赛教融合培养机电类人才的教学改革与实践——以南京林业大学机械电子工程学院为例

随着工程教育从工程科学范式向工程实践范式的转变,高等教育以“新工科”建设为起点,全面推进工科人才培养的“知识、能力、素养”的协调发展。近年来,工程教育专业认证的OBE理念更是推动高校工科人才培养从传统的知识传授向能力达成的形式转变。文章以南京林业大学机械电子工程学院的机电类人才教学改革与实践为例,以实践性思维和实践能力训练为目标,通过赛教融合将实践与理论相结合,重构教学体系,优化师资队伍,以贯通4年三个阶段的学科竞赛为抓手,帮助学生建构理论知识,生成实践智慧,提升工程实践能力,对于培养新工科人才具有重要意义。

高校科技创新类社团发展现状与优化策略研究——以南京林业大学机械电子工程学院为例

高校科技创新类社团是高校创新型人才培养的重要阵地,为高校实践教学提供了重要补充。参与科技创新类社团能够优化大学生的知识结构、强化实践能力,培养创新精神、增强团队意识,完善学生的个人发展规划。该文以南京林业大学机械电子工程学院为例,阐述了高校科技创新类社团的发展现状,分析了其存在的问题,并提出了健全管理机制、完善培养体制、组建教师队伍、打造品牌活动、保障场地经费等优化措施。

校企协同培养工程类研究生的探索——以南京林业大学机械工程专业为例

目前,在校企协同联合培养工程类研究生的工作中存在着人才培养的效果不明显、“双导师”制没有达到预期效果、研究生的培养“知”“行”分离、常出现研究生学习的课程知识与在企业开展的科研实践中需要的知识不匹配的现象。为进一步提升工程类研究生与企业需要人才的匹配度,探讨了校企协同培养工程类研究生的途径:一是加强企业研究生工作站的内涵建设,强化研究生实践能力和创新能力;二是加强校企“双导师”队伍的建设;三是通过项目合作提高研究生的培养质量;四是实施案例教学,培养学生具备工程逻辑思维;五是组建研究生创新团队,培养研究生的综合能力;六是构建校企联合管理的人才培养体系。教学实践结果表明,“成果导向、创新引领”下的校企协同培养工程类研究生的方式可以取得校企双赢的效果,提升创新应用型工程技术人才的培养质量。

大类招生培养下专业分流机制优化研究——以南京林业大学机械类专业为例

大类招生培养是当前国内高校一种主要模式,成为今后高等教育发展的趋势。专业分流是大类招生培养的重要环节,文章以南京林业大学机械类专业分流为研究个案视角,认为高校在专业分流时,需从分流依据、时间安排、分流队伍等进行优化,努力发展弱势学科,强化优势学科。大类招生培养也是高校在围绕国家"双一流"高校建设背景下,坚持立德树人这一根本任务,践行"三全育人"新举措。

谈大类招生培养下高校资助育人工作的迁移——以南京林业大学机械类专业为例

资助育人工作是民心教育工程,大类招生专业分流致使资助育人体系亟需完善机制,要应用大数据平台精准资助育人,动态管理、动态评价,注重物质与精神育人功能,践行“三全育人”。

依托校企联合人才培养机制实施校企联合指导学生团队毕业设计——以南京林业大学为例

为了满足林业与木工机械行业在林业装备制造方面的特色要求,南京林业大学机械设计制造及其自动化专业在培养具有科学的思维方法、创新意识和创新实践能力的新型林业机械专业人才方面开展了卓有成效的工作。首先,从明确人才培养目标、创新人才培养模式、加强组织机构和制度建设等3个方面入手,通过建立校企双导师制、打造校企合作平台、完善校企联合人才培养的管理运行机制等,构建了"3+1"校企联合人才培养机制。其次,依托校企联合人才培养机制,从确定学生团队毕业设计的选题、明确学生团队各成员的分工、指导学生团队完成毕业设计、全程监控学生团队毕业设计的质量、校企联合组织学生团队毕业设计的答辩等5个环节,进行了校企联合指导学生团队毕业设计的实践探索,并取得了一定的成效。

选修课教学管理中的问题及对策——以南京林业大学为例

南京林业大学选修课教学在实践过程中主要存在学生选课比较盲目和随意,选修课退选、换选和补选的情况较频繁地出现,选修课教学效果不理想等问题,影响了正常的教学秩序。针对上述问题,从主观和客观2个方面较详细地分析了问题的成因,并提出增强教师责任感,端正学生学习态度,加强选修课课程建设、管理和监督,建立教学质量综合评价体系,增加课堂教学绩效系数,加大宣传力度,加强学生选课指导,优化选课制度,增加试听制,合理排课等相应的解决措施。

