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關鍵詞：機械設計；制造；自動化發展

一、機械設計制造的概述

機械設計制造是嚴重各種工業機械設備及機電產品從設計、制造、運行控制到生產過程的一門綜合性學科。面對這個科技不斷發展的時代，對機械設計制造要求也越來越高。機械制造就是將原材料制造成合格的產品的方法與過程，是當代機械工業的基礎技術之一。機械制造行業為我國國民經濟提供技術裝備，制造業的發展水平已成為我國工業化程度的主要標志之一。在我國當代機械制造業當中，采用先進的制造工藝及設備是保證產品質量，降低制造成本、提高制造效率以及制造企業經濟效益的主要途徑。

二、機械設計制造自動化發展的意義

隨著我國社會的進步與發展，科技的作用也越來越突出了。在我國機械設計制造行業中，技術是機械設計制造行業發展的保障，只有利用先進的科學技術，才能不斷提高機械設計制造水平，進而推動我國機械設計制造行業的發展。就我國當前社會發展形勢而言，工業發展速度越來越快，對機械設計制造的要求也越來越高，而我國機械設計制造要想在這個競爭激烈的市場環境下更好的生存下去，就必須把握局勢，立足市場，深刻認識到先進技術的作用，在機械設計制造中加大技術的應用，實現機械設計制造自動化發展。自動化作為當代社會發展的內在要求，伴隨著經濟的發展，機械自動化技術及理念逐漸受到人們的重視，自動化在機械生產過程中所扮演的角色也越來越重要。當前我國機械生產過程中很容易出現設備故障，一旦機械設備出現故障就會影響到企業的正常生產，不利于經濟效益的提高，為了改變這些狀況，在市場環境中長遠生存下去，利用實現機械自動化發展已經迫在眉睫了。

三、機械設計制造及其自動化的設計原則

（一）采用先進的科學技術進行設計。機械設計制造及其自動化的設計原則需要依靠各種先進的科學技術。首先，機械設計制造及其自動化需要利用多種先進的加工設備。較為常見的加工設備有機床、車床等，這些設備的主要工作原理即為對原有事物的加工，包括對產品原有形態的改變，增加或刪減產品內容等；其次，機械設計制造及其自動化需要利用能量轉換機械。我國目前主要的能量轉換機械有各種電動機、內燃機等，能量轉換機械的工作原理使將產品能量進行轉換；再次，機械設計制造及其自動化需要利用各種信息處理機械。信息處理機械要信息技術為核心，是機械自動化的基礎，沒有信息處理機械將無法實現機械制造的自動化；最后，其他多種功能機械。機械自動化的生產與發展還需要其他多種功能的技術機械配合，隨著社會生活水平的提高，人們對于機械制造的需求也在不斷提高。為了滿足人們日益增長的不同生產需求，機械設計制造及其自動化的發展必然還將更進一步，其需要具備的各種科學技術也必將繼續發展，機械功能將更加多元化和具體化。

（二）符合機器的功能要求。機械設計制造及其自動化符合機器的功能要求是因為機械的設計必須滿足于人們的生產所需，只有滿足于客戶的生產要求才能夠促進企業生產效益的提高。客戶的要求是機械自動化發展的根本出發點，為了按照客戶的要求產出產品，機械制造自動化必然需要擁有較強的核心功能。核心功能的目的是促進生產，機械自動化所有的程序都必須圍繞著這一核心功能進行設置，使整個機械生產形成一個完整的、相互聯系的系統。機械自動化的核心功能要求更加有利于提高產品的質量和效率，促進企業的發展。

四、機械設計及其自動化技術的展望

（一）集成化。計算機集成制造（CIMS）是21世紀機械設計及其制造業的主要生產方式，主要由多個子系統組成。

（二）智能化。智能化制造系統是機械專家組成的人體一體化智能系統，在機械生產的智能生產活動中，主要將分析、推理、判斷、想法和決定作為制造的理由。智能系統中的智能主要體現在系統的特性上，智能系統能夠很好的適應發展，模塊化方法在設計和制造的時候，具有很大的靈活性，安全性可以得到保證。智能化生產的時候，需要對社會環境的污染和能源進行全面的考察，讓市場范圍的競爭合理公平進行。

（三）敏捷化。敏捷化主要將競爭力和信譽作為基礎，選擇合作者的虛擬公司作為共同奮進的目標，進一步提高企業的綜合競爭力。產品必須及時作出反應，滿足用戶的使用需求。為了快速的實現敏捷化，需要建立一個虛擬企業關鍵技術，進行虛擬技術的制造。虛擬制造技術是關鍵技術，敏捷制造的主要環節依附于虛擬環境。

（四）清潔化。工業化經濟的發展促進了經濟的繁榮，對環境也帶來了一定影響。日漸加劇的環境影響，讓人們開始認識到生態自然環境的重要性。綠色生產理念逐漸成為機械制造中的方向。在社會經濟的發展下，綠色經濟應運而生。進行綠色生產的主要目的就是保護環境，讓資源實現有效利用。在生產的過程中，人們應該對產品的設計、制造、使用和回收等多個階段進行考慮，實現環境安全。

總之，機械設計制造與自動化的發展較傳統的機械制造有著明顯的優勢，未來的機械自動化還將得到進一步發展，并逐步實現機電一體化和完全智能化，進一步提高工業生產的效率和產品質量，促進企業與經濟的發展。

參考文獻：

[1]農應斌.機械設計制造及其自動化發展方向的研究[J].科技傳播，2013.

[2]劉超.我國機械設計制造及其自動化發展方向研究[J].河南科技，2013.

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關鍵詞 機械設計；機械制造；自動化；探討

機械制造是制造業的重要組成部分，其作為國民經濟各個技術部門的基礎裝備，對于調整并完善中國的工業體系具有重要的作用。處于技術創新時代的今天，工業企業要獲得長足發展，就要對于機械設計制造及其自動化技術進行深入而系統地研究，以不斷地擴展其應用領域，提高其應用價值。長期以來，中國在該項領域研究中獲得了一定的成績，但是相比較于工業發展國家，中國在機械自動化領域中的研究還相對薄弱。對于中國的機械設計制造及其自動化的未來發展趨勢進行探究成為了重點研究課題。

1 現代分析機械設計制造及自動化技術淺析

作為傳統工科專業中重要的一種，機械設計制造對于國家經濟發展與技術發展有著重要的意義，并且機械設計制造的技術也在不斷的發展當中。但是，隨著外界經濟環境的快速發展，機械設計制造技術水平也面臨著新的挑戰和壓力。傳統機械設計制造技術存在著一定的缺陷和不足，不能更好的適應現代工業水平的發展需求。自動化技術是近年來隨著技術不斷發展而出現的新技術，是現代科學技術的結晶，是基于傳統技術的發展，并且廣泛的應用在機械設計制造過程中。自動化技術的應用，對于機械設備產品的自身價值提供了更多的價值。機械產品融入自動化技術，通過信息處理和交互，實現了更多的功能，突破了傳統機械設備的技術水平限制。機械設計制造與自動化技術的同步發展和相互交融，提高了機械產品的使用效率和安全性，對于提高生產力有著至關重要的意義。

自動化技術是以計算機技術、信息技術為主要內容，并且融合其他學科來滲透和發展的，是一門綜合性學科專業。自動化技術的應用，對于傳統機械設計制造行業造成了深遠的影響，并且賦予機械設計制造行業了很多新的內容與定義。例如，在機械制造行業生產過程中，需要對于制造過程的工藝進行嚴格的控制，并且有著高度的變量精確性要求。自動化技術的應用，通過電子信息技術，達到了對工藝變量的精確控制，實現了高效的無人化管理，降低生產成本，提高生產效率。

2 分析機械設計制造及自動化技術發展

現階段，我國機械設計制造及自動化專業技術正處于一個飛速發展的階段，并且也取得了一系列的相關研究成果。但是，與其他國際社會上的發達國家專業水平相比，還存在一定的差距。機械設計制造及自動化技術的發展方向從現代社會的發展趨勢來看，大體可分為網絡信息化、智能化、模塊化、綠色化與生活化的趨勢，下面筆者就這幾個技術發展的趨勢方向進行分析。

第一，信息網絡化發展。信息網絡技術已經成為現代社會的一個重要技術，并且對于各行各業都帶來了深入的影響。機械設計制造及自動化技術也受到信息網絡技術的影響，其專業深度與廣度得到了大幅度的提升。很多基于信息網絡技術的新技術應用于自動化技術當中，使得很多遠程監控、信息交互等都得到了實現。例如，在企業生產機械設備的過程中，通過遠程監控，可以使管理者實時的掌握企業生產情況，并且對于設備生產狀態進行控制和調整，提高了對生產過程的控制能力。與此同時，在企業生產的過程中，自動化技術與信息網絡技術相結合，實現了不同生產部門之間的信息交流與共享，更好的提高了不同生產部門之間的配合程度，有效的提高了生產質量和生產效率，是現代機械制造行業生產力發展的不可或缺的重要動力之一。

第二，智能化與模塊化發展。智能化是一個重要的標準，是區別傳統機械與現代機械的一個重要指標。智能化是機械產品的發展目標，是提高機械產品自身適應現代生產與社會需求的重要前提。通過智能化技術的應用，可以更好的拓展機械設備的應用范圍。模塊化是現代社會生產中一個重要的思想，通過模塊化思維的推廣，使得機械產品從研發到使用的效率都得到了大幅度的提高，標準化建設成為可能，有效的促進了機械制造業的規范、標準的發展。

