时间：2022-12-13 17:57:46
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇机械制造课程设计，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
本课程以典型工业产品二级直齿圆柱齿轮减速器为核心技术，进行基于减速器生产过程的课程设计与开发。根据减速器生产过程，课题组对授课内容进行了重新整合，确定了车削、铣削、钻镗削、磨削及装配五个教学项目，与减速器的加工过程相对应。本课程还以减速器的零件作为主要的学习情境，进行任务驱动教学；以减速器零件加工过程安排教学任务；以减速器零件加工安排实践教学。整个教学过程均以减速器为核心进行设计的，充分体现了基于减速器生产过程的课程建设的思路。
二、教学内容的组织与安排
（一）首先根据减速器的生产过程安排教学项目
减速器的生产过程是从零件的加工到部件的装配。那么在安排教学项目的时候，根据这个过程，先安排切削加工项目：车、铣、钻镗、磨（加工减速器零件），然后进行装配知识的学习。
（二）按照零件的加工过程安排项目顺序
通过市场调研发现，车削、铣削是学生从事最多的两个工种，是金属切削加工方法中最为主要的两种，作为重点内容先学习，钻镗及磨削次之，所以先安排车铣后钻镗磨削。此外一般零件的加工都是由粗到精，车、铣两类方法也是粗加工和半精加工的方法。而磨削是精加工的方法，所以由粗到精组织教学任务。
（三）以项目实现过程安排学习任务
下面以车削为例对这门课程的授课思路做一简单的介绍，通过减速器的拆分拆分出传动轴及端盖等轴套类零件：
1）任务一：传动轴是哪类机床可加工的典型零件？———车床。从而引入车床的知识：包括车床的应用、结构、分类等方面内容。
2）任务二：切削加工要用到刀具，车床用什么样的刀具？从而导入车刀的知识。包括车刀的种类、使用、角度及磨刀方法等内容。
3）任务三：有了刀具了，工件如何在机床上进行定位？从而引入夹具的知识。包括夹具的组成、典型夹具的结构及夹具的应用等内容。
4）任务四：具备了机床、刀具、夹具等必备的条件后，如何在车床上把这个零件加工出来？从而把车削加工的有关知识以这根轴为学习情境进行讲解。
5）质量检测：首先理论讲解质量检测的方法，然后让同学们分组对自己加工出来的零件进行质量进行。以上5项任务完成车削部分的教学。每一个项目后面均设计了典型学习情境，每一各任务书后面均设计了学生用的工作单，每个工作任务后面还附了完成本任务的评分标准。在教学过程中完全理实一体化。此外对知识的讲解是：先分解再整合，如分开讲解车床、车刀、夹具，后整合，在每个项目中都有相应的综合实训环节如车削综合实训。
（四）教学内容的具体表现形式
教材参考书：《机械制造》、《机械制造实训指导书》。教学资源还包括：教学资源库、网络课堂、实践教学。在立体化网络课堂中采用大量典型零件加工实例、图片、三维动画、视频资料及虚拟实训等多媒体素材，使网络课堂更贴近于实际、现场，更具高职特色，更实用。资源库大量采用三维动画，可实现任意方位的观察，便于学生对零件的加工原理的理解、对于工艺的编制方法累积素材，加深理解。
（五）教学设计思想与效果
1.教学设计的出发点教、学、作一体化；为构建后续专业理论与技能培养平台服务。
2.教学设计思想：“分步实施，系统整合”
1）将最后要实现的目标进行分解：如：要达到学生能够完整认识切削加工，并能够编制工艺、加工出合格零件，先分步骤实施下列任务：机床结构、基本操作；刀具；夹具。
2）将以上内容学生掌握后，进行系统整合；操作机床加工零件；零件质量检测。
（六）学习情境及课时分配四、主要教学方法
根据实际的教学内容确定与其适合的教学方法，针对《机械制造》的课程特色，主要采取了以下几种教学方法：
（一）六步教学法
本课程主要采用六步教学法：授课过程为：学生信息收集-制定计划-选择方案-目标实施-信息反馈-成果评价，学生参与问题解决的全部过程。教师再这个过程中知识一个指导者，学生是教学主体，学生学习的积极性、主动性较高。
（二）案例分析法
由于《机械制造》是一门较为综合而且实践性较强的课程，因此，针对本课程开发出了适应这门课特点的案例分析法。就是在介绍各个课题的时候分别以典型零件为例，通过这个实例的讲解，把本章所涉及到的知识点贯穿起来。本课程的教学过程中始终贯穿“减速器”这一典型零件，通过减速器不同零件的加工和整体装配来学习相关内容。
（三）分组讨论法
在有些授课环节上采用了分组讨论法，如在讲授加工工艺的制定内容时，学生分组讨论，制定工艺，共同分享成功后的喜悦，能够激发学生的学习兴趣，培养学生的团队协作精神，培养良好的职业素养。五、教学基本保障条件
1）工业用二级直齿圆柱齿轮减速器10套、配套图纸10套；
2）测绘工具10套；
根据“重点高等工科院校系列课程改革指南”，机械制造专业的教学改革，必须紧跟机械制造行业的发展，突出工程技术教育的特点，同时要面向市场需求，力求培养出具有良好综合素质、体现行业特色、具有创新能力的复合型、应用型专业人才。而传统的机械制造专业课程体系的课程设置单一，知识面和专业面窄，课程难以形成完整的体系，教学内容陈旧，教学方法和教学手段落后等。为了改变这种状况，适应当今社会对机械工程专业人才的需求，培养出基础扎实、知识面宽、创造能力强、素质高的机械工程人才，调整教学内容及改革课程体系势在必行。“课程教学”是最基本的教学建设。学生掌握专业知识和实践能力，是通过严格学习一系列课程实现的。课程是决定教学质量的最基本的因素，课程的选择和课程的质量直接影响培养目标的实现。“工程实践”是高等工程教育的基石，只有通过大量的实践课程，强化实践训练，课程教学才能有的放矢。“课程教学+实践平台”的课程体系的实质：围绕着“厚基础、宽知识、重个性、强能力、高素质”的人才培养目标，学生在制造模块机械加工过程的整体知识，通过“课堂教学”拓宽知识，通过“实践平台”包括实验、实习、设计及工厂调研来更好地体会并加深理解，提高动手能力，使学生了解产品从设计、分析、制造、装配的全过程并从中得到锻炼，有效提高了学生实际应用能力、分析和解决工程问题的能力。适应社会经济环境的变化，培养在机械工程领域从事实际工作所需的具有知识、能力和素质的工程应用型人才及技术型人才。
1《.机械制造工程学》、《数控技术》课程群的构建
机械制造模块课程包括《机械制造工程学》、《机械制造工程学课程设计》、《生产实习》、《数控技术》、《专业方向课程设计》、《专业方向实践课》、《先进制造技术》等专业技术基础课及实践环节。“课程群”突破了过去单个教学过程的限制，内容上要扩展《机械制造工程学》的基础知识，根据需要重新规划、融合、调整，难点部分增加现场教学，增设必修和综合性创新实验，注重几门课程的有效衔接和消化吸收，弥补与后续课程的断层。
2.解决的关键问题
①《机械制造工程学》、《数控技术》课程群的建设。以《机械制造工程学》及《数控技术》课堂讲解为主线，扎实制造基础知识，《机械制造工程学课程设计》、《生产实习》使学生更好地理解和应用课本知识，具体分为以下几个方面：第一，协调各门课程知识体系，增补相关知识。金属切削过程知识比较抽象，难于理解，增加可视切屑形成过程与切削力测量实验。在原来只讲机床概论中传动分析的基础上增加机床结构与设计基础知识，拓宽机床部分的知识面，弥补与后续课程的衔接缺陷。第二，充分利用实验室资源，增加对各类机床传动及结构分析的现场教学，及柔性夹具创新性实验。第三，开展保定向阳精密机械厂与机械系共建实验室活动。（厂家生产的组合夹具、柔性夹具、精密平口钳等产品远销北美、西欧等地区。）把现代的夹具设计思想及产品引入到课堂中来。第四，培养“工艺型”应用人才。以课本中工艺学及夹具的基础知识为重点，整合本课程内容和课程设计所需知识，在生产实习之前布置课程设计的任务，提出课程设计所需知识及实习时到哪个厂家应该了解哪些东西，使学生在实习时有所看，回到课堂有所设计。
②制造模块实践平台的运用，培养应用型本三人才。第一，以“《数控技术》课程群”为基础，以《专业方向课程设计》、《专业方向实践课》为平台，培养“数控型”人才。提高学生综合分析能力及解决工程实际问题能力，培养在机械工程领域从事实际工作所需的具有知识、能力和素质的工程应用型人才及技术型人才。《专业方向课程设计》以机床主传动结构设计为导向，培养具有一定功能的完整结构部件设计严谨的思维方式。《专业方向实践课》主要以现代设计、造型、制造等软件的学习、应用为主线，锻炼学生运用在课堂所学加工制造及数控编程知识亲手加工、实体操作的能力。第二，鼓励部分学生在学习《生产实习》和《专业方向实践课》的时间或课余时间参与国家劳动部组织的各种取证工作，以获得证书换取两门课程的优秀成绩，提高各种加工实践操作能力。
