机械科技论文范文10篇

时间:2023-03-22 17:54:37

机械科技论文

机械科技论文范文篇1

机械电子技术的含义就是在关于机械的制造领域中大量的应用信息的处理和电子技术实习机械功能,并且将机械功能的处理与软件和电子技术有机的融合在一起的具有系统性的科学技术。目前,在国内机械电子技术作为一种独立的、新颖的、新型的科学技术而存在。机械电子技术从系统性方面来讲,主要就是具有优化系统的功能,从其主要的特征方面来说,主要就是对于微电子技术、计算机技术、信息功能技术、传感测控技术、机械电子技术、接口技术、软件编程技术和信息转变技术等技术联合成一个统一的总体来使用。我国建立起来的具有现代化的化学性质的企业中重中之重的要素就是机械电子技术产业的科技创新和进步,因为机械电子技术是否提高制约着当代的化工型企业是否拥有高新的装置设备和先进化的产业链条。当代的机械电子技术的技术类型是客观性、具体性和科学性,它是对老式的传统的机械技术的改进。当代的机械电子技术是否高速发展影响着生产化工业是否改进,机械电子技术推动和加速企业的发展。

2机械电子技术科技创新的方法

2.1研究市场开拓科技创新

当今时代是一个市场经济的年代,市场竞争越来越激烈,如果企业只是维持以前计划经济时代的生产模式,仅仅只靠国家去销售由生产部门生产的传统的产品,缺少对于市场的管理,科技创新能力不高,缺乏市场意识,那么企业就会跟不上经济社会发展的步伐,慢慢的落后,并且不能生产出适合市场的产品,那么最后就只能灭亡。所以,企业为了生存和发展就要改变以前的发展模式,还必须要充分的分析、研究和开拓市场,从客户的调查和市场的调查中分析对于产品需求的要求,然后不断地进行科技创新以适应客户和市场的需求,改进技术,开发新产品以及做好产品生产计划,从而保证企业的竞争实力,科技创新能力,发展速度,使企业的发展蒸蒸日上。

2.2技术开发手段科技创新

在机械行业中技术开发的手段也要不断地科技创新。老式落后的技术研发手段主要就是按照以往的经验设计或者是模仿以前的方法,已经不适合发展的需要。初级的计算机辅助设计技术的应用主要在改图、编制明细图表和绘图等几个方面,但是对于三维的计算机辅助设计、可靠性设计、优化设计、信息与电子技术、有限元分析等方面在当代的机械技术产品研发中使用的频率依然很少,从而致使企业中机械产品的结构形式传统化、产品种类单一化,由此导致此类的机械产品在激烈的市场竞争中处于劣势,不能给企业带来巨大的经济效益。由此可见,要想改变目前的这种状态,就必须改变以前的模式,最有效的方法就是对于企业产品的研发方式要不断的科技创新、提高和加强。伴随着计算机辅助设计技术的逐渐发展并在研发产品中的逐渐应用,设计的方法、理念和形式都整体的面貌一新,将会开辟出一条以产品开发模式———数字化产品设计的崭新道路。从而迎来一个现代化工程机械产品的时代。

2.3资源科技创新

产品的研发和对产品成果产业化的保证就是要有充足的资金,而对于新产品的研发的保障也是要有充足的资金和高科技人才以及大量的及时的信息的获取。所以,为了资源能够科技创新,我们应该做到以下几方面:首先,我们要加大对于科技研究的投入,并且主要用于企业产品的研发和成果产业化;其次,现在我们正处于一个科学技术飞速发展,新产品不断出现的时代,能及时获得大量的有关信息对于产品的研发起到促进的作用。第三,大量的高科技高水平的人才是科技创新产品研发的钥匙。在现代企业中最被需要,也是最受欢迎的两种复合型人才就是擅长管理的(企业家)和具有高超专业技术水平的(工程师)复合型人才。企业对于这种人才不仅会加大培养力度,而且会为了留住他们而提出一系列的优惠条件。所以在今后我们应该极大提高对于这类人才的培养,制定合理的方式方法,使高科技人才在科技创新产品的研发中起到关键的作用,为了企业的长、短期目标的发展,应该建立产品的研发体系,对人才进行合理的使用和培养,并且对经费和项目进行管理。

2.4保护和利用知识产权

机械科技论文范文篇2

从现在来说机械方面的CSCD刊物有:机械传动、机械工程材料、机械科学与技术、机械工程学报、机械强度、机械设计、机械设计与研讨、流体机械、农业机械学报、排灌机械工程学报、食物与机械、我国机械工程、轿车安全与节能学报、轿车工程、轿车技术、地震工程与工程振荡、噪声与振荡操控、振荡测验与诊断、振荡工程学报、振荡与冲击、电子丈量与仪器学报、仪器仪表学报。可以看出这些刊物所研讨的机械范畴也是不同的,为此小编主张我们在挑选刊物时要找准自己论文研讨方向的刊物来进行投稿。

而上述的这些刊物来说都是机械方向录入较好发表较快的刊物,关于在机械论文编撰时要注意的环节有哪些呢?

一、CSCD期刊投稿时刻

要先了解你所选中的机械相关的CSCD期刊基本信息,在这时就要重视往期期刊都征稿时刻以及近期的征稿时刻等等。期刊的征收时刻段是你论文投稿的时刻段,在此期间一定要将你的论文早日投稿,不然你将会错过这期的征收时刻。

二、CSCD期刊论文投稿关键

机械类的CSCD期刊的论文首要包括对:论文书写的标准、论文字数的操控、论文投稿方向等等这些方面的要求。

1、论文书写标准则就是要求论文的结构、格式等等是依照期刊要求的,往往注重于:论文的选题、论文的摘要、关键词、实例、图表、注释、参考文献、结束等等方面,要将这些细节都一一做到位。

2、论文字数的操控,一般来说机械类的CSCD论文一个版面要求在2200个字符左右,具体的当然看你所挑选期刊的要求了。

机械科技论文范文篇3

一、机械的概念规定与机械技术史的范畴

1、机械的现代定义

研究机械工程技术史,首先需要明确机械的观念规定。在我国现代的机械学著作中,“机械”一词是机构(mechanism)和机器(machine)的总称。尽管各种机械的构造、性能和用途各异,但从它们的组成和运动形式来看,却有两个共同特征:

1)它们是一种人为的实物构件的组合。

2)它们各部分之间具有确定的相对运动。

凡同时具备上述两个特征的构件组合体便称为机构或机械。机器除了具备上述两个特征外,还必须具备第三个特征:能代替人类的劳动以完成有用的机械功或转换机械能。所以机器是能转换机械能或完成有用的机械功的机构。从结构和运动的观点来看,机构和机器并无区别,因此泛称它们为机械。

机构和机器的定义来源于西方机械工程科学,它们都是现代机械原理中的最基本的概念,但在现代西方机械学著作中,并没有一个作为机构(mechanism)和机器(machine)的总称的专门名词或术语。在日本的机械工学中,机械概念是如下定义的:①

凡符合下述三项条件的,则定义为机械。

①它是物体的组合,假定力加到其各个部分也难以变形。

②这些物体必须实现相互的、单一的、规定的运动。

③把施加的能量转变为最有用的形式,或转变为有效的机械功。

这里,“机械”一词定义的是machine概念,这一定义与我国机械原理著作对机器的定义相同。mechanism一词,在日本机械工学中译为“機構”,或音译为メカニズム。

考虑到机构和机器均属现代机械学的基本范畴,我们采用能够同时涵盖机构和机器的机械概念,也是有其合理性的。

设计机械的目的是完成预定的机械运动及完成特定的动作,一般来说,一种复杂机械都由三大部分组成。一是原动部分,它是机械动力的来源。二是工作部分,它处于传动路线的终点,完成机械的预定动作。三是传动部分,它是把原动机件的运动和功率传递给工作部分的中间环节。近代机械中又有第四个部分,即自动控制部分。

2、机械的古代涵义及其演变

(1)中国古代文献中“机械”一词的涵义

“机械”一词由“机”与“械”两个汉字组成,探讨该词的涵义,首先须了解这两个字在古汉语中的意思。

“机”在古汉语中原指某种或某一类特定的装置,后来又泛指一般的机械。

古代常以“机”指弩上发箭的装置,即弩机。《尚书·太甲》有“若虞机张,往省括于度,则释”。但此篇可能作于西汉。《庄子·齐物论》:“其发若机括。”《释文》称:“机,弩牙;括,箭括。”按此言张弩发箭,以括入机,机动则发。东汉时成书的《说文解字》对“机”的解释是“机,主发者也”,说的也是弩机。由弩机延伸,触发式捕兽器也称为“机”。《庄子·山林》道:“丰狐,文豹……不免于网罗机辟之患。”即指夹子一类的装置。后来的“机防阱”和“机关”也是这个意思。

古代又以“机抒”指织布机。《淮南子·氾论》载“伯余之初作衣也,……手经指挂,其成犹网罗。后世为之机抒胜复以便其用。”《史记·郦生传》有“农夫释耒,二女下机”。南北朝《木兰词》有“不闻机抒声,唯闻女叹息”。《说文解字》:“抒,机之持纬者也。”宋《集韵》也说:“机以转轴,抒以持纬。”抒就是梭子,而机为转轴部件。“机抒”二字各表织机一个特征部件,因而后有只用一个“机”字代表织机的说法。①

由以上所述可知,“机”之本义当指机械装置中构成转动副的转动构件。

《尚书》:“在璇玑玉衡以齐七政。”伏胜《尚书大传》云:“旋机者,何也?传曰:旋者还也,机者几也,微也。其变几微,而所动者大,谓之旋机。”这里“机”为轴动之物。《管子·形势解》也载:“奚仲之为车器也,方圆曲直皆中规矩钩绳。故机旋机得,用之牢利,成器坚固。”这是讲车的部件生产的质量检验工序,“机旋机得”是指达到转动配合的精度标准要求。②

“机”还引申为许多机械发明的泛称,《战国策·宋卫》说:“公输般为楚设机,将以攻宋。”注称:“机,械,云梯之属。”《荀子·议兵》有“固塞不树,机变不张。”注称“机变,谓器械变动攻敌也。”《后汉书·张衡列传》说;“衡善机巧。”《南齐书·祖冲之传》:“初,宋武平关中,得姚兴指南车,有外形而无机巧,每行,使人于内转之。”“机”字实际可以泛指各种灵巧和关键的机械装置。

“机”的涵义由此延伸,出现了更具抽象的词义。《韩非子·十过》:“此存亡之机也。”《逸周书·大武》:“此七者,伐之机也。”“机”在这里指事物之枢要、关键。《庄子·至乐》载:“万物皆出于机,皆入于机。”疏曰:“机者,发动,所谓造化也。”这是指事物变化之所由。“机”还指事物变化之迹象、征兆等等。这样,衍生出大量相关词汇,如机巧、机先、机兆、机密、机会、机缘、机要、机谋、机关和机衡等。

“械”在古代是指器械、器物等实物。《庄子·天地》载“有械于此,一日浸百畦,用力甚寡而见功多。”“械”在这里为一般器械或器具。《墨子·公输》:“公输般为楚造云梯之械。”这是指兵器。《汉书·司马迁传》载:“淮阴(韩信),王也,受械于陈。”“械”在此指刑具。

与“机”原指局部的关键机件有所不同,“械”在中国古代原本便指某一整体器械或器具,。这两字连在一起,组成“机械”一词,便成为为一般性的机械概念了。

在先秦时期的文献中,已经讨论了抽象的机械概念。《庄子·外篇·天地第十二》有一段关于机械技术思想意义的讨论:

(子贡)见一丈人方将为圃畦,凿隧而入井,抱瓮而出灌,然用力甚多而见功寡。子贡曰:“有械于此,一日浸百畦,用力甚寡而见功多,夫子不欲乎?”为圃者仰而视之曰:“奈何?”曰:“凿木为机,后重前轻,挈水若抽,数如汤,其名曰槔。”为圃者忿然作色而笑曰:“吾闻之吾师,有机械者必有机事,有机事者必有机心。机心存于胸中,则纯白不备。纯白不备,则神生不定。神生不定者,道之所不载也。吾非不知,羞而不为也。”子贡瞒然,俯而不对。

这段文字是中国技术思想史的重要史料,后面将进行专题讨论。这里我们感兴趣的是,子贡与老人的对话给出了机械的概念界定:机械是能用力甚寡而见功多的器械。

关于机械的概念,在《韩非子》卷十五《难》二中有类似的论述:“审于地形、舟车、机械之利,用力少,致功大,则入多。”这里还有了初步的经济观点。①

由此可知,中国古代早在战国时期就已形成了与现代机械学中“机械”一词涵义比较相近的机械概念和术语了。

(2)西方古今的机械概念

英文的“machine”一词,其涵义要比现代机械学界定的“机器”(machine)概念要广。在一般使用上,它与汉语的“机械”一词类同。美国罗伯特·欧布林(RobertObrien)所著《机器》一书中指出:英文的“machine”(机械)一词来源于希腊文mechine及拉丁文mecina,两者原意都指的是“巧妙的设计”。Machine作为一般性的机械概念的出现,主要是为了区别与手工工具。在西方,一般性的机械概念的提出,可追溯到古罗马时期。

西方最先提出机械定义的是古罗马的建筑师维特鲁威(Vitruvii)。他在其著作《建筑十书》(约成书于公元前32-33年)给出了这样的定义:“机械是把木材结合起来的装置,主要对于搬运重物发挥效力。”他对机械和工具作了区别:“机械(machane)和工具(organon)之间似乎有着以下的区别。即机械是以多数人工和很大的力量而发生效果的,如重弩炮和葡萄压榨机。而工具则是一名操纵人员慎重地处理来达到目的的,如蝎形轻弩炮或不等圆的螺旋装置。因此工具和机械都是利用上不可缺少的东西。”②

亚历山大利亚城的希罗(HeroofAlexandria,公元1世纪)最早讨论了机械的基本要素,他认为机械的要素有五类:轮与轴,杠杆,滑车,尖劈,螺旋。希罗的论文只是关系到提升和推动重物,虽不够全面,但却反映了古典机械的特征。③

1724年,德国莱比锡的机械士廖波尔特(Leopold)给出的定义是:“机械或工具是一种人造的设备,用它来产生有利的运动;同时在不能用其他方法节省时间和力量的地方,它能做到节省。”④

马克思在《资本论》中对充分发展了的机械给出了界定:“一切已经发展的机器,都三个本质上不同的部分——发动机、传动机构和工具机械工作机——构成,发动机是整个机构的动力。”⑤马克思在《1861—1863年经济学手稿》讨论了机器与工具的区别,他指出:“以上所述已经对机器和工具有什么区别的问题作出了回答。工具本身一旦由机械来推动,一旦由工人的工具(它的生产率取决于工人的技巧并需要他付出作为劳动过程的媒介的劳动)变成机械的工具,——机器就代替了工具。在这种情况下,机械应该达到这样的发展程度:它既能从人或牲畜,简言之,从任意动作的那些原动力获得动力,也能从机械推动的原动机获得动力。”⑥

马克思主要从经济学和生产工具发展的宽广视角考察机器和机械的深刻涵义,力图说明当时的社会生产从工厂手工业向大机器工业的转变。他认为机器是代替人手操纵工具的机械系统,它从一开始就应是“工作部分同传导运动的机械和推动机械的原动机的组合”。马克思还谈到了当时一些学者中关于机械和机器的概念:“就象在英国的在政治经济学家一样,在英国的力学家中,可以遇到这样一些人,他们认为,机器与工具没有本质的区别;工具是简单的机器,而机器是复杂的工具,或者说,两者只有简单机器与复杂机器之分。从这种意义上说,甚至最简单的机械,如杠杆、斜面、滑轮、螺旋、楔、轮子等,也被叫作机器”①

19世纪中、后期,西方机械工程学家开始从机械的力学原理出发讨论机械或者说机器的概念,从而给出比较专业和科学的定义。下面给出的是早期机构学的两部奠基性著作中的定义。

英国机械学家威利斯(R.Willis,1800-1875)在其《机构学原理》(ThePrincipleofMechanism,1841年)所给的定义是:“任何机械(machine)都是由用各种不同方式连接起来的一组构件组成,使其一个构件运动,其余构件将发生一定的运动,这些构件与最初运动之构件的相对运动关系取决于它们之间连接的性质。”②

德国机械学家勒洛(F.Reuleaux,1829-1905)在其《理论运动学》(TheoretischeKinematik,GrundzügeeinerTheoriedesMaschienenwesens,1875年)中的定义是:“机械(machine)是多个具有抵抗力之物体的组合体,其配置方式使得能够借助它们强迫自然界的机械力做功,同时伴随着一定的确定运动。”③

威利斯给出的machine定义实际是现代机械原理中的机构。勒洛则最早给出了现代机械学中的机器(即machine)定义。从勒洛开始,机构概念与机器也被区分开来。20世纪的机械原理著作进一步明确了机构和机器的概念。

勒洛的《理论运动学》建立了机械运动学的基础,书中的许多概念、观点和研究方法被沿用至今。20世纪初,出现了把机构学和机械动力学合在一起的机械原理著作。当时西方的机械原理教科书中有如下的定义:

(1)“机械者,固定部分与运动部分之组合体,介乎能力与工作之间,所以使能力变为有用之工作者也。”(1912年,Keown)④

(2)“机械者,两个以上物体之组合体,其相对运动皆继续受一定之限制,使一种能力由之变化或传达,以作一种特别之工作者也。”(1915年,Mcksy)⑤

1930年,我国机械学家刘仙洲在编写中国最早的机械原理教科书时,参考西方这类教科书给出了一个定义:“机械者,两个以上之物体之组合体。动其一部则其余各部各发生一定之相对运动或限制运动,吾人得利用之使一种天然能力或机械能力发生一定之效果或工作者也。”⑥

1955年,乌克兰奥德萨工业大学多布罗沃利斯基(В.А.Добрвольский)在一篇论文中给出了一个定义:“机械是为人所使用的劳动工具,在这个劳动工具中,形状和尺寸适合的部分是由能经受很高压力(阻力)的材料所制成;在引入能量不断作用下,能完成适合的实际上有利的运动和动作;这些运动和动作是人们为完成技术的工艺目的所必要的。”⑦

这里定义的“机械”,更确切地说是机器,即现代机械原理中的machine概念。

综上所述,西方有关机械的一般性概念随着机械的发展逐渐发生了变化,随着机械工程科学的建立和发展而深化。从区分机械与手工工具开始,到区别复杂机械与简单机械和工具,进而形成了机械工程学中最基本的机器和机构概念。

3、机械工程技术史的范畴

机械工程学是以机构和机器为基本对象的科学,各类和各种不同机械均属机械工程技术的范畴。机械的种类繁多,可根据部分机械在某些方面的类同特性或特征化分类别。如希罗将简单机械分为五类:轮与轴,杠杆,滑车,尖劈,螺旋。按马克思对机器系统的分类,机械可分为发动机、传动机构和工作机。刘仙洲在《中国机械工程发明史(第一编)》中将机械分为七类,即:简单机械、发动机或原动机、工作机、传动机、仪表、仅用发动机原理的机械、发电机与电动机。

按机械的使用功能则可分为动力机械、物料搬运机械、粉碎机械等;接服务的产业可分为农业机械、矿山机械、纺织机械、运输机械和化工机械等;按工作原理又可分为热力机械、流体机械、往复机械和仿生机械等。

从动态观点看,机械工程又是一个技术过程。它包含了人类的主要技术活动:(1)发明与革新;(2)设计与测试;(3)制造(加工与制作)(4)使用与维修。因此各种机械的发明、设计、加工与制造以及使用与维修均属机械工程技术的范畴。发明和设计包含了更多的智力因素和思想与知识内涵。制造和使用则包含了更多的体力因素和经验与实践的内容。机械加工与制作的对象以及加工制作过程无疑属于机械工程技术的基本内容,因此,某些通过机械加工获得的技术产品,尽管不能看作是机构和机器,也常常被认为属于机械工程的范畴。

机械工程技术史是研究机械工程技术发生、发展过程及其规律的一门学科。机械工程技术史的对象和范畴与机械工程技术的对象与范畴既有在内在的联系,由有着一定的差别。从认识上看,机械工程技术是第一个层次,机械工程技术史是第二个层次,后者是以前者为基础的。机械工程技术史是研究过去的机械技术的学问,与前者不同的特点是研究者和研究对象在时间坐标上处于不同的位置,因此它重视从时间关系研究机械技术的特点和演变过程。可以说,机械工程技术史的对象是历史上的机械成果及其影响机械工程技术发展的各种主要因素。不仅历代的机械发明、机械制造技术以及机械成果的推广与应用属于机械工程技术史的范畴,而且影响机械工程发展的社会的经济、政治和文化等因素也属于它考察的对象和范畴。

二、中国机械工程技术史的研究对象、任务和价值

1、中国机械史的研究对象与任务

中国机械工程技术史主要研究机械工程技术在中国的发展过程与模式,它的对象是中国历代的机械成果及其影响机械工程技术发展的各种因素。机械技术的发展在许多方面有其一般性的规律,适用于不同的文化和国家,当然也适用于中国。但是每个国家特别是不同文化传统的国家有着不同的特殊环境和背景,各国机械的发展是不平衡的。有的国家和地区在机械技术的某些方面发展水平较高,另一些国家和地区则在机械的另一些方面发展水平较高;有的机械成果在某些国家传播和发展较快,而在另一些国家推广应用十分缓慢。由于不同文化和社会因素的制约,各国机械工程技术的发展模式也并不是千篇一律的。因此不同国家机械工程技术的发展往往呈现出不同的特点。尤其是中国古代机械的发展,技术传统与西方有很大不同,有其独特的轨迹。既有许多优点也有不少缺点,既有很多成功的经验也有不少失败的教训,值得认真加以总结。中国机械史的主要任务就是要整理和发掘中国历代在机械工程方面的重要成果及其特点,揭示机械工程技术在中国发展的规律性和特殊性。

研究中国机械史应从考察中国历代的机械成果入手,首先需要掌握大量的历史资料。中国历史上有哪些重要机械科技成果?它们的水平和价值如何?中国传统机械及其技术、工艺方法和西方有何不同?机械工程技术对中国社会生产有何作用和影响?这些都是需要机械史研究解决的基本性问题。只有对有关史料进行全面的清理和深入的分析,才能获得这些问题的答案。对于中国古代机械史来说,历代有关机械工程的成果主要反映在三类史料之中,即文字资料、图像与图形资料和实物资料。中国机械工程的文献史料,是有关古代机械的概念名称、形制、材料、动力、结构原理、工艺方法、应用与推广情况以及相关的社会历史文化背景等方面的文字记载和描述。它包括各类典籍中的有关史料和出土文物上相关的铭刻资料等。除了少数一些技术著作中有关机械的专论性记述外,有关机械工程的文献资料十分零散,大都分散在大量的各类古籍之中。图像与图形资料主要是古代美术作品和工程技术著作及其它典籍中的机械图像与图形,这些资料不仅存在于帛、纸为载体的古代绘画作品和各类写本和印刷本书籍中,而且大量存在于古代岩画、铜器刻画、砖石刻画、壁画等平面绘画和浮雕作品之中。实物资料是考古发掘中出土的和传世的与古代机械直接有关的各种实物,主要包括大量的古代各类机械成品、半成品、零部件、机械模型、明器机械和机械加工产品,目前在民间仍然尚存不少传统机械,从技术上看属于古机械的遗制,它们也是重要的实物资料。这些实物资料具有重大的价值,由此可以获得更为确切和可靠的关于过去机械技术的信息,它们与文献资料同样属于中国机械史的研究对象。搜集、整理和分析古代机械工程史资料,是中国机械工程史研究的一项基础性工作。但是,由于多数文献史料分散在数量极大的古籍和铭文中,各类与机械有关的古代绘画作品则更是分散收藏于各地不同的机构和个人手中,实物资料同样分布在十分广泛的地域范围内,此外还有大量资料流失国外,因此,对如此众多的史料进行充分的发掘、整理和研究,由少数人在短期内显然是难以完成的。中国机械工程技术史的任务因而也十分繁重,必须多人接力工作,逐步扩大调查和研究的范围,直到基本掌握整体面貌。

中国机械工程史还要探讨影响中国机械工程技术发展的各种因素。除了研究诸如工匠和技术人员在机械工程发展中的作用、古代的技术观和设计与管理思想对工程技术实践的影响等内部因素外,还应分析文化与科学传统、社会经济与政治制度、战争与军事、思维方式、技术政策与组织管理制度以及对外交流关系对机械工程发展的影响等诸多外部的因素。这些因素对于古代机械工程的发展有时起促进作用,也有时起阻碍作用。有的因素只有短期影响,有些则长期发挥作用。这方面的研究,涉及领域很多,情况极为复杂,因而难度也更大,任务更为艰巨。如果要想在中国机械史的宏观研究方面取得突破性的进展,就必须在这方面有更多的投入和下更大的功夫。在搜集、整理和分析古代机械工程史资料的基础工作取得重要进展后,研究工作的重点应逐渐向这方面转移。