第三，綠色化與生活化發展。現代社會的一個重要發展理念就是可持續化，持續發展是保證人類長遠生存的關鍵。機械產品的研究與生產，其根本目的是為了促進社會發展，為人們營造舒適的生活環境。機械設計制造及自動化技術的發展必須以綠色化為根本目標。通過環保技術的應用，提高機械產品的循環利用，進而為后續生產降低成本。機械產品應該與人類的生活進行深入的融合，并且體現出機械制造業的技術密集和知識密集的特點。機械設計制造及自動化技術融入生活的一個重要特點就是，農業生產、辦公、居住等多方面的內容都實現了自動化，為人類生活帶來了極大的便利。

3 結束語

機械自動化方便了機械工業的技術結構、產品結構、功能與構成、生產方式及管理等方方面面，作為工業技術的一個門類，它值得我們投入一定的精力去了解、認識。或許我們以后不會從事這方面的工作，但是了解機械設計制作自動化技術之后，我們才能更加堅定的支持它的發展。現在我國的任何企業都離不開機械的設計與制作，而機械設計制作自動化也跟我們的生活密切相關，這是不容否認的。希望，在未來不但是國家企業重視機械設計制作自動化技術，而且更多的人能為其發展投入自己的精力。

參考文獻

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關鍵詞：機械；設計制造；發展趨勢

中圖分類號：F407 文獻標識碼： A

前言

如今，我國的經濟發展迅猛，各行各業都有較快的發展，機械設計制造行業也是如此。我國相應部門對機械實際制造諸多環節的要求都較為細致和全面，尤其是設計、選材、加工過程等環節，均有細致的工藝和技術要求。可以說，在機械設計制造業中，工藝設計環節是極為重要的，對于該行業發展有著舉足輕重的影響和作用。當前，我國的機械設計制造有了較快的發展，已經接近國際市場，同時國家和政府也比較注重和引導數字化工藝設計，支持其廣泛使用。在機械設計制造過程中，設計者們都非常注重采用先進的設計技術，以此保證生產出相對較高質量的機械產品。筆者結合多年工作經驗和理論研究，對工藝設計技術等方面進行相應的匯總和討論。

一、機械設計制造及其自動化的內涵

機械設計制造及其自動化是一項融合了設計理論、制造技術、自動化技術的綜合性的學科，其目的是利用先進的科學技術全面改革機械制造的系統、模式、技術。完美的將自動化技術與機械設備融入到一起，充分利用計算機軟件構建一系列新的制造技術，例如CAD（計算機輔助設計）、CAM（計算機輔助制造）、FMC（柔性制造系統）等，最終形成大規模計算機集成制造系統（CIMS）。相比于傳統的機械加工方式，自動化的引入使機械設計制造發生了質的飛越。像日常所接觸的數控機床、加工中心等都是機械設計制造自動化在實際工業中的應用形式。

二、我國機械制造業和自動化的現狀

20世紀90年代初，由于CIMS技術的廣泛應用，擁有CIMS實驗中心及7個開放的實驗室已經建成。不僅如此，在全國還建立了CIMS的幾個研究項目。比如CIMS總體與集成技術、CIMS軟件工程與標準化等等一些項目，這些項目都取得了非常喜人的成績。但由于大部分的機械制造企業底子非常薄弱，并沒有完全的發揮作用。所以，在機械制造上，我國與發達的工業國家還是存在不小的差距。從20世紀20年代以來，機械自動化技術得到發展應用，在這幾十年中，自動化已經得到了迅猛的發展。由于近年計算機的高度集成化，機械自動化采用了計算機集成制造系統，這讓機械自動化得到了很好的發展。目前只有少數工業發達國家的某些生產部門達到非常成熟的自動化，但大多數的國家都還處于初級階段的自動化，我國也是其中的一員。我國的自動化技術還不成熟，要想跟上社會的快速發展進度就必須努力提長升自動化技術。

三、機械設計制造及其自動化的發展趨勢

隨著社會的進步，市場競爭越來越激烈，如何在市場中占有優勢地位是企業關注的重要問題。在企業創新能力的培養方面，企業在技術方面的創新需要放在和觀念和管理同樣重要的位置。企業經濟效益的提高和企業的技術方面的創新密切相關。從比較重要的方面來講，企業的發展對創新能力的重視也經歷了一段時間了。從1919年開始，機械設計制造和自動化有大概三個階段發展歷程：剛性自動化階段；柔性自動化階段和綜合性自動化階段。目前，科技的不斷發展也為我國的機械自動化創造了很好的條件，為促進我國社會的進步也提供了基礎，為了促進技術的應用價值，我們將計算機等技術手段同機械設計制造及自動化相結合，集中管理加以控制，形成了現代技術信息管理的綜合發展。

（1）多功能

在機械零件的加工過程中，會有大量的時間消耗在工件搬運、上下料、安裝調整、換刀和主軸的升降上。為了盡可能降低這些時間，人們把不同的加工功能組合在同一臺機床上，從而使一臺機床具有多種功能，這種復合功能的機床已成為近年來發展最快的機種。

（2）模塊化

機械設計制造自動化的產品種類和制造廠商繁多，產品質量也不一而論，如果缺乏統一的標準便會給機械的使用帶來很多的不便。現代機械設備的環境、電氣接口等都需要嚴格按照統一標準進行制造，這樣才能保證在組裝、維修的過程中可以及時找到配到的元件，因此自動化產品單元便成為了機械設計制造的關鍵。例如，在拆彈機器人的就是由很多不同功能的模塊所組成，動力模塊實現其運動、圖像處理模塊實現現場畫面的傳送、距離測量模塊是為了輔助精確度運用與拆彈操作。功能不同模塊完美的組合到一起，可以隨時更換損壞的模塊單元。

（3）微型化

出于機械設備的實用性能考慮，當前機械多向低能耗、小體積、靈活便利等方向發展，大大節省了儲存空間、減輕了人力搬運勞動強度。由此可見，微型化將會成為機械設備未來發展的必然趨勢。機械生產企業將資金投入于改造大型、笨重、操作靈便較低的機械設備，能減少生產資源的浪費，降低生產、運輸、儲存費用，還能擴大其運用范圍，為機械企業謀求更大的經濟利益打下了堅實的基礎。機械設備微型化除了為機械制造行業的未來發展提供了新思路外，還為其帶來了更大的挑戰，因為設備體積縮小、能耗降低，所以在生產時要求更高的技術支持，操作的精確度也較原有設備有所提升。

（4）智能化

智能化是機械設計制造及其自動化的重要要求，在通往技術創新的道路上實現智能化能夠更好推進技術進步和產品革新。智能化也是機械設計制造及其自動化未來的發展方向，在很大程度上都需要不斷對工作進行多方面的努力，加大智能化的工作準備，在人員上進行有效管理和綜合分析。在機械設備的使用當中也需要不斷實現智能化，通過具體操作進行綜合整理和有效管理，提高工作的質量和成效。

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關鍵詞：機械設計、機械制造；自動化

中圖分類號：TQ171文獻標識碼： A

引言

伴隨著科學技術的不斷發展，機械設計制造及其自動化也獲得了較快的發展，無論是理論上還是具體的方法上，都因科技而得到了加深和加強。機械設計制造未來的發展方向是自動化，這會使得其應用范圍更加廣泛，也更加的便利。

一、機械設計制造及自動化專業培養目標

1、應用型、復合型高級人才

機械設計制造及其自動化專業融合各個學科的知識，如主干學科是力學與機械工程學，輔助的學科有計算機科學、自動化技術以及設計技術等。因此，培養的對象不僅掌握生產第一線的設計制造、技術開發、設備維修與管理還要掌握運行管理、生產銷售等，因此培養的目標是復合型的高級人才。同時，機械設計制造及其自動化該門專業本身由于實踐性非常強，因此需要培養對象投身于生產第一線，掌握優良的技術與操作本領。

2、研發、設計人才

本科階段，培養的人才能夠在工作中從事機械制造的設計、常見故障的維修、運行管理以及產品的銷售等。同時該專業的培養目標還有培養機械的研發、設計高級人才，這是該專業保持持久生命力與獲得更好地發展情境的必備條件。我國的機械制造業較國外發達國家差距很大，要想掌握市場的主導權，必須掌握核心技術，因此各大高校以為國家培養高端設計、研發人才為目標。

二、工藝設計的功能

機械設計制造除基本功能外，還要提供多種多樣的可選功能。合理選擇適合本產品的可選功能，放棄那些可有可無的或不實用的可選功能，也就是對工藝設計實施和工藝設計相關信息的集成和優化過程。而更為主要的是為后續流程提供更為真實可靠的信息。

1、過程建模

工藝設計在過程建模中的功能研究是通過活動網絡建模方法完成的。一般的過程模型都是按照企業的設計需要和制定的相關工藝設計規則實現的。研究表明，工藝設計在過程建模中的功能主要是使具體的設計步驟變得清晰簡單、適應性增強和保證設計效率等諸多優點。