二、机械制造模块课程体系
本三的机械制造模块以《机械制造工程学》课程群、《数控技术》课程为课程主线；以《生产实习》、《专业方向课程设计》、《专业方向实践课》为实践平台，构建“课程教学+实践平台”的课程体系，培育学生在制造模块机械加工过程的整体知识，通过课堂教学拓宽知识，通过实践平台包括实验、实习、设计及工厂调研来更好地体会并其加深理解，提高动手能力，使学生了解产品从设计、分析、制造、装配的全过程并从中得到锻炼，这便有效提高了学生的实际动手能力，使其适应社会经济环境的变化，培养在机械工程领域从事实际工作所需的具有知识、能力和素质的工程应用型人才及技术型人才。
1.课程体系的目标。完成各课程群的内容规划调整和有机融合，出版符合课程群体系的教材及开发教学辅助资源，注重几门课程的有效衔接和消化吸收，弥补与后续课程的断层。通过课堂教学拓宽知识，通过实践平台包括实验、实习、设计及工厂调研来更好地体会、加深理解，提高动手能力，使学生了解产品从设计、分析、制造、装配的全过程并从中得到锻炼，有效提高了学生实际动手能力、分析和解决工程问题的能力。
2.主要特色。第一，机械制造模块以《机械制造工程学》、《数控技术》课程群为主线；以《生产实习》、《专业方向课程设计》、《专业方向实践课》作为实践平台，构建“课程教学+实践平台”的课程结构体系。第二，以建构主义教育理论为指导，大力改革教学方法与教学手段。采用课堂讲授、讨论、自学、动手创新实验等多种教学形式并与多环节考评方法相结合，恰当运用现代化教学手段，激发学生的学习主动性。第三，尝试一种新的课堂讲解、生产实习和课程设计互补的课程群模式。通过课上讲解有目的地将生产实习和课程设计两部分衔接起来，学生通过实习了解行业的前沿知识，真实了解实际加工过程。打破生产实习、课程设计时间上固定顺序的限制，做到理解课本知识需要到实习地实习，按课程设计所需到实习地实习的新的课堂讲解、生产实习和课程设计互补的课程群模式。这样学生在生产实习时有的放矢，改变了原来走马观花、漫无目的的现象。
三、结论
1课程特点
机械制造工艺学课程是以机械制造中的工艺技术问题为研究对象的一门技术课程，该课程的培养目标就是使学生获得机械制造的常用工艺方法和零件加工工艺过程及装配的基础知识，对机械制造工艺过程形成一个完整的认识，为学生在毕业以后的生产实践中分析和解决机械制造技术问题奠定基础。该课程具有如下特点。
1.1专业面宽
机械制造工艺学课程融合了机械制图、公差配合与技术测量、工程材料学、机械设计、金属切削原理与刀具、金属切削机床等课程。各门专业课程内容相互交叉、渗透，对于目前的新技术、新材料、新工艺也要求了解，涉及的专业面很广。
1.2实践性强
本课程的教学内容均是从科学实验与生产实践中精选出来的，且又直接用于和指导生产实践，每一种零件的加工工艺不同，即使相同的零件，企业的生产条件不同，该零件的加工方案也不相同。具有很强的实践性。
1.3知识点散
教学内容主要包括工艺分析、夹具设计、装配技术与检测加工质量的分析、零件加工工艺过程制定和装配工艺过程设计等几部分，各个章节既相互联系又独立成章。知识点比较多，不容易记忆。
2课程教学体系构建总体思路
我校的机械设计制造及其自动专业是以齿轮的设计加工为特色的专业，承担机械制造工艺学课程教学的机械设计教研室教师中，80%以上具有齿轮及相关领域为研究背景和研究方向，多年来形成了一支教学经验丰富、科研能力强的教师科研梯队，在本科生教学中始终把齿轮设计与制造方面人才的培养作为重要的专业培养目标之一。另外我校齿轮方向拥有河南省齿轮装备工程实验室和全国性的齿轮培训中心，实验室中有各类普通和数控加工设备，这些为机械制造工艺课程体系构建提供了良好的师资条件和硬件环境。根据我校该专业的特点和师资结构。目前，机械制造工艺学课程的教材大概有50多种，但是内容基本相同。针对我校机械设计制造及其自动专业的特点，对于机械制造工艺学这门专业课程，从选用教材着手，突出齿轮制造工艺的教学内容，增加一部分自编内容，保证齿轮制造工艺教学在工艺课中占有一定的比重，基本上确定所占用的学时不低于1/5。同时结合本教研室教师的科研和实验设备，将各自的科研成果融入课堂教学、生产实习和课程设计等一系列过程中。使学生从认识实习和金工实习开始，经过理论课堂教学，到生产实习，全程大约一年半的时间，形成实践到理论，再到实践的全过程培养，最后通过大四开学伊始的机械制造工艺课程设计，将所学知识进行综合应用，使学生全面综合掌握一般机制工艺的基本知识和夹具设计方法，并结合本校的专业特色，使学生掌握齿轮加工的工艺方法，从而形成具有专业特色的机制工艺理论教学体系和实践教学体系。
3理论和实践教学体系的实施
3.1围绕课程设计 整合教学体系
机械制造工艺课程教学体系，包括理论教学体系和实践教学体系都是以工艺课程设计这一实践环节为目的和检验手段。机械制造工艺课程设计安排在理论教学和生产实习之后，通过对某零件进行工艺过程分析，让学生亲自编制给定零件的机械加工工艺规程，提高学生对机械零件几何特征和技术要求的综合分析能力，加深学生对工艺规程编制原则的理解，提升学生对这些原则的综合应用能力，最终达到提高学生编制工艺规程能力的目的，通过某工艺工程的夹具设计，构成一个课程设计项目。
3.2改革教学方法 提高教学效果
改变传统的“教师讲、学生听”的授课模式，根据课程教学进度计划，将学生划分若干个小组，5～7名学生为一个小组，利用一定的课内时间进行组内讨论和难点的集体辅导，对于某些重要的、学生自己难以理解的关键知识点由教师讲授。对于某些易于理解的、常识性的知识或者某些图表可以提出要求，辅导学生自学。对于一些比较重要，但应用已学知识或刚讲解过的知识就能够推导或演绎的内容，引导学生相互讨论以加深记忆和理解。同时利用一定的课外时间，按照事先规定的考核节点自主开展具体零件的工艺设计。具体的方法是将机械制造工艺学课程的各章节知识点进行分类整合，结合课程的教学目标构建若干具体的任务，结合我校齿轮实验室和大学生工程训练中心的夹具，机床和加工件等，最终构建完整的理论教学体系。这样得来的知识浅显、易懂、印象深刻，同时也培养了学习的兴趣、学生的应用能力，获得了良好的教学效果。
3.3调整实习内容 注重专业特色
我校的学生实习分3次进行。一是金工实习，在学校内部工程训练中心进行，通过实习对金属材料加工的主要工艺方法和工艺过程形成初步感性认识。二是认识实习，主要是到不同类型的机械制造类企业的生产现场参观，使学生对企业中使用的各种机械加工方法以及工艺过程形成进一步的感性认识。三是认识实习环节，结合河南省齿轮工程实验室，保证和突出与齿轮有关的认识实习内容，如滚齿、插齿、磨齿、齿轮误差测量、锥齿轮加工等，使学生对齿轮的加工方法有初步了解。前两次实习都是在机械制造工艺学课程理论教学之前进行的，可为理论教学奠定感性认识基础，也可提高学生在课堂上的学习兴趣。生产实习紧跟在在理论教学之后进行，是更加深入和全面的实习。学生经过理论课学习之后，带着验证理论观点以及用所学理论去分析问题的愿望和要求，到生产现场实习，可以很好地巩固所学知识和理论，实习地点是在东风汽车商用车发动机厂，主要了解曲轴、凸轮轴、连杆，为了结合专业特色，增加了东风汽车变速箱厂的实习内容，使学生全面了解变速箱齿轮、齿轮轴、花键、同步器等的生产工艺流程和装配方法，以及相应工装夹具等内容。
3.4增设辅修课程 突出齿轮特点
在生产实习之后和机制工艺课程设计开始之间的第7学期，开设与齿轮有关的选修课，如齿轮啮合原理课程、齿轮传动技术与装备概论课程等，齿轮啮合原理主要讲授齿轮传动的啮合理论基础，该课程根据我校机设教研室多年的研究和教学经验，采用以本科生为教学对象的自编教材，更深入的从空间曲面理论上讲述齿面啮合的特点。齿轮传动技术与装备概论课程的教学目标使学生了解齿轮传动技术的应用与齿轮传动装备的机械结构和特点。掌握齿轮加工理论和相关的制齿设备，使本科生一毕业就能满足齿轮企业的技术工作要求。通过这两门课的系统学习，对我校机械设计方向的学生进行针对性的专业训练和培养，结合机械制造工艺课程的实践和理论教学体系，为社会培养具有专业特点的专业人才。
4结束语
