機械類專業(yè)工程教育改革與創(chuàng)新

機械類專業(yè)工程教育

改革與創(chuàng)新

東南大學張遠明101000134@

1.先進制造技術發(fā)展趨勢和裝備制造業(yè)的現(xiàn)狀

1.1先進制造技術發(fā)展趨勢（1）向“數、精、極、自、集、網、智、綠”這8個方面發(fā)展，彼此滲透，相互依賴，相互促進，形成一個整體。

“數”是發(fā)展的核心，指制造領域的數字化。以設計為中心、以控制為中心和以管理為中心的數字化制造?！熬笔前l(fā)展的關鍵，指加工精度及其發(fā)展。以超精密加工的前沿部分、微細加工、納米技術為代表,將進入微型機械電子技術和微型機器人的時代。20世紀末年已達到１－１０nm

；ATP酶（分子馬達）,轉速最大每秒可轉八次，續(xù)航力一百五十分鐘.

在21世紀初開發(fā)的分子束生長技術、離子注入技術和材料合成、掃描隧道工程(STE)可使加工精度達到１nm；美國康納爾大學研制成的

"納米直升機"示意圖

現(xiàn)在精密工程正向其終極目標-原子級精度的加工逼近,也就是說,可以做到移動原子級別的加工。

用掃描隧道顯微鏡的針尖在銅表面上搬運和操縱48個原子，使它們排成圓形。芯片多層結構示意圖超凈:加工車間塵埃顆粒直徑＜1

μm，顆粒數少于0.1個/

inch3；

2）超純:芯片材料有害雜質，其含量要＜1/109；

3）超精:加工精度達納米級。“極”是發(fā)展的焦點，就是極端條件，是指生產特需產品的制造技術，必須達到“極”的要求。“微機電系統(tǒng)”就是其中之一?！白浴笔前l(fā)展的條件，“自”就是自動化。實現(xiàn)了機械制造系統(tǒng)自動化。普遍采用CAD/CAE/CAM/CAPP/PDM/ERP。

在加工技術方面也已實現(xiàn)了底層的自動化。包括廣泛地采用加工中心(或數控技術)、自動引導小車(AGV)等。

“集”是發(fā)展的方法，

“集”主要指現(xiàn)代技術的集成、加工技術的集成、企業(yè)集成等。

北京第一機床廠通過實施C1MS工程，主導產品設計周期縮短1／2，庫存占用資金減少10％，生產計劃編制效率提高40一60倍。C1MS工程“網”是發(fā)展的道路，“網”就是網絡化。制造技術的網絡化不可阻擋，它的發(fā)展會導致一種新的制造模式，即虛擬制造組織?！爸恰笔前l(fā)展的前景，智能制造作為一種模式，是集自動化、集成化和智能化于一身的先進制造系統(tǒng)，也是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化系統(tǒng)。高精度和快速3D機器人視覺系統(tǒng)顯示天窗的組裝并進行完整的質量檢查“綠”是發(fā)展的必然“綠”就是“綠色”制造。人類必須從各方面促使自身的發(fā)展與自然界和諧一致。清潔生產技術既可滿足人們的需要，又可合理使用自然資源和能源并保護環(huán)境的實用生產方法和措施。其實質是一種物料和能耗最少的人類生產活動的規(guī)劃和管理，將廢物減量化、資源化和無害化，或消滅于生產過程之中。

日本Mazak公司在產品綜合樣本中展示出一種未來機床，在結構布局上也已突破了傳統(tǒng)機床原有的格式。該機床在外形上猶如太空飛行器,加工過程中噪音、油污、粉塵等將不再給環(huán)境帶來危害。

1.2機械工業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展

（1）主要成績規(guī)模躍居世界首位

2010年機械工業(yè)增加值占全國GDP的比重已超過9%;工業(yè)總產值從2005年的4萬億元增長到2010年的14萬億元，年均增速超過25%，在全國工業(yè)中的比重從16.6%提高到20.3。