2、中国机械史的价值

中国的机械工程技术在漫长的历史发展过程中形成了自己独特的风格。中国古代机械工程技术,是世界机械史的一个组成部分,在世界机械工程史上占有重要位置。

中国古代机械工程技术成果具有重要的历史价值,有许多机械发明和技术成果在世界机械史上处于遥遥领先的地位,其中不少成果还传播到了世界各地,对世界机械技术的进步起到了直接的促进作用。著名科学史家李约瑟在讨论中西科技交流与比较问题时曾指出:“有少数几种基本技术曾经从古代美索不达米亚朝四面八方传播,……可是,中国人的发明就多了。这些发明在公一元世纪到十八世纪期间先后传到了欧洲和其他地区。这里包括:(1)龙骨车;(2)石碾和水力在石碾上的应用;3水排;(4)风扇车和簸扬机;(5)活塞风箱;6平放织机(它可能也是印度的发明)和提花机;(7)缫丝、纺丝和调丝机;(8)独轮车;(9)加帆手推车;(10)磨车;(11)拖重牲口用的两种高效马具,即胸带和套包子;(12)弓弩(13)风筝;(14)竹编蜒和走马灯;(15)深钻技术;(16)铸铁的使用;(17)游动的常平悬吊器;(18)弧形拱桥;(19)铁索吊桥;(20)河渠闸门;(21)造船和航运方面的无数发明,包括防水隔舱、高效率空气动力帆和前后索具(22)船尾的方向舵;(23)火药以及和它有关的一些技术;(24)罗盘针,先用于看风水,后来又用于航海;(25)纸、印刷术和活字印刷术;(26)瓷器。我写到这里时了句点,因为二十六个字母都已经用完了,可有许多例子、甚至还有重要的例子可以列举。我们决不能认为对以上任何一种发明已经没有话可讲了,也不能认为在所有例子中,都有足够的证据可以充分证明,后来欧洲应用的是从较早的中国人的实践中得来的。但是所有这些例子有一种共同之点,这就是它们在中国应用的时期,确实早于它们在世界其他部分出现的时期。有时甚至要早得多。”①李约瑟博士列举的这些实例绝大多数都是中国古代的机械发明或相关的技术成果,由此可见,中国古代的机械技术成果不仅在中国科技史上占有突出地位,而且在世界机械史乃至科技史上的地位也是不可低估的。中国机械史的历史价值还表现在传统机械工程技术在中国古代社会经济和科技发展中占有十分重要的位置。中国自古以来以农业立国,农业生产在古代历史发展进程中始终占据核心地位,因而作为农业生产工具的农业机械在生产中的作用极为重要。农业机械技术方面的大量发明、革新及其推广应用对社会生产力的提高起了极大的作用。同样,机械在水利工程、建筑工程、交通运输、纺织等领域中也发挥着重要作用。机械技术在军事上具有举足轻重的作用,先进和精良武器与军事装备的制造都要依赖先进的机械技术。中国古代在天文观测方面能够取得许多重要成就,与先进天文仪器的作用密不可分,而众多先进天文仪器的出现则反映了中国古代精密机械制造技术的发达。明代宋应星编著的《天工开物》是一部关于中国古代工程技术的百科全书,其中讲述机械技术的内容占了全书一半以上的篇幅,也说明机械技术在古代工程技术中的重要地位。因此,传统机械技术根植于中国古代社会生活和生产的各个领域之中,机械技术的进步不仅促进了生产的发展,丰富了古代的社会生活,而且成为推动古代不同领域科技发展的有力工具。

中国机械史的研究不仅具有重要的历史价值,而且具有较高的现实价值和意义。这主要表现在以下几个方面。

首先,中国古代机械工程技术是中国科学文化的重要组成部分,传统机械的技术成果是我国优秀的科学文化遗产,因此中国古代机械史的研究具有重要的文化价值。机械技术在人类物质文化史上一直占据核心地位,人类文明的发展阶段一般以机械技术的重要成果作为主要划分标志,便是最好的说明。而我们的祖先创造了许多杰出的机械科技成果,为后世留下了大量的物质文化财富,发掘、整理和研究这些机械成果对于丰富祖国科学文化宝库无疑极为有益。但过去这方面的工作开展得还远远不够,中国机械工程机械史仍是一个有待开发的领域,在目前情况下进一步开展中国机械史的研究也显得尤为重要。

第二,技术发展有很强的继承性和规律性,中国机械史的研究有助于揭示技术发展特质,可以起到温故知新、阐明方向和趋势的作用,因此具有重要的借鉴价值。中国历史上在机械科技方面的成功经验和失败教训,对于现今科技的发展很有借鉴价值。中国古代与机械有关的技术观和技术哲学思想,对于我们认识技术与人、技术与环境以及技术与社会的关系仍有参考价值。中国古代的一些技术思想和方法与举措正好与现代可持续发展的时代要求相切合,对于认识和解决技术给现代社会带来的环境污染,能源和资源的枯竭等一系列负面效应也有积极的参考意义。中国近现代机械史的研究则对于制定国家的技术规划、技术发展与引进的政策和战略更是有着直接的借鉴作用。

第三,研究和学习中国机械工程史,阐明中国传统机械技术的兴衰历程,了解科学家、发明家的生平、成就和思想,不仅可以学到科学和历史的知识,还可从中获得启示和汲取教益,因而中国机械史还有着比较重要的教育价值与作用。机械工程技术史知识的传播有助于人们了解机械工程技术的概念和原理的来龙去脉,加深对机械科技的认识和理解。培根说;学史可以使人明智。对于青年学生与专业科技人员来讲,机械史的知识则可起到开拓视野的作用。

第四,研究中国机械史,不难发现一些古老的机械技术、工艺和原理在现代仍然发挥着作用或具有实用价值。中国传统的农业机械与古农具至今在农业生产中广泛使用,具有极强的生命力。我国的许多传统金属工艺仍在实际应用中发挥着重要作用。在秦始皇陵墓中出土的青铜箭镞表面上有一层含铬的黑色致密层,埋在地下两千多年没有腐蚀。现代金相学研究证明这样处理有很强的抗腐蚀能力。此项表面处理技术显然具有古为今用的价值。类似的实例还有很多。机械史的研究有助于认识和发现传统机械的现代意义和实用价值。

三、中国古代机械史的分期问题

研究中国机械技术的总体发展进程,必须把中国机械技术的形成与发展过程划分为几个不同的历史阶段,因此,中国机械史的分期问题是进行中国机械工程史宏观研究的一个重要问题。合理的分期不但可以反映中国机械工程发展的阶段性,同时也应反映出中国机械科技发展的特点和主要线索。

关于中国机械史的分期问题,已有一些学者有所涉及和讨论,但目前尚未进行充分的研究,也未得出一致的结论。1984年,郭可谦、陆敬严先生最早专门讨论了这一问题。他们提出了将中国机械史分为四个时期的方案:①

(1)简单工具时期,相当于原始社会时期,即石器时代。分为两个阶段:粗制工具阶段(旧石器时代),和精制工具阶段(新石器时代)。

(2)古代机械时期,大约从四千年到十九世纪四十年代。包括三个阶段:从古车出现到秦以前为迅速发展阶段;秦到宋元时期为成熟阶段;明代到十九世纪四十年代为缓慢前进阶段。

(3)近代机械时期,,从一八四○年至新中国成立前夕。

(4)现代机械时期,新中国成立后的发展时期。

在1985年,笔者提出了关于中国机械史的另一种分期意见,将中国机械史分为六个时期:②

(1)形成与积累时期,从远古到西周时期。

(2)迅速发展和成熟时期,从春秋时期到到东汉末年。

(3)全面发展和鼎盛时期,从三国时期到元代中期。

(4)缓慢发展时期,从元代后期到清代中期。

(5)转变时期,清代后期到中国成立前夕。

(6)复兴时期,新中国成立后的发展时期。

最新出版的《中国科学技术史》机械卷有“中国古代和近代机械工程发展概述”一章,论述中基本上采用了第一种分期方案。

1987年出版的《中国的百科全书》机械工程卷有词条“中国古代机械史”、“中国近代机械工业”和“中国现代机械工业”分别涉及了中国古代机械工程技术、近代机械工业和现代机械工业发展的分期问题。这里仅介绍周世德先生在“中国古代机械史”条目中采用的古代机械史分期方案:③

(1)春秋以前(公元前770年前)。

(2)春秋至汉魏时期(公元前770年前~公元265)。

(3)两晋宋元时期(公元265~1368)。

(4)明清时期(1368~1840)。

上述分期方案都有各自的分期依据,并较好地反映了机械史与中国通史的关系。在反映中国机械工程发展的内部规律和特点方面,虽然也得到较好的处理,但细节方面似乎尚有进一步探讨的余地。笔者认为中国机械史的分期应以机械科技的重大转变和突破为主要依据,这就需要分析和研究各个历史时期各种机械在动力、材料、结构原理、工艺和功能等方面的发展水平和变化情况.此外,还应注意考察不同时期间机械工程知识的水平和先进机械的推广与应用情况以及机械的社会功能与作用。中国机械工程技术的发展是一个以波浪式曲线前进的过程。常常由于某一方面或几个方面(如材料、动力、工艺等方面)的重大转变或突变引起机械工程技术的主要内容发生了变化,使其达到新的水平,这样就形成了几个不同的自然发展时期。据此,我们在又在上述方案的基础上,提出了如下关于中国古代机械史分期的修订方案:

(1)古代机械技术的萌芽时期,从旧石器时代开始到新石器时代。

(2)传统机械技术的初步形成时期,夏、商、西周时期。

(3)传统机械技术的进一步发展时期,春秋战国到三国时期。

(4)传统机械技术的成熟与鼎盛时期,魏晋南北朝到元代。

(5)传统机械的平缓发展与西方机械的传入时期,明初到十九世纪中叶。

四、中国古代机械工程史研究的历史与现状

在我国,中国机械工程技术史的现代研究发端于20世纪二三十年代。张荫麟、刘仙洲和王振铎等是早期中国机械史研究工作的主要开拓者。张荫麟于1925年翻译了英国学者穆尔(A.C.Moule)1924年发表在ToungPao(通报)上的专题论文“TheChineseSouth-PointingCarriage”,中译文题目改为“宋燕肃、吴德仁指南车造法考”,发表在《清华学报》第2卷第1期(1925)上。张荫麟又于1926年在《清华学报》第2卷第2期上发表了“宋卢道隆、吴德仁指南车之造法”一文。此后,他又在1928年发表了论文“中国历史上之‘奇器’及其作者”(《燕京学报》第1卷第3期)。30年代开始了较为全面的古代机械的文献资料发掘、整理和专题复原研究。1935年刘仙洲在清华大学出版了《中国机械工程史料》(约6万字)一书,首次依据现代机械工程分类方法整理了中国古代机械工程的史料,初步勾勒出了中国古代机械工程的基本轮廓。几乎与此同时王振铎也开始了复原地动仪、指南车与记里鼓车的工作,他于1936年发表了专题论文“汉张衡候风地动仪造法之推测”(《燕京学报》第20期,10周年纪念专号),1937年又发表了重要论文“指南车记里鼓车之考证及模型”(《史学集刊》第3期)。40年代,刘仙洲又发表了“王征与我国第一部机械工程学”(见《国立清华大学学报》1期,《真理杂志》1卷2期)和“中国在热机历史上的地位”(《东方杂志》39卷18期)两篇有影响的论文。

西方学者早在19世纪后期就开始关注中国古文献中有关机械发明的记载,20世纪初在欧洲的技术史著作中已有关于中国古代机械发明的探讨。如奥地利著名技术史家霍维茨(H.T.Horwitz)在1913年出版的技术史著作中对中国的机械发明作了论述。此后直到30年代,在他的不少论著中都有关于中国古代机械的讨论①。葛雷斯(H.A.Giles)于1906年,劳佛尔(B.Laufer)于1912,分别对中国古代指南车进行了复原研究②。穆尔(A.C.Moule)于1924年发表了研究指南车的专题论文,并根据《宋史》的文献记载给出了具体的复原方案。穆尔的工作引起英国学者的关注,此后戴科斯(K.T.Dykes)提出了采用差动轮系复原指南车的设想(1942年),兰彻斯特(G.Lanchster)于1947年利用差动轮系制作了复原模型。美国学者霍梅尔(R.P.Hommel)在1921年在至1928年、1928年至1930年前后用了8年时间在中国各地调查传统手工业技术,在进行了广泛的实地调查后,写成专著ChinaatWork;anillustratedRecordofthePrimitiveIndustriesofChina’sMasses,whoseLifeisToil,andthusanAccountofChineseCivilization,于1937年在纽约出版,其中包含了大量传统机械与工艺方面的内容,配有大量实物照片,是一部具有重要历史和文化价值的著作。恰特莱(H.Chatley)在1942年在TransactionsoftheNewcomenSociety(22,117)上发表了TheDevelopmentofMechanismsinAncientChina(古代中国机械学的发展)综论研究性论文,在西方首次较全面地论述了中国古代机械的发展。在国外,对中国机械史研究最有建树的学者还是李约瑟博士。他从50年代开始发表有关中国机械史方面的论文,1965年他的巨著《中国科学技术史》的机械工程卷(ScienceandCivilizationinChina,Volume4,PhysicsandPhysicalTechnology,Part2,MechanicalEngineering)由剑桥大学出版社出版,它是第一部英文的中国机械史的学术专著,在国际上影响极大。李约瑟编撰此书时利用了大量的中国机械史的原始资料和研究成果,同时参考了许多世界与西方机械史的文献和研究成果,在比较科学史的视角对中国机械技术的发展及其重要成果进行了深入研究。日本和台湾学者较早分别将此书翻译成日文和中文出版,中国大陆的中文译本也在2000年有科学出版社和上海古籍出版社出版。

20世纪50年代以来,中国机械史的研究工作在中国经历了十分曲折的过程。在50年代至60年代前期,刘仙洲做了一系列机械史专题研究工作,发表了多篇论文,并主持汇集中国工程史料。1962年他编著的《中国机械工程史(第一编)》一书由科学出版社,这是第一部中国古代机械史的著作,论述了中国古代的主要机械发明成就,从机械原理和原动力的角度出发整理了中国古代机械工程发展的脉络。1963刘仙洲年撰写的《中国古代农业机械发明史》问世,这是第一部全面历史中国古代农业机械成果及其发展的著作。王振铎则在发掘古代文献和文物资料的基础上,对许多机械成果做了深入的专题研究。他在中国历史博物馆主持复原了水运仪象台、候风地动仪、指南车、记里鼓车等一系列古代机械装置。他们的杰出工作,奠定了中国机械工程史这一学科的基础,在国内外学术界产生了重大影响。正当中国机械史的研究被引向深入之时,爆发了史无前例的“”,导致了科学文化大灾难。“”期间,和其他学科一样,机械史的研究也完全处于停顿状态。“”以后,中国机械史的研究得以恢复和发展,老一辈学者也续有力作刊行,如清华大学出版了根据刘仙洲生前汇集的史料编纂而成的《中国科技史资料汇编一农业机械》(1985年),王振择先生出版他的论文集《科技考古论丛》(1989年)。同时,同济大学、中国科学院自然科学史研究所、北京航空航天大学等单位,都积极开展了中国机械史的研究工作和国内外学术交流,并通过招收机械史的研究生,努力培养新一代的专业研究人员。一些大专院校开设了机械史的选修课,取得了良好的效果。从20世纪80年代起,中国机械史的研究队伍开始形成,研究工作逐渐活跃,数百篇,涌现了不少具有较高质量和较大影响的专题研究成果。如陆敬严先生主持的古代机械模型复原等课题,华觉明先生参与主持的曾侯乙编钟的复原研究,杨青、钱小康等先生参与主持的秦陵铜车马技术研究等都取得了突出成果。综合性与系统性的整理与研究工作也有重要进展,如1986年机械工程师进修大学刊行了郭可谦、陆敬严合著的《中国机械史讲座》,1986年文物出版社出版了华觉明等撰写的《中国冶铸史论集》,和,1992年北京理工大学出版了张柏春撰写的《中国近代机械简史》,1995年山东科技出版社出版了苏荣誉等编撰的《中国上古金属技术》,1998年清华大学出版社出版了张春辉编著的《中国古代农业机械发明史》(补编),1999年大象出版社出版了华觉明撰著的《中国古代金属技术》。此外,台湾中央文物供应社也在1987年出版了万迪棣编撰的《中国机械科技之发展》一书,此书被收入中华文化丛书中。90年代初期,中国科学技术史丛书委托陆敬严、华觉明主编《中国科学技术史》的机械卷,钱小康、张柏春、何堂坤、杨青、赵丰、黄麟雏、刘克明和冯立升等多位学者参加编写,于1997年完成全书的编撰工作。此书于2000年由科学出版社出版,全书约69万字,与前面几部通史性中国机械史著作有所不同,它突破了简史的范畴,是一部较大型的中国机械工程学术著作。此书对中国机械工程的历史发展做了比较系统的论述和讨论,对已有的研究成果进行了一次较全面的总结。这表明,中国机械史的研究已走出初创阶段,进入了一个新的历史发展时期。

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①真保吾一著,董万友译,机械工学概论,国际文化出版公司,1986,3。原作书名为“緿綐機械工学”,由日本理工学社1984年出版。

①②李志超,机发论—有为的科学观,自然科学史研究,1990,9(1):2。

①刘仙洲,中国机械工程发明史(第一编),科学出版社,1962,5。

②维特鲁威著,高履泰译,建筑十书,这个建筑工业出版社,1986,224-225。

③A.P.Usher:AHistoryofMechanicalInventions,DoverPublications,Inc.,1988,NewYork,120.

④转引自①。

⑤马克思,资本论(第一卷),人民出版社,1963,396。

⑥马克思,机器。自然力和科学的应用,人民出版社,1978,91-92。

①马克思,机器。自然力和科学的应用,人民出版社,1978,52。

②③转引(译)自A.P.Usher:AHistoryofMechanicalInventions,DoverPublications,Inc.,1988,NewYork,117

④⑤⑥⑦见刘仙洲:中国机械工程发明史(第一编),科学出版社,1962,5-6。

①李约瑟,中国科学技术史·总论(中译本第一卷),科学出版社,1975,545-547。

①郭可谦、陆敬严,关于中国机械史的分期意见,机械设计,1984,1(2)。

②冯立升,中国机械史的分期意见,科学、技术与辩证法,1986,(3)。

机械科技论文范文篇4

关键词:本科毕业设计;资源数据库;引导模式;人才培养

2014年3月,教育部明确将有600多所高校逐步向应用技术型大学转变,应用型本科院校约占高校总数的50%[1],这对于培养我国高层次应用型人才具有积极的促进作用[2].本科毕业设计(论文)作为应用型本科院校最重要的培养环节之一,是提升学生综合创新能力的关键,能够全方位、综合性地校验学生对知识的掌握程度以及运用所学知识发现问题、分析问题、解决问题的综合能力,也是对本科四年所学专业知识的梳理、消化、巩固和升华的过程.它不仅能促进本科生的专业知识向专业技能转化,而且可以为教师的教学和科研提供有针对性的改进和调整路径,因此对应用型人才培养具有重要意义.高校教师在指导学生本科毕业设计(论文)过程中,如果能够有效引入科研项目并进行有效引导,对于提升应用型本科教学质量和推进科研项目进展都具有重要意义.但是目前的高校教师指导本科毕业设计(论文)通用模式还存在不少问题:①目前的本科毕业设计(论文)普遍采用导师命题和学生自选相结合的方式,这样的选题方式往往存在简单化、流水化和重复性的问题,从而导致毕业设计(论文)深度不够,难以达到预期目的.②一届又一届的本科毕业设计(论文)累积下来,会存在题目、内容重复较多的情况,这一方面浪费了优秀大学生的丰富创造力和创新性;另一方面也生成了一部分学生模仿抄袭的可能空间.学生缺乏对毕业设计的兴趣和创新能力,其实也反映了教师缺乏对学生科研兴趣和设计方向的引导.③学生作为较优质的人力资源,已经具有基本的理论知识和实践技能.教师的科研项目具有一定的创新及先进性,需要人力来推进完成.如何在两者之间搭建一个平台,建立一种模式,以实现互利双赢、相互促进.已经有许多专家学者对科研项目和本科毕业设计(论文)的结合进行了研究.张倩等人[3]认为将科研项目与毕业设计相结合对于建筑学专业学生的综合实践能力和创新能力培养十分有帮助,是促进学生科研能力与创新能力培养的良好途径之一.高晓光等人[4]对国防型科研项目和本科毕业设计(论文)的定义、优势及面对的挑战和应对方法进行了研究.吴功德等人[5]认为本科毕业设计与科研项目相结合,既有利于锻炼学生的创新能力、综合实践能力、应对能力,也有利于培养学生的责任意识、团队协作意识.吴伟辉等[6]通过结合科研项目及创新设计展开毕业设计指导,并且远程交互监督学生毕业设计进展.李会荣等人[7]分析了毕业设计引入科研项目的优势,并在选题流程、实施过程等环节进行改革实践,提出了有益的思考及建议.张朝辉[8]认为结合科研项目能够提高毕业设计选题的实用性,进而提升学生的创新能力和综合素质.这些研究成果促进了科研项目在应用型本科毕业设计(论文)的实践拓展.本文则提出了一种以科研项目为资源数据库的本科毕业设计(论文)引导模式,构建了本科毕业设计(论文)资源数据库的概念模型,并探索应用型机械类本科毕业设计(论文)优化管控机制,为改善我国应用型机械类专业本科生的综合素质提供一种新的方法支持.

1引导模式

科研项目对应用型本科毕业设计(论文)的引导模式是将科研项目的创新性和先进性导入本科毕业设计(论文)管理的全过程中,通过过程管理提升本科毕业生的创新能力和实践能力,实现高校教师和毕业生的合作共赢.

1.1引导模式流程

科研项目对应用型本科毕业设计(论文)的引导模式是根据本科生毕业设计(论文)工作流程和科研项目的研究过程建立的,以科研项目为资源数据库,具体流程如图1所示.(1)选题指导教师首先向学生介绍其科研项目并讲解.学生则根据自身的知识特点、兴趣爱好、未来发展方向选择毕业论文的研究内容(不建议学生自由选题,而是以科研项目作为资源数据库).对于有志于攻读研究生的本科毕业生,建议考虑面向前沿的理论和方法类选题,如机械制造中的绿色制造、精密制造、3D打印等方向.对于拟就业在企业工作的毕业生,建议考虑面向生产实践和设计的选题,如有限元分析、计算机辅助设计等技术.(2)开题报告指导教师将科研项目中的研究现状介绍给学生,并鼓励学生在这个方向上自主查阅相关文献,在充分认识和知悉国内外研究现状的基础上,提炼自己的兴趣点,撰写开题报告.与此同时,教师将相关科研项目的资源(如实验室、合作企业等)向学生开放,鼓励他们积极参与,充分利用学校及企业资源,开展自己的本科毕业设计(论文)研究.(3)任务书应用型本科毕业设计(论文)应该更着眼于实践和应用,指导教师应该根据科研项目的研究内容,结合学生兴趣,分配相应的研究任务.学生则应虚心求教,在导师的研究生或者企业人员的帮助下,细化研究内容、深挖理论或者技术痛点和难点,精心设计,不断完善,最后形成有理论价值或实践意义的本科毕业设计(论文)任务书.(4)指导和培训经过近4年的学习,学生已经具有良好的专业知识和实践技能,但对于科研项目的要求而言,还有很多知识、技能和素养需要培养.应用型本科毕业设计(论文)的指导和培训阶段是决定质量的关键阶段,这个时期需要指导教师为学生构建必要的学习环境,其中科研项目的研究经费、实训基地、实验室等是提供指导和培训的物质保障和环境资源.教师应该为学生因地制宜地制定相关的指导制度,形成管理机制.对于理论性研究,应该从国内外文献的查阅和梳理、理论和模型学习、实验仪器的规范使用、实验方法的制定和实施、数据采集和处理、论文的撰写和完善等方面进行针对性的培训和指导,帮助学生构建扎实的理论研究基本素养,为其进一步深造打下基础.对于实践性设计,应该从企业实际需求出发,带领学生深入企业生产现场,从研发设计、仓储物流、工艺操作、质量检验、生产管理等方面进行针对性的培训和指导,引导学生在实际生产中发现问题、分析问题和解决问题,积极鼓励参与技术难题攻克,为培养、提高他们的实践能力和创新能力提供好平台.(5)论文的撰写和完善不可否认,指导和修改本科毕业论文对指导教师而言是个痛苦煎熬的过程.但为人师者,这是责任和义务,“四度春风化绸缪,几番秋雨洗鸿沟”.指导教师应该耐心指导本科毕业论文摘要、前言、方法、实验、结果、创新点、结论、参考文献等的撰写,规范论文及文献著录格式.同时,指导教师要言传身教和学生一起参与毕业设计(论文)的完善,用精益求精的态度和科学思维指导学生从书本中来到实践中去,进一步挖掘理论深度和创新水平.这个环节是本科毕业设计(论文)的升华期,需要指导教师和学生的共同努力.它决定着本科毕业设计(论文)水平的高低,也为学生今后就业或升学后继续开展研究打好基础.(6)答辩并形成学术论文/专利这个环节是本科毕业设计(论文)的结果期.学生完成学位论文答辩并顺利毕业,指导教师应该抓紧学生最后的在校时间,与学生共同将本科毕业设计(论文)转化成学术论文或者发明专利,将应用型本科毕业设计(论文)成果以一种直观、实用的方式展现.这不仅是对毕业设计(论文)的进一步拓展和应用,也是对指导教师和毕业生的一份很好的回报.科研项目对应用型本科毕业设计(论文)的引导模式不仅仅需要指导教师和本科生的共同努力,也需要学校软硬件的支持、规章制度的保障,它是提升应用型本科教学水平、提高学生综合素养的一个有效模式.