引言机械制造业作为基础行业和我国经济发展的支柱产业,培养和提高机械制造人才的创新能力是高职院校机械制造专业在制定人才培养方案时必须进行认真思考和积极探索的问题。高职院校机械制造专业学生的创新能力,直接关系着应用技术领域创新的水平,因此探讨如何培养学生的创新精神、创新思维和创新能力的方法和途径是我们进行教学改革的目标和课题。目前,高职院校机械制造学生的创新能力普遍比较低。主要表现在:第一,缺乏创新观念和创新欲望;第二,缺乏创新的毅力;第三,缺乏创新所需的能力。《机械设计基础》是机械专业十分重要的专业基础课,在培养学生创新能力方面有着其它课程不可替代的重要作用。其课程设计是《机械设计基础》课程教学的一个重要实践性环节,在培养学生的创新意识、机械综合设计能力和掌握基本的设计理论与实际设计技能等方面起着十分重要的作用。
一、课程设计中融入创新设计的提出
《机械设计基础》课程设计是学生进行的第一次较全面的、综合性的、理论联系实际的实践性环节。即按照一个简单机械系统的给定功能要求,拟定机械系统的传动方案、结构方案,并结合生产和使用条件(如选用材料,考虑制造及装配工艺等),对其中的某些机构进行分析和设计,完成机器零部件的设计。其中总体方案设计及零部件的结构设计是整个产品设计的关键,最具创造性,它直接决定产品的性能、质量及市场竞争力,因此课程设计重点放在机械系统方案设计和结构设计上。通过培养学生机械系统方案设计能力、机械结构设计能力、运用现代设计手段绘图和工程设计计算能力,使学生树立正确的设计思想,激发学生的创新意识、创新精神,从而培养他们的创新能力和工程实践能力。
二、课程设计中创新设计的实施
《机械设计基础》课程设计要求学生对总体方案及结构设计进行创新设计,首先课程设计内容的编排、题目的设置上应具有一定的系统性、综合性和开放性;其次,授课安排上采取先分散再集中的教学方式,解决设计内容多而时间紧的矛盾。基于这样的思想,我们制定了一套具体的实施方法。
(一)创新设计选题创新设计题目要具有一定的系统性和综合性,满足《机械设计基础》课程设计要求,既包含机械传动系统的设计,即按照机械预期功能和主要性能指标,确定机械工作原理、运动形式的变换,又包含了机构设计(如凸轮机构、连杆机构、齿轮机构等)、传动设计(如带传动、齿轮减速器等)。以生产线上的步进式工件输送机为例(图1)。电动机通过传动装置、工作机构驱动滑架往复移动,工作行程时滑架上的推爪推动工件前移一个步长S,当滑架返回时,由于推爪与轴间装有扭簧,推爪能从工件底面滑过,工件保持不动。当滑架再次向前推时,推爪已复位,并推动新的工件前移,前方推爪也推动前一工位的工件前移。其传动装置常由减速器和一级开式齿轮传动组成。输送时滑架受到的阻力F视为常数,滑架宽度为250mm,高度H为800~1000mm,使用折旧期5年,每天二班制工作,载荷有中等冲击,工作环境为室内、较清洁,三相交流电源,工作机构效率为0.95,按一般机械厂制造,小批量生产。该题目是机械原理与机械设计综合的课程设计题,符合创新设计的要求。该题工作机构除了用曲柄摇杆系统外,也可以采用其他机构实现步进输送,如凸轮连杆(加返回弹簧)用于小行程快速推进输送等,鼓励学生多角度思考,培养他们创造性思维方式。
(二)授课方法和时间安排从不同角度、多个方面探索对一个问题有尽可能多的答案的创造性思维形式,是创造性思维的核心。在教学中,培养学生创造性思维能力的一条有效途径是多方向练习、多角度思考、多层次变化。但这势必造成内容多时间紧的矛盾,我们将课程设计内容贯穿于《机械设计基础》课程教学中,采取先分散后集中的教学方式有效地化解了矛盾。如将执行机构设计的内容融入到《机械设计基础》课程教学中,连杆机构内容教完后就将课程设计题目布置给学生,要求学生用连杆机构将执行机构部分设计出来;以后每讲完一种机构,学生就可以在原有机构的基础上进一步改进和创新。最后,当其他常用机构讲完后,学生通过查阅资料、教师辅导和讨论等方法,可以设计出多种执行机构的运动方案,然后对各种方案进行分析和比较,选出最佳方案。当带传动、齿轮传动讲完后,就让学生进行传动方案的拟定,并对传动零件进行设计计算;当轴系零、部件讲完后,要求学生完成轴系的结构设计,同时选择电动机,进行传动装置运动和动力参数的计算。这样,既可以使学生在集中教学时间内完成减速器设计,又可以提高《机械设计基础》课程的教学质量,使基本设计能力培养循序渐进,还避免了理论与实际的脱离。在课程设计集中教学的2周时间内,主要让学生完成以下内容:第1周,完成优选的执行机构方案的运动简图的绘制,减速器箱体、及附件的设计,并手绘完成装配图。在这期间,教师在现场随时指导,有问题及时解答,使学生的设计能力及技能得以提高。装配图手工绘制,方便教师对学生现场指导,设计内容的多样性和独立性限制了相互之间的抄袭,较好地反映学生的真实水平。第2周,用计算机绘制完成轴、齿轮、箱体等典型零件的图纸,完成设计计算说明书。在这期间,各位学生根据自己设计的装配图拆分零件图。学生在此基础上最后完成设计计算说明书,不仅增进了对知识的掌握,也提高了独立工作的能力,可以收到较好的教学效果。最后答辩。
(三)辅以计算机辅助设计手段随着计算机技术的迅速发展,我们将现代三维设计、分析与制造的理论及实践全面引入《机械设计基础》课程设计的教学全过程。要求学生采用三维设计软件(如UG)进行三维实体造型设计,完成零件与系统的设计。先建立三维模型,再形成二维投影,有利于学生设计能力和创新意识的培养。
三、效果与展望
将创新设计融入到《机械设计基础》课程设计中,一方面充分发挥了学生分析问题的主动性和独立性,另一方面也培养了学生的创造性,激发了学生的学习兴趣,提高了学生的创造热情。经过实践证明,《机械设计基础》课程设计取得了较为理想的效果。人才的培养教育是一个长期复杂的系统工程,创新人才培养体系的构建是一个全新的难度很大的研究课题。高职院校要实现培养和造就大批具有创新精神和创新能力的高素质人才的目标,还需要做很多的工作,更需要全社会的共同努力。
关键词 产学研 协同创新 机械制造技术基础 教学设计
中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2016.01.035
The Course Design for Fundamental of Mechanical Manufacturing Process Based on the Model of Industry University Research and Collaborative Innovation
FENG Chunhua， QIAN Wei
（University of Shanghai for Science and Technology， Shanghai 200093）
Abstract Fundamental of mechanical manufacturing is compulsory foundation courses related to machinery major， which involves important knowledge base of basic theory， basic knowledge and basic skills for product manufacturing process. The current curriculum is lack of effective communication between companies， research institution and fundamental of mechanical manufacturing process. This article presents course design for fundamental of mechanical manufacturing process based on the model of industry university research and collaborative innovation. The purpose is to improve curriculum knowledge and invite enterprises， research institutes， and engineer to explain the current mechanical manufacturing knowledge. Through connecting theory with practice， we can promote students' knowledge to understand， grasp and practical applications， and respond to the needs of sustainable manufacturing.
