物理机械论文大全11篇

物理机械论文篇（1）

其次，适当选取零势能面(参考平面)，尽管零势能面的选取是任意的，但研究同一问题，必须相对同一零势能面。零势能面的选取必须以方便解题为前提。如研究单摆振动中的机构能守恒问题，一般选取竖直面上轨迹的最低点作为零势能面较为恰当。

再次，适当选取所研究过程的初末状态，且注意动能、势能的统—性。

用机械能守恒定律解题有两种表达式，可根据具体题目灵活应用：

①位置1的机械能E1＝位置2的E2，

即：Ek1+Ep1=Ek2+Ep2

②位置1的Ep1(Ek1)转化为位置2的Ek2(Ep2)

即；Ep1-Ep2=Ek1-Ek2

下面提供二个例子：

[例1]如图1所示，一光滑斜面置于光滑水平地面上，斜面顶端有一物体由静止开始沿斜面下滑；在物体下滑过程中，下列说法正确的有：

（A）物体的重力势能减少，动能增加。（B）斜面的机械能不变。

（C）物体的机械能减少。（D）物体及斜面组成的系统机械能守恒。

[分析]物体在下滑过程中对斜面有垂直于该斜面的压力。由于斜面不固定，地面又光滑斜面必将向右产生加速度；其动能及其机械能增加。所以（B）项错误。物件一方面克服斜面对它的压力做功：机械能减少；另一方面由于它的重力做功，重力势能减少，动能增加，因此选项(A)(C)正确。对于物体与斜面组成的物体系；只有物体重力做功，没有与系统外物体发生能量的转化或转移，机械能守恒，故（D）项正确。

答案为：（A、C、D）

[例2]如图2，长为l的细绳系于0点，另一端系一质量为m的小球，0点正下方距0点1／2处有一小钉，将细绳拉至与竖宣方向成q＝30o角位置由静止释放，由于钉子作用；细绳所能张开的最大角度为a；则角a为多大？（不计空气阻力和绳与钉碰撞引起的机械能损失，a用三角函数表示）

物理机械论文篇（2）

2新课教学环节

首先通过多媒体播放Flas引导同学归纳出产生机械波的条件，再通过实验，建立正确的机械波形成与传播的概念．为了便于分析机械波是如何形成与传播的，必须建立波传播的简化模型：一维波传播模型．通过下面过程逐步进行，演示“绳波”，可以看到一孤立的向上凸起的波向前传播，水平振动，可以看到连续完整的波向前传播．比较绳波与水波，找出二者共同点；介质各部分均振动、均形成凹凸相间的形状向前传播．最后得出结论：绳中传播的是机械波，它的形成与传播原理，就是所有机械波的形成与传播的原理．第一步，建立物理模型，将软绳简化为若干质点连接而成；第二步，利用箱式横波演示仪演示机械波是如何形成与传播的，通过以上教学过程，学生建立如下概念：（1）在介质中，前面质点振动，带动后面质点也跟着振动，但时间上有延迟，大量质点相互“配合”形成机械波；（2）质点只是在各自的平衡位置附近振动，不会随波迁移；机械波传播的是“机械振动”这种运动形式．进一步发展科学概念，让科学概念理解更全面深刻，前面所分析的机械波均属于横波，对于一个完整科学的概念而言，还需分析纵波的情况：通过多媒体观看有关横波和纵波动画，弹簧中传播机械波的情况并分析此现象，让学生明确该现象传播的也是一种振动形式，是机械波并给出横波与纵波的概念；说明纵波是如何形成与传播的；总结对机械波的形成与传播概念的理解，不论是横波还是纵波，均有：理解一，机械波的形成是因为前面的质点带动后面的质点，后面的质点重复前面的质点运动；理解二，介质中的质点并不随波迁移，只是在各自的平衡位置附近振动［1，2］；理解三，机械波是大量质点的集体行为，机械波传播的是振动这种形式，波动是振动状态的传播，相位的传播，波形的传播（平移），能量的传播．这为波函数的建立提供铺垫．随后进一步联系给人类社会带来灾难的地震波且说明它的的产生，传播过程既有纵波（P波，首波）又有横波（S波，次波），两种波速的差异可以用来计算震源的位置，又由于横波只能在固体中传播，而纵波可以在固、液、气中传播的特点，指出人类可以利用地震波实现对地球内部结构的认识了解地壳地层的分布，它是石油和天然气勘探的一种重要手段．这体现将物理知识转换成科学技术的力量．在利用唐山、汶川大地震带来的灾难来感受波动中的能量的传播．既然得出了波动是弹性介质内部大量质点参与的一种集体运动形式，如何来描述它呢？引出本节课的第二个问题———波的描述，对于几何描述和周期性描述，还是利用动画和绳波实验，直观明了以达化解难度之目的，从而得出：（1）机械波传播的速度与介质有关，与振源振动的频率无关；（2）认识到横波中的波长的意义，知道振源振动一个周期，机械波向前传播一个波长．在引入波速由介质的性质和波的类型决定这一概念时，解释为什么海啸波在开阔的大洋表面的浪高不过1m左右，不甚显眼，但随着向海岸传播浪头会越集越高达几十米，形成排山倒海巨浪拍岸的壮观场景．这再一次让学生体会学以致用，物理就在身边，以此激发学生的学习兴趣和信心．机械波的数学表达式的形式即平面简谐波的波函数的建立是本章的重点也是难点，在前面我们深刻理解波动是振动状态的传播，相位的传播，弹性介质中的各质元的振动状态沿波的传播方向依次落后的基础上建立波函数．目的就是找到一个能描述任意时刻t、任意位置x处质点运动（振动）状态的方程．这里采用多媒体和板书的有机结合详细分析和讨论，假设已知波源在原点O（xO＝0）处和已知波源在任意位置B处（xB≠0）的质点的振动表达式的情况下求波函数的方法，最后总结出一般规律波动中各质点并不随波前进，只是在各自的平衡位置附近做振动；各个质点的相位依次落后，波动是振动状态的传播，相位的传播，波形的传播（平移），能量的传播［3］．

3课堂小结环节

由自愿组合的10名同学手手相连，在教师的指导下组成“人浪”表演［4］，以教师的启发提问和同学的回答来归纳总结本次课的知识点（在黑板上一一标出）．最后提出问题：当几列波相遇又会有怎样的现象和规律？引出下次课要学习的内容，以便学生预习．

物理机械论文篇（3）

院系所、专业、研究方向 招生人数 考试科目 复试科目 01 文学院 45 501 中国语言文学 

（省级优势学科） 45 050101 文艺学 5 _01文艺社会学

_02文学阐释学 ①101思想政治理论

②201英语一

③610中国古代文学 

④810文学理论 西方文论 050102 语言学及应用语言学 5 _01 汉语言文字应用

_02 对外汉语教学 ①101思想政治理论

②201英语一

③612现代汉语 

④811古代汉语 语言学概论 050103 汉语言文字学 5 _01现代汉语

_02古代汉语 ①101思想政治理论

②201英语一

③612现代汉语 

④811古代汉语 语言学概论 050104 中国古典文献学 5 _01中国古典文学文献学

_02地域文献与文化研究 ①101思想政治理论

②201英语一

③610中国古代文学 

④811古代汉语 文献学基础 050105 中国古代文学 10 _01先秦两汉魏晋南北朝文学

_02唐宋文学

_03元明清文学 ①101思想政治理论

②201英语一

③610中国古代文学 

④810文学理论 古代文学作品阅读与评析 050106 中国现当代文学 10 _01现代文学

_02当代文学 ①101思想政治理论

②201英语一

③611中国现当代文学 

④810文学理论 现当代文学评论写作 050108 比较文学与世界文学 5 _01外国文学与文化研究

_02中外文学比较研究 ①101思想政治理论

②201英语一

③613外国文学 

④810文学理论 比较文学 02 生工学院 35 0710 生物学 35 071001 植物学

（省级优势学科） 7 _01植物资源学

_02植物生物技术

_03植物天然产物研究 

_04植物生态学 ①101思想政治理论

②201英语一

③620普通生物学 

④820细胞生物学 

或821生物化学 植物学 071002 动物学 5

_01动物生物多样性研究

_02动物资源研究与管理 

_03动物生理生态学 

_04动物分子生态学 ①101思想政治理论

②201英语一

③620普通生物学 

④820细胞生物学 

或821生物化学 普通动物学 071005 微生物学 8 _01微生物资源保育与应用开发

_02微生物代谢产活性物质研究 ①101思想政治理论

②201英语一

③620普通生物学 

④820细胞生物学 

或821生物化学 微生物学 071009 细胞生物学 5 _01维生素D类药物的研发

_02植物细胞逆境适应

_03细胞工程 ①101思想政治理论

②201英语一

③620普通生物学 

④820细胞生物学 生物化学 071010 生物化学与分子生物学 10 _01食品生物化学

_02功能基因组学

_03应用生物化学 ①101思想政治理论

②201英语一

③620普通生物学 

④821生物化学 分子生物学 03 机械工程学院 20 0802 机械工程 20 080201 机械制造及其自动化 5 _01机械装备的设计与制造研究

_02数字化制造技术 ①101思想政治理论

②201英语一

③301数学一 

④830机械设计 

或831机械制造技术基础 机械原理

或机械制造技术基础

中选一 080202 机械电子工程 5 _01机电控制及其自动化

_02机械设备检测与诊断技术 ①101思想政治理论

②201英语一

③301数学一 

④830机械设计 

或831机械制造技术基础 机械原理

或机械制造技术基础

中选一 080203 机械设计及理论

（省级重点学科）

5 _01机械强度分析及现代设计方法

_02新型机械传动的设计与研究

_03逆向工程与造型设计 ①101思想政治理论

②201英语一

③301数学一 

④830机械设计 

或831机械制造技术基础 机械原理

或机械制造技术基础

中选一 080204 车辆工程 4 _01汽车节能与能量转换技术

_02制冷系统优化设计、节能控制 ①101思想政治理论

②201英语一

③301数学一 

④830机械设计 

或831机械制造技术基础 机械原理

或机械制造技术基础

中选一 材料科学与工程学院

（省级优势学科） 10 080503 材料加工工程 10 _01功能材料的开发与应用研究

_02材料成型工艺过程及控制

_03复合材料的制备与应用研究 

_04金属材料强韧化 

_05新型节能环保材料的研究与应用 ①101思想政治理论

②201英语一

③302数学二 

④840材料科学基础 

或841大学物理 

物理机械论文篇（4）

1 实验中体验文本与插图优劣，掌握实验细节

插图作为文本的补充，需要与文本保持高度一致才能较好地体现出其作为知识载体形象直观的价值，从而更好地为文本服务。然而，有些教材的插图与文本表述却不一致。这会在一定程度上造成学习者的混乱，给学生的学习带来不必要的障碍。然而，如果很好地利用教材插图的不足之处，给学生实验器材，让学生亲自动手体验插图和文本的异同、优劣，在比较中学生可以掌握知识，掌握实验的细节。