2009年，我國機械工業(yè)銷售額達到1.5萬億美元，超過日本的1.2萬億美元和美國的1萬億美元，躍居世界第一，成為全球機械制造第一大國。裝備保障能力顯著增強“十一五”以來，在高速增長的需求拉動下，我國機械產品的水平有了長足的進步，機械產品的國內市場占有率已經由2005的80%提高到了2010的85%以上，重大技術裝備自主化取得了較大突破，對國民經濟各行業(yè)的保障能力明顯增強。TK6932型超重型雙立柱數控落地銑鏜床在齊二機床研制成功，該機床具有完全自主知識產權，達到了國際先進水平，可以為航天航空、大型礦山機械、大型水電機組、核電站設備等超大型工件進行加工，打破了西方技術壟斷。我國造出世界最大、最先進的1萬5千噸水壓機

,有效地解決我國核電、水電、火電、船舶、冶金、石化、煤化工業(yè)以及國防裝備等領域高端大型鑄鍛件的生產.中國目前最大的30000噸級模鍛液壓機，位于重慶市西南鋁業(yè)集團有限公司，于1971年制造。國家發(fā)改委正式批復二重建造8萬噸大型模鍛壓機。該項目總投資將達到15.17億元人民幣，建設期限為兩年半。

我國上海和大連終于掌握了低速大功率船用曲軸制造技術－航母動力核心技術之一.國內首臺、世界最大的礦用５５立方米挖掘機２６日在山西太重集團下線，這是我國２０００萬噸級以上大型露天礦成套設備中的關鍵設備，具有完全自主知識產權，可滿足世界上所有露天礦山的采掘條件72米臂架泵車創(chuàng)造了兩項新的世界紀錄，一是混凝土輸送泵車臂架長度達到72米為世界第一，二是泵車混凝土輸送量世界第一。在水輪機轉輪穩(wěn)定性和巨型全空冷發(fā)電機冷卻兩大關鍵技術上取得了重大突破，開發(fā)出具有自主知識產權的世界最大等級的全空冷水輪發(fā)電機組，是國內外水電建設史上又一個重要的里程碑。"超超臨界燃煤發(fā)電技術的研發(fā)和應用項目"獲國家科學技術進步獎一等獎，"大型直接空冷汽輪機關鍵技術研究及設備研制項目"獲國家科學技術進步二等獎。1000兆瓦超超臨界風冷汽輪機3兆瓦海洋風電設備，具有自主知識產權的直驅型風力發(fā)電機組國產時速350公里CRH3“和諧號”動車組標志著中國成為世界上僅有幾個制造時速350公里高速鐵路移動裝備的國家之一。C919將在2013年底到2014年上半年期間下線，2014年實現(xiàn)首飛，2016年交付使用?；拘腿洕季?68座，混合級156座。其標準航程4075千米，巡航速度每小時828千米。我國最新定型渦噴發(fā)動機-----太行世界最先進的3000米深水半潛式海洋石油鉆井平臺，作業(yè)水深可達3000米，最大鉆井水深為12000米。裂解氣壓縮機為乙烯裝置的“心臟設備”，是天津百萬噸乙烯裝置中最為關鍵的核心設備。它的安裝標志著我國百萬噸乙烯裝置將首次裝上“中國芯”。結構調整取得一定進展

在資本結構方面：已實現(xiàn)多元化，行業(yè)內生的發(fā)展活力越來越強。

在組織結構方面：企業(yè)小而散的局面有所改觀，主要行業(yè)的生產集中度不斷提高，尤其是汽車、工程機械、發(fā)電設備等行業(yè)更加突出。2010年，中國以超過1800萬輛的年度產銷量，蟬聯(lián)世界第一大汽車生產國和消費國，自主品牌轎車市場份額也從2%提升至30%。在產品結構方面：新產品產值始終保持兩位數增長，科技創(chuàng)新成果成為推動行業(yè)持續(xù)發(fā)展的強勁動力。在資產結構方面：“十一五”期間，機械行業(yè)固定資產投資持續(xù)高速增長，累計完成固定資產投資57281億元，年均增速達到約38%。通用機械進出口貿易由逆差變順差