1.2引导模式管理

对于学生来讲,以科研项目为资源数据库,是本科生最快捷简单的接触科学研究和实践项目的途径,也是开拓视野、拓展知识面和强化职业技能的必要过程.因此,应用型本科大四学生在进行本科毕业设计(论文)的过程中,要努力学习、勤于实践、勇于创新,积极把握难得的科研经历,锻炼提高自己的创新意识、实践和团队协作能力.对高校教师而言,科研项目的推进需要大量的人力,需要优秀学生的积极参与,而优秀学生是教师引导、培养和教育出来的.因此,本科毕业设计(论文)的指导过程需要教师根据科研项目和学生自身的能力,为其量身定制实验方案和计划,定期检查学生毕业设计(论文)的实施进度和质量,及时从实验操作、方案改进、写作架构、内容、细节等方面进行把控,逐步培养学生科学的思维方式、优良的科研素质和独立解决问题的能力.对学校而言,毕业设计(论文)的管理部门应该鼓励和提倡高校教师将科研项目作为资源数据库指导本科生的毕业设计(论文).并配备必要的教学设施、实验设备和实践场地,给予指导教师足够的支持、信任和自由,同时制定严格的评审及答辩标准,切实抓好本科毕业设计(论文)质量关.更为重要的是,学校应根据社会与应用型本科毕业生的需求,制定科研项目对应用型本科毕业设计(论文)引导模式的保障系统.通过对毕业设计(论文)的评估、调查和常态检测,建立质量检测与评价系统,通过不断的质量反馈与改进,进一步完善引导模式的流程和管理,进而促进高校教师的自我约束和自我激励,推动教学和科研互相协调、互相促进,实现理论基础扎实、实践能力强、综合素质高的应用型本科毕业生培养目标.

2应用成效

科研项目对应用型本科毕业设计(论文)的引导模式目前已经应用于宿州学院机械设计制造及其自动化专业学生.在本模式的引导下,机械设计制造及其自动化专业的学生在毕业时不仅掌握了专业的基本理论和方法,还具有端正的科研态度和严谨的思维逻辑,具备较强的发现问题、分析问题和解决问题的能力.学生在毕业后不仅具有较强的社会适应能力与就业竞争力,还具备终身学习、创新及团队协作的能力,展现出良好的职业竞争力,达到了培养目标要求.在机械与电子工程学院“可持续制造设计与智能优化创新团队”的支持下,部分2019—2020届本科毕业设计(论文)选题如表1所示.通过本引导模式下的本科毕业设计(论文)选题设计,能够避免与往届学生研究内容的重复,防止少部分学生偷懒抄袭的行为,并且在一定程度上协助教师推进科研项目的进展.学生在这个过程中提升了理论水平,锻炼提高了实践能力和团队协作精神.近两年以来,本引导模式取得了良好的效果,2019和2020届毕业生已经发表学术SCI论文3篇,国内本科学校学报论文2篇,获得国家发明专利1项、在审专利2项(部分成果详见表2).

3结论

提升应用型本科毕业设计(论文)的质量,对于提升应用型本科毕业生的综合素质具有重大意义.结合高校教师科研项目的需求,本文提出了一种以科研项目为资源数据库的本科毕业设计(论文)的引导模式.主要成效及体会如下:(1)科研项目能够引导毕业生拓展科学视野,激发学生的科研探索欲望,并指明研究设计的具体方向,为高质量的本科毕业设计(论文)提供切实可行的路径.(2)高校教师在指导本科毕业设计(论文)过程中,与学生相互学习、共同进步,为推进科研项目的顺利实施提供新的驱动力.(3)科研项目和本科毕业设计(论文)的有效结合及相互促进,能够实现高校、本科毕业生和教师的合作共赢.本研究为提升应用型本科毕业生综合能力与推进科研项目研究提供了一个新的思路,也为提高应用型本科毕业设计(论文)的质量管理提供了方法支持.

参考文献:

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[2]刘从虎,毛强,胡学青,等.面向智能制造的应用型本科机械设计创新能力培养初探[J].北京印刷学院学报,2017,25(5):73-74.

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[4]高晓光,王云辉,李波.基于国防科研项目的本科毕业设计(论文)问题研究[J].高等理科教育,2015,2015(5):109-117.

[5]吴功德,王晓丽,郭瑞雪.本科毕业设计与科研项目相结合的探讨[J].价值工程,2012,31(26):253-254.

[6]吴伟辉,刘佳鑫,黄长征.应用型本科机械专业毕业设计指导改革研究[J].轻工科技,2018(4):170-173.

[7]李会荣,杨聪.将科研项目引入高职毕业设计的探索与实践:以机械制造与自动化专业为例[J].机械职业教育,2017(6):27-29.

机械科技论文范文篇5

一、机械的概念规定与机械技术史的范畴

1、机械的现代定义

研究机械工程技术史,首先需要明确机械的观念规定。在我国现代的机械学著作中,“机械”一词是机构(mechanism)和机器(machine)的总称。尽管各种机械的构造、性能和用途各异,但从它们的组成和运动形式来看,却有两个共同特征:

1)它们是一种人为的实物构件的组合。

2)它们各部分之间具有确定的相对运动。

凡同时具备上述两个特征的构件组合体便称为机构或机械。机器除了具备上述两个特征外,还必须具备第三个特征:能代替人类的劳动以完成有用的机械功或转换机械能。所以机器是能转换机械能或完成有用的机械功的机构。从结构和运动的观点来看,机构和机器并无区别,因此泛称它们为机械。

机构和机器的定义来源于西方机械工程科学,它们都是现代机械原理中的最基本的概念,但在现代西方机械学著作中,并没有一个作为机构(mechanism)和机器(machine)的总称的专门名词或术语。在日本的机械工学中,机械概念是如下定义的:①

凡符合下述三项条件的,则定义为机械。

①它是物体的组合,假定力加到其各个部分也难以变形。

②这些物体必须实现相互的、单一的、规定的运动。

③把施加的能量转变为最有用的形式,或转变为有效的机械功。

这里,“机械”一词定义的是machine概念,这一定义与我国机械原理著作对机器的定义相同。mechanism一词,在日本机械工学中译为“機構”,或音译为メカニズム。

考虑到机构和机器均属现代机械学的基本范畴,我们采用能够同时涵盖机构和机器的机械概念,也是有其合理性的。

设计机械的目的是完成预定的机械运动及完成特定的动作,一般来说,一种复杂机械都由三大部分组成。一是原动部分,它是机械动力的来源。二是工作部分,它处于传动路线的终点,完成机械的预定动作。三是传动部分,它是把原动机件的运动和功率传递给工作部分的中间环节。近代机械中又有第四个部分,即自动控制部分。

2、机械的古代涵义及其演变

(1)中国古代文献中“机械”一词的涵义

“机械”一词由“机”与“械”两个汉字组成,探讨该词的涵义,首先须了解这两个字在古汉语中的意思。

“机”在古汉语中原指某种或某一类特定的装置,后来又泛指一般的机械。

古代常以“机”指弩上发箭的装置,即弩机。《尚书·太甲》有“若虞机张,往省括于度,则释”。但此篇可能作于西汉。《庄子·齐物论》:“其发若机括。”《释文》称:“机,弩牙;括,箭括。”按此言张弩发箭,以括入机,机动则发。东汉时成书的《说文解字》对“机”的解释是“机,主发者也”,说的也是弩机。由弩机延伸,触发式捕兽器也称为“机”。《庄子·山林》道:“丰狐,文豹……不免于网罗机辟之患。”即指夹子一类的装置。后来的“机防阱”和“机关”也是这个意思。

古代又以“机抒”指织布机。《淮南子·氾论》载“伯余之初作衣也,……手经指挂,其成犹网罗。后世为之机抒胜复以便其用。”《史记·郦生传》有“农夫释耒,二女下机”。南北朝《木兰词》有“不闻机抒声,唯闻女叹息”。《说文解字》:“抒,机之持纬者也。”宋《集韵》也说:“机以转轴,抒以持纬。”抒就是梭子,而机为转轴部件。“机抒”二字各表织机一个特征部件,因而后有只用一个“机”字代表织机的说法。①

由以上所述可知,“机”之本义当指机械装置中构成转动副的转动构件。

《尚书》:“在璇玑玉衡以齐七政。”伏胜《尚书大传》云:“旋机者,何也?传曰:旋者还也,机者几也,微也。其变几微,而所动者大,谓之旋机。”这里“机”为轴动之物。《管子·形势解》也载:“奚仲之为车器也,方圆曲直皆中规矩钩绳。故机旋机得,用之牢利,成器坚固。”这是讲车的部件生产的质量检验工序,“机旋机得”是指达到转动配合的精度标准要求。②

“机”还引申为许多机械发明的泛称,《战国策·宋卫》说:“公输般为楚设机,将以攻宋。”注称:“机,械,云梯之属。”《荀子·议兵》有“固塞不树,机变不张。”注称“机变,谓器械变动攻敌也。”《后汉书·张衡列传》说;“衡善机巧。”《南齐书·祖冲之传》:“初,宋武平关中,得姚兴指南车,有外形而无机巧,每行,使人于内转之。”“机”字实际可以泛指各种灵巧和关键的机械装置。

“机”的涵义由此延伸,出现了更具抽象的词义。《韩非子·十过》:“此存亡之机也。”《逸周书·大武》:“此七者,伐之机也。”“机”在这里指事物之枢要、关键。《庄子·至乐》载:“万物皆出于机,皆入于机。”疏曰:“机者,发动,所谓造化也。”这是指事物变化之所由。“机”还指事物变化之迹象、征兆等等。这样,衍生出大量相关词汇,如机巧、机先、机兆、机密、机会、机缘、机要、机谋、机关和机衡等。

“械”在古代是指器械、器物等实物。《庄子·天地》载“有械于此,一日浸百畦,用力甚寡而见功多。”“械”在这里为一般器械或器具。《墨子·公输》:“公输般为楚造云梯之械。”这是指兵器。《汉书·司马迁传》载:“淮阴(韩信),王也,受械于陈。”“械”在此指刑具。

与“机”原指局部的关键机件有所不同,“械”在中国古代原本便指某一整体器械或器具,。这两字连在一起,组成“机械”一词,便成为为一般性的机械概念了。

在先秦时期的文献中,已经讨论了抽象的机械概念。《庄子·外篇·天地第十二》有一段关于机械技术思想意义的讨论:

(子贡)见一丈人方将为圃畦,凿隧而入井,抱瓮而出灌,然用力甚多而见功寡。子贡曰:“有械于此,一日浸百畦,用力甚寡而见功多,夫子不欲乎?”为圃者仰而视之曰:“奈何?”曰:“凿木为机,后重前轻,挈水若抽,数如汤,其名曰槔。”为圃者忿然作色而笑曰:“吾闻之吾师,有机械者必有机事,有机事者必有机心。机心存于胸中,则纯白不备。纯白不备,则神生不定。神生不定者,道之所不载也。吾非不知,羞而不为也。”子贡瞒然,俯而不对。

这段文字是中国技术思想史的重要史料,后面将进行专题讨论。这里我们感兴趣的是,子贡与老人的对话给出了机械的概念界定:机械是能用力甚寡而见功多的器械。

关于机械的概念,在《韩非子》卷十五《难》二中有类似的论述:“审于地形、舟车、机械之利,用力少,致功大,则入多。”这里还有了初步的经济观点。①

由此可知,中国古代早在战国时期就已形成了与现代机械学中“机械”一词涵义比较相近的机械概念和术语了。

(2)西方古今的机械概念

英文的“machine”一词,其涵义要比现代机械学界定的“机器”(machine)概念要广。在一般使用上,它与汉语的“机械”一词类同。美国罗伯特·欧布林(RobertObrien)所著《机器》一书中指出:英文的“machine”(机械)一词来源于希腊文mechine及拉丁文mecina,两者原意都指的是“巧妙的设计”。Machine作为一般性的机械概念的出现,主要是为了区别与手工工具。在西方,一般性的机械概念的提出,可追溯到古罗马时期。

西方最先提出机械定义的是古罗马的建筑师维特鲁威(Vitruvii)。他在其著作《建筑十书》(约成书于公元前32-33年)给出了这样的定义:“机械是把木材结合起来的装置,主要对于搬运重物发挥效力。”他对机械和工具作了区别:“机械(machane)和工具(organon)之间似乎有着以下的区别。即机械是以多数人工和很大的力量而发生效果的,如重弩炮和葡萄压榨机。而工具则是一名操纵人员慎重地处理来达到目的的,如蝎形轻弩炮或不等圆的螺旋装置。因此工具和机械都是利用上不可缺少的东西。”②

亚历山大利亚城的希罗(HeroofAlexandria,公元1世纪)最早讨论了机械的基本要素,他认为机械的要素有五类:轮与轴,杠杆,滑车,尖劈,螺旋。希罗的论文只是关系到提升和推动重物,虽不够全面,但却反映了古典机械的特征。③

1724年,德国莱比锡的机械士廖波尔特(Leopold)给出的定义是:“机械或工具是一种人造的设备,用它来产生有利的运动;同时在不能用其他方法节省时间和力量的地方,它能做到节省。”④

马克思在《资本论》中对充分发展了的机械给出了界定:“一切已经发展的机器,都三个本质上不同的部分——发动机、传动机构和工具机械工作机——构成,发动机是整个机构的动力。”⑤马克思在《1861—1863年经济学手稿》讨论了机器与工具的区别,他指出:“以上所述已经对机器和工具有什么区别的问题作出了回答。工具本身一旦由机械来推动,一旦由工人的工具(它的生产率取决于工人的技巧并需要他付出作为劳动过程的媒介的劳动)变成机械的工具,——机器就代替了工具。在这种情况下,机械应该达到这样的发展程度:它既能从人或牲畜,简言之,从任意动作的那些原动力获得动力,也能从机械推动的原动机获得动力。”⑥

马克思主要从经济学和生产工具发展的宽广视角考察机器和机械的深刻涵义,力图说明当时的社会生产从工厂手工业向大机器工业的转变。他认为机器是代替人手操纵工具的机械系统,它从一开始就应是“工作部分同传导运动的机械和推动机械的原动机的组合”。马克思还谈到了当时一些学者中关于机械和机器的概念:“就象在英国的在政治经济学家一样,在英国的力学家中,可以遇到这样一些人,他们认为,机器与工具没有本质的区别;工具是简单的机器,而机器是复杂的工具,或者说,两者只有简单机器与复杂机器之分。从这种意义上说,甚至最简单的机械,如杠杆、斜面、滑轮、螺旋、楔、轮子等,也被叫作机器”①

19世纪中、后期,西方机械工程学家开始从机械的力学原理出发讨论机械或者说机器的概念,从而给出比较专业和科学的定义。下面给出的是早期机构学的两部奠基性著作中的定义。

英国机械学家威利斯(R.Willis,1800-1875)在其《机构学原理》(ThePrincipleofMechanism,1841年)所给的定义是:“任何机械(machine)都是由用各种不同方式连接起来的一组构件组成,使其一个构件运动,其余构件将发生一定的运动,这些构件与最初运动之构件的相对运动关系取决于它们之间连接的性质。”②

德国机械学家勒洛(F.Reuleaux,1829-1905)在其《理论运动学》(TheoretischeKinematik,GrundzügeeinerTheoriedesMaschienenwesens,1875年)中的定义是:“机械(machine)是多个具有抵抗力之物体的组合体,其配置方式使得能够借助它们强迫自然界的机械力做功,同时伴随着一定的确定运动。”③

威利斯给出的machine定义实际是现代机械原理中的机构。勒洛则最早给出了现代机械学中的机器(即machine)定义。从勒洛开始,机构概念与机器也被区分开来。20世纪的机械原理著作进一步明确了机构和机器的概念。

勒洛的《理论运动学》建立了机械运动学的基础,书中的许多概念、观点和研究方法被沿用至今。20世纪初,出现了把机构学和机械动力学合在一起的机械原理著作。当时西方的机械原理教科书中有如下的定义:

(1)“机械者,固定部分与运动部分之组合体,介乎能力与工作之间,所以使能力变为有用之工作者也。”(1912年,Keown)④

(2)“机械者,两个以上物体之组合体,其相对运动皆继续受一定之限制,使一种能力由之变化或传达,以作一种特别之工作者也。”(1915年,Mcksy)⑤

1930年,我国机械学家刘仙洲在编写中国最早的机械原理教科书时,参考西方这类教科书给出了一个定义:“机械者,两个以上之物体之组合体。动其一部则其余各部各发生一定之相对运动或限制运动,吾人得利用之使一种天然能力或机械能力发生一定之效果或工作者也。”⑥

1955年,乌克兰奥德萨工业大学多布罗沃利斯基(В.А.Добрвольский)在一篇论文中给出了一个定义:“机械是为人所使用的劳动工具,在这个劳动工具中,形状和尺寸适合的部分是由能经受很高压力(阻力)的材料所制成;在引入能量不断作用下,能完成适合的实际上有利的运动和动作;这些运动和动作是人们为完成技术的工艺目的所必要的。”⑦

这里定义的“机械”,更确切地说是机器,即现代机械原理中的machine概念。

综上所述,西方有关机械的一般性概念随着机械的发展逐渐发生了变化,随着机械工程科学的建立和发展而深化。从区分机械与手工工具开始,到区别复杂机械与简单机械和工具,进而形成了机械工程学中最基本的机器和机构概念。

3、机械工程技术史的范畴

机械工程学是以机构和机器为基本对象的科学,各类和各种不同机械均属机械工程技术的范畴。机械的种类繁多,可根据部分机械在某些方面的类同特性或特征化分类别。如希罗将简单机械分为五类:轮与轴,杠杆,滑车,尖劈,螺旋。按马克思对机器系统的分类,机械可分为发动机、传动机构和工作机。刘仙洲在《中国机械工程发明史(第一编)》中将机械分为七类,即:简单机械、发动机或原动机、工作机、传动机、仪表、仅用发动机原理的机械、发电机与电动机。

按机械的使用功能则可分为动力机械、物料搬运机械、粉碎机械等;接服务的产业可分为农业机械、矿山机械、纺织机械、运输机械和化工机械等;按工作原理又可分为热力机械、流体机械、往复机械和仿生机械等。

从动态观点看,机械工程又是一个技术过程。它包含了人类的主要技术活动:(1)发明与革新;(2)设计与测试;(3)制造(加工与制作)(4)使用与维修。因此各种机械的发明、设计、加工与制造以及使用与维修均属机械工程技术的范畴。发明和设计包含了更多的智力因素和思想与知识内涵。制造和使用则包含了更多的体力因素和经验与实践的内容。机械加工与制作的对象以及加工制作过程无疑属于机械工程技术的基本内容,因此,某些通过机械加工获得的技术产品,尽管不能看作是机构和机器,也常常被认为属于机械工程的范畴。

机械工程技术史是研究机械工程技术发生、发展过程及其规律的一门学科。机械工程技术史的对象和范畴与机械工程技术的对象与范畴既有在内在的联系,由有着一定的差别。从认识上看,机械工程技术是第一个层次,机械工程技术史是第二个层次,后者是以前者为基础的。机械工程技术史是研究过去的机械技术的学问,与前者不同的特点是研究者和研究对象在时间坐标上处于不同的位置,因此它重视从时间关系研究机械技术的特点和演变过程。可以说,机械工程技术史的对象是历史上的机械成果及其影响机械工程技术发展的各种主要因素。不仅历代的机械发明、机械制造技术以及机械成果的推广与应用属于机械工程技术史的范畴,而且影响机械工程发展的社会的经济、政治和文化等因素也属于它考察的对象和范畴。

二、中国机械工程技术史的研究对象、任务和价值

1、中国机械史的研究对象与任务

中国机械工程技术史主要研究机械工程技术在中国的发展过程与模式,它的对象是中国历代的机械成果及其影响机械工程技术发展的各种因素。机械技术的发展在许多方面有其一般性的规律,适用于不同的文化和国家,当然也适用于中国。但是每个国家特别是不同文化传统的国家有着不同的特殊环境和背景,各国机械的发展是不平衡的。有的国家和地区在机械技术的某些方面发展水平较高,另一些国家和地区则在机械的另一些方面发展水平较高;有的机械成果在某些国家传播和发展较快,而在另一些国家推广应用十分缓慢。由于不同文化和社会因素的制约,各国机械工程技术的发展模式也并不是千篇一律的。因此不同国家机械工程技术的发展往往呈现出不同的特点。尤其是中国古代机械的发展,技术传统与西方有很大不同,有其独特的轨迹。既有许多优点也有不少缺点,既有很多成功的经验也有不少失败的教训,值得认真加以总结。中国机械史的主要任务就是要整理和发掘中国历代在机械工程方面的重要成果及其特点,揭示机械工程技术在中国发展的规律性和特殊性。

研究中国机械史应从考察中国历代的机械成果入手,首先需要掌握大量的历史资料。中国历史上有哪些重要机械科技成果?它们的水平和价值如何?中国传统机械及其技术、工艺方法和西方有何不同?机械工程技术对中国社会生产有何作用和影响?这些都是需要机械史研究解决的基本性问题。只有对有关史料进行全面的清理和深入的分析,才能获得这些问题的答案。对于中国古代机械史来说,历代有关机械工程的成果主要反映在三类史料之中,即文字资料、图像与图形资料和实物资料。中国机械工程的文献史料,是有关古代机械的概念名称、形制、材料、动力、结构原理、工艺方法、应用与推广情况以及相关的社会历史文化背景等方面的文字记载和描述。它包括各类典籍中的有关史料和出土文物上相关的铭刻资料等。除了少数一些技术著作中有关机械的专论性记述外,有关机械工程的文献资料十分零散,大都分散在大量的各类古籍之中。图像与图形资料主要是古代美术作品和工程技术著作及其它典籍中的机械图像与图形,这些资料不仅存在于帛、纸为载体的古代绘画作品和各类写本和印刷本书籍中,而且大量存在于古代岩画、铜器刻画、砖石刻画、壁画等平面绘画和浮雕作品之中。实物资料是考古发掘中出土的和传世的与古代机械直接有关的各种实物,主要包括大量的古代各类机械成品、半成品、零部件、机械模型、明器机械和机械加工产品,目前在民间仍然尚存不少传统机械,从技术上看属于古机械的遗制,它们也是重要的实物资料。这些实物资料具有重大的价值,由此可以获得更为确切和可靠的关于过去机械技术的信息,它们与文献资料同样属于中国机械史的研究对象。搜集、整理和分析古代机械工程史资料,是中国机械工程史研究的一项基础性工作。但是,由于多数文献史料分散在数量极大的古籍和铭文中,各类与机械有关的古代绘画作品则更是分散收藏于各地不同的机构和个人手中,实物资料同样分布在十分广泛的地域范围内,此外还有大量资料流失国外,因此,对如此众多的史料进行充分的发掘、整理和研究,由少数人在短期内显然是难以完成的。中国机械工程技术史的任务因而也十分繁重,必须多人接力工作,逐步扩大调查和研究的范围,直到基本掌握整体面貌。

中国机械工程史还要探讨影响中国机械工程技术发展的各种因素。除了研究诸如工匠和技术人员在机械工程发展中的作用、古代的技术观和设计与管理思想对工程技术实践的影响等内部因素外,还应分析文化与科学传统、社会经济与政治制度、战争与军事、思维方式、技术政策与组织管理制度以及对外交流关系对机械工程发展的影响等诸多外部的因素。这些因素对于古代机械工程的发展有时起促进作用,也有时起阻碍作用。有的因素只有短期影响,有些则长期发挥作用。这方面的研究,涉及领域很多,情况极为复杂,因而难度也更大,任务更为艰巨。如果要想在中国机械史的宏观研究方面取得突破性的进展,就必须在这方面有更多的投入和下更大的功夫。在搜集、整理和分析古代机械工程史资料的基础工作取得重要进展后,研究工作的重点应逐渐向这方面转移。