案例1：人教版必修1第二章第5节《自由落体运动》中，实验部分文本表示如下：“如图2.5-1（本文图1），打点计时器固定在铁架台上，纸带一端系着重物，......”[2]然而，教材给出的图2.5-1（如图1所示），从图上看，打点计时器不是固定在铁架台上的，而是固定在木板上的。

策略：给学生提供实验器材让学生自己动手，体验把打点计时器固定在铁架台上和固定在木板上各有什么优劣。通过实践学生发现，把打点计时器固定在铁架台上，其优点是：重物下落过程中阻力小（只有空气阻力和纸带与限位孔的阻力）；实验中操作方便。不足之处是：打点计时器固定在铁架台上由于其自身重力的作用，对夹子的要求较高，很难控制其与水平地面垂直。把打点计时器固定在木板上的优点是：比较容易固定；方便调整其与水平面垂直；不足之处是：实验中需要有人扶住木板，操作不方便；实验室所配重锤会与木板接触，从而产生摩擦增加阻力，带来较大的实验误差。

2 分析插图错误培养学生规范使用实验器材的习惯

教材中给实验所配的插图，较好地辅助说明了实验的器材、实验方案、实验原理等。教材给实验所配的插图含有丰富的信息，应该精益求精。然而，有些实验插图却明显违背实验器材的选取和使用规范，不利于减小试验误差，会导致实验不能顺利完成，甚至损坏器材或存在安全隐患。

案例2：在探究牛顿第二定律的实验中人教版和沪科版都用到砝码。人教版在托盘中加砝码为小车提供动力，使其做匀变速直线运动，如图2所示[1]，沪科版在小车中加砝码来改变小车的质量[2]。在该实验中鲁科版给出了图3所示的实验示意图[3]。从图上可看出，细绳所挂重物其尺寸几乎和小车相当。

策略：引导学生分析插图的不足之处。通过分析学生知道，砝码是天平上作为质量标准的物体，有严格的使用要求。人教版插图用砝码提供动力，沪科版插图用砝码配重，都会在小车与滑轮相碰撞的瞬间，造成砝码与其他物体的碰撞，甚至造成砝码脱落，造成砝码的损伤，明显选材不当、使用不当。如果所挂重物像鲁科版教材所述“细绳的另一端跨过滑轮并挂一个质量很小的重物”[3]，该重物质量小，体积大，所受空气阻力大，在运动过程中空气阻力的影响不能被忽略。如果该物体密度大，质量大，则不满足“所挂重物质量m远小于小车及车中物体质量M ”，重物的重力不再近似等于细线对小车的拉力，不满足实验条件。实验中所挂重物应该选取密度大、体积小、质量小的物体为妥。教学中引导学生分析上述插图中的不足之处，可以很好地培养学生在实验中合理选择实验器材，规范使用器材的习惯，培养学生严谨的科学态度。

3 讨论插图错误培养学生的质疑精神和能力

教材插图是为了让学生更形象地理解物理现象、物理规律等，所以教材插图各部分的搭配必须非常精确。然而，在高中物理教材中存在各部分比例不当、平面图与实物图混搭、虚实搭配错误等问题，这些问题的存在增加了学生的理解难度，削弱了学生对物理知识的掌握。教材中的一些插图各部分比例不当，与实际存在较大差异。

案例3：在人教版选修3-5第65页图19.1-2（本文图4），“三种射线在磁场中的运动轨迹不同（示意图）”[4]，该图乍一看没什么问题，射线的偏转方向也没有问题，但是仔细推敲后图中α射线和β射线偏转半径比例不当。

通过论证，学生发现教材插图比例不对，在给教材插图“挑刺”和论证中，发展了学生的思维能力，培养了学生的质疑精神和质疑能力。质疑能力对学生的长远发展至关重要，只有质疑精神和质疑能力的学习才有可能具备创新的意识和创新的能力。

4 讨论插图和文本设问习得知识

物理机械论文篇（5）

关 键 词：教学方式、实验、理论推理、有效结合

物理规律的发现离不开科学探究，而科学探究可以分为理论探究和实验探究。新课程标准的物理教学中倡导学生自主学习、研究性学习，加强科学探究，而物理实验既能为学生的自主学习、科学探究打下基础，又能为学生的自主科学探究提供物质的保证，所以许多教师在评价一节课的好坏时，也把实验的新颖、学生动手做实验的时间和实验能力培养等做为重要的评价标准。但是，他们却忽视了学生理论探究能力的培养，而理论推导能力可以说是物理规律的发现和发明的直接推动力。如何使二者完美地结合也应是我们物理教师应该关注、研究和探讨的问题，而不应该片面强调实验探究能力忽略理论推导能力。物理学史实证明许多物理学家在发现物理规律时，在实验条件不完全具备的情况下都发挥了他们的聪明才智，利用科学的理论推导得出了著名的物理规律公式。例如：自由落体运动规律就是逻辑思维和实验的完美结合。

本文以新课程下“机械能守恒定律”的教学为例，浅谈如何将实验探究能力和理论推导能力的有效结合，触发学生思维，点燃学生情感，充分发挥学生学习的高度自觉性和能动性，使物理课堂教学产生无穷的乐趣进而实现有效甚至高效的物理课堂教学。

一、课堂教学流程与分析

1.创设问题情境，生成课题

情景一：弹弓将弹珠弹出。

由现象得出：橡皮筋的弹性势能和弹珠的动能的转化。

情景二：滑板、滑轮、自行车等极限运动的视频。

由视频得出：极限运动中动能和重力势能在相互转化。

情景三：国际撑杆跳比赛的视频。

由视频得出：撑杆跳中动能、重力势能和弹性势能在相互转化。

设计目的：通过实验和视频明确教学主题，有效激活学生对动能和势能的认知，提出动能和势能是可以相互转化的，为师生互动生成新知识、探索新规律提供实际场景，增加感性认识。

2. 建立物理模型，深入研究

模型一：用一细绳一端固定，另一端连接一个小球，让小球在竖直平面上摆动，研究动能和重力势能的转化。

模型二：利用水平放置气垫导轨，将弹簧一端固定，另一端与滑块连接，让滑块在气垫导轨上运动，研究动能和弹性势能的转化。

设计目的：许多的物理定律和规律都是把实际的研究对象或物理过程抽象为理想化的物理模型，然后研究物理模型所涉及的物理量及其相互关系。物理教学中，应该注重培养学生理论建模的能力，让学生忽略次要因素，抓住事物的本质去解决问题，对复杂的事物简化，进行抽象，从而建立起物理模型。

3．设计实验探究方案，体验表象规律

实验一：利用模型一，用一拉力使小球缓慢向上做圆周运动，理论分析机械能是否变化，如何变化？

实验二：利用模型一，小铁球从某一高度释放，动能和重力势能在转化时，机械能是否变化？你通过什么简单方法可以检验结论的正确性呢？

实验三：利用模型一，将小铁球换成塑料小球，再次完成实验二，观察实验，得出在这个过程中机械能是否变化？

设计目的：通过实验观察，根据学生已有的知识引导学生猜测，拉力做正功使小球的机械能增加，空气阻力做负功使小球的机械能减小，通过对比实验理论分析在空气阻力忽略不计时，小球在摆动过程中只有重力做功，小球的机械能守恒。在实验探究中将静态的知识转化成动态的演示过程，激发学生的学习热情，唤起学生探究新知的愿望，让学生在理论猜测――验证――结论等一系列教学活动中体会机械能守恒的条件。通过学生参与探究体验，自主总结规律，有效避免教师的单向罗列与陈述，将自主探究与合作学习落到实处。

4．经历理论探究，验证实验结论

探究一：通过模型一，小球在只有重力做功情形下，根据功能关系定量计算动能的变化量和重力势能的变化量是否相同。

探究二：通过模型一，小球在除重力以为还有其他力做功情形下，根据功能关系定量计算动能的变化量和重力势能的变化量是否相同。

探究三：分组探究平抛运动、自由落体运动、在斜面上运动的物块情景，动能的变化量和重力势能的变化量是否相同。

设计目的：在实验探究结论的基础上，根据学生根据已有的功能关系知识引导学生理论推导机械能守恒的条件，从推导过程中体会重力做功不改变物体的机械能，而改变物体机械能的是通过非重力做功实现的，并通过理论推导证实实验结论的正确性。通过其他运动情景的理论探究过程，得出机械能守恒的条件是普遍适用的。学生通过参与理论探究体验，不仅体会到实验探究的重要意义，而且更加深入了理解机械能转化和守恒的思想。

5．成果交流，深入研究

5.1在小组交流的基础上，达成以下共识：在只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。

5.2在以上结论的基础上，理论分析动能和弹性势能转化中，机械能守恒的条件。

设计目的：通过动能和重力势能发生相互转化中机械能守恒定律的得出，使学生感受到探究成功的喜悦与体验，增强学生探究物理的信心。利用物理的类比法进一步的通过理论探究动能和弹性势能转化中，机械能守恒的条件。