2、組織建模

由于機械設計制造企業中工作人員數量較大，而在組織上也就較為不易，這就需要有更為細致的管理和主導體制，在組織的過程中相應的工作部門要分工科學、細致、嚴格、公平等，這些特點要體現出來。近些年來，隨著計算機技術的發展，機械實際制造的數字化設計應用得到了很多人的認可，并對其進行了很好的推廣和普及。而在這一過程中就必然會暴露出數字化工藝設計技術所存在的弊端或是問題等。可以說，數字化工藝設計技術的過程較為穩定，或是說相對靜態化，這就導致了其在一定程度上不能夠滿足一些高精度產品的實際需要。為了解決這一問題，就需要在組織方面進行協調，通過相關人力資源的變動實現任務的變動。

3、任務模型

主要技術指標設計是后續設計的前提和依據。設計的來源不同，其具體的要求也不同，機械設計產品制造的數字化工藝設計技術充分考慮對工藝設計提出的相關要求和規定，聯合企業的相關工作人員組建了任務模型。根據流程的需要來安排設計的具體任務，然后過程模型再把任務傳遞給相關的工作人員。產品之間的管理性和模塊分區是與生俱來的，進行工藝設計的相關機械產品的來源主要是和工藝相關的信息及產品結構等模塊，所以，工藝設計在任務模型中的主要功能就是為任務模型的組建提供參考依據。

三、機械設計制造及其自動化的發展趨勢

1、應結合現形生產實際進行發展機械設計制造及其自動化技術

市場經濟的不斷變化與發展，機械設計制造業競爭力的不斷加劇，導致國內不少知名企業出現被收購、兼并甚至倒閉的現象。就我國目前發展現狀而言，要想推動機械設計制造的發展，就必須結合實際將信息技術、科學技術應用于實際的生產生活中，利用自動化技術真正意義上的推動企業行業的發展現狀。俗話說，實踐是檢驗認識真理的唯一標準。只有真正的投入實踐，才能真正意義上的發揮自動化信息技術在機械設計制造業中的重要作用。此外，信息技術的快速發展不僅僅推動了相關行業的建設發展，更加促進了市場化的激烈競爭。兩者在一定程度上是相輔相成的，必將成為未來推動機械設計制造發展的動力。

2、發展投資少、見效快的低成本自動化技術

依據我國現階段的發展現狀，可以發展投資少、見效快、成本低的自動化發展技術，不僅僅提高了自動化發展水平的速度，更加符合我國經濟社會發展的現狀及其要求。隨著網絡技術的不斷變化與發展，各行業也發生了翻天覆地的變化，對于機械設計制造業而言，從產品設計、物料選擇再到零部件銷售、市場認知、產品國家化都利用信息技術發生了變化，進而促進了機械設計制造業的發展，產品在設計過程中采用了先進的科學文化技術，進行產品的加工制作，不僅僅保證了產品質量，更加降低了成本，減少了資金的使用以及資源的浪費。

3、提倡發展機械設計制造及其自動化技術

環境問題的出現，已經嚴重制約了各個國家的經濟發展進程，從某種角度而言，經濟要想獲得長久穩定的發展必須依附于資源環境生態平衡的良好發展。所以在機械設計制造業發展的過程中，必須注重環境對機械生產的影響，與此同時，要結合我國實際的生產環境以及客觀存在的事實，發展綠色生產，促進資源的可持續發展，將經濟建設與資源生態環境建設放在同能重要的地位，共同促進社會的發展進步。

4、虛擬化

隨著信息化的不斷變化與發展，科學技術的大量涌現，大大推動了機械設計制造業的發展。就傳統機械設計制造而言，從某種程度上不僅僅浪費了大量的人力、物力、財力，而且在一定程度上也影響了機械設計制造業的發展。尤其是在設計的過程中往往都是由設計人員憑借其以往的經驗，進行產品設計，通過實驗在完成產品設計的整個過程。一定意義上存在著與實際生產操作不相符的情況，利用計算機虛擬技術，不僅僅可以減少這種誤差，更加能精準的進行圖紙設計，大大減少了人力、物力等浪費的現象，因此，虛擬技術的使用將是機械設計制造業未來發展的主要技術之一。

5、數字化

數字化的出現不僅僅是科學技術發展的必然結果，更是多種學科技術相交叉融合的結果，對于機械設計制造業而言，這種數字化技術不僅僅可以利用圖片、數據等形式將信息資源進行有效的整合以及分析重組，更能清晰的對機械產品進行仿真模擬試驗，以便更好的將產品設計以及功能準確的反饋給消費者，讓他們清楚的了解到產品性能及其質量。對于機械設計制造的操作人員而言，更能準確的使用產品，從而進行產品生產設計的加工與使用。更大范圍的來講，可以利用數字化的發展模式，有效的聚集世界各地的先進生產力及其發展水平，利用網絡信息動態，將同類產品進行分析對此，不斷改革加以創新，這也是未來社會機械設計制造業發展的必然趨勢。

結束語

總之，不難看出我國機械設計制造及其自動化發展水平與發達國家而言，仍存在很大的差距和距離。外部的生產環境不僅僅給我國機械制造業帶來了一定的挑戰，同時也帶來了新的發展機遇。為了適應時代社會發展的需要，我國必須加強對技術管理水平的提高，利用先進的信息技術不斷提升機械制造業的科技信息水平，同時也要結合相應的實際，共同促進我國機械設計制造業的發展。

參考文獻

[1]農應斌.機械設計及其自動化發展方向的研究[J].科技播，2013，（02）.

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【關鍵詞】機械設計與制造；發展方向；自動化

前言：

國民經濟發展所需要的技術設備都需要機械制造業來提供，機械制造業在工業制造中具有不可替代的作用，機械制造也的發展對于發揮我國優勢，完善我國的產業體系具有重要的作用。從根本上來說，機械設計制造及其自動化的不斷改革是促進其發展和創新的主要動力，通過這個環節的不斷改革能夠對我國的整體產業的發展具有重要的作用。近幾年來，雖然我國對于創新比較重視，總體來說我國與發達國家相比仍有較大的差距，所以，就要充分的理解其含義，然后尋求出一條適合中國發展的機械設計制造及其自動化的發展道路。

一、機械工程及自動化優勢

1）更高的工作穩定性和可靠性。在早期階段傳統的機械故障不能有效地體現，這只能依靠經驗豐富的工人來進行判斷，從而確定機械的運行狀態。機械設備如果出現故障，無法對機器進行操作，只能夠尋求專業的維修人員來進行修理。如今采用機械設計制造及其自動化技術所設計的機械在很大程度上改變了這種狀況，機械在出現問題之前就能夠在機械控制系統顯示機械的運行狀況，控制系統進行自檢及時發現可能出現的問題，而且對于存在的故障能夠進行自動處理，并且還能夠采取必要的自我保護措施，從而在很大程度上改善了機械設備工作時運行穩定性和可靠性。

2）操作方便。機械控制系統具有非常強大的功能，很多操作不再需要手工來進行，這主要是由于生產的設備采用了機械設計制造及其自動化技術，在機械運行時只需將相應的控制程序輸入控制系統，機械就能夠進行各種操作，機械操作的過程被有效的簡化了，降低了機械操作的復雜程度，從而能夠有效的優化機械的運行。

3）更高的效率和質量工作。采用機械工程及其自動化技術所設計和制造的機器及設備主要是采用了先進的自動化技術、控制技術和信息處理技術，機械的自動化水平明顯的有了提高，逐漸實現了機器的智能化發展，這樣的機器能夠高效且準確的完成相關的操作，在很大程度上提高了工廠的工作效率，而且對于工作的質量也有很大的提高。除此之外，對于那些惡劣環境的施工，如果由人來完成施建設會存在非常大的危險，但是運用智能機械裝置進行施工，來替代建筑工人這在很大程度上減少了施工的難度，而且能夠保障工人的安全。

4）適用范圍廣的。機械設計制造及其自動化主要是對多學科知識進行綜合的學科，所以通過這種技術所制造的機器設備具有顯著的優勢，而且機械設備所具有的功能也是綜合性的，其效率、穩定性以及其它方面的優點也能夠在生產的日常生活得以體現，對于某些或極其惡劣的工作環境，其優勢也是非常顯著的。總體而言，機械自動化設備的功能是綜合性的，對于有效的滿足人們的不同需求作用顯著，目前這樣的設備也得到了廣泛的應用。

二、機械設計及自動化的發展方向

1）綠色。人們的生活由于工業生產的發展而變得更加愜意，但是重型機械和重金屬在機器設備中的運用也對環境造成了比較大的負擔。目前如何能夠時這些機械設備能夠有效的實現與環境的和諧發展已成為亟待解決的問題，因此，機械設計制造及其自動化，也應該朝著綠色這個方向進行發展。綠色化產品主要是實現對于各種設備的回收和再利用，主要是由于許多工廠和單位對于舊重型機械的處理就是進行直接的丟棄，這種方式不僅污染了環境，而且還使得重要的資源被浪費了，因此綠色化發展的關鍵就是實現其的回收和再利用。世界各地的人們都在響應綠色和健康，中國作為世界上新興大國也要僅僅把握這個方向，實現與世界的接軌。

2）模塊化。傳統的機械設計與制造行業存在巨大的競爭壓力，市場上具有眾多的自動化的產品，所以如何實現模塊化成為了該行業的艱巨任務。因此，各廠家能夠使用標準單元進行產品的研發，實現生產規模的擴大。電氣產品的標準化所帶來的是不言而喻的。

