机械原理论文范文10篇

机械原理论文范文篇1

过程装备与控制工程专业在国民经济和社会发展中起着极其重要作用。首先，化工、石油化工、能源、动力是国家的支柱产业，这些行业的发展以工艺过程为先导，以先进的装备和控制技术为保障，而过程装备与控制工程正是这些产业的支柱。我国过程装备与控制工程专业的前身是化工机械专业，成立于二十世纪五十年代初期，基本上参照原苏联的模式。1951年大连工学院首先成立“化学生产机器与设备”专业，1952年天津大学、浙江大学、华东化工学院等先后成立“化学生产机器与设备”专业，简称为“化机”专业。在此后的几十年里，该专业在国民经济中发挥了无可替代的作用，尤其在化工、石油化工、轻工、制药等行业作用尤为明显。该专业主要特点是“化工”和“机械”的交叉与复合。既可以处理化工类的问题，又可以处理机械类的问题，还可以解决化工和机械的综合问题，而后一类问题在过程工业中非常普遍，实现了化工与机械的复合，曾被誉为“万金油”专业。这正是“化机”专业生存以及“化机”专业人才一直受到社会青睐的根本原因。近几年“化机”专业数量迅速扩大，目前我国已有140余所高校设置了该专业。然而，进入20世纪90年代，社会对“化机”专业人才的要求发生了改变。主要是由于过程装备越来越趋向大型化、精细化和自动化，流程参数（如压力、温度、流量等）与过程的进行必须实施精确的自动控制，将“过程”、“装备”与“控制”三个相关学科紧密有机地结合在一起，实现“化-机-电一体化”，这是“化机”专业改革的必然[1]。根据教育部1998年颁布的《普通高等学校本科专业目录》，辽宁工业大学将“化工设备与机械”本科专业正式更名为“过程装备与控制工程”专业。本专业不是一个独立的学科，实际上是将机械工业和控制工程经发展和改造，使之能服务于过程工业。因此，过程装备与控制工程是一个融“过程”、“机械”和“控制”为一体，将“化工”、“机械”和“信息”学科紧密结合而形成的“化—机—电”一体化的多科型、交叉型专业[2]。

二、专业建设的指导思想

过程装备与控制工程专业建设的基本思路是“以过程装备设计为主体，以过程原理与装备控制技术应用为其两翼(简称‘一体两翼’)”的复合型专业[3]，培养以工程师为主的应用型人才。专业发展方向：了解工艺过程，熟悉机械基础，突出过程装备及控制。研究内容包括：过程装备设计与制造、高效节能装备的开发、成套装置的开发与设计、成套工程、设备结构及强度理论、过程安全理论技术与装备、流程参数控制理论与技术、粉体理论与技术等。主要服务对象定位能在化工、石油化工、能源、轻工、制药、制冷、动力、环保、生化、食品、机械和劳动安全等行业从事过程装备与控制的设计、研究、运营、技术开发与及管理工作。三、专业建设的主要措施

（一）专业培养目标的定位

参照过程装备与控制工程专业教学指导委员会制订的总体框架，专业的培养目标重新定位为：培养具备化学工程、机械工程、控制工程和管理工程等方面的知识；能在化工、石油、能源、轻工、环保、医药、食品、机械及劳动安全部门从事工程设计、技术开发、生产技术、经营管理以及工程科学研究等方面工作的高级工程技术人才。本专业学生主要学习化学工程、机械工程及控制工程等方面的基础理论，掌握过程装备设计的基本概念、基本理论及基本方法，具备工程师的基本素质，能够运用基本理论研制、开发、制造及生产组织管理等[4]。教学计划体现了“一体两翼”的专业总体构架，实现了化学工程、机械工程和控制工程多学科交叉。

（二）建设高素质专业师资队伍

建立一支高素质、结构合理的师资队伍，是专业建设的关键。目前，该专业已形成一支学历层次高(博士占25%，硕士占75%)、年龄结构和职称结构比较合理(45岁以下占65%、高级职称占75%)、专业素质水平较高的教师队伍[1]。为弥补原“化机”专业教师过程控制方面理论知识的欠缺，我们引进二位博士来做过程控制带头人。

（三）更新教学方法及手段

在教学方法上，采用互动式、启发式教学，讲课突出重点[1]。对容易理解掌握的内容要求学生以自学为主，教师只起督促、答疑质疑和考核作用，让学生自学和教师讲授、指导、解难答疑相结合。促进了学生学习的积极性，使学生获取知识的能力大大增强。在教学手段上，利用先进教学技术，采用多媒体（CAI）和教学模具教学。如过程装备制造、过程设备设计、过程机械和化工原理等课程，使用三维课件加图片资料讲解，增加动态演示效果，看到了只能下厂实习才能看到的设备结构、工作过程，形象生动真实。加深了学生对制造过程、设备结构和工作原理的理解，提高了教学效果。解决了黑板甚至挂图也难以表达的问题。激发了学生学习的兴趣。

（四）调整和优化课程体系

根据辽宁工业大学的实际情况，以培养目标为指导、以知识结构为框架、以培养规格为尺度，进行理论教学与实践教学内容的合理配置。在教育思想上由传授知识转变为能力培养；在课程内容上按照“加强基础、砍掉重复”的原则进行重组，并充分注意各课程的分工、衔接、协调与补充[2]。在教学计划和课程体系方面，以过程装备为主体，以化工过程和过程控制为两翼，具体地说：过程的主体是化工装置，包括化工单元设备及设备成套技术，且必须以工艺技术（化工过程）和过程控制为补充，从而使之成为培养工程型人才的摇篮。贯彻厚基础、宽专业、强能力、高素质的基本原则[2]。结合辽宁工业大学的实际情况，过程装备与控制工程专业课程体系如下：

1.精炼化工方面课程、加重机械方面课程、强化控制方面课程。由于过程装备与控制专业是复合专业，即化机电的集成，它不可能将三个专业方向的课程全部照搬，故根据我校情况，在教学计划中只设置了工业化学及化工原理两门化工方向的课程，将普通化学砍掉；又因为过程装备与控制工程专业是以机械为主体，故在课程设置上格外突出机械方向的课程。如：按传统设置了机械制图、工程力学、机械原理、机械设计、互换性与技术测量、工程材料、过程设备设计和过程机械等；在此基础上添加了过程工业必需的基础课程，我们设置了粉体力学、工程热力学、工程流体力学等课程。此外，为加强过程装备的自动控制，实现机电一体化，我们认为最核心部分是控制原理和控制方法的应用。为此，设置了电子技术基础、机械控制工程基础、PLC技术基础和过程装备控制技术应用等课程，从根本上实现了化机电的复合。

