慮制造”的人，就更少了。
問題的癥結(jié)在于，設(shè)計的完成并不是整個過程的終點：制造的情況怎樣，對設(shè)計具有否決權(quán)。其實，設(shè)計是怎樣的，完全無法保密，只要產(chǎn)品賣出去，全部設(shè)計細(xì)節(jié)也就公開了；而制造的過程則是可能完全保密的，這才是關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。
一則趣聞，說的是一戰(zhàn)時期沙俄是怎樣學(xué)會制造光學(xué)玻璃的，一切的關(guān)鍵僅在于玻璃熔煉過程中的“攪拌”工藝。這個過程據(jù)說沙俄用了25年才真正“學(xué)會”。在筆者心目中，制造工藝才是最關(guān)鍵的、可用于建立自己技術(shù)實力的環(huán)節(jié)，設(shè)計則只能由專利和法律來保護(hù)，而且設(shè)計之所以可能成為產(chǎn)品，必須有合適的工藝來支持。
一個明確的現(xiàn)狀是：我國的機(jī)械專業(yè)大學(xué)生，奇缺基本的制造知識和工藝概念，這個靠學(xué)校來解決是沒有希望的，只能在畢業(yè)后自我完善。而這個過程只有一條路：進(jìn)入車間。
首先是熟悉，甚至包括車間的味道，車間里各行的老師傅、設(shè)備和制造基本過程。
其次是對應(yīng)，把自己的設(shè)計結(jié)果在車間的加工和裝配過程看清楚、問明白，總結(jié)設(shè)計中不適合順利制造的問題，積累下設(shè)計細(xì)節(jié)的提高和經(jīng)驗。
最后是交友，幾個主要的大工匠應(yīng)當(dāng)是你的好友，以便必要的時候能給出解決問題的方法。
做到了上述三點，設(shè)計與制造之間的“橋”就會被建立起來。筆者認(rèn)為，這座橋會使工程師受益終生。不去主動建立這座橋，我們自身的設(shè)計能力就始終沒有明顯的提高。
六、現(xiàn)場經(jīng)驗
每個工程師都想做創(chuàng)新設(shè)計，其成就感是最高的。
但是，創(chuàng)新設(shè)計的工藝風(fēng)險也是最高的。因此，設(shè)計者的現(xiàn)場經(jīng)驗就成為設(shè)計成敗的主要因素之一。也就是：在設(shè)計時，應(yīng)能夠預(yù)估可能在現(xiàn)場發(fā)生的問題，其準(zhǔn)確度和符合度要很好，并在設(shè)計中準(zhǔn)備好對策。為此，在實在想不清楚的時候，就只好“試制”。當(dāng)然，這種試制的成本和失敗的風(fēng)險都很高，沒人愿意走這條路。
盡量少走試制的過程也能實現(xiàn)正確的設(shè)計決策，其基礎(chǔ)就是足夠豐富的現(xiàn)場經(jīng)驗。
什么是經(jīng)驗？經(jīng)驗是犯了足夠多的錯誤之后的醒悟。
經(jīng)驗從何而來？主要的來源不是自己親自去犯錯誤才能醒悟，這樣的話人類就不會有進(jìn)步。經(jīng)驗的來源，首先是前人經(jīng)驗之精華的專業(yè)書籍。其次，是別人的經(jīng)驗介紹和我們的理解。最后，才是我們自己的經(jīng)驗。
而現(xiàn)場經(jīng)驗尤其是這樣：快速地積累來自現(xiàn)場的理念和方法。無論怎樣，不去現(xiàn)場是不可能得到現(xiàn)場經(jīng)驗，去現(xiàn)場的過程必須經(jīng)歷挫折，甚至善意的嘲笑。誰讓我們沒經(jīng)驗、很幼稚呢？學(xué)會走路的過程就一定有摔跟頭伴隨。
下現(xiàn)場，要積極主動，要養(yǎng)成習(xí)慣。而善于動手，則是成熟的機(jī)械設(shè)計工程師的主要標(biāo)志之一，這也是老一代工程師給我們樹立的好榜樣。
一“講”一“問”一講:本課程在整個大學(xué)學(xué)習(xí)中的地位和與其他課程的關(guān)系。機(jī)械設(shè)計是機(jī)械類及近機(jī)械類專業(yè)具有設(shè)計性質(zhì)的技術(shù)基礎(chǔ)課，它綜合運(yùn)用了數(shù)學(xué)、物理、理論力學(xué)、材料力學(xué)等基礎(chǔ)理論和機(jī)械制圖、機(jī)械原理、金屬工藝學(xué)、公差與技術(shù)測量和機(jī)械制造技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)課的有關(guān)概念和知識，再結(jié)合本課程的學(xué)習(xí)，最終獲得機(jī)械設(shè)計方面的基礎(chǔ)理論和技術(shù)知識，聯(lián)系生產(chǎn)實際和機(jī)器的具體情況，去設(shè)計工程中所需要的零部件及簡單機(jī)械。因此可以說它是對先修課程的總結(jié)和運(yùn)用。但在設(shè)計思想和方法，運(yùn)用規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)查閱手冊、圖冊等方面又具有專業(yè)課的屬性。它是從理論性課程過渡到結(jié)合工程實際的設(shè)計性課程，從基礎(chǔ)課程過渡到專業(yè)課程的橋梁。學(xué)好本課程將為學(xué)好專業(yè)課以及專業(yè)產(chǎn)品和設(shè)備的設(shè)計打好堅實的基礎(chǔ)。一問:同學(xué)們該不該認(rèn)真學(xué)好這樣的課程?