6．总结机械波守恒定律

学生得出结论：在只有重力或弹力对物体做功的条件下，物体的动能和势能（包括重力势能和弹性势能）发生相互转化，但机械能的总量保持不变。这个规律叫做机械能守恒定律。

7．物理在生活中的应用

[习题] 随着人类能量消耗的迅速增加，如何有效地提高能量的利用率，是人类所面临的一项重要任务，右图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小的坡度。明珠号列车为什么在站台上要设置一个小小的坡度？ 在这个过程中机械能是否守恒呢？

二、 教学感悟

将理论探究和实验探究紧密的结合的教学方式才能把物理课上出物理味道，它通过学生亲历探究过程，促进个体思维的突破和能力的提升，激发了学生学习物理的兴趣，掌握学习物理方法，为学生的终身学习提供后续保障。

1．关注生活，培养学生的建模能力

物理学中概念与规律的发现，都源于一个具体的物理问题，美国教育家布朗认为：“学习的环境应放在真实问题的背景中，使它对学生有意义”，而真实的问题就存在于学生的生活中。但是，寻求解决问题的方法往往是迷雾重重，其中所用的方法或得到的理论却是最有效的和最简洁的。物理课堂上必须为学生营造一个个物理情境，还原知识产生背景。在“机械能守恒定律”教学中，利用很有视觉冲击力的“极限运动”，生活中打弹弓等实例，将动能和势能的转换关系包含其中。让学生利用刚刚学习的动能、势能概念，从这些复杂情景中抓住主要研究的问题，学会从实际情景中抽出理想模型，简化物理研究的过程。这也是物理教学和学习的核心，无论从应试还是能力提升都起到重要作用。

2．实验探究，初步体验物理规律的形成

高中教学中绝大部分的物理规律来源于对事物的观察与分析，透过事物的表象把握其本质，而关键性信息的获取和处理对能否发现物理规律起着决定因素，若能启发、引导学生亲自参与和发现规律的发现过程，学生对于规律的理解将会更加深刻，应用更加自如。

本节课运用类似理想实验来探究机械能守恒定律。在实验探究当中，选用铁球和塑料球的对比实验得出阻力对机械能守恒的影响，当阻力逐渐减小，观察出这个过程中小球机械能的一个变化趋势，最终推导出阻力为零的情况。通过模拟物理学家伽利略研究采用的理想实验方法，以可靠的实验事实为基础，突出主要因素，忽略次要因素，通过抽象思维得出机械能守恒定律的条件，将实验与逻辑思维紧密的结合在一起。

3．注重实际应用，通过理论探究加强学生科学思维训练及方法形成

看到的实验结论不一定反映了物理的本质，而且高中阶段有很多规律是无法通过物理实验来得出，例如万有引力定律就是利用了牛顿运动定律和对称性得出的。在教学中要通过理论推导和验证来探究物理规律，这样更能加强学生对于知识的理解，对它在实际生活中应用更有信心。学生通过理性探究，自觉的寻找生活中应用的物理知识、方法，并能把物理知识、方法用来解决生活中的现象，这样习惯的养成可以有效的提高学生的科学素质。

《机械能守恒定律》这节课的难点是机械能守恒的条件是只有重力做功。首先引导学生之前学习机功能关系，即合外力做功过程动能发生改变，重力做功的过程重力势能发生改变，而后理论分析实验中阻力做功、拉力做功等情况下机械能不守恒，理论探究机械能守恒的条件，即只有重力做功。通过师生互动、思维探究以及理论推导过程，深刻领会到物理学科的严谨性和流畅性，感受物理之美。让学生在探究、推理过程中得出结论，有利于培养学生的推理能力、分析归纳能力和探索发现能力，领悟理想研究方法。

4. 让实验探究与理论探究成为探究式教学的两翼

学生的科学探究并不意味着只动手操作进行实验活动，凡是有利于学生“构建知识”，形成“科学观念”，领悟“科学研究方法”的各种活动都属于科学探究范畴。在教学中要将这两种方式结合在一起。美国的物理学家最近评出“最美丽”物理实验，这些实验共同之处是：它们都“抓”住了物理学家眼中“最美丽”的科学之魂，这种美丽是一种经典概念：最简单的仪器和设备，最根本、最单纯的科学结论，就像是一座座历史丰碑一样，人们长久的困惑和含糊顷刻间一扫而空，对自然界的认识更加清晰。

新课程要求学生通过物理学习能“体验科学探究过程”，从而提高学生的科学素养。学习过程更多的是学生体验的过程，将理论探究和实验探究紧密的结合的教学方式有利于学生体验科学探究过程，注意过程的体验，有助于学生知识的构建，方法的形成，能力的形成，并在学习过程中形成科学的态度和科学精神，掌握科学方法，成为解决问题的高手。同时在物理教学中注重物理过程的体验，能激发学生学习热情，有利于学生借助直接或间接经验将知识内化，并在探究过程中培养坚韧不拔、探索知识的科学精神，将科学知识和科学素养有机统一。

参考文献：

物理机械论文篇（6）

一、培养目标比较 

（一）鲍曼大学机械方向学士培养目标 

鲍曼大学机械方向学生主要学习机械方面的基础理论，包括机械设计与机械制造；掌握微电子技术、计算机及信息处理技术的基本知识，具备现代机械工程师的基本技能，进行具有机械产品设计、制造及设备维修、生产组织管理、分析和解决实际问题的基本能力。[1] 

莫斯科国立鲍曼技术大学从综合素养及职业素养方面分别对培养目标提出要求。 

1.综合素养方面。具备良好的信息处理能力，能够领会信息，并对其进行总结、分析；善于制订近远期目标并为目标的实现进行有条理的规划；逻辑思维能力强，具备较好的口笔头表达能力；有团队合作精神，组织协调能力优秀，并勇于承担责任；在个人工作中懂得使用法律条文及标准性文件；懂得在工作中提升个人业务水平，加强个人工作能力；能够开展自我批评，对个人优缺点有清晰认识，善于取长补短；相信本专业对社会的意义，有强烈的愿望完成个人工作；在完成社会及职业任务时掌握社会、人文及经济学的方法，善于分析问题的社会意义及进程；在工作过程中运用自然科学学科的基本定律，在理论及计算实验中掌握数学及计算机现代化的方法；善于把握信息社会发展中各种信息的本质和意义，并预知此过程中可能出现的危险，遵守信息安全要求，包括保守国家秘密；学会获得、保存及加工信息的方法，会使用计算机及互联网；掌握一门外语，要求能够阅读及理解外语科技语体，用外语进行口笔头交流；掌握保护工作人员的基本知识及方法，预防自然灾害和其他可能的灾难；在工作中掌握大自然基本规律、自然科学及机械学的规律；尊重并保护俄罗斯历史遗迹及文化传统，理解其他国家的与本国社会文化差异及特点；在个人生活及职业活动中遵守有关国际关系，人与社会、人与自然的规定；能够理解社会普遍及个体的哲学问题；了解历史进程中的各项的规律；了解经济史发展进程，及过程中的各项重大事件；了解俄罗斯在人类历史及当代世界中的作用及地位；善于分析社会重大问题，社会进程，预测社会发展前景；身体健康，能够胜任社会及职业活动的需要。 

2.职业素养方面。善于发现工作中产生的科技问题的本质，并利用数学物理设备解决问题；能够使用数学物理设备，掌握理论、计算及实验的研究方法，掌握数学及计算机建模的方法；掌握最新科技成果，古典技术理论，物理数学及数学建模方法，并在此基础上解决应用力学领域的问题；善于利用现代计算方法及计算机技术（CAD/CAE、ANSYS、COSMOS、Femap、MSC.Patran/Nastran等）解决应用力学领域的工作；对所完成的计算实验工作及方案进行描述，对实验结果进行加工分析，并撰写报告、文章及其他科技文本；使用计算机软件进行科研活动，撰写报告、简述，利用现代办公软件完成学术文章；利用计算机软件（CAD系统、КОМПАC、AutoCAD、 Autodesk、Inventor、SolidWorks、Solid Edge 等），结合先进的CAD技术，完成СAE计算（例如，使用CAEсистем ANSYS、COSMOS、Femap、MSC.Patran/Nastran）；参与机器及设备的设计，以保障其稳固性、持久性、安全性。 

（二）哈理工机械方向学士培养目标 

哈尔滨理工大学培养目标从以下三个方面进行界定，包括业务培养目标、专业特点及要求、毕业生应获得的知识和能力。 

1.业务培养目标：培养从事机械设计制造及其自动化方面的研究、设计、制造及营销等方面工作的工程技术人才，特别是在计算机辅助设计及制造、机械与电子相结合、车辆工程研发等方面具有较强创新能力的工程技术人才。 

2.专业特点及培养要求：本专业学生主要学习机械设计制造及其自动化专业所必需的基础理论、技术基础知识和机电产品及设备的设计制造方法及营销知识。 

3.毕业生应获得以下几方面的知识与能力：较好地掌握自然科学理论基础，人文、艺术、和社会科学基础，具备口笔头表达能力；全面掌握专业领域技术基础知识，包括工程力学、电工学、机械学、测试与控制技术、机械工程材料、计算机技术、自动化技术、数控技术机械制造技术等基础知识；具备本专业必需的基本技能，如制图、实验、文献检索计算测试等及计算机应用能力；掌握本专业方向所必需的专业知识，了解学科前沿及发展动态；具有初步的独立科学研究、科技开发及一定组织管理能力；有自学能力、综合创新能力和分析能力。[2] 