2.加强专业实验，强调工程实践，注重动手能力培养。实验教学是本科教学的重要组成部分,它与理论教学同样重要，对提高学生的综合素质,培养创新精神与实践能力具有重要作用。“过控”专业实验室主要承担“过控”的专业实验，过去大多是化工机械方向的实验，与“过控”专业要求很不相适应。为此对专业实验进行了全面整合，按照过程装备与控制工程专业人才培养目标的要求，坚持“厚基础，重实践”的人才培养思想，补充了过程装备控制项目的实验。实验类型由单一的验证性实验，增加了综合性实验和设计性实验。例如：新增了过程装备与控制多功能综合实验，多容液位控制系统综合实验等。搭建实践教学，科研平台。实验数据采集、测量、控制与数据处理系统大部分实现计算机控制，提高了学生的实践和创新能力。同时，将实验仿真和实际实验结合起来，提高学生学习兴趣、增加学生参与性、扩大学生知识面。目前可为本科生开设20余个实验，供学生自由选择。为学生实践能力、科研能力和综合素质能力的培养提供了实验教学基地，并对教师的科研工作提供了一定的实验支持，同时还可为社会承担科研与开发任务。

3.充实和丰富实习环节内容，实现实习模式的多样性。实习是工科学生完成工程师基本训练极其重要的实践性环节，也是目前高校整个教学过程中的薄弱环节[6]。其内容与实施方式安排的好坏直接影响学生素质与知识面。经多年教学经验，我们感到培养一支具有丰富实践经验的实习指导教师队伍是确保实习质量的关键。因此应该加强专业教师到校外实训的建设，聘任在生产一线工作的具有高级专业技术职称的专业人员来参与实习指导，从而提高实习指导教师的整体实践水平[6]。其次，还要强化实习基地的建设。实习基地包括校内实习基地和校外实习基地。校外实习使学生开阔眼界、增长见识，学到校内无法学到的先进生产技术与科学管理经验。建立校外实习基地必须是互惠互利，这就要求我们必须与企业建立良好的合作关系，为企业无偿或有偿地提供一些技术咨询和科研服务，从而使企业愿意与我们合作，为学生实习奠定基础[6]。即使这样，也不可能一遇到问题就到企业去实践，对于一些简单的或特别复杂的问题，可将过去去校外实习的单一模式改为在校内实习模式。通过仿真软件的训练，提高学生工程意识和动手能力，既经济、方便，又能达到实习目的。校内实习基于计算机、网络、多媒体课件和仿真软件，由人工建造的模拟工厂操作与控制或工业过程设备为工具，用实时运行的动态数字模型代替真实工厂的仿真实习，缓解由于实习经费紧张，造成实践教学质量滑坡的压力，并可以学到校外实习难以学到的知识；在仿真实习中，学生的主动性得到充分发挥，对化工过程，设备性能及控制参数有了更深理解。这种校内校外相结合的实习模式既缓解了实习压力，又丰富了实习内容，受到了学生的欢迎。

4.改革毕业设计（论文）的模式，从单体化工设备为主转向成套装置设计。毕业设计（论文）是学生在校期间的最后一个实践性教学环节，是培养学生综合运用所学知识解决工程技术问题，是完成工程师素质基本训练的一个关键性教学实践活动。根据企业的要求，修订了毕业设计（论文）大纲和毕业设计（论文）指导书，指导教师依据培养目标从工程实际或纵（横）向科研课题选好题目（不设虚拟题目）后，采用双向选择方式。毕业设计（论文）内容以工程设计为主线，计算机为结合点，把机械、化工及控制技术三个学科的知识交叉、渗透、集成，考察和训练学生的综合能力，有利于培养学生对过程装备系统性和大工程概念的理解，改变了原来传统的单体化工设备设计模式[2]。学生在确定自己毕业设计（论文）题目后，采用计算机软件（AUTOCAD、CAXA和Word）绘制工程图样并输入和输出毕业设计(论文)说明书，从中得到了真刀实枪的训练。掌握科学研究的方法和提高处理工程实际问题的能力，使学生从过去单一的独立设计模式转变为部分独立项目与部分协作项目设计模式，培养了学生协同工作能力。扩大了学生的知识面，提高了学生毕业后的就业机会。

5.加强能力培养,以体验为手段，学研互动，让学生在参与中提高创新能力。教学计划有2个创新学分，其目的是帮助学生树立崇尚科学的思想,培养学生创新能力。具体的做法由科研能力较强的教师把自己的科研成果、科研工作体会、工程实践经验传授给学生,把工程案例带进课堂。这些知识的传授必然能够启发学生思维[5]。然后学生自己申报创新实验的题目或参与老师的科研项目，以实验室（实验装置或过程设备拆装）或工厂为平台，以教学模型或实物为道具，让他们在动眼、动脑、动手过程中认识基本结构，了解基本原理、让技术还原[5]，从而激发学习兴趣和主动性，获得创新意识和创新能力，从中受到初步的科研训练。最后，学生将成果以专利、发表科技论文、参与教师科研项目和创新实验报告的形式申报，经评审合格获取1～2创新学分。

机械原理论文范文篇2

关键词：茶业机械学；过程评价；考核方法

《茶业机械学》是高等农业院校茶学专业的专业核心课程，是培养学生在茶叶生产（包括茶园管理、机械化采茶、茶叶初加工、精加工、深加工、茶厂规划和茶厂建设）全过程中掌握茶叶机械化的基本理论、基本知识和基本操作技能的重要课程。培养造就服务于现代茶企、具有“双创（创新精神与创新能力）”素养的应用型人才是茶学高等教育的根本目的。近年来，为加强对茶学领域“双创”人才的培养，我校茶学专业一直在探索课程考核改革，以往茶业机械学“一考定成绩”的课程考核模式，严重制约了该课程教育教学水平和学习效果的提高，也不利于素质教育开展。因此，结合茶学专业茶业机械学课程的自身特点，尝试开展基于教学全过程的课程考核方式改革，以期实现从注重知识传授向重视能力和素质培养的转变。

