英文名称:Mechanical precision design and Measurement
课程编号:0805000826
学分:2.5
总学时:40。其中,讲授32学时,实验8学时,上机0学时,实训0学时
适用专业:机械设计制造及其自动化
先修课程:工程认知训练、画法几何与机械制图、工程训练A、机械原理等
一、课程目标
《机械精度设计与检测》为机械设计与制造及其自动化专业的主要课程,限选。该课程主要介绍互换性、标准与标准化的概念,测量技术基础,圆柱体公差配合及标准化,几何公差及检测,表面粗糙度及检测,典型零部件结合的精度设计。本课程是机械类专业必修的一门技术基础课,其内容不但与先修课程画法几何、机械制图及后续课程机械设计课程设计、毕业设计等息息相关,还涉及大量的国家标准及其应用。同时引入课程思政案例,建立学生的可持续发展观,注重培养学生的诚信意识、职业道德、社会责任意识、工匠精神等。
按照2017培养方案中的毕业要求,考虑本课程与专业毕业要求的支撑关系,制定本课程学习目标如表1所示:
表1 《机械精度设计与检测》课程目标-毕业要求关系表
毕业要求 |
指标点 |
与课程 关联度 |
课程目标 |
2具有遵纪守法、爱岗敬业、团结协作的品质及良好的社会公德和职业道德 |
2.2能在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范,并履行相应的责任。 |
M |
1进行尺寸误差、几何误差、表面粗糙度、螺纹误差、齿轮误差的测量过程中,能遵守工程职业道德和规范,保证测量数据的客观与真实性,并履行相应的责任。 |
4具有从事机械工程工作所需的相关数学和自然科学知识,掌握扎实的工程基础和机械工程专业知识,具备从事机械工程工作所必需的专业技能,并能够将上述知识和技能用于解决复杂工程问题。 |
4.3能将工程原理和专业知识用于分析工程问题的解决途径,并改进之。 |
M |
2掌握互换性与标准化的基本概念、公差配合国标中的基本术语及定义、几何公差的标注与解释、表面粗糙度的基本概念和评定参数、光滑工件尺寸检验的概念、典型零件结合的互换性特点。 |
5具有综合运用所学理论知识对复杂工程问题进行分析的能力;能够设计针对复杂工程问题的解决方案,并在设计中体现创新意识;能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究。 |
5.7能用图纸和设计报告等形式呈现设计效果。 |
M |
3能够根据公差配合的专业知识,对机械产品进行合理的尺寸精度的设计、形状及位置精度的设计、表面加工精度的设计。能够结合典型零件结合的互换性特点,对齿轮、螺纹、键、花键、滚动轴承等典型零件进行合理的精度设计。 |
5.9能安全操作实验装置,并正确采集、整理实验数据。 |
M |
4能根据测量原理,正确进行尺寸误差、几何误差、表面粗糙度、螺纹误差、齿轮误差的测量。 |
5.10对实验结果进行分析、解释,得出合理有效的结论,生成报告。 |
L |
5能对尺寸误差、几何误差、表面粗糙度、螺纹误差、齿轮误差的测量结果进行分析、解释,得出合理有效的结论,生成报告。 |
7了解机械工程相关行业的生产、设计、研究、开发与运行的法律法规,能够理解和评价机械专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、环境和可持续发展的影响。 |
7.1能理解本专业相关的法律法规与安全管理技术。 |
M |
6能正确理解机械设计和制造中有关尺寸公差与配合国家标准、几何公差国家标准、表面粗糙度国家标准、齿轮精度国家标准、螺纹精度国家标准、键和花键精度国家标准、滚动轴承精度国家标准的法律法规意义与要求。 |
注:表中“H(高)、M(中)、L(弱)”表示课程与各项毕业要求的关联度。
二、课程内容及学时分配、课程思政案例
本课程内容、建议学时以及知识单元与课程目标支撑关系如表2所示、本课程思政案例如表3所示。
表2 《机械精度设计与检测》课程内容及学时分配
知识单元 |
知识点 理论学时 |
理论学时 |
实验学时 |
课程目标 |
教学方式 |
序号 |
描述 |
序号 |
描述 |
1 |
绪论 |
1 |
机械精度与互换性概述 思政案例:诚信意识 |
2 |
0 |
1、2 |
讲授、启发式教学 |
2 |
标准化概述 思政案例:职业规范与职业道德 |
3 |
优先数系简介 |
2 |
测量技术基础 |
1 |
测量的基本概念 思政案例:“零缺陷”的科学素养 |
2 |
0 |
1、4、5 |
讲授、案例分析、启发式教学 |
2 |
测量方法与测量器具的分类 |
3 |
测量误差与测量数据的处理 |
3 |
圆柱体公差配合及标准化 |