Key words Industry University Research; collaborative innovation; Fundamental of Mechanical Manufacturing Process; course design
0 引言
制造业作为国民经济的主体产业，正朝着全球化、信息化、智能化、绿色化并与多学科融合的方向发展。然而随着能源与资源的不断消耗，环境、经济与社会发展之间的矛盾逐渐凸显，作为能源资源消耗大户的制造业必须改进生产方式，利用清洁能源，并节约资源和能源消耗。
机械专业是支撑制造业发展的基础学科，未来学生会成为各行各业设计、制造等相关行业的决策者，而机械制造技术基础课程与产品加工紧密相关。因此，基于产学研协同创新模式不仅可实现社会可持续发展的基础与保障，解决传统的课程设计主要关注教学内容的完整性及专业性，较少考虑在教学设计环节增加协同创新模式的问题，而且促进可持续制造目标的实现。
栩栩如生、富有感召力的教学方能激励学生的学习兴趣和积极性，培养学生创新能力，本文基于产学研协同创新模式提出针对机械制造技术基础的课程设计，以机械工程专业课程作为载体，将课程教学研究与机械专业课程相结合，探讨技术专业课程的教学改革路线。
1 产学研协同创新模式的内涵
高校协同创新，主要围绕多主体、多因素共同协作，培养具有交叉学科发展知识、创新体系机制的一体化人才。通过产学研协同创新模式，促进高校与科研院所、企业和政府的相互融合度，从而培养具有创新精神、学科创造能力、创新科研精神的一大批优秀人才。拓展高校专业人才的培养方式和培养空间，为创新体系的建立提供有效保障，使高校在国家创新体系中发挥更大作用，努力为建设创新型国家做出积极贡献。①②产学研协同创新模式如图1所示。
许多欧美名校都积极地为企业提供高质量的科研技术服务，以吸引企业与高校进行合作，同时，企业以实际设备为高校培养人才及进行科学研究提供便利条件。③同时，在全面考虑各方的意愿及利益的前提下，双方致力于扩大项目合作模式，形成良性互动，以期建立长期合作的传统。
同时，建立高校与企业之间人才的联合培养模式，鼓励企业为高校学生提供实习机会，从中发掘所需人才类型，并反馈给高校;高校则针对这种反馈进行人才培养模式的调整，从而充分发挥企业的人才培养导向作用。
2 基于产学研协同创新模式的教学设计
针对学生对实际应用知识缺乏的问题，创新教学方法，首先由主讲教师讲授理论知识，然后邀请科研院所工程师对实际科学问题的重要性进行分析，并组织学生团队，每一团队在课程之初即布置课程设计作业，并贯穿整个教学过程，最后邀请企业专家讲授产品实际开发过程的相关知识，并对学生团队的每一课程设计作业内容进行点评，反馈给学生并进行改进，从而培养学生的创新及实际应用能力。
以加州大学伯克利分校讲授的“可持续制造”课程为例，在教学设计环节即将每组学生分成不同的组，并根据可持续相关知识，选择或自选相关项目，并制定考核标准，形成一份报告，并集中在课程结束后进行答辩，期间每组同学可以自行制定不同的计划，也可以求助于企业工程师，从而不仅有效促进了每位同学团队意识，而且加深对可持续知识的应用背景。
针对学生对机械制造技术基础涉及工艺理解较差的问题，邀请具有丰富经验的企业工艺师傅，讲授机械制造过程工艺对产品的重要性，工艺设计需要注意的问题，如材料选择、工艺参数优化、装配方案优化等。在传统教案设计基础上，结合产学研协同创新模式，进行课程设计，将讲授内容分组，并针对不同内容，邀请不同行业的专家进行讲座，机械制造技术基础课程设计如表1所示。
3 分组团队设计，团队与个人考核相结合方法
鉴于目前教学方法多以个人为主体，缺少团队合作，每人的参与感缺乏等问题，课程之初授课老师准备不同的项目名称，根据个人兴趣选择不同项目，组成不同团队，并布置完成的内容，最后通过个人与团队成绩不同权重计算总成绩的方法，实现每位同学的参与感，培养团队协同感。
所有学生在进行课程设计时，通过自由组合方式分成不同组，并确定组长，根据兴趣点和专业特长，可以选择老师提前准备的题目，也可以自由选择相关专业的题目，从而实现课程设计的多样化、自由性，并鼓励学生独立学习智能制造知识，利用现代化设计方法和相关软件，完成课题研究，并最终形成书面论文，与此同时，在课程结束后，协调时间，每组进行现场答辩，展示各组成果，邀请相关企业人员，进行现场评价，并反馈，从而培养学生团队精神，激励主动学习意识。
4 可持续制造理念的贯穿
当前，中国制造业是以低成本、便宜的劳动力、廉价的能源和资源参与全球制造体系，但是随着能源、资源、环境问题的凸显，传统制造业难以继续生存，必须进行产业结构的升级、发展方式的转型，当前可持续制造是其发展的必然模式。可持续制造的发展模式即在夯实传统产业的基础上，进行创新的制造模式，同时考虑环境、经济、社会因素的一种新的制造模式，中国在这个大的背景下，应该培育新的竞争优势，坚持创新领先地位，将中国低端制造大国转变为中高端制造基地，提高制造业附加值。
结合传统产业中占主导地位的制造业，在本专项领域中进行改革创新，发展具有中国制造产业特色的模式，重视基础技术产业的发展，坚持自主创新，提高产品价值，重视环境、经济和社会问题，最终形成自主创新能力和具有自主知识产权的技术和产品。
要实现可持续制造的有效实施，必须培养新一代技术性人才。可持续制造强调的是在制造中集成环境、经济、社会因素，而目前的老一辈工程师及企业是以产业和效益为第一位的，这不符合可持续制造的发展方向，所以我们不仅需要加强对老一辈工程人员进行可持续制造的知识普及，而且需要培养新一代技术性人才，强调以人为本。
我国在今后几十年中，工业仍将继续发展、提高，制造业将为各行各业经济的发展提供更好更多的装备，为民众提供更多更好的产品，也将与世界各国进行更多更密切的商品交换。而在整个发展过程中，只有不断提高创新能力，提高制造业的价值含量，培养一批高技术人才，发展制造业特色产业，从而提高整个产品档次，进而使产品步入国际先进行列，为人民、为社会造福、为子孙后代造福，才能屹立于世界制造大国、强国之列。
5 结论
通过基于产学研协同创新的教育方法研究，使得广大师生的可持续设计及制造概念得到更新，并向广大师生提出了新的教学要求和挑战。结合机械课程专业教学改革，进行可持续探索，但机械学科可持续发展教学的实现任重而道远，需要不断进行教学设计改革，并与现有教学方式相融合，需要长期进行探索与研究。
注释
① 丁晓红，祝雁冰.工科设计学中的技术管理教育.高等工程教育研究，2007.5：032.
关键词：机械工程；机械设计能力；培养模式；典型案例
机械制造业不仅是现代工业发展建设的发动机，更是国民经济的支柱产业。近年来随着科技的进步，“中国制造2025”正推进制造业由传统制造向现代制造与智能制造进行转型与发展。“科技强国，人才兴国”，为适应产业的飞速发展与转型的需求，社会对具有较强机械工程实践与创新能力的高素质应用型高级专业人才需求量增大。因此，在高校机械专业人才培养中，亟须强化工程实践能力与现代机械设计能力的培养[1]。为提高机械专业人才培养质量，各高校在人才培养体系、核心课程的教学内容与教学方法等方面都进行了大量的有益探索[2-3]。但目前，相关教改研究主要集中在教学内容与教学方法的改进与优化以及实践教学改革研究等方面[4]，而对深度融合多课程、多环节的全过程专业能力培养的研究较少。为提高毕业生的现代机械设计能力，开展基于典型案例的多课程、多环节、深度融合的培养模式研究，符合机械专业工程教育专业认证的大潮流，具有重要的意义和推广价值。
一、现状及问题
地方院校主要为区域经济建设和社会发展服务，承担着为行业技术进步培养卓越工程人才的责任。然而，一直以来部分地方院校沿袭高水平院校机械专业人才的培养模式，未根据自身实际情况修改导致所培养的人才与社会需求错位，社会急需能胜任现代机械制造行业发展的研发、设计工作的专业技术人才。此外，地方院校学科专业硬件建设的投入较小，先进仪器设备与实训平台的台套数少，实践教学环节较为薄弱。我国已广泛开展工程教育认证工作，基于工程认证以成果为导向的教育理念，学生毕业能力是人才培养的核心任务，而现代机械设计能力是机械设计制造及其自动化毕业生的核心能力。由于机械设计类课程多、教学内容比较抽象、理论深奥且比较枯燥，学生多有畏难、厌学情绪，教师授课比较困难，导致学生机械设计知识掌握不扎实、机械设计软件应用不熟练、机械创新设计与综合设计能力较弱等现象，学生的专业能力与机械工程实际需要存在一定的脱节，不能满足机械制造业发展的人才培养需求，人才培养效果还需继续改善。本文以哈尔滨商业大学的机械专业为例，该专业已开展工程教育认证工作，根据培养方案要求毕业生须具备包括机械产品设计能力、机械零件制造能力、机电系统控制能力、特色食品包装机械研发能力的机械工程综合应用能力，其中最基本、最核心的是机械产品设计能力，专业能力形成体系如图1所示。针对培养目标，培养方案中不仅设置了“机械原理”“机械设计”“机械系统设计”等理论课程，也安排了机械设计课程设计、专业综合课程设计、专业生产实习、CAD/CAE实训及毕业设计等实践教学环节，形成了比较完整、规范的现代机械设计能力培养体系（如图2所示）。通过这些教学环节的训练，机械专业的毕业生能比较熟练地掌握现代机械设计方法及手段。但是，由于各门课程、各个实践环节的缺乏交流协商机制，都按各自的思路与模式开展教学，没有形成一个统一、有机的全过程培养体系，导致出现部分基础薄弱的学生工程软件应用不熟练、机械创新设计与综合设计能力较弱等现象，毕业生的现代机械产品设计能力还有待提高。
