摘 要：本文以卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃提出的新要求為出發(fā)點(diǎn)，分析了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作中存在的突出矛盾，如內(nèi)容陳舊，教學(xué)模式落后，實(shí)驗(yàn)裝備差等關(guān)鍵問題。并從基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容創(chuàng)新和教學(xué)手段的提高，整體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的系統(tǒng)性規(guī)劃和層次性處理。

關(guān)鍵詞：卓越工程師 機(jī)械制造 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 改革

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）04（b）-0010-01

機(jī)械制造及自動化專業(yè)是我國工科院校普遍都有的專業(yè)，為國內(nèi)制造企業(yè)輸送了大量這方面的人才；但由于我國高等教育基礎(chǔ)薄弱，知識更新慢，實(shí)驗(yàn)裝備落后，基礎(chǔ)理論與工程實(shí)際嚴(yán)重脫節(jié)，這大大牽制了國內(nèi)制造業(yè)的快速發(fā)展；學(xué)生獵取先進(jìn)制造方法機(jī)會很少，這就使國內(nèi)本專業(yè)的大學(xué)生很難具有國際視野。國家認(rèn)識到，目前的培養(yǎng)機(jī)制與現(xiàn)代制造企業(yè)的脫節(jié)，提出了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，通過改革現(xiàn)有的教育教學(xué)體制，來適應(yīng)機(jī)械制造學(xué)科的飛速發(fā)展。

1 現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作中的問題和矛盾

（1）實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的靈活性差，且實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式相對落后。由于實(shí)驗(yàn)室條件和實(shí)驗(yàn)裝備的限制，學(xué)生只能完成課程教學(xué)要求的實(shí)驗(yàn)，而且大多數(shù)只提供一種實(shí)驗(yàn)方法。面對新的知識和新的理論教學(xué)內(nèi)容就沒有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)去配套，同時，學(xué)生也很難選擇到自己感興趣的課外實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

（2）實(shí)驗(yàn)裝備落后、配套的實(shí)驗(yàn)教材少。近十多年制造技術(shù)與裝備的發(fā)展速度之快令人吃驚，教育的投入相對較少和專業(yè)課的實(shí)驗(yàn)裝備價格昂貴等因素，使機(jī)械制造及自動化專業(yè)課的實(shí)驗(yàn)裝備遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于當(dāng)前制造企業(yè)的裝備水平和技術(shù)要求。同時，由于制造手段的多元化，實(shí)驗(yàn)裝備跟不上制造業(yè)發(fā)展的需要。實(shí)驗(yàn)教學(xué)與采用的實(shí)驗(yàn)裝備有關(guān)，各個學(xué)校無法統(tǒng)一，這樣形成大家都能使用的實(shí)驗(yàn)教材就很困難，高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)教材少而陳舊，大多數(shù)是指導(dǎo)教師自己編的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，難免會有很多錯誤。

（3）實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師的教學(xué)水平。一般理工科大學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師與理論課教學(xué)的教師相比知識水平及學(xué)歷層次都相對偏低，雖然很多理論教學(xué)的老師參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，但實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主力軍仍然是實(shí)驗(yàn)室第一線的指導(dǎo)教師。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革特點(diǎn)

（1）對基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改革。以培養(yǎng)卓越工程師為出發(fā)點(diǎn)，對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容作了更新。開設(shè)的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)與卓越版的教學(xué)大綱相適應(yīng)，舍棄已經(jīng)過時的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方法，增加新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，采用多媒體、錄像、虛擬實(shí)驗(yàn)儀器等立體化教學(xué)方式，多方位的提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

（2）對專業(yè)課實(shí)驗(yàn)進(jìn)行整體系統(tǒng)規(guī)劃。卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃的課程體系已發(fā)生了很大變化，專業(yè)課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了系統(tǒng)化改造，使其更加適合卓越工程師的培養(yǎng)。為此針對性的新開設(shè)了數(shù)控機(jī)床構(gòu)建、數(shù)控加工、工業(yè)機(jī)器人和制造自動化等環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相互配合，學(xué)生不僅掌握了所需的專業(yè)知識，而且知識的應(yīng)用也得到了顯著提高。

（3）實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的主體向?qū)W生轉(zhuǎn)移。由于學(xué)校人事制度的限制與大規(guī)模學(xué)生數(shù)量的矛盾，許多實(shí)驗(yàn)都是指導(dǎo)教師調(diào)試好實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，學(xué)生很少親自動手做。為了解決卓越工程師的動手能力要強(qiáng)，適應(yīng)社會與企業(yè)環(huán)境的速度要快。實(shí)驗(yàn)室采用全天候向?qū)W生開放，只要學(xué)生預(yù)約就滿足需求。指導(dǎo)教師只是整理實(shí)驗(yàn)裝備，講解實(shí)驗(yàn)原理和注意事項(xiàng)，全部實(shí)驗(yàn)過程由學(xué)生親自動手做，不會的向指導(dǎo)教師請教。