1 |
公差配合国标中的基本术语及定义 |
8 |
1 |
1、2、3、4、5、6 |
讲授、案例分析、启发式教学、实验 |
2 |
公差带的标准化 |
3 |
圆柱结合的精度设计 思政案例:项目管理能力 |
4 |
实验1:尺寸误差的测量 |
4 |
几何公差及检测 |
1 |
几何公差概述 |
8 |
3 |
1、2、3、4、5、6 |
讲授、案例分析、启发式教学、实验 |
2 |
几何公差的规定、标注与解释 思政案例:可持续发展观 |
3 |
几何误差的评定 |
4 |
公差原则 |
5 |
几何公差的选用 |
6 |
几何误差的检测原则 |
7 |
实验2:几何误差的测量 |
5 |
表面粗糙度 |
1 |
表面粗糙度的基本概念和评定参数 |
2 |
1 |
1、2、3、4、5、6 |
讲授、启发式教学、实验 |
2 |
表面粗糙度的标注、参数值选用和测量 |
3 |
表面粗糙度的测量 |
4 |
实验3:表面粗糙度的测量 |
6 |
光滑工件尺寸的检验 |
1 |
通用计量器具的选用 |
2 |
0 |
1、2 |
讲授、启发式教学 |
2 |
光滑极限量规简介 |
7 |
典型零件结合的精度设计 |
1 |
滚动轴承的精度设计 思政案例:社会责任 |
8 |
3 |
1、2、3、4、5、6 |
讲授、案例分析、启发式教学、实验 |
2 |
键和花键的精度设计 |
3 |
螺纹结合的精度设计 思政案例:工匠精神 |
4 |
圆柱齿轮传动的精度设计 |
5 |
实验4:螺纹误差的测量 |
6 |
实验5:齿轮误差的测量 |
8 |
总计 |
|
|
32 |
8 |
|
|
表3 《机械精度设计与检测》课程思政案例
课程案例 |
所属教学内容 |
案例实施过程 |
培养目标 |
案例1:诚信意识 |
课程导论 |
案例引出:在每年的教学中,批改的作业,错误雷同太多!考试时,有时能收掉多部舞弊手机!为什么会出现这样的情况?是不是我们诚信品质出了问题呢?看看我们的先人是如何做的吧?先分享案例:【明长城的每块砖头刻上负责人名字!建成至今600年屹立不倒!】。再总结案例:当代大学生的道德诚信素质不仅关系到自身的人际关系和事业发展,而且关系到社会主义和谐社会的建设。最后对学生提出学习要求。 |
加强对大学生诚信意识与修养的培养 |
案例2职业规范与职业道德 |
第一章 绪论 §1.3 标准与标准化 |
案例引出:标准化对于我们实现强军强国梦想、实现中国制造2025、促进世界互联互通都有着重大的意义。机制专业的同学们,在进行产品设计时,都要遵守相关的产品标准与标准化,这是职业要求,是我们应该具备的规则意识。标准化作用体现在哪些方面?请看案例:【“标准化”作用何在?习近平为你一一讲来】,讲完案例后总结:标准化就是职业规范,当代大学生应该建立标准化意识与职业规范。 |
让大学生明确标准化的重要性,建立标准化意识与职业规范。 |
案例3“零缺陷”的科学素养 |
第二章测量技术基础 §2.1 测量的基本概述 |
案例引出:机制专业的同学们在进行精密制造与测量的过程中,应该以专业、细心、专注、零缺陷的科学素养进行工作,才能做出精品。什么是科学素养呢?我们先看一下案例【华为:“零缺陷”质量管理体系】。讲完案例后,老师总结:零缺陷特别强调预防系统控制和过程控制,要求第一次就把事情做正确,使质量符合承诺的要求。 这就是一种科学素养与科学精神! |
让大学生懂得:科学素养对于一个专业人士的重要性!大学生应该在今后的工作实践中不断提高自己的科学素养。 |
案例4项目管理能力 |
第三章 圆柱体结合的互换性 §3.6 圆柱体结合精度设计 |
案例引出:机制专业的同学们,在进行产品设计时,都要规定零件的公差。设计时,公差值应该规定大还是小呢?我们是应该首先考虑产品的质量技术要求,还是先考虑产品的经济成本呢、或二首兼顾呢?我们先看一下这个案例:【美国人的圆珠笔在太空中能够写字吗?】。讲完案例后,进行5分钟的课堂思考与讨论:我们在产品的设计中,如何实现技术目标与经济性的平衡呢?请大学现在举例来回答与讨论。最后老师总结:同学们在今后的在机械产品设计中,应该合理规定公差值,从而以最小的成本获得最大的技术经济性,并不断提升自己的项目管理能力。 |
让大学生懂得:如何在设计中运用经济决策的方法,如何合理确定公差,从而在机械产品设计中获得最佳技术与经济效益。 |
案例5可持续发展观 |
第四章 几何公差及检测 §4.2 几何公差及规定 |
案例引出:特种工程装备的几何精度标准,其制定标准的权利往往由西方先进的企业垄断,要让中国制造走在世界的前列,我们必须要有标准制定的话语权、优先权、决定权。有了标准的制定权,才有了可持续发展的希望。分享案例【扬眉吐气、创造历史!华为碾压高通,拿下5G时代!】。案例总结与反思:华为在5G标准大战中的胜出,让我们看到了希望,感受到了力量。有了标准的话语权、优先权、决定权,才有了可持续发展的希望! |