二“講”二“問”二講:本課程的性質(zhì)。本課程具有明顯的綜合性、設(shè)計性和工程性等特性。任何一個零件和機(jī)構(gòu)的設(shè)計都要打破先修課程各自的系統(tǒng)，跳出其只局限于機(jī)械工程中的某一個特定范圍，學(xué)會綜合考慮問題的方法。養(yǎng)成理論聯(lián)系實際的思維方式和善于觀察、勤于動手的習(xí)慣。學(xué)習(xí)本課程主要是讓學(xué)生學(xué)會設(shè)計一般參數(shù)的通用零件和簡單機(jī)械。而任何一部機(jī)器設(shè)備都是由若干零件組成的。因此，機(jī)械零件設(shè)計是機(jī)械工程設(shè)計的基礎(chǔ)。只有在機(jī)械零件的設(shè)計過程中方法先進(jìn)，結(jié)合實際，計算精細(xì)，才能設(shè)計出物美價廉，在市場上具有很強(qiáng)競爭力和生命力的產(chǎn)品來。二問:同學(xué)們愿不愿投入更大精力學(xué)好這門課程?
三“講”三“問”三講:本課程的重要性。由于本課程是最后一門技術(shù)基礎(chǔ)課，于是它不僅是基礎(chǔ)課過渡到專業(yè)課的橋梁，而且還可以認(rèn)為是由大學(xué)生過渡到機(jī)械工程師的橋梁，因為學(xué)好本課程能夠使學(xué)生在通往機(jī)械工程師的道路上邁出一大步。本課程學(xué)得好與壞，內(nèi)容掌握的深與淺，不僅反映在課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計上，還反映在畢業(yè)后工作能力上。凡是畢業(yè)后在工作中表現(xiàn)突出、設(shè)計能力卓越者，大都是本課程學(xué)習(xí)較好者。三問:同學(xué)們要不要努力學(xué)好這門重要課程?
四“講”四“問”四講:工程師對人類的貢獻(xiàn)。本課程是由大學(xué)生過渡到工程師的橋梁。工程師在人類社會的發(fā)展進(jìn)程中已經(jīng)做出并將繼續(xù)做出卓越的貢獻(xiàn)。正如美籍力學(xué)家和航空工程學(xué)家卡門所指出的:“科學(xué)家研究現(xiàn)在的世界，工程師創(chuàng)造過去沒有過的世界”和“科學(xué)探索從好奇心開始，設(shè)計過程則從需要出發(fā)”。也就是說工程師正在為人類創(chuàng)造出一個又一個新的世界;工程師在為人類不斷增長的物質(zhì)和精神需要而工作，而科學(xué)家的探索只是出于好奇。至此同學(xué)們將為自己能成為一名工程師而感到無上的驕傲和自豪。認(rèn)識的提高將有力地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力和興趣。那么要想成為有所作為的工程師，就必須掌握好基礎(chǔ)科學(xué)、工程科學(xué)和技術(shù)知識，而機(jī)械設(shè)計課的知識則是成為工程師的基架。四問:同學(xué)們想不想下決心學(xué)好這門有意義的課程?
五“講”五“問”五講:工程師的夢想。任何一個設(shè)計工程師都曾有這樣的夢想:坐在圖板或計算機(jī)前面創(chuàng)造出完美的工程實體———可能是一臺現(xiàn)代的機(jī)器、一座宏偉的建筑、一組成套的設(shè)備、一臺多性能的機(jī)器人或其他的成品。這里想象的“完美”指的是功能的協(xié)調(diào)、最佳的性能和無限的操作壽命，簡單而優(yōu)美的外觀。通過這一夢想實現(xiàn)的描繪，可使同學(xué)們樹立起成就感和榮譽(yù)感，致使創(chuàng)造力得到激發(fā)。顯然要使夢想變?yōu)楝F(xiàn)實，要使自己今后取得突出的成就和有一個輝煌的未來，當(dāng)前就需要打好基礎(chǔ)，學(xué)好機(jī)械設(shè)計這門課程。五問:同學(xué)們會不會為了自己美好的憧憬，學(xué)好這門通向發(fā)明創(chuàng)造之門的金鑰匙課程呢?
關(guān)鍵詞：工程師；培養(yǎng)模式；畢業(yè)設(shè)計；教學(xué)改革
畢業(yè)設(shè)計是高等工科院校教學(xué)計劃的重要組成部分，是學(xué)生從學(xué)校走向社會的最后一個實踐性、綜合性的教學(xué)環(huán)節(jié)，相對其他教學(xué)環(huán)節(jié)而言，它對進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，全面提高畢業(yè)生素質(zhì)，使之盡快適應(yīng)社會需要起著更為重要的作用。
然而如何搞好畢業(yè)設(shè)計，各學(xué)校由于操作方法不同，結(jié)果也有很大差異。我校在機(jī)械設(shè)計制造及其自動化06級畢業(yè)設(shè)計中，本著面向工程師培養(yǎng)模式的教學(xué)目標(biāo)，采用了模擬產(chǎn)品設(shè)計的教學(xué)改革方案，取得了較好的效果和經(jīng)驗，并從中探討和研究了工程教育培養(yǎng)的目標(biāo)、要求和方法等問題，對開展工程師培養(yǎng)模式的教學(xué)研究與實踐起到了積極的推動作用。
一、畢業(yè)設(shè)計教學(xué)方案的探索
我校是從2002年開始招收工科專業(yè)本科生的，作為專業(yè)課教師，從學(xué)生一入學(xué)就開始考慮如何開展畢業(yè)設(shè)計了。由于筆者和幾位教師正在研究和設(shè)計一種稱作支盤成形機(jī)的建筑地基施工機(jī)械，為此曾多篇，出版專著一部。在設(shè)計和研究的過程中，我們深深體會到作為一位機(jī)械工程師應(yīng)具備的基本素質(zhì)和能力，聯(lián)想到教學(xué)中的畢業(yè)設(shè)計，如果讓大學(xué)畢業(yè)生達(dá)到或基本達(dá)到能夠開展類似產(chǎn)品設(shè)計的程度和能力，將會對提高學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生在就業(yè)中的競爭能力一定會有突出的收獲和效果。但是要完成這樣的設(shè)計，從教學(xué)計劃的時間上看是不可能的。于是，就考慮吸引部分機(jī)械設(shè)計愛好者，利用業(yè)余時間，開展第二課堂，進(jìn)行模擬產(chǎn)品的設(shè)計。