2006年，實現(xiàn)歷史性的轉折，首次實現(xiàn)對外貿易順差。2008年，我國機械工業(yè)實現(xiàn)對外貿易順差477億美元，達到歷史最好水平。2010年進出口總額達到5138億美元，同時仍保持了進出口基本平衡，實現(xiàn)了順差31億美元。（2）存在問題自主創(chuàng)新能力明顯薄弱

我國機械工業(yè)的產業(yè)規(guī)模雖已位居世界首位，但目前高端裝備仍滿足不了需要，不得不大量進口。行業(yè)中低端產能過剩、高端嚴重不足的矛盾非常突出。基礎發(fā)展嚴重滯后

與快速發(fā)展的主機產品相比，基礎零部件及優(yōu)質專用材料、自控系統(tǒng)和測試儀器、數控機床和基礎制造裝備的發(fā)展明顯滯后，已成為影響機械產品向高端升級的三大瓶頸。尤其是基礎零部件，不但產品水平差距大，而且至今尚未引起各方面足夠重視。進口高檔精密軸承高檔進口電機現(xiàn)代制造服務業(yè)發(fā)展緩慢

從實物產量看，與工業(yè)發(fā)達國家相比，我國許多機械產品的產量已高居世界前列，但從全行業(yè)的銷售額看，尤其是從經濟效益看，這一優(yōu)勢并不明顯，主要原因是服務性增值方面的巨大差距。產業(yè)發(fā)展方式較為粗放

行業(yè)的快速發(fā)展仍以過多的資源消耗為代價，生產效率和經營效益與工業(yè)發(fā)達國家同行相比差距明顯。（3）面臨形勢政策環(huán)境有利于行業(yè)發(fā)展黨的十七屆五中全會明確提出要培育和發(fā)展的七大戰(zhàn)略性新興產業(yè)中，機械工業(yè)就占了兩個——高端裝備制造業(yè)和新能源汽車，而且其他5個戰(zhàn)略性新興產業(yè)也都離不開機械工業(yè)的支撐。需求變化要求產業(yè)升級

內需形勢：機械產品市場需求總量仍將保持持續(xù)增長。由于宏觀政策注重經濟轉型升級和科學發(fā)展，對機械產品品種、質量和水平的要求將受到更多關注。外需形勢：出口量仍將不斷增長，機械工業(yè)的外向型程度將繼續(xù)提高。在此過程中，外部需求也將促進機械工業(yè)產品質量的提高和水平升級。2011年以來機電產品進口額、出口額累計同比增速能源資源約束更趨強化

高耗能、高污染、高消耗問題，加劇了能源、資源的供需矛盾和環(huán)境壓力。要提高我國能源和資源利用效率，都要求先進機械裝備的支撐，從而也必然會促進機械產品的結構調整和升級。國產百萬千瓦超超臨界燃煤機組,機組熱效率高達４５％，煙氣脫硫裝置效率９５％以上，除塵效率高達９９．９％。行業(yè)瓶頸凸現(xiàn)呼喚轉型

必須加快發(fā)展方式的轉變，由過度依賴于消耗能源、資源和增加環(huán)境成本轉向更多地依靠技術創(chuàng)新、管理創(chuàng)新和勞動者素質提高實現(xiàn)增長。

（3）指導思想和發(fā)展目標

以轉變發(fā)展方式為主線，轉型升級為方向，推進機械工業(yè)產業(yè)結構調整和優(yōu)化，按照“主攻高端、創(chuàng)新驅動、強化基礎、兩化融合、綠色為先”的總體要求，提高發(fā)展質量和效益，實現(xiàn)全行業(yè)由大到強的戰(zhàn)略目標。2.機械專業(yè)高素質人才培養(yǎng)體系的建設與實踐