二、培养模式改革的具体方案与措施
在工程教育背景下，哈尔滨商业大学机械设计制造及其自动化专业优化人才培养途径，研究建立了基于典型案例的深度融合的多课程、多环节的现代机械设计能力全过程人才培养模式。
（一）完善机械设计能力全过程培养体系
为实现符合工程教育专业认证的毕业生专业能力培养要求，机械专业修订了人才培养方案和课程教学大纲，并整合、优化工程案例，通过齿轮传动及减速器设计的典型案例，将现代机械设计的能力培养贯穿课程教学、生产实习与课程设计、毕业设计等人才培养的全过程，全面夯实学生的机械设计能力，提高毕业生的工程素养与工作适应性。基于学科认知规律，从机械专业的初步认识机械→简单机械产品设计→现代机械设计方法设计→机械产品综合设计→复杂机械产品设计→复杂产业机械设计及研发→实际工程应用的人才培养规律，综合分析机械专业的师资队伍、硬件条件以及历史传承，建立机械专业基于典型案例的现代机械设计能力全过程培养体系，如图3所示。
（二）充实机械设计能力培养的教学内容
以齿轮传动及减速器设计为案例，将机械原理、机械设计、机制工艺等核心课程与课程设计、实训、生产实习、毕业设计等实践环节深度融合，经过多轮从理论到实际、从实际到理论的循环培养过程，逐步培养学生运用专业知识去分析、解决机械工程问题的能力。形成规范、完整的机械设计能力培养体系，解决了机械设计类课程追求理论体系完整、忽视工程实践的弊端。1.第三学期。“机械原理”课程教师可通过学生感兴趣的汽车及变速箱动画，使他们了解汽车变速箱的工作原理及齿轮传动原理，增加其对传动机构有感性认识，激发学生的学习热情，同时，着重讲解齿轮传动的工作原理及轮系设计，解决由于课程理论深奥且比较枯燥的难题。2.第四学期。首先，可通过“金工实习”让学生近距离观察CA6140车床主轴箱，使其对齿轮传动有更深入的认识和理解。其次，教师可通过“机械设计”课程教学，重点讲述齿轮传动设计、齿轮校核等内容。最后，通过齿轮减速器课程设计，让学生深入理解齿轮传动设计过程及设计要点，使他们初步了解机械产品设计的基本过程。3.第五学期。教师可通过“机械CAD/CAE/CAM技术”课程，让学生掌握三维设计软件Solidworks、二维平面设计软件AutoCAD的使用，建立轴、齿轮、箱体等典型零件的三维模型，了解ANSYS、COSMOS等先进机械设计软件的应用；通过机械CAD/CAE实训，建立圆柱齿轮减速器三维模型，完成齿轮减速器的装配图及典型零件图，使学生真正理解如何运用先进工具完成机械产品的设计。4.第六学期。可通过大型机械制造企业生产实习，让学生理解齿轮、齿轮轴等典型零件的加工工艺；通过“机械制造工艺学”课程，重点理解齿轮加工工艺、设计计算以及尺寸链等内容；通过齿轮加工工艺及夹具设计，使学生深入理解机械产品、机械零件的设计及加工，形成机械产品设计过程中要综合考虑机械零件加工的良好工程设计习惯。5.第七学期。通过“机械系统设计”课程教学，重点讲述有级变速传动的设计；通过车床主轴变速箱课程设计，让学生能进行复杂机械系统整体布局、传动系统设计、操纵机构设计等，形成复杂机械产品设计的初步能力。6.第八学期。通过毕业设计，让学生运用Solidworks等工程软件完成一个比较复杂的机械产品设计，形成复杂机械产品设计能力。通过6个学期全过程机械产品设计能力的培养，可使学生具备熟练运用机械专业知识和专业技能的能力，能够运用自然科学和工程科学的基本原理，去表述与分析复杂机械工程问题，提出解决方案，完成比较复杂的机械产品的设计与开发，提升专业能力和工程素养。
（三）改革教学方法，提升教学效果
为提升教学效果，教师要全过程贯彻案例式教学方法，并形成自己的课堂教学、实践教学及课外科技活动相结合的立体化教学思路。1.采用案例驱动教学方法，提高学生的工程设计能力。通过齿轮传动及减速器设计的典型案例，全过程贯彻齿轮传动及减速器的工作原理、设计理论及工程实践，逐步培养学生运用专业知识去分析、解决机械工程问题的能力，夯实学生的现代机械设计能力，提升学生的工程素养和工作适应性。2.采用系统论方法，完善机械设计能力培养体系与课程内容。采用系统论方法，将机械设计类各门课程、各个实践环节各自为政开展教学的现状，通过齿轮传动及减速器设计的案例教学，形成一个统一、有机的机械设计能力全过程培养体系，提升学生的工程素养和工作适应性。3.采用重点论方法，提升学生对机械产品设计的理解。教师要全过程地重点讲解齿轮传动及减速器的设计、加工、材料选用、总体设计以及三维建模等，通过课堂讨论及习题课，让学生举一反三，充分调动其学习积极性，促进其对课程内容的消化和理解。4.采用理论联系实际的方法，将教改、科研成果及学科前沿融入教学。教师可采用理论联系实际的方法，将教改、科研成果、学科前沿和高新技术信息有机地融入教学过程，不断补充、更新教学内容，深化学生对机械理论知识的理解和掌握，锻炼其实际动手能力，并向其传授更多、更新、更先进的知识，激发学生的兴趣。5.结合实践教学与课外科技活动方法，提升教学效果。教师可结合生产实习、课程设计与课外科技活动，通过现场实物教学法，提升学生对机械的感性认识，激发他们主动学习的积极性，提升教学效果。
三、结论
本文在对机械制造业发展现状及需求的大量调研基础上，分析地方商科院校的现实困境及现状，并以哈尔滨商业大学机械专业为例，建立了基于典型案例的现代机械设计能力的全过程培养体系。通过齿轮传动及减速器设计的典型案例，将现代机械设计能力的培养贯穿课程教学、实践教学等人才培养全过程，全面夯实机械专业毕业生的机械设计能力，提高毕业生的工程素养与工作适应性。通过对机械专业培养模式的改革，将会使培养出的机械专业人才更符合国家发展战略以及产业转型需要。通过该项目的研究，也可为其他地方院校在进行机械专业培养模式的教育改革与实践中提供有效的经验借鉴与参考。
参考文献：
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[2]彭翔,李吉泉,姜少飞,等.面向工程能力培养的机械设计课程教学改革研究[J].机械设计,2018(S2).
[3]娄燕.专业认证驱动下的机械专业工程实践能力探讨[J].当代教育实践与教学研究,2019(21).
机械类专业的学生，工作的对象是机械设备，现代机械设备已不是一个单纯的机械产品，而是机电液一体化的集成产品，机电液一体化技术的发展对机械制造模式及机械产品产生了深刻的影响[4，5]。因此，在机械类专业教学改革中，专业建设的核心内容，是制定与优化人才培养方案，探索培养满足机械需求的高等机械工程类人才。人才培养方案包括为实现教育目标所必须的课程体系、教学内容、教学方法、实践环节等基本内容。第一步，广泛调研，了解社会对机械工程人才综合素质与知识结构能力的需求；第二步，确定机械类专业人才在机电液综合能力方面的培养目标和培养模式，架构机械类专业学生机电液综合能力培养的理论教学体系。
（一）教学改革方法及创新点
专业建设包括课程整合、实验、实习、机电液综合课程设计等内容。教学改革解决问题的方法如图1所示。
（二）课程教学内容改革
我校机械专业成人高等教育，课程设置模式沿用传统的学科课程的组织模式，其特点是：分学科设置课程，根据社会发展需要，一般五年一次修订人才培养计划和培养目标，重点是整合并建设课程群，使课程体系具有科学性、特色性、系统性和可操作性。①夯实基础，机械类专业基础课程包括机械制图、机械零件、计算机绘图、金属材料与热处理、公差配合、工程力学、机械制造工艺等；②反映专业特色，专业必修课程主要有机械设计基础、电工电子技术、机械制造工艺基础、液压与气动、微机原理、数控技术、计算机辅助设计、机电传动控制、机电一体化系统设计。③宽口径，如机制方向选修课包括计算机辅助制造、数控编程与Mas-terCAM、精密制造和特种加工；机电方向、数控方向选修课有单片机原理及应用、特种加工、数控编程与MasterCAM。这可以拓宽学生的专业知识面，增强学生的适应性和创造性。④实践性环节，基本实验、基本操作技能训练课程有机械制图测绘、C语言课程设计、机械设计课程设计、机电液综合课程设计、电工电子认识实习、金工实习、生产实习。⑤专业综合能力培养有毕业设计、创新大赛、科技小组、社会实践等。这充分考虑了课程的实用性。
二、探究式教学法
采用科学合理的教学方法成为教学改革的必由之路。探究式教学法（InquiryTeaching），又称发现法、研究法，是指学生在学习时，教师只是给他们一些事例和问题，让学生自己通过阅读、观察、实验、思考、讨论、听讲等途径去独立探究，自行发现并掌握相应的原理和结论的一种方法[6]。教师根据实际的教学内容和学生特点，组织不同程度的探究活动。目前，我校成人教育机械专业有本科及专升本。为了加强实践应用能力的培养，适应大工程背景的工学结合的要求，学校在课程设计等实践环节，采用探究式教学方法。
三、机电液课程设计中探究式教学法的实施
