中国教育

　　一、机械工程专业教育的历史、现状及发展方向

　　1.机械工程专业教育的历史、现状

　　建国以来，我国高等学校本科专业的设置经历了几次重大变化。建国时期借鉴前苏联模式，本科教育按行业、岗位甚至按产品设置专业，致使专业越分越细。1987年及1993年对本科专业目录进行了两次大的修订，目录内专业由原来的1400多种缩减到500余种。根据1993年7月颁布的普通高等学校本科专业目录，机械大类专业的划分具体为：机械类专业17个，仪器仪表类专业9个，热能核能类专业4个，工程力学类专业2个。

　　在教育部的领导与组织下，1998年对本科专业目录进行了第3次大的修订。调整后的机械大类专业变成4类8个专业，它们是：机械类4个专业（机械设计制造及其自动化、材料成型及控制工程、过程装备与控制、工业设计）；仪器仪表类1个专业（测控技术与仪器）；能源动力类2个专业（热能与动力工程、核工程与核技术）；工程力学类1个专业（工程力学）。此外还提出了面向更宽的引导性专业目录1个，即机械工程及自动化。

　　2.影响机械工程教育的主要因素

　　高新科技的高度发展与急剧变革使机械工程、机械制造较之50年代发生了巨大的变化。首先在于以信息科技（主要包含微电子、计算机、通讯科技）为代表的高新科技向机械行业的渗透，使得现代机电产品已不再是单纯的机械构件，而是由机械、电子、计算机等集成的所谓机电一体产品，其功能不仅限于加强、延伸或取代人的体力劳动，而且扩大到加强、延伸或取代人的某些感官功能与大脑功能；同时，品种也迅速增加，真可谓“无所不包，无孔不入”。其次，由于机电产品的日新月异，更新加快，而且我国经济体制由计划经济向市场经济转变，致使机械制造由“少品种大批量”转为“多品种中小批量”这样的生产模式。第三，由于信息科技高速发展与上述原因，引起机械设计、制造工艺和生产管理模式发生深刻的变革。现代先进制造技术就是传统制造技术与信息科技、自动化科技和现代管理科技等的有机融合，这已在计算机集成制造系统（CIMS）中得到了充分体现。增产方式由粗放型走向集约型，制造正走向网络化、全球化。第四，机械工程的理论基础不再局限于力学，制造过程的基础也不只是设计与制造经验及技艺的总结。今天的机械工程比以往任何时候更紧密地依赖诸如数学、物理、化学、微电子科技、计算机科技、系统论、信息论、控制论等各门学科及其最新成就。最后，正因为有了以上变化，现代机械工程、现代机械制造越来越多的体现着知识经济的特征，人才的作用越来越大，对人才的要求越来越高，对高素质人才的培养与训练越来越迫切。以上这些变化，使得社会对机械类高素质人才的需求也随之变化：高校毕业生的知识结构由较专、较深、适应性差向较通用、较广泛、适应性强方向转化； 创新能力亟待加强，社会责任感更需要增重。机械类专业的人才不仅服务于机械类部门，而且还能以机械类专业知识作为基础，在进一步学习有关专业知识后，成为其他有关部门的重要力量。其实，历史上已经如此，今天则更是如此。因此，至少在我国，与其他类专业相比，机械类专业学生占大学生总数的比重始终居于前列。现代社会需要大量的机械类人才，他们应具备相应专业的业务基础、较宽领域的基本知识、创新设计与实践能力，特别是要有较高的全面素质，这也是机械工程教学改革所要达到的目的。2000年10月首届世界高等教育大会明确指出：高等教育的首要任务是培养高素质的毕业生和负责任的公民。高素质，负责任，讲得极为深刻。

　　二、机械工程专业培养目标和规格

　　1.机械工程专业培养目标

　　培养适应21世纪社会主义现代化建设需要的德、智、体等方面全面发展的高素质机械类专业高等工程技术人才（应用研究型人才、职业技术人才）。

　　2.机械工程专业人才培养规格

　　（1）具有一定的人文社会科学、经济管理和自然科学基本理论知识，特别是有较好的人文素质。

　　（2）比较系统地掌握本专业必需的技术基础理论。

　　（3）熟悉本专业领域内1～2个专业方向或有关方面的专业知识，了解其学科前沿和发展趋势。

　　（4）具有本专业必需的制图、计算、测试、调研、查阅文献和基本工艺操作等基本技能和较强的计算机应用能力。

　　（5）熟悉一门外语，要求能阅读专业书刊，并有一定的听说能力。

　　（6）具有较强的自学能力、表达能力、分析问题和解决问题的能力及创新意识。

　　（7）具有较强的团队精神和合作能力。

　　三、机械工程专业教育内容和知识体系

　　1.机械工程专业人才培养的教育内容及知识结构的总体框架

　　1）总体框架设计的理论依据

　　机械工程本科专业人才培养模式，是普通教育基础上的专业教育。机械工程本科专业教育要适应社会主义市场经济对人才的需要，适应科学与技术呈现加速发展及综合化的态势，适应大众化高等教育阶段对人才培养要求的多样性，适应终身学习的需要。因此普通教育应是宽基础的，专业教育应是宽口径的，专业方向应是灵活的、可选的。机械工程专业人才的培养要体现知识、能力、素质协调发展的原则。要加强素质教育，培养学生创新精神和实践能力。