农林院校“人工智能”课程体系建设研究——以南京林业大学自动化专业为例

人工智能技术的快速发展,开启了各行业的信息化与智能化之门。然而,相比发达国家的高校教育,我国的人工智能教育还处在起步阶段,与实际工程需求相比还有很大差距,尤其是在工科发展和投入相对较小的农林院校。因此,本课题开展农林院校人工智能课程体系建设方面的研究,重点分析国内农林院校在人工智能课程体系建设方面存在的主要问题,并结合南京林业大学自动化专业给出了一种解决问题的实践途径,为农林院校建立健全人工智能课程体系提供新的思路,进而提高高校新工科人才的培养质量。

扩压式自泵送流体动压机械密封综合性能研究

扩压式自泵送流体动压机械密封作为1种新的密封结构形式具有优异的密封性能和广泛的应用前景.分别设计出具有等截面型扩压环槽、发散型扩压环槽、收敛型扩压环槽和圆弧型扩压环槽4种扩压式自泵送流体动压机械密封,引入综合评价因子η,通过Fluent数值模拟分别对其综合密封性能进行了分析.基于最佳的扩压环槽结构,通过正交试验,对密封面结构参数进行优化.结果表明:等截面型扩压式自泵送流体动压机械密封综合密封性能最优;在试验参数范围内,螺旋槽数Ng和密封环外径rk对泄漏率均有影响,且螺旋槽数Ng影响最为显著.密封环外径rk和螺旋角α对开启力均有影响,其中密封环外径rk的影响更为显著,随密封环外径的增大,开启力迅速增大.依据正交试验分析结果,对密封面结构参数进行了优化,在其他边界条件均不变的情况下,新的因素水平组合得到的泄漏率最低为0.784361 ml/h,此时开启力大小为3.958962 kN.

核主泵机械密封可靠性Bayes分析的适应性

机械密封的可靠性对核主泵的安全稳定运行具有重要影响。为解决无失效数据情形下核主泵机械密封的可靠度评估问题,分析大亚湾核主泵机械密封的运行数据,确定其可靠度分布,建立结合Bayes理论的可靠性分析模型,利用Monte Carlo法从确定的可靠度分布中仿真出无失效数据,探讨无失效数据场合下,先验分布为Beta分布时,分组数c的取值对E-Bayes估计与多层Bayes估计精度的影响。研究表明:分组数c<8时,优先选择多层Bayes估计;c>8,优先选择E-Bayes估计,c=8时,2种方法的平均相对误差均达到较低水平且多层Bayes估计更低一些。研究成果对无失效数据场合下基于Bayes理论的核主泵机械密封可靠性分析具有指导意义。

基于Informed-RRT 的苹果采摘机械臂路径规划研究

针对非结构化复杂环境下采摘机器人成功率低、规划时间长等问题,提出了一种基于informed-RRT的改进采摘运动规划算法。在改进算法中,采用P概率采样取代随机采样,提高采样的目标性,动态步长生成子节点。改进算法提高了Informed-RRT算法探索未知空间的速度和灵活性,提高最优路径的收敛速度。二维仿真实验表明,与Informed-RRT相比,改进算法可将初始路径查询更短,成功率更高。通过三维仿真实验可以看出,提出的改进采摘机械臂规划算法,实现了快速的路径查询,提高了规划查询率,降低了索引的盲目性,验证了该算法的有效性与优越性。

大类招生背景下林业机械类学生分流引导和培养

以南京林业大学机械电子工程学院在大类招生背景下的机械类学生分流引导和培养为例,对学生分流和专业培养中发现的问题进行了总结,列举了分流方案不合理、专业了解匮乏、专业分流外溢、专业培养方案脱节和学科发展受限等五个方面的问题。针对发现的问题,分别提出并实施了改进分流方案、加强专业认同感引导、加强专业学生培养、加强专业建设等具体措施,并取得了成效。为涉林和普通院校的机械专业学生分流引导及培养工作提供了经验。

林业机械创新人才培养模式的探索

林业机械是南京林业大学特色专业的核心,为满足社会对林业机械创新技术人才的需求,从林业机械专业人才培养方案、专业课程建设、创新能力培养几个方面入手,通过调整教学计划、构建专业课程体系、建立专业教学团队、实施课程教学与实践教学有机结合、科研带动学生创新等方式探索并实践了林业机械创新人才培养过程,并取得了较好的效果。

机械电子工程专业英语教学实践改革探讨

《机械电子工程专业英语》在培养机电类现代高级工程技术人才中具有重要的课程地位和现实意义。本文在分析机械电子工程专业英语教学现状的基础上,从教材选用及编排、教学模式、课程考核方式和精品课程建设等四个方面探讨了专业英语教学实践改革。

