机械工程教育论文

2022-04-15

摘要：随着虚拟现实技术的研究与发展，虚拟现实技术在教育领域的应用越来越广泛，传统机械工程的教育与虚拟现实技术的结合越来越重要，本文介绍了虚拟现实技术的基本特征以及应用到的关键技术；介绍重点介绍了虚拟仿真实验系统与VR教材在机械工程教育中的应用。今天小编给大家找来了《机械工程教育论文(精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

机械工程教育论文篇1：

机械工程教育信息化发展现状

摘要：随着我国制造业的快速平稳发展，机械工程作为制造业的主要支撑技术也迎来了新的发展形势。为了保证机械工程技术能够紧跟国际发展步伐，满足国内制造业的现实发展需要，机械工程教育在教学模式和教学方法上进行了积极创新，教育信息化程度不断提高。为此，从提高机械工程教育质量的角度出发，有必要对机械工程教育信息化发展现状进行深入了解，并把握机械工程教育信息化发展原则，不断提高机械工程教育信息化程度，丰富机械工程教学内容，完善机械工程教学方法，满足机械工程教育信息化的发展需要。

关键词：机械工程；教育信息化；发展现状

一、前言

在我国经济中，制造业是国家的支柱行业，占据国有经济的重要地位。随着制造业的快速发展，机械工程技术也迎来了新的发展形势。从目前机械工程技术的发展来看，在产品研发和生产制造中，机械工程技术正在缩小与国外发达国家的差距，在某些产品领域已经达到了世界领先水平。之所以取得这样的成绩，主要原因在于机械工程教育中引入了信息化的理念，不但提高了机械工程的教育效果，也促进了机械工程教育的发展，所以，我们应对机械工程教育信息化发展有全面正确的认识。

二、机械工程技术的特点分析

1、机械工程技术的先进性特点

（1）灵活（2）高效率（3）能源消耗低（4）无污染（5）产品性价比较高。

2、综合考虑设计与工艺的特点

在机械工程技术方面，设计与工艺紧密结合十分重要，在实际生产过程中，需要结合现场的工艺进行合理的设计，使设计一次性成功，这就是经常所说的并行工程。

3、全面考虑工业应用的特点

对于机械工程技术来说，最终的目的就是提高制造行业的经济效益和社会效益。这就要求在设计之前详细了解市场，针对工业应用情况进行设计、研发、生产、销售等等，使该技术能够达到理想中的效果，这样的机械工程技术才算是成功的。

三、机械工程教育信息化发展现状

考虑到机械工程的特点，在机械工程教育开展的过程中，引入信息化手段是十分必要的。从目前机械工程教育信息化发展现状来看，主要表现为以下几个方面：

1、机械工程教育信息化手段已经得到了充分的运用

出于提高机械工程教育质量的目的，在机械工程教育开展过程中，及时的引入了教育信息化的手段，主要包括CAD教学、网络化教学等，通过教育信息化手段的运用，机械工程引进了国外技术的先进理念，形成了对国外先进技术的消化吸收，保证了机械工程能够持续快速的发展。从目前机械工程教育的开展来看，信息化手段的运用范围越来越广，已经成为了机械工程教育的主要手段之一，为机械工程教育的发展提供了有力的支持。随着教育信息化手段的不断发展和提高，相信在未来机械工程教育信息化手段的应用范围更广，应用效果更加突出。

2、机械工程教育信息化采用了网络化发展的模式

计算机网络的发展，为机械工程教育提供了强有力的支持，不但提升了机械工程教育信息化发展的质量，还提高了机械工程教育的整体效果，改变了传统教育模式的束缚，为机械工程教育的发展提供了新的参考。从目前机械工程教育信息化的发展来看，网络化的发展模式为其带来了资源共享的便利，丰富了现有的教育内容，提高了教学实效性，为机械工程教育的发展注入了生机和活力。从这一角度来看，机械工程教育信息化发展成为了机械工程技术发展的必然趋势，为了机械工程技术的提高奠定了坚实的基础，保证了机械工程技术的发展质量。

3、机械工程教育信息化改变了传统教育理念

在传统教育理念中，机械工程的教育应尊重书本内容，应以现有技术为基础进行技术研发和技术教育，对先进技术的引入缺乏必要的手段。考虑到机械工程传统教育理念的缺点，以及计算机信息化的高速发展，在机械工程教育中引入信息化手段已经成为了必然的选择，对机械工程的发展产生了重要影响。基于这一判断，机械工程教育信息化改变了传统的教育理念，开始朝着新技术引入和新技术应用的方向发展，极大的提高了机械工程教育的实效性，满足了机械工程发展的现实需要，提高了机械工程发展的整体质量，为机械工程发展提供了新的参考。