让大学生懂得:得标准者得天下!谁制定标准,谁就有话语权,谁就可持续发展。我们大学生,未来的中国机械工程师,应该心怀壮志雄心,为中国制造2025做好准备,为中国机械工业的可持续发展应该去努力拚搏! |
案例6社会责任 |
第七章滚动轴承的互换性 §7.2 轴承的精度及应用 |
案例引出:轴承精度分为6级,我国在制造高精度的轴承方面,还有许多需要完成的工作要做。这需要未来的工程师们,以责任意识、担当意识、使命意识去拚搏、去奋斗,向知识分子中的优秀代表林鸣学习,从他们身上吸取样板的力量。案例分享【中国工程师的责任、使命与担当】。分享后给学生五分钟的讨论发言时间:我们从林鸣身上学到了什么? |
培养学生的社会责任意识,增强学生对祖国和民族、对社会和环境、对自己的责任感和负责精神,形成良好的责任意识和责任品格,并转化为忠于祖国、献身社会、完善自我的责任行为。 |
案例7工匠精神 |
第九章螺纹结合的互换性 §9.1 螺纹概述 |
案例引出:机制专业同学们在进行产品设计时,无一例外都要用到螺纹连接。在有些特定的场所,如高速飞奔的列车上的螺纹连接一定不能松动!如何做出永不松动的螺纹呢?我们先看一下案例【哈德洛克-永不松动的螺母】。然后,老师总结:工匠精神是中国制造所孜孜以求的文明特质,是机制专业的学子们--未来制造业的工程师应该具备的专业品质。 |
让大学生懂得什么是工匠精神?工匠精神的内涵与本质是什么?大学生应该在今后的工作实践中不断锻造自己的工匠精神。 |
三、教学方法
采用多媒体教学,课堂讲授结合讨论、案例教学和研究性教学。讲课过程中,以机械产品精度设计基本概念为主线,突出重点,讲清难点。要求学生掌握互换性的概念、标准与标准化的概念、测量技术基础知识、圆柱体公差配合及标准化的基本知识、几何公差及检测的基本知识、表面粗糙度及检测的基本知识、典型零部件结合的互换性特点等内容。培养学生分析问题、解决问题的能力,掌握机械产品精度设计的原则、内容、方法,设计所需资料及取得的途径,初步具有机械产品精度设计的能力。
本课程采用高等学校机械制造及其自动化专业规范核心课程教材,结合学生个性特点,因材施教。本课程的课堂教学将充分利用数字化技术、网络教学平台等,采用多媒体教学,课堂讲授结合讨论和案例教学,调动学习积极性,提高教学效率。本课程课堂教学流程如图1所示。
本课程安排大作业1次,内容包括:
1、 零件尺寸精度的设计;
2、 零件几何精度的设计;
3、 零件表面粗糙度的设计;
4、 典型零件结合的精度设计。
图1 机械精度设计与检测课堂教学流程
四、重点与难点
1、重点内容:①圆柱体公差配合及标准化的基本知识及运用;
②几何公差及检测的基本知识及运用;
③典型零部件结合的互换性特点等及运用。
2、难点内容:①零件尺寸精度的合理设计;
②零件几何精度的合理设计与图样上的标注;
③公差原则的理解与合理运用。
五、考核内容及考核方式
1.考核内容及评价依据
本课程考核内容、建议评价依据以及与课程目标对应关系如表3所示。
表3 《机械精度设计与检测》课程目标-考核方式关系表
课程目标 |
考核内容 |
评价依据 |
课程目标1 |
1进行尺寸误差、几何误差、表面粗糙度、螺纹误差、齿轮误差的测量过程中,能遵守工程职业道德和规范,保证测量数据的客观与真实性,并履行相应的责任。 |
1.平时表现、课堂提问、作业情况等 2.期末考试 |
课程目标2 |
2掌握互换性与标准化的基本概念、公差配合国标中的基本术语及定义、几何公差的标注与解释、表面粗糙度的基本概念和评定参数、光滑工件尺寸检验的概念、典型零件结合的互换性特点。 |
1.平时表现、课堂提问、作业情况等 2.期末考试 |
课程目标3 |
3能够根据公差配合的专业知识,对机械产品进行合理的尺寸精度的设计、形状及位置精度的设计、表面加工精度的设计。能够结合典型零件结合的互换性特点,对齿轮、螺纹、键、花键、滚动轴承等典型零件进行合理的精度设计。 |
1.平时表现、课堂提问、作业情况等 2.课堂讨论 3.随堂小测验 4.期末考试 |
课程目标4 |
4能根据测量原理,正确进行尺寸误差、几何误差、表面粗糙度、螺纹误差、齿轮误差的测量。 |
1.实验表现 2.期末考试 |
课程目标5 |
5能对尺寸误差、几何误差、表面粗糙度、螺纹误差、齿轮误差的测量结果进行分析、解释,得出合理有效的结论,生成报告。 |
1.实验表现 2.期末考试 |
课程目标6 |
6能正确理解机械设计和制造中有关尺寸公差与配合国家标准、几何公差国家标准、表面粗糙度国家标准、齿轮精度国家标准、螺纹精度国家标准、键和花键精度国家标准、滚动轴承精度国家标准的法律法规意义与要求。 |