3）智能化。21世紀以來，機械設計制造所涉及的領域都需要進行智能化設計，自動化成為該行業發展的一個重要方向，技術的發展再很大程度上減輕了人類的負擔，因此自動化對于機械制造也得發展也是至關重要的。這種智能主要是對機器行為表現，主要是將傳統的控制理論與人工智能，運籌學，生理學，計算機科學，數學等知識進行融合，獲得新的方法來對人工智能進行設計和制作，因此機器就具有了一定的判斷能力及邏輯思維能力。同時，還具備一定的獨立決策的能力，人類只要進行簡單的操作就能夠達到控制的效果。總的來說，機器不能擺脫人的控制實現完全的自動化，因此就有必要進行人工控制，這樣做就是為了對生產過程中出現的突發事件進行緊急救援。

4）節能環保化。目前全球污染都比較嚴重，我國也是將建設資源節約型、環境友好型的社會當成一項基本國策，以促進我國經濟更好更快地發展。在機械制造及其自動化技術中體現出節能環保的綠色理念，是時展的必然要求，以實現人與自然的和諧共處。對此，機械行業必須充分認識到環保的重要性，并將其充分融入機械生產的各個環節，從設計到回收都要體現出環保綠色理念，使其與客戶的生產、生活環境相適應相融合，以科學的發展觀為基礎，在機械生產中體現全面發展可持續的發展理念，利用可回收重復利用的材料與清潔能源生產機械設備，使機械行業走向更好更快的發展之路。

5）小型化。1980年以來，微型化已經成為機械自動化制造的主要方向，而且也得到了廣泛的使用。國外將這種微型系統稱為微電子機械自動化系統，而且應用范圍也越來越廣，任何大小不超一平方厘米的機械產品，受其精度的影響開始向微米和納米方向發展。由于微機械自動化產品的特點，所以在精確度要求較高的行業，如生物醫學，軍事信息等，微電子機械系統能夠在最大限度上發揮其優勢。如今，微機械自動化的發展也遇到了一定的限制，這就需要其進行進一步向精細化方向發展。

6）網絡化。第三次科技革命是創造了計算機和網絡，之后計算機技術實現了跨越式發展，不斷的進行。生活由于網絡的出現開始變得更加豐富多彩。網絡的快速發展使得世界逐漸傾向于一體化，競爭成為全球各家企業之間的競爭，競爭逐漸實現了全球化。網絡化的普及，使得自動化產品的應用也越來越多，特別是遠程監控和檢測技術的到了快速的發展，雖然該項技術本身是機械自動化產品。現場總線技術和LAN網絡也已經成為了時張的重要趨勢。各種家用電器通過與電腦連接，讓人們在家中充分享受各種高科技所帶來的便利和愉悅。所以，機械自動化產品向著網絡化已是不容置疑的了。

結束語

簡而言之，機械工程及其自動化的發展前景是非常廣闊的，相信隨著人類的不斷發展和進取，在不久的將來，這門學科必然可以創造出更加強大的機器設備，從而能夠為人類生存發展起到重要的推動作用。

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[3]張福榮，王軍，李志梅.影響機床進給的加工精度[J].運動.機床與液壓，2012.

篇6

關鍵詞：機械設計制造；自動化；發展方向

機械自動化技術有著廣闊的發展情景，我們要以我國國情為基準，逐步發展機械自動化技術。機械自動化不是一朝一夕就能完成的，實現機械自動化要循序漸進，從簡單技術的應用到復雜技術的應用、從低級設備到高級設備的應用、從不完善的系統發展到完善的系統，這需要一個較長的時間。

1 機械自動化技術概述

機械自動化就是指在機械制造的過程中采用相關的智能化機械和相關裝置在無人干預管理和控制的情況下，按照預定的程序或者相關指令來自行操作進行生產和制造的一種工作模式。這種工作模式的應用通常都是以計算機系統為主來進行全面管理和控制的一種綜合性管理模式。機械自動化在出現之初主要是以自動控制系統為主的機械生產模式，是自動化社會發展的一個主要體現形式。一般來說，在目前的機械生產領域中，采用機械自動化對于提高機械生產效益至關重要，同時也實現了機械生產方向的改變與確定，為其發展提供了一個廣闊的基礎平臺和發展基礎模式。

機械設備自動化的發展給人們的生活以極大的便利。一般來說，在目前的工作中我們需要從各個不同的角度進行全面系統的認識和分析，針對工作中存在的相關問題進行全面優化，從而減小勞動者工作強度、提高工作效率，使得整個社會生產水平邁向一個發展的新臺階，并由此進行延伸和擴展，最終達到電氣自動化，提高國家機械生產水平。機械設備制造業是我國的基礎工業，對國家經濟基礎命脈起導向作用，機械自動化技術的先進程度也決定了國家經濟的強弱。從我國具體的基本國情出發，使我國的機械自動化技術走上高速度、高質量和高效益之路，不但要瞄準世界先進水準，包括國際領域內已展露鋒芒的某些新技術，而且堅持提高與普及相結合的方針。

2 機械設備自動化發展趨勢

我國形形的行業都受益于機械自動化技術的應用和發展，其所體現出的效益和優點是不可估量的。它不僅可以滿足人類各種各樣的生活需求，而且可以體現出可靠性高、節省能源的好處。目前，機械自動化技術儼然已經成為工業領域不可或缺的先進技術，其重要性和意義不言而喻。

2.1 智能化

自動化控制技術是指通過自動控制系統來進行某種任務的控制工作，它在機械設備生產制造過程中的應用和推廣極大的提高了機械制造業的生產效率，因此我們應該對自動化控制技術在機械設備制造中的應用加以重視，并在實際操作中總結經驗教訓，為自動化控制技術在機械設備方面的應用營造良好氛圍。機械設計制造及其自動化目前已具有智能化的特征。智能化是機械自動化的標志之一，隨著信息技術的不斷更新發展還將繼續深化。實現機械自動化的高度智能化將能夠進一步提高生產的質量和效率，減少生產過程中的失誤，進一步保障生產的安全性。未來機械自動化的智能化發展可以將現代心理學等知識包含其中，充分模擬人的思維和行為習慣，使生產更加擬人化和智能化。

2.2 綠色化

綠色制造通過綠色生產過程及綠色設計、綠色材料、綠色設備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產綠色產品。產品使用以后再通過綠色處理后加以回收利用，采用綠色制作能最大限度地減少制造對環境的負面影響同時使原材料和能源的利用率達到最高。我國的機械設備及自動化技術發展應用才能健康地走上高速度、高質量和高效益之路。綠色是從環境保護領域中引用來的，人類社會的發展必將走向人類社會與自然界的和C。人與人類社會本質上也是自然世界的一個部分，部分不能脫離整體，更不能對抗與破壞整體。人類必須從各方面促使人與人類社會同自然界和諧一致，制造技術的自動化也不能例外。制造業的產品從構思開始，到設計階段、制造階段、銷售階段使用與維修階段，直至回收階段再制造各階段都必須充分計及環境保護。作為“綠色”制造，產品必須在一定程度上是藝術品，以與用戶的生產、工作、生活環境相適應，給人以高尚的精神享受、體現出物質文明精神文明與環境文明的高度交融。每發展與采用一項新技術時，應站在哲學高度，反思塞翁失馬安知非福。即必須充分考慮可持續發展保持環境文明，制造自動化必然要走向“綠色”自動化。

2.3 網絡化

網絡化是機械設計制造及其自動化的必然發展趨勢。從現狀看，機械設計制造過程中雖然應用了網絡化技術，但生產控制的網絡化水平還有待提高。舉例而言，在進行產品設計和產品生產時，機械設計制造的自動化系統一旦發生問題，便不能繼續正常生產產品，若是生產現場缺乏專業設計者或技術者，就得暫停產品生產工作。等專業技術人員解決系統問題之后才能繼續進行產品生產工作，這在無形當中降低了產品生產效率。由此可知，機械設計制造及其自動化必然會朝著網絡化的方向發展，這樣當出現產品生產問題時，便可利用網絡中的信息技術、傳感技術以及遠程監控技術向不在生產現場的專業人員求助，產品生產問題便能得到解決，產品生產效率便能得到保證。

2.4 虛擬化

傳統的產品設計需要設計人員利用圖紙進行，設計人員完成圖紙設計后反復確認，之后再利用CAD進行輔助設計，最后進行生產操作。機械制造中的虛擬化，運用計算機技術在現實中能夠通過控制制作過程進行模擬，完成機械制造產品的完全模擬，并發現其中存在的問題，進而在實際工作中避免出現類似錯誤，從而確保產品質量，而且節省能源、財力、物力，所以在很大程度上提升了市場競爭力。機械自動化未來的發展可以考慮將產品設計虛擬化。產品設計虛擬化的優勢在于可以利用信息技術在短時間內進行產品設計，提高設計的效率，同時能夠進一步保證產品設計的精準性。

結束語

隨著社會經濟的不斷高速發展，信息技術水平不斷提高，社會行業都在發生著巨大的變革，同時對于機械設備自動化的要求也日漸提高。機械設備自動化的實現是人類在漫長的社會實踐中不斷求索的結果，自動化的水平也隨著科學技術的越來越強大變得越來越高。自動化技術不僅將勞動強度大大降低，還能夠將產品質量大大提高，將制造系統在市場上的變化能力大大改善，市場競爭力也會大大提升。

參考文獻

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[2]邱友梁.論機械設計制造及其自動化專業教學難點與對策[J].中國科教創新導刊，2013，10：173.

