浅谈机械可靠性工程课程教学模式设计与创新

论文导读：
摘要：文章提出了机械可靠性工程应当在结合学校特色背景的条件下，讲解可靠性的主要知识点，设计理论与实践结合的课程教学模式，从而激发学生的学习兴趣，建立教学与科研相结合的创新模式来发散研究生的科研思维，优化考核模式来培养学生研究解决实践理由的科研能力，取得了良好的教学效果。
关键词：机械可靠性工程；教学模式；设计与创新；电力特色；科研思维
1671-0568（2014）11-0042-02
作者简介：张建平，男，博士后，教授，研究方向为风力发电、寿命预测与可靠性分析、电磁除尘及储能技术；徐达成：男，硕士研究生，研究方向为电磁除尘；王琛：女，硕士研究生，研究方向为寿命预测与可靠性分析；方芳，女，硕士研究生，研究方向为材料性能仿真；吴懋亮，男，博士，副教授，研究方向为快速成型加工技术及应用、质子交换膜燃料电池的结构和优化设计。
基金项目：本文系上海市优秀学科带头人计划“节能LED照明灯失效机理及加速寿命测试系统的研究与应用”（B类）项目（编号：13XD1425200）、上海市科学技术委员会项目“大容量储能钠硫电池关键部件机械性能及其工艺参数优化的研究”（编号：11160500600、11dz2281700、09DJ1400204）、上海市教育委员会科研创新项目“磁场和扩散荷电对ESP中PM2.5捕集效率影响的机理研究”（编号：14ZZ154、13ZZ130）、上海市科委部分地方院校能力建设项目（编号：13160501000）、上海电力学院能机学院“十二五”内涵建设（编号：“085”工程）的科研成果。
可靠性是指产品或系统在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力，它是公认的现代工业产品四大质量指标（性能、可靠性、经济性、安全性）之一。可靠性工程利用概率数学理论分析各种不确定的实际因素对产品质量及性能的影响，用概率来定量表述产品可以完成预定功能的可能性。[1]随着现代科学技术的快速发展，现代机电装备的性能、精度和复杂程度的要求越来越高，工作条件和维修条件也更加严酷，对其可靠程度提出了越来越高的要求。因此，开展可靠性工程的科目学习对于机械学科的研究生来说刻不容缓。
上海电力学院（以下简称“我校”）将机械可靠性工程作为动力机械及工程专业研究生的学习课程，不仅需要研究生掌握必要的可靠性知识，还需要提高科研应用能力。但是，这门课程的传统教学模式以“满堂灌”的理论讲述为主，不但难以激发学习兴趣，而且难以将课本知识真正应用到科研实践中去。深化高等学校教育体制改革在十八大报告中被再次重申，作为高等教育重头戏的研究生教育更亟待变革，以提高高等教育整体教学质量。[2]因此，本文就如何提高可靠性工程的教学质量而进行了教学模式上的设计与创新，提出了如何在我校电力特色背景的条件下发挥学科专业特长，并将课本理论知识与生产实践、科研项目相结合，调动学生学习的主动性，培养研究生解决电力生产实际理由的创新能力，同时通过优化的考核方式来合理地反映学生对书本知识点的掌握及其应用的科研能力。

一、设计具有电力特色的课程教学模式，深化了学生的专业知识

机电一体化技术发展的状况标志着一个国家机械电子科学技术的发展水平，因此，发展机电一体化技术是发展我国机械电子科学技术的必经之路，也是振兴我国机械电子工业的主攻方向。机电一体化覆盖了机械优化设计、传感器检测技术、机械可靠性工程等相关课程，而机械可靠性工程这门课程对于动力机械及工程硕士点的研究生培养而言是十分重要的。目前，机械可靠性工程涵盖了可靠性理论基础、机械系统可靠性设计、可靠性试验等教学内容，很少涉及电力与节能可靠性方面的内容，如光伏发电、风力发电、节能LED等。我校作为一所具有电力特色的高等院校，如何将机械可靠性工程与学校电力特色结合在一起，成为这门研究生课程设计教学模式的关键。
我校经过多次调研，选用了《机械可靠性工程》作为上课教材，[3]主要包括典型机械零件可靠性设计、电子产品可靠性设计与分析、系统可靠性模型与可靠性分配，以及可靠性试验等方面的知识点。在实际教学过程中，将课本知识与电力行业的实际应用相结合，在主要介绍典型机械零件的可靠性分析的基础上，讲解了将可靠性工程的重要知识点如何应用到电力设备与节能产品的可靠性分析上，如汽轮机的疲劳寿命预测、风力机叶片的优化设计与安全运转、节能LED产品的加速寿命预测等。此外，对系统可靠性模型与可靠性分配、故障模式影响分析的内容进行简单介绍。这种教学模式不仅结合我校的电力特色，而且深化了研究生电力方面的专业知识，为将来的就业打下了良好的基础。

二、设计理论与实践结合的课程教学模式，激发了学生的学习兴趣

纵观现在的大学课堂，大多数学生为了考试而学习，应试教育的思想已经深深地印在了莘莘学子的脑海中。很多工科研究生由于课程内容理论性强、缺乏实践环节，而失去了课程学习的主动性和兴趣。如何改善教学模式、调动学生对课程的学习兴趣，是当今教学改革的重点。对于机械可靠性工程课程，涉及的理论公式较多、推理较复杂，使得学生学习遇到一定程度的困难。而将这门课程的知识点与具有电力背景的实践相结合，不但将知识点更生动地展现在学生面前，而且推动了学生对知识点的理解和应用。
理论与实践相结合是将课本知识应用到生产实践中去，以生产实例活灵活现地呈现在学生面前，使得学生更透彻地掌握和理解书本中的理论知识。对于机械可靠性工程这门课程，许多的参数分布和可靠性设计模型等知识点，由于其本身仅限于文字和公式的表述，很难让学生理解为什么需要学习这些知识、电力生产实践中其具体的应用是什么。在实际教学过程中，本课程目前将可靠性设计与风力机叶片相结合，将概率分布函数与储能材料性能相结合，将可靠性试验与真空荧光显示器（VFD）、有机发光显示器（OLED）、节能LED灯具加速寿命试验相结合，使学生更能理解这些知识点及其如何应用的同时，节约了教学资源，取得了很好的教学效果。 全文地址：www.7ctime.com/jtsglw/lw21635.html上一论文：简析孤岛式LNG三联供系统的工艺及工程化设计