时间：2022-04-22 00:44:23
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篇机械工程测试技术，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。
《机械工程测试技术》是机械类专业的技术基础课，课程集成了工程数学、大学物理，金属与半导体材料、电工电子、信号分析、计算机技术等多门学科理论与技术，具有涉及学科面广、知识容量大、理论分析较多、实践操作性强、学时较少等特点［1］。对于机械专业学生，由于普遍而言本专业学生在电路、电子学以及信号分析与处理等电气信息知识方面相对较弱，所以首次接触本门课程时，在遇到信号的时域频域变换和调制解调、系统动态特性分析等抽象概念时，学生普遍反映该课程理解难度大，思维方式较难适应。若不能快速适应课程的学习，部分学生将出现厌学甚至放弃本门课程的倾向［2］。然而，随着目前机械装备信息化程度的提升，测试技术在机械制造领域的应用愈加广泛，有人断言，衡量一台机械设备机电一体化程度的高低关键就是看这台机械设备上安装的测试装置的数量。因此，《机械工程测试技术》在机械类专业课程中的地位不是在降低，而是越来越重要。作为本门课程的授课教师，在教学实践中，一直在尝试改革创新教学内容与方法，希望能用更通俗易懂的语言、更贴近生产实际的案例来让学生彻底掌握测试技术，使他们能适应机械行业对一名机械工程师在测试技术方面的要求。本文首先分析以往“机械工程测试技术”教学过程中发现存在的问题，然后对近几年的教学改革进行总结。
一、传统教学模式存在的问题
(一)先修课程温习环节薄弱
《机械工程测试技术》是为机械类专业本科生开设的一门偏信息化的专业技术基础课，在学习这门课之前默认学生已牢固掌握电工电子以及信号方面的知识。但从教学实践来看，情况往往不容乐观，部分学生在这些先修课程的掌握方面并不到位或有所遗忘，这就加大了《机械工程测试技术》授课教师的课程开展难度。如果学生不能积极调用先修课程的知识并与测试技术相结合，则随着课程的开展，学生将会逐渐跟不上课程的进度，丧失学习兴趣［3］。
(二)教学内容安排不符合机械专业学生的认知规律
目前大部分机械工程测试技术的教材内容编排是按照以下路线进行:首先介绍测试技术的概要，并举出几例测试技术的工程实际应用，激发学生的学习兴趣。然后，介绍信号及其时域频域描述，接下来就是测试装置的基本特性。随后介绍常用的传感器，再则是讲解信号调理与信号处理。对于基础较好的学生，这种编排并无不妥，但对于应用型本科学生而言，这种编排虚实相间，软硬交融，学生并不习惯这种遍排，容易找不到学习重点［4］。为了调动学生对学习测试技术的热情，使学生既能掌握测试技术中有关传感器器件的使用方法，理解传感器信号变换的物理原理，又能掌握信号处理方面的知识，并能将测试技术理论应用于机械工程实际案例，培养学生的创新能力，需要针对应用型本科学生的学习特点，对课程进行教学改革。
二、针对问题采取的教学改革措施
(一)针对特定教学内容安排相应温习课程
根据教学实践，学生在学习测试技术的过程中，难以做到灵活运用的先修课程内容主要是三部分:1)用于信号分析的微积分知识;2)用于传感器器件的电路分析与模拟电路知识;3)用于应变、扭矩测量中的材料力学知识。为了能让学生能顺利学习后续相应章节内容，在章节开始前安排适当的时长复习这些先修内容，使学生有的放矢，在一种准备充分的心理状态下学习新知识［5］。
(二)按照符合学生认知规律的章节顺序进行教学
基于学生的认知规律，按照“先硬后软”，“先实后虚”的顺序安排教学。在《机械工程测试技术》的第一章，通过讲解几个测试方面的工程案例，帮助学生建立起学习测试技术的兴趣后，不按照教材编排授课，跳过信号及其时域频域分析一章，讲解测试装置基本特性一章节，重点帮助学生建立传感器标定这一概念，随即进行第三章，即“常用传感器与敏感元件”的教学。作为应用型本科，学生学习测试技术的重点在于理解常用传感器的“非电———电”的物理变换原理，以及掌握传感器的使用方法，至此，学生已经对测试技术的物理实现有了比较清晰的认识，再通过电桥、滤波器和放大器的学习，学生就完整掌握了一整套测试装置的工作流程。在学习完以上章节后，再讲授信号及其描述、调制解调以及信号处理，学生就能参照前面学习的测试装置工作的物理过程，对照学习，不会感到无所适从。
三、结语
通过《机械工程测试技术》的教学与改革实践，我们发现要适应应用型本科的专业教学，其核心还是在于要努力将教学内容贴近学生的认知规律，以实际应用为导向开展教学，并且将教学内容生动化、立体化、直观化，这也为我们的教学提出了另一种思考方向。对于一门理论与实践并重的课程，我们如何抓住重点，如何使课程内容在不失完备性的前提下又能充分调动学生的学习热情，这需要我们反复思考、认真总结，相信随着课程教学与改革经验的丰富，在不久的将来一定能收获更为满意的教学效果。
参考文献:
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关键词：机械工程测试技术；实验；教学系统
机械工程测试技术，是机械工程学院必不可少的一门课程，但是与其他的实验教学一样，实验有着他的特殊性，机械工程测试技术尤其如此。机械工程测试技术，是一门涵盖学科范围较广、应用价值很高的一门专业基础课，它涵盖了机械、电子信息、自动仪、仪器仪等多个领域，而工程机械测试技术则是运用了多种技术，比如常用的传感器原理与应用、测试信号调理电路、信号的分析与处理、计算机的测试系统等等。因为该课程涵盖范围极广，因而其具有理论性强、知识点多、思维跨度大的特点，因此必须将理论与实践相结合，只有这样才能取得教育教学的效果。笔者通过对书本的审视，并结合学生的学习特点以及对学生的培养要求，将机械工程测试技术教学实验系统的建构分为了基础性实验系统的建构、综合性实验系统的建构和探究式实验的建构，三个层次来探讨。
1.基础性实验系统的构建
基础性实验室针对信号处理课程量身定做的实验场所，其实验内容丰富，涵盖了教材中所有信号分析的知识，其中包含了信号的基本性质、时域分析、频域分析、调制、加窗、滤波和采样等内容，其程序包含了信号发生器、自相关等从基础到高级的信号处理知识点的演示程序。
基础性实验的信号基本性质其内容包含了基本信号发生器、方法函数&sinc、随机信号、函数FFT的奇偶性、FFT线性叠加、时移和频移；其时域分析包含了RMS&峰值、自相关、互相关、时域卷积、反卷积、信号积分、时域平均-相位、时域平均噪声和小波分析；其频域分析包含了倒谱、谐振、频闪仪、2DFFT、频域平均、频移和轨道；而调制只有幅度调制及解调和频率调制及解调；加窗的内容是窗振幅、窗比较、加窗的频域分析、窗噪声基底、窗重叠和窗分辨率；滤波是基础性实验系统中极为重要的一个部分，滤波器响应时间、FIR窗滤波器设计、IIR滤波器设计、低通滤波器、中值滤波器和恒百分率带宽滤波器；而采样的内容则是重采样及混叠、栅栏效应、频谱泄露、位数&分辨率和限幅。
由于滤波能够随意的将信号中的各个波段进行分析操作，或者是滤除，因而是抑制和仿干扰的意象重要措施。滤波的主要装置是滤波器，它可以帮助实验人员实现选频，并且可以将信号中的特定频率成分通过，还可以衰减其他非特定频率的频率成分，如果我只对信号中某一频段的成分感兴趣时，在滤波器的作用下，去掉其他频段的成分和噪声，从而提高信噪比。如：将一个要处理的信号叠加一个干扰信号，幅值为A=10V、频率f=10Hz的正弦信号与幅值A=5V噪声叠加的原始信号，经过截止频率f=25Hz低通滤波器滤波后，从而将两者进行对比。
通过滤波的实验教学与实验，学生能够掌握和学会响应函数的测试方法，以此来了解各种滤波器的频率响应特性，它能够极为直观的改变教师教学的单一讲解，从而使得学生能够在现象的显示下进行直观的记忆，如果将LabVIEW应用程序配置一个VI服务器的话，那么就可以指定相应的远程计算机，通过网络来加载VI服务器，不仅能够现场试验，而且也能帮助学生预习和复习。
2.综合性实验系统的构建
综合性实验，按照实验内容可以划分为：振动测试、应力应变测试、温度测试和噪声测试4个模块，其中能够针对学生对已学过的测试学原理，通过综合性实验，使学生能初步了解典型测试系统的构成，而且能够明白各个环节的功能和特点，以及典型测量电路的基本构成与特点，在综合性实验系统的构建中，笔者将进行振动测试和噪音测试的探讨。
2.1综合性实验测试振动测试系统的构建
振动测试是机械测试中最基础，也是应用最广泛的技术，其振动测试的内容主要含有圆板固有频率及主振性的测量、机械振动系统固有频率的测量、简支梁固有频率及主振型的测量、单自由度模型参数的测量、振动信号的FFT分析、简谐振动幅值测量和拍振测量；其次是应用较多，尤其是在机械工程中，其实验的内容包含了弯曲变形主应力实验、扭转变形主应力实验、弯扭组合变形主应力实验、拉扭组合变形主应力实验和压扭组合变形主应力实验等；温度测试的内容包含了温度实时自动检测和多通道温度实时动态显示；在工业和运输业中，主要涉及的是噪音测试，噪音测试实验的内容主要有噪音的测量和频谱的分析、环境噪声实时自动监测。
由于振动测试是机械工程测试中最为广泛采用的一种实验，在这种实验中，经常采用的是ZK-5VIC型虚拟测试振动与控制实验装置。在振动测试的过程中，实验装置有4大部分，即振动系统模型、激振系统、振动测量系统、减振系统等，而振动系统的模型一般分为5种：单自由度系统模型、多自由度系统模型、悬臂梁模型、简支梁模型和薄壁圆板模型。激振系统有电动式激振器、非接触式激振器、偏心电机、调压器和激振信号源。更换相应的振动模型和激励系统，可以做成超过20个实验，下面以简支梁各阶的固有频率测量实验为例。