2、中国机械史的价值

中国的机械工程技术在漫长的历史发展过程中形成了自己独特的风格。中国古代机械工程技术,是世界机械史的一个组成部分,在世界机械工程史上占有重要位置。

中国古代机械工程技术成果具有重要的历史价值,有许多机械发明和技术成果在世界机械史上处于遥遥领先的地位,其中不少成果还传播到了世界各地,对世界机械技术的进步起到了直接的促进作用。著名科学史家李约瑟在讨论中西科技交流与比较问题时曾指出:“有少数几种基本技术曾经从古代美索不达米亚朝四面八方传播,……可是,中国人的发明就多了。这些发明在公一元世纪到十八世纪期间先后传到了欧洲和其他地区。这里包括:(1)龙骨车;(2)石碾和水力在石碾上的应用;3水排;(4)风扇车和簸扬机;(5)活塞风箱;6平放织机(它可能也是印度的发明)和提花机;(7)缫丝、纺丝和调丝机;(8)独轮车;(9)加帆手推车;(10)磨车;(11)拖重牲口用的两种高效马具,即胸带和套包子;(12)弓弩(13)风筝;(14)竹编蜒和走马灯;(15)深钻技术;(16)铸铁的使用;(17)游动的常平悬吊器;(18)弧形拱桥;(19)铁索吊桥;(20)河渠闸门;(21)造船和航运方面的无数发明,包括防水隔舱、高效率空气动力帆和前后索具(22)船尾的方向舵;(23)火药以及和它有关的一些技术;(24)罗盘针,先用于看风水,后来又用于航海;(25)纸、印刷术和活字印刷术;(26)瓷器。我写到这里时了句点,因为二十六个字母都已经用完了,可有许多例子、甚至还有重要的例子可以列举。我们决不能认为对以上任何一种发明已经没有话可讲了,也不能认为在所有例子中,都有足够的证据可以充分证明,后来欧洲应用的是从较早的中国人的实践中得来的。但是所有这些例子有一种共同之点,这就是它们在中国应用的时期,确实早于它们在世界其他部分出现的时期。有时甚至要早得多。”①李约瑟博士列举的这些实例绝大多数都是中国古代的机械发明或相关的技术成果,由此可见,中国古代的机械技术成果不仅在中国科技史上占有突出地位,而且在世界机械史乃至科技史上的地位也是不可低估的。中国机械史的历史价值还表现在传统机械工程技术在中国古代社会经济和科技发展中占有十分重要的位置。中国自古以来以农业立国,农业生产在古代历史发展进程中始终占据核心地位,因而作为农业生产工具的农业机械在生产中的作用极为重要。农业机械技术方面的大量发明、革新及其推广应用对社会生产力的提高起了极大的作用。同样,机械在水利工程、建筑工程、交通运输、纺织等领域中也发挥着重要作用。机械技术在军事上具有举足轻重的作用,先进和精良武器与军事装备的制造都要依赖先进的机械技术。中国古代在天文观测方面能够取得许多重要成就,与先进天文仪器的作用密不可分,而众多先进天文仪器的出现则反映了中国古代精密机械制造技术的发达。明代宋应星编著的《天工开物》是一部关于中国古代工程技术的百科全书,其中讲述机械技术的内容占了全书一半以上的篇幅,也说明机械技术在古代工程技术中的重要地位。因此,传统机械技术根植于中国古代社会生活和生产的各个领域之中,机械技术的进步不仅促进了生产的发展,丰富了古代的社会生活,而且成为推动古代不同领域科技发展的有力工具。

中国机械史的研究不仅具有重要的历史价值,而且具有较高的现实价值和意义。这主要表现在以下几个方面。

首先,中国古代机械工程技术是中国科学文化的重要组成部分,传统机械的技术成果是我国优秀的科学文化遗产,因此中国古代机械史的研究具有重要的文化价值。机械技术在人类物质文化史上一直占据核心地位,人类文明的发展阶段一般以机械技术的重要成果作为主要划分标志,便是最好的说明。而我们的祖先创造了许多杰出的机械科技成果,为后世留下了大量的物质文化财富,发掘、整理和研究这些机械成果对于丰富祖国科学文化宝库无疑极为有益。但过去这方面的工作开展得还远远不够,中国机械工程机械史仍是一个有待开发的领域,在目前情况下进一步开展中国机械史的研究也显得尤为重要。

第二,技术发展有很强的继承性和规律性,中国机械史的研究有助于揭示技术发展特质,可以起到温故知新、阐明方向和趋势的作用,因此具有重要的借鉴价值。中国历史上在机械科技方面的成功经验和失败教训,对于现今科技的发展很有借鉴价值。中国古代与机械有关的技术观和技术哲学思想,对于我们认识技术与人、技术与环境以及技术与社会的关系仍有参考价值。中国古代的一些技术思想和方法与举措正好与现代可持续发展的时代要求相切合,对于认识和解决技术给现代社会带来的环境污染,能源和资源的枯竭等一系列负面效应也有积极的参考意义。中国近现代机械史的研究则对于制定国家的技术规划、技术发展与引进的政策和战略更是有着直接的借鉴作用。

第三,研究和学习中国机械工程史,阐明中国传统机械技术的兴衰历程,了解科学家、发明家的生平、成就和思想,不仅可以学到科学和历史的知识,还可从中获得启示和汲取教益,因而中国机械史还有着比较重要的教育价值与作用。机械工程技术史知识的传播有助于人们了解机械工程技术的概念和原理的来龙去脉,加深对机械科技的认识和理解。培根说;学史可以使人明智。对于青年学生与专业科技人员来讲,机械史的知识则可起到开拓视野的作用。

第四,研究中国机械史,不难发现一些古老的机械技术、工艺和原理在现代仍然发挥着作用或具有实用价值。中国传统的农业机械与古农具至今在农业生产中广泛使用,具有极强的生命力。我国的许多传统金属工艺仍在实际应用中发挥着重要作用。在秦始皇陵墓中出土的青铜箭镞表面上有一层含铬的黑色致密层,埋在地下两千多年没有腐蚀。现代金相学研究证明这样处理有很强的抗腐蚀能力。此项表面处理技术显然具有古为今用的价值。类似的实例还有很多。机械史的研究有助于认识和发现传统机械的现代意义和实用价值。

三、中国古代机械史的分期问题

研究中国机械技术的总体发展进程,必须把中国机械技术的形成与发展过程划分为几个不同的历史阶段,因此,中国机械史的分期问题是进行中国机械工程史宏观研究的一个重要问题。合理的分期不但可以反映中国机械工程发展的阶段性,同时也应反映出中国机械科技发展的特点和主要线索。

关于中国机械史的分期问题,已有一些学者有所涉及和讨论,但目前尚未进行充分的研究,也未得出一致的结论。1984年,郭可谦、陆敬严先生最早专门讨论了这一问题。他们提出了将中国机械史分为四个时期的方案:①

(1)简单工具时期,相当于原始社会时期,即石器时代。分为两个阶段:粗制工具阶段(旧石器时代),和精制工具阶段(新石器时代)。

(2)古代机械时期,大约从四千年到十九世纪四十年代。包括三个阶段:从古车出现到秦以前为迅速发展阶段;秦到宋元时期为成熟阶段;明代到十九世纪四十年代为缓慢前进阶段。

(3)近代机械时期,,从一八四○年至新中国成立前夕。

(4)现代机械时期,新中国成立后的发展时期。

在1985年,笔者提出了关于中国机械史的另一种分期意见,将中国机械史分为六个时期:②

(1)形成与积累时期,从远古到西周时期。

(2)迅速发展和成熟时期,从春秋时期到到东汉末年。

(3)全面发展和鼎盛时期,从三国时期到元代中期。

(4)缓慢发展时期,从元代后期到清代中期。

(5)转变时期,清代后期到中国成立前夕。

(6)复兴时期,新中国成立后的发展时期。

最新出版的《中国科学技术史》机械卷有“中国古代和近代机械工程发展概述”一章,论述中基本上采用了第一种分期方案。

1987年出版的《中国的百科全书》机械工程卷有词条“中国古代机械史”、“中国近代机械工业”和“中国现代机械工业”分别涉及了中国古代机械工程技术、近代机械工业和现代机械工业发展的分期问题。这里仅介绍周世德先生在“中国古代机械史”条目中采用的古代机械史分期方案:③

(1)春秋以前(公元前770年前)。

(2)春秋至汉魏时期(公元前770年前~公元265)。

(3)两晋宋元时期(公元265~1368)。

(4)明清时期(1368~1840)。

上述分期方案都有各自的分期依据,并较好地反映了机械史与中国通史的关系。在反映中国机械工程发展的内部规律和特点方面,虽然也得到较好的处理,但细节方面似乎尚有进一步探讨的余地。笔者认为中国机械史的分期应以机械科技的重大转变和突破为主要依据,这就需要分析和研究各个历史时期各种机械在动力、材料、结构原理、工艺和功能等方面的发展水平和变化情况.此外,还应注意考察不同时期间机械工程知识的水平和先进机械的推广与应用情况以及机械的社会功能与作用。中国机械工程技术的发展是一个以波浪式曲线前进的过程。常常由于某一方面或几个方面(如材料、动力、工艺等方面)的重大转变或突变引起机械工程技术的主要内容发生了变化,使其达到新的水平,这样就形成了几个不同的自然发展时期。据此,我们在又在上述方案的基础上,提出了如下关于中国古代机械史分期的修订方案:

(1)古代机械技术的萌芽时期,从旧石器时代开始到新石器时代。

(2)传统机械技术的初步形成时期,夏、商、西周时期。

(3)传统机械技术的进一步发展时期,春秋战国到三国时期。

(4)传统机械技术的成熟与鼎盛时期,魏晋南北朝到元代。

(5)传统机械的平缓发展与西方机械的传入时期,明初到十九世纪中叶。

四、中国古代机械工程史研究的历史与现状

在我国,中国机械工程技术史的现代研究发端于20世纪二三十年代。张荫麟、刘仙洲和王振铎等是早期中国机械史研究工作的主要开拓者。张荫麟于1925年翻译了英国学者穆尔(A.C.Moule)1924年发表在ToungPao(通报)上的专题论文“TheChineseSouth-PointingCarriage”,中译文题目改为“宋燕肃、吴德仁指南车造法考”,发表在《清华学报》第2卷第1期(1925)上。张荫麟又于1926年在《清华学报》第2卷第2期上发表了“宋卢道隆、吴德仁指南车之造法”一文。此后,他又在1928年发表了论文“中国历史上之‘奇器’及其作者”(《燕京学报》第1卷第3期)。30年代开始了较为全面的古代机械的文献资料发掘、整理和专题复原研究。1935年刘仙洲在清华大学出版了《中国机械工程史料》(约6万字)一书,首次依据现代机械工程分类方法整理了中国古代机械工程的史料,初步勾勒出了中国古代机械工程的基本轮廓。几乎与此同时王振铎也开始了复原地动仪、指南车与记里鼓车的工作,他于1936年发表了专题论文“汉张衡候风地动仪造法之推测”(《燕京学报》第20期,10周年纪念专号),1937年又发表了重要论文“指南车记里鼓车之考证及模型”(《史学集刊》第3期)。40年代,刘仙洲又发表了“王征与我国第一部机械工程学”(见《国立清华大学学报》1期,《真理杂志》1卷2期)和“中国在热机历史上的地位”(《东方杂志》39卷18期)两篇有影响的论文。

西方学者早在19世纪后期就开始关注中国古文献中有关机械发明的记载,20世纪初在欧洲的技术史著作中已有关于中国古代机械发明的探讨。如奥地利著名技术史家霍维茨(H.T.Horwitz)在1913年出版的技术史著作中对中国的机械发明作了论述。此后直到30年代,在他的不少论著中都有关于中国古代机械的讨论①。葛雷斯(H.A.Giles)于1906年,劳佛尔(B.Laufer)于1912,分别对中国古代指南车进行了复原研究②。穆尔(A.C.Moule)于1924年发表了研究指南车的专题论文,并根据《宋史》的文献记载给出了具体的复原方案。穆尔的工作引起英国学者的关注,此后戴科斯(K.T.Dykes)提出了采用差动轮系复原指南车的设想(1942年),兰彻斯特(G.Lanchster)于1947年利用差动轮系制作了复原模型。美国学者霍梅尔(R.P.Hommel)在1921年在至1928年、1928年至1930年前后用了8年时间在中国各地调查传统手工业技术,在进行了广泛的实地调查后,写成专著ChinaatWork;anillustratedRecordofthePrimitiveIndustriesofChina’sMasses,whoseLifeisToil,andthusanAccountofChineseCivilization,于1937年在纽约出版,其中包含了大量传统机械与工艺方面的内容,配有大量实物照片,是一部具有重要历史和文化价值的著作。恰特莱(H.Chatley)在1942年在TransactionsoftheNewcomenSociety(22,117)上发表了TheDevelopmentofMechanismsinAncientChina(古代中国机械学的发展)综论研究性论文,在西方首次较全面地论述了中国古代机械的发展。在国外,对中国机械史研究最有建树的学者还是李约瑟博士。他从50年代开始发表有关中国机械史方面的论文,1965年他的巨著《中国科学技术史》的机械工程卷(ScienceandCivilizationinChina,Volume4,PhysicsandPhysicalTechnology,Part2,MechanicalEngineering)由剑桥大学出版社出版,它是第一部英文的中国机械史的学术专著,在国际上影响极大。李约瑟编撰此书时利用了大量的中国机械史的原始资料和研究成果,同时参考了许多世界与西方机械史的文献和研究成果,在比较科学史的视角对中国机械技术的发展及其重要成果进行了深入研究。日本和台湾学者较早分别将此书翻译成日文和中文出版,中国大陆的中文译本也在2000年有科学出版社和上海古籍出版社出版。

20世纪50年代以来,中国机械史的研究工作在中国经历了十分曲折的过程。在50年代至60年代前期,刘仙洲做了一系列机械史专题研究工作,发表了多篇论文,并主持汇集中国工程史料。1962年他编著的《中国机械工程史(第一编)》一书由科学出版社,这是第一部中国古代机械史的著作,论述了中国古代的主要机械发明成就,从机械原理和原动力的角度出发整理了中国古代机械工程发展的脉络。1963刘仙洲年撰写的《中国古代农业机械发明史》问世,这是第一部全面历史中国古代农业机械成果及其发展的著作。王振铎则在发掘古代文献和文物资料的基础上,对许多机械成果做了深入的专题研究。他在中国历史博物馆主持复原了水运仪象台、候风地动仪、指南车、记里鼓车等一系列古代机械装置。他们的杰出工作,奠定了中国机械工程史这一学科的基础,在国内外学术界产生了重大影响。正当中国机械史的研究被引向深入之时,爆发了史无前例的“”,导致了科学文化大灾难。“”期间,和其他学科一样,机械史的研究也完全处于停顿状态。“”以后,中国机械史的研究得以恢复和发展,老一辈学者也续有力作刊行,如清华大学出版了根据刘仙洲生前汇集的史料编纂而成的《中国科技史资料汇编一农业机械》(1985年),王振择先生出版他的论文集《科技考古论丛》(1989年)。同时,同济大学、中国科学院自然科学史研究所、北京航空航天大学等单位,都积极开展了中国机械史的研究工作和国内外学术交流,并通过招收机械史的研究生,努力培养新一代的专业研究人员。一些大专院校开设了机械史的选修课,取得了良好的效果。从20世纪80年代起,中国机械史的研究队伍开始形成,研究工作逐渐活跃,数百篇,涌现了不少具有较高质量和较大影响的专题研究成果。如陆敬严先生主持的古代机械模型复原等课题,华觉明先生参与主持的曾侯乙编钟的复原研究,杨青、钱小康等先生参与主持的秦陵铜车马技术研究等都取得了突出成果。综合性与系统性的整理与研究工作也有重要进展,如1986年机械工程师进修大学刊行了郭可谦、陆敬严合著的《中国机械史讲座》,1986年文物出版社出版了华觉明等撰写的《中国冶铸史论集》,和,1992年北京理工大学出版了张柏春撰写的《中国近代机械简史》,1995年山东科技出版社出版了苏荣誉等编撰的《中国上古金属技术》,1998年清华大学出版社出版了张春辉编著的《中国古代农业机械发明史》(补编),1999年大象出版社出版了华觉明撰著的《中国古代金属技术》。此外,台湾中央文物供应社也在1987年出版了万迪棣编撰的《中国机械科技之发展》一书,此书被收入中华文化丛书中。90年代初期,中国科学技术史丛书委托陆敬严、华觉明主编《中国科学技术史》的机械卷,钱小康、张柏春、何堂坤、杨青、赵丰、黄麟雏、刘克明和冯立升等多位学者参加编写,于1997年完成全书的编撰工作。此书于2000年由科学出版社出版,全书约69万字,与前面几部通史性中国机械史著作有所不同,它突破了简史的范畴,是一部较大型的中国机械工程学术著作。此书对中国机械工程的历史发展做了比较系统的论述和讨论,对已有的研究成果进行了一次较全面的总结。这表明,中国机械史的研究已走出初创阶段,进入了一个新的历史发展时期。

①真保吾一著,董万友译,机械工学概论,国际文化出版公司,1986,3。原作书名为“緿綐機械工学”,由日本理工学社1984年出版。

①②李志超,机发论—有为的科学观,自然科学史研究,1990,9(1):2。

①刘仙洲,中国机械工程发明史(第一编),科学出版社,1962,5。

②维特鲁威著,高履泰译,建筑十书,这个建筑工业出版社,1986,224-225。

③A.P.Usher:AHistoryofMechanicalInventions,DoverPublications,Inc.,1988,NewYork,120.

④转引自①。

⑤马克思,资本论(第一卷),人民出版社,1963,396。

⑥马克思,机器。自然力和科学的应用,人民出版社,1978,91-92。

①马克思,机器。自然力和科学的应用,人民出版社,1978,52。

②③转引(译)自A.P.Usher:AHistoryofMechanicalInventions,DoverPublications,Inc.,1988,NewYork,117

④⑤⑥⑦见刘仙洲:中国机械工程发明史(第一编),科学出版社,1962,5-6。

①李约瑟,中国科学技术史·总论(中译本第一卷),科学出版社,1975,545-547。

①郭可谦、陆敬严,关于中国机械史的分期意见,机械设计,1984,1(2)。

②冯立升,中国机械史的分期意见,科学、技术与辩证法,1986,(3)。

机械科技论文范文篇6

一、机械的概念规定与机械技术史的范畴

1、机械的现代定义

研究机械工程技术史,首先需要明确机械的观念规定。在我国现代的机械学著作中,“机械”一词是机构(mechanism)和机器(machine)的总称。尽管各种机械的构造、性能和用途各异,但从它们的组成和运动形式来看,却有两个共同特征:

1)它们是一种人为的实物构件的组合。

2)它们各部分之间具有确定的相对运动。

凡同时具备上述两个特征的构件组合体便称为机构或机械。机器除了具备上述两个特征外,还必须具备第三个特征:能代替人类的劳动以完成有用的机械功或转换机械能。所以机器是能转换机械能或完成有用的机械功的机构。从结构和运动的观点来看,机构和机器并无区别,因此泛称它们为机械。

机构和机器的定义来源于西方机械工程科学,它们都是现代机械原理中的最基本的概念,但在现代西方机械学著作中,并没有一个作为机构(mechanism)和机器(machine)的总称的专门名词或术语。在日本的机械工学中,机械概念是如下定义的:①

凡符合下述三项条件的,则定义为机械。

①它是物体的组合,假定力加到其各个部分也难以变形。

②这些物体必须实现相互的、单一的、规定的运动。

③把施加的能量转变为最有用的形式,或转变为有效的机械功。

这里,“机械”一词定义的是machine概念,这一定义与我国机械原理著作对机器的定义相同。mechanism一词,在日本机械工学中译为“機構”,或音译为メカニズム。

考虑到机构和机器均属现代机械学的基本范畴,我们采用能够同时涵盖机构和机器的机械概念,也是有其合理性的。

设计机械的目的是完成预定的机械运动及完成特定的动作,一般来说,一种复杂机械都由三大部分组成。一是原动部分,它是机械动力的来源。二是工作部分,它处于传动路线的终点,完成机械的预定动作。三是传动部分,它是把原动机件的运动和功率传递给工作部分的中间环节。近代机械中又有第四个部分,即自动控制部分。

2、机械的古代涵义及其演变

(1)中国古代文献中“机械”一词的涵义

“机械”一词由“机”与“械”两个汉字组成,探讨该词的涵义,首先须了解这两个字在古汉语中的意思。

“机”在古汉语中原指某种或某一类特定的装置,后来又泛指一般的机械。

古代常以“机”指弩上发箭的装置,即弩机。《尚书·太甲》有“若虞机张,往省括于度,则释”。但此篇可能作于西汉。《庄子·齐物论》:“其发若机括。”《释文》称:“机,弩牙;括,箭括。”按此言张弩发箭,以括入机,机动则发。东汉时成书的《说文解字》对“机”的解释是“机,主发者也”,说的也是弩机。由弩机延伸,触发式捕兽器也称为“机”。《庄子·山林》道:“丰狐,文豹……不免于网罗机辟之患。”即指夹子一类的装置。后来的“机防阱”和“机关”也是这个意思。

古代又以“机抒”指织布机。《淮南子·氾论》载“伯余之初作衣也,……手经指挂,其成犹网罗。后世为之机抒胜复以便其用。”《史记·郦生传》有“农夫释耒,二女下机”。南北朝《木兰词》有“不闻机抒声,唯闻女叹息”。《说文解字》:“抒,机之持纬者也。”宋《集韵》也说:“机以转轴,抒以持纬。”抒就是梭子,而机为转轴部件。“机抒”二字各表织机一个特征部件,因而后有只用一个“机”字代表织机的说法。①

由以上所述可知,“机”之本义当指机械装置中构成转动副的转动构件。

《尚书》:“在璇玑玉衡以齐七政。”伏胜《尚书大传》云:“旋机者,何也?传曰:旋者还也,机者几也,微也。其变几微,而所动者大,谓之旋机。”这里“机”为轴动之物。《管子·形势解》也载:“奚仲之为车器也,方圆曲直皆中规矩钩绳。故机旋机得,用之牢利,成器坚固。”这是讲车的部件生产的质量检验工序,“机旋机得”是指达到转动配合的精度标准要求。②

“机”还引申为许多机械发明的泛称,《战国策·宋卫》说:“公输般为楚设机,将以攻宋。”注称:“机,械,云梯之属。”《荀子·议兵》有“固塞不树,机变不张。”注称“机变,谓器械变动攻敌也。”《后汉书·张衡列传》说;“衡善机巧。”《南齐书·祖冲之传》:“初,宋武平关中,得姚兴指南车,有外形而无机巧,每行,使人于内转之。”“机”字实际可以泛指各种灵巧和关键的机械装置。

“机”的涵义由此延伸,出现了更具抽象的词义。《韩非子·十过》:“此存亡之机也。”《逸周书·大武》:“此七者,伐之机也。”“机”在这里指事物之枢要、关键。《庄子·至乐》载:“万物皆出于机,皆入于机。”疏曰:“机者,发动,所谓造化也。”这是指事物变化之所由。“机”还指事物变化之迹象、征兆等等。这样,衍生出大量相关词汇,如机巧、机先、机兆、机密、机会、机缘、机要、机谋、机关和机衡等。

“械”在古代是指器械、器物等实物。《庄子·天地》载“有械于此,一日浸百畦,用力甚寡而见功多。”“械”在这里为一般器械或器具。《墨子·公输》:“公输般为楚造云梯之械。”这是指兵器。《汉书·司马迁传》载:“淮阴(韩信),王也,受械于陈。”“械”在此指刑具。

与“机”原指局部的关键机件有所不同,“械”在中国古代原本便指某一整体器械或器具,。这两字连在一起,组成“机械”一词,便成为为一般性的机械概念了。

在先秦时期的文献中,已经讨论了抽象的机械概念。《庄子·外篇·天地第十二》有一段关于机械技术思想意义的讨论:

(子贡)见一丈人方将为圃畦,凿隧而入井,抱瓮而出灌,然用力甚多而见功寡。子贡曰:“有械于此,一日浸百畦,用力甚寡而见功多,夫子不欲乎?”为圃者仰而视之曰:“奈何?”曰:“凿木为机,后重前轻,挈水若抽,数如汤,其名曰槔。”为圃者忿然作色而笑曰:“吾闻之吾师,有机械者必有机事,有机事者必有机心。机心存于胸中,则纯白不备。纯白不备,则神生不定。神生不定者,道之所不载也。吾非不知,羞而不为也。”子贡瞒然,俯而不对。

这段文字是中国技术思想史的重要史料,后面将进行专题讨论。这里我们感兴趣的是,子贡与老人的对话给出了机械的概念界定:机械是能用力甚寡而见功多的器械。

关于机械的概念,在《韩非子》卷十五《难》二中有类似的论述:“审于地形、舟车、机械之利,用力少,致功大,则入多。”这里还有了初步的经济观点。①

由此可知,中国古代早在战国时期就已形成了与现代机械学中“机械”一词涵义比较相近的机械概念和术语了。

(2)西方古今的机械概念

英文的“machine”一词,其涵义要比现代机械学界定的“机器”(machine)概念要广。在一般使用上,它与汉语的“机械”一词类同。美国罗伯特·欧布林(RobertObrien)所著《机器》一书中指出:英文的“machine”(机械)一词来源于希腊文mechine及拉丁文mecina,两者原意都指的是“巧妙的设计”。Machine作为一般性的机械概念的出现,主要是为了区别与手工工具。在西方,一般性的机械概念的提出,可追溯到古罗马时期。

西方最先提出机械定义的是古罗马的建筑师维特鲁威(Vitruvii)。他在其著作《建筑十书》(约成书于公元前32-33年)给出了这样的定义:“机械是把木材结合起来的装置,主要对于搬运重物发挥效力。”他对机械和工具作了区别:“机械(machane)和工具(organon)之间似乎有着以下的区别。即机械是以多数人工和很大的力量而发生效果的,如重弩炮和葡萄压榨机。而工具则是一名操纵人员慎重地处理来达到目的的,如蝎形轻弩炮或不等圆的螺旋装置。因此工具和机械都是利用上不可缺少的东西。”②