4、机械工程教育信息化提高了教育效果和技术的先进性

通过采用教育信息化手段，机械工程的教育效果得到了持续的提高，为机械工程技术的发展提供了有力的支撑，保证了机械工程技术的发展质量。同时，教育信息化手段的采用，保证了机械工程技术的先进性，使机械工程技术能够及时的引入并借鉴国外的先进经验和成熟的技术，为我国机械工程技术的发展提供有力的支持。从目前机械工程教育的实际发展来看，机械工程教育信息化提高了教育效果和技术的先进性，为机械工程的发展提供了有力的支持。因此，从促进我国机械工程技术发展的角度出发，我们应对机械工程教育信息化手段有深入的了解。

四、结论

通过本文的分析可知，在我国机械工程技术的发展过程中，教育信息化手段起到了积极作用。教育信息化手段不但提高了机械工程教育的整体效果，还对机械工程技术的发展提供了有力的支持，满足了机械工程技术发展的要求。因此，我们要对机械工程教育信息化手段有全面正确的认识，要认真分析机械工程教育信息化发展现状，不断提高机械工程教育信息化的发展质量。

参考文献：

[1] 李伟光，李勇，黄文波，邹海明；制造业信息化中的关键问题研究[J].机电工程技术，2004（11）.

[2] 李学静，雷琦，刘飞；区域制造业信息化中的ASP应用服务系统研究[J].情报科学，2005（02）.

[3] 李伟光，李勇，黄文波，邹海明；制造信息化的分析与研究[J].制造业自动化，2005（01）.

作者：夏鹏

机械工程教育论文篇2：

虚拟现实技术在机械工程教育中的应用

摘要：随着虚拟现实技术的研究与发展，虚拟现实技术在教育领域的应用越来越广泛，传统机械工程的教育与虚拟现实技术的结合越来越重要，本文介绍了虚拟现实技术的基本特征以及应用到的关键技术；介绍重点介绍了虚拟仿真实验系统与VR教材在机械工程教育中的应用。

关键词：虚拟现实；机械工程；虚拟仿真实验；VR教材

虚拟现实技术（virtual reality，VR）是计算机图形学与人机交互技术的发展成果，能够使用户在虚拟环境中感受并融入真实、人机和谐的场景，VR技术可以使用户能直接对虚拟环境中的物体进行观察或操作，同时也提供视觉、听觉和触觉等多种直观丰富的自然反馈信息[1]。机械工程教育与VR技术的结合，为机械工程学科的教学带来显著变革，使模糊抽象的机械更直观具体。

1 虚拟现实技术的特征与关键技术

1.1虚拟现实技术的特征

虚拟现实技术典型的特征主要归纳为“3I”，即沉浸感（Immersion）、交互性（Interaction）和构想性（Imagination）。

（1）沉浸感

沉浸感是指虚拟场景对人体的视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉等多种感觉器官产生欺骗，给参与者带来临场的感觉；使参与者感觉自己是虚拟场景中的一部分，而不是旁观者。参与者感到被虚拟场景包围，可以在虚拟环境中自由移动，与物体产生作用，有一种身临其境的感觉[2]。

（2）交互性

交互性是指在虚拟环境中为参与者提供人性化的操作界面和反馈，参与者能够通过专门设备，对模拟环境进行考察，同时对模拟环境中的物体进行操作。例如用户去操作虚拟环境中的物体时，可以感受到物体的重量，被操作的物体会随着用户的动作发生运动。

（3）构想性

构想性是指通过沉浸感和交互性，使参与的人随着环境状态和交互行为的变化而对未来产生构思，增强创造与想象能力。

1.2虚拟现实关键技术

虚拟现实是在计算机图形学、图像处理与模式识别、人机交互技术、传感技术、网络技术、高性能计算机系统等信息技术的基础上发展起来，是这些技术进一步的集成，虚拟现实的关键技术包括以下几个方面。

（1）环境建模技术：建立虚拟环境是虚拟现实技术的核心内容，环境建模技术的目的就是获取实际环境的三维数据，并根据应用的需要，利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型[3]。

（2）立体声合成与立体显示技术：由于人们听到的声音到达两只耳朵的时间和距离有所不同，我们需要靠声音的相位差以及强度的差别来确定声音的方向。

（3）触觉反馈技术：在虚拟环境中，人们能够与虚拟物体直接接触，感受到如同真实世界的感觉，需要在交互设备中设置一些触点来模拟人体能感受到的触觉，从而产生犹如身临其境的感觉。

（4）交互技术：虚拟现实中的人機交互已经不再是键盘和鼠标的传统模式，利用数据头盔、数据手套等复杂的传感器设备，进行三维交互，语音识别、语音输入技术成为重要的人机交互手段。