篇7

1 特色教學總體思路

機械制造技術基礎課程特色教學，首先，應以機械設計制造及其自動化專業的培養目標為導向，在該專業總體課程體系結構中，合理確定該課程教學目標和主要教學內容。其次，在課程教學實施中，應注重發揮理論教學和實踐教學（包括實驗教學）的協同效應，注重現代教育理念和手段的應用，注重發揮學校（學院）的傳統教學優勢和科研優勢以及當地企業和科研單位的環境優勢等因素對教學的支持作用，注意學生生源地地域特點和招生層次對學生學習興趣、學習習慣和學習能力的影響等，在理論教學、實驗和實踐教學中，從教學方法、教學重點等方面體現特色，達到良好的教學效果。

以筆者所在學校為例，機械設計制造及其自動化專業的培養目標是，培養具備機械設計、制造、機電一體化技術和計算機基礎知識與應用能力，面向工業生產第一線從事機械設計、制造、科技開發、應用研究、運行管理和經營銷售等方面工作的德智體美全面發展、具有創新精神和實踐能力的應用型高級專門人才。該專業的主要課程包括高級語言程序設計、理論力學、材料力學、液壓與氣壓傳動、電工與電子技術、控制工程基礎、機械原理、機械設計、測試技術、機械制造技術基礎、高等機構設計、數控技術、微機控制技術、機床電控與PLC、先進制造技術等。機械制造技術基礎課程的教學目標是，使學生了解機械加工系統特別是機床和刀具的基本知識，掌握切削原理的基本理論，掌握分析機械加工的精度以及表面質量的方法，掌握機械加工和裝配工藝規程的制訂方法與步驟，了解先進制造技術與制造系統的基本概念，培養學生的工程素養以及分析、解決實際工程問題的能力和創新能力。課程的主要內容是以機械制造工藝為主線，將機械加工機床、切削原理與刀具以及先進制造技術等知識和理論有機地結合起來，形成低重心、寬結構、重素質、寬面向、強實踐的知識體系。考慮到與機械制造裝備設計課程在內容上的協調，本課程不包含夾具設計內容，但包含關于夾具在機械加工系統中的作用介紹等內容。在課程教學實施中，將實驗和實踐教學與理論教學相結合，利用多媒體教學手段生動直觀、信息量大的優勢，利用學校所在城市機械制造類大型企業多、科研機構多的地域環境優勢，利用學校在軸承、齒輪等機械基礎件和大型裝備方面的科研優勢，利用機械設計制造及其自動化專業是學校歷史悠久的老牌專業的傳統教學優勢，針對學生大部分來自河南省縣城，且均為一本錄取的生源特點，在理論教學、實驗和實踐教學的各個環節，開展特色教學實踐與探索。

2 理論教學

理論教學是整個課程教學的靈魂。我校從教學內容的合理選擇和教學實施兩方面開展有特色的理論教學。

我們根據機械制造技術內容豐富而學時有限的特點，精心選擇教學內容。機械制造技術所依托的機械制造及其自動化學科具有悠久的歷史，在現代科學技術快速發展的新形勢下又取得了長足的發展，因而，現代機械制造技術是傳統機械制造技術融合現代計算機技術、信息技術、新材料技術、環保技術、管理技術等眾多技術發展起來的綜合技術，其內容非常豐富。此外，由于課程體系的變化和學時的限制，機械制造技術基礎課程濃縮了傳統的機械制造工藝學、金屬切削原理與刀具和機床概論3門課程的內容，而學時只相當于原來的1門課程。在此背景下，如何安排課程理論教學內容和教學重點是需要認真研究和探索的。我們認為，現代機械制造技術是對傳統機械制造技術的繼承和發展，現代機械制造技術與傳統機械制造技術相比，一方面，有一些基本的內容沒有變化，另一方面，也有許多內容發生了變化。不變的方面，如機械加工精度和表面質量問題、加工效率問題、加工成本問題等，既是傳統機械制造技術面對的主要問題，也是現代機械制造技術所要解決的基本問題；又如，機械加工工藝系統由機床、刀具、夾具和工件構成，這一點在現代機械加工中并沒有改變。變化的方面，如現代機械制造對技術宗旨的理解，其側重點與傳統上的理解有所不同，傳統機械制造強調提高加工精度和質量，而現代機械制造則強調在保證機械產品制造質量的前提下，盡量降低制造成本并減少制造時間，即以盡量低的成本，用盡量短的時間制造出合格的產品，而這種理念的變化，反映在機械加工工藝規程制定中，會引起工序安排、設備選擇以及工時定額等變化；又如，數控技術的發展，使得現代機械加工機床普遍實現了數控化，因此，在機械加工工藝規程的制定中，工序的集中和分散問題以及粗加工與精加工工序劃分等問題的處理，與傳統非數控加工條件下有很大不同；再如，材料技術的發展使得現代機械加工刀具的切削能力大幅提高，同時，數控技術又使得機床主軸和進給機構的轉速大大提高，因此，傳統高速加工概念發生了較大改變，難加工材料的概念也改變了。綜上所述，理論教學應該是機械制造技術中最基本的內容，包括切削原理、機械加工精度、質量、效率、成本等方面的基本理論以及分析問題的基本方法等，同時，還應包括一些有助于學生了解先進制造技術的基本概念和特點以及建立先進制造技術的理念的內容，此外，由于該課程總體上具有內容龐雜的特點，為使課程內容雜而不亂，那些有助于各部分內容銜接，從而強化課程的系統性和整體性的內容，也是必不可少的。

理論教學實施方面，應重點從多媒體運用、課堂互動、舉例選擇等方面進行有特色的理論教學[7]。

運用多媒體教學手段提高教學效率和效果。機械制造技術基礎課程內容較多，且有大量的圖表 ，運用多媒體教學手段，呈現的圖形更加豐富多彩，可使課程信息量大幅增加，使理論教學生動直觀，讓學生容易理解，接受的信息量也大，可大大提高教學質量和效率。

通過課堂互動使授課更有針對性。課堂互動可使教師及時了解學生學習中遇到的問題，從而使授課更有針對性，同時，互動也可以使學生上課時注意力更加集中，有利于提高教學效果。機械制造技術基礎課程中的許多內容看起來并不難理解，但要真正理解得比較深入并能夠靈活應用卻不容易。互動教學可提高這部分內容的教學質量，因為與這些內容相關的問題學生感覺比較容易回答，與教師互動的積極性比較高，但實際上學生的發言往往不全面、不準確，教師要對學生發言中正確的地方給予表揚，同時引導學生把問題考慮得更全面、更深入，這樣的教學方法可以鍛煉學生的思維能力，收到良好的教學效果。

精心舉例，幫助學生理解重點難點內容。舉例有很大的靈活性，也能夠體現教學特色，舉例是否恰當對學生理解和掌握教學重點、難點也有很大的影響，教師應該精心選擇實例。舉例不必完全拘泥于教材，應該針對學生特點，并發揮教師科研對教學的支持作用，通過有特色的舉例，幫助學生理解重點和難點內容。筆者所在學校的學生對機械制造和機械加工的感性認識比較少，但在理論課講授之前，學生進行了金工實習和認識實習，在課堂舉例時，我們盡量選擇生活中常見或實習中見過的機械產品或零件，如生活中常見的自行車、摩托車、汽車，實習中見過的齒輪、軸承、拖拉機、柴油機等產品和零件。此外，我校在齒輪、軸承加工方面科研力量較強，學生畢業后工作中也經常會接觸到這些機械基礎件。因此，筆者選擇齒輪和軸承方面的實例，將內容講得更細致更深入，學生對此也比較感興趣，增強了理解問題的深度。

3 實踐教學

機械制造技術基礎課程是一門實踐性很強的課程，實踐教學是課程教學的必要組成部分，對達到教學目標具有重要作用，應高度重視。值得注意的是，實踐教學要與理論教學協調配合，在理論教學主導下進行，不能將實踐教學變成學生感性認識的散亂堆積過程。

我校與該課程相關的實踐環節包括實習、實驗、課程設計和畢業設計。

實習分3次進行。首先是金工實習，在學校內部實習訓練中心進行，具有實習地點穩定、教學人員經驗豐富的優點。學生通過實習對金屬材料加工的主要工藝方法和工藝過程形成初步感性認識。其次是認識實習。主要是到不同機械制造類企業的生產現場參觀，使學生對生產實踐中使用的各種機械加工方法以及工藝過程、機床、刀具、夾具、檢具甚至輸送和貯存工具形成感性認識。該實習在洛陽進行，可以發揮洛陽機械制造實力雄厚、企業眾多、機械產品類型代表性強的地域優勢。前兩次實習都是在課程理論教學之前進行的，可為理論教學打下堅實的感性認識基礎，也可提高學生在課堂上的學習興趣。再次是生產實習。本次實習在理論教學之后進行，是更加深入和全面的實習。學生經過理論課學習之后，帶著驗證理論觀點以及用所學理論去分析問題的愿望和要求，到生產現場實習，可以很好地鞏固所學知識和理論，實習地點主要是在東風汽車商用車公司，有時也到洛陽一拖公司等企業進行。

實驗共有5個，配合課堂理論教學內容安排在同一學期進行，起到及時鞏固課堂知識，加深對理論知識的理解，提高課堂知識應用能力的作用。

課程設計安排在理論教學之后，主要是通過讓學生親自編制給定零件的機械加工工藝規程，提高學生對機械零件幾何特征和技術要求的綜合分析能力，加深學生對工藝規程編制原則的理解，提升學生對這些原則的綜合應用能力，最終達到提高學生編制工藝規程能力的目的。該項任務與夾具設計任務結合在一起構成一個課程設計項目。