1.平时表现、课堂提问、作业情况等 2.期末考试 |
2、成绩评定
机械设计与制造及其自动化专业为考查课,成绩评定方法如下
期末考试+平时成绩+实验成绩。
其中:期末考试占总成绩60%,通常采用闭卷考试;平时成绩占总成绩30%,根据出勤、作业、课堂提问与讨论等情况评定;实验成绩占总成绩10%,根据实验态度、实验方案、实验报告等进行评定。
3、评价标准
表4 《机械精度设计与检测》课程目标考核评价标准
课程目标 |
评价标准等级与内容 |
100~90——优 |
89~80——良 |
79~70——中 |
69~60——及格 |
59~0——不及格 |
课程目标1 |
进行尺寸误差、几何误差、表面粗糙度、螺纹误差、齿轮误差的测量过程中,能能完全正确地遵守工程职业道德和规范,保证测量数据的客观与真实性,并履行相应的责任。 |
进行尺寸误差、几何误差、表面粗糙度、螺纹误差、齿轮误差的测量过程中,能能较好地遵守工程职业道德和规范,保证测量数据的客观与真实性,并履行相应的责任。 |
进行尺寸误差、几何误差、表面粗糙度、螺纹误差、齿轮误差的测量过程中,能正确地遵守工程职业道德和规范,保证测量数据的客观与真实性,并履行相应的责任。 |
进行尺寸误差、几何误差、表面粗糙度、螺纹误差、齿轮误差的测量过程中,能基本正确地遵守工程职业道德和规范,保证测量数据的客观与真实性,并履行相应的责任。 |
进行尺寸误差、几何误差、表面粗糙度、螺纹误差、齿轮误差的测量过程中,不能遵守工程职业道德和规范,保证测量数据的客观与真实性,并履行相应的责任。 |
课程目标2 |
能完全正确地掌握互换性与标准化的基本概念、公差配合国标中的基本术语及定义、几何公差的标注与解释、表面粗糙度的基本概念和评定参数、光滑工件尺寸检验的概念、典型零件结合的互换性特点。 |
能较好地掌握互换性与标准化的基本概念、公差配合国标中的基本术语及定义、几何公差的标注与解释、表面粗糙度的基本概念和评定参数、光滑工件尺寸检验的概念、典型零件结合的互换性特点。 |
能正确地掌握互换性与标准化的基本概念、公差配合国标中的基本术语及定义、几何公差的标注与解释、表面粗糙度的基本概念和评定参数、光滑工件尺寸检验的概念、典型零件结合的互换性特点。 |
能基本正确地掌握互换性与标准化的基本概念、公差配合国标中的基本术语及定义、几何公差的标注与解释、表面粗糙度的基本概念和评定参数、光滑工件尺寸检验的概念、典型零件结合的互换性特点。 |
不能正确掌握互换性与标准化的基本概念、公差配合国标中的基本术语及定义、几何公差的标注与解释、表面粗糙度的基本概念和评定参数、光滑工件尺寸检验的概念、典型零件结合的互换性特点。 |
课程目标3 |
能完全正确地根据公差配合的专业知识,对机械产品进行合理的尺寸精度的设计、形状及位置精度的设计、表面加工精度的设计。能完全正确地结合典型零件结合的互换性特点,对齿轮、螺纹、键、花键、滚动轴承等典型零件进行合理的精度设计。 |
能较好地根据公差配合的专业知识,对机械产品进行合理的尺寸精度的设计、形状及位置精度的设计、表面加工精度的设计。能较好地结合典型零件结合的互换性特点,对齿轮、螺纹、键、花键、滚动轴承等典型零件进行合理的精度设计。 |
能正确地根据公差配合的专业知识,对机械产品进行合理的尺寸精度的设计、形状及位置精度的设计、表面加工精度的设计。能正确地结合典型零件结合的互换性特点,对齿轮、螺纹、键、花键、滚动轴承等典型零件进行合理的精度设计。 |
能基本正确地根据公差配合的专业知识,对机械产品进行合理的尺寸精度的设计、形状及位置精度的设计、表面加工精度的设计。能基本正确地结合典型零件结合的互换性特点,对齿轮、螺纹、键、花键、滚动轴承等典型零件进行合理的精度设计。 |
不能正确地根据公差配合的专业知识,对机械产品进行合理的尺寸精度的设计、形状及位置精度的设计、表面加工精度的设计。不能正确地结合典型零件结合的互换性特点,对齿轮、螺纹、键、花键、滚动轴承等典型零件进行合理的精度设计。 |
课程目标4 |
能完全正确地根据测量原理,正确进行尺寸误差、几何误差、表面粗糙度、螺纹误差、齿轮误差的测量。 |
能较好地根据测量原理,正确进行尺寸误差、几何误差、表面粗糙度、螺纹误差、齿轮误差的测量。 |
能正确地根据测量原理,正确进行尺寸误差、几何误差、表面粗糙度、螺纹误差、齿轮误差的测量。 |
能基本正确地根据测量原理,正确进行尺寸误差、几何误差、表面粗糙度、螺纹误差、齿轮误差的测量。 |
不能正确地根据测量原理,正确进行尺寸误差、几何误差、表面粗糙度、螺纹误差、齿轮误差的测量。 |
课程目标5 |