亚历山大利亚城的希罗(HeroofAlexandria,公元1世纪)最早讨论了机械的基本要素,他认为机械的要素有五类:轮与轴,杠杆,滑车,尖劈,螺旋。希罗的论文只是关系到提升和推动重物,虽不够全面,但却反映了古典机械的特征。③

1724年,德国莱比锡的机械士廖波尔特(Leopold)给出的定义是:“机械或工具是一种人造的设备,用它来产生有利的运动;同时在不能用其他方法节省时间和力量的地方,它能做到节省。”④

马克思在《资本论》中对充分发展了的机械给出了界定:“一切已经发展的机器,都三个本质上不同的部分——发动机、传动机构和工具机械工作机——构成,发动机是整个机构的动力。”⑤马克思在《1861—1863年经济学手稿》讨论了机器与工具的区别,他指出:“以上所述已经对机器和工具有什么区别的问题作出了回答。工具本身一旦由机械来推动,一旦由工人的工具(它的生产率取决于工人的技巧并需要他付出作为劳动过程的媒介的劳动)变成机械的工具,——机器就代替了工具。在这种情况下,机械应该达到这样的发展程度:它既能从人或牲畜,简言之,从任意动作的那些原动力获得动力,也能从机械推动的原动机获得动力。”⑥

马克思主要从经济学和生产工具发展的宽广视角考察机器和机械的深刻涵义,力图说明当时的社会生产从工厂手工业向大机器工业的转变。他认为机器是代替人手操纵工具的机械系统,它从一开始就应是“工作部分同传导运动的机械和推动机械的原动机的组合”。马克思还谈到了当时一些学者中关于机械和机器的概念:“就象在英国的在政治经济学家一样,在英国的力学家中,可以遇到这样一些人,他们认为,机器与工具没有本质的区别;工具是简单的机器,而机器是复杂的工具,或者说,两者只有简单机器与复杂机器之分。从这种意义上说,甚至最简单的机械,如杠杆、斜面、滑轮、螺旋、楔、轮子等,也被叫作机器”①

19世纪中、后期,西方机械工程学家开始从机械的力学原理出发讨论机械或者说机器的概念,从而给出比较专业和科学的定义。下面给出的是早期机构学的两部奠基性著作中的定义。

英国机械学家威利斯(R.Willis,1800-1875)在其《机构学原理》(ThePrincipleofMechanism,1841年)所给的定义是:“任何机械(machine)都是由用各种不同方式连接起来的一组构件组成,使其一个构件运动,其余构件将发生一定的运动,这些构件与最初运动之构件的相对运动关系取决于它们之间连接的性质。”②

德国机械学家勒洛(F.Reuleaux,1829-1905)在其《理论运动学》(TheoretischeKinematik,GrundzügeeinerTheoriedesMaschienenwesens,1875年)中的定义是:“机械(machine)是多个具有抵抗力之物体的组合体,其配置方式使得能够借助它们强迫自然界的机械力做功,同时伴随着一定的确定运动。”③

威利斯给出的machine定义实际是现代机械原理中的机构。勒洛则最早给出了现代机械学中的机器(即machine)定义。从勒洛开始,机构概念与机器也被区分开来。20世纪的机械原理著作进一步明确了机构和机器的概念。

勒洛的《理论运动学》建立了机械运动学的基础,书中的许多概念、观点和研究方法被沿用至今。20世纪初,出现了把机构学和机械动力学合在一起的机械原理著作。当时西方的机械原理教科书中有如下的定义:

(1)“机械者,固定部分与运动部分之组合体,介乎能力与工作之间,所以使能力变为有用之工作者也。”(1912年,Keown)④

(2)“机械者,两个以上物体之组合体,其相对运动皆继续受一定之限制,使一种能力由之变化或传达,以作一种特别之工作者也。”(1915年,Mcksy)⑤

1930年,我国机械学家刘仙洲在编写中国最早的机械原理教科书时,参考西方这类教科书给出了一个定义:“机械者,两个以上之物体之组合体。动其一部则其余各部各发生一定之相对运动或限制运动,吾人得利用之使一种天然能力或机械能力发生一定之效果或工作者也。”⑥

1955年,乌克兰奥德萨工业大学多布罗沃利斯基(В.А.Добрвольский)在一篇论文中给出了一个定义:“机械是为人所使用的劳动工具,在这个劳动工具中,形状和尺寸适合的部分是由能经受很高压力(阻力)的材料所制成;在引入能量不断作用下,能完成适合的实际上有利的运动和动作;这些运动和动作是人们为完成技术的工艺目的所必要的。”⑦

这里定义的“机械”,更确切地说是机器,即现代机械原理中的machine概念。

综上所述,西方有关机械的一般性概念随着机械的发展逐渐发生了变化,随着机械工程科学的建立和发展而深化。从区分机械与手工工具开始,到区别复杂机械与简单机械和工具,进而形成了机械工程学中最基本的机器和机构概念。

3、机械工程技术史的范畴

机械工程学是以机构和机器为基本对象的科学,各类和各种不同机械均属机械工程技术的范畴。机械的种类繁多,可根据部分机械在某些方面的类同特性或特征化分类别。如希罗将简单机械分为五类:轮与轴,杠杆,滑车,尖劈,螺旋。按马克思对机器系统的分类,机械可分为发动机、传动机构和工作机。刘仙洲在《中国机械工程发明史(第一编)》中将机械分为七类,即:简单机械、发动机或原动机、工作机、传动机、仪表、仅用发动机原理的机械、发电机与电动机。

按机械的使用功能则可分为动力机械、物料搬运机械、粉碎机械等;接服务的产业可分为农业机械、矿山机械、纺织机械、运输机械和化工机械等;按工作原理又可分为热力机械、流体机械、往复机械和仿生机械等。

从动态观点看,机械工程又是一个技术过程。它包含了人类的主要技术活动:(1)发明与革新;(2)设计与测试;(3)制造(加工与制作)(4)使用与维修。因此各种机械的发明、设计、加工与制造以及使用与维修均属机械工程技术的范畴。发明和设计包含了更多的智力因素和思想与知识内涵。制造和使用则包含了更多的体力因素和经验与实践的内容。机械加工与制作的对象以及加工制作过程无疑属于机械工程技术的基本内容,因此,某些通过机械加工获得的技术产品,尽管不能看作是机构和机器,也常常被认为属于机械工程的范畴。

机械工程技术史是研究机械工程技术发生、发展过程及其规律的一门学科。机械工程技术史的对象和范畴与机械工程技术的对象与范畴既有在内在的联系,由有着一定的差别。从认识上看,机械工程技术是第一个层次,机械工程技术史是第二个层次,后者是以前者为基础的。机械工程技术史是研究过去的机械技术的学问,与前者不同的特点是研究者和研究对象在时间坐标上处于不同的位置,因此它重视从时间关系研究机械技术的特点和演变过程。可以说,机械工程技术史的对象是历史上的机械成果及其影响机械工程技术发展的各种主要因素。不仅历代的机械发明、机械制造技术以及机械成果的推广与应用属于机械工程技术史的范畴,而且影响机械工程发展的社会的经济、政治和文化等因素也属于它考察的对象和范畴。

二、中国机械工程技术史的研究对象、任务和价值

1、中国机械史的研究对象与任务

中国机械工程技术史主要研究机械工程技术在中国的发展过程与模式,它的对象是中国历代的机械成果及其影响机械工程技术发展的各种因素。机械技术的发展在许多方面有其一般性的规律,适用于不同的文化和国家,当然也适用于中国。但是每个国家特别是不同文化传统的国家有着不同的特殊环境和背景,各国机械的发展是不平衡的。有的国家和地区在机械技术的某些方面发展水平较高,另一些国家和地区则在机械的另一些方面发展水平较高;有的机械成果在某些国家传播和发展较快,而在另一些国家推广应用十分缓慢。由于不同文化和社会因素的制约,各国机械工程技术的发展模式也并不是千篇一律的。因此不同国家机械工程技术的发展往往呈现出不同的特点。尤其是中国古代机械的发展,技术传统与西方有很大不同,有其独特的轨迹。既有许多优点也有不少缺点,既有很多成功的经验也有不少失败的教训,值得认真加以总结。中国机械史的主要任务就是要整理和发掘中国历代在机械工程方面的重要成果及其特点,揭示机械工程技术在中国发展的规律性和特殊性。

研究中国机械史应从考察中国历代的机械成果入手,首先需要掌握大量的历史资料。中国历史上有哪些重要机械科技成果?它们的水平和价值如何?中国传统机械及其技术、工艺方法和西方有何不同?机械工程技术对中国社会生产有何作用和影响?这些都是需要机械史研究解决的基本性问题。只有对有关史料进行全面的清理和深入的分析,才能获得这些问题的答案。对于中国古代机械史来说,历代有关机械工程的成果主要反映在三类史料之中,即文字资料、图像与图形资料和实物资料。中国机械工程的文献史料,是有关古代机械的概念名称、形制、材料、动力、结构原理、工艺方法、应用与推广情况以及相关的社会历史文化背景等方面的文字记载和描述。它包括各类典籍中的有关史料和出土文物上相关的铭刻资料等。除了少数一些技术著作中有关机械的专论性记述外,有关机械工程的文献资料十分零散,大都分散在大量的各类古籍之中。图像与图形资料主要是古代美术作品和工程技术著作及其它典籍中的机械图像与图形,这些资料不仅存在于帛、纸为载体的古代绘画作品和各类写本和印刷本书籍中,而且大量存在于古代岩画、铜器刻画、砖石刻画、壁画等平面绘画和浮雕作品之中。实物资料是考古发掘中出土的和传世的与古代机械直接有关的各种实物,主要包括大量的古代各类机械成品、半成品、零部件、机械模型、明器机械和机械加工产品,目前在民间仍然尚存不少传统机械,从技术上看属于古机械的遗制,它们也是重要的实物资料。这些实物资料具有重大的价值,由此可以获得更为确切和可靠的关于过去机械技术的信息,它们与文献资料同样属于中国机械史的研究对象。搜集、整理和分析古代机械工程史资料,是中国机械工程史研究的一项基础性工作。但是,由于多数文献史料分散在数量极大的古籍和铭文中,各类与机械有关的古代绘画作品则更是分散收藏于各地不同的机构和个人手中,实物资料同样分布在十分广泛的地域范围内,此外还有大量资料流失国外,因此,对如此众多的史料进行充分的发掘、整理和研究,由少数人在短期内显然是难以完成的。中国机械工程技术史的任务因而也十分繁重,必须多人接力工作,逐步扩大调查和研究的范围,直到基本掌握整体面貌。

中国机械工程史还要探讨影响中国机械工程技术发展的各种因素。除了研究诸如工匠和技术人员在机械工程发展中的作用、古代的技术观和设计与管理思想对工程技术实践的影响等内部因素外,还应分析文化与科学传统、社会经济与政治制度、战争与军事、思维方式、技术政策与组织管理制度以及对外交流关系对机械工程发展的影响等诸多外部的因素。这些因素对于古代机械工程的发展有时起促进作用,也有时起阻碍作用。有的因素只有短期影响,有些则长期发挥作用。这方面的研究,涉及领域很多,情况极为复杂,因而难度也更大,任务更为艰巨。如果要想在中国机械史的宏观研究方面取得突破性的进展,就必须在这方面有更多的投入和下更大的功夫。在搜集、整理和分析古代机械工程史资料的基础工作取得重要进展后,研究工作的重点应逐渐向这方面转移。

2、中国机械史的价值

中国的机械工程技术在漫长的历史发展过程中形成了自己独特的风格。中国古代机械工程技术,是世界机械史的一个组成部分,在世界机械工程史上占有重要位置。

中国古代机械工程技术成果具有重要的历史价值,有许多机械发明和技术成果在世界机械史上处于遥遥领先的地位,其中不少成果还传播到了世界各地,对世界机械技术的进步起到了直接的促进作用。著名科学史家李约瑟在讨论中西科技交流与比较问题时曾指出:“有少数几种基本技术曾经从古代美索不达米亚朝四面八方传播,……可是,中国人的发明就多了。这些发明在公一元世纪到十八世纪期间先后传到了欧洲和其他地区。这里包括:(1)龙骨车;(2)石碾和水力在石碾上的应用;3水排;(4)风扇车和簸扬机;(5)活塞风箱;6平放织机(它可能也是印度的发明)和提花机;(7)缫丝、纺丝和调丝机;(8)独轮车;(9)加帆手推车;(10)磨车;(11)拖重牲口用的两种高效马具,即胸带和套包子;(12)弓弩(13)风筝;(14)竹编蜒和走马灯;(15)深钻技术;(16)铸铁的使用;(17)游动的常平悬吊器;(18)弧形拱桥;(19)铁索吊桥;(20)河渠闸门;(21)造船和航运方面的无数发明,包括防水隔舱、高效率空气动力帆和前后索具(22)船尾的方向舵;(23)火药以及和它有关的一些技术;(24)罗盘针,先用于看风水,后来又用于航海;(25)纸、印刷术和活字印刷术;(26)瓷器。我写到这里时了句点,因为二十六个字母都已经用完了,可有许多例子、甚至还有重要的例子可以列举。我们决不能认为对以上任何一种发明已经没有话可讲了,也不能认为在所有例子中,都有足够的证据可以充分证明,后来欧洲应用的是从较早的中国人的实践中得来的。但是所有这些例子有一种共同之点,这就是它们在中国应用的时期,确实早于它们在世界其他部分出现的时期。有时甚至要早得多。”①李约瑟博士列举的这些实例绝大多数都是中国古代的机械发明或相关的技术成果,由此可见,中国古代的机械技术成果不仅在中国科技史上占有突出地位,而且在世界机械史乃至科技史上的地位也是不可低估的。

中国机械史的历史价值还表现在传统机械工程技术在中国古代社会经济和科技发展中占有十分重要的位置。中国自古以来以农业立国,农业生产在古代历史发展进程中始终占据核心地位,因而作为农业生产工具的农业机械在生产中的作用极为重要。农业机械技术方面的大量发明、革新及其推广应用对社会生产力的提高起了极大的作用。同样,机械在水利工程、建筑工程、交通运输、纺织等领域中也发挥着重要作用。机械技术在军事上具有举足轻重的作用,先进和精良武器与军事装备的制造都要依赖先进的机械技术。中国古代在天文观测方面能够取得许多重要成就,与先进天文仪器的作用密不可分,而众多先进天文仪器的出现则反映了中国古代精密机械制造技术的发达。明代宋应星编著的《天工开物》是一部关于中国古代工程技术的百科全书,其中讲述机械技术的内容占了全书一半以上的篇幅,也说明机械技术在古代工程技术中的重要地位。因此,传统机械技术根植于中国古代社会生活和生产的各个领域之中,机械技术的进步不仅促进了生产的发展,丰富了古代的社会生活,而且成为推动古代不同领域科技发展的有力工具。

中国机械史的研究不仅具有重要的历史价值,而且具有较高的现实价值和意义。这主要表现在以下几个方面。

首先,中国古代机械工程技术是中国科学文化的重要组成部分,传统机械的技术成果是我国优秀的科学文化遗产,因此中国古代机械史的研究具有重要的文化价值。机械技术在人类物质文化史上一直占据核心地位,人类文明的发展阶段一般以机械技术的重要成果作为主要划分标志,便是最好的说明。而我们的祖先创造了许多杰出的机械科技成果,为后世留下了大量的物质文化财富,发掘、整理和研究这些机械成果对于丰富祖国科学文化宝库无疑极为有益。但过去这方面的工作开展得还远远不够,中国机械工程机械史仍是一个有待开发的领域,在目前情况下进一步开展中国机械史的研究也显得尤为重要。

第二,技术发展有很强的继承性和规律性,中国机械史的研究有助于揭示技术发展特质,可以起到温故知新、阐明方向和趋势的作用,因此具有重要的借鉴价值。中国历史上在机械科技方面的成功经验和失败教训,对于现今科技的发展很有借鉴价值。中国古代与机械有关的技术观和技术哲学思想,对于我们认识技术与人、技术与环境以及技术与社会的关系仍有参考价值。中国古代的一些技术思想和方法与举措正好与现代可持续发展的时代要求相切合,对于认识和解决技术给现代社会带来的环境污染,能源和资源的枯竭等一系列负面效应也有积极的参考意义。中国近现代机械史的研究则对于制定国家的技术规划、技术发展与引进的政策和战略更是有着直接的借鉴作用。

第三,研究和学习中国机械工程史,阐明中国传统机械技术的兴衰历程,了解科学家、发明家的生平、成就和思想,不仅可以学到科学和历史的知识,还可从中获得启示和汲取教益,因而中国机械史还有着比较重要的教育价值与作用。机械工程技术史知识的传播有助于人们了解机械工程技术的概念和原理的来龙去脉,加深对机械科技的认识和理解。培根说;学史可以使人明智。对于青年学生与专业科技人员来讲,机械史的知识则可起到开拓视野的作用。

第四,研究中国机械史,不难发现一些古老的机械技术、工艺和原理在现代仍然发挥着作用或具有实用价值。中国传统的农业机械与古农具至今在农业生产中广泛使用,具有极强的生命力。我国的许多传统金属工艺仍在实际应用中发挥着重要作用。在秦始皇陵墓中出土的青铜箭镞表面上有一层含铬的黑色致密层,埋在地下两千多年没有腐蚀。现代金相学研究证明这样处理有很强的抗腐蚀能力。此项表面处理技术显然具有古为今用的价值。类似的实例还有很多。机械史的研究有助于认识和发现传统机械的现代意义和实用价值。

三、中国古代机械史的分期问题

研究中国机械技术的总体发展进程,必须把中国机械技术的形成与发展过程划分为几个不同的历史阶段,因此,中国机械史的分期问题是进行中国机械工程史宏观研究的一个重要问题。合理的分期不但可以反映中国机械工程发展的阶段性,同时也应反映出中国机械科技发展的特点和主要线索。

关于中国机械史的分期问题,已有一些学者有所涉及和讨论,但目前尚未进行充分的研究,也未得出一致的结论。1984年,郭可谦、陆敬严先生最早专门讨论了这一问题。他们提出了将中国机械史分为四个时期的方案:①

(1)简单工具时期,相当于原始社会时期,即石器时代。分为两个阶段:粗制工具阶段(旧石器时代),和精制工具阶段(新石器时代)。

(2)古代机械时期,大约从四千年到十九世纪四十年代。包括三个阶段:从古车出现到秦以前为迅速发展阶段;秦到宋元时期为成熟阶段;明代到十九世纪四十年代为缓慢前进阶段。

(3)近代机械时期,,从一八四○年至新中国成立前夕。

(4)现代机械时期,新中国成立后的发展时期。

在1985年,笔者提出了关于中国机械史的另一种分期意见,将中国机械史分为六个时期:②

(1)形成与积累时期,从远古到西周时期。

(2)迅速发展和成熟时期,从春秋时期到到东汉末年。

(3)全面发展和鼎盛时期,从三国时期到元代中期。

(4)缓慢发展时期,从元代后期到清代中期。

(5)转变时期,清代后期到中国成立前夕。

(6)复兴时期,新中国成立后的发展时期。

最新出版的《中国科学技术史》机械卷有“中国古代和近代机械工程发展概述”一章,论述中基本上采用了第一种分期方案。

1987年出版的《中国的百科全书》机械工程卷有词条“中国古代机械史”、“中国近代机械工业”和“中国现代机械工业”分别涉及了中国古代机械工程技术、近代机械工业和现代机械工业发展的分期问题。这里仅介绍周世德先生在“中国古代机械史”条目中采用的古代机械史分期方案:③

(1)春秋以前(公元前770年前)。

(2)春秋至汉魏时期(公元前770年前~公元265)。

(3)两晋宋元时期(公元265~1368)。

(4)明清时期(1368~1840)。

上述分期方案都有各自的分期依据,并较好地反映了机械史与中国通史的关系。在反映中国机械工程发展的内部规律和特点方面,虽然也得到较好的处理,但细节方面似乎尚有进一步探讨的余地。笔者认为中国机械史的分期应以机械科技的重大转变和突破为主要依据,这就需要分析和研究各个历史时期各种机械在动力、材料、结构原理、工艺和功能等方面的发展水平和变化情况.此外,还应注意考察不同时期间机械工程知识的水平和先进机械的推广与应用情况以及机械的社会功能与作用。中国机械工程技术的发展是一个以波浪式曲线前进的过程。常常由于某一方面或几个方面(如材料、动力、工艺等方面)的重大转变或突变引起机械工程技术的主要内容发生了变化,使其达到新的水平,这样就形成了几个不同的自然发展时期。据此,我们在又在上述方案的基础上,提出了如下关于中国古代机械史分期的修订方案:

(1)古代机械技术的萌芽时期,从旧石器时代开始到新石器时代。

(2)传统机械技术的初步形成时期,夏、商、西周时期。

(3)传统机械技术的进一步发展时期,春秋战国到三国时期。

(4)传统机械技术的成熟与鼎盛时期,魏晋南北朝到元代。

(5)传统机械的平缓发展与西方机械的传入时期,明初到十九世纪中叶。

四、中国古代机械工程史研究的历史与现状

在我国,中国机械工程技术史的现代研究发端于20世纪二三十年代。张荫麟、刘仙洲和王振铎等是早期中国机械史研究工作的主要开拓者。张荫麟于1925年翻译了英国学者穆尔(A.C.Moule)1924年发表在ToungPao(通报)上的专题论文“TheChineseSouth-PointingCarriage”,中译文题目改为“宋燕肃、吴德仁指南车造法考”,发表在《清华学报》第2卷第1期(1925)上。张荫麟又于1926年在《清华学报》第2卷第2期上发表了“宋卢道隆、吴德仁指南车之造法”一文。此后,他又在1928年发表了论文“中国历史上之‘奇器’及其作者”(《燕京学报》第1卷第3期)。30年代开始了较为全面的古代机械的文献资料发掘、整理和专题复原研究。1935年刘仙洲在清华大学出版了《中国机械工程史料》(约6万字)一书,首次依据现代机械工程分类方法整理了中国古代机械工程的史料,初步勾勒出了中国古代机械工程的基本轮廓。几乎与此同时王振铎也开始了复原地动仪、指南车与记里鼓车的工作,他于1936年发表了专题论文“汉张衡候风地动仪造法之推测”(《燕京学报》第20期,10周年纪念专号),1937年又发表了重要论文“指南车记里鼓车之考证及模型”(《史学集刊》第3期)。40年代,刘仙洲又发表了“王征与我国第一部机械工程学”(见《国立清华大学学报》1期,《真理杂志》1卷2期)和“中国在热机历史上的地位”(《东方杂志》39卷18期)两篇有影响的论文。

西方学者早在19世纪后期就开始关注中国古文献中有关机械发明的记载,20世纪初在欧洲的技术史著作中已有关于中国古代机械发明的探讨。如奥地利著名技术史家霍维茨(H.T.Horwitz)在1913年出版的技术史著作中对中国的机械发明作了论述。此后直到30年代,在他的不少论著中都有关于中国古代机械的讨论①。葛雷斯(H.A.Giles)于1906年,劳佛尔(B.Laufer)于1912,分别对中国古代指南车进行了复原研究②。穆尔(A.C.Moule)于1924年发表了研究指南车的专题论文,并根据《宋史》的文献记载给出了具体的复原方案。穆尔的工作引起英国学者的关注,此后戴科斯(K.T.Dykes)提出了采用差动轮系复原指南车的设想(1942年),兰彻斯特(G.Lanchster)于1947年利用差动轮系制作了复原模型。美国学者霍梅尔(R.P.Hommel)在1921年在至1928年、1928年至1930年前后用了8年时间在中国各地调查传统手工业技术,在进行了广泛的实地调查后,写成专著ChinaatWork;anillustratedRecordofthePrimitiveIndustriesofChina’sMasses,whoseLifeisToil,andthusanAccountofChineseCivilization,于1937年在纽约出版,其中包含了大量传统机械与工艺方面的内容,配有大量实物照片,是一部具有重要历史和文化价值的著作。恰特莱(H.Chatley)在1942年在TransactionsoftheNewcomenSociety(22,117)上发表了TheDevelopmentofMechanismsinAncientChina(古代中国机械学的发展)综论研究性论文,在西方首次较全面地论述了中国古代机械的发展。在国外,对中国机械史研究最有建树的学者还是李约瑟博士。他从50年代开始发表有关中国机械史方面的论文,1965年他的巨著《中国科学技术史》的机械工程卷(ScienceandCivilizationinChina,Volume4,PhysicsandPhysicalTechnology,Part2,MechanicalEngineering)由剑桥大学出版社出版,它是第一部英文的中国机械史的学术专著,在国际上影响极大。李约瑟编撰此书时利用了大量的中国机械史的原始资料和研究成果,同时参考了许多世界与西方机械史的文献和研究成果,在比较科学史的视角对中国机械技术的发展及其重要成果进行了深入研究。日本和台湾学者较早分别将此书翻译成日文和中文出版,中国大陆的中文译本也在2000年有科学出版社和上海古籍出版社出版。

20世纪50年代以来,中国机械史的研究工作在中国经历了十分曲折的过程。在50年代至60年代前期,刘仙洲做了一系列机械史专题研究工作,发表了多篇论文,并主持汇集中国工程史料。1962年他编著的《中国机械工程史(第一编)》一书由科学出版社,这是第一部中国古代机械史的著作,论述了中国古代的主要机械发明成就,从机械原理和原动力的角度出发整理了中国古代机械工程发展的脉络。1963刘仙洲年撰写的《中国古代农业机械发明史》问世,这是第一部全面历史中国古代农业机械成果及其发展的著作。王振铎则在发掘古代文献和文物资料的基础上,对许多机械成果做了深入的专题研究。他在中国历史博物馆主持复原了水运仪象台、候风地动仪、指南车、记里鼓车等一系列古代机械装置。他们的杰出工作,奠定了中国机械工程史这一学科的基础,在国内外学术界产生了重大影响。正当中国机械史的研究被引向深入之时,爆发了史无前例的“”,导致了科学文化大灾难。“”期间,和其他学科一样,机械史的研究也完全处于停顿状态。“”以后,中国机械史的研究得以恢复和发展,老一辈学者也续有力作刊行,如清华大学出版了根据刘仙洲生前汇集的史料编纂而成的《中国科技史资料汇编一农业机械》(1985年),王振择先生出版他的论文集《科技考古论丛》(1989年)。同时,同济大学、中国科学院自然科学史研究所、北京航空航天大学等单位,都积极开展了中国机械史的研究工作和国内外学术交流,并通过招收机械史的研究生,努力培养新一代的专业研究人员。一些大专院校开设了机械史的选修课,取得了良好的效果。从20世纪80年代起,中国机械史的研究队伍开始形成,研究工作逐渐活跃,数百篇,涌现了不少具有较高质量和较大影响的专题研究成果。如陆敬严先生主持的古代机械模型复原等课题,华觉明先生参与主持的曾侯乙编钟的复原研究,杨青、钱小康等先生参与主持的秦陵铜车马技术研究等都取得了突出成果。综合性与系统性的整理与研究工作也有重要进展,如1986年机械工程师进修大学刊行了郭可谦、陆敬严合著的《中国机械史讲座》,1986年文物出版社出版了华觉明等撰写的《中国冶铸史论集》,和,1992年北京理工大学出版了张柏春撰写的《中国近代机械简史》,1995年山东科技出版社出版了苏荣誉等编撰的《中国上古金属技术》,1998年清华大学出版社出版了张春辉编著的《中国古代农业机械发明史》(补编),1999年大象出版社出版了华觉明撰著的《中国古代金属技术》。此外,台湾中央文物供应社也在1987年出版了万迪棣编撰的《中国机械科技之发展》一书,此书被收入中华文化丛书中。90年代初期,中国科学技术史丛书委托陆敬严、华觉明主编《中国科学技术史》的机械卷,钱小康、张柏春、何堂坤、杨青、赵丰、黄麟雏、刘克明和冯立升等多位学者参加编写,于1997年完成全书的编撰工作。此书于2000年由科学出版社出版,全书约69万字,与前面几部通史性中国机械史著作有所不同,它突破了简史的范畴,是一部较大型的中国机械工程学术著作。此书对中国机械工程的历史发展做了比较系统的论述和讨论,对已有的研究成果进行了一次较全面的总结。这表明,中国机械史的研究已走出初创阶段,进入了一个新的历史发展时期。

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①真保吾一著,董万友译,机械工学概论,国际文化出版公司,1986,3。原作书名为“緿綐機械工学”,由日本理工学社1984年出版。

①②李志超,机发论—有为的科学观,自然科学史研究,1990,9(1):2。

①刘仙洲,中国机械工程发明史(第一编),科学出版社,1962,5。

②维特鲁威著,高履泰译,建筑十书,这个建筑工业出版社,1986,224-225。

③A.P.Usher:AHistoryofMechanicalInventions,DoverPublications,Inc.,1988,NewYork,120.