　　能力和素质的培养必须通过知识的传授和必要的实践来实施，因此要设计适当的知识体系为载体来进行能力培养和素质教育。要强化知识结构的设计与建设，使每一个知识模块构成一个适当的训练系统。

　　2）机械工程专业人才培养的教育内容及知识结构上总体框架

　　（1）本科学制：基本学制四年，实行学分制的学校可以适当调整为3～8年。

　　（2）在校总周数：200～202周（其中教育教学166～168周，寒暑假32～34周）。

　　（3）一般四年制专业，普通教育（通识教育）与专业教育的总分为180～200学分左右。

　　综合教育的学分本专业规范不作规定。

　　不同类型人才培养计划的学时分配应该不同。“研究型人才”应加强理论知识的学习，培养计划的学时分配需适当向基础课、专业基础课倾斜，实践教学环节要注意学生创新能力的培养；“技术型人才”培养计划应把应用能力的培养落在实处，其学时分配应适当加大机械类专业专业课的比重，实践教学环节应注重培养学生的动手能力和应用所学专业知识的能力。

　　一所学校某一专业人才培养类型的主流应该只有一个。

　　为鼓励不同学校办出各自特色，应给各个学校留出各自发展的足够空间。建议该自由发展空间占到总学分的1/3左右。

　　为促进学生个性健康发展，真正做到因才施教，在培养计划中任选课的比例应不少于总学分的15%。

　　（4）普通教育（通识教育）：总学分90～100学分（1440～1600学时），包括：

　　•政治思想教育和人文社会科学

　　毛泽东思想概论、邓小平理论概论、思想道德修养、法律基础、马克思主义政治经济学原理、马克思主义哲学原理、军事理论

　　•自然科学

　　微积分、工程数学、大学物理、工程化学

　　•经济管理

　　工业企业管理、市场营销环境

　　•环境与资源

　　环境保护与可持续发展、绿色再制造技术

　　•外语

　　•计算机信息技术

　　大学计算机基础、因特网与应用

　　•体育

　　（5）专业教育：总学分为90～100学分（1440～1600学时），由技术基础课、专业方向课和专业实践训练等组成。以机械工程及自动化专业为例，其中：

　　①技术基础课

　　•力学系列课程[工程力学（理论力学、材料力学）、流体力学、传热学等]

　　•机械设计基础系列课程（工程图学、机械原理、机械设计等）

　　•计算机应用系列课程（计算机程序设计基础、计算机硬件基础等）

　　•电工技术、电子技术基础课程[电工技术、电子技术（模拟电路、数字电路）、机电传动控制等]

　　•机械制造基础系列课程（机械工程材料、制造技术基础、材料成型技术基础等）

　　•测控系列课程（测试技术、机械控制工程、液压与气压传动、数控技术等）

　　②专业方向课

　　•机械设计专业方向系列课程（机械设计学、机械系统设计、机械优化设计、机械CAD等）

　　•机械制造及其自动化专业方向系列课程（机械制造装备设计、精密加工、特种加工、自动化制造系统、CAD/CAM技术、机械动力学等）

　　•流体传动与控制专业方向系列课程（液压元件与系统、液压控制系统、气压传动与控制、计算机控制等）

　　•机械电子工程专业方向系列课程（机电一体化系统设计、机电一体化导论、机器人工学、计算机控制等）

　　•汽车拖拉机专业方向系列课程（汽车构造、汽车理论、汽车设计、汽车拖拉机理论与设计、汽车拖拉机试验学等）

　　在教师指导下学生可在上述1～2个专业方向系列课程中选学4～6门专业选修课，专业方向课总课时要求控制在15学分（240学时）左右。

　　（6）实践教学学分占普通教育（通识教育）和专业教育总学分的参考比例，各校可根据具体专业的特点进行确定。

　　例如对于机械工程及自动化专业，教学方案中独立设置的实践性教学环节建议为：金工实习（4～6周） 、认识实习（2～3周）、生产实习（3～4周）、电工电子实习（2～3周）、机械原理、机械设计课程设计（3～5周）、制造技术基础课程设计（3周）、专业选修课课程设计（3周）、社会调查（1周）、毕业设计（12周以上）。

　　教学方案中独立设置的实践性教学环节总周数占四年教学总周数的比例建议控制在25％左右。

　　机械工程专业是一个实践性很强的专业，培养计划中必须重视和加强实践性教学环节的设计与安排，加大投入，不断改进和提高实践性教学环节的教学质量和效果，着力培养学生的动手能力，创新精神和工程意识。

　　（7）综合教育。内容包括：思想教育，学术与科技活动，文艺活动，体育活动，自选活动等知识体系。

　　（8）学时与学分的折算办法：未实行学分制的学校，学时与学分的折算由各校根据学校实际情况自行决定。本规范建议课程教学按16学时折算1学分、集中实践性环节按每周折算为1学分的方法折算。在特殊情况下，某些课程的学时学分折算办法可自行调整。