（三）两所大学机械方向学士培养目标比较分析 

1.业务目标培养的异同

     相同之处：中国和俄罗斯两所高校都是以培养能够从事机械制造及其相关领域的研发、制造以及营销等方面的高级工程技术人才为培养目标。同时这些人才又必须都是新时代下能适应各种环境的高素质复合型人才，拥有在各种复杂艰难的环境中处理相关难题的能力。另外中俄两国机械人才还必须是具备较强的专业创新能力的新时代高级工程技术人才。 

不同之处：首先，中国高校对于机械类人才的培养对于其专业知识的要求更高一点，相关人文学科能力的要求要略低于俄罗斯高校；其次，中国高校的机械类人才更注重各相关领域知识的学习掌握，这点与俄罗斯也略有不同；再次，俄罗斯高校机械类人才的培养更为重视学生运用计算机建模的能力，这点中国高校要求相对要低一些。 

2.学生应获能力的异同 

相同点：中俄两国高校都要求所培养的学生掌握牢固的较强的机械类理论知识，同时又都能够根据工作需要运用计算机知识，能够熟练运用计算机解决相关机械类问题；此外，两国高校都对于汽车及其相关知识有一定的倾向，要求学生学习并掌握相应的汽车知识；再次，两国高校都很看重实验的重要作用，要求学生根据实验进行相应的力学分析得出相应的结论。 

不同点：除机械方向本专业外，中国的哈理工还要求学生还必须具备其他相应的一般社会类知识，如人际交往和相处，个人身体素质和心理素质等；其次，中国高校更为重视学生的专业素质的培养，专业类课程开设得更为多一些；再次，中国高校对于学生外语水平的要求相较于俄罗斯更高一点。而俄罗斯高校在开设相关机械类课程的同时对于人文学科也给予很大关注，开设了诸如历史、哲学等学科，注重学生的综合素质的培养；其次，在培养机械类人才方面俄罗斯高校所开设的课程相较于中国高校要更为深入一点；再次，俄罗斯的鲍曼大学更注重学生的数据分析能力，并且着重培养学生分析后下结论的能力，中国的培养方案在这方面的要求相对较低。 

二、两校课程设置比较 

（一）鲍曼大学机械方向学士课程设置 

鲍曼大学课程设置分为社科、人文、经济学，数学与自然学课程，专业课三大板块。 

1.社科、人文、经济学板块 

学科基础课（4门）：哲学、外语、历史、经济学；选修课（6选3）：政治学、社会学、法律基础、管理学、专业导论/机械史、现代科技语言/外文机械术语。 

2.数学与自然学课程板块 

学科基础课（8门）：解析几何、数学、线性代数、信息技术、变分法基础、数学物理公式、物理、生态学；选修课（8选4）：计算力学、数学实践、物理实践、信息技术实践、工程分析软件系统/计算机机械软件系统、数学/数理统计与概率。 

3.专业课板块 

学科基础课（12门）：计算机工程制表、机械理论、电阻材料、液体气体动力学、机械部件及结构基础、设计自动化、材料学、动力学分析及小波理论、弹性理论、机械制造、计算动力学、生命安全；选修课（14选7）：机械理论补充、电阻材料补充、机械部件及结构基础实践、动力学分析及小波理论实践、弹性理论实践、机械制造补充、计算动力学实践、计量、标准及认证、电子技术及电子学、热动力及热传导、机械制造技术、机械实验设备、机械系统稳定理论基础、可塑及蠕变理论基础、应力分析实验方法、实验设计及实验数据分析法/随机过程及分析、可变性固体动力实验/复合材料力学实验。 

实践性教学环节包括毕业设计及生产教学实习两方面。 

（二）哈理工机械方向学士课程设置 

哈尔滨理工大学课程设置分为公共基础课，学科基础课，人文、社科、经管类素质课，专业平台课和专业方向课5大板块。 

1.公共基础课中包含有必修课（9门）：高等数学（一）、线性代数（二）、概率论与数理统计、复变函数积分变换、外语、大学物理（一）、物理實验、C语言程序设计、体育；同时还有3门选修课。 

2.人文、社科、经管类素质课包括必修课（9门）：思想道德修养与法律基础、毛邓三概论、马克思主义原理、企业管理基础、中国近现代史纲要、技术经济学概论、军事理论、大学生就业指导及大学生健康教育；同时包含有3门选修课。 

3.学科基础课包括必修课（12门）：现代工程制图、电工学、工程力学、金属工艺学、机械原理机械设计、机械精度设计及检测基础、机械工程材料液压与气压传动等；另有选修课9门。 

4.专业平台课包括机数控技术、械制造技术基础、机械系统设计、工程测试与信息处理、CAD/CAPP/CAM这5门课程。 

5.专业方向课包括必修课和选修课。必修课包括A、B、C三组必修课，其中A组必修课包括数字化网络协同设计技术、机械现代设计方法等4门，B组必修课包括先进制造技术、现代特种加工技术等4门，C组必修课包括汽车构造、汽车设计等4门；而选修课共包括专业外语、计算机信息系统、自动机械设计、机械设计学、UG应用基础、塑料成型技术、网络制造技术、图像处理技术等一共30门。 

实践性教学环节包括的内容较丰富，包括军训、计算机实践、认识实习、金工实习、电工电子实习、课程设计、课程设计生产实习、毕业设计与社会实践、技能训练等。 

通过以上培养方案欲实现培养能够从事机械设计制造及其自动化领域内的研究、设计、制造运行等方面工作的优秀工程技术人才，特别是在计算机辅助设计及制造、车辆工程研发、机械与电子相结合等方面具有较强创新能力的优秀工程技术人才。 

（三）两国机械方向学士课程设置比较 

综上所述，两所学校培养方案的课程设置不尽相同。鲍曼大学的课程设置为3个板块，而哈理工但是5个板块，相同点是两所学校都设有人文、经济学、社科课程，都开设专业课；不同点是鲍曼大学开设了数学与自然学课程，而哈理工开设的是公共基础课及学科基础课。[3] 

在人文、经济学、社科课程方面政治、哲学、经济、法律、心理、历史等为2所学校都开设的课程，而因为本国国情，社会发展水平、文化积淀等方面的不同，哈理工的毛泽东思想邓小平理论、军事理论俄罗斯不开设，而俄罗斯的文化宗教遗产、逻辑学、神学中国不开设。[3] 

实践环节两校也体现出不同，见下表[3]： 

三、学生毕业条件 

鲍曼大学要求学生上满8640个学时，修满240个学分。[3]其中，理论学习217个学分（7812个学时），体育2个学分（400个学时），生产实习9个学分（324个学时），国考12个学分（432个学时）。 

俄罗斯教育部规定在用学分衡量高等职业教育基础教育大纲工作量时，须遵循以下几点：1.1 学分=36 学时（45分钟/学时）或27小时；2.大学生一周最大工作量为 54 学时，合 1.5 学分；3.用学分计算某门课程的工作量时，用该课程的学时工作量除以36 并将小数位四舍五入到 0.5 即可。在使用学分制的情况下，课程考查和学年设计（ 论文）计入课程学习的总工作量之中；4.一周的实践合 1.5 学分；5.一门课程的学期考试合 1 学分（包括 3 天的复习准备时间和 1 天的考试时间）；6. 毕业会考的工作量视考试的周数而定，1周=1.5 学分。[4] 

哈尔滨理工大学要求修满199学分（其中包括理论教学159学分及实践教学40学分）。[3] 

本文从培养目标、课程设置、毕业条件三个方面对中国哈理工及俄罗斯鲍曼大学机械类学士培养方案进行对比研究，揭示两校在人才培养方面的异同，为中俄联合培养机械类人才提供参考。 

[ 参 考 文 献 ] 

[1] 机械方向（151600）学士培养方案[Z].莫斯科鲍曼国立技术大学，2010：1-28. 

[2] 本科专业人才培养方案（哈尔滨理工大学2006版）[Z].哈尔滨理工大学教务处，2006：1-13. 

物理机械论文篇（7）

二、国内农业机械化发展的启示?

纵观我国农机化近五十年发展历程，在农机管理、运用与科研中始终贯穿着农机农艺相结合的主线，推动着农业机械化不断深入发展。?1．国内自20世纪50年代初农机化起步阶段，推广新式农具中就明确"新农具与耕地作技术是共同提高的"（张林池，1952.5），"一切机械作业均应严格服从先进耕作法的农业技术要求"（国营机械农场机务工作规章，1952.11）。并在新式农具站的组织领导及人员配备中明确要求"农业技术和农具技术员各两人"，要求"农机具鉴定要从农学观点给评价"。为农机农艺相结合提供了条件。50年代中末期，主管农机的领导在总结中指出"农业技术与机械技术的结合不够"（李菁玉，1995.1），"农机具要切合当时的农艺要求"（聂荣臻，1959.6）。?60年代，进一步提出一些农机农艺相结合的具体作法，"石社挂钩"（陈正人，1960），实行"亦工亦农制度"（刘少奇，1964.9），"机农合一"（张省三，1965）。并在农业机械化科学研究的主要任务中要求"加强基本性和综合性的科学技术理论的研究"，要"根据我国农艺发展的新方向和耕作制度改革的需求，农业机械产品设计的原则，首先要适合精耕细作要求"。?