1茶业机械学课程考核方法的现状与不足

大多数农业高校茶业机械学课程考核都采用以期末考试为主和平时考查为辅相结合的传统方式，期末考试是一种通过书面闭卷考试获得期末成绩来评价学习效果的终结性评价模式。茶业机械学期末考试内容主要是来源于课堂讲授过的理论知识，并且充分考虑教学大纲的重难点、一般掌握、重点掌握等的要求，试卷题型由选择题、填空题、判断题、名词解释、简答题和综合论述题等构成，期末考试成绩占总成绩的60%；平时考查包含上课的考勤、课堂上的表现、课后作业、实验操作、实验报告等指标进行考核，占总成绩的40%。传统考核方式的不足主要体现在以下几个方面：1.1对于教师来说，考试效果是评价教学活动重要指标。在以期末考试为主体的终结性评价模式下，考试效果是评价教师授课活动的重要指标，因此授课必须令期末考试有效、有序开展，并确保学生在考试中取得理想的考试效果，教师在茶业机械学的授课过程中时刻受到课程考试内容的束缚，必须紧扣教学大纲，利用有限的教学时间内务必完成全部约定的教学任务，根本没有时间与精力去引导学生跟踪该领域的最新成果。1.2对于学生来说，考试是课程学习的唯一目标。以期末考试为主体的课程评价模式突出了终端考试至高无上的地位，但让学生误以为只要在期末考试中考出好成绩就达到了该课程的学习目的，忽视教师的教学过程，因此出现学生课堂的参与度低，教师课堂监管乏力等现象，甚至导致教师在课堂上很难组织有效的交流与讨论。另外，终结性评价模式下的茶业机械学课程教学仍然没有摆脱应试教育的严重束缚，在终结性评价模式的影响下，学生在茶业机械学课程的学习活动中具有鲜明的目的性，针对考试的内容开展选择性学习，考什么就学什么，不考的内容束之高阁；学习的方法也是采用机械记忆，以至于考试答案千篇一律，都是标准答案；学习活动是短期行为，不是伴随整个教学过程，而是为了应付考试，临考前“临门抱佛脚”，根据教师考前划定的重点内容展开突击复习，考试成绩是上去了，但是通过学习过程应具备的分析问题、解决问题的能力硬是没有培养起来。1.3终结性考试以理论考核为导向，不利于应用能力的培养茶业机械学是茶学专业的一门应用性较强的核心课程，根据大纲要求该课程主要学习茶园管理、茶叶初加工、精加工、深加工机械设备的构造、原理和使用技术及标准化茶叶加工厂的规划设计、茶叶机械设备选型配套等方面的基本知识。期末考试试卷即使能做到题型多样化、内容丰富、涵盖整个教学大纲，但对茶业机械学课程的考试只能体现对理论性问题的识记、理解等能力的考核，不能实现对茶业机械的灵活应用能力的考核，因此，有悖于茶业机械学课程培养茶业机械应用人才的目标。

2茶业机械学过程性评价的具体方法

针对茶业机械学课程传统考核模式的不足，课程组建立了基于过程性评价为主体的考核方式，考核由平时成绩（占40%，主要考查课堂表现）、实验与实践操作（占30%，主要考查理论转化为实践的能力）、课程论文（占30%，主要考查应用茶业机械理论，创新茶叶产品的能力）四部分构成。2.1课堂平时表现评价通过详细记录学生上课迟到、早退与旷课等情况，用以评价学生学习本门课程的积极性；从课堂上学生的课堂纪律、听课状态、课堂提问与回答效果等角度来评价学生课堂的参与度；从学生的作业成绩及课后与老师关于本门课程的疑难问题的交流等角度评价学生课堂学习与课后自主学习的效果。2.2实践操作能力考核由于茶业机械学是一门应用性非常强的课程，为了理论联系实际，提高学生实践动手的能力，课程组采用了校企合作的实践教学模式，即学生在校内掌握各种茶叶初、精制加工设备的基本原理、基本构造、简单操作和设备维护等技能后，送入合作企业开展顶岗实习，实习期间由企业技术人员提供茶叶机械设备操作技能的实时指导，由带队教师完成合作教育期间的茶叶机械设备的操作考核，占考核总成绩的10%；校内茶业机械操作试验考核由实验教师完成，占考核总成绩的10%；同时，在合作教育期间学生以小组为单位，对主要茶类生产过程中茶叶机械的使用现状、选型配套等的内容开展专题调研，并开展有效的小组讨论后，完成调研报告，占考核总成绩的10%。2.3课程论文课程论文以茶业机械在茶叶生产过程中的灵活应用为主题，主要考察学生在应用茶业机械的过程中自主发现问题、提出问题、设计实验方案解决问题的能力。教师根据授课内容和学生实验操作和合作教育实践的效果，让学生组成4人小组，共同完成课程论文的题目拟定、方案设计、实验操作、撰写和答辩等环节，课程论文的题目由自主拟定，主要要求学生将所学茶业机械相关知识，灵活应用与茶叶产品的生产加工之中。例如，针对连续式滚筒杀青机的使用，课程论文小组自拟的课程论文的题目是：名优绿茶加工过程中滚筒杀青机工艺参数的优化，论文设计并实验了杀青温度、投叶量、杀青时间三个因素分别对茶叶感官品质的影响。

3茶业机械学过程性评价考核模式实施效果

3.1基于过程性评价考核模式对茶业机械学课程成绩的影响基于过程性评价的考核模式贯穿茶业机械学教学、学习的全过程，能全面反映学生在课程学习过程中的情感、态度、学习能力的动态变化与提升效果，并激发学生对所学茶业机械学知识创新应用能力的显著提高。通过与传统考核方式（2015级，以期末考试为主要考核方式）相比，采用基于过程性评价的考核模式（2016级）茶业机械学的成绩呈现正态分布。2016级有7名学生成绩位于90～100分分数段内，优秀占全班比例24.14%，显著高于2014级的14.7%，2016级有12名学生成绩位于80～90分分数段，占全班总人数65.52%的学生在本次课程学习中表现为良好等级以上。值得一提的是，通过考核改革后，2016级茶业机械学课程成绩位于60～69及低于60分分数段的学生均为0,2016级平均成绩为82.16显著高于2014级平均成绩74.59（见表2）。通过考核改革前后的成绩比较说明，基于过程性评价的考核模式的试行在茶业机械学的课程教学过程中能显著提高学生的优秀率，取得了较好的教学效果。3.2学生对茶业机械学课程考核改革的认可度为了全面了解本次课程考核改革的成效，课程小组在茶业机械学课程考核结束后，就学生对本次考核改革的认可度发放了调查问卷，问卷从学习态度、课堂参与度、学习能力、表达能力、团队合作、理论应用于实践的能力等十个角度分别调查评价学生对本次考核改革的认可度，总评分为100分。从学生对考核改革认可度的评分结果显示，通过课程考核模式的改革，学生在茶业机械学这门课程的教学过程中，对自身的学习态度、对知识灵活掌握与应用能力及实践创新能力的改善与提高等方面评分较高，对在茶业机械学的课程学习中促进团队合作意识的培养方面发挥了积极作用也比较认可，总体来说，这种基于过程性评价的考核模式，比较适合茶业机械学的课程特点与培养要求。

4结语

课程考核改革是关系到教、学相长的大事，其中考核的过程、指标和细节涉及面广且非常复杂，需要任课教师在实践过程中不断总结经验，逐步完善。本文通过分析了茶业机械学课程考核的现状与存在的问题，提出了基于过程性评价的考核模式，实践结果表明，新型基于过程性评价的考核模式显著提高了学生的学习兴趣、端正了学习态度，在灵活掌握知识、将知识应用于实践中的能力也得到显著提高，符合茶业机械学课程设置的主要目的。

参考文献

[1]金心怡.茶业机械学[M].中国农业出版社,2018:5.