④转引自①。

⑤马克思,资本论(第一卷),人民出版社,1963,396。

⑥马克思,机器。自然力和科学的应用,人民出版社,1978,91-92。

①马克思,机器。自然力和科学的应用,人民出版社,1978,52。

②③转引(译)自A.P.Usher:AHistoryofMechanicalInventions,DoverPublications,Inc.,1988,NewYork,117

④⑤⑥⑦见刘仙洲:中国机械工程发明史(第一编),科学出版社,1962,5-6。

①李约瑟,中国科学技术史·总论(中译本第一卷),科学出版社,1975,545-547。

①郭可谦、陆敬严,关于中国机械史的分期意见,机械设计,1984,1(2)。

②冯立升,中国机械史的分期意见,科学、技术与辩证法,1986,(3)。

机械科技论文范文篇7

1、机械的现代定义

研究机械工程技术史,首先需要明确机械的观念规定。在我国现代的机械学著作中,“机械”一词是机构(mechanism)和机器(machine)的总称。尽管各种机械的构造、性能和用途各异,但从它们的组成和运动形式来看,却有两个共同特征:

1)它们是一种人为的实物构件的组合。

2)它们各部分之间具有确定的相对运动。

凡同时具备上述两个特征的构件组合体便称为机构或机械。机器除了具备上述两个特征外,还必须具备第三个特征:能代替人类的劳动以完成有用的机械功或转换机械能。所以机器是能转换机械能或完成有用的机械功的机构。从结构和运动的观点来看,机构和机器并无区别,因此泛称它们为机械。

机构和机器的定义来源于西方机械工程科学,它们都是现代机械原理中的最基本的概念,但在现代西方机械学著作中,并没有一个作为机构(mechanism)和机器(machine)的总称的专门名词或术语。在日本的机械工学中,机械概念是如下定义的:①

凡符合下述三项条件的,则定义为机械。

①它是物体的组合,假定力加到其各个部分也难以变形。

②这些物体必须实现相互的、单一的、规定的运动。

③把施加的能量转变为最有用的形式,或转变为有效的机械功。

这里,“机械”一词定义的是machine概念,这一定义与我国机械原理著作对机器的定义相同。mechanism一词,在日本机械工学中译为“機構”,或音译为メカニズム。

考虑到机构和机器均属现代机械学的基本范畴,我们采用能够同时涵盖机构和机器的机械概念,也是有其合理性的。

设计机械的目的是完成预定的机械运动及完成特定的动作,一般来说,一种复杂机械都由三大部分组成。一是原动部分,它是机械动力的来源。二是工作部分,它处于传动路线的终点,完成机械的预定动作。三是传动部分,它是把原动机件的运动和功率传递给工作部分的中间环节。近代机械中又有第四个部分,即自动控制部分。

2、机械的古代涵义及其演变

(1)中国古代文献中“机械”一词的涵义

“机械”一词由“机”与“械”两个汉字组成,探讨该词的涵义,首先须了解这两个字在古汉语中的意思。

“机”在古汉语中原指某种或某一类特定的装置,后来又泛指一般的机械。

古代常以“机”指弩上发箭的装置,即弩机。《尚书·太甲》有“若虞机张,往省括于度,则释”。但此篇可能作于西汉。《庄子·齐物论》:“其发若机括。”《释文》称:“机,弩牙;括,箭括。”按此言张弩发箭,以括入机,机动则发。东汉时成书的《说文解字》对“机”的解释是“机,主发者也”,说的也是弩机。由弩机延伸,触发式捕兽器也称为“机”。《庄子·山林》道:“丰狐,文豹……不免于网罗机辟之患。”即指夹子一类的装置。后来的“机防阱”和“机关”也是这个意思。

古代又以“机抒”指织布机。《淮南子·氾论》载“伯余之初作衣也,……手经指挂,其成犹网罗。后世为之机抒胜复以便其用。”《史记·郦生传》有“农夫释耒,二女下机”。南北朝《木兰词》有“不闻机抒声,唯闻女叹息”。《说文解字》:“抒,机之持纬者也。”宋《集韵》也说:“机以转轴,抒以持纬。”抒就是梭子,而机为转轴部件。“机抒”二字各表织机一个特征部件,因而后有只用一个“机”字代表织机的说法。①

由以上所述可知,“机”之本义当指机械装置中构成转动副的转动构件。

《尚书》:“在璇玑玉衡以齐七政。”伏胜《尚书大传》云:“旋机者,何也?传曰:旋者还也,机者几也,微也。其变几微,而所动者大,谓之旋机。”这里“机”为轴动之物。《管子·形势解》也载:“奚仲之为车器也,方圆曲直皆中规矩钩绳。故机旋机得,用之牢利,成器坚固。”这是讲车的部件生产的质量检验工序,“机旋机得”是指达到转动配合的精度标准要求。②

“机”还引申为许多机械发明的泛称,《战国策·宋卫》说:“公输般为楚设机,将以攻宋。”注称:“机,械,云梯之属。”《荀子·议兵》有“固塞不树,机变不张。”注称“机变,谓器械变动攻敌也。”《后汉书·张衡列传》说;“衡善机巧。”《南齐书·祖冲之传》:“初,宋武平关中,得姚兴指南车,有外形而无机巧,每行,使人于内转之。”“机”字实际可以泛指各种灵巧和关键的机械装置。

“机”的涵义由此延伸,出现了更具抽象的词义。《韩非子·十过》:“此存亡之机也。”《逸周书·大武》:“此七者,伐之机也。”“机”在这里指事物之枢要、关键。《庄子·至乐》载:“万物皆出于机,皆入于机。”疏曰:“机者,发动,所谓造化也。”这是指事物变化之所由。“机”还指事物变化之迹象、征兆等等。这样,衍生出大量相关词汇,如机巧、机先、机兆、机密、机会、机缘、机要、机谋、机关和机衡等。

“械”在古代是指器械、器物等实物。《庄子·天地》载“有械于此,一日浸百畦,用力甚寡而见功多。”“械”在这里为一般器械或器具。《墨子·公输》:“公输般为楚造云梯之械。”这是指兵器。《汉书·司马迁传》载:“淮阴(韩信),王也,受械于陈。”“械”在此指刑具。

与“机”原指局部的关键机件有所不同,“械”在中国古代原本便指某一整体器械或器具,。这两字连在一起,组成“机械”一词,便成为为一般性的机械概念了。

在先秦时期的文献中,已经讨论了抽象的机械概念。《庄子·外篇·天地第十二》有一段关于机械技术思想意义的讨论:

(子贡)见一丈人方将为圃畦,凿隧而入井,抱瓮而出灌,然用力甚多而见功寡。子贡曰:“有械于此,一日浸百畦,用力甚寡而见功多,夫子不欲乎?”为圃者仰而视之曰:“奈何?”曰:“凿木为机,后重前轻,挈水若抽,数如汤,其名曰槔。”为圃者忿然作色而笑曰:“吾闻之吾师,有机械者必有机事,有机事者必有机心。机心存于胸中,则纯白不备。纯白不备,则神生不定。神生不定者,道之所不载也。吾非不知,羞而不为也。”子贡瞒然,俯而不对。

这段文字是中国技术思想史的重要史料,后面将进行专题讨论。这里我们感兴趣的是,子贡与老人的对话给出了机械的概念界定:机械是能用力甚寡而见功多的器械。

关于机械的概念,在《韩非子》卷十五《难》二中有类似的论述:“审于地形、舟车、机械之利,用力少,致功大,则入多。”这里还有了初步的经济观点。①

由此可知,中国古代早在战国时期就已形成了与现代机械学中“机械”一词涵义比较相近的机械概念和术语了。

(2)西方古今的机械概念

英文的“machine”一词,其涵义要比现代机械学界定的“机器”(machine)概念要广。在一般使用上,它与汉语的“机械”一词类同。美国罗伯特·欧布林(RobertObrien)所著《机器》一书中指出:英文的“machine”(机械)一词来源于希腊文mechine及拉丁文mecina,两者原意都指的是“巧妙的设计”。Machine作为一般性的机械概念的出现,主要是为了区别与手工工具。在西方,一般性的机械概念的提出,可追溯到古罗马时期。

西方最先提出机械定义的是古罗马的建筑师维特鲁威(Vitruvii)。他在其著作《建筑十书》(约成书于公元前32-33年)给出了这样的定义:“机械是把木材结合起来的装置,主要对于搬运重物发挥效力。”他对机械和工具作了区别:“机械(machane)和工具(organon)之间似乎有着以下的区别。即机械是以多数人工和很大的力量而发生效果的,如重弩炮和葡萄压榨机。而工具则是一名操纵人员慎重地处理来达到目的的,如蝎形轻弩炮或不等圆的螺旋装置。因此工具和机械都是利用上不可缺少的东西。”②

亚历山大利亚城的希罗(HeroofAlexandria,公元1世纪)最早讨论了机械的基本要素,他认为机械的要素有五类:轮与轴,杠杆,滑车,尖劈,螺旋。希罗的论文只是关系到提升和推动重物,虽不够全面,但却反映了古典机械的特征。③

1724年,德国莱比锡的机械士廖波尔特(Leopold)给出的定义是:“机械或工具是一种人造的设备,用它来产生有利的运动;同时在不能用其他方法节省时间和力量的地方,它能做到节省。”④

马克思在《资本论》中对充分发展了的机械给出了界定:“一切已经发展的机器,都三个本质上不同的部分——发动机、传动机构和工具机械工作机——构成,发动机是整个机构的动力。”⑤马克思在《1861—1863年经济学手稿》讨论了机器与工具的区别,他指出:“以上所述已经对机器和工具有什么区别的问题作出了回答。工具本身一旦由机械来推动,一旦由工人的工具(它的生产率取决于工人的技巧并需要他付出作为劳动过程的媒介的劳动)变成机械的工具,——机器就代替了工具。在这种情况下,机械应该达到这样的发展程度:它既能从人或牲畜,简言之,从任意动作的那些原动力获得动力,也能从机械推动的原动机获得动力。”⑥

马克思主要从经济学和生产工具发展的宽广视角考察机器和机械的深刻涵义,力图说明当时的社会生产从工厂手工业向大机器工业的转变。他认为机器是代替人手操纵工具的机械系统,它从一开始就应是“工作部分同传导运动的机械和推动机械的原动机的组合”。马克思还谈到了当时一些学者中关于机械和机器的概念:“就象在英国的在政治经济学家一样,在英国的力学家中,可以遇到这样一些人,他们认为,机器与工具没有本质的区别;工具是简单的机器,而机器是复杂的工具,或者说,两者只有简单机器与复杂机器之分。从这种意义上说,甚至最简单的机械,如杠杆、斜面、滑轮、螺旋、楔、轮子等,也被叫作机器”①

19世纪中、后期,西方机械工程学家开始从机械的力学原理出发讨论机械或者说机器的概念,从而给出比较专业和科学的定义。下面给出的是早期机构学的两部奠基性著作中的定义。

英国机械学家威利斯(R.Willis,1800-1875)在其《机构学原理》(ThePrincipleofMechanism,1841年)所给的定义是:“任何机械(machine)都是由用各种不同方式连接起来的一组构件组成,使其一个构件运动,其余构件将发生一定的运动,这些构件与最初运动之构件的相对运动关系取决于它们之间连接的性质。”②

德国机械学家勒洛(F.Reuleaux,1829-1905)在其《理论运动学》(TheoretischeKinematik,GrundzügeeinerTheoriedesMaschienenwesens,1875年)中的定义是:“机械(machine)是多个具有抵抗力之物体的组合体,其配置方式使得能够借助它们强迫自然界的机械力做功,同时伴随着一定的确定运动。”③

威利斯给出的machine定义实际是现代机械原理中的机构。勒洛则最早给出了现代机械学中的机器(即machine)定义。从勒洛开始,机构概念与机器也被区分开来。20世纪的机械原理著作进一步明确了机构和机器的概念。

勒洛的《理论运动学》建立了机械运动学的基础,书中的许多概念、观点和研究方法被沿用至今。20世纪初,出现了把机构学和机械动力学合在一起的机械原理著作。当时西方的机械原理教科书中有如下的定义:

(1)“机械者,固定部分与运动部分之组合体,介乎能力与工作之间,所以使能力变为有用之工作者也。”(1912年,Keown)④

(2)“机械者,两个以上物体之组合体,其相对运动皆继续受一定之限制,使一种能力由之变化或传达,以作一种特别之工作者也。”(1915年,Mcksy)⑤

1930年,我国机械学家刘仙洲在编写中国最早的机械原理教科书时,参考西方这类教科书给出了一个定义:“机械者,两个以上之物体之组合体。动其一部则其余各部各发生一定之相对运动或限制运动,吾人得利用之使一种天然能力或机械能力发生一定之效果或工作者也。”⑥

1955年,乌克兰奥德萨工业大学多布罗沃利斯基(В.А.Добрвольский)在一篇论文中给出了一个定义:“机械是为人所使用的劳动工具,在这个劳动工具中,形状和尺寸适合的部分是由能经受很高压力(阻力)的材料所制成;在引入能量不断作用下,能完成适合的实际上有利的运动和动作;这些运动和动作是人们为完成技术的工艺目的所必要的。”⑦

这里定义的“机械”,更确切地说是机器,即现代机械原理中的machine概念。

综上所述,西方有关机械的一般性概念随着机械的发展逐渐发生了变化,随着机械工程科学的建立和发展而深化。从区分机械与手工工具开始,到区别复杂机械与简单机械和工具,进而形成了机械工程学中最基本的机器和机构概念。

3、机械工程技术史的范畴

机械工程学是以机构和机器为基本对象的科学,各类和各种不同机械均属机械工程技术的范畴。机械的种类繁多,可根据部分机械在某些方面的类同特性或特征化分类别。如希罗将简单机械分为五类:轮与轴,杠杆,滑车,尖劈,螺旋。按马克思对机器系统的分类,机械可分为发动机、传动机构和工作机。刘仙洲在《中国机械工程发明史(第一编)》中将机械分为七类,即:简单机械、发动机或原动机、工作机、传动机、仪表、仅用发动机原理的机械、发电机与电动机。

按机械的使用功能则可分为动力机械、物料搬运机械、粉碎机械等;接服务的产业可分为农业机械、矿山机械、纺织机械、运输机械和化工机械等;按工作原理又可分为热力机械、流体机械、往复机械和仿生机械等。

从动态观点看,机械工程又是一个技术过程。它包含了人类的主要技术活动:(1)发明与革新;(2)设计与测试;(3)制造(加工与制作)(4)使用与维修。因此各种机械的发明、设计、加工与制造以及使用与维修均属机械工程技术的范畴。发明和设计包含了更多的智力因素和思想与知识内涵。制造和使用则包含了更多的体力因素和经验与实践的内容。机械加工与制作的对象以及加工制作过程无疑属于机械工程技术的基本内容,因此,某些通过机械加工获得的技术产品,尽管不能看作是机构和机器,也常常被认为属于机械工程的范畴。

机械工程技术史是研究机械工程技术发生、发展过程及其规律的一门学科。机械工程技术史的对象和范畴与机械工程技术的对象与范畴既有在内在的联系,由有着一定的差别。从认识上看,机械工程技术是第一个层次,机械工程技术史是第二个层次,后者是以前者为基础的。机械工程技术史是研究过去的机械技术的学问,与前者不同的特点是研究者和研究对象在时间坐标上处于不同的位置,因此它重视从时间关系研究机械技术的特点和演变过程。可以说,机械工程技术史的对象是历史上的机械成果及其影响机械工程技术发展的各种主要因素。不仅历代的机械发明、机械制造技术以及机械成果的推广与应用属于机械工程技术史的范畴,而且影响机械工程发展的社会的经济、政治和文化等因素也属于它考察的对象和范畴。

二、中国机械工程技术史的研究对象、任务和价值

1、中国机械史的研究对象与任务

中国机械工程技术史主要研究机械工程技术在中国的发展过程与模式,它的对象是中国历代的机械成果及其影响机械工程技术发展的各种因素。机械技术的发展在许多方面有其一般性的规律,适用于不同的文化和国家,当然也适用于中国。但是每个国家特别是不同文化传统的国家有着不同的特殊环境和背景,各国机械的发展是不平衡的。有的国家和地区在机械技术的某些方面发展水平较高,另一些国家和地区则在机械的另一些方面发展水平较高;有的机械成果在某些国家传播和发展较快,而在另一些国家推广应用十分缓慢。由于不同文化和社会因素的制约,各国机械工程技术的发展模式也并不是千篇一律的。因此不同国家机械工程技术的发展往往呈现出不同的特点。尤其是中国古代机械的发展,技术传统与西方有很大不同,有其独特的轨迹。既有许多优点也有不少缺点,既有很多成功的经验也有不少失败的教训,值得认真加以总结。中国机械史的主要任务就是要整理和发掘中国历代在机械工程方面的重要成果及其特点,揭示机械工程技术在中国发展的规律性和特殊性。

研究中国机械史应从考察中国历代的机械成果入手,首先需要掌握大量的历史资料。中国历史上有哪些重要机械科技成果?它们的水平和价值如何?中国传统机械及其技术、工艺方法和西方有何不同?机械工程技术对中国社会生产有何作用和影响?这些都是需要机械史研究解决的基本性问题。只有对有关史料进行全面的清理和深入的分析,才能获得这些问题的答案。对于中国古代机械史来说,历代有关机械工程的成果主要反映在三类史料之中,即文字资料、图像与图形资料和实物资料。中国机械工程的文献史料,是有关古代机械的概念名称、形制、材料、动力、结构原理、工艺方法、应用与推广情况以及相关的社会历史文化背景等方面的文字记载和描述。它包括各类典籍中的有关史料和出土文物上相关的铭刻资料等。除了少数一些技术著作中有关机械的专论性记述外,有关机械工程的文献资料十分零散,大都分散在大量的各类古籍之中。图像与图形资料主要是古代美术作品和工程技术著作及其它典籍中的机械图像与图形,这些资料不仅存在于帛、纸为载体的古代绘画作品和各类写本和印刷本书籍中,而且大量存在于古代岩画、铜器刻画、砖石刻画、壁画等平面绘画和浮雕作品之中。实物资料是考古发掘中出土的和传世的与古代机械直接有关的各种实物,主要包括大量的古代各类机械成品、半成品、零部件、机械模型、明器机械和机械加工产品,目前在民间仍然尚存不少传统机械,从技术上看属于古机械的遗制,它们也是重要的实物资料。这些实物资料具有重大的价值,由此可以获得更为确切和可靠的关于过去机械技术的信息,它们与文献资料同样属于中国机械史的研究对象。搜集、整理和分析古代机械工程史资料,是中国机械工程史研究的一项基础性工作。但是,由于多数文献史料分散在数量极大的古籍和铭文中,各类与机械有关的古代绘画作品则更是分散收藏于各地不同的机构和个人手中,实物资料同样分布在十分广泛的地域范围内,此外还有大量资料流失国外,因此,对如此众多的史料进行充分的发掘、整理和研究,由少数人在短期内显然是难以完成的。中国机械工程技术史的任务因而也十分繁重,必须多人接力工作,逐步扩大调查和研究的范围,直到基本掌握整体面貌。

中国机械工程史还要探讨影响中国机械工程技术发展的各种因素。除了研究诸如工匠和技术人员在机械工程发展中的作用、古代的技术观和设计与管理思想对工程技术实践的影响等内部因素外,还应分析文化与科学传统、社会经济与政治制度、战争与军事、思维方式、技术政策与组织管理制度以及对外交流关系对机械工程发展的影响等诸多外部的因素。这些因素对于古代机械工程的发展有时起促进作用,也有时起阻碍作用。有的因素只有短期影响,有些则长期发挥作用。这方面的研究,涉及领域很多,情况极为复杂,因而难度也更大,任务更为艰巨。如果要想在中国机械史的宏观研究方面取得突破性的进展,就必须在这方面有更多的投入和下更大的功夫。在搜集、整理和分析古代机械工程史资料的基础工作取得重要进展后,研究工作的重点应逐渐向这方面转移。

