材料成型實驗教學(xué)中心教學(xué)體系的研究

許建文，劉 斌， 顧永華， 沈劍云

(華僑大學(xué) 材料成型實驗教學(xué)中心， 福建 廈門 361021)

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材料成型實驗教學(xué)中心教學(xué)體系的研究

許建文，劉 斌， 顧永華， 沈劍云

(華僑大學(xué) 材料成型實驗教學(xué)中心， 福建 廈門 361021)

材料成型實驗教學(xué)中心根據(jù)專業(yè)、課程設(shè)置等特點，采用系統(tǒng)化、模塊化的實驗教學(xué)模式，循序漸進(jìn)地提升學(xué)生的專業(yè)技能。結(jié)合各專業(yè)學(xué)生特點以及實驗課程性質(zhì)，實行多元化化的實驗考核方法以及開放式、標(biāo)準(zhǔn)化的管理模式，突出學(xué)生的主體性和能動性。提出“工學(xué)一體化”的培養(yǎng)模式，提高學(xué)生的工程素質(zhì)，提升學(xué)生綜合分析問題、解決實際問題的能力。

材料成型； 實驗教學(xué)； 管理模式； “工學(xué)”一體化； 工程素質(zhì)培養(yǎng)

實驗教學(xué)是工科高等院校教學(xué)中的一個十分重要的環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實踐能力和創(chuàng)新能力等方面具有不可替代的作用[1-7]。因此，工科高等院校的實驗教學(xué)改革應(yīng)著眼于強化工程訓(xùn)練、啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維，把培養(yǎng)學(xué)生解決工程實際問題的能力和創(chuàng)新能力作為教學(xué)重點，建設(shè)理論教學(xué)與實踐教學(xué)、課內(nèi)與課外、學(xué)習(xí)與應(yīng)用、應(yīng)用與創(chuàng)新緊密結(jié)合的應(yīng)用型人才培養(yǎng)實踐教學(xué)新體系[8-10]。

華僑大學(xué)材料成型實驗教學(xué)中心現(xiàn)有鑄造、焊接、材料成型等3個實驗室，面向材料成型及控制工程、機械制造及其自動化、機械設(shè)計、車輛工程、工業(yè)設(shè)計等專業(yè)以及全校學(xué)生創(chuàng)新學(xué)分選修課程，教學(xué)內(nèi)容包括鑄造成型、鍛造成型、焊接成型、沖壓成型、高分子材料成型、快速成型與逆向工程、模具加工、模具CAD/CAM/CAE等。中心根據(jù)專業(yè)和課程設(shè)置特點進(jìn)行實驗教學(xué)改革，采用系統(tǒng)化、模塊化的實驗教學(xué)方法，實行多元化的實驗考核方法以及開放式、標(biāo)準(zhǔn)化的管理，并探索“工學(xué)一體化”的人才培養(yǎng)模式，全面提高學(xué)生的工程素質(zhì)。

1 實驗教學(xué)模式

1.1 系統(tǒng)化的實驗教學(xué)

華僑大學(xué)材料成型實驗教學(xué)中心的系統(tǒng)化實驗教學(xué)模式如圖1所示。材料成型專業(yè)學(xué)生從大三開始逐步學(xué)習(xí)專業(yè)課程，但專業(yè)知識還有所欠缺，因此開設(shè)的實驗偏向于演示性、驗證性實驗，重點是讓學(xué)生對材料成型工藝有初步了解、對設(shè)備有初步認(rèn)識。到大四年級，學(xué)生已有了一定的專業(yè)知識，對工藝、設(shè)備有了總體的把握，開設(shè)設(shè)計性、綜合性、創(chuàng)新性實驗，以啟發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，將所學(xué)的知識運用于實踐。