[2]赖雪飞,谢川,龙沁,等.结合形成性与终结性评价的化学课程评价探索[J].大学化学,2016,31(6):16-20.

[3]温守东,郑哲奎,丁玉兴.高职高专石油化工生产技术专业课程体系的研究与构建[J].石油教育,2015(4):34-36.

机械原理论文范文篇3

关键词：应用型人才；机械制造工程学；教学改革

当前我国高等教育就人才培养而言，改变了过去行业专家的培养模式，力求造就知识面较广、适应性较强的宽厚型、复合型、开放型的应用型人才。“机械制造工程学”是机械设计制造及其自动化专业的一门重要专业核心课程，由“金属切削机床”、“金属切削原理与刀具”、“机械制造工艺学”、“机床夹具设计”四门课程整合而成，具有较强的理论性、实践性等特点[1-3]，在整个机械基础课程中起到承上启下的重要作用。但是这门课的内容多，开课时间却十分有限，学时变为原来四门课程总学时的1/3左右，为了能完成教学任务，过去教师常采用“一言堂”、“满堂灌”的单向灌输的教学模式，但这种模式无法达到实践的要求，导致学生学习效果很差。[4]同时，传统的教育方式在教学上往往局限于对课本知识的记忆，无法激发出学生的创新思维，很难高质量地达到对学生解决问题能力的培养[4]，所以为了培养适应性较强的宽厚型、复合型、开放型的应用型人才，对“机械制造工程学”课程进行教学改革是迫在眉睫。

一、优化教学内容

“机械制造工程学”课程结构安排上侧重机械制造方面冷加工领域的基本知识、基本原理和基本方法。由于“机械制造工程学”课程包括“金属切削机床”、“金属切削原理与刀具”、“机械制造工艺学”和“机床夹具设计”的内容，内容广而多，并且原各独立课程内部需要体系上和结构上的完整性，因此有些相同内容在不同科目中重复，增加了不必要的学时。根据这种情况，对于教学内容的改革，力求做到内容精练、有重点、有特色，在保留了原有课程核心内容的前提下，对课程内容体系进行合理规划和调整。在教学内容选择上以应用为目的，以必需、够用为度。这里重点将原“金属切削原理与刀具”分为两部分，即切削加工基本知识部分和刀具部分，并根据刀具的用途，将刀具部分和机床部分相结合，如车床和车刀、铣床和铣刀等，这样安排便于加深学生对于刀具具体应用的掌握。具体将“机械制造工程学”课程分为五个教学模块。第一个模块为切削加工基本知识，侧重以掌握概念、强化应用为重点，简化了切削变形、切削力和切削温度等公式推导，重点是掌握金属切削过程中的内在关系和基本规律；第二个模块为机床和刀具，重点掌握切削加工中常用的机床和机床所用的刀具；第三个模块为机床夹具，掌握机床夹具设计的基本原理和方法，了解常用机床夹具的结构及特点，重点培养学生具有设计夹具的初步能力；第四模块为加工和装配工艺，以制造工艺为主线，掌握机械加工工艺过程和装配工艺过程的基本理论与知识，培养学生具有设计工艺规程的初步能力；第五个模块为加工质量，重点培养学生初步具备综合分析机械加工质量、生产率和经济性等问题的基本能力。

二、构建四位一体教学模式

由于该课程的内容覆盖面广，信息量大，原来传统的教学模式已不能适应新的教学内容的需要，根据课程和学生的特点，建立了四位一体的教学模式，该模式包括四个环节：课堂教学、实验教学、课程设计、小论文和学习报告，四者关系如图1所示。课堂教学是基础，是知识积累的过程；实验教学和课程设计是实训，初步锻炼学生的实际应用能力；而小论文或学习报告是知识的拓展，通过增加该环节，能够提高学生查阅专业文献的能力，扩大学生该课程的知识面，也有利于教师更全面地掌握学生的学习情况。

三、创新教学方法与手段

“机械制造工程学”课程有较强的理论性、实践性、应用性等特点，课程的内容与生产实践联系十分紧密，各种加工设备、工艺方法等只靠传统方法来讲解，不仅枯燥无味，而且难以表达清楚。所以在“机械制造工程学”课程中应尽量采用理论教学、实验教学等多种形式相结合的方式进行教学，以提高教学效果。在新的教学方法中要改变以教师为中心的传统理念，树立“以学生为本”的教育理念，因此在教学过程中要调整教与学的关系，要遵循“学生是教育教学活动的主体”原则。[5]在课程讲解中采用传统讲授法与现代教学手段相配合的方式，联系生产实际讲授应用性的基本理论和基本方法，采用多媒体、板书等方法交替进行。对于教学中难以表达、难以理解的抽象内容，利用多媒体视频等手段予以解决，增加课程内容的趣味性与直观性，充分调动学生的积极性和主动性，有效地突破教学重点与难点。同时还根据教学内容采用以下教学方法。（一）讨论式教学法对课程核心内容可采用课堂讨论的形式，要始终让学生参与到教学过程中，改变“一言堂”的教学模式，这样能很好地激发学生的学习积极性和主动性，学生对所学知识的理解会更深刻。例如在讲解CA6140型车床螺纹进给传动链时，先通过公制螺纹讲解，教会学生如何分析螺纹传动链，使他们掌握分析传动链的方法和步骤。然后对于模数制螺纹、英制螺纹、径节螺纹传动链就可以采用讨论式教学法引导学生讨论分析，激发了大家的学习兴趣，并以此来培养学生综合分析问题和解决问题的能力。（二）项目教学法“机械制造工程学”课程实践性强，由于学生尚未有工程概念，结果造成学生对教学内容理解不足，不知道学了以后如何应用，难以激起学生的学习热情和积极性。例如在讲授工艺规程制定时，如果只是单纯讲解工艺路线编制的基本内容和基本原则，学生没有直观的认识，很难理解相应知识，因此学生在后期课程设计具体应用时，常常不知道某一表面加工时，该采用哪种加工方法、使用什么样的刀具和采用哪种机床。所以在讲授这部分内容时，可以采用项目教学法，以典型零件加工为例，如轴类零件加工，通过轴类工艺规程的制定，讲授和讨论要完成这一项目的相关内容，最后通过项目的完成，学生对工艺规程制定的教学内容能够深入理解，能够学以致用，大大地提高学生的学习质量。