国内外林业有害生物防治靶标识别技术的研究与展望

作为陆地森林生态系统骨架的树木长期遭受有害生物胁迫,危害林木正常生长,甚至造成林木死亡,对林业可持续发展带来严重威胁,为了实现对林业有害生物靶标及灾害区域的快速、准确检测和监测,需要识别获取林业有害生物防治靶标对象的特征。本研究首先重点围绕生物胁迫之植物病害、植物虫害、鼠(兔)危害、有害植物等直接靶标及其危害的间接靶标的主要特征分析,综述国内外采用不同途径检测和识别林业有害生物防治靶标的技术和装备研究概况。然后建议组织跨学科力量,探索研究基于植物胁迫预警靶标识别、传感网络协同防御控制的林业有害生物防治靶标识别技术及综合防治智能化系统。展望林业有害生物防治靶标识别被动传感技术和主动传感技术的未来发展,提出根据植物在生物胁迫下的物理化学特征表现开展机器视觉、气敏、力敏、热敏、声敏等防治靶标的被动传感技术研究,利用激光雷达扫描、光声效应主动引诱以及电子昆虫和气味主动引诱等主动传感技术,以解决被动传感难以识别特定有害生物靶标的问题,以及研发设计生物、磁敏、湿敏、热敏等新型传感器和研究超声波、LiDAR、辐射、卫星图像等多传感器融合技术,提高林业有害生物靶标的识别精度。最后围绕植物根系、野生哺乳动物、土栖白蚁、有害植物等特定靶标提出相应的靶标感知识别技术研究建议。

人机工程学在林业机械设计中的应用

论述了人机工程学对林业机械产品设计的重要性,指出了在机具和林业设备设计中的人机工程学原则。

产学研合作下的林业院校机械工程专业学位硕士研究生培养质量保障研究

本文从产学研合作教育理念出发,在林业院校现有办学规模和水平的基础上,整合教学资源平台,重视企业和地方生产的投入,体现出产学研合作的优势。分析目前产学研合作教育面临的问题,找出影响教学质量上升的关键点,探索发展对策,健全专业硕士研究生培养质量保障机制,以提高机械工程专业硕士研究生的创新水平和实践能力,培养出社会紧缺的创新型专业人才。

林业机械现代设计方法教学内容的优化及教学方法的选择

林业机械设计是设计者为满足社会和人们对林业生产的需要,运用基础知识、专业知识、实践经验和系统工程等方法,进行设想和构思、计算和分析,最后以技术文件的形式提供林业机械产品制造依据的全过程工作。本文介绍了《林业机械现代设计方法》课程改革的背景,阐述了《林业机械现代设计方法》教学内容的组织优化和教学方法的选择,并总结了课程的改革成效。

一种带块式指节限位机构模块化机械手的研究

为了解决现有欠驱动模块化机械手指节限位机构结构复杂、更换手指不方便及功能单一的问题,基于欠驱动原理设计了一种采用块式指节限位机构的模块化机械手。块式指节限位机构结构简单,模块化手指更换方便,可以实现多功能抓取和捏取。采用机构静力学分析方法,对机械手捏取状态下的手指进行了静力学分析,推导出了末端指节的接触力计算公式。采用ADAMS软件对机械手进行了接触力分析,仿真结果表明,模块化机械手可稳定包络抓取直径为80~150 mm的3种球状物体,接触力控制在5.86~13.91 N,可包络抓取直径为60~100 mm的3种圆柱状物体,接触力控制在9.16~18.69 N,可捏取厚度为0~12 mm的2种薄片状物体,接触力可以达到任意设定值。研究设计的机械手通用性强,适用范围广,为机械手的研发提供了参考。

PDMS/PTFE限制层材料软体机械手设计与性能试验

为抑制软体驱动器弯曲过程中的不必要变形,提高软体机械手抓取能力,提出一种限制层材料为PDMS和PTFE混合制备的软体机械手。通过调整PDMS和PTFE之间的质量比来改变限制层刚度,进而改变软体机械手的弯曲角度。考虑到软体机械手工作时,应变层变形远大于限制层,采用Yeoh和Neo-Hookean形式的应变能方程表述应变层和限制层材料力学行为。基于模型和力矩平衡原理建立软体驱动器弯曲角度数学模型,进而研究限制层材料和结构参数对软体机械手弯曲性能的影响。利用单轴拉伸试验获取不同质量比的PDMS和PTFE混合制备的限制层样品应力应变曲线,并拟合获取Yeoh模型材料参数,进而进行有限元仿真分析,确定限制层材料的最佳比例。对不同限制层材料制成的驱动器进行弯曲角度测试,试验结果与理论分析偏差在5%以内,验证了数学模型的准确性。同时,驱动器的末端力测试结果表明,限制层PDMS/PTFE质量比为8∶1的驱动器明显优于纯硅胶软体驱动器,最大末端力可达2.45 N。使用软体机械手对多种物品进行抓取试验,其最大抓取质量达420 g。