例如注塑機實驗，共開設(shè)了3個實驗：注射成型實驗、注塑工藝實驗和模具制造綜合實驗(注塑成型)。注射成型實驗是大三上學(xué)期開設(shè)的高分子加工基礎(chǔ)課程實驗，偏重于對設(shè)備和注射成型工藝有初步的認(rèn)識，屬于演示性實驗；注塑工藝實驗是在大三下學(xué)期開設(shè)的塑料成型工藝及模具課程實驗，要求掌握模具、注塑工藝以及它們對產(chǎn)品質(zhì)量的影響，屬于驗證性實驗；模具制造綜合實驗注塑成型項目是大四上學(xué)期開設(shè)的獨立設(shè)課實驗項目，由學(xué)生設(shè)計產(chǎn)品、加工模具并利用注塑機進(jìn)行成型實驗。這些實驗項目根據(jù)不同課程、不同年級和專業(yè)課程的進(jìn)度進(jìn)行調(diào)整，逐步深入，并且注重實驗的系統(tǒng)性和傳承性。

圖1 系統(tǒng)化的實驗教學(xué)模式

1.2 模塊化的實驗教學(xué)

模塊化實驗教學(xué)是以產(chǎn)品為目標(biāo)，分3個階段循序漸進(jìn)，逐步提高學(xué)生的工程素質(zhì)。第一階段為專業(yè)課程實驗項目，注重對基本原理與基本操作的了解；第二階段為專業(yè)課程實驗項目優(yōu)化整合的綜合實訓(xùn)項目，注重基本原理與基本操作的掌握；第三階段為產(chǎn)品設(shè)計，注重知識的綜合運用與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

模塊化實驗教學(xué)是以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)模式，是自主式、合作式、研究式的學(xué)習(xí)方式，有利于啟迪學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新意識。實驗涉及設(shè)計、制造加工和分析測試的全過程，對學(xué)生是一種系統(tǒng)性、綜合性的工程實踐能力培養(yǎng)。例如圖2所示的模具與制造綜合實驗中，學(xué)生自主完成從設(shè)計到加工的全部過程，得到完整的工程實踐能力和創(chuàng)新能力訓(xùn)練。實驗小組通過協(xié)作完成實驗項目，培養(yǎng)了學(xué)生的團隊精神和工程素質(zhì)，提高了實際動手能力。

圖2 模具制造綜合實驗

1.3 多元化的實驗考核方法

在實驗教學(xué)體系中采用了多元化的實驗考核方法。中心設(shè)立了附屬理論課程的實驗課程、獨立設(shè)課的實驗課程以及創(chuàng)新學(xué)分選修實驗課程等多層次的實驗課程。在理論課程的實驗教學(xué)中，實驗成績以20%以上的比例計入課程的總成績；在獨立設(shè)課的實驗教學(xué)中，設(shè)立獨立的學(xué)分，進(jìn)行獨立考核，考核成績獨立計入學(xué)生的成績單中；創(chuàng)新學(xué)分選修實驗課程的獨立考核是以學(xué)生獨立操作的能力與作品的優(yōu)良程度作為主要考核目標(biāo)。

多元化的實驗考核方法是為了全面培養(yǎng)學(xué)生多方面的工程實踐能力。中心根據(jù)不同的實驗課程制定了不同的實驗成績評定標(biāo)準(zhǔn)，對學(xué)生的實踐操作、實驗報告、實驗態(tài)度、學(xué)習(xí)考勤等進(jìn)行綜合考核。實驗教學(xué)中心對模具制造綜合實驗的成績評定標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 模具制造綜合實驗評分標(biāo)準(zhǔn)

2 管理模式

良好的實驗教學(xué)中心管理體制和運行機制是提高實驗教學(xué)質(zhì)量的重要保障[11]。開放式實驗管理模式有助于提高學(xué)生的動手能力，有利于學(xué)生充分利用實驗室的設(shè)備資源進(jìn)行實踐活動，充分激發(fā)學(xué)生的主體意識[12-14]。完善成熟的管理模式有助于實驗中心正常有序地運行，能夠提高實驗效率，使得實驗中心最大限度地服務(wù)教學(xué)和科研活動。中心采用開放式標(biāo)準(zhǔn)化的實驗管理模式和設(shè)備管理模式(見圖3)。