四、改革实践教学环节

实践教学环节是学生提高实践技能的重要环节，对学生分析和解决生产实际问题能力的提高起着十分重要的作用，本课程的实践教学包括课程实验和课程设计。在实验教学环节，进一步充实、完善、发挥实验室的功能，不断开拓新的实验项目，满足不断发展的教学需要。目前根据“机械制造工程学”课程的特点开设了验证性实验和综合性实验，同时日常还对实验室进行开放，学生可利用业余时间到实验室了解常用的加工设备、工艺装备，还可以进行零件的加工等，更好地培养学生独立思考的能力，提高学生的感性认识和动手能力。“机械制造工程学”课程设计是培养学生工程能力另一重要的环节，内容主要包括零件机械加工工艺规程设计和专用机床夹具设计。课程设计首要的问题是设计题目的选择，尽可能结合学生掌握的程度，选择难度适中，与实际生产紧密结合的题目。同时为了提高课程设计质量，提前下达设计题目，让学生在课程学习过程中熟悉设计任务，引导其积极、主动地学习相关知识。

五、增加小论文或学习报告

该课程知识面广、实践性强，要讲授好这门课的难度很大。随着教学改革的不断深入，教学质量在不断提高，但受学时的限制，虽然讲授的内容多而广，但有些具体内容又显得不够。如在教学中对刀具的讲解原则上只以车刀为例，对于成形表面加工刀具、螺纹加工刀具等常用表面的加工刀具讲得很少或省略不讲，其深度和广度都不够，而这些内容在工艺设计中又是非常重要的，导致学生在实际应用时有些细节问题不可能去认真思考，从而影响了教学效果，因此有必要通过其他方式让学生补充这方面的知识。同时，了解制造技术的新发展，有利于激发学生的学习兴趣，提高学生自主学习的能力。六、完善多元化成绩评价体系针对“机械制造工程学”课程的特点和教学要求，结合应用型人才培养模式的要求，采用基于过程的多元化综合考核方式，学生的期末课程总评成绩由4部分构成，分别为课堂考核、实验考核、知识拓展考核和期末考试。课堂考核占总成绩的20%，主要考核学生平时课堂出勤、作业、课堂表现等等。实验考核占总成绩的10%；知识拓展考核占总成绩的10%，以学生所写的小论文或学习报告来考核。期末考试占总成绩的70%，采用闭卷考试方式进行，主要考核理论知识和知识的应用。在多元化的成绩评价体系中增大实践部分的内容，注重对学习过程的考核，这样的考核体系大大提高了学生的学习主观能动性和实际动手能力。“机械制造工程学”课程具有很强的实践性，因此，在“机械制造工程学”教学中要强化实践教学，注重工程实际应用，增强学生的实践能力和创新思维能力，为应用型人才培养打下坚实的基础。

参考文献：

[1]汪洪峰，左敦稳，汪建利.《机械制造工程》教学改革设想[J].滁州学院学报，2002，（5）.

[2]彭海燕，王晓军，周莉等.机械制造技术基础课程教学改革的探讨[J].广东技术师范学院学报，2008，（9）.

[3]左敦稳，李军，黎向锋等.国内部分高校机械制造技术类专业必修课的比较研究[J].南京航空航天大学学报：社会科学版，2009，（1）.

[4]成仕兰.提高《机械制造基础》课程教学效率的研究[J].当代职业教育，2013，（4）.

机械原理论文范文篇4

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）。

机械原理论文范文篇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）。

机械原理论文范文篇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）。

机械原理论文范文篇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）。

机械原理论文范文篇8

1.1课程教学体系现状

《机械设计基础》课程开设在西藏大学农牧学院的能源与动力工程专业，共有三个模块，分别为理论教学模块60学时、实验教学模块4学时以及课程设计1周。

1.2教学体系中存在的问题

课堂教学模式陈旧，重讲轻练。课堂教学中，教师常过分强调知识的全面性，造成课堂教授内容过多，与学生互动较少，同时没有给学生留下足够“学”的时间。例如在讲平面四杆机构设计时，课堂时间大部分在讲授其设计基本思路与方法，很少讲习题，更没有时间让学生练习，严重阻碍知识体系的掌握。实验教学条件和内容不完善，学生缺乏参与感。受实验教学条件的限制，现有实验教学内容仅包括机械原理认识实验与机械零件认识实验，均为参观性实验。学生在实验过程中只能对常用机械零件产生感性认识，而没有实际动手操作，致使参与感严重缺失。课程设计时间短，题目单一，且与实际脱节。课程设计的时间为一周，只能做一个题目，即二级变速器的设计。在这一周的时间内，需对设计的各环节进行分析、计算、选型和作图等，时间非常仓促，学生非常吃力。加之设计题目与实际脱节，学生对设计内容不感兴趣，阻碍了学生设计能力的提高。课程考核方式单一，偏重于理论知识的考核，实验等实践内容几乎不在考核之列，造成学生对实验课程和课程设计不重视，专心于理论知识的学习，不利于学生机械设计综合设计能力的提高。

2教学体系改革措施

课堂教学、课程设计、实验教学是机械设计课程整个教学体系中不可忽略的三个重要环节，本课程的教学改革也应从这三个环节入手。课堂教学应提高教学效率，课程设计应提高学生的工程设计能力，实验教学应以培养学生的动手能力和创新能力为目的。同时理顺课堂教学、课程设计与实验教学之间的关系，建立多元化的教学体系。

2.1改革课堂教学方法，整合教学内容，提高教学效率

针对教学模式陈旧、重讲轻练的现状，课堂教学应遵循精讲多练的原则。在理论授课时精讲基本概念、基本理论和基本方法，使知识易于理解、掌握和记忆。同时给学生留出一定的思维空间，避免满堂灌和填压式的教学方法。同时课堂教学应多采用现代教学手段，例如对于一些较为复杂的空间模型和机械运动规律的讲授，应采用幻灯片、动画或录像等方式，更有利于对常用机械零件的结构和特点的认识和掌握。在课程教学体系改革的大背景下，课程教学内容需要整合，应以机械零件设计为主线，以基础理论侧重实用为原则。机械原理和机械零件设计都是以机构运动简图为研究模型建立机械运动简图，因此应把结构分析，机构运动简图的定义、性质和常用运动副的代号，机构运动简图的建立作为重点讲授内容。对于机构原理部分的内容，过去主要是采用讲授图解法。随着计算机辅助机械设计的应用与推广，其教学内容应该以讲授解析法为主，并增加计算机辅助机械设计的内容，向学生简单介绍AutoCAD的操作知识以进行机械设计，课后要求学生利用计算机完成简单机构的设计任务。对于机械传动和零件设计，应尽量减少理论计算公式的推导，增加零件细部结构的设计介绍和常用设计参数的选取原则的介绍，并加强对机械组合的介绍，比如多种传动方式的组合、原理、特点以及工程实际中的应用、维护等。多向学生介绍机械方面的新发展、新思路，以开阔学生的眼界。此外，参考教材的选用应着眼应用性和先进性。将版本较老、内容较难的教材改为内容较为简单、学生感兴趣、应用型强的教材。

