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实验教学
 

教学体系与教学内容

一、实验教学体系建设

在实验教学体系建设中,结合本科生培养需要,培养学生动手能力、研究能力和工程实践能力,在原有实验教学的基础上大大增加了机械工程实践专题项目学时和实验教学内容,以《工程制图ii》、《成型工艺与模具cad/cam》和《机电一体化系统设计》等核心课程为支撑点,突出和强化了重点实践内容,通过一系列机械工程实践专题项目,建立了项目驱动型的、与课堂教学内容相互协调的实验教学体系。

本中心共分为机械原理与设计、计算机辅助制造、机电一体化技术、计算机图形学与虚拟现实、工程测试和汽车工程等六个实验教学平台。

经过多年来的教学改革探索,我们将机械类课程分成了工程表达、工程基础、计算机辅助制造、机电一体化技术和特色课程五大模块,其中以工程表达、计算机辅助制造和机电一体化模块作为主干线,则以工程基础和特色课程作为辅助线、并且为主干线课程提供有力支持。

在辅助线课程中,《材料力学》、《精度设计》和《机械原理》等工程基础模块课程基于其自身特色,本中心仍采用学生提交实验报告的考核方式。而特色课程模块集中了各种类型的选修课,其实验教学考核方式可采取较灵活的形式。

在主干线课程中,本中心以《工程制图ii》(国家级精品课程)、《成型工艺与模具cad/cam》(广东省精品课程)和《机电一体化系统设计》作为各自模块的核心课程,机械工程实践专题项目以这三门课程为中心展开,强调与制造类企业接轨的实战能力培养,包括工程图纸等技术文件的准备、各种基本机械工程标准的掌握和亲自动手加工制作机械装置的能力训练。因此,主干线课程的实验教学内容考核依据,不再是传统的实验报告形式,而是学生提交的技术文件和所制作的实物作品,这也是本中心实验教学改革的特色。

本中心的这一实验教学改革思想,可以建立与理论教学有机结合、以能力培养为核心、分层次的实验教学体系,涵盖基本型实验、综合设计型实验、研究创新型实验,也可以使教学内容注重传统与现代的结合,与科研、工程和社会应用实践密切联系,并且融入科技创新和实验教学改革成果。

程序设计

电路分析

电子技术

微机原理与接口技术

有限元分析方法

虚拟现实技术概论

虚拟现实设计制造技术概论

人机工程设计概论

工业产品设计概论

生产运营管理

制造业信息化技术概论

机电控制工程

机电传动与控制

机器人技术

先进制造技术

工程表达

工程制图

(国家级精品课程)

工程基础

机械原理

(深圳大学精品课程)

计算机辅助制造

成型工艺与模具cad/cam

(广东省精品课程)

机电一体化

机电一体化系统设计

(目标课程)

特色课程

开拓视野

(选修课程)

毕业设计

教学体系与教学内容

数控加工技术

制造技术基础

工程材料

机械制造工艺学

液压与气动

测试技术

电气控制与plc

理论力学

材料力学

精度设计

机械设计与课程设计

机械创新课程设计

金工实习

主干线

辅助线

最小子集

机械设计制造及其自动化专业课程列表

课程模块

课程名称

学期

周时

任课教师

备注

工程表达

工程制图i

1

5

程蓉、彭小波、王贤坤、娄燕、杜建铭、林新波、彭太江、龚峰、王红志

必修课。

工程制图ii

3

2

程蓉、娄燕、彭小波、伍晓宇

必修课。并入solidworksautocad基本内容

计算机辅助制造

金工实习

2-

3

柴金龙、黄桂坚、王燕瑜、王华权、梁雄、叶爱鹏

 

制造技术基础

5

3

罗烽

 

工程材料

4

2

罗烽、娄燕

 

数控加工技术

4

3

王华权

包括微型数控车/铣实训

机械制造工艺学

6

3

彭小波

 

成型工艺与模具cad/cam

6

5

伍晓宇、梁雄

限选课。微型模具项目,

机电一体化技术

液压与气动

5

3

王华权、石红雁

 

测试技术

6

3

冯平

 

电气控制与plc

6

3

彭太江

 

机电一体化系统设计

7

3

王华权、杜建铭、石红雁

限选课。“目标课程”

工程基础

程序设计

2

5

信工学院

 

电路分析

2

4

自动化系

 

电子技术

3

4

自动化系

4学期或之前的暑假另有36学时《电工电子技术实习》

理论力学

3

4

黄虹宾、龚峰

 

材料力学

5

5

黄虹宾、龚峰

 

精度设计

4

2

娄燕、罗烽

 

机械原理

4

4

彭小波、巩伟杰

 

机械设计与课程设计

5

4

王红志、巩伟杰

 

机械创新课程设计

5

3

王华权、巩伟杰

常用机构

特色课程

工程实践

12

3

自动化系

 

微机原理与接口技术

5

5

自动化系

 

有限元分析方法

5

2

龚峰

 

虚拟现实技术概论

5

2

王贤坤

 

虚拟现实设计制造技术概论

7

3

王贤坤

 

人机工程设计概论

6

3

王贤坤

 