在整个测试实验系统建构之后，如果将新电机取下，然后便能得到简支梁模型，当选用电动式激振器，激振器内部信号源可选用产生10Hz到1Hz，幅度小于等于5v的正弦信号作为输入信号。在实验的过程中，将激振器与激振信号源的输出端相连，连接之后通过调整信号源的输出频率和功率来改变激振力的频率与幅值大小。将压电式加速度传感器与ZK-5VIC型测振仪的输入端相连，ZK-5VIC用数字显示测点的振动位移X、速度V、加速度A，而将输出端接在动态信号分析仪之上，这样动态信号分析仪的操作面板，主要用于完成单、双通道振动信号的时域、频域分析，这样便能全部完成振动测试。
通过振动测试，可以充分了解实际工程中典型测试装置的组成、安装及调试方法；了解测试系统的构成；学会激振器、传感器与测振仪器的操作方法。
2.2综合性实验噪音测试系统的构建
在机械工程测试技术中，工业与运输业的测试也是极为重要的一个方向，因而也不能不提及这个方面，之所以将噪音测试运用于工业与运输业，是因为机电设备的振动具有规律性，因而其声音也具有规律性，当噪音出现的时候，就能获取机电设备的运行状态，因此噪音测试，将为控制噪声、改进产品、设备运行状态检测、制定环保措施及法律等提供必要的依据。
在噪音测试实验中，传感器将声音转化成电信号经过中间变换装置预处理之后传入噪声分析仪，噪音分析仪可以将线性计权总声压级的测试；经过A计权和C计权总声压级的测试；线性、A计权和C计权的1比1倍频程分析；线性、A计权和C计权的三分之一频程分析；8到20Hz高分辨率宽带线性声压频谱测量；然后将数据存盘，数据回放以及测量结构进行打印。在实验的过程中，我们可以搭配转子实验台，通过改变转子的速度、质量不平衡、冲击等设备的配制，以此来模拟及其不同的运行状态，从而能记录振动的特性。
3.探究性实验系统的构建
创新能力的培养是21世纪人才所必备的关键因素，但是实验是一种极为陈规的模式，它不能培养出人的创新能力，传统的实验模式是高度地固定化、程序化的模式，不能培养出人的创新能力，因而有必要构建探究性实验系统。所谓探究性的实验系统，是指学生能够通过自己构建实验系统，进行不同实验的系统，它有着高度的自主性，因而可以满足学生的好奇心，并能将实验内容与实验设备的性能有一个全新的了解，笔者在这里主要阐述平衡测试和轴心轨迹测试，来阐述探究性实验系统的构建。
3.1探究性实验平衡测试系统的构建
旋转机械，是目前运用最为广泛的机械，而其核心部件为转子，如果转子的不能正常工作，就会影响机械的正常工作，因此我们以平衡测试为例，探讨探究性实验系统的建构。
平衡测试，最为关键的就是研究转子是否平衡，转子的不平衡是由于转子质量不均，而这种不均可能是因为重心偏移或者是转子缺损所造成的，转子的平衡方法很多，其中影响系数以简单、对操作者要求低等特点被较多的动平衡系统采用，笔者所探讨的也是影响系数法。
影响系数法采用双面动平衡实验装置，动平衡实验主要由多功能转子实验台、计算机、LabVIEW平台、速度传感器、转速相位传感器、数据采集仪和加重块组成。LabVIEW虚拟实验仪器，具有数据采集、分析和现实的功能。在实验的面板上标有实验操作流程，参数设置，转子运行时的转矩、转速等特性和测试结果的显示，因其具有设计方法独特，结构简单、功能丰富综合性强的特点，而被广泛的教学采用。在实验的过程中，转子通过电动机的皮带所带动，在转动的过程中，在转子支撑点各安装一个速度传感器，以此来检验转子的振动，激光转速相位传感器用来获取相位基准以及转速信息。所有传感器将检测到的信号经过电路的调理之后，输入到数据采集卡，最后在LabVIEW开发出虚拟式动平衡测试仪器处理并显示。
3.2探究性测试轴心轨迹测试系统的构建
除了动平衡测试之外，较为广泛采用的还有轴心轨迹测试，它也是主要利用转子来进行实验的。轴心的轨迹是指轴颈旋转中心相对于轴承中心的运动轨迹。在旋转机械的故障诊断中，其中最为重要的是回转部件中心位置比振幅和旋转副频曲线更能直观地反映转轴运动的情况。对于轴心轨迹的测试，笔者采用旋转机械轴心轨迹分析仪来阐述其测试。轴心轨迹分析仪可以完成两种信号的波迹显示，能够完成两路信号的频谱分析，从而完成轴心轨迹的提供、分解、合成，最后得出科学的结果。在轴心轨迹的测试过程中，要完成水平和垂直的测试，水平的主要做的是前置放大，这需要调整电路，才能进行数据采集，最后将信号发给轴心轨迹分析仪，垂直也是经过这样的程序来完成。其中需要说明的是，将信号收集之后，需要经过LabVIEW开发出虚拟式轴心轨迹测试仪器处理并显示。其中轴心轨迹虚拟分析仪器可以实时的显示轴心轨迹和轴心位置，采集频率和其他的信号，并对这些信息进行存储，当测试完成后，可以离线回放，得出轴心轨迹和轴心位置图。
平衡测试系统与轴心轨迹测试系统的构建的关键在于仪器的设置，它的设计方法相对来说较为独特，但是又结构简单，因而理论性较强，也因不同的转子可以进行不同的实验，这个上文已有阐述，也正是因为这个特点，有助于开发学生的创造性思维，这也意味着对于老师有着更高的要求。
参考文献：
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关键词：机械工程测试技术；教学质量；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）38-0084-02
“机械工程测试技术基础”课程是机械类本科专业的一门专业基础课，课程涉及力学、电子学、材料学、机械工程和计算机科学等多学科知识，具有广博的理论性和丰富的实践性[1]。在机械类本科课程体系中起到承上启下的作用，对于培养学生的理论学习能力、实际动手能力、知识运用能力以及创新能力具有重要作用[2]。课程内容抽象繁多，实践环节要求高，内容多而学时少，故出现了“教师难教，学生难学”的问题。为了适应教学改革需要，提高课程教学质量，探讨该课程的教学方法等十分必要[3]。因此，为了提高该门课程的教学质量，从教学方法、教学内容、实验教学、评价体系等方面做了有益的探讨，提出了教学改革措施，以期提高课堂教学质量，满足人才培养需要。
一、教学方法改革
1.启发式教学，加强师生沟通。在教学中必须充分调动学生的积极性，激发其学习热情，才会主动积极地去学习[4]。因此，采用启发式的教学模式，通过提问与讨论来加强师生沟通，激发学习兴趣。例如，讲授电容传感器时，先回顾电容构造及计算公式，然后提问：影响电容的因素有哪些？被测物理量如何作用在这些因素上使电容改变？在明确电容的三个影响因素后，即极板正对面积、极板间的介电常数、极板间距，学生自然明白被测物理量可通过改变这三个因素使得电容改变。进一步提问：在工业现场可用其测哪些量？学生立刻会想到距离。继续引导：距离如何作用在影响因素上使得电容改变？学生自然会想到通过改变极板间距。此时，进一步引导距离与哪些物理量有关，进而启发学生思考，电容传感器还能测其他什么量。通过这样逐步引导，学生会明白其还可测厚度、应变、声压、液位高度等，以及测速度、加速度、角位移、交加速度等。在此教学过程中，学生能深刻理解所学理论知识，且会觉得很有成就感。
2.工程案例教学，培养工程意识和能力。案例教学已成为教学方法改革的重要内容之一，将其引入到课程教学中，能够让学生正确建立起工程测试与应用的整体概念，引导学生应用所学知识解决工程实际问题，从而培养工程意识和工程能力。因此，教师需要提炼出典型的工程教学案例。在案例筛选与提炼上，应紧扣课程教学大纲，可从几个方面来筛选：（1）从科研项目中提炼；（2）从企业生产和研发中收集；（3）从指导学生科研项目中筛选。例如，以笔者指导学生的国家创新训练项目“基于LabVIEW的电机转速远程测控系统研制”为工程案例。可系统介绍转速传感器的基本原理及应用场合，同时讲解如何进行数据采集及基于LabVIEW的系统设计。让学生总结出可用于转速测量的传感器，并思考如何用于转速测量，适用于什么工作场合等。同时比较分析，各有什么优缺点，工作原理有何区别，通过让学生不断思考来培养其工程思维能力。
3.根据课程内容协调多种教学手段。内容既有理论知识又有实际测试，为保证教学效果，要协调好多媒体教学与板书教学的关系，对于不同的章节应采取不同的授课方式[4]。理论性较强的内容，宜采用板书为主的教学手段，比如频谱分析等。应用性较强的内容，比如传感器，宜采用多媒体为主的教学手段，配合图片、视频、动画演示等手段辅助教学。既可减少课时，又能增加信息量，还便于理解和记忆。此外，利用虚拟信号分析系统进行仿真演示，如信号产生与合成、波形特征、频谱分析、滤波、相关分析等，加深对知识的理解。
4.建立课程教学网站，搭建在线交流平台。建立课程教学网站，将多媒体课件、虚拟信号分析系统、微课视频等各类教学资源及时上传，利于学生复习和自学。同时，搭建一个问答反馈与在线交流平台，方便学生与老师之间交流。学生遇到问题时能及时答疑，使师生间的沟通不再受时间与地点限制，利于学生更好地掌握此门课程。
二、教学内容改革
1.建立“工程案例、虚拟仪器和实验教学为主线”教学模式。在教学方法上，建立“工程案例、虚拟仪器和实验为主线”的教学模式；在教学内容上，筛选与提炼出紧扣教学大纲的工程案例来开阔学生学术眼界，促使被动学习变为主动学习；在教学手段上，则用多媒体动画结合虚拟系统进行仿真演示，将抽象的理论形象化，给枯燥的内容以活力。把学生应用能力、实践能力、创新能力的培养融合到教学中。
2.跟踪技术发展进行教材建设。目前，大多教材更新速度缓慢，与技术发展现状严重脱节，教学内容远远落后于社会生产的需求[4]。因此，在教材内容安排上，根据教学大纲，重组教材内容，打破现有教材按章节划分的结构，将内容进行重新组合和调整。在内容设置上，重视基础素质与实践能力培养，突出实训实践环节，引入工程案例，增加实用性。