（5）真实感实时绘制技术：真实感实时绘制技术的主要任务是模拟真实物体的属性，形状、物理特性、表面粗糙度以及物体间的相对位置、遮挡碰撞关系等。

2 虚拟现实技术在机械工程教育中的应用

2.1虚拟仿真实验系统

在机械工程实验教学中，涉及许多设备和零件如数控机床、车床、铣床，这些设备结构复杂，零件众多，而且在实际的操作过程中有一定的危险性，同时受限于场地经费等因素，学生接触到实物比较困难。虚拟仿真实验教学系统就是通过三维软件制作出设备各零件的三维模型；然后对模型进行材质的编辑，对模型进行贴图，使模型具有真实感；然后利用unity3D等虚拟现实开发工具进行图形资源整合、实时渲染、物理仿真，呈现出与真实环境相同的虚拟操作环境，实现实验室中操作的效果。虚拟仿真实验教学系统可以集文字、图像、三维模型、三维动画和声音于一体，为学生提供一个人机交互的、开放式的虚拟环境。在虚拟仿真实验教学系统中，通过电脑模拟现实的实验环境，将主要知识要点附加到三维模型之上，综合三维动画、三维模型、三维交互等多种形式，实现知识内容的三维可视化及实验实训的互动模拟。在系统中学生可以直观的看到各个机械设备的内部结构，熟悉机械设备的工作原理与操作方式；还可对设备进行装配拆卸，熟悉设备的安装拆卸流程，从而对机械工程学习有更加清晰直观的认识[4]。

2.2VR版机械专业教材

VR版教材在传统教材的基础上，对机械专业教材中的零件图建立相应的三维零件模型库，通过移动端设备软件扫描课本插图后，可在设备上浮现出对应的三维立体的动态画面，能够对画面进行触控操作，对各类零件进行全方位的旋转缩放，可对三维模型进行拆解，配合动画与声音，让学生直观的观察掌握机械的内部结构。VR版教材将机械零件直观立体的展示在学生面前，通过与虚拟模型的主动交互，亲身经历与感受机械的拆解、装配、驱动与操控，获得真实的实践体验，加深学生对于机械结构原理的理解。同时VR版教材通过移动端设备使用，使学生不限时间与地点的进行自主学习，提高了学习的积极主动性，使学生更好的掌握所学知识。

3 结束语

虚拟现实技术的出现，给机械工程教学提供了一种有效的辅助工具，通过虚拟仿真的知识传达方式实现更有效的知识认知与理解，它充分发掘了现有机械装备的潜力，既缓解了当前机械实训场地不足的问题，又提高了实训的安全性，可使学生在高沉浸感的虚拟环境下掌握机械设备的工作原理、内部结构、设计加工制造流流程，增强了学生的学习兴趣，提高了教学效果。

参考文献：

[1]赵沁平. 虚拟现实综述[J]. 中国科学：信息科学， 2009， 39（1）：2.

[2]赵沁平，周彬，李甲，等. 虚拟现实技术研究进展[J]. 科技导报， 2016， 34（14）：71-75.

[3]刘贤梅，李勤，司国海等，虚拟现实技术及其应用[J]. 大庆石油学院学报， 2002， 26（ 2） 112- 115

[4]邸馗，于天彪，陈培媛，等. 虚拟现实技术在机械工程实验教学中的应用_邸馗[J]. 实验技术与管理， 2014（10）：10-12.

作者：赵艺陈清奎鲁言辉李昊

机械工程教育论文篇3：

机械工程实践教育体系建设研究

摘要：根据教育部提出的应用技术型本科院校办学要求，西安交通工程学院结合自身特点，改革机械工程实践教学体系，确立了3个实践教学阶段。本文主要分析了当前实践教学体系的问题，以及西安交通工程学院的改革成果。

关键词：机械工程；应用技术型人才；实践教学体系

现今，应用技术型大学建设成为教育发展趋势，其中机械工程类专业方向迫切需要培养制造业方面具有创新设计能力和创新创业意识的应用技术型人才。培养应用技术型人才，就必须构建围绕学生能力培养的实践课程体系，让学生将所学的知识与工程实际问题结合起来，学以致用锻炼学生实践能力。因此，本文主要以西安交通工程学院为例，讨论机械工程专业工程实践教育体系的改革。

1 当前实践教学存在的问题

我国高等工程教育长期定位为研究型教育，一直侧重专业科学知识教学，对于学生的应用实践能力与综合技术素质往往选择性忽视，高校教育同质化和科学化的问题十分突出，主要存在以下问题：

1.1 实践教学没有进行全面系统地统筹安排

独立设课的实验较少，实验课基本上成为理论课的附属，实验学时短，内容滞后、形式单一，各门理论课程实验开展只考虑本课程内容，缺乏对整个专业的整体思考，致使实验内容分散、重复、遗漏、不能形成系统联系。