畢業設計是一項綜合實踐項目，對機械設計制造及其自動化專業的許多學生來說，畢業設計題目涉及的訓練內容，與機械制造技術基礎課程的內容關系密切，實際上起到了該課程實踐環節的教學作用。畢業設計指導教師一般結合畢業設計任務，要求學生認真復習課程有關內容，將有關理論和方法用于分析和解決畢業設計中的問題，起到了對這門課程又一個綜合性更強的實踐教學環節的良好作用。

4 結束語

機械制造技術基礎是機械設計制造及其自動化專業的一門核心專業課，搞好該課程的特色教學，是將該專業辦出特色的重要組成部分。筆者以所在學校為例，介紹了機械制造技術基礎課程特色教學的實踐探索，供相關教學工作者參考。

參考文獻

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篇8

關鍵詞：機械設計制造及其自動化；實踐教學；產品實現過程；項目設置；項目集成

作者簡介：范彩霞（1976-），女，河南澠池人，黃河科技學院工學院，講師。（河南?鄭州?450063）

基金項目：本文系河南省教育科學“十一五”規劃2010年課題（課題編號：[2010]-JKGHAG-0325）的研究成果。

中圖分類號：G642.0?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）25-0083-03

一、機械實踐類課程概述

日本機械工程教育基于產品部件展開，體現了以機器部件為中心的知識體系，不僅包含了畫圖、讀圖等一系列制圖本身的內容，還包含了互換性、零件設計、金屬材料學、加工工藝等諸多學科內容，涉及方案、強度、結構等與設計相關的專業知識。[1]在課程設置上將設計表達能力的培養課貫穿于整個學習期間，但具體實施方案尚未見報導。美國機械工程教育注重學科與數字化設計與制造技術的溶合，認為工程設計制造技能是一門實踐性很強的培養人的右腦的學科，需要大量的實踐。[2]

我國圖學課程全程教育的新思路提出拓寬教學領域，[3，4]與相關課程整體優化的思路大體上獲得同行專家的認同，但全程教育體系的具體構建實施一直是制約該項改革實效的重要環節，因為專業知識的拓展外延多寬沒有進行深入探討。[5]范彩霞提出數字化設計制造能力的培養方案，[6]可以看作是以數字化設計技術為主線的整合圖學、機械設計、機械原理、機械工藝裝備設計、數控加工等專業理論實踐環節的實例，但也只是從宏觀上理順了機械圖學基礎及綜合提高階段所涉及的主要環節，并未從微觀上詳述如何關聯知識點與實踐應用技能的培養流程。

現有機械實踐類課程有如下四個特點：第一，三維機械設計在教學中僅僅起到輔助學習專業基礎課理論知識的作用。在機械原理與設計課程教學中，用于傳動機構的演示動畫，在軟件操作上，多屬于了解的層次。第二，有些院校僅側重軟件操作能力的培養，不注重與專業設計制造知識融合，培養的人才屬于“造型派”而非“設計派”，造成學生學了課程和幾門軟件后，仍不能勝任一些工作任務，例如用常見的三維軟件設計工藝裝備（Computer Aided Fixture Design，CAFD）、計算機輔助制造（Computer Aided Manufacturing，CAM）在軟件操作上比較熟練，但CAM生成的數控代碼由于缺乏生產實踐設計訓練無法直接控制數控機床（Computer Numerical Control，CNC）加工工件。第三，在高校中，計算機工程分析（Computer Aided Engineering，CAE）的教學主要在研究生階段，實踐中，CAE能力是作為工程設計一個必要階段而存在，高層次的應用型人才培養應將其作為重要內容融入教學體系建設中。第四，各門實踐教學課程各自獨立，知識與技能的培養孤立進行。

本論文在前期研究基礎上，拓展機械制圖與其他專業課程設計、金工實習和數控實訓等實踐環節的聯系，加強了學生相關實踐環節工程圖學能力的深層次應用，以培養學生為設計、為工程、為項目、為創新、為交流服務為目標，對機械類實踐課程重新整合，形成基于產品實現過程和項目驅動相結合的機械類實踐課程體系。

二、機械設計制造及其自動化數控方向實踐課程體系建立

在基于產品實現過程（Product Realization Process，PRP）的課程教學體系設計中，實施以項目為中心的實踐教學，將產品的實現過程劃分為一個個有邏輯關系的項目，將項目實施主線貫穿于專業實踐教學的全過程，強調課程之間的關聯及理論學習和實踐集成，使課程體系符合工程教育規律。

圖1為機械實踐類課程基于項目式教學體系結構示意圖，其總體設計以各級項目實施為主線，以強化學生工程實踐能力特別是CAD/CAE/CAFD/CAM/CNC（以下簡稱CAx）集成應用能力為總體目標，通過一種一級項目、三種二級項目和若干種三級項目集成機械設計制造及其自動化專業數控方向的主要實踐環節，建立專業知識、圖學設計實踐技能、工程應用三者之間的有機聯系。

圖1中一級項目的設置目標為培養學生綜合運用專業知識和機械設計圖學技能設計復雜產品和系統的能力。一般分為畢業設計項目和小型綜合項目，其中小型綜合項目重點與工程實踐和教師的科研結合，主要面向大學生課外創新實踐項目，包括大學生科研訓練計劃、大學生工程創新訓練、大學生科研立項、大學生校內科技競賽，該類項目主要為學有余力的學生設置。

二級項目的設置目標為培養學生應用專業的核心知識模塊的能力。每個核心知識模塊對應特定的課程群，每個課程群都有一個綜合性的設計實踐項目，使學生認識到關聯的知識群而不是孤立的知識點，課程群的建設與實踐結合起來，避免重復內容。二級項目通常在若干個三級項目的基礎上完成。

篇9

[關鍵詞]面向工程；面向應用；面向需求；創新教學方法和手段

[中圖分類號]G642.0　[文獻標識碼]A　[文章編號]1005-4634(2012)03-0085-04

0　引言

機械設計制造及其自動化是新疆農業大學機械交通學院科研工作的主要發展方向，為適應新疆經濟建設的發展，該專業從2004年開始重新調整了培養方案，增添了新的專業方向(計算機輔助設計制造、設備管理與工程)，使該專業成為新疆農業大學當年招生的熱門專業之一，錄取分數大大高出普通本科錄取線。2005年新疆農業大學機械交通學院以該專業為基礎成立了4個研究室：機械設計研究室、農牧機械研究室、精準農業研究室、農業工程信息技術研究室。多年來，該專業為新疆的機械工業、農業機械化發展輸送了大批的專業人才，在全自治區尤其是農機行業，具有較大的影響，為新疆農機的發展做出了極大的貢獻。

1　優勢專業培養模式

新疆農業大學機械交通學院高度重視機械設計制造及其自動化專業的專業建設，在該專業的優勢專業建設中首先明確專業建設思路，瞄準培養目標，注重教學方法和手段及考試考核方式的改革，利用開放型實驗、實訓和實習教學環節，倡導多樣的學生科技活動及創新的畢業設計工作，取得了很多寶貴的經驗和豐碩的成果。

1.1明確專業建設規劃

新疆農業大學機械交通學院在優勢專業建設中，明確專業規劃的指導思想和目標定位，緊扣自治區農業現代化和新型工業化發展的脈絡，培養既有較好理論基礎又有較強實際動手能力的應用型人才，在此基礎上，制定科學、完善的專業建設規劃，做到定位準確，建設思路清晰，建設目標清楚，措施有針對性和可行性。

專業規劃的制定及實施措施。(1)人才培養模式。人才培養模式的確定通過以下5個“三個”方面建設：“三個結合”——課堂教學結合實驗教學、校園培養結合社會實踐、專業學習結合素質拓展；“三個面向”——面向工程、面向需求、面向應用；“三個導向”——鼓勵思考、激勵創新、獎勵貢獻；“三個倡導”——求真務實、開拓進取、勤奮謙和；“三個熱愛”——熱愛學院、熱愛學校、熱愛專業。(2)課程建設。優化課程體系，注重實踐教學環節；在課程體系中，既體現了農業工程的傳統(專業方向課程中有農業機械設計課程)，又有適應社會需求的新技術專業方向(如機電一體化、計算機輔助設計與制造等)。(3)實驗室建設與實驗教學。在專業規劃和建設中，實驗室建設和實驗教學的實驗設備添置立足于專業建設的目標；在設備用途上，主要添置利于培養學生動手和創新能力的測試、教學科研型的儀器實驗設備；繼續實行實驗室集中管理、分工建設的辦法；學院的實驗室管理辦公室負責全院的實驗室日常管理和實驗保障；各教研室的任課教師具體承擔實驗課教學任務，并負責設計型、綜合型及科技創新型實驗項目的開發及開設等教學工作。(4)教學改革與教學管理。認真修訂本科“一班一計劃”的人才培養方案，重點體現在兩個方面：首先，明確本專業及其方向的定位，優化課程教學體系與結構，優化實踐教學體系與結構；其次，民族語言班級的人才培養方案應真正體現削枝強干和重點培養動手能力的基本要求。

1.2　專業人才培養方案的修定、制定

1)專業培養目標。遵循高等教育和人才培養規律；立足新疆、服務三農、服務社會；探求復合型、應用型、研究型、創新創業型人才培養的途徑和方法；注重學生綜合素質、實踐能力和創新能力的培養。