　　2.机械学科知识体系一览

　　该知识体系一览展示机械学科知识体系的知识领域、每个知识领域包含的核心知识单元和选修的知识单元，以及所需的最少讲授时间。

　　（1）传热学（32学时）

　　•绪论                      •传热过程和换热器

　　•导热基本定律              *非稳态导热

　　•对流换热                  *导热问题的数值解基础

　　•辐射换热

　　（2）工程流体力学（32学时）

　　•绪论                      •相似理论和量纲分析

　　•流体的主要物理性质        •流体在管路中的流动

　　•流体静力学                •孔口出流

　　•流体流动的基本方程        •缝隙流动

　　•气体动务学基础

　　（3）理论力学（64学时）

　　静力学

　　•静力学的基本概念           •摩擦

　　•平面汇交力系               •空间力系  重心

　　•力矩  平面力偶系

　　•平面一般力系

　　运动学

　　•点的运动                   •刚体的平面运动

　　•刚体的基本运动

　　•点的合成运动

 　　动力学

　　•质点的运动微分方程             •动能定理

　　•刚体绕定轴的转动微分方程       •动量定理和动量矩定理

　　•达朗伯原理                     •振动

　　（4）材料力学（64学时）

　　•绪论                          •组合变形

　　•轴向拉伸和压缩                •变形能法

　　•剪切和扭转                    •超静定系统

　　•截面的几何性质                •动载荷

　　•平面弯曲                      •交变应力与疲劳强度

　　•应力状态理论和强度理论        •压杆的稳定性

　　（5）画法几何及工程制图（72学时）

　　•绪论                          •机件的图样画法

　　•制图的基本知识                •标准件和常用件

　　•正投影基础                    •零件图

　　•直线、平面的相对位置          •装配图

　　•立体的投影                    •计算机绘图

　　•立体表面的交线

　　•组合体的投影

　　（6）机械设计（40学时）

　　•机械设计总论                  •轴系零、部件及弹簧设计

　　•联接件设计                    •机械零部件的结构设计

　　•传动件设计

　　（7）机械原理（32学时）

　　•绪论                          •间歇运动机构

　　•机构的结构                    •组合机构

　　•平面连杆机构                  •机械动力学

　　•凸轮机构

　　•齿轮机构

　　（8）工程材料（40学时）

　　•材料的结合方式及性能          •有色金属及其合金

　　•材料的晶体结构                •高分子材料

　　•材料的凝固与相图              •陶瓷材料

　　•铁碳合金                      •复合材料

　　•钢的热处理                    •材料表面技术

　　•合金钢                        •典型零件的选材及热处理工艺分析

　　•铸铁

　　（9）材料成型工艺基础（48学时）

　　•金属的液态成型工艺            •其他材料的成型工艺

　　•金属的塑性成型工艺            •材料成型工艺的选择

　　•材料的连接成型工艺

　　（10）机械制造技术基础（48学时）

　　•制造工艺装备                  *典型表面加工工艺

　　•切削过程及控制                *特种加工

　　•机械中工质量分析与控制        *先进制造技术

　　•工艺规程设计

　　（11）液压与气压传动（48学时）

　　•绪论                          *液压系统的设计计算

　　•液压泵                        •气压传动基础知识

　　•液压马达与液压缸              •气源装置及气动元件

　　•液压控制阀                    •气动基本回路

　　•液压辅件                      •气动逻辑系统设计

　　•液压基本回路                  •气压传动系统实例

　　•典型液压系统

　　（12）数控技术（48学时）

　　•绪论                          •数控机床的机械系统

　　•数控加工编程技术基础          •数控机床程序编制中的工艺处理

　　•数控系统

　　•数控机床的伺服系统

　　（13）工程测试技术（40学时）

　　•信号分析基础                   •力、力矩和压力测量

　　•测量误差与数据处理             •机械振动测量

　　•测试系统的特性                 •温度测量

　　•位移测量                       •流量测量

　　•速度、转速和加速度测量         •噪声及其测量

　　（14）电工技术（56学时）

　　•电路的基本概念与基本定律       •交流电动机

　　•电路的分析方法                 •直流电动机

　　•正弦交流电路                   •控制电机

　　•三相电路                       •继电器控制系统

　　•电路暂态分析                   •可编程序控制器

　　•磁路与铁心线圈电路

　　（15）电子技术（64学时）

　　•半导体二级管和三级管           •晶闸管

　　•基本放大电路                   •门电路和组合逻辑电路

　　•集成运算放大器                 •触发器和时序逻辑电路

　　•正弦波振荡电路                 •存储器和可编程逻辑器件

　　•直流稳压电源                   •模拟量和数字量的转换

　　（16）机电传动与控制（32学时）

　　•绪论                               •交流传动控制系统

　　•机电传动控制的基础理论             •步进电动传动控制系统

　　•控制电器与继电器-接触器控制系统    •电动机的选择

  　　  •直流传动控制系统