這樣的教改思路與教研組教師和系領(lǐng)導(dǎo)通報之后，立即得到大家的肯定和支持，于是決定在06級學(xué)生中開展一次探索性的、非正規(guī)的教學(xué)改革：由學(xué)生自愿報名，利用業(yè)余時間，開展這項模擬產(chǎn)品設(shè)計的教學(xué)活動。
由于各方面工作都組織得比較好，設(shè)計工作進(jìn)展順利，同學(xué)們很快就喜歡上了這項活動。并經(jīng)教研組和系里研究決定，即以此業(yè)余教學(xué)活動為起步，延續(xù)到利用畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計時間，進(jìn)行一次面向工程師培養(yǎng)模式的教學(xué)改革項目，設(shè)計題目確定為《ZPCXJ－×××／××××型支盤成形機(jī)結(jié)構(gòu)及機(jī)加工工藝設(shè)計》。
二、設(shè)計課題的選擇及設(shè)計任務(wù)的確定
1．設(shè)計課題選擇的依據(jù)
(1)作者近年來一直進(jìn)行此方面的科技研究和開發(fā)設(shè)計工作，手頭有這方面的研究資料和設(shè)計經(jīng)驗，能夠方便地指導(dǎo)學(xué)生開展這項活動，這是能夠開展此項教改工作的外部條件。
(2)項目組主要成員在開展“支盤成形機(jī)”的設(shè)計研究過程中，充分體會到作為一個機(jī)械工程師，當(dāng)他走上工作崗位后所面臨的主要問題和應(yīng)具備哪些基本素質(zhì)和能力。為此對學(xué)校的教學(xué)過程和方法進(jìn)行反思，促進(jìn)了開展教學(xué)改革和研究的創(chuàng)新，這是能夠開展此項教改工作的內(nèi)部動力。
(3)這個課題的設(shè)計內(nèi)容比較全面。其結(jié)構(gòu)為一個涉及連桿機(jī)構(gòu)、液壓裝置等的中等復(fù)雜程度的機(jī)械產(chǎn)品；其制造涉及車、銑、刨、鏜、鉆和磨削等各種冷加工技術(shù)，鑄、鍛、焊等各種熱加工技術(shù)和各種復(fù)雜的熱處理技術(shù)；其內(nèi)容既包括機(jī)械設(shè)計，又包括加II藝設(shè)計。這不僅培養(yǎng)了機(jī)械工程師的整體能力和全面素質(zhì)，更重要的是實現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo)。
(4)這是一個新產(chǎn)品，一個正在研究和開發(fā)的未定型產(chǎn)品。開展這樣的設(shè)計，不僅局限在機(jī)械設(shè)計的理念上，而且更具有產(chǎn)品開發(fā)的意義，這又激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造意識。
(5)這不僅是一個傳統(tǒng)的學(xué)科，而且還可以和其他學(xué)科緊密結(jié)合形成一門新的邊緣學(xué)科。因為學(xué)生必須在了解工程地質(zhì)、地基基礎(chǔ)和建筑施工等方面的基本知識后，方可進(jìn)行設(shè)計。這是實現(xiàn)現(xiàn)代教育思想，培養(yǎng)新世紀(jì)寬基礎(chǔ)、跨學(xué)科人才的重要手段，也是開展此項教改工作的更高層次的目標(biāo)。
2．設(shè)計內(nèi)容和要求
(1)關(guān)于設(shè)計題目
設(shè)計題目雖然只有一個，但原始數(shù)據(jù)每人一組，設(shè)計的結(jié)果在方案上可以是相同的，但其計算結(jié)果、圖形結(jié)構(gòu)形狀和尺寸等是完全不同的，這樣不僅保證學(xué)生的設(shè)計必須要由自己親自完成，同時還將這個產(chǎn)品開發(fā)為一個系列化產(chǎn)品。這樣有利于學(xué)生在設(shè)計過程中互相協(xié)作、交流和溝通，充分發(fā)揮其主觀能動性，去分析、研究并最終找到一個共同的解決方案。當(dāng)然，也有不能達(dá)成一致意見的，或由指導(dǎo)教師確定，或者干脆就保留幾種不同的方案，形成明顯的對比，更有利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)揮和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。
(2)關(guān)于設(shè)計任務(wù)
按照項目組的教學(xué)實施計劃，本次設(shè)計要求每位同學(xué)完成如下任務(wù)：
①設(shè)計任務(wù)的內(nèi)容。對“支盤成形”設(shè)備的總體設(shè)計和其兩個主要部件――“工臂工作機(jī)構(gòu)”和“推力液壓缸”，從幾何參數(shù)計算、結(jié)構(gòu)原理設(shè)計、結(jié)構(gòu)尺寸和強(qiáng)度等設(shè)計、裝配圖設(shè)計、全部60多個零件及精度設(shè)計、大部分零件加工工藝設(shè)計、復(fù)雜零件的數(shù)控加工編程等進(jìn)行全面設(shè)計。
②設(shè)計成果的形式。設(shè)計成果要求同學(xué)完成《支盤成形機(jī)設(shè)計計算說明書》、“設(shè)備工作系統(tǒng)示意圖”、“總體設(shè)計外形圖”、“各主要部件裝配圖”、“主要部件全部零件圖”、“大部分零件加工工藝卡”、“個別復(fù)雜零件數(shù)控加工程序”等。
三、設(shè)計過程中的知識運(yùn)用和能力培養(yǎng)
1．知識準(zhǔn)備和課題調(diào)研
首先是由同學(xué)自學(xué)《擠擴(kuò)支盤樁及其成形設(shè)備――技術(shù)與應(yīng)用》等書籍；查閱有關(guān)資料，了解本設(shè)計課題的服務(wù)對象、應(yīng)用價值和國內(nèi)外最新動態(tài)等。這是一個知識準(zhǔn)備過程，同時也是一個自學(xué)能力和資料檢索能力的培養(yǎng)過程，更是一個有目的、自覺的課題調(diào)研過程。