2、中国机械史的价值

中国的机械工程技术在漫长的历史发展过程中形成了自己独特的风格。中国古代机械工程技术,是世界机械史的一个组成部分,在世界机械工程史上占有重要位置。

中国古代机械工程技术成果具有重要的历史价值,有许多机械发明和技术成果在世界机械史上处于遥遥领先的地位,其中不少成果还传播到了世界各地,对世界机械技术的进步起到了直接的促进作用。著名科学史家李约瑟在讨论中西科技交流与比较问题时曾指出:“有少数几种基本技术曾经从古代美索不达米亚朝四面八方传播,……可是,中国人的发明就多了。这些发明在公一元世纪到十八世纪期间先后传到了欧洲和其他地区。这里包括:(1)龙骨车;(2)石碾和水力在石碾上的应用;3水排;(4)风扇车和簸扬机;(5)活塞风箱;6平放织机(它可能也是印度的发明)和提花机;(7)缫丝、纺丝和调丝机;(8)独轮车;(9)加帆手推车;(10)磨车;(11)拖重牲口用的两种高效马具,即胸带和套包子;(12)弓弩(13)风筝;(14)竹编蜒和走马灯;(15)深钻技术;(16)铸铁的使用;(17)游动的常平悬吊器;(18)弧形拱桥;(19)铁索吊桥;(20)河渠闸门;(21)造船和航运方面的无数发明,包括防水隔舱、高效率空气动力帆和前后索具(22)船尾的方向舵;(23)火药以及和它有关的一些技术;(24)罗盘针,先用于看风水,后来又用于航海;(25)纸、印刷术和活字印刷术;(26)瓷器。我写到这里时了句点,因为二十六个字母都已经用完了,可有许多例子、甚至还有重要的例子可以列举。我们决不能认为对以上任何一种发明已经没有话可讲了,也不能认为在所有例子中,都有足够的证据可以充分证明,后来欧洲应用的是从较早的中国人的实践中得来的。但是所有这些例子有一种共同之点,这就是它们在中国应用的时期,确实早于它们在世界其他部分出现的时期。有时甚至要早得多。”①李约瑟博士列举的这些实例绝大多数都是中国古代的机械发明或相关的技术成果,由此可见,中国古代的机械技术成果不仅在中国科技史上占有突出地位,而且在世界机械史乃至科技史上的地位也是不可低估的。中国机械史的历史价值还表现在传统机械工程技术在中国古代社会经济和科技发展中占有十分重要的位置。中国自古以来以农业立国,农业生产在古代历史发展进程中始终占据核心地位,因而作为农业生产工具的农业机械在生产中的作用极为重要。农业机械技术方面的大量发明、革新及其推广应用对社会生产力的提高起了极大的作用。同样,机械在水利工程、建筑工程、交通运输、纺织等领域中也发挥着重要作用。机械技术在军事上具有举足轻重的作用,先进和精良武器与军事装备的制造都要依赖先进的机械技术。中国古代在天文观测方面能够取得许多重要成就,与先进天文仪器的作用密不可分,而众多先进天文仪器的出现则反映了中国古代精密机械制造技术的发达。明代宋应星编著的《天工开物》是一部关于中国古代工程技术的百科全书,其中讲述机械技术的内容占了全书一半以上的篇幅,也说明机械技术在古代工程技术中的重要地位。因此,传统机械技术根植于中国古代社会生活和生产的各个领域之中,机械技术的进步不仅促进了生产的发展,丰富了古代的社会生活,而且成为推动古代不同领域科技发展的有力工具。

中国机械史的研究不仅具有重要的历史价值,而且具有较高的现实价值和意义。这主要表现在以下几个方面。

首先,中国古代机械工程技术是中国科学文化的重要组成部分,传统机械的技术成果是我国优秀的科学文化遗产,因此中国古代机械史的研究具有重要的文化价值。机械技术在人类物质文化史上一直占据核心地位,人类文明的发展阶段一般以机械技术的重要成果作为主要划分标志,便是最好的说明。而我们的祖先创造了许多杰出的机械科技成果,为后世留下了大量的物质文化财富,发掘、整理和研究这些机械成果对于丰富祖国科学文化宝库无疑极为有益。但过去这方面的工作开展得还远远不够,中国机械工程机械史仍是一个有待开发的领域,在目前情况下进一步开展中国机械史的研究也显得尤为重要。

第二,技术发展有很强的继承性和规律性,中国机械史的研究有助于揭示技术发展特质,可以起到温故知新、阐明方向和趋势的作用,因此具有重要的借鉴价值。中国历史上在机械科技方面的成功经验和失败教训,对于现今科技的发展很有借鉴价值。中国古代与机械有关的技术观和技术哲学思想,对于我们认识技术与人、技术与环境以及技术与社会的关系仍有参考价值。中国古代的一些技术思想和方法与举措正好与现代可持续发展的时代要求相切合,对于认识和解决技术给现代社会带来的环境污染,能源和资源的枯竭等一系列负面效应也有积极的参考意义。中国近现代机械史的研究则对于制定国家的技术规划、技术发展与引进的政策和战略更是有着直接的借鉴作用。

第三,研究和学习中国机械工程史,阐明中国传统机械技术的兴衰历程,了解科学家、发明家的生平、成就和思想,不仅可以学到科学和历史的知识,还可从中获得启示和汲取教益,因而中国机械史还有着比较重要的教育价值与作用。机械工程技术史知识的传播有助于人们了解机械工程技术的概念和原理的来龙去脉,加深对机械科技的认识和理解。培根说;学史可以使人明智。对于青年学生与专业科技人员来讲,机械史的知识则可起到开拓视野的作用。

第四,研究中国机械史,不难发现一些古老的机械技术、工艺和原理在现代仍然发挥着作用或具有实用价值。中国传统的农业机械与古农具至今在农业生产中广泛使用,具有极强的生命力。我国的许多传统金属工艺仍在实际应用中发挥着重要作用。在秦始皇陵墓中出土的青铜箭镞表面上有一层含铬的黑色致密层,埋在地下两千多年没有腐蚀。现代金相学研究证明这样处理有很强的抗腐蚀能力。此项表面处理技术显然具有古为今用的价值。类似的实例还有很多。机械史的研究有助于认识和发现传统机械的现代意义和实用价值。

三、中国古代机械史的分期问题

研究中国机械技术的总体发展进程,必须把中国机械技术的形成与发展过程划分为几个不同的历史阶段,因此,中国机械史的分期问题是进行中国机械工程史宏观研究的一个重要问题。合理的分期不但可以反映中国机械工程发展的阶段性,同时也应反映出中国机械科技发展的特点和主要线索。

关于中国机械史的分期问题,已有一些学者有所涉及和讨论,但目前尚未进行充分的研究,也未得出一致的结论。1984年,郭可谦、陆敬严先生最早专门讨论了这一问题。他们提出了将中国机械史分为四个时期的方案:①

(1)简单工具时期,相当于原始社会时期,即石器时代。分为两个阶段:粗制工具阶段(旧石器时代),和精制工具阶段(新石器时代)。

(2)古代机械时期,大约从四千年到十九世纪四十年代。包括三个阶段:从古车出现到秦以前为迅速发展阶段;秦到宋元时期为成熟阶段;明代到十九世纪四十年代为缓慢前进阶段。

(3)近代机械时期,,从一八四○年至新中国成立前夕。

(4)现代机械时期,新中国成立后的发展时期。

在1985年,笔者提出了关于中国机械史的另一种分期意见,将中国机械史分为六个时期:②

(1)形成与积累时期,从远古到西周时期。

(2)迅速发展和成熟时期,从春秋时期到到东汉末年。

(3)全面发展和鼎盛时期,从三国时期到元代中期。

(4)缓慢发展时期,从元代后期到清代中期。

(5)转变时期,清代后期到中国成立前夕。

(6)复兴时期,新中国成立后的发展时期。

最新出版的《中国科学技术史》机械卷有“中国古代和近代机械工程发展概述”一章,论述中基本上采用了第一种分期方案。

1987年出版的《中国的百科全书》机械工程卷有词条“中国古代机械史”、“中国近代机械工业”和“中国现代机械工业”分别涉及了中国古代机械工程技术、近代机械工业和现代机械工业发展的分期问题。这里仅介绍周世德先生在“中国古代机械史”条目中采用的古代机械史分期方案:③

(1)春秋以前(公元前770年前)。

(2)春秋至汉魏时期(公元前770年前~公元265)。

(3)两晋宋元时期(公元265~1368)。

(4)明清时期(1368~1840)。

上述分期方案都有各自的分期依据,并较好地反映了机械史与中国通史的关系。在反映中国机械工程发展的内部规律和特点方面,虽然也得到较好的处理,但细节方面似乎尚有进一步探讨的余地。笔者认为中国机械史的分期应以机械科技的重大转变和突破为主要依据,这就需要分析和研究各个历史时期各种机械在动力、材料、结构原理、工艺和功能等方面的发展水平和变化情况.此外,还应注意考察不同时期间机械工程知识的水平和先进机械的推广与应用情况以及机械的社会功能与作用。中国机械工程技术的发展是一个以波浪式曲线前进的过程。常常由于某一方面或几个方面(如材料、动力、工艺等方面)的重大转变或突变引起机械工程技术的主要内容发生了变化,使其达到新的水平,这样就形成了几个不同的自然发展时期。据此,我们在又在上述方案的基础上,提出了如下关于中国古代机械史分期的修订方案:

(1)古代机械技术的萌芽时期,从旧石器时代开始到新石器时代。

(2)传统机械技术的初步形成时期,夏、商、西周时期。

(3)传统机械技术的进一步发展时期,春秋战国到三国时期。

(4)传统机械技术的成熟与鼎盛时期,魏晋南北朝到元代。

(5)传统机械的平缓发展与西方机械的传入时期,明初到十九世纪中叶。

四、中国古代机械工程史研究的历史与现状

在我国,中国机械工程技术史的现代研究发端于20世纪二三十年代。张荫麟、刘仙洲和王振铎等是早期中国机械史研究工作的主要开拓者。张荫麟于1925年翻译了英国学者穆尔(A.C.Moule)1924年发表在ToungPao(通报)上的专题论文“TheChineseSouth-PointingCarriage”,中译文题目改为“宋燕肃、吴德仁指南车造法考”,发表在《清华学报》第2卷第1期(1925)上。张荫麟又于1926年在《清华学报》第2卷第2期上发表了“宋卢道隆、吴德仁指南车之造法”一文。此后,他又在1928年发表了论文“中国历史上之‘奇器’及其作者”(《燕京学报》第1卷第3期)。30年代开始了较为全面的古代机械的文献资料发掘、整理和专题复原研究。1935年刘仙洲在清华大学出版了《中国机械工程史料》(约6万字)一书,首次依据现代机械工程分类方法整理了中国古代机械工程的史料,初步勾勒出了中国古代机械工程的基本轮廓。几乎与此同时王振铎也开始了复原地动仪、指南车与记里鼓车的工作,他于1936年发表了专题论文“汉张衡候风地动仪造法之推测”(《燕京学报》第20期,10周年纪念专号),1937年又发表了重要论文“指南车记里鼓车之考证及模型”(《史学集刊》第3期)。40年代,刘仙洲又发表了“王征与我国第一部机械工程学”(见《国立清华大学学报》1期,《真理杂志》1卷2期)和“中国在热机历史上的地位”(《东方杂志》39卷18期)两篇有影响的论文。

西方学者早在19世纪后期就开始关注中国古文献中有关机械发明的记载,20世纪初在欧洲的技术史著作中已有关于中国古代机械发明的探讨。如奥地利著名技术史家霍维茨(H.T.Horwitz)在1913年出版的技术史著作中对中国的机械发明作了论述。此后直到30年代,在他的不少论著中都有关于中国古代机械的讨论①。葛雷斯(H.A.Giles)于1906年,劳佛尔(B.Laufer)于1912,分别对中国古代指南车进行了复原研究②。穆尔(A.C.Moule)于1924年发表了研究指南车的专题论文,并根据《宋史》的文献记载给出了具体的复原方案。穆尔的工作引起英国学者的关注,此后戴科斯(K.T.Dykes)提出了采用差动轮系复原指南车的设想(1942年),兰彻斯特(G.Lanchster)于1947年利用差动轮系制作了复原模型。美国学者霍梅尔(R.P.Hommel)在1921年在至1928年、1928年至1930年前后用了8年时间在中国各地调查传统手工业技术,在进行了广泛的实地调查后,写成专著ChinaatWork;anillustratedRecordofthePrimitiveIndustriesofChina’sMasses,whoseLifeisToil,andthusanAccountofChineseCivilization,于1937年在纽约出版,其中包含了大量传统机械与工艺方面的内容,配有大量实物照片,是一部具有重要历史和文化价值的著作。恰特莱(H.Chatley)在1942年在TransactionsoftheNewcomenSociety(22,117)上发表了TheDevelopmentofMechanismsinAncientChina(古代中国机械学的发展)综论研究性论文,在西方首次较全面地论述了中国古代机械的发展。在国外,对中国机械史研究最有建树的学者还是李约瑟博士。他从50年代开始发表有关中国机械史方面的论文,1965年他的巨著《中国科学技术史》的机械工程卷(ScienceandCivilizationinChina,Volume4,PhysicsandPhysicalTechnology,Part2,MechanicalEngineering)由剑桥大学出版社出版,它是第一部英文的中国机械史的学术专著,在国际上影响极大。李约瑟编撰此书时利用了大量的中国机械史的原始资料和研究成果,同时参考了许多世界与西方机械史的文献和研究成果,在比较科学史的视角对中国机械技术的发展及其重要成果进行了深入研究。日本和台湾学者较早分别将此书翻译成日文和中文出版,中国大陆的中文译本也在2000年有科学出版社和上海古籍出版社出版。

20世纪50年代以来,中国机械史的研究工作在中国经历了十分曲折的过程。在50年代至60年代前期,刘仙洲做了一系列机械史专题研究工作,发表了多篇论文,并主持汇集中国工程史料。1962年他编著的《中国机械工程史(第一编)》一书由科学出版社,这是第一部中国古代机械史的著作,论述了中国古代的主要机械发明成就,从机械原理和原动力的角度出发整理了中国古代机械工程发展的脉络。1963刘仙洲年撰写的《中国古代农业机械发明史》问世,这是第一部全面历史中国古代农业机械成果及其发展的著作。王振铎则在发掘古代文献和文物资料的基础上,对许多机械成果做了深入的专题研究。他在中国历史博物馆主持复原了水运仪象台、候风地动仪、指南车、记里鼓车等一系列古代机械装置。他们的杰出工作,奠定了中国机械工程史这一学科的基础,在国内外学术界产生了重大影响。正当中国机械史的研究被引向深入之时,爆发了史无前例的“”,导致了科学文化大灾难。“”期间,和其他学科一样,机械史的研究也完全处于停顿状态。“”以后,中国机械史的研究得以恢复和发展,老一辈学者也续有力作刊行,如清华大学出版了根据刘仙洲生前汇集的史料编纂而成的《中国科技史资料汇编一农业机械》(1985年),王振择先生出版他的论文集《科技考古论丛》(1989年)。同时,同济大学、中国科学院自然科学史研究所、北京航空航天大学等单位,都积极开展了中国机械史的研究工作和国内外学术交流,并通过招收机械史的研究生,努力培养新一代的专业研究人员。一些大专院校开设了机械史的选修课,取得了良好的效果。从20世纪80年代起,中国机械史的研究队伍开始形成,研究工作逐渐活跃,数百篇,涌现了不少具有较高质量和较大影响的专题研究成果。如陆敬严先生主持的古代机械模型复原等课题,华觉明先生参与主持的曾侯乙编钟的复原研究,杨青、钱小康等先生参与主持的秦陵铜车马技术研究等都取得了突出成果。综合性与系统性的整理与研究工作也有重要进展,如1986年机械工程师进修大学刊行了郭可谦、陆敬严合著的《中国机械史讲座》,1986年文物出版社出版了华觉明等撰写的《中国冶铸史论集》,和,1992年北京理工大学出版了张柏春撰写的《中国近代机械简史》,1995年山东科技出版社出版了苏荣誉等编撰的《中国上古金属技术》,1998年清华大学出版社出版了张春辉编著的《中国古代农业机械发明史》(补编),1999年大象出版社出版了华觉明撰著的《中国古代金属技术》。此外,台湾中央文物供应社也在1987年出版了万迪棣编撰的《中国机械科技之发展》一书,此书被收入中华文化丛书中。90年代初期,中国科学技术史丛书委托陆敬严、华觉明主编《中国科学技术史》的机械卷,钱小康、张柏春、何堂坤、杨青、赵丰、黄麟雏、刘克明和冯立升等多位学者参加编写,于1997年完成全书的编撰工作。此书于2000年由科学出版社出版,全书约69万字,与前面几部通史性中国机械史著作有所不同,它突破了简史的范畴,是一部较大型的中国机械工程学术著作。此书对中国机械工程的历史发展做了比较系统的论述和讨论,对已有的研究成果进行了一次较全面的总结。这表明,中国机械史的研究已走出初创阶段,进入了一个新的历史发展时期。

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①真保吾一著,董万友译,机械工学概论,国际文化出版公司,1986,3。原作书名为“緿綐機械工学”,由日本理工学社1984年出版。

①②李志超,机发论—有为的科学观,自然科学史研究,1990,9(1):2。

①刘仙洲,中国机械工程发明史(第一编),科学出版社,1962,5。

②维特鲁威著,高履泰译,建筑十书,这个建筑工业出版社,1986,224-225。

③A.P.Usher:AHistoryofMechanicalInventions,DoverPublications,Inc.,1988,NewYork,120.

④转引自①。

⑤马克思,资本论(第一卷),人民出版社,1963,396。

⑥马克思,机器。自然力和科学的应用,人民出版社,1978,91-92。

①马克思,机器。自然力和科学的应用,人民出版社,1978,52。

②③转引(译)自A.P.Usher:AHistoryofMechanicalInventions,DoverPublications,Inc.,1988,NewYork,117

④⑤⑥⑦见刘仙洲:中国机械工程发明史(第一编),科学出版社,1962,5-6。

①李约瑟,中国科学技术史·总论(中译本第一卷),科学出版社,1975,545-547。

①郭可谦、陆敬严,关于中国机械史的分期意见,机械设计,1984,1(2)。

②冯立升,中国机械史的分期意见,科学、技术与辩证法,1986,(3)。

机械科技论文范文篇8

毕业设计是大学本科教学的最后一个环节,也是最重要的实践环节之一。通过该环节,学生不仅可以进一步培养基础知识和专业知识的综合应用能力,加强创新意识和工程能力的培养,而且也是检验教学质量的重要环节。毕业设计是一个系统工程,涉及选题、实习、文献综述、方案论证、评阅和答辩等环节,各环节均可对毕业设计质量产生重要的影响。李文祥等[1]针对本科毕业设计论文(设计)教学研究改革的主要内容进行了研究;李文斌等[2]对机械工程类本科毕业生毕业设计(论文)教学过程中存在的问题进行了分析,并介绍了毕业设计教学改革的思路经验;龚中良[3]针对机械类毕业生的不同群体,提出了从选题、开题、指导过程及论文答辩等环节实施分类管理与指导的策略;刘天军[4]研究了应用型本科机械设计制造及其自动化专业毕业设计选题问题;赵国勇等[5]对新工科背景下机械类本科生毕业设计环节建设问题进行了探索;刘新强等[6]以机械电子工程专业为例研究了毕业设计的教学改革与实践;王芳[7]研究了机械类本科毕业设计工程图样质量的问题;徐颖强等[8]对本科机械类专业毕业设计质量影响因素进行了分析,并提出了相关建议。中原工学院机电学院现有机械设计制造及其自动化、机械电子工程、车辆工程三个机械类本科专业和工业工程、工业设计两个近机类本科专业,其中,机械设计制造及其自动化专业为部级特色专业建设点,并被批准为部级专业综合改革试点项目专业,工业设计专业为河南省特色专业建设点,工业工程专业为校级特色专业。近年来,机电学院始终将毕业设计工作作为提升人才培养质量的重要抓手,狠抓毕业设计的过程管理,取得了一定的成效,但也存在一些值得思考的问题。

二、毕业设计的选题

毕业设计选题是毕业设计工作的重要一环。毕业设计选题工作的好坏直接影响毕业设计的质量。笔者认为毕业设计选题的依据是能否达到毕业设计的教学要求,体现基础知识和专业知识的综合训练,强化专业知识的掌握和运用,突出新知识新技术的扩展,提高学生解决本专业实际问题的能力。毕业设计的课题分为适于多位学生合作完成的较大课题和适于单一学生完成的课题。对于适于多位学生完成的较大课题,更应该体现课题的综合性和复杂性,在课题分配上,既强调独立完成的内容,更应强调合作的内容,每位学生所承担的设计工作量大体相当,加强协作精神的培养;对于适于单一学生完成的课题,设计任务的难度及工作量要适中。毕业设计课题的选择不应只强调设计工作量,更重要的是强调学生解决问题能力和创新意识的培养。按照我校毕业设计课题的归类,分为研究型、设计型、开发型以及其他,课题来源分为纵向、横向和自选等。指导教师在拟订毕业设计课题时应尽量与其研究课题及方向相一致和相近且符合各专业选题范围要求,研究型和设计型或开发型的课题应根据教师的实际情况分别占一定的比例。对于研究型或具有重大应用价值的设计型或开发型课题,笔者认为前后几届的学生的设计课题应具有的一定的连贯性,更有利于研究的深入。对于自定题目,最好采用新题。在选题过程中,上述应该由指导教师着重考虑和掌握。在指导教师拟定毕业设计课题后,应该将课题进行网上公布,除了公布课题题目外,还应公布设计内容和要求,对学生掌握的知识应特别要求的应一并注明,供学生选题时参考。实行初选课题制,即指导教师所拟订的课题均为初选课题,在大三结束后放暑假之前公布,根据课题情况,学院适当增加一些选修课供学生根据毕业设计课题选修。学生根据自身情况选题后,应深入了解设计要求,并同指导教师对课题题目、内容等进行深入探讨,在充分研究的基础上,可对课题题目和内容进行相应修正,变目前的被动选题为主动选题。在大四第一学期末将最终确定的毕业设计课题报教务处。

三、毕业设计的实习与文献综述

完成毕业设计选题后,在不冲击正常教学情况下,可分为两类情况(弹性制)开展工作。一类是不准备报考研究生的学生(占多数),另一类是准备报考研究生的学生。对于第一类学生,在指导教师的引导下,学生可根据选题情况,开展文献查阅,完成毕业设计的译文工作和文献综述工作以及毕业设计的规划和方案论证工作。在正常毕业设计期间,结合文献综述和毕业设计的规划,有目的地安排毕业实习,并完成实习报告。对于在大四第一学期毕业设计工作开展比较扎实的学生,允许学生有一定的弹性时间安排就业事宜,这样安排,不仅有利于毕业设计质量的提高,而且照顾了学生的就业现实,使毕业设计和就业两不误。对于报考研究生的学生,因为这类学生在大四第一学期将占用大量的时间复习相关课程,即使在暑期已经选好课题,这类学生也没有时间对课题的有关问题进行深入的考虑。因为报考研究生的学生在就业方面有一定的缓冲期,所以指导教师应在考研结束后(包括寒假)抓紧时间引导学生进入文献查阅和综述工作,并在大四第二学期的第三周完成,两类学生的进度应尽量保持一致。目前,文献翻译的资料主要由指导教师提供,应逐渐过渡到文献资料根据课题内容和要求查找资料。文献译成中文后,学生应多次修改,本组学生互改,使翻译准确率达到90%以上。毕业设计应强调文献综述工作,文献查阅与综述应属于毕业实习的重要组成部分,改变重实习轻文献查阅和综述的现状,一些实习中得不到的资料,可通过文献查阅获取,文献综述的过程实际上是对课题再认识的过程。通过文献查阅和综述,了解本课题的现状和未来发展方向,为毕业设计的全面展开打下坚实的基础。

四、毕业设计的内涵

毕业设计是一个综合学习的过程。在选题和文献查阅与综述以及实习的基础上,进入毕业设计的中心工作阶段,正式对设计和研究目标开展工作,其内涵的好坏体现了毕业设计的质量。机械设计制造及其自动化专业的毕业设计课题类型除了按前面分类外,还可分为三类,即,硬课题、软课题和软硬结合课题。硬课题主要由机床(专用/组合机床)、生产设备、检测仪器和模具/夹具等的设计。软课题包括研究(包括理论和实验性研究)、软件开发、多媒体课件开发等。软硬结合类课题主要是指针对机械系统开发相应的控制系统(包括硬件和软件)。为了保证毕业设计的质量,必须针对不同类型的课题,提出不同的设计要求。对于以设计为主的课题,应将以考核设计图纸的数量、图面质量为主的要求转到除了注重上述要求外,更要注重理论分析和计算、方案论证以及课题的创新意识、设计说明书(论文)的撰写能力以及计算机的应用能力。对于研究性课题,一般都要具有一定的实验性(包括计算机仿真实验),此类课题着重考察实验的规划和数据处理能力,依据实验数据,采用相应的数学方法,对实验结果进行处理和分析;而对于以软件开发为主的课题,该类课题必须符合专业培养目标,以机械设计制造及其自动化专业为例,课题必须与该专业所涉及的专业基础课和专业课相关,属机械学科研究的范畴,这类课题应根据课题要求,在模型建立的基础上,用相应的计算机语言或工具开发计算机程序,程序必须能够实际运行。不管是研究性课题,还是软件开发性课题,其均要写出论文,论文的撰写比设计说明书的要求要高,字数也要多于设计说明书,并且在附录中要有实验数据或所开发的原程序。另外,对于软课题,为了使毕业设计达到综合训练的目的,还应增加一张装配图,该装配图必须是学生根据要求设计的,设计不能太复杂,主要起强化机械设计训练的目的。对于软硬结合课题,学生根据机械系统要求,在控制系统设计完成的基础上,用元件和控制模块(包括PLC、单片机、A/D)以及计算机构建实际控制系统,并编制相应的软件,所构建的系统必须能够实际运行。为了确保毕业设计的内涵,必须对各类毕业设计课题制定详细的要求。对于所有毕业设计说明书和论文及其英文摘要以及英文题目的撰写都应引起足够的重视。

五、毕业设计的规范化

毕业设计的规范化也是确保毕业设计质量不可缺少的环节。毕业设计的规范化包括格式的规范化、评价的规范化。格式的规范化主要是指毕业实习报告、文献翻译、毕业设计说明书(论文)和图纸的格式的标准化。毕业实习报告、文献翻译和毕业设计说明书(论文)必须按毕业设计论文规范执行,指导老师在审阅时应严格把好格式关,不符合格式要求的不予答辩。毕业设计图纸的标准化应引起足够的重视,尤其在计算机绘图的情况下,应对各种线条的粗细、点划线和虚线的间距、剖面线的间距、尺寸线箭头的大小、形位公差标注框格的大小、数字和文字的大小与字体、标题栏等进行规定。对于总体设计和零件图要求生成三维图。评价的规范化并非以教条的方式对毕业设计进行评价。评价的依据是设计思路(有无工程和创新意识)、完成设计要求的情况、理论计算和分析的能力、图样表达能力、文字表达能力、英语应用能力、观察问题和综合分析问题的能力、格式的规范化、工作态度和独立完成工作的能力等。毕业设计的评价主要通过指导教师评价、审阅教师评价和答辩教师评价进行,综合上述三部分评价,即可得到学生毕业设计的成绩。对于答辩教师的评价,笔者认为评价的重点不应仅关注图面质量,还应考查完成设计任务的质量,回答答辩老师提出的相关问题,考查学生掌握和运用基础知识和专业知识的能力,工作量是否饱满也不是答辩的范围,因为不饱满的话,一是课题选择不当,指导教师应承担责任,二是没有完成设计任务,在此情况下,学生是不能参加答辩的。图面质量重点由评阅教师评价,工作态度和独立完成工作的能力应由指导教师评价。为了使毕业设计同学对答辩的环节的重视,要求每位同学都要针对毕业设计做PPT,选择部分同学进行公开答辩。采用现场随机选取公开答辩的同学,被选中的同学参加公开答辩,而其他同学参加分组答辩。若被选到参加公开答辩的同学答辩成绩不及格,将不得参加复答辩,需延期毕业,对全部毕业设计学生都给予了做好毕业设计和答辩准备的压力。通过近几年的实践,积累了一定的经验并取得了良好的实施效果。

六、结束语

毕业设计是我校机电学院各学年第二学期教学工作的重中之重,近年来针对上述内容与环节一直抓选题质量和过程管理,取得了一定的成效,毕业设计质量明显提高。但由于专业的师资分布不均,结构不合理,以及教师指导学生人数较多且课堂教学工作又比较繁重的情况,教师的指导精力、能力、责任心等都会对毕业设计质量产生较大的影响;另一方面,实际课题和研究性课题比重偏少,部分学生毕业设计主动性不强等,都是影响毕业设计质量的重要因素。为了进一步提高毕业设计质量,需坚持严格过程管理,增强学生毕业设计的主动性,并要求毕业设计指导教师不断更新知识,提高自己的科研能力,加强与企业的联合,增强责任心,以适应毕业设计质量提高对教师综合素质和能力的需要。

参考文献:

[1]李卫祥,李长萍,冀满祥,郭秀卿.本科毕业论文教学改革研究与实践[J].山西农业大学学报:社会科学版,2006,5(3):305-307.