3.合理组织教学内容。课程内容繁多，必须根据教学内容之间的联系合理组织教学内容。精简课程内容，有的放矢，掌握概念，注重应用，降低理论学习难度，减少公式推导，突出测试理论与技术的应用[4]。补充新的知识，不讲或简单提及其他课程已重点讲述内容，如传递函数等。在完成教学目标前提下，尽可能降低学习难度，激发学习兴趣。
三、实验教学改革
1.精心设计实验内容，注重能力培养。精心设计实验内容，分为3个层次，即：基本实验、综合实验、创新实验。其中，基本实验注重培养对基本概念与知识的理解，培养测试基本技能；综合实验注重培养综合运用测试技术分析与解决问题能力；创新实验注重培养开展测试技术方面研发与应用[5]。基础实验包括：信号分析与处理、测量装置基本特性仿真、常用传感器及性能标定、动态信号调理、虚拟仪器实验等；综合实验包括：机械设备等对象的振动、噪声、速度、位移、加速度、力等常见物理量的综合测试与分析；创新实验主要是结合科研项目或工程问题开展，针对机械设备等对象开展研究性、创新性的开发工作，包括动态性能测试与分析、新的测试技术和方法应用、测试实验装置研制、虚拟仪器系统开发等。
2.建立学生为主的应用型实验模式。由于受传统实验教学模式及实验条件等影响，目前，很多高校的实验教学中仍是以教师为主、学生为辅的模式。学生按部就班地做实验，最后却不清楚基本原理，而且不知道为什么要这么做。因此，必须建立以学生为主的应用型实验模式。在实验前一周下达实验任务书，明确给出实验目的和要求、可提供的实验设备等。学生则根据任务书完成实验原理、实验步骤、实验设计、仪器连线等工作。实验由学生独立完成，教师只需强调注意事项并适时加以指导。这种实验模式下，学生是主体，教师只起到引导作用，能够充分发挥学生主观能动性，利于培养学生能力。
3.建立科研兴趣小组提高实践动手能力。除课堂与实验之外，建立科研项目学习兴趣小组。根据科研项目（如国家级创新训练项目，浙江省新苗人才计划）来设置难度相对较大的题目，让各兴趣小组积极参与。由于科研项目需要解决实际问题，因此任务本身就具有挑战性，这就要求学生必须亲自探索、研究，依靠所学知识去分析和解决问题，更加容易激发学生的兴趣和内在学习动机。在做课题的过程中，加深了学生对测试理论与技术的领悟，培养了浓厚的学习兴趣，养成了良好的项目习惯。因此，兴趣小组的建立与科研项目的实施，对于学生了解和体验科学研究的过程与方法，明白测试理论与技术和实际工程应用之间的关系非常有帮助，可切实提高学生的应用能力、动手能力和创新能力。
四、改革课程考核体系
建立新的课程考核与评价体系，采用多种学业评价内容来构成课程成绩。内容包括：课堂考勤、平时作业、课堂讨论、课程实践（大作业、实验和论文）、期末试卷等。其中，期末成绩占50%，平时成绩占50%（课堂考勤10%、平时作业10%、课堂讨论表现10%、实验报告20%）。通过改革，使平时表现、课程实践（实验实践）、期末考试三者进行了有机结合，摒弃了以往考核体系只重视期末成绩而忽视课程学习过程的传统模式，优化了课程评价体系。
五、结语
为提高课程教学质量，从教学方法、教学内容、实验教学和考核体系等方面做了有益探讨。教学实践表明，合理设置和组织教学内容，改革教学模式和方法，精心设计实验教学内容，建立新的评价与考核体系，可以切实提升课程教学质量，有助于培养学生运用测试理论与技能来分析与解决问题的能力，并且培养创新意识和能力，达到培养创新型高素质应用人才的目的。
参考文献：
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关键词：虚拟仪器；机械工程；教育改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）33-0025-03
一、引言
虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用[1]。如同人类科学技术的每一个进步，虚拟仪器技术既对高等工程教育内容的更新提出了要求，又为高等工程教育技术的进步创造了条件。但是虚拟仪器对于高等工程教育改革的重要意义，远非只是简单地提供了一种诸如音像教材或多媒体课件那样的教学工具，而是创造了一种全新的教学模式，开拓一个崭新的教学平台[2]。在这个更高的层面上，教师和学生不再仅仅使用现成的教学工具去提高教学效率，而是让自己应用最新的技术手段去主动地、创造性地教育和学习。
二、虚拟仪器教学与传统仪器教学的比较
各种物理量的测量是工程实践中一个普遍的问题，传统上解决的方法是针对某一种测试的要求购置一种仪器，仪器的功能由厂家定义，它一般是单一、固定的[3]。近十几年以来，随着计算机技术的飞速发展，诞生了虚拟仪器这种新的测试技术。应用虚拟仪器技术使一台普通的计算机成为一个功能完备的个人实验室。面对工程实践中可能遇到的各种物理量的测量与分析任务，不需要预先准备许许多多仪器，也不必现去订购合用的设备，而是简单地修改一下软件，就得到一台新的仪器。虚拟仪器技术的方便灵活和计算机技术的迅速普及，使物理量测量不再需要去请专业的测试技术人员来完成，每一个工程师和科学家都可以应用虚拟仪器技术完成自己遇到的测试任务，它是目前测试领域的一个技术热点，也代表了未来仪器技术的发展方向。在机械工程专业中，传统仪器教学主要是学习仪器的功能、原理、使用方法等[4]。虚拟仪器教学重点则是仪器的“制作”，即在一定的编程环境下，指导学生自己用计算机软件开发仪器。这样更突出了学生在学习中的主体地位。由于虚拟仪器主要是利用计算机软件来实现仪器的功能，所以仪器的内部结构对学生是透明的，学生能够构造、修改和增加仪器的功能，更容易激发学生的学习兴趣，培养学生的创造性思维和工程实践能力。我们把虚拟仪器教学与机械工程测试技术教学有机地结合在一起。机械工程测试技术课程是高等学校机械类专业一门重要的专业课，主要讲授机械工程领域各种常见物理量的测试与分析方法。基于虚拟仪器的机械工程测试技术教学，从整体上对传统的教学模式进行了改革，课堂教学主要突出测试技术的基础理论，删减了某些目前工程中已经很少使用的传统仪器的教学内容，增加了虚拟仪器的教学内容[5]。使学生能够了解典型的虚拟仪器结构，掌握虚拟仪器系统的构成以及其中各个环节的作用。虚拟仪器的软件教学是虚拟仪器教学的主要部分。我们选择美国NI公司的LabVIEW作为虚拟仪器教学平台。LabVIEW是当前诸多虚拟仪器软件开发平台中最流行的一个。它采用图形语言，编程界面非常形象直观，使用图标、连线来编写程序，代替传统编程语言的文本语句。它提供各种旋钮、仪表盘、波形图等控件，用于在计算机屏幕上创建虚拟仪器的软面板，代替传统仪器的硬面板。提供了经典的信号处理的几乎全部功能模块和大量常用的数学分析工具。
三、基于虚拟仪器的机械工程测试技术实验教学
虚拟仪器的生命力就体现在使用者可以用软件随心所欲地构造出自己需要的仪器，实现丰富与灵活的功能。应用虚拟仪器进行工程测试，是测试技术发展的必然趋势，也有益于学生与未来的工程实践接轨。通过虚拟仪器教学环节，学生能够用自己开发的虚拟仪器进行机械工程测试实验，完成编写软件、连接硬件，进行实验的全部过程。实验内容包括国内高等院校目前开设比较普遍的各个机械工程测试实验项目[6]。
1.应变测试实验。在应变梁上按不同形式粘贴好电阻式应变片，用信号调理器完成组桥并供激励电压和进行信号的放大、滤波，用LabVIEW提供的Convert Strain Gauge Reading函数将各种组桥方式的应变电压信号转换成应变值，根据Convert Strain Gauge Reading函数输出的应变值，描绘出各种形式应变梁的挠曲轴，计算出梁的最大挠度值，构成一台高效的多功能数字式应变仪，应变测试系统前面板如图1所示，通过实验，学生可以掌握应变的测量方法和电桥特性。
2.频率响应函数与数字滤波实验。频率响应函数是描述测试系统动态特性的重要参数。LabVIEW的Transfer Function计算频率响应函数并返回两个参数，一个数组是频率响应函数的模（Frequency Response Mag），即被测系统的幅频特性；另一个是频率响应函数的幅角（Frequency Response Phase），即被测系统的相频特性。LabVIEW开发环境内有大量的数字滤波函数和数字滤波器开发工具。我们选择比较有典型意义的巴特沃斯（Butterworth）和切比雪夫（Chebyshev）滤波器作为测试系统，并根据选频要求分别将它们设置为低通、高通、带通和带阻型滤波器。通过实验学生既掌握了频率响应函数的测试方法，又了解了各种数字滤波器的频率响应特性。该实验内容也可以脱离硬件进行，大大降低了实验成本。
3.位移测试实验。位移传感器采用近年来发展起来的导电塑料电位计，学生根据传感器的电阻分压电路，推导出位移与信号电压的关系式，编写位移测试的程序。实验中用游标卡尺测试位移传感器的位移量，代替被测量实际值，作为测试装置的输入值，对位移传感器进行静态标定。计算系统线性度时，采用LabVIEW的Linear Fit函数拟合直线，不需要编程时进行复杂的数学计算，就能取得高精度的结果，实验系统前面板如图2所示。
4.基于DataSocket的网络化振动测试。振动测试实验系统硬件结构如图3所示。实验中教师机产生一个频率连续变化的正弦激励信号，通过数据采集卡进行D/A转换后输出，经功率放大器送到激振器，使被测悬臂梁产生受迫振动。压电晶体加速度传感器拾取被测梁的振动信号。为了增加学生参与实验的机会而不过多增加设备投资，这个实验设计为基于计算机网络的实验，采用LabVIEW的DataSocket技术来实现的。实验室计算机网络是校园网的一部分，逻辑上是一种总线型结构，采用广播网传输技术。实验室中任何一台计算机发出的消息都能被所有计算机接收到。这样，当教师机运行振动测试服务器程序，采集被测对象加速度信号传输到计算机网络以后，同学只要在自己的振动测试程序中准确填写教师机的IP地址或网络标识名，就可以像自己的机器采集数据一样完成振动测试实验。