之后，帶領(lǐng)學(xué)生深入地基施工現(xiàn)場，進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)研和方案構(gòu)思或方案設(shè)計。這個過程非常重要，是學(xué)生進(jìn)行理論聯(lián)系實際的重要方式，是激發(fā)學(xué)生應(yīng)用自然科學(xué)知識，發(fā)揮自己的主觀能動性，認(rèn)識和改造世界，開展創(chuàng)新的良好切入點。
2．設(shè)備總體設(shè)計方案的確立
首先要考慮設(shè)備的作用是什么?設(shè)計要解決的主要問題是什么?在合理規(guī)劃設(shè)備的工作過程和基本要求、設(shè)備工作機(jī)構(gòu)的工況特點和動作要求等的基礎(chǔ)上，還應(yīng)考慮設(shè)備工作過程中可能出現(xiàn)的其他問題等。分析和研究之后，即可擬定出“支盤成形機(jī)”工作機(jī)構(gòu)的工作原理圖、設(shè)備配套裝置及工作系統(tǒng)圖和整個設(shè)備的機(jī)械傳動系統(tǒng)及液壓傳動系統(tǒng)圖。
這個設(shè)計過程是十分復(fù)雜的，需要機(jī)械專業(yè)方面的基本知識，還需要設(shè)備服務(wù)對象的基本知識。學(xué)生把在大腦中的形象思維轉(zhuǎn)變成產(chǎn)品模型的初步設(shè)計方案的過程中，常常會出現(xiàn)多種設(shè)計方案，需要進(jìn)行比較和優(yōu)化，經(jīng)過多次修改或迭代，最終確定合理方案。
3．設(shè)計原始數(shù)據(jù)及技術(shù)參數(shù)的確定
一些設(shè)計只有其原始數(shù)據(jù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，必須經(jīng)過進(jìn)
一步的分析和計算確定一些其他必要的技術(shù)參數(shù)，方可進(jìn)行下一步設(shè)計。這些參數(shù)的確定，常常要運(yùn)用數(shù)學(xué)和力學(xué)等理論知識進(jìn)行詳細(xì)精確的分析和計算，確保設(shè)計能夠科學(xué)合理，這是對學(xué)生開展技術(shù)設(shè)計的思想意識、從事技術(shù)工作的負(fù)責(zé)精神和精益求精的科學(xué)態(tài)度的考驗和培養(yǎng)。
4．部件結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算
機(jī)身及推力液壓缸連接裝置的設(shè)計及校驗計算，機(jī)身及工臂工作機(jī)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)尺寸及其各連接結(jié)構(gòu)件的設(shè)計和校驗，零件圖設(shè)計等。推力液壓缸各缸體內(nèi)、外徑的設(shè)計計算，推力液壓缸推、拉力的計算，推力液壓缸的主要結(jié)構(gòu)件尺寸及其各連接結(jié)構(gòu)件設(shè)計和校驗。最后完成機(jī)身及工臂工作機(jī)構(gòu)和推力液壓缸的裝配圖設(shè)計和全部零件圖設(shè)計等。
設(shè)計計算的知識涉及機(jī)械制圖、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械原理、液壓傳動與控制等專門知識。這是檢閱學(xué)生基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)扎實與否的重要環(huán)節(jié)，是對學(xué)生進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計基本功的強(qiáng)化訓(xùn)練，是學(xué)生能否成為一個合格工程師的必然途徑。
5．零件及其精度設(shè)計
零件精度設(shè)計是一項看似容易，實際復(fù)雜的工作。它是機(jī)械設(shè)計與機(jī)械加工工藝設(shè)計有機(jī)聯(lián)系的紐帶，是機(jī)械工程師必須具備的關(guān)鍵技能。機(jī)械設(shè)計是否合理，能否達(dá)到設(shè)計的要求和理想目的，零件能否加工制造，產(chǎn)品成本是否科學(xué)合理等一系列指標(biāo)，都與零件的精度設(shè)計有關(guān)。計算和經(jīng)驗雖然在零件精度設(shè)計中非常重要，但通過產(chǎn)品的試驗和試生產(chǎn)，發(fā)現(xiàn)缺陷與不足，進(jìn)而加以適當(dāng)?shù)母脑觳攀歉匾囊画h(huán)。
6．部分或全部零件的加工工藝設(shè)計
機(jī)械加工工藝設(shè)計所涉及的知識包括公差配合、機(jī)械制造工藝學(xué)、金屬切削機(jī)床與刀具、裝備設(shè)計、數(shù)控技術(shù)和CAM等一系列相關(guān)專業(yè)課。
機(jī)械加工工藝過程由若干個工序組成。機(jī)械加工中的每一個工序又可依次細(xì)分為安裝、工位、工步和走刀。不管什么樣的生產(chǎn)類型都要求有較為細(xì)致的組織分工及合理的機(jī)械加II藝規(guī)程。作為一個現(xiàn)代化的機(jī)械設(shè)計制造工程師，必須具備快速并且合理的設(shè)計工藝路線和填寫工藝卡片的能力。此外，對一些高精度零件，還進(jìn)行了數(shù)控加工程序設(shè)計，培養(yǎng)和強(qiáng)化了學(xué)生數(shù)控編程的實際工作能力。
7．技術(shù)文件的編制
技術(shù)文件主要是畢業(yè)設(shè)計說明書及其相關(guān)附件等。這些文件是對整個設(shè)計過程的全面記錄和總結(jié)，是體現(xiàn)設(shè)計者的思想、意志和行為的書面文件，是完成設(shè)計任務(wù)的重要標(biāo)志，是設(shè)計者介紹設(shè)計成果、產(chǎn)品價值和使用說明等的重要手段。編制這些技術(shù)文件時，學(xué)生需熟練掌握各種計算機(jī)辦公軟件的使用，從而成為一個現(xiàn)代化辦公技術(shù)應(yīng)用和信息技術(shù)應(yīng)用的行家里手。
