机械概论论文范文
时间：2023-10-04 22:26:48
机械概论论文篇1
关键词：机械设计 教学理论 教学实践
机械设计课程是一门老课程，人们已经积累了丰富的教学经验，但也存在传统的习惯和间题。机械设计及制造专业（简称机械设计专业）是一个新专业，人们具有许多教学创新的机会，却也存在不同的看法和做法。这种情况促使作者在教学研究中注从理论上探索设计教育与设计教学的规律，三年连续写出数篇论文。从局部的、具体的教学问题开始做深入的理论分析到从总体的教育规律和策略方法出发做系统的理论研究，取得了认识上和观念上的飞跃。
综合设计教育理论研究的内容有：
（1）运用拓扑理论的基本概念，构筑人类设计思维的拓扑模型，从而得出培养设计人才的实质内容和必由之路，使之成为教学改革的理论依据。
（2）运用系统理论的基本方法，建立高校设计教育的策略进程，从而澄清了各门课程的分工联系，确定了机械设计专业的教学进程和机械设计课程的边界、联系及教学秩序。
（3）运用信息理论的主要论述，分析教学过程中信息传递的本质、质量、数量、通道和空间，进行教学方法的改革和课程教学的荃本建设。
（4）运用耗散、突变与协同理论的基本观点，分析创造性设计思维的内部因素、外部条件、观念更新和行动指南，作为教师对学生进行创新思维能力培养的指导思想。根据设计教育理论确定的设计教学规范.大大地提高了教学改革的目的性和自觉性，必然引导教学水平的大幅度的提高。这种以科学理论为依据，以大量生产实践为基础的教学研究取得了预期效果。根据“实体概念集合是设计思维空间的支柱”这一原理，坚定地在机械设计课程中引进认识实习。进行实习基地课程建设和组织教学，这样从根本上解除了长期存在的由于学生缺乏感性认识和实体概念所带来的一系列的教学间超，并使学生提离觉悟，开始树立工穆愈识和生产观念，参加这一教学活动的青年教师也得到锻炼和培养。同理，在机械设计专业生产实习中，作者着重地进行实习基地选择和课程建设，针对所选的现代大工业厂矿的特点，不断地改革传统的实习内容和指导方法，大大提高了机械设计专业生产实习的教学质量。
在实习教学的基础上，作者担任一系列课程的教学任务，其中有机械设计、机械概论、现代设计方法学和机械设计学等裸程。在系列课程的讲授方面具有以下共同特点：
（l）口绷粉设什知识传授，培养设计能力，
（2）充实大t设计实例，达到理论联系实际，实际提高到理论的认识；
（3）调整完善讲授的系统，使之规范，消除内容零徽、多杂的现象；
（4）用现代设计的概念和方法有效绝更新教学内容，
（5）总结出“讲授法十则”进行课程内容的讲授，并在机械设计课程中采用课内系统讲授与课外集体质疑讨论（每周1次）的方式文替进行教学，取得极好的教学效果。
作者研究了设计方法学、机杖零件学习指导和自学笔记、现代设计方法学简明教程等5种文字教材和齿轮传动电视教材。这些教材在内容、形式和编制技法上都有所创新，进一步提高了教学质量。在教学中，作者肩挑起培养学生创新设计思维的重担，加强创新设计思维的教育。为此，除编写讲义、教材外，还设计了概念设计表格图册，用来系统地培养学生的设计思维能力，组织和进行机械设计课程教学的专用教室的建设，这样解除了长期教学环节多、教具重和电化教室分徽带来的困难。这种专用教室因其功能多、占地少、经费投入低、效益面宽、利用率离等特点，收到很好的教学效果。经过以上综合地进行教学改革和课程建设工作，使得课堂教学的质量得到进一步的提高。
为了对设计作业做系统的组织和指导，把学生的设计能力一步一步地提高到不同层次的高度，作者多年来做了大量的设计教学改革的试点.在机械设计课程教学中，做了习题的改革、作业的改革和课程设计的改革，形成新的作业的系统，并开拓了20个新课题，真正地培养学生的设计能力；在机械设计学和设计方法学课程中，指导学生做概念性设计作业；在专业课程设计中指导学生做结合生产实际的技术性设计；在毕业设计中指导学生做较大系统的全程设计及单项优化设计等公学生最终达到的设计水平，无论在难易程度、熟练程度、图面质量、思维能力以及知识的全面应用等方面都能达到优良的水平。
几年来，教学研究和教学改革的内容丰富、全面、系统，有所创新，教学实践效果始终保持优良，成效显著.成果的取得是由于党的教育方针正确、组织的领导、行政的支持、群众的帮助和师生共同的努力的结果.其中，作者出于对教育事业的满腔热情和创业精神，把近代数学及现代科学理论引入教学研究，把生产实践与理论教学、科研与教学结合起来，进行系统的教学改革和课程建设，大大地提高了教学研究和教学实践的水平。我校在夯实专业基础课的同时，特别注重应用技术型人才的培养，不断地在提高机械设计课程设计这一实践环节的教学质量上下功夫，经过我几届毕业学生的工作实践，取得了一些成果，愿与同仁共享，文中不妥之处还望指出。
参考文献：
[1]徐泳龙；机械设计课程教学方法的探索和实践[J]；南京机械高等专科学校学报；1999年01期
[2]陆笑容；机械设计课程的教学与能力培养[J]；重庆工业高等专科学校学报；1996年01期
[3]于晓文；机械设计课程设计教学改革的探讨[J]；辽宁高职学报；2008年12期
[4]唐锐，党玉春.机械设计课程设计的教改探索[J].攀枝花学院学报，2004，（6）.
机械概论论文篇2
[关键词]机械；信息技术；故障
中图分类号：TP306 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0277-01
信息融合是利用计算机技术将来自多个传感器或多源的观测信息进行分析、综合处理，从而得出决策和估计任务所需的信息的处理过程。在一定的程度上，这不仅仅是单纯的数据融合，它所包含的内涵非常广泛，所探测的信息、信号也更加确切，并具有很强的概括性。目前，我国机械故障诊断方法大多采用传统的诊断方式，这种方式往往只能对一种信息或几种信息进行观察和分析，而不能对多种信息进行多层次、多角度的观察和分析，给故障诊断的有效性带来很大的局限，也令人质疑故障诊断的结果是否可靠。因此，信息融合技术的应用，既保证了多传感器获得信息的准确性，也提高了机械故障诊断结果的可信度。
一、传统机械故障诊断技术的现状
（一）传统机械故障诊断的局限性
传统的机械故障诊断技术，在进行机械故障诊断的过程中，只能对机械信息中的一种或几种进行观察和分析，并不能对机械故障的信息进行全面的集合，从而使机械故障诊断的结果是局域性的。例如，通过振动加速度信号对轴承状态进行诊断时，就是因为信号类型太过单一，能获得的轴承状态信息太少，而导致很难对轴承状态特征得出准确的评价。如果能对轴承状态的多种信息，例如轴承油的温度信息、油样信息等进行多层次、多角度的观察和分析，将会对轴承状态做出更加准确的评价。
（二）传统机械故障诊断结果的不确定性
我们并不否认通过一种或者几种信息可以对机械故障做出判断，但是在很多的情况下，这种判断的结果并不可靠。在机械故障诊断的过程中，利用多种信息得出的判断，相对于只利用一种信息得出的判断而言，结论会更加令人信服。例如，在诊断齿轮裂纹时，只利用箱体振动加速度信号进行分析得出的结论，显然不具有很强的说服力，令人质疑结果的可靠性。
二、机械故障诊断引进信息融合技术的必然性
（一）多传感器的应用提供了不同通道的信息
传统机械故障诊断的方式只能利用一种或者几种信息来提取机械的状态特征，随着机械故障系统越来越复杂，越来越多的传感器被用来探测和感受信息，并且类型多种多样。并且不同类型的多个传感器，能够探测和感受到机械不同类型、不同部位的大量信息。因此，对机械故障诊断技术提出了更高的要求。
（二）多种多样故障的表现形式增加了诊断的难度
由于机械故障系统的庞大化，故障产生的原因也更加复杂，不同的故障原因也可以是同一特征的故障表现形式，这就对机械故障诊断技术提出了更高的要求。例如，引起旋转机械转子异常震动的原因可以是机械轴承座松动也可以是转子相互碰撞以及其他原因。尽管使旋转机械转子发生异常震动的原因不同，但是它的结果表现出来都是一样的。因此，在这种情况下是很难通过同一种信号观察和分析出故障产生的原因。
（三）信息的不完整提高了诊断对象的不确定性
在机械故障诊断的过程中，很多因素可能导致传感器探测和感受到的信息不完整或是不精确，提高了诊断对象的不确定性，使得故障诊断技术很难确定具体的诊断对象是什么。
三、机械故障诊断过程中信息融合技术
（一）以神经网络为基础的信息融合方法
简单地说，它是一种以人脑神经系统为基础，由大量处理单元组成的非线性大规模自适应动力系统。它不但模仿人脑神经系统具有学习、记忆、计算等能力，还在一定的程度上具有了智能信息处理、检索等功能，有效地将信息管理与系统结构结合为一体，没有任何的局限性和不确定性。具体讲，它能够从各种类型的多个传感器探测的信息中提取出各种状态特征，并使各种状态特征精确地对应着机械的各种故障和运行状态，准确地找出机械故障的原因。
（二）以贝叶斯理论为基础的信息融合方法
在机械故障诊断的过程中，往往因为诊断对象的不确定性，或是机械运动的声音太过嘈杂等原因，使得传感器获得的信息大多是不全面或不精确的。这样不确定的信息，就使的传统诊断技术很难从中提取出机械的状态特征，精确地诊断出机械故障的原因，而贝叶斯理论就是针对这种情况提出的。贝叶斯理论是在概率密度函数基础上发展和建立的推理方法。在机械运动的过程中，可能会随机地出现很多问题。问题出现的时机看似非常随便，但是却有一定的规律，而概率密度函数就是对这种规律最严密的计算方式。因此贝叶斯方法以概率密度学为基础，可以对传感器的各种类型、各个部位的信息，进行综合观察和分析，得出准确的机械状态特征，进而对故障进行分类。
（三）以D-S理论为基础的信息融合方法
贝叶斯方法和传统的故障诊断方法相比，的确实现了重大突破而取得了很大的成效，但是这种方法在某些方面存在着一定的缺陷。尤其是它不能在所有传感器抽象级上给出精确的可信度表示。而D-S理论就是基于这点产生的。D-S理论将每一种可能产生的故障称之为假设，各种可能故障的集合又叫做识别框，而可能故障的各种状态特征就是证据。
在故障诊断的过程中，它先是计算各个证据的基本概率分配函数、信任函数和似然函数，再计算所有证据联合作用下的基本概率分配数、信任函数和似然函数，最后选择联合作用下支持率最大的假设，从而找到机械的故障。同时D-S理论作为贝叶斯的推理理论，两种方法的结合才是故障诊断的最佳方选择。
四、机械故障中信息融入技术的应用
多传感器数据融合技术在进行故障诊断过程中，构建了三大融合模块，即数据级融合模块、特征极并行多神经网络局部诊断模块和决策级D-S证据理论的融合诊断模块。它可以从不同类型的多传感器的信息中，提取出精确的状态特征，把其进行分类整理，判断出正确的故障原因。下面就以液压设备的故障为例，简单讲解信息融合技术是如何发挥效果的。