社會活動和生產過程呈現(xiàn)出學科交叉、綜合集成、高速發(fā)展等特質，要求高校培養(yǎng)的學生應是復合型創(chuàng)新人才。重理論輕實踐，學科與學科和專業(yè)與專業(yè)之間相互隔離，導致在教學理念、培養(yǎng)模式等方面難以適應工程內涵變化帶來的調整。培養(yǎng)的學生因工程知識和能力結構單一、自主研學和創(chuàng)新能力弱而難以應對現(xiàn)代工程綜合性、復雜性、多樣性等的挑戰(zhàn)。2.1研究的背景和理念（1）背景（2）建設理念提出“工程實現(xiàn)”的理念，并用其蘊含的“知識、能力、素質”一體化思想和“目標、過程、效果”一體化特質作為人才培養(yǎng)模式和體系建構的出發(fā)點與歸屬點。讓每一位學生都經歷“工程知識學習、工程實踐訓練、工程經驗積累”過程中的循序漸進、逐步積淀、技術內化、能力養(yǎng)成，將學習知識、運用知識、創(chuàng)造知識有效結合起來。

增強通識教育，拓寬學科基礎，提出機械類課程體系以“機械設計、機械制造、機電控制、生產保障”四條主線進行建設。依據“立足專業(yè)特點、面向工程實際、注重能力培養(yǎng)、提高綜合素質”的實踐教育思想和“理論與實踐、基礎與前沿、經典與現(xiàn)代、原理分解與綜合設計、漸進習得與研究探索”相結合的實踐項目設計原則，打破學科界限和課程壁壘，對全校機電類實驗課程、實驗項目進行重組與優(yōu)化，強調多學科融合。創(chuàng)新始于問題、源于實踐，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)應該從低年級開始，應該貫穿教學全程、貫通課程內外。讓“創(chuàng)新”成為學生在學習中的一種自覺習慣。以“工程實現(xiàn)”理念為指導，創(chuàng)建了以“四個體系、兩個機制、一個基地為主要內容、體現(xiàn)“理論教學、實踐教學、自主研學”三位一體的機械類人才培養(yǎng)新模式。2.2機械類人才培養(yǎng)新模式

（1）機械類課程體系梳理并重整專業(yè)知識領域、知識單元及知識點，根據循序漸進的認知規(guī)律，組建課程、課程群（系列課程），形成四主線、三層式（基本核心、拓展提高、專業(yè)應用與學科研討）的機械類課程體系（見圖2）。

經過系統(tǒng)建設，已形成國家、省、校三級精品課程體系和系列優(yōu)秀教材，其中國家精品課程5門、江蘇省級優(yōu)秀課程8門、校級優(yōu)秀系列課程（課程群）3個；編著出版“十二五”國家級規(guī)劃教材3本，獲全國精品教材1本，江蘇省精品教材獎2本，教育部、江蘇省網絡教材、多媒體課件獎10余種。（2）實踐教學體系