四、教改成果
1．知識應(yīng)用比較寬闊。學(xué)生在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計的過程中，不僅對其所學(xué)的專業(yè)知識進(jìn)行了一次比較全面、細(xì)致的應(yīng)用，而且還解決設(shè)計中的實際問題，特別是機(jī)械與建筑的有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生的知識面得以拓寬，這是培養(yǎng)多學(xué)科、跨專業(yè)的現(xiàn)代化復(fù)合型人才的有益探討和有效途徑。
2．能力培養(yǎng)十分全面。這樣的畢業(yè)設(shè)計對學(xué)生的能力培養(yǎng)是多方面的。比如分析問題和解決問題的能力，跨學(xué)科、跨專業(yè)綜合分析問題的能力，計算機(jī)輔助設(shè)計和辦公軟件的應(yīng)用能力，產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)的基本能力，機(jī)械設(shè)計及機(jī)械制造的基本能力，科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新的初步能力，自學(xué)能力和資料檢索能力，論文的撰寫能力等。
3．學(xué)生素質(zhì)得以提高。在培養(yǎng)學(xué)生能力的過程中，學(xué)生的素質(zhì)也得以大幅度提高，主要體現(xiàn)在如下幾個方面：理論聯(lián)系實際、改造世界的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造意識，新產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)的意識、創(chuàng)業(yè)意識和市場意識，團(tuán)隊精神和協(xié)作意識，精益求精的工作態(tài)度，認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作精神，用于科學(xué)工程技術(shù)描述和論證的文學(xué)素養(yǎng)等。
4．教師能力有所強(qiáng)化。通過這樣的畢業(yè)設(shè)計，使教師的科研能力和教學(xué)水平得到有效強(qiáng)化，顯然，這也是培養(yǎng)具有較強(qiáng)實踐工作能力、教學(xué)科研能力和創(chuàng)造能力的，符合時代特色和要求的合格教師的有效途徑，是加強(qiáng)大學(xué)師資隊伍建設(shè)的有效手段。
5．教學(xué)質(zhì)量得到保證。由于這種教學(xué)模式科學(xué)合理，教師在指導(dǎo)中方法得當(dāng)、孜孜不倦，學(xué)生在設(shè)計中克服困難、全力以赴、興趣盎然，因此取得了良好的效果，教學(xué)質(zhì)量得到保證。
五、存在的主要問題
機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)以機(jī)械設(shè)計與制造為基礎(chǔ)，融入信息技術(shù)、計算機(jī)科學(xué)、微電子科學(xué)和控制論的基本原理，其主要任務(wù)就是運(yùn)用先進(jìn)的設(shè)計制造技術(shù)和理論，解決現(xiàn)代工程領(lǐng)域中的復(fù)雜技術(shù)問題，從而實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計與制造的智能化。機(jī)械行業(yè)作為國家的基礎(chǔ)及支柱產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)中占有相當(dāng)重要的地位。對于煤炭、鋼鐵、有色金屬等上游產(chǎn)業(yè)和房地產(chǎn)、快消品等下游產(chǎn)業(yè)具有重要意義，同時也具有很強(qiáng)的拉動能力。而機(jī)械制造中最活躍的領(lǐng)域便是機(jī)械制造自動化技術(shù)，也是企業(yè)提高生產(chǎn)效率、增加工業(yè)產(chǎn)值和提升市場競爭能力的必要手段。我國自改革開放以來，從境外引進(jìn)了大量的先進(jìn)技術(shù)及裝備，雖然使自身機(jī)械制造業(yè)有所發(fā)展，但是外資企業(yè)不斷對我國民族制造業(yè)進(jìn)行干預(yù)和收購，使我國機(jī)械制造業(yè)始終無法擺脫“外資”和“進(jìn)口”的雙重枷鎖。隨著社會的發(fā)展和人們不斷提高的生活水準(zhǔn)，機(jī)械制造業(yè)作為一個發(fā)展多年的傳統(tǒng)領(lǐng)域面臨著越來越多的挑戰(zhàn)和競爭，在工業(yè)生產(chǎn)逐漸趨向科技化、信息化的洪流中，先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和高素質(zhì)的專業(yè)人才成為我國機(jī)械制造業(yè)必然的選擇趨勢。所以，我國高等工程教育機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)大學(xué)生進(jìn)行工程教育評估對于當(dāng)前市場環(huán)境顯得尤為重要
2專業(yè)認(rèn)證過程與方式