70年代在全国农业机械化发展纲要中提出"农业和工业同时并举"。并具体为"农机部门和农业部门结合起来"，"把农艺改革和农机改革结合起来"，"农艺措施要为机械作业创造条件，既保持了精耕细作传统，又发挥了机械化的作用"（刘瑞龙，1973）。并在农村农机机务管理规章中明确"农艺和农具的改革，要互相适应，互相促进"。1979年9月农机部在"关于农机化几个问题向中央请示报告"中提出"要把全国农机科研力量组织起来，加强基础理论研究"，"农机化必须与农业的区域规划和耕作制度改革密切结合"，"同农业的专业化，经营的多样化结合起来"。当时主管农机的领导进一步明确"树立大农业观点……因地制宜发展农林牧副渔的机械化……树立农业机械化同农业现农业现代化其他内容互相联系，密切配合的观点……特别是农机基础理论方面的研究"（杨立功，1979.11）。

?80年代初一再强调"农机和农艺相结合"并进一步认识到"农业机械作用的对象是生物，是农作物，它和一般工业机械在厂房里加工无机物不一样，受自然条件的制约、耕作制度、农艺的制约"（杨立功，1980，1981）。提出"中国农机化道路要根据本国特色办事"，"发扬我国精耕细作优良传统"，"各地自然条件和耕作制度迥然不同，机械化要根据各地的不同特点进行……排涝机械南方先行，耕作机械东北先走一步"（项南，1980.11）。在对中国农业的反思中提出"农机农艺结合这个提法，一般应理解为农业机械化和生物技术相结合。但是由于农艺这个概念包括生物技术和实现生物技术的作业工艺方法两方面内容，又受生物技术发展水平的限制，许多作物缺乏直接反映生物技术要求的技术指标，往往用作业工艺代表生物技术指标"。"农业机械化和生物技术相结合的基本形式和内容是农业技术系统（生物技术）、作业工艺程序系统和机械系统的'三系'配套。……是农业机械化自身发展规律的产物，是现代生物的机械技术应用于农业生产的客观要求。"（刘瑞龙，1980.6）这之后，由于家庭生产责任制，土地承包，以及中央不再提1980年基本实现农业机械化的号召，使农业机械化处于整顿反思阶段。80年代末，机械耕作科技人员通过多年试验研究和生产实践，认识到"只有农机没有农艺是无的放矢；只有农艺没有农机是纸上谈兵，农机农艺相结合，无非是为农作物创造良好的生活环境条件，这又是基础理论研究的内容，因此，90年代应该是基础理论指导下的农机农艺相结合，这也是有中国特色的农机化发展道路。"（迟仁立，1989.8）?90年代机械化土壤耕作在基础理论指导下的农机农艺相结合试验研究引起有关领导重视，在中南海国务院第三会议室听了迟仁立、左淑珍的专题汇报后指出"以前对耕作理论方法忽视了，迟仁立、左淑珍同志提出的办法解决了全面耕翻和不耕翻的问题，解决了两者弊端，但隔几年深翻，间隔深松、镇压，什么地区，气候条件，不同作物上有实用性……还值得研究"（陈跃邦，1990.5）。"很关键的是提出了孔隙度的数据，找出了最适值，农作物增产了，用这个理论能解释。""应扩大试验面积，更深一层虚些问题。这些区域性很大，单纯生物不研究还不行，很需要扩大试验面，要搞多学科综合研究。"（候捷，1990.5）。"把地上地下结合起来研究，很有意义，很重要。""现在研究地上的多，地上地下一起搞的不多，和国外的耕法联系起来，把历史的、中国的、外国的相比较一起研究"，"要把试验面积搞的大点，要扩大试验。"（陈俊生，1990.5）。上述领导人的指示使基础理论指导下的农机农艺相结合的机械化土壤耕作新技术和配套机具的试验得以深入研究并在农业生产中可以因时因地制宜定量运用。总理在1997年政府工作报告中明确提出"农机农艺相配套"，把农机农艺关系推向了一个新阶段。?

2．农机农艺关系的演变历程?

从上述我国农机化发展的历程，可以看到我国农机与农艺关系的发展大致经历了四个阶段。

?（1）第一阶段是农机服从农艺阶段，指导思想就是一切机械作业均应严格服从技术要求，农机处于从属地位，为农业服务。但是当先进的农业机械纳入传统农业时，还是对传统耕作方式提出了挑战。例如60年代东北的"犁后喘"；华北机耕快且深，使传统的人畜耙地和水车灌溉发生了困难。?

（2）第二阶段是农机农艺相互适应阶段。农业机械生产中的作用增强了，地位有所提高，也就暴露出更多的农机与农艺不相适应的问题。主要表现在始终伴随着我国农机化过程中先进的农业生产工具与传统的手工作业技术的矛盾，需要农机和农艺相互让步、磨合，以达到相互适应，这是一段较长的历史时期。例如七十年代到八十年代的间套作，多熟种植的机械化配套。?

（3）第三阶段是农机农艺相结合阶段。农业机械有了长足发展，品种多，功能全，可以为农林牧副渔、加工业的大农业实施各业全过程机械化，从而产生了农业机械化综合生产技术。即生产技术成龙配套，形成了农业技术体系、作业工艺程序系统和机器系统的三系配套。

?（4）第四个阶段是基础理论指导下的农机农艺相配套阶段。农业机械化三系配套已不是简单的农艺过程同相应机械来替代所能完成的。其综合性，系统性要求有相应的基础理论来指导，使农业技术和农业机械有机地组成优质高产高效科学的作业程序系统。表现在SPAC运行系统、土壤--机器--植物系统以及机具--土壤·微生物·根系--农田生态系统和农林（果）茶经菌渔药综合配套立体组合农业等各种系统与实践的研究。为区域化因时因地制宜的农机农艺相结合从量变到产生飞跃，发生质变，实现基础理论指导下的定量配套创造性了条件。?

三、国外农业机械化经验的借鉴?

由风土条件、经济、社会体制所形成的不同农业类型决定着农业机械化的方式，人多地少、人少地多、富有型、贫困型，国营与私有制都有不同的农机农艺结合经验可供借鉴。?1．世界上的农业从总体上可分为人多地少，劳力密集型和人少地多能量密集型两大类。以美国、加拿大为代表的人少地多是其典型。美国农业机械化过程显著特点是靠专业化减少农艺技术环节，促进农机化。大豆带、玉米带的形成，减化了作业程序，减少了机具配备。加拿大大马力、折叠式作业机具充分发挥了机械化的威力，但是大马力机械带来的压实问题一直困扰着各类能量密集型农业，可为我国东北和西北发展机械化农场提供经验和教训。日本和英国、丹麦、德国可做为人多地少的典型。日本以水田机械化为主，小巧灵活的单人背负式、手扶式形式多样，品种齐全，可为我国南方水田机械化提供参考。德国以北方谷物甜菜机械化大田生产为主，解决"插花地"和科学化、标准化作业为规模化和精细化机械耕作积累了经验，可为我国北方农村精耕细作与农业机械化相结合提供参考。英国和丹麦的农牧并举机械化过程为我国农区发展牧业提供了经验。改精饲料为主的养殖业为草饲的养牛业可以从生物学方面提高转化效率，发展新型农牧业机械化体系。?

英国、丹麦可做为富有型的农业机械化典型，笔者参加国际会议，考察过这两国农业机械化耕作状况，由于经费充足，在自动化程度和电子监控作业提高可靠性方面做了很多工作，给人"锦上添花"的感觉。提高精密性和经济效益。尼日利亚尽管号称"非洲的小美国"，但还是贫穷落后的发展中国家，其农业机械化明显在减少繁重体力劳动以及提高耕种速度，抢农时和经济效益上下功夫。由于经费有限，只能"雪中送炭"解决当务之急的问题，这些可能给我国经济发达地区和贫困地区发展农业机械化提供借鉴。钱多可以在科学化和精细化农艺技术方面发展；钱少就在解决燃眉之急的农艺措施上分析，再配合相应的农机具，实现农业机械化。?

前苏联是最典型的高度集中的以国家意志为主体的计划经济下机械化国营农场模式，经营不善，普遍亏损，计划经济"大锅饭"的弊端一直困扰着领导者。我国黑龙江集体办农机站队和国营拖拉机站也有了切身体会。巴西、菲律宾以私人占有土地为主的国家，农机化发展的"各自为政"单纯追求高额利润的短期行为发挥大规模机械化作用和保护环境，持续发展又产生了尖锐矛盾。这些为我国在市场经济条件下发展农机化提供了如何协调国家与地方，集体与个人之间关系的实例。如何更好地趋利避害，摆正经济、社会、生态效益三者之间平衡与协调。?

2．在宏观农业类型前提下，如何解决农机农艺相结合的具体微观技术，国外的实例也很多。美国的大豆收获机械化宽幅割台与损失率高的矛盾就是通过培育高底荚位大豆品种而解决的。西红柿机械化收获使培育方型厚皮新品种取得突破。泰国北部的农业机械化就是将轮作制改为固定耕作制后实现的。日本60年代从中国引进尚未过关的水稻插秧机，通过农学育秧解决了中国多年无法突破的机械手取苗伤苗的障碍点，实现了水稻种植机械化。类似这些从农艺的生物学方面，而不是单纯要求农机配合而解决的农业机械化难点俯拾皆是。俄罗斯农业工程专业中就有"基础理论教研室"研究解决农艺中的"为什么"，作业执行农艺技术实现机械化的理论依据。前苏联威廉斯的机械化平翻耕作体系就是依据"团粒结构"理论，耕地层上下层土壤需周年轮换恢复结构的农艺要求而建立的。国外这些经验表明基础理论指导下的农机农艺相结合是农业机械化发展的正确途径。?

四、农机农艺结合成效显著?

20世纪70年代以来我国农机化战线上许多成功的农机农艺结合具体范例，值得总结推广，指导未来。?

1．60年代初黑龙江农机化科技人员从解决东北因有三角犁铧耕作，铧耳限制耕深，造成耕层浅、犁底层硬，无法深耕的弊端出发，提出加装深耕部件，打破三角生格子的深松土措施和部件（阎作新，1962）。70年代安与"高寒地区地裂子抗蚀保土启发进行深松土，二者合而为一"发展为"深松耕法"，得到领导重视，组织了农业、农机、农场、气象、林业、教育六局科技人员大协作进行试验研究。但由于增产机理和肥力转化不清，受到质疑。认为增产没根据，光用不养、地下开荒、后患无穷，不能推广。农机和农艺都无法解释这些问题，是生物学专业人员研究揭示出深松耕法创造的虚实并存耕层协调了水肥气热，实现了早熟高产，用养结合，（迟仁立、左淑珍，1997），为深松耕法推广应用提供了理论依据。一方面全省大面积推广应用，并在全国三北地区示范推广，取得显著成效，于1978年获全国科学大会奖励。另一方面推动了配套农机具研制，产生了一大批以虚实并存层为依据的深松机、整地机、七铧犁改装等新型深松系列机具，推动了农业机械化的发展。?