[2]李文斌,董长双,轧刚.机械工程类本科生毕业设计(论文)教学探讨[J].太原理工大学学报:社会科学版,2007,25(3):69-73.

[3]龚中良.机械类专业本科毕业设计分类指导策略[J].中南林业科技大学学报:社会科学版,2011,5(5):189-190.

[4]刘天军.应用型本科机械设计制造及其自动化专业毕业设计选题研究[J].常州工学院学报,2007,(4):71-74.

[5]赵国勇,董爱梅,赵彦峻,王洪泉.新工科背景下机械类本科生毕业设计环节建设探索[J].产业与科技论坛,2019,18(7):248-249.

[6]刘新强,王峥嵘,闵为,冀宏,张继铭.毕业设计一年制教学改革与实践———以机械电子工程专业为例[J].大学教育,2019,(3):22-24+49.

[7]王芳.机械类本科毕业设计工程图样质量的研究[J].教育教学论坛,2019,(7):178-180.

机械科技论文范文篇9

南京林业大学机械类招生从2016年开始实施,包括机械设计制造及其自动化专业、机械电子工程专业、过程装备与控制工程专业。在2016版的人才培养方案和课程大纲制定时明确要求机械工程导论课程既要满足教育和教学的需求,又要适应机械大类招生和人才培养要求。(一)高等教育人才培养的需要。高等教育是为社会培养各类高级专门技术和管理人才,机械类专业是高等教育工科门类重要的分支,对新生而言,大学课程,特别是机械类专业课程的学习目标、教学方法等方面与高中学习有很大差别,能否适应这种变化,不仅关系到大学阶段的学习成绩,还与后续的职业发展息息相关。因此,开设机械工程导论课程非常重要。(二)适应机械工程领域发展的需要。机械类专业的毕业生要求具有工程实践能力和创新意识,人文素养和职业素养,团队合作能力和国际视野,能在机械工程及相关领域有效运用专业知识和工程技术原理解决机械工程领域复杂工程问题的能力,能够适应社会发展趋势,以实现终身学习和可持续发展的目标,机械工程导论课程作为早期的专业知识教育课程,其课程内容的内涵建设尤为必要。信息化、智能化、自动化、绿色安全是当前我国机械行业发展的主要趋势也是国家经济发展的重要战略,这些变革使得机械类专业的内涵越来越丰富,面向现代机械发展趋势,改革机械工程导论课程内容的广度和深度,更好地帮助新生了解机械工程专业的背景、专业知识链的构成,国内外机械行业的最新发展概况和趋势。(三)引导专业分流的需要。大类招生的关键环节之一就是学生的专业选择问题,学生在报志愿选择专业的过程中存在着专业理解不足,认识水平参差不齐的问题。开设专业导论课程可解决学生对专业的困惑问题,使学生建立起对本专业比较全面的、概括的初步的认识,从而有助于学生更加理性地选择专业,对专业分流起到导航作用。针对本校机械类3个专业的特点,开设一门可融合原有3个独立专业导论课程的新的“机械工程专业导论”课程非常必要,这也将是该课程改革的重点和难点。(四)课程教学与评价的需要。机械工程导论课作为一门重要专业基础课程,要满足专业教学基本要求,其主要目标是帮助学生了解专业的培养目标、学科概况、课程设置、就业前景和领域等,培养专业兴趣,使学生对所学专业及从事的工作岗位有比较清晰的认识,为提高本课程的教学效果,培养学生工程伦理意识,根据课程特点,以工程教育认证为标准,以现代工程教育理念为指导,应该科学地从教学内容、教学组织、考核方式等方面设计机械工程导论课程。

二、“机械工程专业导论”课程改革的具体举措

(一)专业导论课程的目标定位。机械工程学是人类科学技术发展史上历史最为悠久的学科之一,也是对人类社会进步具有巨大贡献的工程领域之一。三百多年的发展可以说是一部灿烂辉煌的工业文明史,在世界进入知识经济时代的今天,制造业的发展和变化是令人炫目的,设计手段、制造理论、工艺方法不断推陈出新,微电子技术、控制技术、信息与计算机技术、传感技术、生物技术与机械学科的交叉、渗透、融合,逐步形成了制造科学与技术的许多新理论、新观点、新方法、新成果[3]。机械工程学涉及的专业方向很多,如机械设计、机械制造、机械电子、过程装备等等,对于刚入校的新生而言,专业选择存在专业不了解、盲目跟风的问题。在了解和选择专业的过程中,高校应该进行相应的课程安排和咨询指导,为学生提供有价值的、专业性强的信息,便于学生找到与自己个性特点相匹配的专业。机械工程专业导论课程作为一门“专业启蒙教育”课程,不仅描绘了机械工程的发展历史,也展示了当今制造业的设计手段、加工方法、服务领域、机械制造业的未来发展方向[4-5]。通过学习,学生能够对制造业有一种豁然开朗、回味无穷的感觉,通过了解不同专业的发展方向、培养目标、教学内容和就业领域,能从设计、制造、机电、控制等几个方面综合考虑,选择适于个人发展的专业方向。因此,机械工程专业导论课程的定位是为机械类招生的生源对象提供全面而清晰的本校机械类专业认知平台,对专业分流起到导航作用,同时为以后专业课程学习起到先行先导功能和宏观统领作用。(二)专业导论课程的内容设置。机械工程导论课程的教学内容需要针对入校新生对机械类各专业最关切的问题,如:针对机械类的几个专业是干什么的、专业需要学什么、毕业后自己能做什么等问题[6-7],引导学生明确学习目标,让学生了解专业、热爱专业,激发学生的学习热情,提高学生对专业的认同感,为学生答疑解惑。本校机械工程导论课程设置为16个学时(1个学分),主要包括机械与机械工程、机械类各专业内涵、人才培养课程体系、学习规划及方法4个篇章。1.第一篇机械与机械工程从介绍机械、机器、机械工程的基本概念入手,通过18世纪工业革命到工业4.0、中国制造2025机械工程发展历程、机械工程在各领域的成就、机械工程的社会重要性的教学,让学生对本专业有一个感性的认识,加强、坚定学生的专业信念。2.第二篇机械类各专业内涵以学科门类、机械类别为索引,并结合本校机械类专业特点,特别强调机械设计、机械制造、机械电子及过程控制在机械工程中的重要性及先进性,介绍机械设计方法引导学生对机械语言———图纸的认识,了解设计是机械产品的灵魂,而力学和运动分析是设计的关键;介绍先进制造技术引导学生了解机床加工、特种加工、工艺规程等最新制造技术,明白中国从制造大国到制造强国的发展意义;介绍机器人、数控技术等控制技术对机械产品的重要作用,人工智能化及信息化是机械工程将来的重要方向;介绍过程装备及其系统的状态和工况进行监测,控制方法,让学生认识到生产过程的有序稳定是提高过程装备的可靠度和功能可利用度的关键。通过对机械类中不同专业的内涵、特点、毕业生可从事的工作岗位、发展目标与前景等方面的教学,让学生了解专业门类,了解自己对不同专业门类的兴趣,为后期专业分流奠定基础。3.第三篇人才培养课程体系课程体系由一个专业所设置的课程相互间的分工与配合构成,高等学校课程体系主要反映在基础课与专业课、理论课与实践课、必修课与选修课之间的比例关系上。考虑机械类招生和培养模式,涉及3个专业的课题体系具有异同性的特点,(1)4年总学分为175左右,前1.5年的课程是完全一样,后2.5年的课程根据专业需求可设置不同的课程,满足大类招生和专业分流的需求;(2)为了满足机械大类人才培养需求,各专业均设置有大类通识课程、专业基础选修课(大类公共部分)、实践教学(大类公共部分);(3)为了培养学生创新创业的能力,各专业均增设了创新拓展模块。对课程体系的介绍能帮助新生了解本专业的人才培养模式知识结构,了解课程模块的比例与学分分布,了解理论课程及实践教学环节的设置及各专业课程内在的逻辑关系,了解毕业生应具备的知识、能力和素质的要求,有助于制定学习规划。4、第四篇学习规划及方法对大学生而言,大学课内成绩是基本,大学提倡自主性学习,课堂学习、网络线上学习、交流讨论、聆听学术报告等等都是非常好的学习方式。此外大学期间还要注重能力培养,包括:(1)奖学金:国家奖学金,国家励志奖学金,社会奖学金,学校奖学金;(2)荣誉:江苏省三好学生、江苏省优秀学生干部等等;(3)学科竞赛:数学、英语、力学、机械设计、机器人等;(4)大创项目:大学生实践创新训练计划项目等;(5)科研成果:本科生授权专利、、软件著作等;(6)毕业论文:江苏省普通高等学校本科优秀毕业设计。了解这些目标和方法,有助于新生更快适应大学学习生活,有序地、循序渐进地完成大学学业和既定目标。(三)专业导论课程的教学模式。专业导论课内容主要是以课堂介绍为主,以学生了解或比较熟悉为深度,具有难度不大但信息量大的特点。针对该课程的特点,以上述四大篇章为索引,结合专题讲座、视频演示、小组讨论等形式开展教学。譬如,在课堂教学中邀请教授对所研究领域的知识学科发展概况、学科发展前沿问题等进行专题讲座,并在此基础上进行讨论,从而帮助学生从不同角度来了解专业内容;借助国际知名企业产品制造视频、工业机器人作业视频等等,让学生更直观地了解先进制造技术和机电一体化技术,提升专业认知度。在实际的授课过程中,教学团队由各专业负责人组成,将专业特点与本校科研方向集合,将理论研究和工程实践案例相结合,将专业发展和人才培养目标结合,反映工程职业能力和标准,紧靠机械工程发展和专业的前沿。(四)专业导论课程的考核评价。课程考核的内容与形式对学生的学习有很强的促进和导向作用。基于目前专业导论课的考核没有统一的规范要求的实际,建立适应专业导论课特点的考核制度,对检查教学效果、提高教学质量非常重要。专业导论课课时较少,课程主要是引导大一新生对本专业相关内容有所认知,进行专业启蒙教育的课程特点,机械工程导论课的课程考核采取小论文的形式进行。论文包括五个主题内容:(1)入学前对机械工程的认识;(2)目前对大学课程学习的认识;(3)谈谈专业导论课后对机械工程的了解;(4)谈谈对机械类专业即“机械设计、机械制造、机械电子、过程装备”等专业方向的了解;(5)制定大学四年的专业学习规划。论文要求字数不少于3000字,层次清楚、主题突出、观点明确,其中对专业的了解要有自己的观点;论文格式规范、语言流畅、文字表达能力强。论文的评定标准主要体现在:(1)论文内容充实程度,占20分;(2)专业学习体会的深刻程度,占50分;(3)文字表达的逻辑性及流畅程度,占20分;(4)书写的规范程度,占10分。根据论文的评定标准,机械工程导论的成绩分为优、良、中、及格、不及格5个级别。优秀(90分-100分):针对机械专业论述很详尽。文理通顺、收集数据正确、资料新颖、内容翔实。论述清楚,有自己的独到见解或心得,满足撰写论文要求。良好(80分-89分):针对机械专业论述详尽。文理通顺、收集数据正确、资料翔实。论述清楚,有自己的见解或心得。满足撰写论文要求。中等(70分-79分):针对机械专业论述内容较充实。文理较通顺、收集数据正确、资料较充分。论述较清楚,无原则性错误。满足撰写论文要求。及格(60分-69分):针对机械专业论述内容单薄。文理基本通顺、收集数据正确,论述较清楚,无原则性错误。基本满足撰写论文要求。不及格(<60分):针对机械专业论述内容过于简单。内容混乱,语病多,没有体会。专业导论课程的考核注重对学生整个学习过程的考核,使学生学习的自觉性和主动性得以培养、形成及提高,从而增强了教学效果,提高了教学质量。

三、结束语

目前,各高校对专业导论课的认识和教学研究尚未达成广泛的共识,专业导论课程的开设尚处于探索阶段,本校就机械工程导论课程的定位、教学内容、教学方法及考核方式等方面进行了深入探讨及实践,对于高等学校提高人才培养质量具有重要的现实意义。实践证明,机械专业导论课的设置,对引导机械大一新生了解专业,明确专业学习目标,培养专业学习兴趣,调动学生自主学习积极性等方面都起到了较为明显的积极促进作用。

参考文献:

[1]丛娟.机械专业导论课程的教学探索与实践[J].辽宁科技学院学报,2016,18(1):54-55.

[2]吕艳,侯英苛.机械工程导论课程教学探索[J].亚太教育,2016(12):195.

[3]李增芳,郑高安,王红梅,等.基于CDIO理念的《机械工程导论》课程教学改革[J].浙江水利水电学院学报,2014,26(4):81-83.

[4]邢维芹,李立平,等.大学专业导论课程协同教学体系的构建与实施[J].大学教育,2019(3):65-67.

[5]王桂录,张志永.以专业导论课程为引领的成果导向式应用型人才培养模式探索与实践[J].中国现代教育装备,2019,305(1):75-76.

[6]张文生,唐庆菊.浅谈机械专业导论课的重要性[J].教育教学论坛,2012(33):135-137.

机械科技论文范文篇10

关键词:机械制造专业;英语语篇;特点;翻译策略

机械制造是现代工业发展的基础和核心,可以说,机械制造工作的开展状况直接关系和影响现代工业发展的程度。随着现代工业,尤其是信息化技术应用不断成熟,如今机械制造工作正在面临转型发展的全新要求,同样,随着当前全球经济、技术等多项内容交流内涵不断深化,如果想要从根本上实现自身发展,就需要在具体应用的基础上,通过互相沟通和交流,实现其生产技术水平的实质性提升,因此在跨语言交流过程中,需要通过采取合理的语言沟通交流方式,从而实现机械制造水平的学习与发展。

一、机械制造专业英语应用的特点及价值分析

机械制造专业英语应用是从专业应用角度考虑的英语内容。对于我国机械制造专业来说,其发展过程中,多数经验和知识主要是借鉴和学习其他地区经验。这不仅是因为我国机械制造专业发展时间较短,同时也和我国机械制造专业转型发展有着重要要求。因此,机械制造专业英语不仅是机械制造专业发展应用的重要媒介,同时也是其重要工具,因此认清机械制造专业英语应用的特点和价值,意义突出。

(一)机械制造专业英语应用的特点分析

认知机械制造专业英语应用特点,对于我们而言,有着重要意义和价值。通过对其特点形成准确把握,能够更好服务机械制造专业发展。从实质上看,机械制造专业英语特点主要表现为:首先,该英语应用具有极强的专业性和职业性。与其他英语不同的是,机械制造专业英语不仅仅是一种基础理论,同时也是一种指导,通过有效推动机械制造专业英语应用能够为机械制造专业发展提供重要帮助。同时,机械制造专业英语应用也集中反映的是与机械制造专业相关联的内容。其次,该英语应用具有复杂内涵和体系化融入。相对于其他英语,机械制造专业是多个专业共同融合的专业,因此无论是该专业的具体内涵,还是其中涉及的具体理论,都包含了诸多关联理论。可以说,整个英语体系具有极为复杂的内涵,所以该专业英语应用过程中,需要充分了解其关联内容。最后,该英语应用过程中,具有动态发展和变化。机械专业英语应用是围绕机械专业发展而变化发展的,随着当前机械专业发展日益完善,如今与其相关的机械专业英语正在完善、体系化发展,相对于机械专业的传统发展阶段而言,快速发展的机械制造专业,其为英语应用发展带来了重要基础。

(二)机械制造专业英语应用的具体价值分析

机械制造专业英语是服务机械制造专业发展,学习和借鉴机械制造专业发展的重要基础和前提。通过应用机械制造专业英语,具有以下价值。首先,应用该英语体系,能够为机械制造专业学习和借鉴国外先进经验提供重要帮助,尤其是当前机械制造专业发展先进地区主要为英美发达地区,通过掌握应用英语,能为其发展奠定重要基础,提供重要帮助。其次,应用该英语体系是我国机械制造专业走出去,展现自身技术内容,诠释发展理念和优势的重要媒介和工具,我国机械制造专业通过及时与世界其他地区和国家进行沟通,其势必能够为自身发展状况形成全面有效认知,同时通过交流,来发现自身不足。最后,机械制造专业英语是一种工具,一种媒介,因此应用好该专业英语内容,能够为整个专业发展提供重要帮助和有效指导。因此,利用好机械制造专业英语的沟通与媒介作用,能够为整个机械制造专业发展提供重要帮助。

二、机械制造专业英语语篇的特点认知

机械制造专业英语语篇是围绕机械制造专业发展的语篇体系,其中包含了丰富的机械制造专业知识,同时其也是实用型、科技型紧密融合的语篇体系。而复杂完善的英语语篇体系是我们认清机械制造专业发展特点的关键。因此,通过对其语篇特点进行有效认知,能够帮助我们应用好这一媒介,提升机械制造专业水平。机械制造专业英语语篇是专业化应用极强的英语语篇,因此无论是语篇内容,还是语篇应用,都有自身特点。机械制造专业是一门专业性极强的专业,而围绕该专业内容所形成的英语语篇,具有自身独特性和应用性。在学习和认知英语语篇内容时,首先要掌握一定量的英语专业术语名词,这是学习机械制造英语的关键。通过对机械制造专业英语语篇的特点和内涵进行分析,可以发现了解和掌握这些术语名词,是推动机械制造专业英语发展的关键和重点。因此,基于其专业应用性,完善术语名词的理解和掌握,具有重要价值。89语言机械制造专业英语语篇具有语言叙述与图形表述相互关联的语篇特点。机械制造专业是一门技术含量要求极高的专业,完善的机械制造专业英语应用,如果只是简单依赖机械制造英语描述是远远不够的,尤其是整个机械制造中的技术应用,不仅需要有客观的语言描述,同时也需要结合必要的图形表述,通过图形描述的有效补充,能够帮助我们直观有效了解机械制造专业英语应用的具体要求和相关条件,同时也能够对机械制造专业相关原理进行清晰直观的表达。因此,可以说,机械制造专业英语语篇中,通常能够看到语言描述与图形表述的体系化结合。此外,机械制造专业英语语篇具有一定的科技应用性和体系化公式表达应用。机械制造专业英语是一门科技性和应用性极强的专业,因此整个英语语篇在叙述相关内容时,其首先就是整个语篇体系中融入了丰富的科技论文特性,机械制造专业英语语篇从根本上看是科技论文,因此无论是叙述语言,还是语篇特点都有着科技论文的独有价值属性。与此同时,整个英语语篇在应用过程中,仍然需要相关公式进行体系化表达。应用公式是机械制造专业英语语篇内涵表达的重要补充内容,也是一种科学、精准、详细的表达方式。对于机械制造专业英语语篇来说,体系化的公式是其相对与普通英语语篇的主要特点。机械制造专业英语是一门技术应用与实践应用相结合的语言体系,因此,整个语篇要结合实际应用要求,确保其科学性和精准性。最后,机械制造专业英语语篇中通常使用被动句型,整体语言应用风格中常用被动句式,因此整个语篇中充满应用性和科学性。机械制造专业英语侧重与推理和科学论证,因此整个语篇特点中尤其注重客观事实的阐述与理论验证,整个语言语篇的应用过程中,往往是对客观事物的阐述,因此其整体语言应用风格中多为客观描述。正是其语篇的客观性特点使得我们在对其进行翻译过程中,要尊重其技术应用实际。

三、机械制造专业英语语篇的具体翻译策略分析

随着机械制造专业转型发展不断开展,如今完善该专业英语的具体应用极为必要。但是在实现双方技术经验体系化交流过程中,需要解决的重点问题就是,通过选择和使用合适的媒介因素突破语言上的障碍,从而达到交流目的。而想要实现理想的翻译效果,就必须对机械制造专业英语的特点和内涵进行全面有效的理解和认知。在了解其内涵和特点的基础上,制定合理完善的具体翻译策略极为必要。首先,机械制造专业英语语篇在翻译过程中,其首先需要尊重英语语篇翻译的客观性和科学性,要尽可能的保留整个英语语篇的特点和内涵。机械制造专业英语语篇其主要围绕的就是机械制造,因此无论是内容上的客观性,还是其科学属性,都决定了对这一内容进行翻译时,不能简单的按照英语翻译技巧和相关理论开展翻译活动。因此,在进行机械制造专业英语语篇翻译时,要结合英语专业术语名词的体系化应用,通过完善专业名词应用与翻译技巧融合,从而实现对整个语篇具体内涵的有效表达。其次,在机械制造专业英语语篇翻译过程中,要注重翻译方法的有效应用。通过系统化应用该方法,不仅能够准确传达机械制造专业的本质内涵,同时也能够实现其价值传递。在进行机械制造专业英语语篇翻译过程中,通常会遇到原句表达的真实意思并非其字面含义,而是字面含义中的对应内涵,或者是一种意义否定。但是如果在翻译过程中,简单的依据翻译理论和翻译技巧,那么整个翻译结果不仅不能准确反映其中的内涵,因此,要灵活把握其中所包含的内涵,通过使用合理的翻译方法,从而实现机械制造专业英语语篇翻译目的。最后,在机械制造专业英语语篇翻译过程中,要灵活应用意译的翻译方法,机械制造专业语篇翻译过程中,要结合其具体内涵,按照整个语篇表达内容的具体内涵进行翻译。而在语篇翻译过程中,针对其中常见的固定搭配和专业术语名词,要立足这一基础,通过灵活应用,从而实现语篇内容的准确翻译。机械制造专业英语语篇翻译其最需要的是应用与专业性,因此,要从客观、准确的角度进行英语语篇翻译。良好的翻译策略是当前机械制造专业借鉴学习的关键,所以必须巧妙合理对机械制造专业英语语篇进行认知和理解,通过具体结合,进而实现其信息内涵的准确传递和有效表达,从而实现其英语翻译价值。

四、结语

我国是传统机械制造业大国,无论是制造体系,还是制造技术,都在全世界有着重要影响力,但是我国并非机械制造强国,尤其是在很多核心知识上,我国缺乏完善的机械制造理论体系,可以说,整个机械制造发展层次不高。随着传统机械制造专业转型发展不断加剧,如今,完善机械制造技术融入和应用已经成为我国机械制造行业发展的必然要求。想要提升机械制造专业的生产水平和技术含量,不仅需要我们积极学习国外先进经验技术,同时也需要我们通过借鉴相应渠道,实现自身技术与国外技术的体系化融合,因此推动双方交流,就成为当前机械制造专业发展的客观要求。

作者:李璠 崔红叶 单位:西藏民族大学外语学院

参考文献:

[1]方文华.机械专业英语语言特点及翻译策略[J].长沙大学学报,2013(11):129-134.

[2]谷峰.机械制造专业英语语篇的特点及翻译策略[J].中国科技翻译,2014(02):231-235.