信息自动化的发展，使得液压设备的故障系统复杂化和庞大化。液压设备不仅有泄漏、腐蚀、液压卡死等各种各样的故障表现形式，而且需要监测的设备工作参数内容也是纷繁复杂。可以说，故障产生的因果关系非常复杂，故障发生的随机性也相对分散，这给正确地诊断故障带来很大的难度。显然，用传统单一信号的诊断方法已经得不到正确的故障原因。而多传感器的信息融合技术的使用，可以对液压设备的各个工作参数进行合理地融合，有效地获得设备运行的状态特征，从而对故障进行正确的判断。
参考文献
[1]陈昌斌.机械设备故障检测诊断技术概述[J].中国水运（下半月），2012，（02）.
[2]赵永满，梅卫江，吴疆，王春林.机械故障诊断技术发展及趋势分析[J].机床与液压，2013，（10）.
机械概论论文篇3
毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论（03707）
中国近现代史纲要（03708）
政治经济学（财经类）（00009）
物理（工）（00420）
线性代数（02198）
思想道德修养与法律基础（03706）
马克思主义基本原理概论（03709）
线性代数（经管类）（04184）
概率论与数理统计（二）（02197）
概率论与数理统计（经管类）（04183）
英语（一）（00012）
英语（二）（00015）
日语（二）（00016）
俄语（二）（00017）
高等数学（一）（00020）
高等数学（工专）（00022）
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大学语文（04729）
公司管理（独立本科段）（020143） 国际贸易与国际金融（03448）
经济学导论（07520）
金融保险实务（07521）
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公司管理学（07519）
ERP（企业信息系统）（09100）
财政与税收（06734）
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国际经济与管理（独立本科段）（020148） 国际经济合作（05296）
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技术创新（05126）
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会展管理（独立本科段）（020180） 会展项目管理（03877）
会议运营管理（03878）
会展管理信息系统管理（08890）
会展场馆经营与管理（08887）
工商企业管理（专科）（020201） 市场营销学（00058）
人力资源管理（一）（00147）
国民经济统计概论（00065）
中国税制（00146）
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企业管理概论（00144）
工商企业管理（独立本科段）（020202） 企业经营战略（00151）
法律基础（08118）
管理学原理（00054）
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金融理论与实务（00150）
技术创新（05126）
质量管理（二）（07361）
企业管理咨询与诊断（08819）
会计（专科）（020203） 财务管理学（00067）
管理会计（一）（00157）
国民经济统计概论（00065）
中国税制（00146）
基础会计学（00041）
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中级财务会计（00155）
成本会计（00156）
经济法概论（财经类）（00043）
企业管理概论（00144）
会计（独立本科段）（020204） 市场营销学（00058）
保险学原理（00079）
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国际贸易理论与实务（00149）
金融理论与实务（00150）
高级财务会计（00159）
审计学（00160）
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旅游管理（独立本科段）（020210） 旅游人力资源管理（06126）
旅游政策与法规（03959）
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财务管理学（一）（08114）
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电子商务（专科）（020215） 市场营销（三）（00890）
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人力资源管理（独立本科段）（020218） 人员素质测评理论与方法（06090）
管理学原理（00054）
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企业经济管理（独立本科段）（020253） 市场营销学（00058）
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经济数学（07747）
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现代企业管理（独立本科段）（020309） 市场营销学（00058）
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经济学导论（07520）
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现代企业管理理论（08815）
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企业会计学（00055）
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企业管理咨询与诊断（08819）
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企业会计学（00055）
广告学（一）（00181）
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经济法概论（财经类）（00043）
消费经济学（00183）
法律（本科）（030106） 合同法（00230）
民法学（00242）
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劳动法（00167）
税法原理（07946）
房地产法（00169）
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法律（基础科段）（专科）（030112） 民法学（00242）
国际法（00247）
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中国法制史（00223）
刑法学（00245）
行政法学（00261）
民事诉讼法学（00243）
刑事诉讼法学（00260）
经济法概论（00244）
法理学（05677）
行政管理（专科）（030301） 人力资源管理（一）（00147）
管理心理学（00163）
市政学（00292）
现代管理学（00107）
公文写作与处理（00341）
政府经济管理概论（03349）
公共关系学（00182）
行政管理学（00277）
社会研究方法（03350）
法学概论（00040）
政治学概论（00312）
行政管理学（独立本科段）（030302） 公共政策（00318）
领导科学（00320）
秘书学概论（00345）
中国政治思想史（05009）
当代中国政治制度（00315）
行政组织理论（00319）
西方政治制度（00316）
中国文化概论（00321）
公务员制度（01848）
社会学概论（00034）
中国行政史（00322）
西方行政学说史（00323）
行政法与行政诉讼法（一）（00923）
公安管理（本科）（030401） 警察伦理学（00369）
公安信息学（00372）
宪法学（05679）
犯罪学（一）（00235）
刑法学（00245）
公安学基础理论（00354）
刑事证据学（00370）
刑事诉讼法学（00260）
公安管理学（00356）
刑事侦查情报学（00861）
公安决策学（00371）
涉外警务概论（00373）
警察组织行为学（00859）
学前教育（独立本科段）（040102） 普通逻辑（00024）
学前心理学（00384）
学前教育原理（00398）
学前比较教育（00401）
美育基础（00409）
学前卫生学（00385）
学前特殊儿童教育（00883）
儿童文学名著导读（00887）
学前教育史（00402）
学前教育心理学（00882）
学前教育学（00383）
课程与教学论（00467）
秘书学（独立本科段）（050104） 中国秘书史（00523）
中国新时期小说研究（07828）
文书学（00524）
成语概论（05008）
中外秘书比较（00527）
公关语言学（09647）
公文选读（00525）
秘书参谋职能概论（00526）
汉语言文学（本科）（050105） 美学（00037）
外国文学史（00540）
中国新时期小说研究（07828）
中国古典小说名著研究（07826）
中国文化概论（00321）
中国古代文学史（一）（00538）
中国古代文学史（二）（00539）
中国现代文学史（00537）
语言学概论（00541）
汉语言文学教育（独立本科段）（050113） 美学与美育（06039）
语文教育学导论（07824）
中国新时期小说研究（07828）
汉语言文学教育学（06414）
中国古典小说名著研究（07826）
阅读与写作专论（07831）
中国古代文学与教育（一）（07820）
中国现当代文学与教育（07822）
汉语言文学（基础科段）（专科）（050114） 文学概论（一）（00529）
现代汉语（00535）
中国现代文学作品选（00530）
古代汉语（00536）
写作（一）（00506）
中国当代文学作品选（00531）
外国文学作品选（00534）
中国古代文学作品选（一）（00532）
中国古代文学作品选（二）（00533）
英语翻译（独立本科段）（050134） 商务英语翻译（05355）