能完全正确地对尺寸误差、几何误差、表面粗糙度、螺纹误差、齿轮误差的测量结果进行分析、解释,得出合理有效的结论,生成报告。 |
能较好地对尺寸误差、几何误差、表面粗糙度、螺纹误差、齿轮误差的测量结果进行分析、解释,得出合理有效的结论,生成报告。 |
能正确地对尺寸误差、几何误差、表面粗糙度、螺纹误差、齿轮误差的测量结果进行分析、解释,得出合理有效的结论,生成报告。 |
能基本正确地对尺寸误差、几何误差、表面粗糙度、螺纹误差、齿轮误差的测量结果进行分析、解释,得出合理有效的结论,生成报告。 |
不能正确地对尺寸误差、几何误差、表面粗糙度、螺纹误差、齿轮误差的测量结果进行分析、解释,得出合理有效的结论,生成报告。 |
课程目标6 |
能完全正确地理解机械设计和制造中有关尺寸公差与配合国家标准、几何公差国家标准、表面粗糙度国家标准、齿轮精度国家标准、螺纹精度国家标准、键和花键精度国家标准、滚动轴承精度国家标准的法律法规意义与要求。 |
能较好地理解机械设计和制造中有关尺寸公差与配合国家标准、几何公差国家标准、表面粗糙度国家标准、齿轮精度国家标准、螺纹精度国家标准、键和花键精度国家标准、滚动轴承精度国家标准的法律法规意义与要求。 |
能正确地理解机械设计和制造中有关尺寸公差与配合国家标准、几何公差国家标准、表面粗糙度国家标准、齿轮精度国家标准、螺纹精度国家标准、键和花键精度国家标准、滚动轴承精度国家标准的法律法规意义与要求。 |
能基本正确地理解机械设计和制造中有关尺寸公差与配合国家标准、几何公差国家标准、表面粗糙度国家标准、齿轮精度国家标准、螺纹精度国家标准、键和花键精度国家标准、滚动轴承精度国家标准的法律法规意义与要求。 |
不能正确地理解机械设计和制造中有关尺寸公差与配合国家标准、几何公差国家标准、表面粗糙度国家标准、齿轮精度国家标准、螺纹精度国家标准、键和花键精度国家标准、滚动轴承精度国家标准的法律法规意义与要求。 |
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六、教材与主要参考书
推荐教材:
[1] 李亚非.互换性与测量技术基础(第四版)[M].长沙:湖南大学出版社,2018年
[2] 李必文.机械精度设计与检测[M].长沙:中南大学出版社,2012年
主要参考书:
[1] 杨沿平. 互换性与测量技术基础练习册[M].湖南大学出版社,2008年
[2] 张楚书. 机械精度设计与检测实验指导书[M].304am永利集团教材中心,最新版
[3] 蒋庒德. 机械精度设计[M].西安:西安交通大学出版社,最新版
[4] 李柱. 互换性与测量技术[M]. 北京:高等教育出版社,最新版.
[5] 廖念钊. 互换性与技术测量[M].北京:中国计量出版社,最新版
[6] 王伯平. 互换性与测量技术基础[M].北京:机械工业出版社,2013年
《机械化施工管理》教学大纲
大纲执笔人:何志勇 课程负责人:何志勇 大纲审核人:陈书涵
课程名称:机械化施工管理
英文名称:Mechanized construction management
课程编号:1201000105
学分:2
总学时:32。其中,讲授学时28,讨论学时4,实验学时0,上机学时0,实训学时0
适用专业:机械设计制造及其自动化
先修课程:现代工程机械
一、课程目标
本课程适用于机械设计制造及其自动化专业四年制本科生的专业,以“机械化施工”这一典型的综合性任务为主线,遵循“德育为先、知识为本、能力为重、全面发展”的育人理念,立足湖南,主动适应国家、地方与行业社会经济发展需要,同时引入课程思政案例,树立学生的可持续发展观,注重培养学生“家国情怀、国际视野、创新思维、工匠精神”品质,系统掌握机械设计制造及其自动化专业的理论基础、专门知识与技能,熟悉与机械领域相关的人文、伦理、法律、法规、标准及工程管理、经济决策等知识,构建公路工程机械化施工技术人员从业的核心技能,毕业后能成为从事各类工程机械设备施工与管理的高级应用型人材。课程教学目标与毕业要求关系见表1:
表1 《机械化施工管理》课程目标-毕业要求关系表
毕业要求 |
指标点 |
与课程关联度 |
课程目标 |
具有从事机械工程工作所需的相关数学和自然科学知识,掌握扎实的工程基础和机械工程专业知识,具备从事机械工程工作所必需的专业技能,并能够将上述知识和技能用于解决复杂工程问题。 |
4.3能将工程原理和专业知识用于分析复杂工程问题的解决途径,并改进之 |
M |
1、掌握施工机械的使用特点、性能及作业方法,能针对不同的工程内容设计相应的施工组织方案。 |
理解并掌握工程管理原理与经济决策方法,并能在多学科环境中应用 |
9.1能理解并掌握工程管理原理与经济决策方法 |
M |