2．基础理论研究从虚实并存耕层的土壤水肥气热、微生物、作物根系、光合生理、农田小气候等方面深入系统测试，总结出虚实并存效应原理。一方面与生产结合，形成以虚实并存耕层为核心，在不同部位、深度、间隔，不同时期深松的整套土壤耕作技术，并在海伦县不同农耕区因地制宜推广应用，形成机械化耕作技术规范，获得中科院科技进步奖。另一方面从农业历史角度研究提出虚实并存耕作是我国精耕细作优良传统中"精耕"的继承和发展，是比平翻的全虚耕作和免耕的全实耕作都优越的先进耕作系列。在河北通过多年多地多种作物试验研究，提出可以定量运用的华北虚实并存耕作技术规范。同时研制了为小型拖拉机配套的小型深松犁（ZL922064814）、七寸步犁改装，深松步犁和多用组合犁等系列配套机具，得到河北省领导重视，在河北十个县市示范推广200多万亩，获经济效益2.46亿元。为河北省农业机械化发展注入了活力。同时在西北的间隔深松加覆盖技术与南方旱地间隔深松抗旱增产都取得了稳定增产的良好效果。促进了我国机械深耕深松推广应用。?

3．90年代以来，我国各地进行的秸杆粉碎还田，机械化精量播种，抛秧和化肥机械深施等农机化新技术都是在明确农艺技术效果指标基础上，农机农艺相结合发展起来的。从作物增产潜力的基础理论研究出发，查清土水肥光热指标，促进了旨在抢农时、争光热的华北三夏机械化耕种一条龙作业技术和吨粮田优质高效高产技术与配套系列机具的研制，这些都是基础理论指导下农机农艺相结合的硕果。?

五、农业机械化科研发展之管见?

农业机械化的名称就包含了"农业"、"机械""化"三方面含义，就是"农业"和"机械""化"在一起，即农艺农机相结合。?

1．观念的转变。在农机化研究人员中，存在着重"机"轻"化"的错误观念。二者缺一不可，相辅相成，同等重要。在实践中"化"的研究既重要又难搞，它涉及到自然科学，又涉及到社会科学；既涉及到工程技术，又涉及到基础理论，同时又要研究应用技术和社会经济问题。需要知识面广，研究对象又很复杂，在我国农机界的基础又比较薄弱。应该充分重视并加强这方面研究。在市场经济的今天，还应注重经济效益，改变过去只看科研水平，不管生产力转化和能否有商品价值，通过鉴定就万事大吉的错误观念。?

2．人才的培养。现时的农机课程设置以"机"为主，只有一门农学基础还与机械离得太远，因此应该从农机化教材改革作起，增加农业生物学和介绍宏观环境的生态学课程。编撰农业机械化专业自己的农学教材，培养农机农艺结合的"双料"人才。这样才能从根本上扭转重机轻化的现象。?

鉴于农机化专业现状，农机农艺分割，许多农机专业人员要脱离农业，向机械化、自动化、电气化的现代方向发展也是学科发展所需要的。应该学习国外的经验，农机农艺相结合不是合并，在农机化专业中设立基础理论研究机构，调配专业人员，充实加强"化"方面的研究，为机械化、自动化、电气化提供理论依据，加强力量。?

3．统一分区规划。对于在中国条件下实现农业机械化，特别是田间作业机械化的复杂程度认识不足。对各地的风土条件、作物种类、种植制度、栽培方法的复杂性，都没有联系农业机械化进行系统的调查研究，提出区域性因地制宜的，有理论数据的，可以进行定量指导的机械化作业体系。五十年来各地农业科技人员已作了大量工作，建议在全国立项，统一规划分区进行，补充完善总结各现有成果，提出我国不同地区的农业机械化种植宏观设计。同时要从传统狭窄的种植生产过程机械化束缚中解放出来。一方面对种植业要扩展到产前、产后农产品加工与销售；另一方面树立大农业观念，农林牧副渔各业的机械化也要全面 考虑，拓宽农业机械化领域和内容。总之，中国目前仍然依靠种植业生产粮食，传统的机械化栽培方式还是目前农村中农业生产的主体，但展望未来，农林牧渔大农业观念的全面发展又是必然趋势，因此农业机械化研究应该深化与拓宽并重，同步发展。?

4．如何结合是突破口。农机农艺相结合已深入人心，取得共识，但"如何结合"在理论与实践上都处于探索阶段，还有很长的路要走。这也是我国农业机械化近五十年来历程所提出来的重大课题，是我国农业机械化科学发展的突破口。?

主要参考文献?

(1)农机化司，北京农工大编：《中国农业机械化重要文献资料汇编》，北京农业大学出版社，1988.4。?

物理机械论文篇（8）

引言

教学设计是一门新兴的实践性很强的科学，也是日益受到重视、应用范围广阔的多学科研究领域。在教育技术的五个研究范畴中，教学设计被认为是“教育技术对整个教育科学领域具有最大理论贡献的”一个范畴，在教育技术学科体系中占据着核心地位。为此，本文结合本人所授课程对高中物理有效教学设计进行探讨。

1．物理有效教学设计的基本步骤

（1）利用前概念引入概念，再转变错误前概念，建立正确概念

如果在教学过程中，教师草率地用所谓的正确的观点去覆盖学生原有的想法，那么其教学效果就可想而知了。所以在教授新概念之前，教师应充分了解学生已有的认知情况，尤其是与新概念有密切关系的已有概念和原理的认识，才能选择有效的教学策略和方法进行有的放矢的教学。

（2）建立模型，给学生以创造学习的空间

从教学内容中选择和确定要研究的物理模型，根据此模型学生要能够建立起相应的物理情境，在这个问题情境中有供学生进行假设、猜想的空间。学生经过思考形成一定的假设或猜想。并通过学生的探究活动能够从中受到某种启发、或得到阶段性的结果。比如教材在分析弹簧振子振动的过程中，提出了简谐运动的概念，这样的处理比较具体、直观，教师在利用弹簧振子帮助学生理解简谐运动的概念时，最后一定要让简谐运动的概念从弹簧振子这一具体形态中“脱胎”出来，成为独立的物理模型。

（3）提出一些研究的课题，帮助学生进一步发展概念，巩固概念

课堂教学过程中向学生明确的提出研究的课题：弹簧振子、单摆的振动周期与哪些因素有关。提出课题后一定要给学生时间使学生形成自己的假设和猜想。在此期间，教师要做好引导、也可在小组内进行适当的讨论。学生在形成假设和猜测的过程中是在进行积极地思维，在用自己的直接经验和间接经验做着各种判断。

2 机械振动和机械波概念教学设计案例

以机械波的形成和传播一节为例，设计教学案例。这一节的教学目的要求是，让学生知道什么是机械波，产生机械波的条件，波是传递能量的一种方式，知道机械波的两种形式；横波、纵波及横波波形图。

（1）创设情景，发展学生“机械波”的概念

基于大部分学生都承认水波是机械波这一事实，教学之初从分析讨论水波这一常见的现象对学生“机械波”概念进行发展。

教学中教师先提出一个总体性的问题：水波是如何形成的？然后层层设疑，将问题引向教学核心：水波是否与水做机械振动有关系？一个水分子是否可以形成机械波？针对 教 师 的问题，师生共同讨论后得出正确的认识。① 水波是大量水共同形成的，是大量质点的集体行为，是一种宏观现象；② 水波和水上下振动有关。 （2）建立机械波传播的物理模型，转变学生机械波中错误前概念

a.实验演示现象，引发学生的认知冲突

由调查可知，不少学生认为机械波是由于介质不停的向前传播而形成的。因此，首先通过实验或生活中的例子让学生看到实际情况并非如此，从而引发认知冲突。

演示:在水波中人一小的纸屑或泡沫，可以看到，纸屑或泡沫只是在上下振动，并没有随着水波传到盛水盒的边缘。

这个实验说明，机械波的形成与传播，并非因为介质向前运动.介质仅在原来的位置附近振动。此时学生头脑中就产生了强烈的疑问:机械波到底是如何形成的?

b.通过实验，建立正确的机械波形成与传播的概念

为了便于分析机械波是如何形成与传播的，必须建立波传播的简化模型:一维波传播模型。该模型不能从水波直接建立，通过下面过程逐步进行:

演示“绳波”，可以看到一孤立的向上凸起的波向前传播，水平振动，可以看到连续完整的波向前传播。

比较绳波与水波，找出二者共同点;介质各部分均振动、均形成凹凸相间的形状向前传播。最后得出结论:绳中传播的是机械波，它的形成与传播原理，就是所有机械波的形成与传播的原理。

第一步：建立理模型，将软绳简化为若干质点连接而成，第二步：利用箱式横波演示仪演示机械波是如何形成与传播的，

通过以上教学过程，学生建立如下概念:① 在介质中，前面质点振动，带动后面质点也跟着振动，但时间上有延迟，大量质点相互“配合”形成机械波；②质点只是在各自的平衡位置附近振动，不会随波迁移；机械波传播的是“机械振动”这种运动形式。

（3）进一步发展科学概念，让科学概念理解更全面深刻

前面所分析的机械波均属于横波，对于一个完整科学的概念而言，还需分析纵波的情况:

演示弹簧中传播机械波的情况并分析此现象，让学生明确该现象传播的也是一种振动形式，是机械波并给出横波与纵波的概念；借助箱式纵波演示仪说明纵波是如何形成与传播的;

总结对机械波的形成与传播概念的理解，不论是横波还是纵波，均有:

理解1，机械波的形成是因为前面的质点带动后面的质点，后面的质点重复前面的质点运动；

理解2，介质中的质点并不随波迁移，只是在各自的平衡位置附近振动；

理解3，机械波是大量质点的集体行为，机械波传播的是振动这种形式。

物理机械论文篇（9）

（ChaoHu University Chaohu city 238000）

Abstract： Fischertechnik model based on the conceptual design of the mechanical arm. Design of the main content including the overall design of the mechanical arm， complete mechanical system scheme design and model making， of mechanical arm in the process of cargo handling the operation parameters of the overall planning， the final preparation of the completed the overall control program and debugging. The experimental results show that the structure of the system is simple and feasible.