BEC商务英语（二）（08959）
第二外语（俄语）（00839）
第二外语（日语）（00840）
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第二外语（德语）（00842）
第二外语（韩语）（03412）
旅游英语翻译（05385）
BEC商务英语（一）（08958）
对外汉语（独立本科段）（050140） 对外汉语教学发展概论（01211）
对外汉语教学法（01210）
日本国概况（00608）
韩国概况（01110）
英美概况（01212）
俄罗斯国情（05015）
语言学概论（00541）
中国现当代文学（01207）
英语（本科）（050201） 英语翻译（00087）
高级英语（00600）
现代语言学（00830）
外贸英语函电（01823）
英语词汇学（00832）
第二外语（俄语）（00839）
第二外语（日语）（00840）
第二外语（法语）（00841）
第二外语（德语）（00842）
初级俄语（01822）
第二外语（韩语）（03412）
初级日语（05021）
英语写作（00603）
英美文学选读（00604）
俄语（本科）（050203） 俄语阅读（二）（00847）
实践俄语（二）（05018）
俄罗斯新报刊选读（05022）
第二外语（日语）（00840）
第二外语（法语）（00841）
第二外语（德语）（00842）
第二外语（英语）（00845）
第二外语（韩语）（03412）
现代俄语（05019）
初级英语（05020）
初级日语（05021）
翻译技巧（00619）
英语教育（独立本科段）（050206） 语言教学课程设计（07856）
英语教学法（07857）
第二外语（俄语）（00839）
第二外语（日语）（00840）
第二外语（法语）（00841）
第二外语（德语）（00842）
第二外语（韩语）（03412）
语言心理学（07858）
第二语言学习（07855）
英语（基础科段）（专科）（050207） 英语阅读（一）（00595）
英语阅读（二）（00596）
综合英语（一）（00794）
英语国家概况（00522）
英语写作基础（00597）
综合英语（二）（00795）
日语（基础科段）（专科）（050208） 基础日语（一）（00605）
日语语法（00607）
日本国概况（00608）
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2015年4月18日（星期六） 2015年4月19日（星期日） 上午（09:00--11:30） 下午（14:30--17:00） 上午（09:00--11:30） 下午（14:30--17:00） 俄语（基础科段）（专科）（050209） 基础俄语（一）（00613）
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机械概论论文篇4
关键词: 奥苏贝尔认知同化理论意义学习概念学习先行组织者
近年来我国的教学改革如火如荼,引入了许多当代国外的学习理论,如结构主义学习理论和建构主义学习理论。它们都强调学生的主动性、积极性,认为学生不是被动的知识接受者,而是主动的信息加工者,从而学生自己参与到对学科知识的发现探索和问题解决的过程中去。这对我们中国传统的教学模式确实是一个很大的冲击和革新,也促进了学生智力的发展和能力的提高。但是这样的教学模式也存在片面性,在本土化的过程中也面临了许多的问题,特别是对于高中这样面对高考巨大压力,而且在短时间内要学量知识的学习阶段,结构主义与建构主义等学习理论因为要花费大量时间,从而不大可能作为主要的课堂教学模式,而受到百般批判的接受学习或“灌输”学习仍然占据着课堂教学的主体地位。
一、奥苏贝尔的认知同化学习理论
奥苏贝尔的学习理论在近年来受到了越来越多的关注。奥苏贝尔利用意义学习概念对传统的接受学习进行了深入分析与革新,认为接受学习不一定是无意义的机械学习,当接受学习使得新知识与原有知识发生同化时,接受学习也可以成为一种意义学习,学校主要应采用意义接受学习,尤其是意义言语接受学习(Ausubel,1977)。因此,奥苏贝尔的理论似乎更可能与我国的高中教学发生有效的“接轨”。
奥苏贝尔认为,同化是意义学习的心理机制。同化理论的核心是:学生习得新信息,主要取决于他们认知结构中已有的有关概念;意义学习是通过新信息与学生认知结构中已有的有关概念相互作用才得以发生的,这种相互作用的结果是新旧知识的意义的同化。
奥苏贝尔的意义学习分为表征学习、概念学习、命题学习和发现学习。概念学习和命题学习是课程教学中的主要教学形式。
奥苏贝尔所说的概念学习分成形成概念与学习概念名称两个过程。在中学的学习阶段,学生所获得的概念的意义大多不是通过直接经验,而主要是通过教材和教师对概念意义的定义获得的,定义为学生提供了概念的关键属性。奥苏贝尔特别指出概念意义的学习和概念名称的学习是不同的。因为常有这样的情形:学生只记住了概念的名称,却搞不清概念的意义和内涵。对概念的定义常用命题的形式,奥苏贝尔认为,新学习的命题与学生已有的命题存在着上位关系、下位关系及组合关系。其中,上位关系指要学习的内容包摄性较广,可以把一系列原有的概念从属于其下;下位关系指新学习的内容从属于学生认知结构中已有的、包摄性较广的概念;组合关系则指不属于上位关系也不属于下位关系的情况。奥苏贝尔对命题学习中的上位关系、下位关系和组合关系的描述,为概念的教学提供了更清晰有效的引导,使得概念教学具体化了,教师可以根据他提出的概念学习的模式进行各种尝试。
在高中的学习阶段,由于教材的编写或由于教师在教授过程中可能忽视了各概念之间的不同包含性及相关性的关系,或者忽视了学生在学习新概念时是否已有了相关的概念作为基础或清晰的固定点,可以使得新概念的学习与原有的概念发生同化,从而使得学生在接受新概念时可能不是通过意义学习接受,而是通过机械学习接受。这样不仅影响了教学效果,而且加重了学生的学习和记忆负担,往往使得学生对各概念间的区别含糊不清,从而对进一步的物理学习造成了困难。而奥苏贝尔提出的先行组织者策略可以在某种程度上解决这个问题。
奥苏贝尔认为,促进学习和防止干扰的最有效的策略,是利用适当相关的和包摄性较广的、最清晰和最稳定的引导性材料,这种引导性材料就是所谓的组织者。由于这些组织者通常是在呈现教学内容之前介绍的,目的在于用它们来帮助确立意义学习的心向,因此又被称为先行组织者。组织者的主要功能是在学生能够学习有意义的新内容之前,在他们已经知道的和需要知道的知识之间架设起桥梁。
奥苏贝尔还区分了两类组织者:一类是说明性组织者,用于提供适当的类属者,它们与新的学习内容提供一种上位关系。另一类是比较性组织者,既可用于新观念与认知结构中基本类似概念的整合,又可用于增加本质不同而貌似相同的新旧概念之间的可辨别性。
二、奥苏贝尔的认知同化学习理论在高中物理概念学习教学实践中的应用
下面就奥苏贝尔的先行组织者策略在高中物理概念学习教学实践中的应用举一例说明。
案例:新课标高中物理课本选修3―4十三章:光的概念
教学设计及分析:
1.机械波概念的描述及它的主要性质
(1)介质:声波、水波及教学中经常演示的绳子上的波动都属于机械波。其中,空气、水及绳子等波借以传播的物质,叫做介质。
(2)成因或定义:组成介质的质点之间有相互作用,一个质点的振动会引起相邻质点的振动,机械振动在介质中传播,形成了机械波。
(3)横波和纵波:质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波叫做横波,如绳子上的波动。质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上的波叫做纵波,如声波。
(4)性质或现象:机械波可观察到反射、折射、衍射和干涉等现象。
在十二章中已经描述了机械波的概念,因此学生对机械波已经有了比较清楚的看见,在此首先对机械波的概念及性质再次描述,一方面可以作为对上一章内容的总结,另一方面可以作为这一章马上要学习的光的概念的一个比较性的先行组织者。
2.光到底是什么
第十三章的前言部分,简介了物理学史上对光的性质的探讨,最终确立了光既有波动性,又有粒子性的波粒二象性。而本章主要从光的波动性方面对光的概念进行探讨。
3.光的波动性
(1)介质:不同于机械波,光的传播不需要介质。(此处可以引入物理学史上关于此问题的争论、以太问题和迈克尔逊干涉实验,或者让学生课下查阅相关资料。)
注:此处内容教材没有涉及,但作为与机械波的比较引入。
(2)成因或定义:前言部分已经提到光也是一种电磁波。变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场,变化的磁场和变化的电场交替产生,由近及远向周围传播,从而形成了电磁波。(此处提前引入十四章的关于电磁波的内容,只是让学生先有个印象,以期与机械波的成因有个比较。)
(3)横波:根据麦克斯韦的电磁场理论,电磁波中的电场强度与磁场强度相互垂直,而且二者均与波的传播方向垂直,因此电磁波是横波,从而光波也是横波。
(4)性质或现象:光波与机械波一样,也具有反射、折射、干涉、衍射现象。特别是1801年的杨氏干涉实验第一次证明了光是一种波。(这些是以后要重点学习的内容。)
此处对光的波动性的描述,是作为与机械波这个先行组织者比较的基础上引入的,特别是前三个性质是对课本内容的外延与提前引入。这样的比较可使学生对于光的波动性有较全面的了解,也可使学生看到光波与机械波不同与共同之处,从而使得这两个概念在学生头脑中不至于混淆的同时,对这两个概念都有较清晰稳定的看见。
4.波动的概念
机械波和光波同属于波动。
波动的概念:一种周期性振动的传播,同时伴随有能量的传播。对于机械波,它的周期性振动是机械振动,对于光波,它的周期性振动是电磁振动。
波动都具有周期T与波速v。
奥苏贝尔进一步发展了先行组织者的概念,指出,组织者既可以在学习材料之前呈现,又可以在学习材料之后呈现。波动的概念在此作为一个说明性的组织者,对机械波和光波的概念是一个上位关系,是包摄性更广的概念,在机械波和光波的概念之后提出,从而更加深了我们对机械波和光波的认识。
以上是奥苏贝尔的认知同化学习理论及先行组织者策略在高中物理概念学习中的一个应用。
物理概念可以说是物理科学的基石,而对物理概念的清楚认识将有利于我们对物理理论框架的整体建构。通过奥苏贝尔理论在教学实践中的应用,我们可以使得学生对物理概念在头脑中形成更清晰稳固的联结,概念之间也可形成脉络清晰又不至于彼此混淆的知识框架与网络,从而对学生进一步的物理学习奠定了良好的基础,使得学生可以有意义、有兴味地进行更深入的物理学习。
参考文献:
[1]施良方.学习论.北京:人民教育出版社,2001.