2、能理解施工机械经济寿命含义,了解施工机械经济核算的基本方法,掌握施工机械固定资产管理的基本方式。 |
9.2能将工程管理原理与经济决策方法应用于专业工程实践 |
H |
3、能根据作业类型选择适用的施工作业方法,并完成施工机械的经营管理及机械的定额管理、施工成本统计与核算 |
注:表中“H(高)、M(中)、L(弱)”表示课程与各项毕业要求的关联度。
二、课程内容及学时分配
本课程内容、建议学时以及知识单元与课程目标支撑关系如表2所示。
表2 《机械化施工管理》课程内容及学时分配
知识单元 |
知识点 |
理论学时 |
实验学时 |
课程目标 |
教学 方式 |
序号 |
描述 |
序号 |
描述 |
1 |
绪论 |
1 |
机械化施工特点及要求 |
2 |
0 |
1 |
启发式教学 |
2 |
机械化程度及机械化水平的含义 |
2 |
土方机械施工 |
1 |
推土机的施工作业方式及其施工应用 |
6 |
0 |
1、2 |
讲授、案例分析、启发式教学 |
2 |
铲运机的施工作业方式及其施工应用 |
3 |
平地机的施工作业方式及其施工应用 |
4 |
挖掘机的施工作业方式及其施工应用 思政案例:家国情怀、产业报国 |
5 |
装载机的施工作业方式及其施工应用 |
3 |
压实与压实技术 |
1 |
压实理论概述 |
2 |
0 |
1、2 |
讲授、启发式教学 |
2 |
压实机械选型与应用 |
3 |
压实工艺与压实技术 |
4 |
施工机械安全操作与管理 |
1 |
机械伤害的类型 |
2 |
0 |
1 |
讲授、案例分析、启发式教学 |
2 |
机械伤害的原因 |
3 |
械设备使用的有关安全规定 |
4 |
机械设备安全操作守则及防护措施 |
5 |
沥青路面机械化施工及质量检测 |
1 |
施工机械概述 |
4 |
0 |
1、2 |
讲授、案例分析、启发式教学 |
2 |
施工装备与施工工艺比较分析 思政案例:合作共赢 |
3 |
施工组织设计 |
4 |
施工质量检测 |
6 |
水泥砼路面机械化施工及质量检测 |
1 |
施工机械概述 |
4 |
0 |
1、2 |
讲授、案例分析、启发式教学 |
2 |
施工装备与施工工艺比较分析 思政案例:某高速某标段预制场建设所蕴含的辩证思想 |
3 |
施工组织设计 |
7 |
桥隧工程机械化施工计划与组织 |
1 |
施工机械概述 |
2 |
0 |
1、2 |
讲授、案例分析、启发式教学 |
2 |
施工装备与施工工艺比较分析 思政案例:团结合作、开拓创新 |
3 |
施工组织设计 |
8 |
路面养护技术及装备 |
1 |
水泥砼路面养护技术及装备 |
4 |
0 |
1、2 |
讲授、案例分析、启发式教学 |
2 |
沥青砼路面养护技术及装备 |
9 |
盾构装备及施工技术 |
1 |
盾构机的结构及工作原理 思政案例:自主创新 |
2 |
0 |
1、2 |
讲授、案例分析、启发式教学 |
2 |
盾构施工技术及工艺流程 |
10 |
讨论:施工机械维护与经济寿命 |
1 |
施工机械保养管理 |
2 |
0 |
2、3 |
启发式教学 |
2 |
施工机械经营管理 |
3 |
施工机械定额管理 |
11 |
讨论:施工机械固定资产管理 |
1 |
施工机械固定资产验收 |
2 |
0 |
2、3 |
启发式教学 |
2 |
施工机械台账建立 |
3 |
施工机械清点、调拨与报废 |
12 |
总计 |
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32 |
0 |
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表3 《机械化施工管理》课程思政案例
课程案例 |
所属教学内容 |
案例实施过程 |
培养目标 |
案例1:家国情怀、产业报国(梁稳根和他的 “挖掘机梦”) |
第二章 土方机械施工 §2.4 挖掘机的施工作业方式及其施工应用 |
案例引出:梁稳根及其领导下的三一重工在挖掘机发展壮大的艰难历程。 问题讨论:梁稳根为什么获得成功? 引导同学们围绕这一发人深省的问题展开热烈讨论,并最终将焦点集中到远大理想、家国情怀方面。 分析总结:梁稳根先生的优秀品质以及我们在学习和未来的事业中如何加以践行。 |
通过梁稳根 “挖掘机梦”的实现这一生动例子,使学生懂得家国情怀是催发人们事业奋进取得辉煌成功的源动力,教育学生将家国情怀落实在当下的学习和未来的事业中。 |
案例2:合作共赢(能源承包方案在沥青路面施工中的应用) |
第五章沥青路面机械化施工及质量检测 §5.2施工装备与施工工艺比较分析 |