創(chuàng)建了含工程基礎訓練、學科基礎訓練和工程實現(xiàn)訓練三層次，貫穿設計、制造、機電控制和生產保障技術四主線，多模塊、開放式、研學型、適應“工程實現(xiàn)”能力培養(yǎng)需要的實踐教學體系?；诙鄬W科教師的教研或科研成果，創(chuàng)設實踐課程、研學項目、創(chuàng)新項目和學科競賽等載體，實現(xiàn)多學科知識學習與應用的融合。形成面向全校所有專業(yè)服務，滿足機械等多個學科人才培養(yǎng)體系需求，知識結構科學，課程配置優(yōu)化，形式多樣，內涵豐富的實踐教學體系。新開實驗課程12門新開實驗項目183個省級以上“大學生創(chuàng)新性實驗項目”130項校級SRTP項目620項省級以上各類競賽9項開出實踐課程37門，其中國家精品課程5門；開出實驗項目數約569個，其中綜合性和設計性實驗項目260個。注重實踐教學的特點，形成了“引導”與“自主”結合、“學做融合”的實踐課程教學模式（3）自主研學體系發(fā)揮多學科融合的優(yōu)勢，不斷豐富形式多樣、貫穿教學全程、貫通課程內外的基于自主研學的工程實踐創(chuàng)新活動。持續(xù)建設各類創(chuàng)新性實驗教學項目和積極組織承擔各類形式多樣的創(chuàng)新性活動或學科競賽，突出創(chuàng)新能力培養(yǎng)的及早性、漸進性，活動形式的多樣性、環(huán)境的國際性。

工程創(chuàng)新實踐活動極大地激發(fā)了學生的參與意識、質疑求知意識，使所培養(yǎng)的學生呈現(xiàn)出鮮明的個性、良好的工程素質和創(chuàng)新意志。承擔國家和省級“大學生創(chuàng)新性實驗項目”130項，校級SRTP項目620項；主持、承擔和參加國家和省級各類競賽9項，校級以下11項；參加各類創(chuàng)新項目和活動的學生達4931人。我院學生在RoboCup機器人國際比賽、飛思卡爾智能車比賽、全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽等國際國內大賽以及其它省級比賽中，獲得包括國際大賽金獎在內的獎項共70余項，成績顯著。(4)教學質量保證體系研究制定并具體實施了一系列以教授領銜負責或參與為特征的教學運行與管理規(guī)章制度，構成了包括“計劃、運行、控制、反饋、改進”在內的質量管理閉環(huán)。（5）創(chuàng)新激勵機制

（6）企業(yè)界系統(tǒng)參與機制通過聘請企業(yè)界和領域專家參與培養(yǎng)方案制定與調整，參與監(jiān)督與評價培養(yǎng)環(huán)節(jié)與效果，開設學科導論等，以及建立各種形式的產學研基地、聯(lián)合實驗室等方式，有效增強了人才培養(yǎng)對產業(yè)發(fā)展的適應性。打破學科和專業(yè)界限，在國內率先提出和實踐了多學科融合的建設理念。形成學科支撐教學基地建設及發(fā)展，教學基地全方位服務于學科發(fā)展及其人才培養(yǎng)體系的良性循環(huán)機制。機電實踐教學平臺建設及發(fā)展教學體系融合實驗資源融合師資隊伍融合運行方式融合能力訓練融合素質培養(yǎng)融合服務支撐多學科人才培養(yǎng)多學科及其建設（7）實踐教學基地---機電綜合工程訓練中心

采取整體建設，資源共享，在國內率先建成了服務于學生“工程基礎訓練、學科基礎訓練和學科工程實現(xiàn)”的機電綜合工程訓練中心把學術先進的校內科研單位發(fā)展成進行專題拓展性實驗教學的基地；與企業(yè)聯(lián)合共建校內外實驗室或實踐教學基地，形成反映學科前沿和生產技術的的研學、產學資源集成。

大工程、大綜合的研學、產學資源集成

組建了由機、電、控制等7個一級學科資深教授領銜實驗室建設和指導教學（11個實驗室，43個實驗分室）、“教師+實驗員+研究生助教+網絡助教”多元協(xié)同的師資隊伍。一、中心概述創(chuàng)建并實施了人員行政、學科歸屬不變，以教學活動和目標的實現(xiàn)統(tǒng)籌牽引的互動交融式管理模式，形成了服務多課程、多學科的實驗室運行機制，實現(xiàn)了資源共享和學科發(fā)展與基地建設、實踐教學的相互促進。基于多學科融合的實踐教學平臺的功能得到充分發(fā)揮，受益面寬，成效突出類型學校年受益學生數實踐教學師資培訓本校10000以上外校