機(jī)械類專業(yè)認(rèn)證工作的開展主要依據(jù)機(jī)械制造及其自動化專業(yè)認(rèn)證工作組起草的相關(guān)文件:《高等學(xué)校機(jī)械制造及其自動化專業(yè)本科教育認(rèn)證方法與程序》、《高等學(xué)校機(jī)械制造及其自動化專業(yè)本科教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》、《高等學(xué)校機(jī)械制造及其自動化專業(yè)本科教育認(rèn)證試點學(xué)校準(zhǔn)備工作指南》、《高等學(xué)校機(jī)械制造及其自動化專業(yè)本科教育認(rèn)證專家培訓(xùn)與遴選辦法》、《高等學(xué)校機(jī)械制造及其自動化專業(yè)本科教育認(rèn)證考核小組工作指南》。專業(yè)認(rèn)證的過程主要包括學(xué)校自評、專家組進(jìn)?？疾旌托纬烧J(rèn)證報告3個階段。首先認(rèn)證學(xué)校應(yīng)向工作組提供申請表，并應(yīng)包含以下內(nèi)容。①師資情況(教師崗位結(jié)構(gòu)、教師職稱結(jié)構(gòu)、教師學(xué)歷結(jié)構(gòu))。②近3年學(xué)生數(shù)量(招生數(shù)、在校生數(shù)、畢業(yè)生數(shù)、授予學(xué)位數(shù))。③圖書館資源概況(學(xué)校藏書、專業(yè)資源)。④實踐教學(xué)條件(主要實驗、實踐、實訓(xùn)條件)。⑤近3年教學(xué)經(jīng)費(fèi)(教學(xué)經(jīng)費(fèi)、科研經(jīng)費(fèi))。工作組接到學(xué)校的申請表和申請報告后，對申請進(jìn)行審核評析，審核通過后申請學(xué)校需進(jìn)行自我評價，并撰寫自評報告。工作組接到學(xué)校的自評報告后，與學(xué)校協(xié)商并進(jìn)行實地考察，目的是對學(xué)校自評報告的準(zhǔn)確性和真實性進(jìn)行實地考察，并了解高校未曾在報告中反映出來的其他情況。
3認(rèn)證實踐
機(jī)械設(shè)計制造及其自動化以及相關(guān)專業(yè)，應(yīng)以培養(yǎng)社會適應(yīng)能力強(qiáng)、專業(yè)知識扎實全面的學(xué)生為目標(biāo)，以滿足用人單位和當(dāng)今市場瞬息萬變的人才需求，因此機(jī)械制造專業(yè)學(xué)生工程教育認(rèn)證工作就顯得尤為重要。以華中科技大學(xué)為例，該校結(jié)合機(jī)械制造專業(yè)的課程設(shè)置和培養(yǎng)模式，對參加工程教育認(rèn)證的學(xué)生進(jìn)行動手能力和專業(yè)技能強(qiáng)化訓(xùn)練的同時，加強(qiáng)基本教學(xué)科目的鞏固，在培訓(xùn)的同時充分考慮當(dāng)前機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)工程師面臨機(jī)械設(shè)計制造逐步與世界接軌，其基礎(chǔ)知識及應(yīng)用能力將在國際社會上的競爭中受到挑戰(zhàn)以及考驗的實際情況。為了在步入崗位中能夠具有當(dāng)代機(jī)械工程師應(yīng)具備的基本素質(zhì)，必須追求創(chuàng)新，應(yīng)用新理論，該校在培訓(xùn)過程中尤其注重學(xué)生創(chuàng)新能力和發(fā)散思維的培養(yǎng)，注重基礎(chǔ)理論和實踐相結(jié)合的培養(yǎng)理念，以時代和企業(yè)的需求為培養(yǎng)方向，以現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計制造方法和理論的應(yīng)用為培養(yǎng)重點。華中科技大學(xué)在機(jī)械設(shè)計工程師資格認(rèn)證工作和平時的培訓(xùn)過程中投入了必要的軟硬件物質(zhì)，并精選優(yōu)秀師資力量，針對機(jī)械制造專業(yè)學(xué)生的教育教學(xué)特點，研究本校所適應(yīng)的獨(dú)特培訓(xùn)方案以及培訓(xùn)模式。為了提高學(xué)生的應(yīng)用能力和動手設(shè)計能力，對企業(yè)的實際工程需要進(jìn)行模擬訓(xùn)練及實踐操作，使機(jī)械制造專業(yè)學(xué)生更具備實用型人才的綜合素質(zhì)。近幾年來該校機(jī)械制造及其自動化專業(yè)共培訓(xùn)711人，603人通過認(rèn)證，認(rèn)證通過率達(dá)到83.2%。國內(nèi)外許多大型工程公司也認(rèn)可和支持對在校大學(xué)生進(jìn)行機(jī)械工程設(shè)計資格認(rèn)證，該認(rèn)證在機(jī)械行業(yè)內(nèi)具有重要影響，它代表通過認(rèn)證學(xué)生的知識儲備及綜合應(yīng)用能力符合當(dāng)今企業(yè)需要，通過認(rèn)證者在就業(yè)過程中更加受到用人單位的歡迎。在對一些資格持有者的后續(xù)跟蹤調(diào)查中，發(fā)現(xiàn)其卓越的知識應(yīng)用能力和環(huán)境適應(yīng)能力得到了大部分企業(yè)的認(rèn)可，實現(xiàn)了企業(yè)和員工的互利雙贏。員工自身也感到受益匪淺，從而更加熱愛機(jī)械制造業(yè)，為祖國工業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
4認(rèn)證的重要作用
境外許多國家早已通行對機(jī)械工程師的工程教育認(rèn)證，我國受到體制和高等教育背景的影響，正處于探索和經(jīng)驗積累的時期。幾年來的試點試驗證明，開展此項工作具有以下重要作用。
(1)推進(jìn)高校機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的改革。
目前若干高校專業(yè)教學(xué)脫離實際，不考慮學(xué)生素質(zhì)能力與社會需要的契合性，教學(xué)內(nèi)容繁多而缺乏重點，空泛而不切合企業(yè)實際需求，注重理論而缺乏實踐，學(xué)生往往偏重書本的理論知識而不注重實踐能力。因此，高校的專業(yè)教育應(yīng)當(dāng)改革，引導(dǎo)學(xué)生與企業(yè)溝通，培養(yǎng)具有扎實基礎(chǔ)理論知識、嫻熟實踐操作能力的高素質(zhì)復(fù)合型人才，并積極地與國際人才培養(yǎng)模式接軌。
(2)推動企業(yè)積極參與人才培養(yǎng)。