机械概论论文篇5
关键词： 机械控制工程基础 记忆导图 MATLAB
控制论的观点和思维方法向机械工程专业渗透，给机械工程这个古老的专业注入了新的活力。《机械控制工程基础》作为机械工程专业的一门专业基础课，课程的教学内容逐渐扩展，开始从纯粹的经典控制理论教学扩展到包括现代控制和数字控制的基本知识等内容。
在现代科学技术的发展中，信息论、控制论与系统论这“三论”起着极为重要的作用，而“机械控制工程基础”同这“三论”所涉及的三个学科紧密相连，甚至可以说，“机械控制工程基础”就是这“三论”在机械工程中的典型体现。“机械控制工程基础”作为数理基础课程与专业课程之间的一道桥梁，是以上“三论”在机械工程技术中的具体应用和体现。它不仅是一门重要的学科，而且是一门重要的方法论，在机械类高素质人才的培养中发挥着越来越大的作用。
《机械控制工程基础》是建立在经典控制理论基础上，结合机械工程的控制理论应用。课程内容比较抽象难懂，尤其是课程中的许多章节的内容，需要通过复杂的计算和作图才能理解有关概念和原理，教学质量难以提高。
鉴于此，为进一步增强《机械控制工程基础》的教学效果，我除了精心设计、准备教案，采用启发式教育，进行课堂练习与讨论外，还从以下几个方面做出了努力。
1.上好绪论课，激发学生学习欲望
“兴趣是最好的老师”。由此可见学习兴趣的培养在教学中的作用之大。实践也证明：当学生对某一知识产生兴趣时，他们就会积极主动地探究，学习效果尤佳。为此，在上绪论时，要举大量的控制实例，从古代的沙斗计时，到近代的蒸汽机，再到现代的导弹飞船。从日常的抽水马桶，到人员交往的察言观色，无一不体现控制的思想和作用。列举大量的事例，一般能较好地激发学生学习的兴趣。
2.运用记忆导图，加深学生记忆与理解
在记忆学中有一个加强记忆的办法，就是将复杂的知识形成一个图形，亦即所谓的记忆导图，这将有助于人们对事情的理解和记忆。为此特将机械控制工程基础的相关知识制成了图1所示的记忆导图。
在机械控制工程基础课程中，主要就是围绕着输入、系统模型和输出这三要素来讲的。在绪论中就要说明这一点，让学生有一个总体印象。然后分开来一点点地讲，在讲局部时也要不时插入图1这个记忆图。这种从总体到局部，再从局部到总体的方法，非常有助于学生建立控制的整体概念。
3.采用MATLAB这一成熟的工程软件，建立概念的直观形象
MATLAB的名称源自Matrix Laboratory，它是一种科学计算软件，专门以矩阵的形式处理数据。MATLAB将高性能的数值计算和可视化集成在一起，并提供了大量的内置函数，从而被广泛地应用于科学计算、控制系统、信息处理等领域的分析、仿真和设计工作。利用MATLAB产品的开放式结构，还可以非常容易地对MATLAB的功能进行扩充。
控制系统工具箱是MATLAB软件包中专门针对控制系统工程设计的函数和工具的集合，主要用于反馈控制系统的分析、设计和仿真，所涉及的领域涵盖经典控制理论和现代控制理论的大部分内容，包括根轨迹、极点设置和线性二次最优控制器设计等。控制系统工具箱既可适用于连续时间系统，又适用于离散时间系统，并且可以实现不同模型之间的相互转换。用户还能够轻松地绘制系统的时域或频域响应和开环系统的根轨迹图。MATLAB自身提供的开放式环境，可以让用户通过M文件建立自己的控制模型和控制算法。
我在充分应用MATLAB的计算功能、绘图功能之外，还应用Simulink的仿真功能来破解一些抽象的知识点。比如在讲解闭环控制系统的工作是依据偏差工作，最后消除偏差。但学生对此总感觉困惑。这主要是因为信号流向如电一样，真实存在，但看不见。此时Simulink中的虚拟示波器就发挥作用了。如图2所示的典型负反馈系统，其输入信号、偏差信号和输出信号均用一个示波器显示出来。用此示波器来展现输入信号、偏差信号和输出信号这三种信号变化，学生就很容易看懂负反馈的原理。
4.结语
在机械控制工程基础的教学中，除了要精心设计、准备教案，采用启发式教育，进行课堂练习与讨论外，还要积极引入一些新的理论及方法，从而更好地提升教学效率和质量。
致谢：感谢江西省教育厅对机械控制工程基础课程的教学改革的支持（教改课题编号JXJG-09-5-32）。
参考文献：
［1］杨叔子，杨克冲等.机械工程控制工程基础.武汉：华中科技大学出版社，2005.
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［3］Vera F.Birkenbihl著.刘勇强，曾岩译.记忆导图.北京：东方出版社，2010.
［4］赵广元.MATLAB与控制系统仿真实践.北京：北京航空航天大学出版社，2009.
机械概论论文篇6
【关键词】机械产品；可靠性设计；优化
【 abstract 】 with the deepening of economic globalization, the mechanical products put forward higher request, in addition to its good performance, but also to have high reliability, through the reliability design to make up for the deficiency of the conventional design process, which can efficiently make a design scheme is more close to the product manufacturing production practice. This paper the author of mechanical reliability was related summarized, and this led to the basic thinking of the reliability design.