四、虚拟仪器技术对其他学科教学的促进
经过这些实验教学训练，学生更好地掌握了机械工程测试的有关内容和虚拟仪器编程技术。在这个基础上可以根据各种专业课程上学到的知识，自己选择实验内容，自行设计实验方案，在LabVIEW环境中进行自己感兴趣的实验。这样生动直观地展示许多抽象概念的物理实质，使它们更易于理解，达到课堂讲授很难得到的效果。由于学生要自己“做”实验仪器，所以就必须透彻了解实验原理，合理地设计实验方案，真正参与到实验过程当中。学生对这种实验教学方式表现了极大的兴趣，许多学生能够用多种方法完成同一个实验。还有些学生为了验证专业课学的某些知识，除教师指定的实验题目之外，还自己设计了一些实验，在完成教师指定练习内容的基础上有所创新和突破。因此，虚拟仪器技术促进了各学科教学质量的提高。
五、虚拟仪器技术对提高学生工程素质的作用
在LabVIEW平台上进行机械工程测试技术教学，不仅能够应用虚拟仪器作为实验设备对理论教学进行验证，而且能训练学生应用虚拟仪器进行实际工程测试的能力。由于我们的实验环境软硬件完全是工业标准的产品，学生在实验中开发的许多虚拟仪器完全可以直接应用到工程实践中去。在虚拟仪器教学内容上，我们安排了大量工程实例。学生学了这门课程以后，就知道所学的知识将来如何应用。几年来，我们还注意利用毕业设计这个最后的实践性教学环节，综合应用虚拟仪器技术和各学科知识，指导学生完成了基于LabVIEW的机器视觉系统、旋转机械状态监测与故障诊断、网络化机械参数测试、现代液压测试技术等课题，其中有些获得大学生科技创新竞赛奖。这些课题来源于生产实践，可以在工业现场应用，学生工程素质得到极大地提高。
六、结论
这套教学改革方案在我校试行以来取得了明显的效果。根据对教学改革以来第一届毕业生跟踪调查，学生中有15%目前在工作岗位上或在完成研究生课题时，主要应用虚拟仪器技术，得到用人单位和导师好评。我们的高等工程教育不再仅仅是让学生掌握今天已有的科学技术，而是培养他们能够在明天更好地去创造和发挥，它适应了知识经济时代对于高素质创新人才的呼唤，是工程教育教学必然的发展方向。
参考文献：
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[5]汤小娇，雷振山.虚拟仪器在测试教学改革中的应用[J].理工高教研究，2004，（1）：107-108.
关键词：机械工程；专业硕士培养；课程体系建设；创新能力培养
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）04-0040-02
一、引言
基于创新能力培养的专业研究生教育培养模式是适应北京市经济技术发展、适应创新型社会的必然发展方向，也是国家对研究生教育提出的新要求。近年来虽然我国已经超过美国成为制造业大国，但是创新能力仍然不强。专业硕士普遍存在的问题是与学术型研究生从培养环节、课程体系等方面没有明显区别，不能适应国民经济发展的需求。如何构建专业硕士研究生的课程体系，弥补专业硕士研究生培养脱离工程实际、实践创新能力不足的问题，有效提高研究生培养质量和学科建设水平，实时开展专业硕士课程体系教学改革和探索十分必要。
二、基于创新的地方高校机械工程学科专业硕士的课程体系建设
北京信息科技大学是北京市市属高校，其前身北京机械工业学院于1985年即开始招收研究生。机械工程是北京信息科技大学发展历史最长的学科之一，下设机械制造及其自动化、机械设计及理论、机械电子工程、车辆工程、先进装备动力学与控制、先进制造装备工业设计六个二级学科，在机械行业享有盛名。全日制专业硕士招生从2011年开始，到现在已经招生147人，获得硕士学位的毕业生65人。我校全日制专业硕士的生源对象主要是应届本科毕业生，参加由国家统一组织的全国研究生招生入学考试，研究生考试包括笔试环节和复试环节。笔试包括“政治+英语+基础课+专业课”模式，考试内容主要关注理论知识，无法考察学生的创新能力和综合素质。成绩达到当年的国家录取分数线即可进入复试（包括笔试和面试），由学院单独进行。笔试主要围绕学生的报考方向进行试卷设计，仍然注重理论知识的测试。目前的机械工程作为工程类学科中的基础学科，机械工程学科与产业涵盖的范围越来越广，越来越呈现多学科交叉融合的特点，机械工程的外延不断变化，学生需要掌握的知识与技能越来越多。机械工程学科内涵与外延的变化势必会引发机械工程专业硕士培养上课程体系的变革，因此如何培养专业硕士的实践动手能力和创新能力成为重中之重。
学校依据国家和北京市的科学和技术发展规划，结合北京市地区工业特点和现状，在保持和强化鲜明的技术特色的基础上，发挥优势，不断开拓创新，进一步明确在光机电一体化、先进制造、机器人、仪器系统等研究领域的学科主要发展方向。建设了智能制造、智能仪器、智能控制与现代设计等学科高水平科技创新研究平台，承担了一系列国家、北京市科技项目，将基础研究与应用研究相结合，工程专业应用培养与理论研究能力培养相结合，与近年发展的北京市重点学科、北京市重点建设学科等骨干学科相结合相支撑，逐渐形成了具有特色的面向工程、面向高端应用的专业人才培养模式。确定了学院机械工程专业领域定位于培养德、智、体全面发展的应用型、复合型的高层次工程技术和管理人才的发展目标。
现代科学技术的发展呈现出高度分化又高度融合的特点，边缘学科、交叉学科的不断产生，更加注重学生的知识整合能力。机械工程学科具有悠久的工程实践传统，在多年的办学过程中，形成了面向高端装备，服务机械工业的工程教育特色。学科下属六个二级学科，突破原有课程与学科之间的壁垒限制，将课程体系划分为：注重人格与素养养成的人文社科类课程群、注重发展的自然科学基础课程群、注重研讨与研究的专业基础与专业方向课程群等。培养研究生扎实的专业基础，使其掌握科学的思维方式与研究方法，促进学生摈弃了传统学科视角，积累了一套整体化的学习经验，以协同创新的眼光认识问题和解决问题，以便应付将来不同职业的要求，自如地进行专业转换和知识更新。
三、基于创新的地方高校机械工程学科专业硕士的实践体系建设
为满足应用型人才对实践教学环节的需求，机械工程领域工程硕士研究生的应用能力培养主要体现在以下方面：高端装备的机电系统的设计能力；智能制造过程中的检测、控制技术应用能力；先进制造技术于计算机辅助工具的应用能力；机电融合应用能力；协同创新能力等。建立了融合校内实践基地和校外实践基地的实践教学体系。
校内实践基地主要培养学生的基本实践能力，同时注重实践创新品质的培养。初期多以课堂理论教学和验证性实验为主，在增进基本理论认知的同时侧重对基本实验技能与数据处理能力的训练，并形成良好的科学实验习惯。
在校内实践基地建设了面向全院的必修实践课程“机械工程综合实践”，包括工程建模分析能力、现代制造工程技术、测试实验技术三门独立实践课程。工程建模分析集计算机图形学、网络技术、多媒体技术为一体，在虚拟条件下对工程产品进行构思、设计、制造、测试和分析等。掌握典型机电产品零件的三维虚拟模型建模方法；掌握典型机电产品三维虚拟装配体的装配方法、掌握应用零件三维虚拟模型以及三维虚拟装配体绘制工程图的方法、掌握分析零件三维虚拟模型相关参数的方法、掌握应用三维虚拟装配体进行运动仿真以及获取相关参数的方法。
现代制造工程技术，要求学生能够完成典型零件的数控编程与典型零件数控加工实验、数控机床主轴系统精度检测与分析，数字化生产线建模与仿真分析，使学生较深入地掌握现代制造工程领域内零件加工工艺的设计、程序的编制、数控机床主轴回转精度测试的实验方案设计、测量及数据处理与分析，掌握生产系统中解决实际制造系统问题的基本方法，提高解决工程实际问题的能力，为从事机械制造及其自动化领域的科学研究及工程应用打下良好的基础。
测试实验技术，从实验出发，使学生较深入地掌握机械工程领域常见物理量的实验方案设计、测量及数据处理与分析。掌握解决实际问题的基本方法，了解工程测试与信号分析的有关理论、实现与应用的基本思想，掌握现代测试与信号分析的理论与技术，提高将工程测试与信号分析技术应用于工程实际的能力，培养科学实验的能力，为今后从事复杂机械系统性能测试的科学研究及工程应用打下良好的基础。研究生通过一个相对完整的机械系统设计、制造、测试和控制的工程应用过程的基本训练，提高了创新实践的能力。
在校外与北京机床研究所、北汽福田、北京京仪集团、东方振动研究所等企业联合，构建了北京市教委与企业研究生联合培养基地。基于这些基地，合作开展科研，完成国家与北京市多项科研项目，配合企业进行基础理论与应用研究。注重的是通过实践培养学生从中总结规律、发现科学问题的能力。
四、结论
创新能力的培养是一项系统工程，结合本校特色，研究构建了机械工程专业硕士的课程体系以及实践环节，将校内校外实践基地融合，旨在培养专业硕士研究生的创新能力。在此基础上，还需要进一步研究培养专业硕士的课程教学模式、招生培养过程的监控机制以及毕业环节的考核机制，为国民经济发展提供更多合格的专业人才。
参考文献：
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Based on the Innovation of Mechanical Engineering Master's Course System Construction of Exploration
WANG Hong-jun
（Beijing University of Information Science and Technology Institute of Electrical and Mechanical Engineering，Beijing 100192，China）