企業(yè)一方面對優(yōu)秀機(jī)械設(shè)計制造工程師求才若渴，一方面把培養(yǎng)集理論知識、動手操作能力為一身的高素質(zhì)人才的重任全部推給高校。自身需求的矛盾使企業(yè)對高校畢業(yè)生始終不滿意，從而花費(fèi)時間和精力進(jìn)行“二次培養(yǎng)”。其實，高校的教育投入是有限的，再資深的老師、再完備的實驗室也很難單方面培養(yǎng)出符合企業(yè)口味的技術(shù)人才，只有充分利用企業(yè)和社會的資源，讓學(xué)習(xí)、研究、實踐和生產(chǎn)更緊密地結(jié)合起來，才能培養(yǎng)出理論與實踐相結(jié)合的高素質(zhì)復(fù)合型人才，企業(yè)也應(yīng)擔(dān)負(fù)起與高校共同培養(yǎng)人才的責(zé)任，實現(xiàn)雙贏。
(3)畢業(yè)生可以快速適應(yīng)工作環(huán)境。
高校的主要任務(wù)是培養(yǎng)企業(yè)和社會所需要的適應(yīng)性技術(shù)人才和管理人才，高校畢業(yè)生在步入社會后應(yīng)具有獨(dú)立解決企業(yè)在生產(chǎn)設(shè)計過程中所面臨的技術(shù)及管理問題的能力，能夠熟練地運(yùn)用在課堂中所學(xué)到的理論知識并結(jié)合嫻熟的動手操作能力，真正成為高適應(yīng)性、高技術(shù)操作性的實用型人才。這也應(yīng)是企業(yè)和高校共同的人才培養(yǎng)方向。
(4)為我國機(jī)械工程師得到國際認(rèn)可，并走向國際市場奠定基礎(chǔ)。
在生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)趨向高度全球化的今天，專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)不應(yīng)僅僅停留在國內(nèi)市場，應(yīng)該意識到我國的工程師在專業(yè)技能、專業(yè)知識和職業(yè)資格等方面與國際水準(zhǔn)還有差距。以《工程師流動論壇協(xié)議》為主流的國際社會通行的職業(yè)資格認(rèn)可是對人才職業(yè)技能和專業(yè)知識的肯定，雖然我國目前還未加入任何國際認(rèn)證體系，但是開展大學(xué)生工程教育認(rèn)證為接下來的工程師國際互認(rèn)做好了前期鋪墊?？梢灶A(yù)見，未來我國的機(jī)械工程師必定會與國際接軌，并積極參與到與其他國家和地區(qū)的人才互動和技術(shù)交流中來。
5總結(jié)及思考
現(xiàn)代大學(xué)生多已是年滿十八周歲的成年人，心理和生理都迅速走向成熟，已具有一定的生活閱歷，對事物初具獨(dú)立的判斷和處理能力，他們具有積極的探索精神和強(qiáng)烈的好奇心?！稒C(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程作為機(jī)械類學(xué)科的一門基礎(chǔ)課程，其教學(xué)目的不僅在于傳授學(xué)生一定的機(jī)械基礎(chǔ)知識，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生對機(jī)械學(xué)科的興趣，激發(fā)學(xué)生在機(jī)械方面的創(chuàng)造能力。例如，在講授齒輪的相關(guān)知識時，“齒輪”這個名詞對于每一位大學(xué)生都不陌生，不管是兒時的玩具汽車還是現(xiàn)在隨處可見的轎車上，都有它的存在。之前，學(xué)生對齒輪的認(rèn)識只是主觀上的“知道”。現(xiàn)在，在課堂上我們要教會學(xué)生從原理上認(rèn)識齒輪、學(xué)會齒輪的特點、使用或設(shè)計齒輪。所以，我們要充分利用大學(xué)生的生活閱歷和強(qiáng)烈的好奇心等特點進(jìn)行分組討論式教學(xué)，給學(xué)生思考的機(jī)會，讓他們產(chǎn)生對齒輪的第一映像和最初認(rèn)識?？梢韵茸寣W(xué)生分成小組，相互討論大家見過的齒輪，總結(jié)其特點和使用等，然后老師充當(dāng)揭秘者，對齒輪的相關(guān)知識進(jìn)行總結(jié)和介紹。如此，不僅活躍了課堂氣氛，避免課堂上打瞌睡等現(xiàn)象出現(xiàn)，還能激勵學(xué)生積極思考，發(fā)展思維，培養(yǎng)學(xué)生對機(jī)械學(xué)科的興趣?！褒X輪”這個名詞會在學(xué)生的腦海中留下具體的形象，對知識的掌握更加牢固。另外，現(xiàn)代社會已是一個分工明確、團(tuán)隊合作的社會。個人能力固然重要，但要完成一個項目更重要的是集合團(tuán)隊的力量。在各種招聘會現(xiàn)場，“善于溝通，團(tuán)隊協(xié)作”的字樣頻現(xiàn)，由此可見，團(tuán)隊合作不僅是社會發(fā)展的趨勢也是現(xiàn)代企業(yè)需求。現(xiàn)在的大學(xué)生是未來各行各業(yè)的精英，學(xué)校應(yīng)該肩負(fù)起培育精英的重?fù)?dān)，讓他們走出校園為社會創(chuàng)造更多的財富。分組討論式教學(xué)，能夠讓學(xué)生定位自己在團(tuán)隊中的地位，協(xié)調(diào)與組員之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)別人的優(yōu)點與自己的不足，培養(yǎng)自己的團(tuán)隊合作能力。
2.自學(xué)檢測式教學(xué)