【 key words 】 mechanical products; Reliability design; optimization
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
0 引言
机械产品是众多学科相互交叉的高新技术载体。能否确保产品安全可靠的运行，是机械产品竞争的焦点，产品“物美、价廉”等优点必须以其可靠性来为后盾。所谓机械可靠性，也即是机械产品在规定的时间内、规定的使用条件下完成规定功能的能力。目前国内机械产品可靠性设计水平还远不及国外的水平，这也成了制约我国机械行业发展的重要瓶颈，严重影响了企业产品的开发质量，使“质量取胜、质量第一”的战略无法在机械产品中得到充分发挥。随着全球经济一体化的不断深入，机械产品强制认证制度得到了广泛推行，同时也使得企业和政府部门清醒认识到投放市场产品质量的重要性，以及可靠性设计思路在机械产品研发中的重要性。
1 机械可靠性的相关概述
1.1 可靠性定义
可靠性也即是指产品在规定的使用条件下、规定时间内，完成规定功能的性质或能力。并将这种可靠性概率度量称为机械产品的可靠度。
1.2 机械可靠性的发展
机械产品可靠性技术的研究始于20世纪20年代，并于20世纪40年代开始应用于结构工程的设计中。该技术最早应用在二战末期德国的Ⅴ-Ⅱ火箭诱导装置上。由德国火箭研究员R．Lusser，首先提出了可靠性的应用概念。又从Freuenthal于1946年在国际上发表“结构的安全度”一文以来，机械产品可靠性的概念引起了工程界和学术界的高度关注。
当前，以确定性有限元为基础的随机有限元法成了随机参数结构实现不确定分析的相当有效的数值方法。张义民等人应用一节可靠性技术和随机有限元法对随机机构的可靠性问题展开了深入研究，并以此开辟了全新的以摄动技术、一次二阶矩法、使用概率统计学和有限元理论为基础的现代结构可靠性的分析及设计理论。机械产品与可靠性关系图如图-1所示。由于可靠性技术贯穿于产品的研制、设计、装配、试验、调试、保管等环节，因此应积极大力推广机械产品设计的可靠性技术。
2 机械产品可靠性设计思路
2.1 可靠性的优化设计
任何机械产品，从其建立初期的方案开始到后来的生产制造，必须经过的关键过程也即是设计过程。随着新技术、新方法、新材料、新知识、新工艺的不断涌现和发展，机械产品更新换代的周期也大大缩短，尤其是随着顾客对产品的性能、质量、功能等方面的要求不断提高，加之知识成为技术、技术发展为产品的时间缩短，这就要求设计过程必须加快步伐，必须缩短设计的周期，进而提升设计的质量。另外，产品设计的合理与否，对产品的使用价值、力学性能、制造成本等也均会造成直接的影响。因此，如何提高产品的设计质量、改进设计技术、发展设计理论以及加快设计的过程，已成了当前机械设计发展的必然趋势和方向。
产品最佳可靠性将直接影响到国家能源和资源的合理利用，机械产品设计优化的最主要目的就是根据相关的安全需要和预定需求，以最优形式实现产品。通常将可靠性优化设计分为三方面：成本、质量和可靠度，将产品总体的可靠度作为产品性能约束的优化，会产生与合理安全性相互协调的平衡设计，即在给定产品质量和结构布局或成本之下，使产品获得最大的可靠性。
图-1 机械产品与可靠性关系图
2.2 可靠性的灵敏度设计
机械产品系统模型修改、产品优化设计、系统动力控制、结构参数识别估计变化和工程近似分析中，灵敏度分析和再设计成了机械产品多功能的设计工具。在进行机械产品可靠性设计时，各因素对产品失效带来的影响程度也有所不同，因此机械产品可靠性灵敏度的研究具有很重要的现实意义。
可靠性的灵敏度设计，也即是以机械产品可靠性为基础，并在此基础上进行的灵敏度设计，并以此得出一个用以确定设计参数，以此来改变对产品可靠性的评价及影响，并以此来反映各设计参数对产品失效影响的程度。可靠性的灵敏度设计在可靠性优化设计、可靠性修改和设计、可靠性维护等方面的应用意义重大。
2.3稳健设计
文件设计是一种高质量和低成本的设计方法和思想，对机械产品的质量、性能、成本进行综合考虑，并选出最佳的设计方案，这样一来不仅可以提高产品的质量，同时还可有效降低产品的制造成本。正确运用稳健设计方法和理论，可有效使产品在使用及制造中，或在规定寿命期限中，即便是设计因素出现了微小变化也可确保产品的质量稳定。当前随着计算机技术、CAD技术以及优化技术的发展，可将稳健设计方法分为以下两类：1）以工程模型为基础同时与优化技术相结合的稳健优化设计方法，包括灵敏度法、容差多面体法、随机模型法、变差传递法等；2）以经验设计为基础的稳健设计方法，包括响应面法、田口方法、广义模型法等。
机械产品的稳健设计也即是在可靠性设计、优化设计、灵敏度设计的基础之上展开的可靠性稳健设计，它是将可靠性灵敏度融入到优化设计模型当中，同时将稳健性设计归结为满足机械产品可靠性要求的多目标优化的问题中。机械产品设计过程中，科学恰当的运用稳健性设计方法，可使产品在各种干扰因素下，依然保持其可靠性稳定，以此来实现产品可靠性设计对设计参数变化的不敏感性，以此来提高产品鲁棒稳健性和安全可靠性。
3 小结
机械产品可靠性设计目前已收到各行各业的广泛关注，可靠性设计技术已成为国内机械行业和学科迅速发展的重要方向之一。笔者以为，结合现代数学力学的基本理论，将机械产品可靠性设计、优化设计、灵敏度设计以及文件设计方法达到最优化，并最终通过相应的使用软件库，为机械行业提供科学可靠性分析和设计技术服务。
【参考文献】
[1] 苏多,张建国. PDM技术在机械可靠性设计分析中的应用研究[J].航空学报, 2007,28(z1):95-99.
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[3] 邱继伟,张瑞军,丛东升. 机械零件可靠性设计理论与方法研究[J]. 工程设计学报, 2011,18(6):401-411.
机械概论论文篇7
（淮安信息职业技术学院 江苏 淮安 223003）
摘要：针对高职教育压缩理论课时而教学内容并未减少的实际情况，将“工程力学”和“机械设计基础”两门课程的教学内容进行了优化整合。通过采用“并行”和“串联”方式进行授课，及时将“工程力学”课程知识应用到后续“机械设计基础”中，既节约了教学时数，又提高了教学效果。
关键词 ：工程力学；机械设计基础；课程优化整合；高职教学
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2014）07-0110-03
“工程力学”是机械类专业的一门专业基础课，研究工程构件最普通、最基本的受力、变形、破坏以及运动规律，为“机械原理”、“机械设计”等技术基础课和一些专业后续课程的学习打下必要的基础。原有“工程力学”课程内容包括理论力学和材料力学两大知识模块，“机械设计基础”课程内容则包括机械原理和机械设计两大知识模块。现在我们将“工程力学”和“机械设计基础”合并为一门“机械设计基础”课程，其中力学部分分配了约20学时，机械设计基础部分分配了约70学时（含6学时的实验）。这不仅考验教师的教学组织能力、授课方式及技巧，还考验学生的接受能力。如何在教学时数大幅减少，而教学目标和教学内容几乎没有变化的情况下，把这门整合后的课程上好，对教育工作者带来了很大挑战。近十几年来，笔者一直从事“工程力学”和“机械设计基础”等课程的教学，熟悉相关知识点之间的衔接，针对学时减少等课程整合后的问题，试着对授课方法作了一些调整，对授课内容顺序进行了优化整合，对相关知识点作并行讲授，收到了理想的教学效果。
两课程的教学内容分析
（一）工程力学
机械类专业的“工程力学”课程教学主要是为后续课程“机械设计基础”服务的，机械设计中用到的设计理论都是源于工程力学中材料力学部分，而材料力学的学习又必须以理论力学为基础，所以理论力学的静力学概念和公理、受力分析、力系及平衡是机械设计的必备知识。材料力学中的材料力学基本概念、杆件变形基本形式、轴向拉伸与压缩、剪切与挤压、扭转变形、弯曲变形及弯扭组合变形这些内容，在机械设计中是必不可少的，所以这些内容也是必要的教学内容。
（二）机械设计基础
“机械设计基础”课程主要是培养学生学会机构原理分析、传动参数计算及典型零件的设计或选用，为学习后续机械制造技术和机械制造工艺等专业课程进行必要的知识储备。机构自由度、平面连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构、带传动、齿轮传动、轮系、螺纹联接和键联轴、轴承等内容都是必须学习的知识点。
两课程知识点的关联性分析
（一）工程力学各知识点之间的关联分析
“工程力学”课程各知识点之间是密切关联的：（1）静力学概念，这部分内容主要是对力学中相关名称的规范性定义或描述，是力学工作的“语言”，它贯穿整个力学教学和学习过程，是后续力学课程各章节的基础知识。（2）静力学公理，揭示了作用在物体上各个力之间的内在规律，是前人总结出来的规律，学习它后可以对物体进行正确的受力分析。（3）受力分析，主要介绍构件的受力分析步骤及方法。受力分析贯穿工程力学的始终。教会学生进行正确受力分析技巧在工程力学教学中显得尤为重要。（4）力系及平衡，这部分知识主要揭示在平衡状态下，作用在物体上各作用力之间存在的内在联系，为建立各个作用力之间的关系提供理论支持，进而可以利用平衡来分析和求解作用在物体上未知的力。它是我们由已知世界探索未知世界的连杆。（5）材料力学基本概念、杆件变形基本形式，是材料力学基础知识，为我们研究材料变形、受力分析提供了方法。（6）轴向拉伸与压缩、剪切与挤压、扭转变形、弯曲变形及弯扭组合变形，揭示了工程中或机械中构件最基本的变形规律、强度校核和尺寸设计方法，是后期机械零件设计的理论依托。由以上分析可见，工程力学各部分知识点之间的关系如图1所示。