圖3 開放式的實驗?zāi)Ｊ?/p>

實驗管理模式：在不影響實驗教學(xué)計劃的情況下，實驗室在工作時間對學(xué)生開放，為學(xué)生進(jìn)行設(shè)計性和綜合性實驗、第二課堂科技創(chuàng)新實驗、創(chuàng)新學(xué)分選修課程實驗以及研究生的科研實驗提供方便條件。學(xué)生在實驗之前需要提出預(yù)約申請，實驗室負(fù)責(zé)人與中心主任審核通過后，安排具體的實驗時間，并對學(xué)生進(jìn)行崗前安全培訓(xùn)，及時做好實驗的記錄與資料的歸檔工作。各實驗室制作了實驗看板，用于展示實驗室所開設(shè)的實驗課程、當(dāng)前實驗室進(jìn)行的實驗項目以及進(jìn)行的科創(chuàng)、科研實驗項目，以便學(xué)生能夠及時、準(zhǔn)確地知曉實驗室目前狀況。

設(shè)備管理模式：完善的實驗設(shè)備使用制度是實驗室管理的一個重要方面。畢業(yè)設(shè)計、科研活動、科技創(chuàng)新都需要使用實驗室設(shè)備。學(xué)生使用實驗設(shè)備均須填寫設(shè)備使用申請表、注明申請理由(課題來源)，經(jīng)實驗指導(dǎo)教師、實驗室負(fù)責(zé)人及中心主任批準(zhǔn)和上崗培訓(xùn)，方能使用設(shè)備。在滿足學(xué)校設(shè)備管理標(biāo)準(zhǔn)的情況下，充分調(diào)研并借鑒了企業(yè)設(shè)備管理的模式，制做了設(shè)備標(biāo)志卡與設(shè)備日常保養(yǎng)記錄表，以便于實時掌握設(shè)備運行和保養(yǎng)狀況，保持設(shè)備完好。

3 培養(yǎng)模式

材料成型實驗教學(xué)中心在承擔(dān)正常實驗教學(xué)的同時，也肩負(fù)起培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)的責(zé)任，鼓勵學(xué)生進(jìn)入實驗室進(jìn)行相關(guān)工程素質(zhì)的鍛煉。中心提出“工學(xué)一體化”的人才培養(yǎng)模式?！肮W(xué)一體化”強調(diào)理論與實踐緊密結(jié)合，意在錘煉全面型、創(chuàng)新型人才。

在不同的實驗教學(xué)階段，素質(zhì)教育的內(nèi)容不盡相同。首先是基本素質(zhì)的培養(yǎng)階段，主要涉及課程教學(xué)的基本內(nèi)容，強調(diào)基本原理、基本結(jié)構(gòu)以及基本應(yīng)用；其次是提升技能階段，通過進(jìn)一步的實驗教學(xué)達(dá)到最

終的理解掌握；最后是綜合運用階段，通過參加各級科技創(chuàng)新競賽和企業(yè)的合作項目，可以綜合運用所學(xué)技能，實現(xiàn)質(zhì)的提升。

通過“工學(xué)一體化”的實驗教學(xué)模式，學(xué)生從最初的了解機床基本結(jié)構(gòu)與工作原理、相關(guān)軟件的基本應(yīng)用，到可以熟練地操作設(shè)備、使用相關(guān)專業(yè)軟件，大大提高了工程素質(zhì)，提高了實際動手能力。

4 結(jié)束語

材料成型實驗教學(xué)中心采用系統(tǒng)化、模塊化的實驗教學(xué)，由驗證性、演示性實驗向設(shè)計性、綜合性、創(chuàng)新性實驗延伸，使學(xué)生的專業(yè)技能得到提升。中心實行開放式、標(biāo)準(zhǔn)化的管理模式和多元化實驗考核方法，使學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、獨立性得到了增強。中心提出的“工學(xué)一體化”培養(yǎng)模式使學(xué)生的工程素質(zhì)得到了顯著的提升，使他們能夠運用所學(xué)知識解決實際工程問題。

References)

[1] 楊曉冬，楊莉紅.以培養(yǎng)創(chuàng)新能力為目標(biāo)，探索機械基礎(chǔ)實驗中心改革方向[J].實驗技術(shù)與管理，2008，25(10)：115-117.