（4）整合全部教育教學(xué)資源。機(jī)械制造及自動化專業(yè)課實(shí)驗(yàn)裝備價格昂貴，而且近十幾年制造裝備的更新?lián)Q代步伐明顯加快，這樣實(shí)驗(yàn)裝備不能滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求。利用實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的資源、緊密性企業(yè)的裝備、網(wǎng)絡(luò)資源多渠道解決實(shí)驗(yàn)裝備不足的矛盾。調(diào)集專業(yè)課教師充實(shí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師隊(duì)伍，向?qū)W生提供高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)教育環(huán)境。學(xué)校建立了以“常州寶菱重工機(jī)械有限公司”。

（5）加大實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果同時要注重“軟件”與“硬件”建設(shè)，軟件方面通過改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念、建設(shè)合理的實(shí)驗(yàn)室管理體制和通過指導(dǎo)教師整體素質(zhì)來實(shí)現(xiàn)。硬件方面通過合理調(diào)配現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)裝備、購置急需的實(shí)驗(yàn)儀器、教師帶領(lǐng)學(xué)生自制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)等多種方式加快建設(shè)速度。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新與探索

（1）認(rèn)識型實(shí)驗(yàn)。認(rèn)識型實(shí)驗(yàn)主要目的是理解和鞏固理論教學(xué)內(nèi)容，把抽象的知識具體化。例如，機(jī)器人組成及機(jī)械系統(tǒng)分析，通過現(xiàn)場觀察和教學(xué)，學(xué)生對機(jī)器人的各模塊的原理、功能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有了直觀認(rèn)識，再去學(xué)習(xí)深層次的理論會更有興趣。

（2）分析型實(shí)驗(yàn)。分析型實(shí)驗(yàn)主要目的是理論教學(xué)內(nèi)容的延伸和綜合，通過實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)，直觀了解各性能參數(shù)之間的關(guān)系和對結(jié)果的影響。例如，機(jī)械加工零件表面粗糙度的在線預(yù)測，學(xué)生通過改變加工參數(shù)，直接獲得零件表面粗糙度值。觀察進(jìn)給量的增大，表面粗糙度Ra值的變化規(guī)律，能深層次理解為什么切削用量三要素中進(jìn)給量是提高零件表面質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

（3）設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)主要目的彌補(bǔ)理論教學(xué)內(nèi)容的欠缺，滿足研究型學(xué)生的需求。由于課堂教學(xué)學(xué)時的壓縮和課程設(shè)計(jì)的減少，學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力相當(dāng)弱，一些現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方法學(xué)生也很難知道。為了彌補(bǔ)這方面的不足，我們開設(shè)了設(shè)計(jì)型的實(shí)驗(yàn)來提高學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力。例如機(jī)床主軸動態(tài)分析系統(tǒng)的開發(fā)，學(xué)生通過對機(jī)床主軸的動態(tài)優(yōu)化，了解了振動的概念和動態(tài)設(shè)計(jì)的理論，掌握了有限元的核心理論，對提高學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力起到了巨大的推動作用。

（4）開發(fā)型實(shí)驗(yàn)。開發(fā)型實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生自己參與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。21世紀(jì)是創(chuàng)新的時代，大學(xué)生是科技創(chuàng)新的主體，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識和能力是學(xué)校不可推卸的責(zé)任，學(xué)校每年投入相應(yīng)經(jīng)費(fèi)，鼓勵學(xué)生自己開發(fā)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。例如，切削溫度測量裝置的設(shè)計(jì)與開發(fā)，讓學(xué)生自己動手搭建實(shí)驗(yàn)平臺，把課堂學(xué)到的計(jì)算機(jī)硬件知識應(yīng)用到實(shí)際工作中，用自己開發(fā)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)完成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生感到知識的重要性，同時，體會到創(chuàng)新成果后的滿足感。

4 結(jié)語

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種互動式教學(xué)，要求學(xué)生能積極主動與指導(dǎo)教師交流，不要丟掉一個不懂的知識和概念。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)是課前要預(yù)習(xí)課后要整理實(shí)驗(yàn)報(bào)告，要求每個實(shí)驗(yàn)、每個學(xué)生都做到。對于卓越工程師來說應(yīng)理論與工程實(shí)際緊密聯(lián)系，能快速吸收和消化新技術(shù)與新裝備，新的機(jī)械制造實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺為未來卓越工程師提供了一個廣闊的實(shí)踐舞臺，相信每個參與者都會得到收益。

參考文獻(xiàn)

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