在高考填报志愿选择专业时，很多家长对机械工程专业就业前景怎么样的问题很关心。下面是由本站编辑为大家整理的“机械工程专业就业前景如何 主要课程有哪些”。
机械工程专业就业前景如何
我国大型工业逐渐在复苏，社会对于精通现代机械设计与管理人才的需求正逐渐增大。今后一段时间内，机械类人才仍会有较大需求，具有开发能力的数控人才将成为各企业争夺的目标，机械设计制造与加工机械专业人才供需比越来越高。
机械行业就业前景还是十分乐观的，毕业生如果具备与本行业领域方向相适应的文化水平与素质、良好的职业道德、创新精神和职业能力，掌握模具设计与制造基础理论知识，具有模具设计与制造技术专业知识和专业技能，具备相应实践技能以及较强的实际工作能力一定能够找到一份满意的工作。
机械工程专业毕业生的就业方向多种多样，除了教学、营销外，常见的有生产总监、物流管理、设备管理、质量管理、项目管理、机电产品开发、机械产品开发、液压产品开发、仪器仪表开发、武器开发、汽车工业、环保设备开发、矿业设备设计、模具设计制造、机械制造工艺师、CNC工程师等。本专业学生毕业后可在工业生产第一线从事机械工程及自动化领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作。可以说就业方向已经很广了。
机械工程专业主要课程有哪些
机械工程专业培养德、智、体、美全面发展，具有一定的文化素养和良好的社会责任感，掌握必备的自然科学基础理论和专业知识，具备良好的学习能力、实践能力、专业能力和创新意识，毕业后能从事专业领域和相关交叉领域内的设计制造、技术开发、工程应用、生产管理、技术服务等工作的高素质专门人才。
主干学科：力学、机械工程。
主要课程：工程力学、机械设计基础、工程热力学、现代控制理论、材料加工工艺与设备、测试技术、计算机系列课程、经营与管理、电工与电子技术基础理论课程。
主要实践性教学环节：包括军训、金工、电工、电子实习、认识实习、生产实习、社会实践、课程设计、毕业设计(论文)等，一般应安排40周以上。
（来源：文章屋网 ）
中新网3月27日电 据香港中通社报道，为提升两岸机械制造技术水准，加强高层次创造性人才的培育工作，台湾“机电股王”上银科技26日与北京的中国机械工程学会举行签约仪式，正式委托中国机械工程学会在北京举办“上银优秀机械博士论文奖”。
据台媒报道，这是台湾企业首次在大陆举办，也是全球仅见机械业学术研究的最高博士论文奖项。总奖金高达人民币335万元，金质奖(一等奖)每篇奖金人民币40万元。
据悉，这个“上银优秀机械博士论文奖”征选的对象，涵盖台湾、香港、大陆两岸3地机械工程领域博士学位者的论文，参与竞赛的博士生必须获得该大学/学院/系所的推荐，推荐名额不得超过该机械工程学科毕业博士学位人数的10%，同一个大学包括机械工程学科、材料科学与工程学科、测试技术与仪器学科的总名额最多5名为限。
上银董事长卓永财指出，中国大陆2009年工具机总生产值达到150亿美元，正式超越德国，成为全球最大工具机生产国，而大陆有86所大学设有机械博士班(台湾约10所左右)，大陆机械相关产业未来的发展与实力不容小觑。加上两岸签订经济合作架协议ECFA后，经贸交流将更趋紧密，台湾工具机的高附加价值优势，在大陆内需市场极具竞争力，上银希望藉由机械博士论文奖的举办，作为推动两岸机械业产学合作与交流平台的新开始。
此外，“上银机械博士论文奖”除了高额奖金之外，获奖师生还可获邀参观北京国际机床展览会，获金、银、铜质奖的学生与教授，上银将再邀请参观日本国际工具机械展(JIMTOF)，费用由上银科技全额负担。
【关键词】 机械类专业 电类课程 设置 对策
【中图分类号】 G712 【文献标识码】 A 【文章编号】 1674-4772（2013）11-001-01
在我国机械类专业培养学生的总方向是将学生培养成为“拥有基本机械设计制造的知识与使用能力，可以在广大企业的生产第一线从事该领域的相关设计制造、科技开发以及产品销售等方面工作”的高素质人才。随着我国现代化建设的不断深入推广以及企业改革的稳步推进，笔者经过大量的调研以及和本校毕业生访谈，了解到现今企业已经大规模的使用成熟的生产线开展相应产品的具体生产与加工作业。国内已经有相当一部分的企业在实际经营过程中利用现代的高新电子计算机对传统落后的设备进行改造，像利用PLC技术对生产线进行控制、柔性制造系统正受到越来越多企业的青睐。这就导致在实际生产过程中，要实现对设备的有效维护、使用、改造，操作者必须具备基本的自动控制系统方面的知识。
一、我国机械专业课程设置的尴尬
在企业的具体运作过程中，机电不再分离，而是紧密结合的时代大环境下，从事机械类专业学习的学生要想满足用人单位的用人需求，必须拥有相对完整的机电一体化领域的知识储备，这是适应现代社会不断发展，以及实现学生自身价值的客观现实，也是增加用人单位对学校认可度的必要方法，然而在机械类专业的具体课程安排中，学校并没有对电类课程开设给与应有的重视。尽管在社会上，机电一体化技术已经成为机械行业不断向前推进过程中的时代潮流，为了满足社会需求，电类课程必须将机电一体化技术作为重点在教学过程中大力推广以保证学生可以在毕业后拥有熟练操作机电产品以及系统的现实工作要求。然而实际上学校并没有这样做，笔者通过对大量机械类专业的课程研究，发现与电类课程有着或多或少联系的科目可以归纳为以下几门课程：电工、电子；机械工程测试技术、机械工程控制基础、微机原理及机电一体化技术等七门课程。
二、对机械类专业中电类课程的分析
（一） 电工技术
在这门课程的实际教学中，教学的目标是保证学生熟悉电路的学术概念以及最基本分析办法，并进一步的能够对电动机的结构以及如何进行工作原理进行把握，实践能力要求学生可以有较为熟练的掌握三相异步电动机在实际工作中使用到的继电接触控制技术。
（二）电子技术
本门课程作为一项基础课程，其重点在于确保学生可以懂得电子技术的学术概念以及会使用日常使用的分析方法进行电子技术分析。
（三）机械工程测试技术
该门课的设置要求为，要求学生把握握不同信号的时域以及掌握对不同频域描述方法；在思想意识中必须建立起完善的信号、频谱结构意识；懂得常用的频谱分析以及与其相关的学术原理以及方法；明确懂得数字信号分析过程中使用到的常见专业概念；要了解如何评价测试装置特有属性的办法以及确保测试准确性的条件要求，在此基础上可以选择正确的方法进行测试装置的分析工作以及选择最恰当的装置型号。懂得一阶、二阶线性行系统的特点和如何进行测试，在具体的实践中应当熟悉生活中常用传感器、常用信号调理电路以及记录仪器能够正常运作的原理以及性能，并懂得如何选择适合不同要求的机器型号；了解动态测试工作中最常见的问题，并对该项工作有明确的认知，在机械工程中的参量测试中可以初步应用。
（四）机械工程控制基础
本门课要求学生必须熟练掌握经典控制理论知识中最常用到的概念，要求学生可以对机械工程的实际应用中控制系统进行原理分析与方法解读，除此之外，学生应当具有在机械工程实际应用中参与到对控制系统设计与校正的初步能力。
（五）单片机
学生应当在对MCS一51系列单片机特点、构成以及其运作原理了解的基础上，懂得MCS一51单片机及嵌入式系统的设计原理。
（六）机电传动控制
学生需要对机电传动控制过程中的静态以及动态特性进行起码的估算，并需要掌握动态特性的现实意义；了解常见的直流和交流电机运作特点；对现今电力电子技术在机电传动中的推广情况有基本的了解；可以熟练的对交流和直流电动机进行初步的调速和伺服控制同时，懂得该部分的现实意义。
（七） 机电一体化系统设计
作为一门专业技术学习过程中的基础课，学生在学习过程中应当全面的了解机电一体化系统的具体构成以及设计办法，掌握不同部分选用的基本准则和设计原理，为今后进行系统学习奠定必要基础。
三、结语
为提高学生的学习质量，使其在毕业后能够成为用人单位的栋梁之才，广大教师在具体授课过程中，应当对这些基础课程给予高度的重视，并通过将大量的案例引进课堂，在引导学生进行实用能力的基础上，提高学生的学习质量。
[ 参 考 文 献 ]
根据机械工程专业的特点，围绕专业人才培养目标，本着“厚基础、宽口径、高素质、富有工程实践和创新能力”的总体人才培养要求，提出了“四层十四模块”的课程体系。“四层”是指综合素质培养层、专业能力培养层、创新能力培养层和工程实践能力培养层，这4个层次的培养通过通识教育、专业知识教育、专业特色教育、创新知识教育、工程知识教育5个阶段完成。“十四模块”是指人文管法社会知识模块、质量安全环保意识模块、基本技能模块、自然科学知识模块、专业基础模块、专业应用模块、专业训练模块、工程机械模块、起重与运输机械模块、创新知识模块、创新训练模块、工程认知实践模块、工程项目实践模块、工程岗位实践模块。“四层十四模块”的课程体系如图2所示。程体系课产学研合作教育平台合素质培养综新能力培养创业能力培养专程实践能力培养工通识教育（1-4学期）专业知识教育（4-6学期）专业特色教育（5-7学期）创新知识教育（1-8学期）工程知识教育（3-8学期）人文管法社会知识质量安全环保意识自然科学知识基本技能专业基础专业应用专业训练工程机械创新知识创新训练工程认知实践工程岗位实践工程项目实践思想政治、法规政策、文体卫生、艺术修养课程群质量控制管理、可持续发展、绿色设计与制造课程群外语类、计算机类、信息检索、企业经营管理课程群数学、物理、化学、力学、电工电子学课程群机械制图、机械原理与设计、机械制造基础、液压与气动、控制理论课程群机械设计、机电系统设计、控制技术、工程测试技术、机器人、CAD/CAM课程群各门课程设计、综合实验周、毕业设计等TRIZ创新理论与方法、专利写作与申请课程群结构力学、工程机械概论、工程机械设计与制造、混凝土机械课程群起重机与运输机械、电梯设计原理、电梯控制技术课程群教授讲坛、企业家讲坛、各类工程认知实习、实验、设计等前沿知识讲座、各类工程项目训练、实践、各类竞赛等企业管理讲座、工程岗位生产实训、岗前培训、实习等起重与运输机械各类创新实践、科研项目等。