（二）机械设计基础各知识点之间的关联分析
“机械设计基础”课程各知识点之间是密切关联的，共同构成一个有机的整体：（1）机构自由度是分析机构和机器运动情况的理论基础。我们设计的机构或机器一定要按照人为设定的轨迹运动，既然这样，大多数运动装置设计时就要先进行自由度计算。若自由度和机构的主动件的数目相同，则该装置就能按照设计的轨迹工作，否则该机构根本就不能动或运动过自由。（2）平面连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构是机器中常见的基本机构，复杂的机构和机器一般是由这些机构组成的。（3）带传动、齿轮传动、轮系是机器中常见的传动系统，设计机械时也要进行传动系统的设计。（4）轴是机器中重要的零件。轴是用来支撑机器中回转零件的，是整台机器的核心。（5）轴承也是机器中重要的零件，它是用来支撑轴的，以保持轴的回转精度。（6）联接是介绍机器中零件之间最常见的联接方法，在机器选用某一型号的此类联接时要进行轴向拉伸、挤压强度或扭转强度计算。
所以，我们在教学过程中，通过设计一整台机器将上述各知识点相互关联起来，其相互关系如图2所示。
（三）两课程各部分知识点的关联性分析
“工程力学”和“机械设计基础”两门课程之间，有许多知识点具有很强的关联性：（1）“机械设计基础”在进行机构自由度分析时，运动副的类型和工程力学中约束类型及性质有关联。（2）平面连杆机构的识图、连杆机构特性分析时压力角和传动角的确定和工程力学中的受力分析有关联。（3）凸轮机构和间歇运动机构特性分析和工程力学中受力分析有关联。（4）带传动、齿轮传动、轮系的设计所依据的是工程力学的受力分析、力系及平衡、强度计算。（5）螺纹联接和键联接和工程力学中的受力分析、轴向拉伸与压缩和剪切与挤压强度计算密切相关。（6）轴设计要进行受力分析、扭转强度设计及弯扭组合强度校核无不与工程力学相关。（7）轴承的失效分析是利用工程力学中的受力分析来进行的。
两课程教学内容的优化整合
基于以上对每门课程各个知识点及两课程之间各知识点关联性的分析，将各部分内容按照图3方式进行教学优化整合。
首先，以静力学概念和公理作为基础，将“工程力学”课程受力分析、力系及平衡两部分知识点与“机械设计基础”中机构自由度、平面连杆机构、凸轮机构及间歇运动机构知识并行到一起。学生先学习受力分析和力学及平衡部分知识，再学习机构自由度、平面连杆机构、凸轮机构和间歇运动机构等知识。
其次，因“机械设计基础”中的联接部分需要进行挤压强度、剪切强度、轴向拉伸与压缩强度计算或考虑弯曲变形和扭转变形部分的知识，所以需要“工程力学”的轴向拉伸、剪切与挤压、扭转变形和弯曲变形等知识作为铺垫。
再次，齿轮传动、轮系及带传动需要以受力分析、强度理论、机构自由度、平面连杆机构等知识为基础，所以应将这部分知识放到后面讲授。
最后，轴及轴承用到力系及平衡、扭转变形、弯曲变形、组合变形等知识，所以将这两部分知识安排到组合变形后面学习比较合理。在讲组合变形强度理论后就讲授轴的知识会收到较好的应用效果。
优化整合教学与传统教学效果比较（以我院机械制造与自动化专业为例）
机械设计基础总教学时数90学时，其中力学部分占20学时，机械设计占70学时。传统讲授顺序是先用20学时将力学内容全部先讲完，然后再花70学时从机械设计原理讲到机械零件设计。传统教学方式，在实施过程中经常会出现以下情况，即讲零件设计时用到的受力分析学生已经感觉很陌生，老师不得不又花时间将前面的知识点再请出复习一下。本来在这种教学方式下，教学时数就相对紧张。再经常花时间去温故知识点，这就让教学时数显得更加吃紧。这种现象导致的结果就是老师不停的赶进度，学生来不及消化就匆匆学习新章节。
如讲光滑接触面约束时，大概10分钟讲授，20分钟举例，讲这部分内容学生很容易理解和接受。但到后续机械设计课程中学习平面连杆机构传力特性时，要用到这部分知识，这距离上次这部分内容学习间隔至少一个月了。学生已经对光滑接触面约束力特点显得很陌生了。那么老师就得先花大概5分钟的时间去复习，然后用20分钟左右去讲压力角和传动角概念，接着再用30分钟时间去举例讲授或练习各种平面连杆机构压力角和传动角的分析。共用时85分钟。
经过优化组合后，光滑接触面约束刚讲完，就讲平面连杆机构的压力角和传动角概念，大概需用时间25分钟，然后就以平面连杆杆机构为例，练习光滑接触面约束力的方向分析、压力角和传动角分析，大概用时35分钟。这种方式共用时60分钟。
通过比较，优化整合教学可节约25分钟的教学时数。不仅如此，通过现学现用，学生做到了对知识点及时消化、吸收和应用。
这种优化整合式教学效果还可以从以下表格数据中得到启发（以2011级制造专业1班和2班为例）。
由上表不难看出，优化整合不仅在教学时间上显得宽裕，而且学生在课程堂上就能将学习内容消化吸收，及时应用，学习效果明显优于传统教学方式。
综上所述，“工程力学”和“机械设计基础”是紧密联系的两门课程，将各部分知识优化整合，不仅能节约教学时数，还能增强教学效果，为后续其他专业课程的教学奠定扎实的基础。
参考文献：
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机械概论论文篇8
关键词：康德；判断力；机械论；目的论；二律背反
中图分类号：B516.31
文献标识码：A DOI：10.3963/j.issn.1671-6477.2016.06.0040
目的论判断力的二律背反是康德哲学中最具有价值和最富于争议的问题之一。这是因为：一方面，机械论和目的论之争依然是当前自然科学领域，尤其是生物学领域激烈讨论的话题，而争论的源头就是目的论判断力的二律背反。只有追根溯源，才能深入了解争论的来龙去脉及当代价值，为实现科学与人文的真正和解做作出贡献；另一方面，康德对这一问题的讨论是其体系中以判断力联接自然与自由立法的关键一环，直接关系到“批判哲学的完成”。但是，在这一部分，由于康德的语言表述晦涩模糊，讨论的问题域宽泛等原因，许多研究者都产生了误解。例如，有的研究者相信，目的论判断力二律背反的提出及解决，文本依据仅仅存在于康德的第三批判的§69、§70、§71三个部分内容。在他们看来，二律背反的产生原因只是错误地将判断力的范导性原理误作规定性原理，因此，只需要将问题的讨论视阈局限在范导性原理中即可解决矛盾。诚如保罗・盖耶（Paul Guyer）指出的那样，“许多论者认为目的论判断力二律背反的解决只需要注意到这种对比，也就是说，注意到第一对准则对于自然自身而言，仅仅是判断力的调整性而不是构成性原则的主张。Mclaughlin和Allison都持有类似观点”[1]360。然而，问题远非如此简单：§69、§70主要是介绍了 “什么是判断力的二律背反”及“二律非背反的表现”。§71的标题是《解决上述二律背反的准备》，既然只是“准备”，就不能将其视作解决问题的全部依据。否则，就会忽略康德对许多重要问题的讨论，例如对斯宾诺莎主义的批判。并且，在整个“目的论判断力的辨证论”部分，康德共花了10节的篇幅讨论二律背反，这就是说，我们还需要充分考虑同属于目的论判断力的辨证论部分的§72―§78，尤其是§78。事实上，结合《判断力批判》所要解决的总问题――“联结知性和理性的各种立法”可知，光凭§69―§71并不能完全解决二律背反并揭示出其中蕴含的重要意义。因此，本文需要解决的问题是，在澄清误读的基础上阐明：（1）什么是目的论判断力的二律背反？（2）如何解决？（3）有什么意义？国际著名康德专家盖耶，约翰・扎米托（John Zammito）和亨利・阿利森（Henry Allison）等人都对这一问题展开了研究，本文的讨论也将充分结合他们的观点。
一、目的论判断力二律背反的提出及表现
在《判断力批判》的第二部分“目的论判断力的批判”中，康德讨论了“目的论判断力的辨证论”，辨证论的核心即是提出并解决了目的论判断力的二律背反。那么，康德为什么要提出目的论判断力的二律背反呢？可能有三个原因：一是康德批判哲学体系的需要。依据其在《纯粹理性批判》中先验方法论部分提出的体系“建筑术”，辨证论如同分析论、方法论一样是不可或缺的部分。正因为如此，有学者认为康德的这一二律背反提的非常勉强，是为了凑体系。二是诚如扎米托指出的那样，康德不过是为了回应论敌的诘难，如赫尔德等。“康德的部分追随者被泛神论所诱导，康德决定在第三批判中亲自反驳……康德的计划是在目的论判断力的二律背反中否决这些危险的‘混合物’。”[2]247这一说法的文本依据在于，在辨证论中，康德确实有相当篇幅是在回顾目的论的历史并进行了批判，尤其是针对斯宾诺莎主义。三是批判哲学的体系发展和理论需要使然，这就需要进行更为详细的考察。
二律背反是康德批判哲学的重要组成部分。他所谓被“从独断论的迷梦中唤醒”，就是依靠二律背反阻断了理性的僭越。在《纯粹理性批判》中，康德写道：“（二律背反）毫无疑问地保护了理性，使其免受纯然的片面假象带来的虚幻的信念。”[3]先验幻象是知性超出经验运用的结果。二律背反通过表现出来的先验幻象，告诫我们要限制知识，给信仰留出地盘，不能逾越自然与自由之间的界限。但是，理性本身追求一个包括自身在内的总体理念，而这个理念是不可经验的，因此必然导致先验幻象。对应于心灵的三种认识能力及其先天原则――知性（合规律性）、判断力（合目的性）和理性（终极目的），在前两大批判中，康德已经分别讨论了纯粹理性的二律背反和实践理性的二律背反。第三批判中，康德着重考察审美判断力的二律背反和目的论判断力的二律背反。