Key words： Fischer Technology；mechanical arm；control program

中图分类号：TP24 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2015）10-0270-02

引言

近年来，随着科技发展迅速，人们的生活节奏不断加快，越来越多的人不想从事体力劳动，进而企业出现“用工荒”的问题。在高校教学过程中，由于部分理论知识较抽象，教师讲解较难，学生理解掌握起来也较难，这样就达不到想要的教学效果。本次设计的机械手臂在生活中应用较广，如建筑工地上的旋转升降型机械手臂、吊臂，企业在生产制造过程中使用的机械手臂等。这些机械手臂在结构和控制上都比较复杂，所以我们在教学过程中的讲解就有一定的困难。机械手臂模型方案是基于慧鱼技术进行设计的，它的主要功能是将物品从某一位置移到另一位置，在这个过程中机械手臂共完成了对物品的夹起、移动、升降和旋转等动作。从某方面来说，机械手臂的出现代替了劳动力，进而为现代企业解决用工荒的难题。该模型与常见的机构相比具有体积小且易于移动，故灵活性强，可以在教学中的典型机构与它相结合演示给学生看，通过演示更深入理解各个结构之间是如何运转，采用理论与实践相结合的方法，让学生学习理论课程更具有生动性和形象性，达到掌握该课程理论知识的目的。

慧鱼创意组合模型是一个技术含量很高的工程技术类趣味拼装模型，其主要部件尺寸精确，不易磨损，可以保证反复拆装并不影响模型结合的精确度。它为应用型高校在教学过程中创新教育和创新实验提供了很好的实践平台。总体来说，慧鱼模型的使用，既让学生融汇贯通各学科多领域的综合知识，将其应用于实践过程中，又培养了创新的意识，最重要的是给予学生实现创新的平台。为此设计并制作拼接了机械手臂，文章主要对机械手臂的机械系统与控制系统进行了组装设计讲解。

一、机械系统设计方案

机械手臂的主要功能是将物品从某一位置移到另一位置，即：机械手臂从起始位置到物品所在位置后将物品夹起，再到指定位置把物品放下，最后返回原位准备进行下一动作。根据它的功能目标机械手臂的机械系统主要有旋转机构、伸缩机构、升降机构以及开合机构四大部分组成，模型实物如图1所示，该模型体积较小，各个机构的运转可清楚的看见，方便教师携带，可将其模型展示给学生观看，便于学生理解和巩固。

图1 机械手臂

Fig.1 multi-function robot arm

1.机械手臂的旋转装置

机械手臂的旋转功能在方案中是通过齿轮啮合传动实现的，并在起始位置和终止位置中放置行程开关来控制机械手臂的移动范围和旋转方向的变换。其传动简图如图1.1所示。图中小齿轮是主动轮，便于对旋转速度的控制。

（a）旋转装置简图

1―转盘 2―小齿轮 3―齿轮箱 4―马达箱图

1.1 实际旋转机构图

Fig 1.1 Actual rotating mechanism chart

2.机械手臂的伸缩机构

通过利用蜗轮蜗杆、齿轮之间的传动以及连杆与滑块杆之间的滑动来进行实现机械手臂的伸缩功能。并通过齿轮箱来控制它的速度。实现这一功能的意义在于，可以增大其工作范围，通过它的伸缩功能，机械手臂可以不用移动就能到达指定位置，其传动简图如图1.2所示。

（a）伸缩装置简图

1―马达 2―齿轮箱 3―蜗杆 4―连杆

图1.2 实际伸缩机构图

Fig 1.2 Actual rotating mechanism chart

3.机械手臂的升降机构

机械手臂的升降功能则是通过链传动和涡轮蜗杆传动之间的相互连接来进行实现的。它的传动简图如图1.3所示。

（a）链传动机构简图

1―小齿轮；2―链条

图1.3 实际升降机构图

Fig 1.3 Actual lifting mechanism chart

4.机械手臂的开合机构

物品的夹起与放开都是通过机械手臂的开合来完成，在设计过程中，选用涡轮蜗杆的结构作为运转的机构。将涡轮蜗杆固定在机械手臂的中间，通过马达带动蜗杆的转动，涡轮与手臂之间的衔接物会带动手臂向两侧张开或夹紧，实现机械手臂对物品的夹紧和放下的功能。

（a）夹紧机构简图

1-开关；2-销；3-机械手臂；4-涡轮；5-蜗杆

图1.4 实际夹紧机构图

Fig 1.4 Actual clamping mechanism

二、控制系统设计方案

1.总体运行过程

假设机械手臂现处于张开状态，且在最底层，手臂未发生移动，将物品放置于某一位置，高度与机械手臂高度一致。运行过程如下：一开始，先转动转盘至某一角度，由马达M2控制，其位置在小齿轮的齿轮箱旁边， 顺时针为正转。然后将机械手臂向前伸出一定距离，使其恰能触碰到物品，由马达M3控制，其位置在移动机构中远离机械手臂的一侧，顺时针时伸缩装置向前运动。接下来，用机械手臂夹紧物品，由马达M4控制，逆时针为手臂闭合。夹住物品后，利用升降结构将物品升至同货架高度一致的位置，由马达M1控制，逆时针为上升。接着，调节物品与货架之间的距离，通过向前或后退移动一定距离，直至两者之间距离为零，再通过旋转功能，旋转到货架上面，最后控制夹手张开，将物品放置在货架上，完成运输功能。系统的总体运行程序如图2所示。

图2 总体控制程序图

Fig 2 Overall control chart

（1）旋转功能介绍。物品的转移可以通过偏置一定的角度，使物品到达指定的地点，可通过编程控制马达M2实现旋转，顺时针旋转为正转。

（2）伸缩功能介绍。要想精确的定位重物在哪个位置放置，可通过移动装置，实现机械手臂的伸缩功能，编程控制马达M3实现机械手臂的伸缩，顺时针旋转为向前移动。

（3）升降功能介绍。要使物品放到货架上，则需要调节物品的高度不得高于货架且不能过低，装置通过链条传动，利用小齿轮将链条带动，然后控制涡轮蜗杆的升降，从而实现物品的升降，编程控制马达M1实现升降，逆时针旋转为物品上升。

（4）开合功能介绍。物品的夹取是在运输过程中的重要环节，通过涡轮蜗杆机构，编程控制马达M4实现夹手的张开与闭合功能，顺时针旋转为夹手张开状态。

物理机械论文篇（10）

一、低碳制造理论与技术在机械制造中运用的必要性及具体内容

1、低碳技术的必要性

如今，我国机械制造行业中普遍存在着高排放、污染严重、材料利用率低、耗能高等问题，这直接阻碍了我国机械制造行业的健康发展，与绿色生产的价值理念背道而驰了，与我国提出的有关节能减排放慢的新要求、新标准完全不符合。

随着全球范围内的环保意识不断加强，一系列有关环境保护的协议都相继颁布，其中二氧化碳的排放问题尤为突出。我国也会一个资源贫国，即使有的机械产品原材料含量丰富，但是由于存在开采技术上的限制，提高了制造成本，这就需要合理利用资源，实现资源的最大利用化。低碳技术在机械制造中的大力推广，能实现能耗低、排放低、污染低的目标，这也是经济发展和社会进步的必然趋势。因此，我国的机械制造企业应该结合自身的实际生产情况，努力研发出一套科学完善的低碳技术，以获得最大的利益。

2、低碳技术在机械制造中的具体内容

低碳制造理论与技术渗透到机械制造加工的每一个环节中，主要包括材料利用、制造生产和运输等。在机械产品的每一个制作环节中，都应该严格执行节能、降耗、减排，实现资源的最大利用率，最终符合低碳生产的基本要求。低碳制造基本理论与技术又分成低碳设计、低碳加工、处理废弃物、利用绿色能源等。只要严把每一个关口，才能真正地实现机械制造的低碳生产。

二、在机械制造过程中低碳制造的基本理论与技术

现有的低碳制造中的基本理论与技术要付诸于机械制造的实践中，再通过验证才能证明其的实用性。现总结成以下三个方面：

1、模块化设计

机械制造中，模块化的设计是一种比较前沿、先进的方法，按照机械产品不同的功能能把系统分成多个存在差异的模块，再将这些小的模块渐渐优化，并进行合理的整合搭配，最终就能得到规格和品种都各不相同的产品。如果用一个统一的标准来衡量机械产品每一个结构单元，这就会导致能源和机械资源的大量浪费，对于机械的维护和运行也会造成严重的阻碍。因此，机械工程师应该根据机械产品中的每个结构的不同功能合理地划分成若干个模块，并分配各自的任务和职责，然后再对每一个模块合理正确的评估，全面了解机械制造过程中的资源和能源的消耗情况，并制定相应的控制措施来降低能耗。此外，还要重点审查机械制造中的低碳制造基本理论与技术的实际运用，总结归纳出一些实际经验，为后续的低碳制造理论与技术的打下坚实的基础，及时做好低碳技术的调整和改革。