14个模块对应着不同的课程群，通过课程群的建设完成对学生不同阶段的培养。人文管法社会知识模块是培养学生的法律意识和人文修养，通过这个课程群的学习，使学生具有较扎实的自然科学基础和人文社会素养，具有较强的社会责任感和良好的职业道德，较好的表达能力和交流能力。质量安全环保意识模块是使学生了解本专业相关的方针政策、法律、法规和技术标准，具有环境保护和可持续发展意识。基本技能模块是通过大学英语、专业英语、双语教学课程的设置，培养学生能较熟练地应用英语进行专业交流的能力，尤其是口头和书面表达能力；通过计算机文化基础、技术基础课程及其应用实践，使学生具备应用计算机解决一般技术问题的能力，为今后应用计算机进行辅助设计、分析、模拟和计算夯实基础；通过信息检索课程的学习，掌握运用现代信息技术获取相关知识的基本方法，使学生具有持续学习和独立获取知识的能力。自然科学知识模块是通过数学、物理、化学、力学、电工电子学等课程的学习，培养学生建模求解、设计计算、系统分析与预测能力，为后续专业基础课程和专业课程的学习打下坚实的理论基础，这是工科学生应具备的基本功底。专业基础模块是通过机械制图、机械原理、机械工程控制基础等课程的学习，使学生具有本专业必需的机械制图、设计、计算、实验、测试、工艺、操作等基本能力。专业应用模块、专业训练模块是通过机械设计、机电系统设计等课程的学习，掌握机械工程设计、制造、性能检测、质量管理的原理与方法，通晓机械工程领域的专业技术标准、安全技术规范等，使学生基本掌握本专业的分析问题、解决问题的能力。工程机械模块、起重与运输机械模块是在综合掌握机械工程专业知识基础上，通过工程机械、起重与运输机械、电梯控制技术等课程的学习，加强工程机械、起重与运输机械的设计制造、检测控制、组织管理等知识的学习与实践，使学生具备本行业产品的研发、设计、制造及管理能力。创新知识模块、创新训练模块是通过TRIZ理论与方法、专利写作与申请等课程的学习，培养学生的创新意识，使学生初步具备机械工程专业创新设计与创新制造能力，能够跟踪本领域科技发展前沿和发展趋势。工程认知实践模块、工程项目实践模块、工程岗位实践模块是通过各种教授讲坛、企业家讲坛、前沿知识讲座、企业管理讲座，使学生积累一定的机械工程企业和经济社会环境下的综合工程实践经验，初步培养学生从事机械工程领域新产品开发、生产组织管理、市场经营工作的能力。
根据学校自身学科特色和优势，以及人才培养目标，结合地方经济社会发展状况，在产学研合作教育背景下进行教学改革，提出产学研合作教育模式下“四层十四模块”的课程体系，建立与产学研合作教育相匹配的课程群，推进人才培养与企业相结合的模式，利用企业高技能人才和专家参与实践教学，从而培养出高质量能适应地方经济社会发展需求的机械工程专业应用型创新人才。
本文作者：董明晓李瑞川张明勤张瑞军工作单位：山东建筑大学机电工程学院
[关键词]有限元法； CAE技术；现代机械工程
中图分类号：R374 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）04-0316-01
随着技术的不断发展，当前世界主流的通用软件都强化了计算机辅助概念。通过计算机的强大运算分析功能，更多复杂工程或产品的力学性能被准确全面的分析计算，也同时更好的优化了结构与性能。基于有限元方法的CAE技术成为了更多人的新宠，也为现代工业的发展带了日新月异的技术创新突变。
1 有限元法及CAE技术概念
CAE，全称为Computer Aided Engineering。作为一种采用计算机系统为主要平台和载体的数值分析处理方案，CAE技术能够帮助现代工业中越来越多复杂结构的工程与产品，实现对具体力学性能的分析与处理，并且不断完善结构、优化性能，尤其在产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、弹塑性、热传导、三维多体接触等方面作用突出。
有限元方法的核心理念是充分运用数学理论，采取无限近似的处理手段，模拟实际存在的物理实体各系统状况，力求通过简单问题的解答就能得到对复杂问题的求解，通过整理彼此间特定关系的要素集，掌握无法准确探知的无限未知系统。因可以探知的单元数是可见的、有限的，因此冠之以“有限”概念。通过这样的分析思想我们知道，如果尽可能拓展单元数量，就能让分析解集更加全面且精准，从而与无限系统的真实情况更加贴近。
2 有限元法及CAE技术发展现状
目前，在现代机械生产领域人们广泛关注有限元方法同CAE系统的技术优势，力求加强研发，在更多环节引入该技术提高计算机辅助开发的质量和效率。由于计算机的强大计算能力，有限元方法同CAE系统能够随着计算机的运行实现对不同对象数据精准且高效的计算、设计、分析等，不断降低各种复杂设计难度，并将具有理论难度的问题分解成可以灵活解决的分支问题，从而为机械工程带来了更大的便利性。
传统的机械工程领域中，产品设计与生产往往凭借工程师的人工智慧与工程经验。多数的产品的结构与其中零部件的构造，基本通过设计图稿的方式完成制作，并且通过样品加工检测后再进行调整和改进，这样的操作模式无疑体现出效率不高、成本较大、周期较长、产品设计创意灵感不足等问题，在资源投入较大的情况下，并不见得能够取得较好的经济收益。\用有限元法和CAE技术后，机械工程的产品设计与生产完全借助计算来完成，人工劳动强度大大降低，同时减少设计流程中的不必要环节，极大提升了设计生产效率，为企业的经济效益争创不少。有限元法和CAE技术环境中的设计过程，就是同时也是不断模拟与改进的过程，能够将几道工序综合进行，在模拟的环境中确保了产品的实际用途与产品质量，对整个机械产业的发展都起到了极大的推动作用。
纵观现阶段有限元法和CAE技术应用下的CAE软件发展，不难看出在现代或未来很长时间内，该技术都有乐观的发展前景：首先表现在能够无缝集成CAD技术，使得大量通用CAD软件在设计好机械零部件结构造型后可直接进入CAE软件开展有限元分析，利用分析结果进行校准与优化，提升了设计水平和效率。其次网格处理能力增强，有限元法将在分析对象的离散化、有限元求解、计算结果处理等方面表现出更大的优势。第三是可以解决大量非线性问题。
3 有限元法和CAE技术在现代机械工程的具体应用
3.1 静态力学分析
静态力学分析，是现代机械工程中应用有限元法与CAE技术的重要表现，主要是加强对相关产品的形态结构中各种零部件受力分析，或就不同组件之间的作用效果进行分析，从而准确把握各种作用力的大小与方向。对呈现微弱变化趋势的静态力学，有限元法和CAE技术能够通过在计算软件中加载必要的机械二维或三维结构，展开合理的荷载力学分析。采用一般的测量方法，显然无法对机械结构上存在的不明显变化荷载力进行有效捕捉与分析，实际检测的结果存在较大偏差，但在基于有限元分析法的CAE技术中，计算机能够通过高灵敏度的数据处理对客观存在的力学展开准确全面的分析。
3.2 模态分析
模态分析是十分重要的研究现代机械结构动力特性的有效方法。该理念体现了在工程振动领域所取得的技术成果。模态分析同样由有限元计算方法来加强技术突破。现阶段的现代机械工程中，人们要掌握机械结构的固有频率特性，就需要利用有限元法与CAE技术，在计算中开展计算模态分析或试验模态分析，利用软件在二维空间或三维空间中布图，从而通过形象化的产品结构描述，来看模态中的特定固有频率、阻尼比或振型等各种过程参数。通过模态分析，将积极掌握机械产品不同结构的动态特定，便于加强设计优化提高质量，积极排查结构隐患故障，不断识别结构负荷，确保机械工程的稳定与可靠。
3.3 谐响应分析和动态力学分析
为了能够准确分析机械结果的静态受迫振动，并努力规避因共振、疲劳振动等受迫振动所引发的不良后果，谐响应分析法借助有限元方法和CAE技术重点对机械结构稳态响应进行分析，这些响应可能关系随时间变化而发生正弦波动的载荷对机械结构的影响。对动态力学分析而言，同谐响应一样，能够对机械产品的零部件设计结构进行准确的受力分析，从而掌握发生在机械结构中的周期性或非周期性载荷情况，加强对机械性能的精准测试，提高机械操作中的精准度与高效性。
3.4 热应力分析
当前，机械工程技术领域越来越重视热应力问题的求解，从而在如内燃机、蒸汽轮机、燃气轮机以及核动力工程等机械部件加强设计研究。在引入有限元方法和CAE技术后，热应力分析能够更好地处理特殊热传导现象的分析。如针对某机械结构的工作温度与装备温度，一旦两种温度出现不一致，则代表机械结构存在一定的质量装备或设计问题，可用热应力分析在找出问题起因，同步完成对不同元器件的热能感应分析，使得整个机械装置元器件的温度可见且可控，便于管理。
3.5 屈曲分析
现代机械工程中的屈曲分析，就是重点研究机械结构中不同元器件能够保持稳定性的受压分析，并且确定受压环境下发生稳定状态变化的临界效应。运用有限元法与CAE技术后，屈曲分析能够更形象地快速完成对机械元器件在遭遇重压下不稳定状态变化的分析，得出可以实现最优稳定性的临界载荷与屈曲模态形状，提高机械零部件的抗性与耐压力。
结束语
有限元方法是一种快速有效的检测工件结构与性能的科学方法，随着与CAE技术的深入结合，并在吓呆机械工程中广泛推广应用，必然能够为提高机械工程产品的实际生产质量提高可靠地帮助，同时也能够快速增强结构设计水平，为企业赢得更大的经济效益。相信随着有限元法与CAE技术的研究开发，机械工程的科学含量必然再次提升，不断推动我国机械工程企业的快速发展。
参考文献
[1] 郝敬林.探讨有限元法及CAE技术在现代机械工程中的运用[J].工程技术：全文版，2015（12）：00262-00262.