判断力分为规定性的判断力和反思性的判断力，但并不是二者都有陷入二律背反的可能。对于规定性的判断力而言，它自身没有客体概念的基础的原则，并且是他律的，只能在作为原则的给定的法则或概念之下进行归摄，因此不可能陷入二律背反。对于反思性的判断力而言，由于法则并未给定，因此不允许认识能力的任何运用，只能充当合目的应用的主观原则，这样一来，反思性的判断力就有了自己的准则。但是，这一准则又要被用来帮助对自然的经验认识。于是，在§69中，康德指出，“在反思性判断力的必要准则之间就可能会有矛盾，从而成为二律背反，在其之上就会建立起一种辨证论。如果两个矛盾的准则中的每一个在认识能力的本性中有根据，这就会被称为自然的辨证论和一种不可避免的幻象。在我们的批判中，这种幻象必须予以揭露和解决，防止其欺骗人”[4]233。
那么，目的论判断力的二律背反有什么表现呢？对这一问题的回答，首先要考察二律背反提出的背景。在讨论目的论判断力问题伊始，康德就以有机体为例，提出了机械论与目的论的关系问题。在康德所处的时代，包括康德早期，深受牛顿物理学的影响。牛顿认为上帝作为第一推动者，在实施了第一次推动之后，就不再干预世界的运行。世界处在严格的机械规律之中。康德在前批判时期的许多关于自然科学和自然哲学的论文中都体现出浓重的牛顿思想的痕迹。然而，即便在当时，康德也敏锐地发现，哪怕是一只毛毛虫，也无法通过机械的方式制造出来。在《判断力批判》中，康德更是明确地提出了有机体的特殊地位，认为所有的有机体都不可能是机械原则的产物。这些有机体能够自我组织、自我修复、自我发展，仿佛是有意图设计的结果。但是这样一来，问题随之产生。康德意识到，机械论与目的论是不相容的。人们不禁要问，到底物质事物及其形式的产生究竟应该是机械论的还是目的论的呢？二律背反随之产生，在§70中，康德写道：
判断力的第一条准则是命题：物质事物及其形式的所有产生都必须被判定为是根据纯然机械法则而可能的。
第二条准则是反命题：物质自然的一些产品不能被判定为根据纯然机械法则是可能的。（要判定它们需要一个完全不同的因果性法则，即终极原因的法则。）
如果这些研究的范导性原则被转换成客体可能性的构成性原则，就会成为如下表述：
命题：物质事物的所有产生根据纯然机械法则是可能的。
反命题：物质事物的一部分产生依据纯然机械法则是不可能的[4]234。根据逻辑对当关系可知，两组不同原则下的二律背反的命题与反命题都处于矛盾关系之中。康德接下来的任务，就是要说明二律背反产生的原因并解决矛盾，从而将机械论与目的论一致起来。
二、康德对目的论判断力二律背反的解决
要解决目的论判断力的二律背反，我们首先要明晰其中涉及到的两个关键概念――机械论与目的论。
机械论是哲学与科学领域常见的概念，相对容易理解。不过，康德也作了一些引申和区分。按照阿利森的总结，实际上，“康德是在两个意义上使用了机械论概念及其同源词。一是在狭义的或是技术性的方面，也作物质机械论，指空间中通过运动的粒子之间的相互作用的因果性。这个意义上的机械论类似于机械论科学，其作为基本原则的主张是，所有变化都有外部原因。相比之下，心理学的主张是，运动的原因是非物质的和‘内在的’。然而，关键点是，这些因果关系的模式和解释同属于广义上的机械论的范围……机械论，在此处最主要是指依照他们组成部分因果性的相互作用的全体性的解释”[5]。由此可见，理解康德的机械论概念有四个要点：一是结构性，即各个部分组成整体；二是因果性的相互作用，例如物体A的运动是受到物体B撞击的结果；三是全体性的解释，即都是按照机械法则来解释，不能掺杂其他的解释原则，例如神的意志；四是机械论并不一定都是物质的运动，也可以包括心理学在内的非物质的运动，但属于同一类因果性。
相比机械论而言，目的论则要复杂得多，有不同的发展阶段和表现方式。康德回溯了哲学史上的目的论，并在§72中将其进行归类：“我们从纯粹理性的大多数思辨之物中可以看到，对于关乎独断论的主张，各哲学流派已经广泛地就某个给定的问题做出了一切可能的解答。为了解释自然的合目的性，人们要么尝试无生命的物质或是无生命的上帝，要么有生命的物质或是有生命的上帝。”[4]239其中无生命的物质指涉原子主义者伊壁鸠鲁和德谟克利特，无生命的上帝指涉泛神论者斯宾诺莎；有生命的物质指涉物活论，有生命的上帝则指涉有神论。康德将自然目的分为理念论的和实在论的，前者主张自然的一切合目的性都是无意的，包括了原子主义和泛神论；后者则主张自然的一些合目的性是有意的，包括物活论和有神论。伊壁鸠鲁和德谟克利特的观点本质上是一种自然的偶然性或者盲目的必然性，康德以其荒谬而不谈；物活论是物理学的，如果物质有生命的话，便与其惰性相矛盾，有神论虽然是超物理学的，但是同物活论一样，都没有任何的经验基础，这是康德所不能接受的。尽管物活论和有神论得到了康德更多的同情和青睐，但在理论上相对简单，比较复杂的是斯宾诺莎主义。
对斯宾诺莎主义的批判看起来有些离题了，或者至少这一部分不应该耗费过大的篇幅。实际上却恰恰相反，这是康德批判哲学中十分关键的环节。“业已存在的康德主义中大量泛神论论争清晰地表明为什么斯宾诺莎主义的主题会成为目的论判断力辨证论的核心。诚如阿利森所指出的那样，康德对斯宾诺莎的驳论是判断力批判的整个讨论的中心，而不是次要的部分”[2]248。为什么康德如此重视对斯宾诺莎的批判？这是因为，一方面，斯宾诺莎主义在当时具有非常重要的影响，许多哲学家都试图在其基础上构建哲学体系，如康德论战的主要对手、泛神论之争的重要角色――雅各比和门德尔松等颇有影响力的人物。另一方面，斯宾诺莎主义与康德的思想体系在很多方面都是不相容的，其中之一便是，斯宾诺莎主义是泛神论，必然导向无神论和宿命论，这是康德的先验哲学所不愿意看到的。扎米托认为，康德对于斯宾诺莎的责难主要是关于原始存在者概念，在康德看来，“斯宾诺莎的上帝是无生命的：（1）斯宾诺莎否认上帝是理智；（2）斯宾诺莎否认上帝是合目的性；（3）斯宾诺莎否认上帝是自由；并且（4）上帝是因果性”[2]251。由此可见，在斯宾诺莎那里，自然完全是一幅机械论的图景：由于实体、上帝、自然是等同的，对上帝的诸多否定实际上就是对自然的否定。否定的内容偏偏都是目的论视野中的重要组成元素，如理智、合目的性、自由、因果，这样一来，自然变成了僵死的机器。对于这样的机器而言，文化、道德无从谈起，或者即使要谈，也要将自由与自然分开来谈，这就违背了康德创作第三批判以统一体系的初衷。在斯宾诺莎那里，目的论根本没有生存空间，因为他的目的本质上是机械，是必然。在这个意义上，如果康德不对斯宾诺莎主义进行彻底地批判，那么批判哲学的体系就无法建立起来，阿利森对其的高度重视，原因也在于此。事实上，在斯宾诺莎主义的视野中，不存在康德所说的目的论判断力的二律背反。因为用必然性、机械论等就可以解释所有的问题，解释原则单一，矛盾无从谈起。
康德之所以要回溯哲学史上的目的论思想，是因为一方面，要加强讨论二律背反问题的意义；另一方面，则是要试图解决一直以来机械论与目的论之间存在的深刻矛盾，从而超越既有的目的论。在§71中，康德指出，只要将机械论与目的论的矛盾问题置于范导性原理的视阈中，意识到此处无论机械论还是目的论都不是规定性的，就为彻底地消除矛盾作好了准备。“物理学的（机械论的）与目的论的（技术性的）解释方法的准则之间的二律背反的表现是基于：我们混淆了反思性的基本命题与规定性的基本命题。前者（在特殊经验法则中，我们的理性的运用具有纯然的主观有效性）是自律的，后者是他律的。对于后者而言，必须根据知性给予的法则（普遍的或者特殊的）调整自身。”[4]236划清了反思性原则与构成性原则的界限，机械论与目的论的关系就可以重新作出解释：
一方面，我们在认识中要尽力使用机械论的原则去认识自然规律。康德在§79中指出，“我必须根据自然的纯然机械论原则来反思，从而尽我之可能地去研究。因为，除非研究的根基中蕴含有这一原则，就不存在任何真正的自然知识。”[4]234在这个意义上，自然科学拥有毫无疑问的不可替代性，因为要获得知识，只能依靠机械论原则。但是，康德同时告诫，机械论的解释方法并不是完全的，甚至于有可能陷入谬误之中，因此，还需要使用目的论的解释方法作为补充。在§78中，康德说，“希望完全排除目的论原则而仅仅追寻简单的机械论――在自然形式的可能性通过他们的原因所作的理性研究中，合目的性向自身显示出了完全不能否认的与不同类型的因果性的相关――这样做的话必然会使理性陷入幻觉，将其置于不能思维的自然能力妄想中徘徊的境地，就像不顾及自然机械论的纯然目的论模式的解释一样，使理性变成幻想。”[4]260在这个意义上，康德说明了机械论的使用范围及超出范围使用可能导致的后果。
另一方面，我们无法摆脱目的论原则的影响，因此要正确看待。康德在§75中指出，“如果我们要研究自然，就不可避免地要把意图的概念加之于自然，尽管只是在有机体中通过持续不断的观察；并且，这个概念成为了我们的理性的经验运用的绝对必要的准则。”[4]245-246实际上，当我们在说“为什么”的时候，就已经是一个目的论式的发问了。例如我们可以问：植物为什么会存在？动物为什么会存在？甚至追问人为什么会存在？而答案可以是自然向人生成，都是为了人而存在，因为人是能够自我设定目的并达到目的的理性存在者。康德认为有机体无法用机械论的方式解释，而只能将其视作合乎目的的，是从可思维的角度而言的。正如以上的发问，并不导致知识，但是可以思维。因此，目的论并不能使事物变得可以认识，要达到这一目标，依然只能使用机械论的解释方法，例如“解剖麻雀”。在§78中，康德告诫，“如果，从经验对象的形式开始，从下而上（后天地），我们希望去解释合目的性。这种合目的性，我们相信是通过诉诸根据目的而起作用的原因在经验中找到的。我们的解释是同语反复，并且我们仅仅是用语词欺骗理性。实际上，在超验中，当我们迷失在这样的解释时，自然知识不能追随，理性被引诱到诗意的夸大其辞，而避免这种情况正是理性的特别目的。”[4]259在这一部分，康德明确了目的论的使用范围及超出范围使用可能导致的后果。