2)修訂思路。人才培養方案的修訂思路見圖1。

1.3　教學內容與課程體系改革

1)課程體系改革。課程體系及其內容的變革，是高等教育培養綜合素質、全面提高教育質量的核心環節。在機械設計制造及其自動化專業的課程體系改革中，以提高教學質量為最終目的，根據專業的發展不斷更新教學內容，反映最新學科知識，優化課程體系，強化能力和創新精神的培養。專業人才培養方案教學體系分兩大塊：理論課程教學體系和實踐教學體系(理論教學體系模式參見圖2)。

2)課程教學改革。(1)專業課程建設。注重學科知識的綜合性與實用性，調整、合并、重組一些課程，避免內容重復；增設拓寬專業口徑、體現素質教育、創新精神培養的新課程；取消課程中的部分常規實驗，增設綜合性、設計性強的實驗課。(2)課程管理。創建以課程組(群)管理為體系的管理模式；實行主講教師課程授課全程負責制；專業課程組進行日常教學、教研、教改等活動。

1.4　教學方法與手段改革

根據課程特點，在教學方法、教學手段、考試方式等方面做了大量的改革工作，取得較好成效。

1)創新教學方法。在教學方法上注重啟發式、案例式、研討式、討論式、互動式、結構課式等教學方法的研究與應用，結合多媒體現代科學技術手段，加強實驗、實習、實訓環節，進行開放性實驗嘗試，尤其是從課堂教學開始就注重學生動手能力的培養。如《機械設計》課程成功探索出了“課內課外相結合，理論與實踐相結合”的良性互動式的教學方法，使學生不再是被動的知識接受者，而是主動的求知者、參與者和探索者，他們的應變能力、創新意識在不斷地解決問題和積極主動地參與過程中得到培養。

以一條主線、兩個階段、兩個層次優化了教學過程。“一條主線”就是提高學生的綜合能力、設計能力和創新能力，“兩個階段”和“兩個層次”是在教學前期以單一機構的設計為主，使學生對各類機構的特點及設計步驟與特點加以了解掌握；在后期以綜合使用多種機構完成特定功能為主。如圖

3　為學生動手制作的實物作業(各種典型機構)。

2)考核方式改革。根據專業課程特點，靈活運用多種方法積極進行考核方式的探索和改革工作。從2003年開始經過專業教師多年的努力，探索出了多種師生普遍認為較成功的考核方式，參見表1。

1.5　創新實踐教學

以現代工程教育理念為指導，以基本能力訓練為基礎，以綜合應用能力培養為核心，以實踐能力和創新精神培養為目標，構建課內外、校內外結合的多層次、立體化實踐教學體系。

在實踐教學體系的框架下，學院積極創造條件，以認知實驗和認識實習、實訓、實驗室開放、大學生第二課堂、科技創新小組、大學生導師培養等方式吸引學生較早參加科研和創新活動，實踐效果好。實驗室和各實訓中心面向本院本優勢專業和相關工科學院開放，開放時間長，效果較好。

在多年實踐基礎上，建立了符合時代特征、設計科學合理、符合培養目標要求的“一條主線、三個層次、八個模塊”的實踐教學體系。

“一條主線”：以提高學生綜合素質、工程實踐能力、創新精神的實踐教學培養為目標，著重提高“動手能力、應用能力、分析問題能力、解決問題能力和創新能力”五種能力；“三個層次”：以專業基本能力培養、專業能力培養、創新能力培養為基本平臺；“八個模塊”：從“專業基礎課實驗、計算機應用能力、專業課實驗、專業課實訓實習、專業課課程設計、畢業實習和設計、大學生第二課堂、大學生科技創新活動”八個方面進行專業綜合素質、應用能力的培養。實踐教學體系設計科學合理，符合培養目標的要求。

2　優勢專業建設成效

2.1　學生創新精神和實踐能力進一步提升

在新疆農業大學機械交通學院注重培養學生的創新精神的政策鼓勵下，重視學生科技素質培養，在學生中大力開展科技創新活動，依托大學生科技活動站開展學生科技發明、制作，大學生科技活動站中以機制、電氣專業學生為主導。

5年來，各個興趣小組共有各個專業的組員近100人，其中機制專業學生累計就有50人，再次證明了學院機制專業學生理論聯系實際、熱愛科學的特點。

科技活動站包括“機械創新設計小組”、“電子工程興趣小組”、“數控模型設計小組”等有專業教師輔導參與的大學生群體組織，這不僅能激發廣大學生參加各項活動的積極性，提高他們的活動興趣，還能進一步鍛煉大學生的個人特長、工作能力、公關能力和組織能力。

經過多年來的不斷努力，近幾年新疆農業大學機械交通學院的學生在“全國三維數字化創新設計大賽”、“自治區三維數字化創新設計大賽”、“自治區大學生挑戰杯比賽”、“自治區電子科技大賽”、校科技文化藝術節等各類科技競賽和科技作品展覽中都取得了可喜的成績，見表2。其中，在“全國三維數字化創新設計大賽”中獲得一等獎。

2.2　以實驗室為依托開展大學生科技創新活動

為了促進自治區重點產業緊缺人才專業的建設，并輻射帶動其他專業的建設，擴大大學生創新項目的影響范圍，新疆農業大學在6個自治區重點產業緊缺人才專業中開展了第三批大學生創新項目，并以此為契機，將此活動輻射拓展到其他相關專業，進行了創新項目的立項工作。機械交通學院學生(特別是電氣工程及其自動化專業、機械設計制造及其自動化專業)踴躍申報項目，2010年成功獲批18項，2011年成功獲批11項，合計金額達到10萬元。同時，還獲得2010年新疆農業大學大學生科技創新基金項目15項。目前這些項目都在相關實驗室緊鑼密鼓的進行中，項目資金都已落實到位。

2.3　學生獲得專利情況

新疆農業大學機械交通學院農業機械化及其自動化專業091班的艾力江·如蘇力同學是中國發明協會和阿克蘇地區發明協會的會員，自2010年進入新疆農業大學機械交通學院學習以來，學院為他繼續開展各項創新活動提供了場地(農牧業機械實驗室)并指派肉孜老師作為他的指導老師，為他取得發明專利提供了充分的條件。

由艾力江發明的紅外線馕坑專利項目2010年1月20日授權。他的《紅外線馕坑商業策劃書》在2010年“烏魯木齊市大學生創業計劃大賽”中榮獲了三等獎；在2010年第7屆全國大學生創業計劃大賽新疆區總決賽榮獲了優秀項目一等獎，在2010年第7屆挑戰杯全國總決賽中榮獲了銅獎。艾力江發明的《紅外線馕坑》被國家知識產權局定位為2010年深圳高洽會、第12屆中國國際高新技術成果交易會和2010年知識產權洽談會新疆專利項目中重點推薦的高新、低碳、環保、節能性項目之一，2011年3月12日在北京清華大學已通過國家重點科技項目國家級專家組的評議，2011年4月被自治區農機局和新疆農業大學推薦成為2011年新疆國際農業機械博覽會重點推薦的優秀項目之一，在2011年5月的新疆機械博覽會上成為博覽會的亮點項目，2011年5月被新疆維吾爾自治區知識產權局授予“2011年度新疆大學生優秀發明創造專利獲得者”稱號。

3　結束語

機械設計制造及其自動化專業是新疆農業大學的傳統專業，通過該專業的優勢專業建設工作的開展，專業教學質量得到全面提升，學科專業教學內容及課程結構進一步優化，人才培養模式更加合理，學生綜合素質進一步提高，初步實現了該專業高水平、高質量的人才培養新平臺建設。

繼續秉承“面向工程，面向應用，面向需求”的專業培養模式，努力尋求行業、企業的支持，主動為行業、企業培養急需的應用型人才，打特色牌，走特色路，找準專業發展方向和人才培養特色。(1)加強與其他本科院校的學術交流，掌握專業發展和教學改革情況，了解其辦學特點和人才特色；(2)深入企業生產一線，積極與用人單位共同探討本專業人才應具備的能力，取得企業對本專業人才需求情況的第一手資料，明確企業需要什么樣的人才，本專業培養的學生應定位在什么技術層次上，從事什么工作，所需的專業知識是什么，進一步明確專業培養方向；(3)在科學論證的基礎上，充分發揮自身優勢，結合教學體系建設和實踐教學環境建設，形成專業特色和人才優勢。

參考文獻

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篇10

關鍵詞：工程教育；實踐教學體系；工程實踐能力；創新能力

作者簡介：黃崇林（1975-），男，廣東廉江人，廣東石油化工學院機電工程學院，副教授。（廣東　茂名　525000）

基金項目：本文系廣東省高等教育教學改革工程項目（項目編號：YCJ20114731702）的研究成果。

中圖分類號：G642.423?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）34-0106-02

隨著科技進步和經濟的飛躍發展，國際競爭日趨激烈。為加快國家創新體系的建設，提升國際競爭力，我國迫切需要一大批高素質的工程技術人才，這對我國人才的培養和教育提出了新的挑戰和要求，對高等工程教育的改革起到了巨大的推動作用。近幾年來，隨著改革的不斷深入，我國的高等教育體系發生了積極變化，但隨著經濟全球化的加速，高等教育特別是工程教育與經濟發展的需要還顯得很不適應，培養的工程技術人才遠不能滿足現代企業的要求，這種狀況將直接影響我國的國際競爭力。據統計，我國只有不到10%的工科畢業生適合在跨國公司工作。不少現代企業對國內培養的畢業生評價是：學生獨立性強、思路開闊、時尚、知識面廣，但知識廣而不深，專業知識不扎實，動手能力差；缺乏工程實踐能力和工程創新意識，綜合素質低下；交流與表達能力嚴重不足，缺乏成為一流工程師的潛質；學生熟悉工作須在企業工作3～4年左右。所有這些都為我國高等工程教育敲響了警鐘，加強學生實踐能力和綜合素質的培養，構建以培養工程實踐能力為導向的實踐教學體系勢在必行。