[2] 毛范海，朱林劍，孫守林，等.改革實驗教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力[J].實驗技術(shù)與管理，2005，22(4)：88-90.

[3] 葉秉良，戴文戰(zhàn)，楊蔚琪.基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)目標(biāo)的實驗教學(xué)體系的構(gòu)建[J].實驗技術(shù)與管理，2008，25(11)：131-134.

[4] 鄭瑞利.高校機械類專業(yè)《機械工程材料》課程實驗教學(xué)改革探討[J].機械管理開發(fā)，2011(6)：158-159.

[5] 鄒憲軍,李孟仁,毛建中.機械工程實驗教學(xué)改革實踐與探索[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2011，9(1)：82-84.

[6] 許建平，何曉凡，秦曉群，等.深化國家級示范性實驗教學(xué)中心開放的內(nèi)涵[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2009(18)：149.

[7] 張雅琴，曹志清.實踐教學(xué)內(nèi)容改革的實踐與思考[J].實驗技術(shù)與管理，2003，20(3)：59-62.

[8] 王鐵山.改革實驗教學(xué)，注重能力培養(yǎng)[J].實驗技術(shù)與管理，1990，7(1)：49-50.

[9] 張亦良，張偉，王晶.適合工程性開放實驗的綜合力學(xué)實驗平臺[J].實驗技術(shù)與管理，2012，29(3)：59-62.

[10] 黃民，李啟光，孫江宏，等.建設(shè)機械工程實驗教學(xué)示范中心突出應(yīng)用型人才工程實踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].實驗技術(shù)與管理，2013，30(4)：16-19.

[11] 王平祥，王春潮，成協(xié)設(shè)，等.高等農(nóng)業(yè)院校實驗教學(xué)中心建設(shè)的思考與實踐[J].實驗技術(shù)與管理，2008，25(6)：10-12，15.

[12] 夏金兵，謝峰，李旗號.開放式實驗室條件下機制專業(yè)新型實驗教學(xué)體系初探[J].實驗技術(shù)與管理，2003，20(4)：95-97，147.

[13] 陸鳳儀，朱建儒，楊文，等.機械設(shè)計基礎(chǔ)實驗教學(xué)新模式之探索與實踐[J].太原理工大學(xué)學(xué)報：社會科學(xué)版，2004，22(3)：92-94.

[14] 張宇鋼.機械工程實驗教學(xué)體系的探討與實踐[J].合肥學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2011，21(3)：81-85.

Study on teaching system of material molding experimental teaching center

Xu Jianwen, Liu Bin, Gu Yonghua, Shen Jianyun

(Material Molding Experimental Teaching Center, Huaqiao University, Xiamen 361021, China)

In the material molding experimental teaching center, according to the feature of profession and course setup, etc., this paper puts forward to adopt systematization and modularization experimental teaching mode, and improve students’ professional skills step by step. Combined with students’ characteristics of different professions and properties of experimental course, the diversified experimental examination methods are carried out, and the standardized management mode is opened, and the students’ dominance and initiative are highlighted. This paper also puts forward “engineering” integration training mode to gradually improve student engineering quality, advanced ability of using knowledge synthetically to solve practical problems.

material molding; experimental teaching; management mode; “engineering” integration; cultivation of engineering quality

2014- 07- 08

華僑大學(xué)2010年實驗教學(xué)改革與建設(shè)課題(66660905)；華僑大學(xué)2008年實驗教學(xué)改革與建設(shè)課題(66660905)

許建文(1984—)，男，福建泉州，碩士，實驗師，研究方向為材料成型實驗教學(xué)、聚合物材料模塑成型.

E-mail：xjianwen@hqu.edu.cn

G642.4

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1002-4956(2015)2- 0167- 03