美国机械工程名校是比较多的的,今天我们拿UIUC举例子,来介绍一下UIUC大学机械工程专业课程设置。在UIUC大学,机械工程专业的学生在大学4年中要求学满132个学分,即可以完成学业,这132个学分包括以下内容:
数学与科学基础课程共37个学分,包括:数学五门课程(17个学分),物理四门课程(12个学分),化学四门课程(8个学分);机械工程核心课程共52个学分,包括:计算工程与科学,电子电工电路,电子电工实验,计算机辅助设计,热力学,气体动力学导论,传热学,工程材料,动力系统的模型与分析,面向制造的设计,信号处理与控制,机械设计1,机械设计2,高年级设计计划,静力学导论,动力学导论,固体机械导论;技术任选课15个学分,包括:机械系开设的任选课6个学分,技术任选课6个学分,指定任选课3个学分(分析与数据,或概率论,或统计学与概率);社会科学与人文学科18个学分,包括:微观经济学原理3个学分,学校规定的通识教育15个学分;写作4个学分,包括:写作技巧与高级写作;自由选修课6个学分。
因此,课程体系中并没有强调如毕业设计、生产实习、金工实习等实践教学环节,而是作为选项,希望学生参加相关的实践活动,包括短期实习,作为研究助理以及进行荣誉计划等。而在机械工程整个课程体系中,一直贯穿工程设计、交流、相互协作、实验经历等。为进一步的职业学习打下基础。总结这些课程,主要有以下几个特点:
1. 机械工程核心课程体系中强调实验教学
机械工程专业的核心课程注重实验与相关的实践教学,如气体动力学导论中涉及6个实验,传热学涉及6个实验,工程材料涉及13个实验,机械系统动力学涉及7个实验,面向制造的设计涉及10个实验,信号处理与控制涉及7个实验等等。即在课堂教学的同时更注重实验教学。
2. 课程体系设置中学生有更多的自主选择权
机械工程学科开设了多个选修课,学生可以根据自己的爱好和特点选择相应的课程,选修课包括:能量转换系统,制冷与低温,热力系统的设计,内燃机,媒介热力学,核动力工程,媒介气体动力学,粘性流动与传热学,媒介传热学,工程材料的破坏,机械构件破坏,机械系统运动学与动力学,汽车动力学,机器人导论,机器人动力学与控制,媒介固体机械,工业控制系统,机械系统的计算机控制,模型控制理论,有限元分析导论,摩擦学导论,微电子机械装置与系统导论,微电子机械及装置的理论、构成与描述,生物学材料的机械模型,工程生物系统的物理学,工程生物学等等。
学生在技术任选课中可以学习这些课程。从上面学生的课程设置中可以看出,学生的任选课共包括15个学分,学生可以根据各自的爱好自由选择。
3. 讨论形式的课程,注重工程实践与实际结合
讨论形式的课程没有教材,它由多个讲座组成,上课的老师来自于学校的教师,也可以是被邀请的来自于各个职业的专家,他们为学生讲述机械工程方面的实践经验,以及相关领域的工程、经济以及社会问题。
对于这样的讨论课程,每一学期的上课内容都在变化,授课老师均为工业界知名的专家与职员,如,一个学期的典型课程包括:职业定位、工程与职业实践规范、面试与定位、机械工程学科研究生的研究与探索、来自于企业的演讲人等等。
4. 短期实习与外部培训计划的实施
外部培训计划通常安排在冬休季,包括一个2到3天的对工业企业的访问,一年级,二年级,三年级和四年级,无论是工程机械还是机械工程专业都会被邀请参加这样的活动。
访问开始是游览企业的设施。然后将学生分别分配给几名工程师(往往是伊利诺伊大学机械工程专业的研究生),这些工程师向学生介绍他们的设备与项目。随后再轮流交换,每个工程师均能接触到每一位学生。这样学生在几天的访问期间,能够对公司有一个更深入的了解。如果可能的话,学生还可以完成一个较小规模的短期团队项目。
参观访问完成后,参加活动的老师和学生都被要求给出反馈意见,学生和企业均表达了他们在这些短期实习中所得到的巨大的收获。
5. 提供本科生参与教授研究的机会
一名大学生可以申请为教授工作,或者作为研究生的研究助理,这是一个非常有意义的教育经历。它允许学生探索感兴趣的课题,进行超过课堂所学知识的更深入地研究探索,使得他们有可能继续研究生的学习。这些大学生研究助理,通常每星期工作5至10小时。这种机会经常在夏季,或在秋季和春季学期。学生们直接与教授接触,询问他们是否有本科生科研岗位。教授们通常愿意聘请那些积极主动,对他们的研究显示出浓厚兴趣的学生参与他们的研究工作。
学院里设置了教授与学生联系网,这个教授与学生的交流平台为他们提供了相互接触、交流、讨论的机会。使得教授与学生相互了解,实现了本科生参与科研的愿望,也为教授选到了很好的本学科的研究助理。
6. 高年级的设计课程强调解决实际工程问题
在伊利诺大学,高年级的学生可以组成工作队,在机械工程教授的监督下解决真正的设计上的问题。在过去10年中,超过2200名高年级机械工程和工业工程专业的学生参与了200家公司700余个项目,这些项目包括新产品设计、已有产品的再设计、完善制造系统的建议、产品处理过程、质量控制、财产管理,以及设计制造等的其它方面。学生们在有限的时间内,运用他们所学的知识,解决实际问题。其间,他们会通过定期口头和书面报告,与公司成员进行沟通,并介绍他们的进展和成果。公司也在这些研究项目中受益,它们可以获取许多新的思想,以及许多解决实际问题的意见、建议和方法。
一个典型的项目由3至4个学生在一学期内完成,学校提供优良的设施供学生使用,以使学生顺利地完成他们的设计工作。另外,各大公司也提供资金支持,建立最先进的实验室。这些实验室具有最先进的快速成型设备,机床,电子计算机等,学生们可以利用它们进行相关的设计和分析工作。
这些研究项目由学校向各个相关专业的公司征集,征集上来的项目由学生组成研究小组完成。学生们在过去所完成的一些项目的事例如下:
Bergstrom Manufacturing Company-水阀再设计
Eirich Machines, Inc.-磨光与焊接过程的改进
Emerson Power Transmission-先进锁
ITW Deltar-出货前的加湿产品
ITW Engineered Components-线驱动光学译码器
J. B. Ross-创新手电筒的设计、制造与测试
Martin Engineering-空气压缩系统
Rosenthal Manufacturing Company, Inc.-纸张输送机构
Southern Imperial, Inc.-电线自动输送机构
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