為了進一步適應社會發展對高素質工程技術人才的需求，結合廣東石油化工學院（以下簡稱“我校”）在大工程觀教育理念指導下的人才培養，對機械設計制造及其自動化專業工程實踐教學體系的構建進行了探索和實踐。

一、更新教育理念，培養學生的大工程觀

實踐教學是工科人才培養方案中的一個重要組成部分，要解決目前工科院校人才培養中存在的問題，必須借鑒國內外先進的高等工程教育理念，形成結合自身實際的工程教育理念。2008年，我校進行了大工程觀教育理念、教育教學改革，經過近幾年的探索和實踐，機械設計制造及其自動化專業初步確立了“理論與實踐結合，技術與工程素養結合，專業與地方制造業結合”的工程教育理念。理論與實踐結合：工程實踐教學與理論教學相互支撐、相互促進、相互融合，以理論教學帶動工程實踐教學，以工程實踐教學促進理論教學，良性互動，共同發展。技術與工程素養結合：強調以工程素養為基礎，以工程實踐深化理論知識，綜合培養學生的工程創新與技術實踐能力。專業與地方制造業結合：強調結合地方制造業的產品實現全過程運作能力的培養，并通過加強校企合作，提高學生的適應能力和就業競爭力。根據自身形成的工程教育理念，結合學校自身的優勢和辦學特點，合理制定專業人才培養方案，構建新的實踐教學體系，以培養學生的大工程觀。

二、加強實驗教學的改革，強化學生基礎性實踐環節的訓練

實驗教學作為對課堂理論知識教學的必要補充和延伸，進行實驗教學改革對培養學生的大工程觀，提高學生的工程素質和工程實踐能力起著重要的作用。

1.深化實驗教學內容改革，增加設計性、綜合性實驗

傳統的實驗教學多以演示性、驗證性實驗為主，我校機械設計制造及其自動化專業在進行實驗教學改革時，要求每一門有實驗課的課程都要開出一個以上的綜合設計性實驗，通過綜合設計性實驗項目形成系列課程，并互相銜接、互相配合、互相支撐，強化學生對專業課程的理解能力；實驗指導教師要結合實驗內容編寫相對應的實驗教材，最好能與工程實踐相聯系，同時鼓勵教師申報與課程實驗教學改革相關的教研項目，深化實驗教學改革。專業學生能夠在夯實基礎實驗的同時，使實踐動手能力和創新能力得到大大提高。

2.開放專業實驗室，探索開放性實驗教學模式

在學校實現課程資源和實驗資源共享的同時，探索開放性實驗教學模式，可以讓學生充分利用實驗設備資源進行實踐活動，探索、研究自己感興趣的課題。通過開放性的實驗教學，充分發揮學生的主觀能動性，增強學生分析問題、解決問題的能力。目前我校部分進行課外科技創新的同學已能很好地利用開放性實驗教學模式進行學習和研究。

3.合并、重組實驗室，建立一體化的創新綜合訓練平臺

改變基礎實驗室和專業實驗室專為某一課程或專業服務的狀況，根據功能和專業特點進行整合，建設多個具有專業特點、符合地方產業發展的實驗、實訓平臺，如先進制造技術綜合訓練平臺、機電一體化系統設計綜合訓練平臺等。通過這些平臺的建立，培養學生獨立設計和自主開發的綜合能力，為學生今后的就業和發展打下堅實的基礎。

三、拓寬工程訓練渠道，加強實習基地的建設

1.建立產學研有機結合的校外實習基地

認識實習、生產實習和畢業實習是機械設計制造及其自動化專業重要的實踐性環節，學校在選擇校外實習基地時，要求企業與專業設置吻合，并具有先進的設備和營銷理念，使學生通過不同層次的實習，逐漸了解機械工業生產的各種類型和特點，了解企業的生產、管理和文化，熟悉各種零部件的加工工藝和方法，充分發揮校外實習基地在培養學生大工程觀方面的作用。目前，我校機械設計制造及其自動化專業已經在茂名、柳州、桂林等地建立了相對穩定的校外實習基地，與企業進行產學研項目合作還有待加強。

2.建設功能強大、水平先進的現代機械工程訓練中心

現代機械工程訓練中心是我校在2008年整合學校優質實驗教學資源并結合周邊地區的石油化工產業、打造石油化工特色高校所建立的工程訓練中心，2010年獲得國家財政部支持建設。中心面向全校開展工程認知教育，并對全校30個理工科專業開設實驗、實習和工程實訓項目以及科研創新活動。中心以學生為主體，以科學技術發展和社會需求為導向，面向石油化工行業，面向區域經濟，面向基層一線，構建面向石化過程的工業系統和石油化工過程裝備制造實踐的工程認知、工程基礎技能實訓、現代設計與先進制造技術綜合工程實訓、創新實訓的“四層次階梯式”具有石油化工特色的工程訓練教學體系，開展“實物實訓與虛擬實訓、固定實訓與開放實訓、傳統實訓與創新實訓、工程實訓與技能培訓”相結合的教學實訓，著力培養學生的專業實踐能力和科研創新能力。該中心的建設突出石化特色，采用先進的教育理念、完善的教學體系、豐富的教學內容、先進的教學方法手段及合理的管理和運行機制，強化對學生工程實踐與專業能力以及科研創新能力的培養，可為學生提供一個真正的工程訓練場所。

四、加強設計類環節，提高學生工程設計能力

課程設計是培養學生綜合運用所學的課程知識，模擬解決工程實際問題的訓練過程。在機械設計制造及其自動化專業的課程設計中，有機械設計基礎課程設計、專業課程設計等，在課程設計具體組織實施的過程中，課程設計的題目偏少，不利于學生獨立思考，容易滋生抄襲的不良風氣。教師在選題上應盡可能接近工程實際，盡可能做到每人設計的內容不同，增加課程設計的綜合性，提高學生的工程設計能力。

畢業設計是機械設計制造及其自動化專業學生畢業前總結性的實踐教學環節，通過畢業設計能使學生綜合運用所學的各種理論知識和技能，進行全面、系統的技術及基本技能的練習。因此，應采取有效措施，加強畢業設計環節的管理，提高畢業設計質量。具體做到：一是優化選題，把好畢業設計入口關；二是強化監控，嚴格畢業設計過程管理；三是量化考核，客觀評定畢業設計成績。

五、建立多樣化的課外實踐能力培養體系

課外課堂也是工程實踐教學體系中重要的一個環節。學校應以培養學生大工程觀和工程應用能力為出發點，為學生創造積極參加課外課堂活動的條件。如：

（1）選拔學生參與到教師的科研工作中，讓學生盡早接觸工程實際項目。

（2）鼓勵學生申報大學生實驗創新基金項目，由指導教師把關，學生利用課外時間查閱資料、設定方案、配備儀器進行實驗，加強學用結合，實行個性化教育，培養創新能力。

（3）組織學生參加具有學科特色的技能競賽和課外科技活動，如“挑戰杯”大學生課外學術作品大賽、機械創新設計大賽等。

（4）鼓勵院系每學年面向學生舉行一定次數的學術報告等。

目前，學校已經開展大學生素質拓展學分計劃，大學生素質拓展學分包括學術科技和專業技能、文化藝術和體育競技、社會實踐與志愿服務三部分。推進大學生素質拓展計劃，建立多樣化的課外實踐能力培養體系，可以讓學生的創新意識與創新能力在實踐中得到培養和鍛煉，促進大學生成才成長、全面發展。

六、建設一支與學生工程實踐能力培養要求相適應的教師隊伍

落實人才培養方案，實施實踐教學體系的各個環節，關鍵在于建立一支與學生工程實踐能力培養要求相適應的師資隊伍。學校教師的理論水平是不容質疑的，但具有較強工程實踐能力的教師偏少，不能滿足高素質工程技術人才培養的需要，為此，學校采取了“引進、培養與企業聘請”相結合的方式，提高師資隊伍整體工程實踐能力。具體措施有：

（1）不受學歷和職稱的限制，重點引進一批具有一定理論基礎、實踐經驗豐富、來自生產一線的工程師或高級工程師，以充實學校的專職教師隊伍。

（2）通過制定制度，明確要求中青年教師下實驗室，并且要有不少于1年的企業掛職鍛煉，要求副教授職稱以上的中老年教師，每年至少完成一項企業實際工程項目。

（3）建立學生企業學習階段的“雙導師”制，學校教師和現場工程師一起指導學生實習，學校指導教師在企業指導學生的時間每周不少于一天，通過這些措施，培養學校教師的工程實踐能力。

（4）建立企業兼職教師選拔和管理制度，建立一支相對穩定的綜合素質高、工程實踐經驗豐富、年富力強的企業導師隊伍和企業專業課兼職教師隊伍。

參考文獻：

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