案例引出:某高速公路沥青路面施工,预算沥青混凝土用料量24.3万吨,按常规方法采用重油或渣油燃烧加热集料,燃料使用费约555万元。采用某公司的煤转气工艺加热集料,燃料使用费仅274万元,节约281万元。但设备采购需360万元(设计使用寿命6年),燃烧器改造需40万元,人工及设备维修保养需约50万元,这些都是一个项目难以承受的经济负担。那是否存在更好的方式,使施工方和设备供应方都能获取利益,达到合作共赢的目标? 由此,带来能源承包方案的探讨。 问题讨论:如果你是工程项目经理,如何与设备制造商合作,可以使双方扬长避短,将优势发挥到极致,使成本最小化、利润最大化。 分析总结:第一,合作已经成为一个人、一个组织、一个国家谋求发展的共识和行动,合作发展成为当今世界的主题。第二,合作是扬长避短、发挥优势、降低发展成本、提高发展效益的最好方式。 |
教育学生懂得合作才能发展、共赢和提高的道理,掌握合作共赢的概念和内涵,并自觉践行。 |
案例3:某高速某标段预制场建设所蕴含的辩证思想 |
第六章水泥砼路面机械化施工及质量检测 §6.2施工装备与施工工艺比较分析 |
案例引出:某工程预制场占地面积大,施工作业时间长,经初步选址,有2个地方比较合适:其一是标段13公里处的一个荒废地,租金便宜、场地易建设,旁有大型水库,是鸟类自然保护区,但生活和交通运输不便;其二是标段29公里处靠近某市的工业产业园内,距离市区3公里、距离G207约1公里,租金较高,但交通便利、资源丰富。因此场地选址的交通便利性和征地成本该如何权衡,工人心情对产品质量有何影响,预制场的生产施工对社会的影响如何都是值得共同探讨的。 问题讨论:如何辩证思考预制场选址应考虑的因素:选址在施工段的一头还是中间好、如此大占地面积是在农村还是在城市容易获取、征地成本对比如何、交通及资源获取便利性如何决策,预制梁运输成本与运输便利性及距离的关系、员工在驻地工作生活心态对产品质量的影响等。引导学生思考工程施工对周围居民生活及环境造成的影响及解决措施:设备生产噪声污染及控制、水污染及控制、大气污染及控制、水土保持问题等。 分析总结:第一,所有工程问题,几乎都需要工程技术人员优化考虑和解决安全、环保、生态、伦理等各种工程元素。第二,要坚持人与自然和谐共生的工程设计理念和可持续发展观。第三,要避免只图经济效益而不顾社会效益的功利主义出现在工程建设中。 |
通过介绍某一预制场建设的实例,教育学生养成辩证思维习惯,在工程建设中必须充分考虑并正确处理基础设施建设与当地居民生活及生态的关系问题。 |
案例4:团结合作、 开拓创新(港珠澳大桥奇迹背后的故事) |
第七章桥隧工程机械化施工计划与组织 §7.2施工装备与 施工工艺比较分析 |
案例引出:提到桥隧机械化施工组织,我们不得不讲到港珠澳大桥。它是粤港澳三地首次合作共建的超大型跨海交通工程,是中国建设史上里程最长、投资最多、施工难度最大的跨海桥梁项目。建设中,相继攻克了海底深埋沉管隧道、海中人工岛快速成岛、海上装配化桥梁、海洋混凝土结构耐久、跨海集群工程技术标准等世界级难题,被英国 《卫报》誉为 “现代世界七大奇迹之一”。当然在大桥的建设过程中,最关键的是全国各地科学家和工程师们不畏艰难险阻的努力。他们创造了400多项新专利,7项世界之最,填补了世界多个领域里的空白。 问题讨论:如此巨大工程,能否由一家单位独立完成?如果工程不与技术结合,会有何种后果?如果缺乏工程建设者的铺路石精神,会对工程质量及进度造成怎样的影响? 分析总结:第一,港珠澳大桥的建成,彰显了我们国家综合国力的提升,也是我国高校科学研究、社会服务、创新能力和水平不断提升的体现。第二,大桥的构思、可行性论证、立项、施工、监控等一系列超级工程,无不体现我国科技工作者们的开拓创新、团结协作干大事的精神,无论离开哪一方的努力,工程的质量或是进度都会受到影响。第三,要脚踏实地,刻苦钻研。 |
通过港珠澳大桥奇迹背后的故事,教育学生坚定 “四个自信”,懂得团结合作、开拓 创新的价值力量。同时让学生感受到大国实力和社会主义制度的优越性,增强民族自豪感,培养学生脚踏实地、团结合作、开拓创新的意识。 |
案例5:自主创新(我国盾构机产业的自主崛起之路) |
第九章盾构装备及施工技术 §9.1 盾构机的结构及工作原理 |