关键词：测试技术；工程教育；实践；主线；课程建设
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）40-0217-04
一、引言
为了适应新世纪面临的挑战和机遇，近年来工程教育与工程师职业改革受到越来越多的关注[1-3]。现代教育理念不仅重视知识内容的传授和教育投入，更重视能力和职业素质的培养[4-6]。2013年，中国加入华盛顿协议是我国工程教育发展的重要里程碑，对提高教学质量、促进我国工程师国际交流和职业发展具有深远意义。同时，如何贯彻“以结果为导向、以专业教育目标为导向”的教学理念，也给高等学校工程专业教学改革、课程建设，实现专业教育国际认证，提出了新的挑战[7-9]。
虽然只有400多万人，但是新西兰是一个高度国际化的国家，不仅体现在工业、农业和商业模式上，还表现在发达的高等教育体系中。新西兰是华盛顿协议组织首批成员国之一，奥克兰大学（University of Auckland）、奥塔哥大学（University of Otago）、坎特伯雷大学（University of Canterbury）和梅西大学（Messay University）等都有很好的国际声誉，国际留学生的比例较高。坎特博雷大学机械工程系被认为是世界上最好的工程系之一，优异的学术与工程技术水平在国际上享有盛誉。该校工程教育体系、课程教学组织和教学内容设计具有很强的系统性和连续性，一些较成熟的教育理念和组织方法值得我们借鉴和学习[10-13]。
本文结合测试技术课程教学内容和方法，分析了坎特伯雷大学机械工程专业（简称坎大机械）和吉林大学农业机械化及其自动化专业卓越工程师实验班（简称吉大农机）在课程内容设置、实践组织模式和学习效果评价方面的特点，总结了坎大工程专业课程教学的特色和经验，旨在探讨我国机械类专业测试课程教育的发展方向和改革途径。
二、课程定位
坎特伯雷大学本科教学分为两个阶段：第1学年叫过渡学年（Intermediate Year），后3年是职业教育学年，分别叫第1、第2和第3职业学年。与奥克兰大学（University of Auckland）、梅西大学（Massey University）等新西兰大学一样，坎特伯雷大学一般每学年设8门课（共修120学分），每门课15学分，学生一般每学期修60学分。近年来，各学校学分结构和标准逐渐统一，便于学生跨学校交流。在最后一个学年（Third Professional year）包括3门必修课和4门选修课。必修课包括毕业设计、机械系统设计工程管理与机械工程管理专业实践。毕业设计覆盖两个学期，占30学分。选修课包括学科模块（一般2～3门课）课程和自由选择课程。学科模块课程一般要求成组选择，自由选择课程可以在任何一个学科模块课程中选修。测试课程、控制和机器人学属于机械工程专业控制与自动化模块。
吉林大学工科本科专业学制也是4年，课程结构包括3部分：普通教育课、专业基础课和专业课。一般第1学年是普通教育课，第2学年是专业基础课，第3、4学年包括部分专业基础课和专业课。4年总学分为200学分左右，其中包括140～150学分的理论课和40～50学分左右的实践课程。平均每学年修学约50学分，每学期5～8门理论课，必修课一般2～3学分，选修课一般1～2学分。测试课是第3学年学习的必修课，属于专业基础课。
三、课程教学目标与内容
坎大机械和吉大农机专业具有共同的学科背景，测试课程的基本目标均为通过测试技术基本理论加深和扩展机械工程学科教育。坎特伯雷大学机械专业测试课程名称为“传感器与测试仪表（Instrumentation and Sensors）”，吉大农机专业测试课程为“测试与传感技术（Sensors and Measurement Technology）”。从课程设置可以反映出两个学校课程教学的不同特色，也体现出了教学理念的差异。
（一）课程目标
“传感器与测试仪表”课程的“仪表化”体现了测试技术的工业性和实践性，教学内容中包含了较多的实践教学内容。该课程包括36学时理论学习和不少于36学时的实验，还有复习和作业。另外，还有一项测试实验设计竞赛，该项目设计竞赛需要小组成员合作完成，每人工作12小时以上。修本课程的研究生还要按照学术论文格式写测试研究报告。理论课以外的自主学习（包括设计报告）和小组合作实践环节占整个学习进程的50%左右。据了解，除考试复习时间外，一般在坎大修1学分需要学生10小时的工作量，包括理论课学习、实验和完成作业、答疑、考试复习。
吉林大学“测试与传感技术（Sensors and Measurement Technology）”课程主要围绕测试系统学习测试技术的基本原理、系统功能结构、系统特性、测试方法和常用工程测试系统应用、调试和设计方法。“测试与传感技术”课程设置40课内学时，包括30学时理论学习、10学时课内实验，10学时课外开放实验和3～4次作业。自主学习时间约为20～25小时。
“测试与传感技术”课程学习目标：（1）理解测试信号的测试分析理论，熟悉测试系统主要功能结构和系统特性；（2）了解常用传感器原理与应用方法；（3）掌握基本测试仪表操作方法和建立基本测试系统的方法；（4）掌握应变片测试系统建模和关键测试部件设计方法；（5）了解现代测试理论，掌握数字化信号采集系统结构、软硬件建模方法；（6）掌握测试系统设计、试验规划与测试误差分析方法。由此可以看出，坎大机械专业“传感器与测试仪表”课程强调测试仪表运用和设计技能的培养。“知识”和“技能”训练围绕“学生进行测试仪表系统设计和应用”组织内容，实验技能训练占课程内容的50%左右。
“测试与传感技术”课程内容以工程测试系统应用技术为中心组织，培养了学生系统分析和设计的能力，知识和技术性较强。
（二）课程教学内容
为分析方便，把坎大机械工程专业“传感器与测试仪表”课程和吉大农业机械化及其自动化专业卓越工程师实验班“测试与传感技术”课程内容和时间安排整理到表2中。
表2中统计的学时未包含这两门课程安排的2学时答疑时间。除期末考试外，“传感器与测试仪表”课程还安排2小时的期中考试。（如果是硕士生选修这门课，必须完成“测试技术学术论文”）
从表2中可以看出，“传感器与测试仪表”采用以学习过程为主线的教学组织模式。教学内容不仅包括测试系统建模与测试信号处理技术，而且包含概率统计和测试误差分析方法，为系统应用和测试结果分析奠定了基础。另外在测试技术应用方面进行了机器人传感技术、生物仪表、运动伺服控制、工业传感网络和智能技术等方面的技术扩展，系统硬件结构和软件平台学习通过实验环节进行学习。课程内容围绕学生学习和运用测试技术进行实践的过程组织，涵盖了应用测试技术分析和处理工程问题的各阶段，既有较全面的知识点，又有比较深入的实践体验内容，有助于学生对测试技术的消化和吸收。
“传感器与测试仪表”课程实验内容主要围绕虚拟仪器技术平台组织，通过LED灯控制、机器视觉检测、运动测试与控制和力学测试等训练项目学习基于数字化数据采集技术和虚拟仪器软件的运用方法。训练方式包括3类：前4项实验项目（LED灯控制、机器视觉检测、铣床运动测试与控制和并行机器人控制）采用教师指导下的实验方法，属于验证性实验，在给定的例子程序的基础上进一步扩张编成已达到实验的要求；第5项实验，学生自主设计传感器模块和软件模块，是设计性实验；第6项实验是学生自主选题的研究性实验。3类实验互相配合，使学生从基本操作技能到测试系统设计和技术研究得到了全面的技术体验。实验内容结合数据采集技术和虚拟仪器软件平台，体现了技术的先进性。
“测试与传感技术”课程理论教学和实验教学内容以测试系统功能结构和设计方法展开，属于以知识为核心的教学组织模式，包含测试体系原理和测试信号处理过程，具有完整的体系结构。实验训练内容包含测试部件和系统调试操作技能、测试系统设计和开放实验。除测试技术开放实验外，其他实验项目训练时间都是2学时，总实验训练时间比“传感器与测试仪表”课程少20学时左右。
1.课程考核与评价。由表3可见，“传感器与测试仪表”课程评价中实验成绩、期中测验成绩和期末成绩大约各占三分之一。这种基于学习过程的评价方法更加注重平时表现和实验室实践效果，知识理解和动手能力训练趋于平衡。“测试与传感技术”课程考核以期末考试成绩为主（70%），平时学习表现和实验评价在总成绩中只起辅助作用。
2.机械类专业“测试技术”课程教学的发展思考。在高等教育和职业发展日益全球化的今天，工程教育面临的技术环境发生了巨大的变化，网络技术和信息技术的发展改变了人们的生活习惯和学习习惯，也同样影响着高等教育课程的教学方法。“测试技术”作为一门专业基础核心课程，其教学目标、教学内容和教学模式都要根据时代要求不断发展，课程设计思路和组织模式也值得深入探讨。因此可以看出，“传感器与测试仪表”课程教学中体现以下几个特点。