我们把机械类专业的课程设计，即机电一体化课程设计（两周）、液压传动课程设计（一周）整合成机电液综合课程设计（三周）。整合成机电液综合课程设计的特点是它是机电液课程的综合复习，三者有机结合、融会贯通。在具体设计探究活动的过程时，由于课程设计时间的限制，教师一定要把握好探究内容与探究难度，要站在整体和全局的高度进行设计，逐级推进，系统安排，选择合适的内容让学生能完整地经历科学探究的全过程，以提高学生动手能力、解决实际问题能力和机电液的综合应用能力。教师布置任务：设计一小型混泥土输送泵车或混泥土搅拌机；具体要求：根据功率大小，设计机电液传动系统；同学们确定设计方案。课题小组一般4～5人为一组。教师提出问题，学生讨论后决定学习的重点内容，老师起指导作用，直到完成课题，解决问题。重点是强化实践环节，发挥学生学习的主观能动性。第一步，学生接受任务后进行讨论，查资料，确定设计方案，涉及的内容有机电传动、液压传动、传感器的应用、电路设计、数据采集与处理、计算机智能系统设计、机械结构设计等。第二步，学生分析项目任务后，开始查阅资料并复印部分论文，涉及的内容有机电传动、液压传动原理、传感器、产品样本等。引用别人的成果、学习别人所做的选择，这个过程能使学生开阔眼界，启发学生的创造思维。第三步，确定方案。方案确定需要教师和全课题组同学的参与、讨论、定夺。同学们先根据自己的设计任务谈谈对该任务的理解、已做的准备工作和将要实施的设计方案，如采用机电传动系统或液压传动系统，通过查阅相关资料后，确定设计方案并说明采用方案的理由，并将此方案展现给大家进行评判。这是同学们广泛听取和采纳别人意见的过程，这个过程确实使学生感到收获很大。
四、结论
[关键词]Solidworks应用 能力培养 研究与实践
[中图分类号] TP391.72 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）12-0147-02
机械制造业是国民经济的基础产业，其水平与规模是衡量一个国家科技水平与经济实力的主要标志之一。进入21世纪以来，随着计算机技术的快速发展，利用信息化改造传统产业，是中国制造业发展壮大的必由之路。中国制造业的发展壮大需要掌握现代先进工程技术的人才。
作为为制造业培养人才的高校机械类专业，近年来，虽然对课程体系、教学内容、教学手段和教学方法等进行了改革，但仍没有跳出传统技术和传统思维模式，很多高校只是将CAD / CAM作为一门课程讲授，注重讲授原理，而对制造业广泛应用的三维工程应用软件讲得少，致使学生缺乏实际工程技术应用能力。课程体系设置中，没有将产品的设计、制作工艺、管理等环节系统地串联起来，与企业需求脱节。
因此，需要对机械类专业课程体系、教学内容、教学方法和手段进行整合和优化，建立全新的基于Solidworks工程应用能力培养的机械类专业教学改革，培养学生的工程技术应用能力，实现大学教育与企业工作岗位的无缝对接。
武昌工学院是一所新建地方本科高校，近年来，机械类专业坚持“以机、电、计算机技术为平台，以数控技术应用为专业特色”的专业建设思路，进行教学改革与实践，加强课程体系改革和实践教学条件建设，以Solidworks应用（CAD / CAM / CAE）为课程体系主线，将Solidworks的各个模块融入相关课程中，逐步建立基于三维技术的设计、制造工艺、支配、管理的实际工程概念，构建了CAD / CAM / CAE一条龙的教学、实训体系，强化学生工程意识，培养学生工程技术应用能力。
一、工程技术应用能力培养教学平台的选择
三维软件种类很多，我院选择的教学平台是Solidworks三维设计软件，早在2006年就购买，主要基于一是好学、易用，功能强大，产品完全汉化，可以实现二维、三维转化，适合学校教学特点。二是产品实用性广，是国内外中小型企业广泛应用的三维CAD主流产品，学生走向工作岗位后，直接上手应用，缩短了新员工培训周期和企业用人成本。
二、工程技术应用能力构成
根据企业岗位能力要求，必须具备的工程技术应用能力有：
（一）工程图学能力
工程图学能力是以三维建模为主线，培养学生的空间思维能力、表达能力、看图能力、建模能力、创建工程图能力及创新能力，将工程制图的经典内容与计算机绘图（二维、三维）知识有机结合起来，对“机械制图”、“机械设计”、“机械原理”、“机械制造技术”、“机械设计综合课程设计”、“毕业设计”等课程及集中实践教学环节进行重组和优化，重点培养三维零件和装配体设计技能培养。
（二）基于三维技术的机械设计综合设计能力
将“机械原理课程设计”和“机械设计课程设计”整合为“机械设计综合课程设计”，按照机械设计的步骤，从选题、构思、设计、实现、运作开始，使学生初步形成应用专业知识设计产品的能力，加强机械系统创新能力的培养。基于三维技术的机械设计综合设计能力的培养，从零件建模、部件装配到整机的运动仿真（CAE），均以数字化、可视化的形式展示设计过程，为实现机械综合创新设计能力培养打下基础。
（三）基于三维技术的机械制造工艺及夹具设计能力
基于三维技术的机械制造工艺及夹具设计能力的培养包括：一是三维工艺能力（CAM）设计能力，二是夹具设计能力。选定一个机械产品（机械设计综合设计的作品）的零件，进行机械制作工艺设计、夹具设计。
（四）数控加工工艺与编程能力
数控加工工艺与编程能力的培养目标是掌握中等复杂程度零件的数控加工工艺过程，运用CAD / CAM软件进行零件造型、编程和仿真。在教学过程中，引入SolidCAM三维CAM软件，实现CAD / CAM / CAE集成，利用其仿真功能，验证形式的设计成果，强化学生工程意识，激发学生学习兴趣。
（五）计算机辅助制造能力
计算机辅助制造能力是基于产品的三维模型，通过定义一系列加工要素和参数，实现加工轨迹的自动生成，特别是对于复杂零件的多轴加工，运用此项技术可以确保工艺规划和加工工序以可视化的方式在实际加工之前得到验证和优化。
三、工程技术应用能力培养措施
机械类专业的专业基础课、专业必修课多，长期以来课程体系松散，内容重复，课程之间缺乏有效链接，没有一个明确的课程主线。而设计以二维为主线，工作量大，复杂曲面难以表达。高校普遍教学手段落后，实验多为验证性，满足不了培养工程技术应用人才的教学要求。因此应对此进行改革。
（一）课程体系和教学内容优化整合
以Solidworks工程技术应用为主线，以设计为中心，对二维模式机械类课程体系和教学内容进行优化和整合，通过Solidworks先进的技术平台，将Solidworks软件的设计（CAD）、制造（CAM）、分析（CAE）各个模块融入机械系列课程中，建立基于Solidworks（CAD / CAM / CAE）工程技术应用的理论课程体系和实践教学课程体系，坚持计算机软件教学四年不断线。
课程举例一：“机械制图”。加大三维绘图能力的训练，利用Solidworks系统的三维实体设计技术，在机械制图课程中加入三维设计的教学内容，注重培养学生的空间思维能力、表达能力、看图能力、建模能力、创建工程图能力及创新能力。举例二：合并“机械原理课程设计”、“机械设计课程设计”为“机械设计综合课程设计”。改变机械原理偏重理论分析推导，机械设计偏重强度计算校核的模式，加强机构与系统设计的教学，突出基本原理、基本方法的掌握，充分利用Solidworks对工程问题的设计、计算、分析和仿真的功能，培养学生的空间思维、设计能力。举例三：“机械制造技术”课程引入SolidCAM三维CAM软件。运用Solidworks系统将虚拟加工引入教学，增加特种加工的教学内容，加强学生对先进制造技术知识的掌握。举例四：利用Solidworks软件的集成性（CAD / CAM / CAE），形成以设计为中心的课程教学体系。这样使学生掌握设计、仿真、分析、制造、装配的整个环节，培养学生的工程技术应用能力。
（二）教学手段和实践环节优化整合
教学手段决定教学质量和效率。传统的教学手段下（模型、挂图、幻灯片），教师工作量大，占用时间多，重难点难以突出，而机械类专业课程实践性强，课堂上难以实现。改革教学手段，强化实践教学十分重要。
1.建设数字化教室、数控加工仿真实验室、机械创新实验室，建立以计算机辅助的综合性、开放性、创新性的现代化实践教学场地，实验室对学生开放，培养学生创新能力、主动解决实际工程问题能力。
2.构建CAD / CAM / CAE一条龙实践教学体系，对课程实验、实践教学环节进行优化整合，打破课程界限，以Solidworks三维设计、制造、仿真为主线，强调机械系统创新能力的培养，将分散的知识点通过机械系统联系起来，将各课程独立的验证性实验通过创新性、综合性实验结合起来，培养学生综合工程技术应用能力，解决实际问题能力、工程实践能力。
3.开展课外实践活动，组织学生参加大学生机械创新设计大赛、大学生工程训练综合能力大赛、三维数字化设计大赛、大学生挑战杯科技创新大赛等项目比赛，取得了较好成绩，提高了学生的学习兴趣，激发了学生的创新热情，提高了学生的工程技术应用能力，增强了学生就业竞争力。
四、结束语
通过几年的教学改革实践，取得了良好的效果：其一，通过改革教学内容、方法和手段，促进了机械学科的发展。机械设计制造及自动化专业是湖北省重点本科专业，是湖北省新兴战略支柱产业本科项目，依托机制专业，成立了湖北省绿色风机制造协同创新中心，反过来这些项目也成为培养学生工程技术应用能力的平台。其二，培养了学生工程技术应用能力，初步具备了与工作岗位要求相适应的知识结构与基本技能，使得学生毕业后与工作岗位实现无缝对接，提高了学生就业率，缩短了企业用人成本，取得了较好的社会效益。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 席平，王晓霞，程伟，等.三维CAD实验课程体系建设[J].工程图学报，2009（2）：133-138.
[2] 章志荣，苏纯.将三维CAD / CAM技术引入应用型本科机械类专业毕业设计的探索[J].江苏技术师范学院学报2008（1）：70-73.