工业产品设计概论

6

2

娄燕

 

生产运营管理

6

3

程涛

 

制造业信息化技术概论

6

2

王贤坤

 

机电控制工程

6

3

自动化系

自动控制原理

机电传动与控制

6

3

自动化系

 

机器人技术

7

2

自动化系

 

先进制造技术

7

2

程涛

特种加工技术与系统

工程实践专题

36

2

 

各种机械创新/实验项目和比赛

二、主干线核心课程实验教学内容

*** 工程制图ii ***

工程制图是深圳大学国家级精品课程,长期使用自编的英汉双语教材和习题解答集,《工程制图i》作为工科类各专业的必修课完成工程制图的基础训练,而《工程制图ii》则作为机械类专业的强化训练课程开设于第2学年第1学期。在此之前的暑假已完成金工实训,学生已掌握机械零件的基本加工工艺操作实践。近年来,为加强学生的实践能力,我们将工程制图视作为机械工程技术的最小子集,进行了2项重大教学改革:

1、采用绘图软件实训。在第1学期《工程制图i》的手工制图基本训练的基础上,在《工程制图ii》直接采用solidworks软件作为绘图工具进行教学和学生绘图练习实训,为此,我们取消了原有单独设置的课程《计算机绘图》(autocad)和《计算机辅助设计》(solidworks),而将这些课程内容作为工具有机地溶入《工程制图ii》中进行综合实训。这样,就可以与目前企业的主流工作方式直接进行接轨。

2、设置工程实践专题项目。引入与《工程制图ii》课程学习所配套的、同步进行的工程实践专题项目,学生分组利用该课程学习的基本知识,充分发挥想象力和创新精神完成各自简单机构的方案构想与详细设计,并且利用之前金工实习所掌握的加工手段将所完成的设计结果加工装配成实物作品,并且进行操作与评价,而《工程制图ii》课程的考核则以项目答辩的形式进行。

这两项改革措施的实施,将《工程制图》提升成为整个机械类课程体系之中的最小子集,使得低年级学生尽早地溶入到综合性的工程训练之中,并且获得第一手的工程体验。

*** 成型工艺与模具cad/cam ***

《成型工艺与模具cad/cam》是深圳大学的广东省精品课程,多年来也使用自编的英汉双语教材,之所以选择该课程作为计算机辅助制造课程模块的核心课程,是因为模具的加工涵盖了机械制造领域的各种主流加工技术,最具代表性。

我们抛弃了传统教学只着重于模具结构设计的思路,改用项目实践型教学模式。学生在这一过程中可以变换自身的角色,既可充当工程师进行模具结构详细设计,又可以作为操作工完成模具关键零部件的加工,最后作为钳工完成模具的精整与抛光、装配、修模与试模。边干边学、完整地实际动手完成全过程训练。调动学生积极性,强调师生互动,将各部分知识融会贯通,学以致用。

由于要求学生不但要完成塑件与模具的设计,还要将模具制造出来,并且最终还要用所制作的模具进行注塑成型以获得塑件成品。因此,这种教学模式实施有相当的难度,除模具成本高以外,光就工作周期来考虑,一套中等复杂程度的注塑模具即使由具有相当经验的专业厂家来制造,其周期也需要半个月左右。这样,除需要占用学生一部分课外时间加工制作以外,课堂学时也必须大量压缩,以往以知识传递和灌输为主的教学模式,学生学习兴趣和创造灵感受到压抑,所以也完全有必要进行压缩,我们仅有针对性地讲授最基本的内容,而其余相对次要的课程内容交由学生自学,并且在实践环节中互动解决,带着问题向实践、向技术资料、向他人学习,进而提升学生的素质。另一方面,我们设置了建立在可快速更换模芯的通用注塑模架基础上的微型模具研发项目,学生主要观注加工关键的定、动模模芯,成本大大降低,24名学生一组进行各自项目的研发,多年的实践证明效果良好,学生较好地掌握了机械制造领域普通机加工(铣削、钻孔等)、数控加工、电火花加工(含线切割)等各种主流加工技术。

*** 机电一体化系统设计 ***

本中心将第4学年第1学期的《机电一体化系统设计》确定为机械类课程中的目标课程,与该课程课堂教学对应有机电一体化工程专题项目,学生分组以微型机电装置(含控制系统的机械平台)为对象,利用该课程学习的基本知识,充分发挥想象力和创新精神完成各自机器的方案构想与详细设计,自主采购原材料、各种标准件和其它关键配件,并且完成各个零件的加工,装配成机械平台后,需要加入控制系统,目前主要有plc和运动控制器两种方式,最后进行控制程序的编写,联机调试完成整个系统研发。根据需要这些工程专题项目也可以延续至毕业设计阶段。

我们提出将《机电一体化系统设计》确定为机械类课程中的目标课程的这一创新概念,意味着学生如果较系统地学习、实践了机电系统机械平台的设计、零部件加工与装配,相应控制系统的设计、安装、布线和程序编写,以及完整系统的调试与运行,并且对这一完整过程有良好的掌握,我们就认为从技术层面讲,学生已基本达到了毕业水平,这就是目标课程的含义。

 



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