那么，究竟应该如何看待机械论与目的论的关系呢？康德在§75中总结道：“再明白不过的是，一旦这样一条研究自然的导索被承认和证实，我们必须至少尝试在整体意义上的自然中运用判断力的准则。因为，根据这一准则，许多自然的法则将会自我发现出来，否则，由于我们对于自然内在的机械作用的洞察力限制，这些法则将继续处在隐蔽中”[4]246。这就是说，目的论是启发性的原理，可以引导机械论探求知识，因为机械作用的洞察力是有限的；但绝对不能越俎代庖，以目的论取代机械论。由此可见，在这里，问题仿佛解决了，在反思判断力的范导性原则中，机械论与目的论实现了相容。
不过，问题显然更为复杂，因为以上的讨论只是在说要把反思的判断力看作范导性的而不是规定性的，也就是说仅仅只关注到主体性的层面，不涉及客体。“只讨论判断力而不讨论客体并没有避免二律背反：自然中的一些客体仅仅只能被目的论地判断与自然界中的所有客体都能被机械论地判断并不一致”[1]360。也就是说，在涉及到客体时，以上的解决方案就失败了。因此康德才把反思判断力范导性原理和构成性原理的区分当作解决问题的准备，而花了大量的篇幅继续深入讨论。实际上，要真正彻底解决这一问题，只有将机械论与目的论归属于同一个来源。如果二者同出一源，机械论与目的论自然就是相容的，这就是说，无论是涉及主体还是客体，问题都被解决了。那么，这一来源到哪里去寻找呢？康德在§78中指出，“使得两种判断自然的解释方式相容的可能性的原则必须被安放于这两种解释方式之外（并且从而在可能的经验的自然表象之外），但是仍然包含着它们的根据，就是说，在超感性的东西中。并且，两种解释方法中的每一种都必须与之相关” [4]260。这就是说，这一共同来源应该具有这样的特征：一是无论机械论还是目的论，都不能来源于自身；二是在可能的经验的自然表象之外，否则就无法超脱于两种解释方式之外；三是机械论与目的论都必须与这一共同来源相关，而不能各自有来源。这样的共同来源只能是不能认识的作为现象的自然的基础的超感性的东西。“机械论的和目的论的共同来源的原则是超感性的东西，我们必须将其置于作为现象的自然的基础。对于这一超感性的东西，从理论的观点看，我们不能形成丝毫的确定的规定性概念。”[4]261换句话说，要解决自然中的机械论与目的论的二律背反，只能依赖于超出自然又成为自然基础的超感性的东西。
有了这一共同来源，就有了调和机械论和目的论解释的方法，或者按照盖耶的说法，是“唯一方法”。在这里，机械论与目的论实现了一致：“调和机械论和目的论解释的唯一方法就是通过作为理智和合目的性的原因的产物的作为整体的世界概念。机械论的解释完全占据在现象界的自然中――我们无法知道其作用机理，并且我们有理由认为，我们永远也无法完全知道――合目的性则归到世界的超越性的基底中，被设想为通过现象界的自然的机械法则而达到目的的手段。”[1]362直到这里，才可以说目的论的二律背反得到了解决。即机械论与目的论都来源于超感性的东西，但二者的“分工”有所不同：机械论只能用于认识现象界的自然，而目的论则把机械论当作达到目的的手段。全部自然都是在目的论上从属于终极目的①，康德在“目的论判断力的方法论”中进一步阐述了这个观点。
三、目的论判断力二律背反的意义阐释
目的论判断力的二律背反具有十分深远的理论意义，尤其是在当代世界的大背景之下，这主要体现在以下两个方面：
一是哲学意义。从批判哲学的角度看，目的论判断力二律背反的提出是以判断力联结自然的立法和自由的立法的关键环节。不解决机械论与目的论的矛盾，康德就无法从最后目的（自然）过渡到终极目的（自由），也就无法进一步走向道德神学。因此，认识到目的论判断力二律背反的意义与解决二律背反问题一样，都十分重要。诚如盖耶所指出的那样，“康德对目的论判断力二律背反的最终解决是建立在这样的基础上：将合目的性归之于自然的超感性基底，但这并不是什么新观点。麦克法兰（McFarland）在《康德的目的论概念》（Kant’s Concept of Teleology，121-2）中已经有所陈述。不过，麦克法兰并没有强调，康德的观点是要阐明，以这种方式看待自然将无可避免地让我们发现，自然的机械法则是终极目的的实现手段，而这正是我试图表明的”[1]362。从整个哲学史的角度看，目的论判断力二律背反的提出和解决不仅回应了形形的目的论体系，更是成功解决了机械论与目的论之间的矛盾问题，是哲学史和科学史上的一次重要变革，从而在某种意义上在科学与哲学之间搭建起了沟通的桥梁。
二是科学意义。在自然科学，尤其是生物学领域，一直存在激烈争论的两个派别。一派持还原论和机械主义的主张，认为不论是物理过程还是有机体，无一例外均可以还原成最基本的机械规律，如物理过程和化学反应。他们打着科学万能的旗号，试图以科学统治和改变世界。另一派则认为，许多自然现象是不可还原的，许多事物的产生、发展过程是我们永远不可能知道的。他们以有机体为例，认为我们不可能使用纯粹机械的方式制造有机体，并且，我们也无法解释人的意识思维过程、灵性等问题。由此可见，这两派观点的争论与目的论判断力的二律背反如出一辙。康德的主张时刻提醒我们反思科学与人文的关系。目的论不是科学，但可以算作准科学，它能引导我们去认识和研究。复杂科学的兴起打破了简单科学线性思维的迷梦，从某种意义上证明了目的论的重要作用。有机体，包括人，体现出来的非机械性，如复杂的体征、自组织等，要求生命获得应有的敬畏。服从道德规律的人作为终极目的，更是道出了人之尊严。科学研究中已经有大量哲学家介入，反思科技伦理，提供启发性原则，也说明对机械论与目的论及它们之间的关系问题的思考远远没有过时，康德的思想依然是有力量的。如康德以后的科学家和哲学家围绕目的论与进化论的关系问题全面的讨论，就在很大程度上促进了人类学、考古学和生物学的发展；伦理学家对克隆人哲学性质的分析，也推动政府采取了不同的科技政策。
除此之外，在社会政治领域，康德的目的论判断力的二律背反也有许多“类比性”的运用。尽管其中有许多有意或无意的误读，但无可否认，这一问题带来的丰富思想资源是我们的宝贵财富。在新的时代背景下，继续深入研究目的论判断力的二律背反依然具有十分重要的意义。
注释：
①最后目的（Ultimate end）与终极目的（Final end）是康德哲学中十分重要的概念，具体的区分可参看康德《判断力批判》中的第82-84节。
[参考文献]
[1]Guyer P. Kant’s System of Nature and Freedom[M]. Oxford：Clarendon Press， 2005.
[2]Zammito J. The Genesis of Kant’s Critique of Judgment[M]. Chicago： The University of Chicago Press， 1992.
[3]Kant. Critique of Pure Reason[M]. trans by Marcus Weigelt. London： the Penguin Group， 2007：379.
[4]Kant. Critique of Judgment[M]， trans by J. H. Bernard. New York： Hafner Press， 1951.
[5]Allison H. Kant’s Antinomy of Teleological Judgment[M]∥Paul Guyer. Kant’s Critique of Power of Judgment. New York： Rowman & Littlefield Publishers， Inc.， 2003：221.
Abstract：The antinomy of teleological judgment is one of the most fascinating and puzzling problems in Kantian Philosophy. Kant proposed and solved the antinomy in Critique of Judgment. However， many scholars get confused in the interpretation of its texts and significances. We can clarify the misunderstandings and unclose the significances only through an analysis of texts in the dialectic of teleological judgment with latest research results. It is incomplete to solve the antinomy just according to the distinction of regulative principle and constitutional principle as a preparation. The contradiction can be reconciled with reference to a common principle， namely， a supersensible principle. The solution means that mechanical laws as themselves are instruments for the realization of a final end. The antinomy of teleological judgment is of great importance in philosophy and science.