一、注重学生实践操作
机械制造专业的课程实践性较强,其理论知识与实践生产进行有效结合,才能实现学校教学目的。因此,加强课堂教学与实践性教学的有机结合是必然的选择,教师可以通过实践教学,将学生从课堂领进操作现场,面向机械加工企业,通过科研和实践教学中的联系,收集更多富有特色的适合课程设计的典型零件,进一步扩充并更新课程设计题库,为学生创造更多的实践机会,在校期间能够接受工厂训练,加强实践教学,有效减少机械设计过程中的盲目性、随意性,培养学生工厂实践、创新和动手能力,不断开拓学生的视野,为企业生产一线培养高技能应用型人才。因此,机械制造课堂教学与实践课程的结合,是社会发展的必然的选择。
二、科学有序的课程设置
专业综合性实验课是实践课程中的重要组成部分,教师可以通过各种实验,培养学生对机械制造专业的喜爱,同时也进一步启发学生在实验教学中积极动手、思考,在不同实验中总结所获与所感,在实验过程中反思还存在哪些需要在课堂学习中继续完善的理论知识。学生实验过程中,教师一定要做好示范和引领作用,课堂教学环境中需要实践操作的环节,教师要组织学生多进行相关实验课题的讨论和研究,把课本上比较空洞枯燥的教学内容,转化为实验课题进行学习,增强学生的综合应用能力。在考试检测时,把实验题目与综合能力考察的题目进行有效整合,列入考试内容。以此激发学生对实验的重视程度,引导学生重视自我实践能力的培养。在教学中,我们要根据社会时展需求,紧跟社会对人才需求的趋势,不断调整课程设置,改进教学方式。在学校专业学科教学中抓好文化课教学,同时加强专业课教学,两者相辅相成,互相促进。开设丰富的中职文化课,如语、数、外、计算机等课程,能够有效提高学生的文化素质和基础知识,形成正确世界观、人生观、价值观,积极乐观地面对学习、生活、人生,形成健全人格。专业是学生今后参加工作的基本,因此课时设置要结合今后工作岗位的实际需求来安排,狠抓专业课程,同时要跟踪当前领域的发展趋向,及时向学生渗透新技术,保证所学技能的实用性。
三、充分运用现代教育手段
现代教育媒体在各课程中已广泛应用。在中职机械制造教学中,教师要大胆尝试,充分发挥现代媒体的教学优势,利用现代媒体音、形、声、视频、动画等手段,改进教学,不断创新探索,把空洞的语言描述变得形象生动,把深奥抽象的道理变得浅显易懂,把繁杂的专业知识变得简单易解,真正实现课堂趣味性和有效性。
关键词：应用型创新人才 培养模式 机械专业
中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2014.04.017
进入21世纪以来，社会发展日新月异，高校的改革不能只关注教学本身，而应该更多地关注社会发展趋势与企业的需求，努力使自己培养出来的学生更加符合社会需求。
宁波大红鹰学院机电学院机械设计制造及其自动化专业自2008年随着学校升本以来，至今已经招收五届学生，共计1200名左右，学院包括学校明确提出要办机械类专业应用型创新人才的培养模式，并且非常重视。随着08级本科毕业生进入社会开始工作，学院对学生所在的中小企业做了机械设计制造及其自动化专业人才培养目标及规格调查问卷，并进行相应的分析，为更好地推进机械类专业应用型创新人才的培养模式打下基础，使得我院机械类毕业生能更好更快地融入企业，为企业服务。
我们深入调查了毕业生在企业里的工作情况，与企业进行大量沟通，了解企业对我们毕业生的基本要求，从而修订了学校本科机械类专业应用型创新人才培养模式，从以下几方面考虑：
1 专业培养目标
本专业立足浙江、面向长三角，培养德、智、体、美全面发展，具备机械设计、制造、自动化等方面的基础理论、基本知识与应用能力，能在工业生产第一线从事机电领域内的计算机辅助设计与制造、科技开发、运行管理等方面工作的高素质应用型人才。
2 应用创新型人才的专业培养基本要求
2.1 应用创新型人才的知识结构
第一，具有较扎实的自然科学基础，较好的人文和社会科学科学知识，较好地掌握本国和一门外国语言、文字的知识。 第二，较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识，主要包括力学、机械学、电工与电子技术、机械工程材料、机械设计工程学、机械制造基础、自动化基础、数控加工技术等基础知识。 第三，了解企业运行管理、销售等方面的基础知识。第四，具有机电一体化装备、模具设计与制造和制造信息化等专业方向之一所必需的专业知识，了解其前沿及发展趋势。
2.2 应用创新型人才的能力结构
第一，具有正确运用本国语言、文字撰写和阅读科技论文、设计说明书的能力。第二，受到现代工程师的基本训练，具有进行机电产品设计、制造及设备控制的基本能力。第三，具有本专业必需的制图、计算、实验、测试、文献检索等基本技能。第四，能够顺利阅读本专业的英文资料，具有一定的英语听、说、写能力和涉外业务处理能力。第五，具有计算机技术应用能力，本专业必需的基本工艺操作能力。第六，具有初步的科学研究、科技开发、组织管理能力。第七，具有较强的学习能力和创新能力。第八，掌握锻炼身体的基本技能。
2.3 应用创新型人才的素质结构
第一，具有较高的政治素养和良好的道德品质。第二，具有较强的自信心、进取心和社会责任感。第三，具有求实诚信、吃苦耐劳、爱岗敬业的品质和良好的团队合作精神。第四，具有良好的学习习惯。第五，具有健康的体魄和良好的心理素质。第六，具有较强的法律意识、市场意识、安全意识、质量意识以及创新意识和创业精神。
2.4 应用创新性人才的职业资格要求
推荐获得下列证书之一：
第一，熟练掌握一类数控机床的基本操作，达到相应的国家职业资格中级工或以上水平。第二，机械AutoCAD（Ⅱ）级或以上水平证书。第三，Pro/E（Ⅲ）级或以上水平证书。也可以是（UG、MasterCAM等同级证书）。
3 应用创新型人才培养的创新点
学校为了配合学生的各种能力的培养，在加强理论学习的同时，完善实践教学，培养学生发现问题、分析问题、解决实际问题的能力，以项目驱动为教学改革手段，提高学生的工程应用和知识创新能力，增强学生毕业后在工作岗位上的快速适应性。其中实践教学体系一般主要由以下几部分组成：
第一，需要掌握的基本技能主要包括了工程制图学完后的机器测绘、工程力学中的常用实验、公差配合与测量技术实验、金工实习等，这些实习内容培养学生具有基本的动手能力。第二，专业技能主要是课程设计，其中包括了机械设计课程设计（以二级减速器的拆装设计为主）、机械制造基础课程设计（以不同的夹具设计为主）、电工电子课程设计（PLC、单片机）、机械原理课程设计、液压传动课程设计等，目的是培养学生具有基本的实践技能。第三，创新设计主要包括全国挑战杯设计大赛、浙江省机械设计大赛、学生的专利申请等，主要培养学生的工程创新思维与动手能力。第四，专业考证包括了数控加工技术、AutoCAD、PRO/E及Solidworks等职业资格认证培训，为今后在工作岗位的发展能打下坚实的基础。
4 结论
根据应用型本科机械类专业工程应用型创新人才的企业需求分析，提出机械类专业应用型创新人才培养的新模式，按“一核心三方向”的要求创建专业知识培养体系：以数控制造为专业核心，以机电装备制造、模具制造、制造信息化为专业方向；按“一突出三加强”的要求创建能力培养体系：突出技术应用能力，加强学习能力、涉外业务处理能力和创新能力，以此为我校机械类专业应用型创新人才的培养质量提供强有力的保证。
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[3]李培根.构建创新人才培养体系之我见[J].中国高等教育，2008，（5）.
关键词：中职；机械加工专业；职业能力
在机械制造专业人才已成为制造业中提高企业的产品质量、工人们的劳动生产率、增加企业运营效率必不可少的人才，有关人士指出，未来全球机械制造业的竞争就是机械制造人才的竞争，但目前我国机械制造专业人才还是比较少，机械加工专业学生的专业能力不强，着力培养合格的机械加工专业人才是中职院校的当务之急。
一、培养中职加工专业学生专业能力的目标
中职机械加工专业着力于培养社会主义建设所需要的，德、智、体、美、劳全面发展的，为机械制造业的运行、维护、设计、制造及开发基本能力的高级应用型专门人才。中职机械加工专业的学生要通过自身学习，通过课堂理论教学和课后动手实践教学学习，来从中获得工程师的基本训练，毕业生达到理论与实践都过硬的专业技术。在政治思想道德方面：热爱祖国，热爱机械制造，有吃苦耐劳的精神，努力创新，具有全心全意为人民服务的精神。遵守入职企业的规章制度，懂法、守法，有良好的社会公德和职业道德与个人的思想素质。
二、培养中职加工专业学生对专业的自我认知能力
1.中职院校通过对学生进行专业的入学教育，使学生初步了解自己所将要从事职业的具体事宜，所要满足的条件，对自己的专业有着大体的了解，同时，考虑自己的兴趣爱好，是否喜欢从事这一行业，对自己的职业进行合理有效的规划，树立人生目标，增强从业危险意识，养成良好的创业精神。帮助学生了解自己的行业给国家、给自己带来的好处，以成为自己专业行业优秀技术人员或是优秀的企业管理人员，激励学生努力学习，大胆创新，培养吃苦耐劳的精神，立志迈向自己专业，所将从事工作企业的最高峰。
2.通过教师的课堂讲解，传授学生专业知识，告诉学生所从事工作的各项事宜，同时，课下的学生动手实践是培养专业能力的关键，通过学生自己亲自动手，使他们充分了解机械加工的各种注意事项，从中慢慢摸索技巧，慢慢创新，让学生参观工厂的生产车间，让学生了解专业实习设备和工作环境，对自己的专业有初步的了解。邀请工厂的机械技术人员进行大型的专业技术讲座，开发学生对机械加工的热情，使他们更加清楚自己所从事的工作。因此，培养机械专业学生的自我认知能力是机械加工职业院校必不可少的工作方式。
三、培养中职机械加工专业学生的措施
1.中职院校要对学生实行分批分段教学的方式，大大拓宽学生的专业知识面。低年级的学生不必分开也不分方向，进行统一培训、学，共同学习专业基础课，这样就可以使学生掌握好扎实的专业知识基础。对高年级学校进行专门的专业培训，以利于学生按各自的专业方向、志趣及特长选择课程学习。
2.学校应加强学生基础知识、基本理论和基本技能的教学。扎实学生的专业基础技能，在本专业教学中增加了计算机图形学专业课程，以加强学生计算机绘图知识和技能的培养。
3.学校为了拓宽和培养学生对机械加工的深切认知，增加部分交叉学科、边缘学科。开设了机械测试技术、机械CAD/CAM、机械创新设计和工业机器人等选修课程，大大加大了学生的学习爱好与对专业的兴趣。
4.学校要大力加强学生的课外实践性教学环节，大力培养学生的实际工作能力，加强学生的动手能力，以便学生就业后能够更好地掌握操作技巧，作为应用型本科院校，实践性教学比例不少于30%，而机械专业实践性教学总学时已达到37%。中职院校的课程也应开设、机电一体化系统设计，金工实训、机械制造装备课程设计、模具课程设计、数控加工仿真和实训，这将会大大增加了实习、实验等内容在课程中的比例，加强实践性教学环节，培养学生的动手能力，提高学生的实际工作能力。
总之，为了将我国的机械加工业走向世界，就需要中职院校大力地培养优秀的机械专业人才，培养学生的专业技能，培养学生对机械加工业的兴趣，培养学生良好的专业素养，培养学生良好的思想品质是为国家机械制造业输送机械加工人才的重点，中职院校要明确机械加工人才的培养规格和质量要求，制订符合市场需求的机械加工技能型工人和机械技术人员的培养目标，按照国家企业规定的人才培养规章来确定课程质量标准，力求培养出优秀的机械加工型人才。
参考文献：
[1]李瑾.提高中职机械加工专业基础课程教学环节质量的探讨[J].职业，2006（S1）.