2.2完善实验条件，注重实验教学，重点培养学生的动手和创新能力

针对学生对本课程的学习积极性很高，但学习很吃力的现状，分析其原因，主要是因为学生对理论推导的课程内容有所排斥。但学生对事物的感性认识能力较强，且比较爱动手操作。应对实验条件和实验教学内容做出调整。例如建设机械设计综合实验室，购买机械设计课程相关教学仪器设备，用于满足教学实验条件，并在维持总学时（64学时）不变的情况下，大幅加大实验学时所占的比例。其中，理论学时由60学时压缩至36学时，实验学时由4学时增加至28学时。为增加学生对机械机构的操作能力和创新能力，实验教学在课程教学中所占的比例大幅增加，实验教学内容也有了相应的调整，包括认识实验、操作实验和创新实验。其中，认识实验主要是参观机构工作原理，4个实验共8学时；操作实验主要是常用机械模型的制作，3个实验共14学时；创新实验主要是根据学生的兴趣进行机械模型创新设计，1个实验共6学时。

2.3健全课程设计内容，全面提高学生机械设计能力

机械设计课程设计是提高学生机械零件设计能力的一个重要环节。课程设计给定的时间短，涉及知识面广，完成的内容多，计算量大，绘图工作繁重，有时一个普通的传动方案就需要几个小时甚至几天的时间。鉴于该现状，应使课程设计的题目多样化，并给出设计功能要求，让学生根据自己的兴趣选题并拟定结构方案，指导教师给出合理建议，并尽量借助于现代设计手段、设计方法指导学生完成课程设计任务。在课程设计过程中，要求学生在手工计算的基础上，完成装配草图设计，并运用CAD软件完成装配工作图和零件工作图的绘制。这样不仅能使学生在学习期间接触和掌握计算机辅助绘图技巧，又可以加深学生对行业标准和设计规范的理解掌握，全面提高学生的机械设计能力，为其今后从事设计工作打下良好基础。

2.4考核形式多样化，全面考察学生的学习成果

传统的机械设计课程的课堂教学多，考核多以闭卷考试为主，因而导致学生对实验、设计不感兴趣，偏重于书本知识的掌握，形成了“高分低能”的不良现象。而社会的发展要求学生具有理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，因此，课程的考核形式应多样化，以全面考察学生的学习成果为目的，不能单纯以书面考试为主。按照这一思路，课程的考核形式也应作出相应的调整。例如新制定的考试方案中，闭卷（或开卷）考试占30%，实验完成情况占30%，课程小论文占20%，平时表现占20%。其中，闭卷（或开卷）考试内容为课堂教学的重点及难点；实验成绩包括实验模型制作水平、实验积极性及实验团队合作情况；学生可自行拟定课程小论文题目及内容，但论文中必须能反应学生对本课程结构体系的认识及学习感受（需对课程教学提出合理建议或意见）或对课程某一典型章节（典型机械结构）的深入理解；平时表现包括课堂教学及实验教学出勤率、学习积极性及作业完成情况。

3结论

3.1《机械设计基础》课程教学体系的改革应从课堂教学、课程设计和实验教学三个环节着手，应理顺课堂教学、课程设计和实验教学之间的关系，建立多元化且结构合理的教学体系。

机械原理论文范文篇9

机械设计具有自身的程序，图1为设计的基本程序。图1机械设计的基本程序目前，机械设计教学中主要存在以下问题。

1.1教学内容过于防范

目前，机械设计这门课程包含的内容较多，有机械原理和机械设计。机械设计包括材料、力学、热处理、机械原理、公差与配合、机械零件、机械CAD等内容，所涉及的知识层面较广，教学内容较散，且与其他课程有着很多重复，如机械设计学科中有一项螺纹连接的相关教学内容。可见，教学范围与机械设计这门学科的学习原则不相符合。又如，减速器的类型、样式和设计参数要求，和机械制图中的减速器设计相关知识存在较高重复率，不仅在学科的学习层次上造成混乱，还浪费了学生的学习精力。

1.2与时俱进能力不强

机械设计这门学科的实用性较强，同时其教学内容随着科技的不断发展而不断变化。所以，传统的教学内容如果不进行更新，很难满足现代社会的需求。现代机械设计教学应当满足工程性和技术性需求，同时也应当具备系统性。因此，现代机械设计学科紧随时代的变化而改变，将传统的设计技术进行时代元素的融入。如今，很多相关院校对机械设计教学中的设备结构、设备强度和运动学等技术的教学比较注重，教学力度也较大，使能源问题、环境问题的教学很少涉及。尤其是安全、人机关系、美学等社会因素和价值工程、周期费用分析等经济因素，导致机械设计教学无法满足现代人们的生产需求。

1.3教学方式落后

很多相关院校对机械设计的教学仍然采用讲学通用的原则，对于教学中的重点知识，让学生采取理论知识记忆的灌输性传统学习方法，而对这门学科的实际应用教学涉及较少，仅仅加深了学生的相关知识或原理的理解。同时，缺乏案例式教学、现场教学以及讨论启发式教学，在学生的学习过程中没有充足的时间进行自主探索，严重阻碍学生对知识的理解与掌握，同时一定程度上阻碍了学生运用所学知识解决实际工程问题能力的发展。因此，应当对机械设计教学体系进行创新。

2创新机械设计教学体系措施

2.1调整教学内容

机械设计的学科教学内容应从实际出发，注重教学的整体性、实践性以及创新性。如今，很多学生对于机械设计的基础知识掌握不明确。所以，机械设计教学中应当遵循适度够用的理论知识学习原则，可采取重点学习、部分理解等方式。首先，教学内容要清晰精简，要精简机械设计这门课程的教学内容，避免学生在相关知识的学习中产生知识重复。同时，在学生的实际应用教学中，如实验、实习、课程设计、社会调查、毕业论文以及课外科技活动等注重实践运用的教学环节，不但要适度融入相关基础知识，还要增加其课程。其次，要注重知识的整合。在机械设计的实际教学中，将其中关联性与联系性较大的知识急性整合学习。最后，在机械设计的教学过程中应当注重知识点的增设。不仅要注重知识的重点性，还要考虑知识的完整性，可以增设以电、液为动力的机构组合，结合实际的典型机械等新内容，使学生全面认识现代机械，以适当前生产实际需要，方便计算机辅助设计的应用和推广。