案例引出: “上天有神舟,下海有蛟龙,入地有盾构”。我国铁路、公路、水利、城市地铁、海底隧道等大量基础设施的建设对盾构机的需求巨大。大型盾构机是集机、电、液、光、信息、计算机等技术于一体的高端施工装备,具有开挖切削、运输渣土、拼装隧道、测量导向等多项功能,号称工程机械行业 “皇冠上的明珠”。2006年前,盾构机核心技术被德国海瑞克、日本三菱重工、美国罗宾斯等少数国外企业垄断,它们长期对中国实行技术封锁,并将产品以高昂的价格卖给中国。2006年,我国首台具有自主知识产权的盾构机成功下线。目前,我国已形成了中铁装备、铁建重工、中交天和、上海隧道、三一工业、北方重工等6大盾构生产商,国内市场占有率已达8成,并出口到俄罗斯、印度、以色列、新加坡、泰国等10多个国家。虽然我国盾构机产业取得了长足进步,但仍面临一些挑战,关键部件的材质和耐久性与国外先进技术相比尚有一定的差距,大型轴承、特殊刀具、高压液压泵/马达等核心元器件仍需进口。 问题讨论:装备制造业对提升国家竞争力的重要作用如何?如何摆脱盾构机核心元器件受制于人的现状? 分析总结:第一,装备制造业是国家工业化得以实现的基础,是衡量一个经济体实力的重要因素,在促进国家和地区经济飞速健康发展方面起着不可忽视的基础性作用。第二,提升我国装备制造业的国际竞争力,关键在攻克核心技术,因此必须走自主创新的道路,拥有自己的核心技术。第三,我们应该思考如何从自身技术发力,厚积薄发,成为行业技术领导者。第四,我们应该从自身做起、从现在做起,打好扎实的专业基础,为把我国建设成为机械制造强国贡献力量。 |
通过对我国盾构机产业自力更生、不断攻克技术难关、实现自主崛起发展之路的过程和当前面临的挑战的介绍,加深学生对工程机械行业的了解,增强学生的民族自信心,激励学生以更大的决心和勇气投入到装备制造业中去。 |
三、教学方法
课程教学以课堂教学、课外作业、综合讨论、网络课程等方法共同实施。
本课程将以“公路工程机械化施工组织”为主线,主要介绍各种工程施工设备的性能;熟悉设备的使用技术要求;掌握公路施工的各种工艺及装备;能够根据作业类型选择适用的施工作业方法、进行施工机械的合理选用和配备、根据作业进行机械化施工前的准备工作、机械化施工的计划与组织、分步工程机械化施工、完成施工机械的经营管理及机械的定额管理、统计与核算。
本课程采用部属规划教材,结合学生个性特点,因材施教。本课程的课堂教学将充分利用数字化技术、网络技术制作丰富多彩的教学课件和辅导材料,调动学习积极性,提高教学效率。
本课程课堂教学流程如图1所示。
图1 机械化施工管路课堂教学流程
本课程平时会布置小作业,同时以项目分组形式安排6个主题大作业,并选取其中两组进行分组汇报讨论:
1、施工机械的选择与机械化施工方案设计
2、施工机械的合理使用与运行管理
3、施工机械技术状况评价
4、施工机械维护与经济寿命
5、施工机械经济核算
6、施工机械固定资产管理
四、重点与难点
教学重点:
施工机械的功能、类别、工作装置构造和工作原理、性能特点、使用范围及应用。
教学难点:
施工机械的选用、施工组织及施工工艺制定。
五、考核内容及考核方式
1.考核内容及评价依据
本课程考核内容、建议评价依据以及与课程目标对应关系如表3所示。
表3《机械化施工管理》课程目标-考核方式关系表
课程目标 |
考核内容 |
评价依据 |
课程目标1 |
1、机械化程度及机械化水平的内涵。 2、土方机械、压实机械、路面机械、盾构设备及养护机械设备的使用特点及性能。 3、各种施工机械施工方案设计及安全管理。 4、各种施工机械生产效率核算。 |
1.平时表现 2.课堂思考及回答 3.期末测试 |
课程目标2 |
1、土方机械、压实机械、路面机械、盾构设备及养护机械设备的应用范围及作业方法。 2、各种施工机械施工安全组织。 3、沥青路面、水泥路面及盾构施工机群运行状态与机群配置的关系、配置方法及施工组织。 4、能理解施工机械经济寿命含义,了解施工机械经济核算的基本方法,掌握施工机械固定资产管理的基本方式。 |
1.大作业 2.期末测试 3.课堂思考及回答 |
课程目标3 |
1、施工机械的“管”、“用”、“养”、“修”。 2、施工机械的生产效率核算。 3、施工机械运营管理及固定成本核算。 |
1.大作业 2.期末测试 |
2、成绩评定
期末测试+平时成绩。
期末测试占总成绩的60%,主要采用期末书面考试的方式评定。期末考试采用开卷考试。
平时成绩占总成绩的40%,根据出勤、大作业、随堂提问、质疑、课堂讨论等情况评定。其中:平时出勤及课堂提问占20%;大作业和在线开放课程学习各占10%。
六、教材、主要参考书、学习资源:
1.推荐教材
1.推荐教材:
[1] 任征.公路机械化施工与管理[M].人民交通出版社,2011(2)
2.主要参考书:
[1] 郑忠敏.公路施工机械化与管理[M].人民交通出版社,2014(5)
[2] 敦小宏,曹源文.公路工程机械化施工与管理(第二版)[M].人民交通出版社,2009(8)
[3] 荆农.沥青路面机械化施工[M].人民交通出版社,2005
[4] 吴幼松,余清河. 公路机械化施工与管理[M].北方交通大学出版社2007.1
[5] 章克凌.机械化施工组织与管理 [M].机械工业出版社,2006.7