关键词：机械专业；实践教学环节；机电液复合人才培养；教学改革；探究式教学法
中图分类号：TH 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）36-0194-03
成人高等教育是我国教育体系中的重要组成部分，是对我国高等教育制度的发展和完善，也是发展终身教育制度的重要组成部分。目前，我国成人高等教育的主要形式有：函授教育、夜大学、自学考试、学历文凭考试等学历教育，以及大学后继续教育[1]。当今社会，尊重知识、尊重人才的观念已经被社会认可，但是现行教育体制重学历教育、轻技能培训，造成技术工人严重短缺[2]。而我国机械行业的高级技术工正面临着严重的人才缺口。随着我国工程技术的发展，自动化程度不断提高，在大型工程机械方面，更需要很多机电液的复合型人才，需要机械类学生具有一定的综合应用机电液一体化相关技术的能力。
为了顺应社会发展、市场经济发展对人才需求的变化，《成人高等教育机械专业机电液复合人才培养教学研究与实践》课题，针对机械专业机电液综合能力培养，对课程内容进行了研究和整合，在机电液课程设计中采用探究式教学方法进行探索和实践。
一、现有成人高等教育模式存在的问题
当前，我国成人高等教育主要存在的弊端是传统的成人教育，教学内容及教学方法等长期摹仿普通高等教育用的一种设计，甚至把成人高等教育变成“它缩型”的普通高等教育。目前，机械类成人高等教育存在的主要问题是轻视实践、脱离实际，知识结构体系不够完善、实践训练不足，实践教育过窄、功利导向过重、共性制约过强，从而导致成教毕业生的就业市场不乐观。成人高等教育的出路在于明确定位、加强改革、提高水平[3]。
课题教改的思路是成人高等教育应有别于普通高等教育，设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案时，以市场需求为导向，以适应社会需要为培养目标，以培养高等技术应用型专门人才为根本任务，以技术应用能力（机、电、液综合能力）为培养主线。
二、教学内容修订、机电液课程群整合
机械类专业的学生，工作的对象是机械设备，现代机械设备已不是一个单纯的机械产品，而是机电液一体化的集成产品，机电液一体化技术的发展对机械制造模式及机械产品产生了深刻的影响[4，5]。因此，在机械类专业教学改革中，专业建设的核心内容，是制定与优化人才培养方案，探索培养满足机械需求的高等机械工程类人才。
人才培养方案包括为实现教育目标所必须的课程体系、教学内容、教学方法、实践环节等基本内容。第一步，广泛调研，了解社会对机械工程人才综合素质与知识结构能力的需求；第二步，确定机械类专业人才在机电液综合能力方面的培养目标和培养模式，架构机械类专业学生机电液综合能力培养的理论教学体系。
（一）教学改革方法及创新点
专业建设包括课程整合、实验、实习、机电液综合课程设计等内容。教学改革解决问题的方法如图1所示。
（二）课程教学内容改革
我校机械专业成人高等教育，课程设置模式沿用传统的学科课程的组织模式，其特点是：分学科设置课程，根据社会发展需要，一般五年一次修订人才培养计划和培养目标，重点是整合并建设课程群，使课程体系具有科学性、特色性、系统性和可操作性。①夯实基础，机械类专业基础课程包括机械制图、机械零件、计算机绘图、金属材料与热处理、公差配合、工程力学、机械制造工艺等；②反映专业特色，专业必修课程主要有机械设计基础、电工电子技术、机械制造工艺基础、液压与气动、微机原理、数控技术、计算机辅助设计、机电传动控制、机电一体化系统设计。③宽口径，如机制方向选修课包括计算机辅助制造、数控编程与MasterCAM、精密制造和特种加工；机电方向、数控方向选修课有单片机原理及应用、特种加工、数控编程与MasterCAM。这可以拓宽学生的专业知识面，增强学生的适应性和创造性。④实践性环节，基本实验、基本操作技能训练课程有机械制图测绘、C语言课程设计、机械设计课程设计、机电液综合课程设计、电工电子认识实习、金工实习、生产实习。⑤专业综合能力培养有毕业设计、创新大赛、科技小组、社会实践等。这充分考虑了课程的实用性。
三、探究式教学法
采用科学合理的教学方法成为教学改革的必由之路。探究式教学法（Inquiry Teaching），又称发现法、研究法，是指学生在学习时，教师只是给他们一些事例和问题，让学生自己通过阅读、观察、实验、思考、讨论、听讲等途径去独立探究，自行发现并掌握相应的原理和结论的一种方法[6]。教师根据实际的教学内容和学生特点，组织不同程度的探究活动。
目前，我校成人教育机械专业有本科及专升本。为了加强实践应用能力的培养，适应大工程背景的工学结合的要求，学校在课程设计等实践环节，采用探究式教学方法。
四、机电液课程设计中探究式教学法的实施
我们把机械类专业的课程设计，即机电一体化课程设计（两周）、液压传动课程设计（一周）整合成机电液综合课程设计（三周）。整合成机电液综合课程设计的特点是它是机电液课程的综合复习，三者有机结合、融会贯通。在具体设计探究活动的过程时，由于课程设计时间的限制，教师一定要把握好探究内容与探究难度，要站在整体和全局的高度进行设计，逐级推进，系统安排，选择合适的内容让学生能完整地经历科学探究的全过程，以提高学生动手能力、解决实际问题能力和机电液的综合应用能力。
教师布置任务：设计一小型混泥土输送泵车或混泥土搅拌机；具体要求：根据功率大小，设计机电液传动系统；同学们确定设计方案。
课题小组一般4～5人为一组。教师提出问题，学生讨论后决定学习的重点内容，老师起指导作用，直到完成课题，解决问题。重点是强化实践环节，发挥学生学习的主观能动性。第一步，学生接受任务后进行讨论，查资料，确定设计方案，涉及的内容有机电传动、液压传动、传感器的应用、电路设计、数据采集与处理、计算机智能系统设计、机械结构设计等。第二步，学生分析项目任务后，开始查阅资料并复印部分论文，涉及的内容有机电传动、液压传动原理、传感器、产品样本等。引用别人的成果、学习别人所做的选择，这个过程能使学生开阔眼界，启发学生的创造思维。第三步，确定方案。方案确定需要教师和全课题组同学的参与、讨论、定夺。同学们先根据自己的设计任务谈谈对该任务的理解、已做的准备工作和将要实施的设计方案，如采用机电传动系统或液压传动系统，通过查阅相关资料后，确定设计方案并说明采用方案的理由，并将此方案展现给大家进行评判。这是同学们广泛听取和采纳别人意见的过程，这个过程确实使学生感到收获很大。
五、结论
1.机械专业成人高等教育，课程设计是实践性环节的主干课程；课程设计中，始终以学生为主体，以工作过程为导向，按典型工作任务进行课程设计，使学生在校内外的学习和实习过程中都与工作知识紧密结合，提高了学生的创新思维和动手能力。
2.教师通过探究式教学与其他教学方式的结合，使教学具有时效性。探究式教学的过程中，学生能够全程主动参与到教学活动中，充分发挥了学生的主体作用，学生的主体地位、自主能力都得到了加强，也使教师与学生成为实施工学结合课程的共同体。
参考文献：
[1]袁森.成人高等函授教学改革探索――我校电力工程专业教学改革实践的探讨[J].湖北函授大学学报，2001，（4）.
[2]蔡卡宁.拓展大学生创新能力的培养途径[J].中国成人教育，2006，（4）.
[3]韩建海，尚振东，赵书尚，胡东方.成人高等教育机电一体化专业人才培养模式的改革与实践[J].中国现代教育装备，2010，（13）.
[4]万卉，胡国明，巫世晶.机电液一体化技术课程体系教学改革实践[J].中国现代教育装备，2009，（13）.
[5]王会斌.成人教育的定位和使命[J].中国成人教育，2006，（9）：13-14.