1.2 演示性、验证性实验过多，综合设计性和研究创新型实验不足

实践教学没有达到对学生实践能力、创新能力和应用能力进行系统性训练和培养的目的，它而只是作为理论课的补充和验证。一般学生做实验时，通过试验资料或指导书就已经完整的了解了实验步骤，学生不需要进行思考，甚至于都不愿意动手操作，这对学生学习兴趣打击较大。

1.3 实验室管理方式散乱，不能形成合力

实验教学设备和仪器配置不足，资金投入分配不均衡；实验教师队伍薄弱等问题也制约着实践教学体系的建立。

2 实践教学体系的建设和发展

上述问题严重影响了教师投入实验教学研究与改革的积极性和学生参与实验的热情，也制约了学生创新能力和应用能力的培养。因此，我们迫切需要改革现有实践教学现状，形成以培养应用技术型人才为目的的实践教学体系。

2.1 指导思想和建设原则

机械工程类专业主要的目标是培养能从事机械设计、制造、科技开发、应用研究和经营管理等方面的应用型工程人才。学院以修订人才培养方案为抓手，确定了以培养学生应用技术能力为主的指导思想，增大了实践教学比例，确定了按照现代机械工程师的基本要求，以训练学生机械产品设计、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为基本原则的人才培养思路。其中，对实践教学部分进行系统化研究和设置。

2.2 机械工程实践教学体系的建设

实践教学的重点是让学生在实践教学过程中由浅入深逐步形成工程思维，锻炼工程实践能力，培养创新设计能力。因此必须积极转变实践教学观念，针对工程岗位需求总体目标，科学规划，形成以基础型、综合型、工程型3个实践教学阶段为架构，层层推进不断提高的实践教学体系。

第一阶段为基础型实践。其目的是使学生通过系统实验室参观、模型拆装和制作、计算机绘图等，加深对机械结构及材料的认识，使学生对机械学科有一个比较全面的了解，为之后的专业学习奠定基础。

第二阶段为综合性实践。即通过金工实习、电工电子实习、机械基础实验、机械原理与制造课程设计等环节，让学生了解典型机械的局部设计方案、机械零部件的设计制造、自动化控制的基本工程知识与设计过程。特别在此过程中加强实验设计，多设立创新型、设计型综合实验，提高教师和学生参与兴趣，训练学生的工程观念，培养学生的创新意识，提高学生解决工程实际问题的能力。

第三阶段为工程型实践。通过工程型实践教学环节，使学生掌握现代机械制造方法、先进制造技术，锻炼学生掌握对现代机械过程的认识及实际动手能力，开阔学生视野，培养学生实践技能。学生在此阶段，通过做论文、设计及其各种科技小制作、课程设计大作业、生产实习、毕业设计等，培养学生的创新能力，训练学生专业技术知识与技能的综合应用能力等工程师基本素质，为学生就业做好准备工作。

在构建机械实验教学体系的同时，我院本着坚持实验与理论相结合，与科研相结合，与创新创业能力培养相结合的模式，严抓基础型实践教学质量，跟踪综合性设计实验进展，加强工程型实践建设（以校企合作实习基地建设为主）等实践教学阶段落实情况，全方位全过程培养学生创造才能。

2.3 加强师资建设，提升实践教学水平

实践教学体系的核心是建立一支专业能力强、年龄构成合理具有创新能力的实践教学教师队伍。一方面需要对现有年轻教师和实验人员的专业知识和技能素养进行培养；另一方面，也需不断要引进经验丰富的教师，均衡科研型人才和技术型人才的配比；同时，要鼓励教师开展探索性的实验研究，努力培养出大批创新型的高素质教师。

此外，要进一步加大实践教学投入力度。充分利用国家财政拨款和校内资金，加强基础实验和综合性试验投资力度，完善实验室软件和硬件建设。利用校企合作单位资源，校企共建实习实训基地拓宽工程实践覆盖面。

最后我院按照学生的认识规律和实际水平进行实验教学方法的改革，建立以学生为中心、教师为主导，学生自我训练为目的的教学模式。由基础、综合到工程实践，根据机械专业培养特点，灵活运用各种教学方法，诱发学生的学习欲望。

同时紧跟时代步伐，通过利用虚拟仿真技术等先进的实验教学手段，使虚拟仿真实验与实际实验的有机结合，克服了高校实验投资不足的缺点，提高实验教学效果。

3 结语

近年来，西安交通工程学院根据应用技术型人才培养模式，进行了实践教学体系的重大革新，取得了较大的进步。对机械专业学生应用型、技术型和创新型能力培养提供了一条成功经验。

参考文献：

[1] 李俊华.改革机械设计基础实验教学提高学生的创新能力[J].中国科技信息，2005，17：200.

[2] 汪超.机械创新设计实验教学改革的探讨[J].装备制造技术，2008（8）：179-180.

[3] 馮晓宁等.机械专业实验教学体系的创新与实践[J].太原理工大学学报，2005（2）：81-84.