1000以上培訓師資200畢業(yè)生整體表現(xiàn)出綜合素質高，工程適應性好，實踐創(chuàng)新能力強，發(fā)展?jié)摿Υ蟮忍刭|，受到了用人單位的廣泛歡迎。類型級別數量主持或承辦競賽項目省級以上9校級以下11承擔創(chuàng)新項目項國家級113省級17校級620獲競賽獎省級以上70發(fā)表論文22專利7四、應用情況

3.機械類實驗實訓課程設計與實施3.1教學形式

層次化實驗教學內容設計與實現(xiàn)操作3.2教學內容3.3實驗教學方法與手段3.4實驗實訓課程設計案例（1）機電控制技術

1）實踐教學設計思想落實在傳授完整的知識體系的同時，突出培養(yǎng)學生機電系統(tǒng)實踐能力和創(chuàng)新意識的課程教學宗旨。切實保證本課程的理論教學和實踐教學在內容和時間上的優(yōu)化銜接，遵從人類認知規(guī)律，構建科學、高效的機電控制技術課程實踐教學框架。實踐性教學環(huán)節(jié)不僅要保證理論教學知識點的及時理解和鞏固，更重要的是要確保理論教學知識的拓展、應用能力的提高和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。

基于上述教學設計思想，機電控制技術課程實踐教學框架：以“機電控制技術”理論教學（課堂講授）為基礎，“機電控制基礎實驗”（自主實驗為主）同步配套；“機電綜合實踐”（課題型、研究性綜合實踐）加強深化；自主研學拓展延伸三個獨立設置學分、內容又相互配套銜接。2）實驗課程教學設計--機電控制基礎實驗以“機電控制技術”理論教學相關內容為主線，實驗教學內容循序漸進，環(huán)環(huán)相扣，逐步深入；課內學時數16課時，0.5學分，與理論課程同步進行；實驗性質也分為基本型、設計型、綜合型和自主研究型逐步深入的四個等級；實驗內容涵蓋課程所有知識點，并由課內向課外延伸。教學設計3）實踐課程教學設計--機電綜合實踐