（1）转变“以教师为主体”的教学理念。现在的学生更适应网络化的生活模式，因而在课程教学中可以把学生能了解和消化的知识内容交给学生自己去消化和吸收，提高学生的参与度和主动性。在这种情况下，对教师提出了更高的要求：需要深入分析课程内容，找出哪些内容适合学生自学以及如何保证教学内容的完整性和系统性。解决完这些问题后，在教学中需要以学生为主体，把主要精力放在帮助学生理解基本概念和学术思想上，检验和分析学生自学的成果，提高学生的学习兴趣和教学效果。
（2）强化“以应用实践为主线”的教学组织模式，提高教学内容的系统性。工程技术的实践性决定了工程教育课程的出发点和终点都是实践。在测试技术课程教学中，从测试概念理解、技术应用结构体系和教学内容组织顺序上，要求突破传统“围绕测试技术知识教学”的模式，不仅要知道测试技术是什么，还要掌握如何应用测试技术解决工程问题。而在技术应用中涉及的技术内容比“测试技术理论”宽得多，如在测试应用中涉及到试验设计方法、数据概率统计分析、数据误差分析等，在教学中也需要引入相关知识的理解和应用辅导。
（3）工程技术课程教学重在“理解和体验”。根据测试技术的实践性特点，可以引导学生进行交互性学习和体验性学习。应用案例教学让学生研究测试应用案例和构建实验模型。教学中重视中间环节的质量监督和控制，在学习中体验、在实践中学习，提高学生的学习兴趣，由被动学习变为主动学习，加强理论和实践联系，提高解决实际工程问题的能力。在教学评价中转变以期末考试为主的学习评价模式，推广基于学习过程的评价方法可以改善学生“平时不学习，考前突击和死记硬背”的弊端，有利于提高学生的学习积极性。
四、结语
通过对坎特伯雷大学机械工程专业和吉林大学农业机械化及其自动化专业“测试技术”课程教学模式的比较分析，总结了坎特伯雷大学“传感器与测试仪表”课程教学定位、内容组织和实践技能培养方面的特点。实践表明，“以应用实践为主线，基于项目的教学模式，强调教学过程质量控制”的教学思想在坎特伯雷大学中取得了很好的教学效果，是工程技术教育的先进理念，值得我们在今后的“测试技术”课程教学改革和专业课程建设中借鉴。
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关键词：机械工程；实验体系；创新
机械工程实验要以培养学生的创新思维和工程应用能力为目标，注重对机械类学生动手能力、分析和解决问题能力的培养，使学生在掌握理论知识的同时，加深理论认知。
一、机械工程实验的隶属强化
机械工程实验体系涵盖材料力学、机械原理、工程材料与热处理、互换性与技术测量、机械设计、机械制造技术基础、测试技术、机械创新设计等重点课目的实验，项目繁多，体系庞杂。根据实验的设计目的，这些实验通常可以分为验证性、综合性和设计性三大类别。创新机械工程实验体系，首先需要对各类实验进行隶属定位，在此基础上清醒认识各类实验在培养学生能力方面的不同偏重，达到有的放矢、分类强化的目的。
1.以掌握基本工程技能为目标，强化验证性实验
验证性实验通常是指实验者针对已知的实验结果而进行的，以验证实验结果、巩固和加强相关理论知识、培养实验操作能力为目的的重复性实验。验证性实验建立在已知结论的基础之上，实验原理、实验结果是已知的，实验步骤的设计合乎实验结果产生的必然。验证性实验不应以简单重现已知结果为目标，而要注重培养学生的现象观察、数据分析处理、实验操作等技能。学生要从实验中观察到的现象、记录的数据出发，进行逻辑分析、判断、概括等一系列思维过程，得出合理的结论。它是一个去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里，使感性认识上升到理性认识的过程，对培养学生敏锐的生产现场处理能力具有现实意义。实验操作技能是学生动手能力的一种体现。在此过程中，学生能掌握机械工程实验的基本要求和基本工程技巧，掌握主要实验仪器设备的性能和使用方法，领悟实验步骤设计的合理性，为工程实践的实验性论证打下坚实的基础。
2.抓好综合性实验，着眼工程实际，提高工程综合分析能力
综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或本课程相关知识的实验，是学生在具有一定知识和技能的基础上，运用某一门课程或多门课程的知识、技能和方法进行综合训练的一种复合型实验。其通过分析与综合、归纳与概括、判断与推理等分析方法，揭示工程问题的内在联系、本质特征和变化规律。
综合性实验应着眼于工程实际，在工程实际应用的大背景下科学设计实验项目。实验项目应包含若干组成部分和多个工程特征，注重性能测定、精度检测、重要工程数据的测量等检测能力的培养。学生在实验时，对实验涉及的内容需从宏观方面进行总体把握，从微观方面对各组成部分进行剖析，最后揭示出各项工程特征的内在联系，形成对实验项目工程的全面认识和深度理解。如此，学生的工程综合分析能力会得到显著提高。
3.以工程化理念规划设计性实验，培养工程素质
设计性实验是指给定实验目的、要求和实验条件，由教师给定实验目标，学生在掌握了一定实验技能和方法的基础上，运用所学知识自行设计实验步骤和方案，并加以实现的综合型实验。设计性实验能提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，增强其自主学习、独立实践和团队协作能力，培养学生的科学思维和创新水平。在这些方面，设计性实验的目的与工程化理念非常契合。工程化即系统化、产品化的过程，通过工程构思、工程设计和制造，将知识形态的理论、概念、模型转变为物化状态的产品，促进经济效益和社会效益的转化。这种转化需要较强的解决问题的能力和科学创新思维。以工程化理念规划设计性实验，就是让学生在近乎实战的情形下，充分运用所学的工程理论知识，激发创新潜能，努力完成实验目标。工程素质是一名合格工程师的基本素质。工程素质的形成不仅需掌握扎实的专业理论知识，还需要有较强的实践能力。设计性实验工程化，能更多、更好地渗透工程技术的内容，培养学生的工程意识、基本工艺技能、现代设计与制造的综合实践能力，使其掌握工程实践的一般规律和基本方法，达到理论和实践紧密联系的效果。
二、把科技发展的最新成果引入机械工程实验体系
现代机械工程技术日新月异，新技术、新工艺、新材料层出不穷。机械工程实验需紧跟时代步伐，把科技发展的最新成果引入机械工程实验体系，在实验教学中体现这些新成果，提高学生的学习兴趣，激发其创新创造潜能。
1.紧跟先进制造技术，建立智能加工、特种加工实验室和工业机器人实验室
先进制造技术是制造技术的最新发展阶段，把它们纳入机械工程实验体系能融合各重点科目的最新研究成果，为理论教学提供素材。学生越早接触这些技术，越有利于他们日后成才。智能加工技术借助先进的检测、加工设备及仿真手段，实现了对加工过程的建模、仿真、预测，以及对加工系统的监测与控制，使加工系统能根据实时工况自动优选加工参数，调整自身状态，获得最优的加工性能与最佳的加工效果。特种加工相对传统切削加工而言，是直接或复合利用声能、光能、电能、热能、磁能、化学能等对工件进行加工的工艺方法。工业机器人作为高端智能制造的代表，在新一轮工业革命中将成为制造模式变革的核心和推进制造业产业升级的发动机。因此，建立智能加工、特种加工实验室和工业机器人实验室，将进一步完善机械工程实验体系，提升整个实验体系的完整性和科学性。
2.用VR技术打造新型实验环境，创新实验项目，创建虚拟实验室
虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）是近年来出现的新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实技术是利用电脑模拟技术，产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身临其境一般，可以及时、没有限制地观察三维空间内的事物。这种全新的技术可以用来打造新型实验环境，以虚拟现实的形式呈现实验室环境的高度真实模拟，帮助学生完成实验步骤，实现核心课程的深度学习。需要指出的是，虚拟实验并不能完全取代真实实验，它只是一种学习手段。对于探究型科研实验，由于其涉及未知领域的客体再现，所以虚拟实验并不适合。
3.建立基于“互联网+”的实验教学平台
机械工程实验体系创新离不开实验室的信息化、网络化建设。高校可以通过自行研发、合作开发、资源共享等形式多渠道丰富实验教学网络资源，在互联网上开放虚拟实验室，建立基于网络的实验教学平台。这样，实验教学内容、过程和时间可以从课堂韧卣沟娇翁猛猓形成实验室内的实际动手操作实验和网上虚拟实验相结合、课堂内教师实验教学和课堂外学生自主学习相辅相成的开放式实验教学新体系。该平台不受时间和空间的局限，学生可以通过网络随时随地学习，充分发挥自主学习的能动性，使工程实验更好地服务于理论课学习。
三、结语
机械工程实验体系是不断完善、不断发展的创新体系。机械工程实验体系创新是一项长期性工作，只要紧跟科技进步时代脉搏和人才培养的时代需求，机械工程实验体系就一定会更加完善，并在培养应用型创新人才方面发挥应有的作用。
参考文献：