2、生态化设计

我国在建设生态文明时，提出应当将社会文明、精神文明以及物质文明等三个方面共同建设、和谐发展，因此，大部分的机械制造单位就开始着手于转变机械产品的生产理念，由最初的盲目开拓新的机械制造项目和追求机械生产总值转变成在制造机械产品中，要综合考虑到环境资源的成本，缓解生态环境的压力，注重对生态环境的有利保护，引入先进的低碳制造理论与技术，降低能耗，这样既能提高机械制造的生产成本，又能实现环境友好型社会和科学发展观的目标。在此背景的驱动下，生态化设计的理念就迅速问世，它不但可以满足消费者对机械产品在使用性能方面的要求，还能保护生态环境，使得多方面的利益共同发展。一般来说，在进行机械产品的制造时，难免会有一些废气、废渣和废水等污染物的排放，这种工业“三废”的肆意排放将会严重的破坏生物的多样性和生态平衡。但是，机械产品生态化设计具有能源利用率较高、技术含量高、污染环境少以及经济效益好的特点，这就能在生产中有效地减少了废弃物的排放，并减少了物耗和能耗。在设计机械产品时，要努力发展循环经济，要实现物质的多级利用和循环利用，尽最大可能地减少资源的浪费，以实现环境效益和经济效益的最大化。

3、轻量化设计

轻量化设计包括了对机械产品的重量、成本、性能以及配套的设备等多方面因素的有效控制。它的主要优点就是能够减少资源和原材料在实际的生产过程中的碳排放量，同时还能有效降低机械生产中的物资能耗以及污染物的排放量，并且还能减轻噪声污染，提高了物资的利用率。例如：德国奥迪汽车公司在生产新型汽车过程中，充分采用新工艺、新技术，同时将钢材的强度和铝合金材料的轻质的各自优势结合起来，这样就大大减轻了汽车的自身重量，还能降低汽车的油耗以及尾气的排放，给公司带了十分大的社会效益和经济效益。

三、机械制造中的低碳工艺技术

近几年来，我国的机械制造业发展迅速，大量的不可再生资源被消耗，这就给今后的制造业带了担忧和困扰，为了贯彻可持续科学发展观，机械加工企业就要不断地研发低碳节能的原材料和加工工艺，以达到节能减排、提高资源利用率、减少环境污染、降低生产成本的目标。笔者结合实际生产经验，归纳总结出下述几点低碳加工工艺技术：

1、低碳机床加工工艺

（1）高速复合机床加工工艺

因为当机床在工作时，其进给速度和切削速度都非常快，而且换刀的时间也比较短，这就能同时符合低碳化、精度高以及效率高的基本要求。只需加工一次就可以获取到质量比较高的加工表面，明显地使加工的质量和效率得到大大提高，能符合机械制造中的低投资、大批量和多品种的基本要求。

（2）干加工机床

当机床进行干切削加工时，将会有很多切削热生成，这会直接影响到加工的精度和机床的外形，所以，选择了科学合理的加工手段的机床就可以消除机床的热变形，进而确保机械产品的精确度。其中，对这种类型的机床有着几个要求：第一，在进行机床的结构设计过程中，必须要彻底的热对称，且还需同时配备冷却系统和热循环系统；第二，要使排屑顺畅，在设计机床时，尽可能地使机床呈V字形、倾斜式或轴式，并且在底座的设计时，要充分考虑到铁屑是否能顺利排出；第三，在进行床身的盖板设计时，就能使用双层壁结构能起到隔热的效果。

2、低碳切削加工工艺

（1）高速干切削加工工艺

高速干切削可以使加工速度提高、加工时间缩短，并能将在切削时产生的大部分的热量带走，有助于减少使用切削液。其次，这还可以使机械产品的表面质量和加工精度得到有效提高，减少甚至消除了磨削的现象发生。该切削工艺具有高加工质量、高生产效率以及对环境无污染的优点，有着较大的发展空间，这是未来机床切削工艺的必然发展趋势，逐步推动着低碳工艺的发展。

（2）风冷却切削工艺

把供给的空气经过除湿器将水分除干后，再接着进入到冷却器中，直到温度最终到达零下30℃，最后通过绝热管从封嘴处把冷风传入到切削位置处。该切削工艺能使切削的温度有效地降低，还能使刀具的使用周期和耐磨性有效提升，不仅仅能提高机械产品的表面加工质量，还能实现零排放，对环境的保护十分有利。

（3）优质表面清洁技术

随着机械产品的用途更加广泛，对产品表面的耐磨性提出了愈来愈高的要求，其优质的表面清洁技术应运而生，即自泳涂装。该技术的主要优点是：是一个水分散体系，不含有任何有机溶剂，节约材料、能源，均匀涂膜，有较强的耐腐蚀性等。该工艺属于绿色生产，对环境没有任何污染，目前，它应用得十分广泛，取得了较好的社会效益和经济效益。

（4）先进的刀具技术

要使切削工艺技术能提高，首先就必要提高刀具技术，这就涉及到了刀具的结构和刀具的材料等技术，这能分别提高产品的加工精度和刀具的使用性能，在设计刀具的结构和集合参数过程中，还要充分考虑到在切削过程中对排屑和断屑的基本要求，如今，刀具三维曲面断屑槽研究和设计制造技术比较成熟，可以有效地控制切屑的流动方向和切屑的折断能力。

四、总结

发展低碳经济是全人类的共同愿望，能源问题是21世纪的主要问题，各种能源问题和环境问题的频发不断刺激着人们的神经，让人们深刻地认识到低碳技术的重要性。虽然机械制造行业在我国蓬勃发展，其生产总值不断攀升，但是低碳技术的应用却十分混乱，一方面由于我国监管部门的监管力度不足，另一方面由于我国的整体科技水平低下。因此，我国应加强监管力度和研发力度，确保低碳制造理论与技术能有效地运用到机械制造中。

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物理机械论文篇（11）

1 前言

机械创新设计是指发挥设计者的创造力，结合现有科技成果，设计出具有创造性和使用性的机械产品的一种实践活动，涉及到机械设计理论与方法、制造工艺、材料及处理、机械结构、机械产品维护及管理等机械工程领域的多种创新。从目前来看我国大学生机械创新能力教育与国外相比还存在很大差距，这与历来对于机械创新教学研究重视不够有直接关系。随着科学技术的发展，社会对于大学生的创新意识、创新能力和工程实践能力要求越来越高。因此，加强机械工程类大学生创新精神和能力已经成为高等院校工科专业教学改革和学科建设的迫切而主要任务，可以改善从产品的概念设计到动态仿真再到整机结构优化的各个阶段。利用虚拟样机技术可以建立零件的模型，进行虚拟装配，并检查零部件的装配间隙和干涉，应用分析软件对样机进行运动仿真并对关键部件进行校核、计算。及时发现错误，优化结构，可以方便地更改模型，从而提高设计效率、优化设计方案、缩短设计周期、降低生产成本。可见，虚拟样机技术是进行机械创新设计的重要技术手段。在教学过程中提倡以机械创新设计需求为主导进行技术学习的思想，虚拟样机技术的学习应该结合机械设计原理与机械设计的具体要求。课程注重对虚拟建模、虚拟装备、运动仿真和优化设计等各个阶段进行综合培训，同时在课程的不同阶段安排相应的设计实习任务，促使学生在学习这些操作技能的基础上增加对其在机械创新设计中具体应用的思考。

在虚拟样机优化设计的基础上要同时加强学生对物理样机创新设计能力的培训，从加工图纸绘制、非标件加工、标准件选购到样机的装配和调试都让学生亲自动手参与，并且根据所设计产品的技术要求和使用要求进行试验。样机试验也是一门科学，根据培养进度应适时开设《试验设计与统计分析》课程，详细介绍机械设计中常用的正交试验、单因素试验、对比试验等科学的试验方法以及方 差分析、t检验等数据统计方法和数据结果分析方法。通过合理的试验和科学的数据分析可以进一步优化参数，修改样机结构，对虚拟样机的设计结果进行验证和修正，直至产品定型。可以说，虚拟样机与物理样机研究并重是促进大学生机械创新设计能力提高的一条有效途径。

3.3 指导学生申请或参与相关项目

在具备了基础理论知识和基本的设计技能的基础上，吸引部分优秀学生参与到教师主持的相关科研项目，从基础设计工作做起，逐步了解和熟悉项目的论证、设计和运行过程，以提高学生的综合创新能力。在此基础上再指导学生组成团队申请校级、市级或者自治区级的大学生创新设计项目，从项目的可行性分析、立项、方案设计到具体的技术创新设计和产品设计都由学生亲自参与。这样学生既可以得到项目的锻炼又可以得到经费支持，可以有条件实现理论与实践结合，有利于创新能力的进一步提高。

在项目执行过程中注重对学生综合创新能力的培养，首先，要通过市场调研和查阅文献提出设计任务并通过可行性分析明确设计的功能目标，然后，进行团队讨论，根据成员的基础理论知识并发挥创造思维确定总体设计方案，下面，进行团队分工，依据个人所掌握的不同的创新设计技术和方法进行虚拟样机创新设计，做出三维模型并进行仿真分析和结构优化，与此同时不断对总体方案进行修正；接着，团队合作完成物理样机加工、装配、调试和试验改进工作，最后，完成整个机械创新过程。

3.4 校企联合培养引导学生理论联系实际

经过参与项目锻炼后，学生对整个设计流程有了切身体会，同时对所学的基础理论知识也有了更加深刻的理解，具备了进行创新设计的基本能力和基本素质。在此基础上，教师应积极联系相关企事业单位为学生安排实习机会，进行校企联合培养，让学生到工厂一线去了解企业和社会对创新设计知识和能力的实际需求，并进一步了解企业创新设计流程。这样有利于引导学生在日常学习中将理论与实际结合，也使得高校对学生创新能力的培养与社会需求接轨，有利于培养真正符合社会需求的具有创新能力的机械人才。

4 结语

    培养大学生的机械创新能力是高等院校工科专业的主要任务之一。本文结合实际教学过程中对大学生机械创新设计过程存在的问题的探讨和分析，通过对教学改革的思考提出了理论联系实际、物理样机与虚拟样机并重等四点解决方案，还需要通过不断地教学实践对方案进行补充和验证。期望通过这些行之有效的措施，能切实提高大学生的机械创新能力。

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