教學設計的著眼點在于突出體現(xiàn)多樣性、開放性、研究型的教學理念：多樣性體現(xiàn)在實踐內容以制造業(yè)自動化為背景，涉及制造業(yè)自動化的各個方面；開放性不僅體現(xiàn)在教學內容上，而且也體現(xiàn)在教學組織形式上；研究型體現(xiàn)在綜合實踐以課題型為特征，以及教學過程中主角的換位。教學設計采取開放式教學組織方式，學生自主選題，自行制定實踐的功能和性能指標，并完成自主設計、分析、實現(xiàn)、總結與匯報等全部環(huán)節(jié)，教師僅啟發(fā)式引導，目的在于培養(yǎng)學生的“五主動”——主動發(fā)現(xiàn)問題、主動提出問題、主動思考問題、主動探索問題、主動解決問題。開設課程教學輔助網站，將相關教學資料和課程組制作的網絡課程等全部開放給學生，通過交互式討論、練習和虛擬實驗加深學生對課程內容的理解，彌補了書本信息靜態(tài)表達的一些不足，取得了很好的效果。4）綜合實踐環(huán)節(jié)的拓展——課外科研訓練要充分體現(xiàn)多樣性、個性化、分層次的教學理念，僅靠機電綜合實驗室來承擔機電綜合實踐的教學任務是不夠的；將學生自主申報的SRTP研究課題進行開題確認，凡符合機電綜合實踐教學要求和目標的項目，均可作為“機電綜合實踐”環(huán)節(jié)教學內容；將學院中有代表性的機電類研究室或學科實驗室作為機電綜合實驗室的一個有機組成部分，一起來承擔機電綜合實踐教學任務，研究室的老師同時也承擔機電綜合實踐教學任務。項目主題與課程知識單元聯(lián)系學習策略可用資源新機電系統(tǒng)創(chuàng)意設計與功能開發(fā)機電系統(tǒng)工程概論自主研學機電綜合實驗室、課程學習網站、教師科研實驗室、企業(yè)生產現(xiàn)場節(jié)能環(huán)保裝置設計機電能量轉換研究機電系統(tǒng)傳動力學電機原理及其特性自主研學機電綜合實驗室、課程學習網站、教師科研實驗室、企業(yè)生產現(xiàn)場可編程控制高級功能及其應用探索電器及可編程邏輯控制自主研學機電綜合實驗室、課程學習網站、教師科研實驗室、企業(yè)生產現(xiàn)場自然能(風能、太陽能)研究與利用電機原理及其特性交直流調速控制系統(tǒng)自主研學機電綜合實驗室、課程學習網站、教師科研實驗室、企業(yè)生產現(xiàn)場機器人研究與設計制作電機原理及其特性位置伺服控制系統(tǒng)自主研學機電綜合實驗室、課程學習網站、教師科研實驗室、企業(yè)生產現(xiàn)場已開設的課外科研訓練項目（部分）5）實踐教學效果獨立開設實驗課程，避免了實驗僅作為課堂教學的附屬而不被重視的狀況，保證了教學設計思想的貫徹執(zhí)行。將重要的課程實驗從課程中獨立出來、單獨考核的策略，引起了學生對實驗的高度重視，對學生能力培養(yǎng)起到了保障作用。分層次、開放式的教學設計，確保有效、系統(tǒng)地培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。在實驗教學安排上，有“必做實驗”和“選做實驗”，有“驗證實驗”，也有“綜合型”、“設計型”實驗，同時安排有“自主研究創(chuàng)新性”實驗?！皺C電綜合實踐”的教學效果更加顯著，在開放式的模擬工業(yè)現(xiàn)場的實踐環(huán)境中以自主形式完成學習，學生受益匪淺。4.機械類典型實驗實訓教學案例剖析1）工業(yè)系統(tǒng)認識實踐工業(yè)系統(tǒng)認識實踐課程通過構建以機、電工業(yè)為主體，融材料、能源、化工等多工業(yè)系統(tǒng)為一體的認知平臺，面向全校學生開設。課程堅持大工程、大系統(tǒng)和全過程的實踐教學觀念。在教學模式上，采取系統(tǒng)的展板解說、模型和實物示范、現(xiàn)場制造過程展示、機電綜合拆裝或搭建實踐、虛擬仿真拓展等多形式、多手段、立體化的教學優(yōu)化組合。教授領銜開展工業(yè)系統(tǒng)Seminar專題研討和工業(yè)系統(tǒng)認識實踐報告。表1工業(yè)系統(tǒng)認識實踐課程的教學體系課程教學模塊及內容學時課程性質工業(yè)系統(tǒng)認識實踐（1）（1）展板解說；模型和實物示范；制造過程現(xiàn)場演示講解等；（2）工業(yè)系統(tǒng)（或生產）及拓展視頻、虛擬仿真實踐；（3）工業(yè)系統(tǒng)專題Seminar（包括機電系統(tǒng)概述、工業(yè)及可持續(xù)發(fā)展等內容）；（4）工業(yè)系統(tǒng)認識實踐報告（工業(yè)系統(tǒng)有關問題的分析報告或解決方案）。16必修工業(yè)系統(tǒng)認識實踐（2）（1）簡易機器人拆裝（2）慧魚創(chuàng)意實踐（3）計算機拆裝（4）初級CAD/CAM實踐（可選修其中一個模塊內容）16選修（強調課內外自主研學）1）工業(yè)系統(tǒng)認識實踐工業(yè)系統(tǒng)認識實踐課程知識體系作為國家精品課程建設項目，已初步探索出知識與系統(tǒng)結合、知識與實用結合、知識與趣味結合、教授團隊主持工程素質教育新模式，在大學生工程技術教育中起到奠基性的作用，取得了期望的教學效果。4.機械類典型實驗實訓教學案例剖析2）實驗公選課《機電一體化與機器人技術》——32課時，為參加課外科技活動和參加校級機器人競賽的學生提供方便的途徑并奠定基礎課程依托校企共建的“機電綜合創(chuàng)新實驗分室”，以90套Parallax智能車作為實驗平臺（其中30臺BASICStampⅡ系統(tǒng)，60臺為51內核的AT89S52系統(tǒng)，有CCD面陣傳感器、顏色傳感器、紅外傳感器、數字編碼器和指南針傳感器共5種傳感器可供選用），對學生進行機械結構傳感器技術信號獲取與處理電氣驅動運動控制等相關知識及技能的訓練。32課時實驗，包括基本型、提高型和綜合型實驗項目。課內完成實驗系統(tǒng)和傳感器的基本使用，以及部分綜合性實驗的編程和調試；課外要求學生參加校級學科競賽，同時比賽成績?yōu)檎n程成績的一部分。4.機械類典型實驗實訓教學案例剖析2）公選型實驗課《機電一體化與機器人技術》——課內外一體化教學過程框圖這是一門典型的集機電技術與產品開發(fā)技術等為一體、基于項目研究的開放式課程。本課程展現(xiàn)給學生的全新學習模式，賦予學生的廣闊自主空間，使之自開設伊始，就受到了學生的普遍歡迎。2012年，共有來自18個院（系）的600多人選修本課程，后組建了近200個項目小組，研制開發(fā)了近200件作品。4.機械類典型實驗實訓教學案例剖析（3）機械設計與制造綜合實踐