2.2加强学生能力培养

机械设计是一门极具实践性的课程，过程中应当注重学生设计技能和创新能力的培养，以培养学生技术应用能力为主要教学目的，同时注重学生工程意识、工程实践能力、创新意识以及社会实践能力的培养。实际教学过程中，教师应当彻底摒弃传统的灌输式教学模式，在讲解相关理论知识或原理时，注重培养学生总结结论的能力。同时，在相关知识或原理的讲解时，融入其在实践中的应用，坚持产、学、研相结合，体现机械设计教学的基础性、系统性、实践性以及现代性。

2.3创新教学方法

目前，相关院校的招生多是面向全国，导致各种学生的机械设计学习基础不一。因此，要不断创新如今的机械设计教学。教学过程中，应当加强直观教学，在学生学习相关理论知识或原理的同时，让学生接触各类种机械、机构、零件、部件、图纸，提高学生相关知识或原理的实践性。同时，教师也可以利用多媒体、电子教案、CAI课件以及录像等现代教学技术，借助计算机和互联网，利用虚拟现实技术和仿真软件系统，开展机械设计的现代化、立体式教学。此外，教师在机械设计的实际教学中，应当尽量减少相关知识或原理的理论推导，运用例证讲清思路，加深学生对相关理论知识或原理理解，提高课堂教学效率。

2.4增加教学实践

机械设计是一门较注重实践运用的学科，教学时教师不能仅仅注重学生的知识学习，要更加重视学生的知识运用，如绘制机构运动简图。图2为机构简图的绘制步骤。以四杆机构为例，结合日常见到的筛东西、磨豆腐等，布置设计任务。在四杆机构的讲解过程中，不断提醒双曲柄机构、曲柄摇杆、双摇杆机构分别有什么运动特性，能转化为什么样的运动形式，现实生活中有哪些物品用到了这些机构，不断启发引导学生思考设计任务。一个机器少不了动力，因此课程中增加电动机的选用环节。学生设定自己运动机构的各种参数后，按部就班选用电动机，由此掌握效率等概念，并对整体的机器建立一个大概的认识。电动机选好后，考虑减速的问题。这时，可以引进齿轮机构（包括蜗轮蜗杆）、带传动、链传动。齿轮机构重点讲传动比的分配、计算及选用，对于渐开线的形成等和现场应用联系不密切的内容可忽略不讲。带传动、链传动重点讲传动特点和应用。此外，学习过程中要加入查手册选材料环节，把时间用到应用实践上。

3结语

目前，我国机械设计教学体系仍然存在教学内容过于庞杂、无法适应时代的快速发展以及教学方式过于陈旧和落后等问题。因此，在机械设计实际教学过程中，应当调整教学内容，加强学生能力培养，同时不断创新教学方法，以期为国家培养更多机械设计创新性人才。

作者:李爱军 徐红芹 王红梅 单位:山东理工大学机械学院

参考文献

[1]金京，罗声.基于创新能力培养的机械设计类课程教学改革与实践[J].纺织服装教育，2012，27（6）：534-536，539.

[2]钱抗抗.创新教育模式的理论研究与改革实践——浅谈机械设计基础的微课开发与实践应用[J].职业，2016，（11）：45.

机械原理论文范文篇10

关键词：创新；创业；机械设计；实践教学；改革

机械设计专业需要学生全面掌握广泛的基础知识，该专业的学生罗辑思维较为缜密，且具备创新潜质。目前，如何在创新创业能力视角下培养创新型机械设计专业人才，是我国机械设计高校需要考虑的问题。

1体系构建

构建面向创新创业能力培养的机械设计专业实践教学体系结构需要从机械设计专业的课程培训、科研训练、创新创业教育等方面入手。构建该体系的目的为实现机械设计专业学生的全面发展，则需要在传统教学内容和模式的基础上进行改革，完成创新创业意识的不断渗透，。如此一来，机械设计专业学生将有着更加明确的学习目标，并能够在日常学习过程中对其各种行为加以约束，从而保证个人创新创业能力的提高，并在社会实践过程中加以检验。所以说，通过机械专业学生创新创业能力的培养，能够促使学生敢于创作，并且能够创作出新颖的作品，为我国未来社会培养创新型人才。1.1课程培训。在创新创业能力培养视角下建设机械设计专业创新设计课程，首先需要学生全面掌握各类设计软件，例如三维设计软件PDSOFT、GoogleSketchUP，PDMS，PDS，SMARTPLANT等，二维设计软件CAD等。同时，还包括以其他一些使用较为广泛的辅助性软件，如SolidWorks，Pro，Ancys等。在三维设计过程中，机械设计专业学生需要熟练使用多种专业软件，并完成整个设三维图形的设计与修改。学生只长时间的分析并设计进行三维虚拟模型，还能够为创新奠定坚实的理论和实践基础。不仅如此，现代教学理念强调创新意识的提高，这种能力的培养，需要借助社会性实践教学方能实现，同时也需要在专业课教学中融入创新创业意识教学，才能够更好的、全面的培养学生创新创业理念，为今后的发展打下坚实的基础。1.2创新创业教育。我国高校应当为大学生举办机械设计类创新创业讲座，并鼓励学生全员参加，为学生创建学生与创业成功者进行交流的平台，促使学生再与创业成功者的交流中吸取、借鉴创新创业经验。此外，学校还应为学生展示创新创业成果，拓展学生视野，将学生的成功创新创业经验展示给校内学生，从而为学生树立能够进行创新创业的信心。1.3科研训练。高校应当为学生组建创新创业训练项目，鼓励学生设计机械产品、制作机械产品、调试机械产品、为创作的机械产品申请专利、营销自身所涉及的机械产品，并在训练项目结束后，创作相关论文，从而体验创新创业的过程。此外，学生也可以与同学、教师共同进行科研项目，并承担其中部分的任务，从而提高自身的创作素养。1.4创新创业竞赛。通过各种形式的创新创业比赛，能够使机械专业学生在理论和技术交流过程中不断学习之外，还能够使其意识到创新意识培养的重要意义。在此基础上，学生将认识到自身存在的不足，并调整以往学习中存在的问题，实现机械设计专业学生创业成功率的提高。