大部分的大學(xué)生都經(jīng)過高考的洗禮，對新知識具有一定的自學(xué)能力。學(xué)生大學(xué)畢業(yè)后，不管是繼續(xù)深造還是進(jìn)入企業(yè)工作，必須要有更強(qiáng)的自學(xué)能力。我國大學(xué)生的培養(yǎng)模式正逐漸向“產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合培養(yǎng)”模式轉(zhuǎn)變：（1）以科研項目為依托，以開發(fā)成果為目的與企業(yè)進(jìn)行聯(lián)合；（2）在學(xué)校（科研院所）或企業(yè)設(shè)立人才培養(yǎng)基地進(jìn)行大學(xué)生的聯(lián)合培養(yǎng)；（3）聘任企業(yè)的高端人才作為聯(lián)合導(dǎo)師進(jìn)行聯(lián)合培養(yǎng)[5]。而企業(yè)更是以“產(chǎn)”為主，所以，為了適應(yīng)未來的發(fā)展，學(xué)生必須具有較好的收集信息、整理信息、學(xué)習(xí)新知識的能力，這時，自學(xué)能力顯得尤為重要。在《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程的課堂上，再優(yōu)秀的老師也不能教給學(xué)生他們以后全部要用的東西，能傳授的只是冰山一角。所以，我們要在教授機(jī)械學(xué)科基礎(chǔ)知識的同時，把重心放在培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力上。例如，在講授“螺旋傳動”的知識點時，我們可以采用自學(xué)檢測式教學(xué)。首先，讓學(xué)生借助課本和參考資料進(jìn)行自學(xué)，然后老師按照教學(xué)要求對他們進(jìn)行測試，并納入成績考核范圍。如此，不僅鍛煉了大家的自學(xué)能力，同時，督促學(xué)生積極主動的去學(xué)習(xí)，避免學(xué)生敷衍了事現(xiàn)象的出現(xiàn)。
3.實踐教學(xué)
《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》是一門偏向于實際應(yīng)用的課程，理論學(xué)得好并不意味著學(xué)生能把所學(xué)的東西應(yīng)用于實踐，去為社會創(chuàng)造財富，空談理論沒有意義。為了加強(qiáng)課堂理論教學(xué)與實際應(yīng)用的聯(lián)系，必須在《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程的教學(xué)環(huán)節(jié)中增加實踐環(huán)節(jié)。有條件的學(xué)?？梢詭ьI(lǐng)學(xué)生到工廠、學(xué)校的加工中心、實驗室等地點參觀學(xué)習(xí)，看看課堂上學(xué)的軸承、齒輪、聯(lián)軸器等零件是用在機(jī)器的什么地方、起什么作用等，深化對課堂理論的理解。理論與實際的綜合聯(lián)系能夠讓學(xué)生對機(jī)械學(xué)科有更好的認(rèn)識。老師還可以給學(xué)生提供一些組件，讓大家動手拆卸組裝，鍛煉動手能力。《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計的設(shè)計題目一直比較單一，均為一級圓柱齒輪減速器的設(shè)計。減速器是一個非常典型的機(jī)器，包括了大部分理論課程中給學(xué)生講授的內(nèi)容，比較符合學(xué)生的課程設(shè)計任務(wù)要求。但符合要求的典型零部件不只是減速器一種，題目的單一往往使一些學(xué)生抄襲他人成果，極大限制了學(xué)生的創(chuàng)新思維。此外由于學(xué)生的基礎(chǔ)參差不齊，如工程制圖、工程力學(xué)（理論力學(xué)，材料力學(xué)）、工程材料、公差配合等這些課程的成績差別很大，有些非專業(yè)的學(xué)生甚至沒有學(xué)過這些課程，導(dǎo)致做出的課程設(shè)計水平千差萬別，極大的影響了課程設(shè)計的質(zhì)量。針對不同層次的學(xué)生，選擇不同的設(shè)計題目，使每個學(xué)生都有適合自己的目標(biāo)，教師則可以根據(jù)學(xué)生個體目標(biāo)因材施教。
4.改進(jìn)成績評定方式
傳統(tǒng)的通過卷面考試來評定課程學(xué)習(xí)成績的方法只能在短時間內(nèi)強(qiáng)化學(xué)生對部分知識點的掌握，它只是讓學(xué)生對《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程的知識點進(jìn)行一次總結(jié)和記憶，對機(jī)械相關(guān)基礎(chǔ)知識的掌握情況，短期效果良好，但從長遠(yuǎn)看并沒有意義。這種記憶式的知識掌握，將隨著時間的迅速淡忘。為了更好地讓學(xué)生真正掌握機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)知識，鞏固課程學(xué)習(xí)成果，可適當(dāng)取消課程結(jié)束后的卷面考試，將自學(xué)測試環(huán)節(jié)的測試成績與最終的設(shè)計實驗環(huán)節(jié)相結(jié)合，對學(xué)生綜合評價。課程即將結(jié)束時，老師應(yīng)該讓每位學(xué)生開拓自己的思維，設(shè)計一種具有一定實際意義的簡單機(jī)械，提交設(shè)計報告，以設(shè)計報告的完整性，創(chuàng)新性等為標(biāo)準(zhǔn)評定每位學(xué)生的課程學(xué)習(xí)成績。按照設(shè)計實驗的要求，不管學(xué)生是對已有的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)還是原始創(chuàng)新設(shè)計，這都將促使學(xué)生將所學(xué)的理論知識應(yīng)用到實際中去。學(xué)生將以一位機(jī)械設(shè)計工程師的身份去體會機(jī)械行業(yè)從業(yè)者該有的素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的整體素養(yǎng)。在設(shè)計實驗過程中，學(xué)生需要復(fù)習(xí)已修課程《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》等相關(guān)課程的知識、需要查閱《機(jī)械設(shè)計手冊》等工具書、需要繪圖，甚至是三維建模。這將使學(xué)生在很好地掌握書本知識的同時學(xué)會收集整理信息，獨(dú)立解決問題。這種能力是未來發(fā)展中必不可少的。
5.總結(jié)