體現(xiàn)了機械設計、工程材料及成形、幾何精度設計、計算機圖形學、三維幾何建模、機械制造工程學、計算機輔助設計與制造等課程與知識的綜合應用。學生結合具體的應用場合，自定實踐項目與功能目標，自擬實現(xiàn)原理與方案，完成傳動機構設計與機械結構設計、零件加工與配件備置、實物樣機裝配與調試、技術資料整理與實踐報告撰寫等工作。4.機械類典型實驗實訓教學案例剖析1）教學工作組及其任務確定綜合實踐任務與要求——題目與實踐內容（包括：設計、制造、裝配、調試、演示，實物與報告【圖紙，實物照片】），進度安排等；準備分階段專題報告內容與教案：設計（選題，方案）、制圖、制造（工藝）、技術報告撰寫；對學生進行分階段指導與工作審核;制定綜合考核辦法（考核要點與權重）：圖紙，報告，實物（制作質量與功能實現(xiàn)情況），現(xiàn)場問辯，成員實際完成工作和貢獻大小對學生進行綜合考核和成績評定.4.機械類典型實驗實訓教學案例剖析2）時間安排2010-2011學年第2學期：前16周每周半天集中，后2周全部用于進行本綜合實踐（時間、地點等安排待定）第18周的后2~3天安排綜合實踐作品統(tǒng)一展示和答辯與考核（時間、地點等安排待定）組成若干考核小組，通過現(xiàn)場問辯進行考核和成績評定4.機械類典型實驗實訓教學案例剖析3）選題主題類：自主確定應用場合及功能目標門（開閉）機構（單自由度）（設計、制造、裝配、調試、演示）基本要求：門頁與門框之間為非簡單鉸鏈直接連接，利用機構支撐門頁并引導其開閉；動力源：電機，汽缸，液壓缸，人力；應用場合不限，門尺寸自定。類型：樓宇自動移門、轉門；庭院柵欄門、伸縮門；交通工具（如汽車、火車、地鐵、飛機、輪船等）的出入門、貨倉門、隔斷門；船閘門；等。