2实施途径

我国部分高校虽开展了创新创业教育实践活动，并在机械设计专业课教学活动当中融入创新创业教育，但是效果并不理想。就目前情况而言，我国高校虽然建设了创新创业教育活动，但其本身对创新创业认识的深度不足，研究的不够透彻，为学生传递的创新创业相关知识也只是皮毛，我国创新创业教育缺乏针对性，学生无法深入、透彻的理解创新创业教育。此外，我国部分高校注重于培养学生创新创业知识与技能，硬性灌输书本上的内容导致大部分学生不愿意参与创新创业教育活动当中。目前，我国国内高校对于创新教育的教学体系还不够完善，并没有将其安排到日常课程当中，且教学方法单一，部分教师只注重理论灌输而不注重学生的实践，这就导致学生空有理论、不懂实践，从而导致学生无法真正的成为创新型人才。因此，我国高校不应当只注重创新创业教育理论教学活动，还用到结合专业课程，对实践教学进行改革，从而提高学生工程实践能力，促使学生拥有创新创业理念，真正的成为我国未来社会需要的人才。例如，邀请机械设计专业毕业生的成功创业者，定期为学生举办讲座，将自身的创业历程同学生们分享，鼓励学生进行机械设计研发。此外，教师也可以在专业课课堂上为同学讲述机械设计方面的成功创业者创业经验及所研发的创新型产品，并鼓励学生模拟该产品进行创新设计。此外，机械设计专业课应具有完善的课程体系。机械设计专业课程体系应包括理论教学、实验教学、实践教学、设计及培训，理论教学包括人文社科类、学科基础类、专业方向类及创新创业类，实验教学应包括经验性试验、综合性试验及开放性试验，实践教学应包括工程实践、认识实践、生产实践及创新实践，设计应包括课程设计、毕业设计及创新设计，培训应包括工程素质培训机技能培训。2.1实践专业课程训练与创新创业竞赛相结合。真正面向创新创业能力要的机械设计专业实践教学活动应当将教学活动、知识讲座融入创业创新竞赛之中，在对机械设计专业学生加以鼓励的过程中，还要对创新过程加以指导。同时，鼓励学生积极参与创新创业实践训练项目，促使学生在进行竞赛、项目的同时，将所学知识融会贯通，培养学生实践动手操作能力与创新创业精神。除此之外，教师也可以在实际教学活动当中为学生展示某位学生所创作出的优秀产品，里其他同学同样也积极进行创作，方法不仅能活跃以往单调的课堂氛围，还可以是学生的创新意识得到培养，并实现个人在机械设计实践方面的锻炼，利用学生争强好胜的心理，达到促使学生积极参与到动手实践操作当中，提高学生的动手实践操作能力。例如，创新创业竞赛项目完成后，教师可将本次竞赛获胜的产品展示给学生，并邀请本次竞赛的冠军、季军、亚军携带在产品为学生讲述机械产品设计思路。此外，对于应届毕业生，教师可为其选取从未出现过的毕业设计课题，让学生完成毕业设计，将毕业设计产品展示给校内学生，同时，毕业生需要在毕业论文中提及本次毕业设计产品的设计思路、使用材料以及使用功能，从而确保毕业计产品的真实性。2.2优化实践教学内容。在机械设计专业专业课课堂中，教师可以设置具有针对性的技能训练环节，对某一研究性课题进行细分，以学习小组的形式，承担不同方向的研究内容。在以小组为单位的课题研究过程中，能够将学生的个体能动性发挥的淋漓尽致，并且，在集体荣誉感的激励下，小组成员之间能够学会分工协作，在专业知识的基础上拓展思路，提出更多具有创新性的思路。以拓展实训课程为例，在课程设计过程中，教师将振动辅助磁力研磨机这一较为复杂的系统设计过程中进行了划分，根据学生的特点，将其分为五个学习小组，分别开展系统的原理设计、实验仿真、过程制造、调试、申请专利各个环节的相关工作。其中，负责原理设计的小组需要在深入分析振动辅助磁力研磨机的工作原理，并对其配置进行全面优化处理，进而形成最佳的设计方案；实验仿真小组则是在原理设计小组的基础上，利用多元化的仿真软件，完成在虚拟环境下的机器性能和状态检测，从而避免了冒然施工导致的损失；在实验仿真确认原理设计方案的可行性后，则需要进行相关器材、零部件的采购；在该振动辅助磁力研磨机组装结束之后，则可以对此进行专利的申请，该工作则交由专利申请小组完成。通过教学模式的创新，学生对于知识的掌握程度也将得到明显提高，尤其是在学生走向工作岗位之后，则能够较为快速的适应工作环境。2.3建立灵活多元的课程评价机制。在过去较长的一段时间里，机械设计专业过于依赖课堂理论教学，却忽视了实践教学的重要性，以及多元化课程评价机制对学生的引导作用。为此，机械设计专业实践教学改革，除加强实践教学以外，还需要对传统课程评价机制进行改革，将学生创新能力、实践能力、应用能力等全面纳入考核体系之中。并且，根据教学内容的不同，灵活调整各模块所占比例，从而能够正确评价每一位学生，并对学生的学习行为产生潜移默化的引导。2.4发挥校内外实践教学基地作用。机械设计专业需要学生理论与实践相结合，空有理论、不懂实践的学生在未来发展中并不占据优势。因此，我国高校应充分的利用校内实践教学基地，鼓励学生积极参与实践教学，并通过实际经验使学生学会理论与实践相结合，从而为我国社会培养既懂理论、又可实践的重要人才。实践教学基地是我国高校内重要的科研场所，同时也是培养我国动手操作人才的基地，充分利用校内实践教学基地，利用学校机械创新实验所、实验室、大学科技园，给予学生实践创作的平台。同时，学校也可以与企业联合建立创新训练实践平台，创为学生提供资金进行机械产品的创新创作，创作的成果，学生可自行申请专利或企业收购，在培养学生创新创业意识的同时，帮助学生树立自信心。学生可在学校的工程训练中心进行实践教学任务，在工程训练中心学生可以自己动手操作，利用工程训练中心中的零件设备，组建新的机械产品，学生也可利用铁质类废品，进行新机械设备的研发，这不仅能够提高自身的创新创业能力与动手操作能力，还能够促使学生形成环保意识。此外，学校可与企业联合，学校为学生提供科研场地，企业为学生提供项目、经费，给予学生进行创新创业项目的机会。校园内教学活动所需要的实验室、科研所，在没有教学任务的情况下也可为学生随时开放，从而为学生的创新创业提供场地支持。

3结语

综上所述，创新创业能力培养视角下的机械设计专业实践教学改革需要构建面向创新创业能力培养的机械设计专业实践教学体系，我国高校应当以机械设计专业的课程特点为依据，开展创新创业教育，鼓励学生进行科研训练，专门组建与机械设计制造相关的创新创业竞赛，优化实践教学内容，建立完善的课程评价机制，充分利用校内实践教学基地，对我国机械设计专业学生提供创新创业平台。当代大学生的创新创业能力直接影响着我国未来科学技术的发展，因此，为我机械设计专业国培养创新创业型人才，对于促进我国科学技术发展尤为重要。

参考文献

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