材料成型實驗教學中心教學體系的研究

許建文，劉 斌， 顧永華， 沈劍云

(華僑大學 材料成型實驗教學中心， 福建 廈門 361021)

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材料成型實驗教學中心教學體系的研究

許建文，劉 斌， 顧永華， 沈劍云

(華僑大學 材料成型實驗教學中心， 福建 廈門 361021)

材料成型實驗教學中心根據專業、課程設置等特點，采用系統化、模塊化的實驗教學模式，循序漸進地提升學生的專業技能。結合各專業學生特點以及實驗課程性質，實行多元化化的實驗考核方法以及開放式、標準化的管理模式，突出學生的主體性和能動性。提出“工學一體化”的培養模式，提高學生的工程素質，提升學生綜合分析問題、解決實際問題的能力。

材料成型； 實驗教學； 管理模式； “工學”一體化； 工程素質培養

實驗教學是工科高等院校教學中的一個十分重要的環節，在培養學生的學習能力、實踐能力和創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改革應著眼于強化工程訓練、啟迪學生的創新思維，把培養學生解決工程實際問題的能力和創新能力作為教學重點，建設理論教學與實踐教學、課內與課外、學習與應用、應用與創新緊密結合的應用型人才培養實踐教學新體系[8-10]。

華僑大學材料成型實驗教學中心現有鑄造、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、機械設計、車輛工程、工業設計等專業以及全校學生創新學分選修課程，教學內容包括鑄造成型、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。中心根據專業和課程設置特點進行實驗教學改革，采用系統化、模塊化的實驗教學方法，實行多元化的實驗考核方法以及開放式、標準化的管理，并探索“工學一體化”的人才培養模式，全面提高學生的工程素質。

1 實驗教學模式

1.1 系統化的實驗教學

華僑大學材料成型實驗教學中心的系統化實驗教學模式如圖1所示。材料成型專業學生從大三開始逐步學習專業課程，但專業知識還有所欠缺，因此開設的實驗偏向于演示性、驗證性實驗，重點是讓學生對材料成型工藝有初步了解、對設備有初步認識。到大四年級，學生已有了一定的專業知識，對工藝、設備有了總體的把握，開設設計性、綜合性、創新性實驗，以啟發學生的想象力和創造力，將所學的知識運用于實踐。

例如注塑機實驗，共開設了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期開設的高分子加工基礎課程實驗，偏重于對設備和注射成型工藝有初步的認識，屬于演示性實驗；注塑工藝實驗是在大三下學期開設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品質量的影響，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期開設的獨立設課實驗項目，由學生設計產品、加工模具并利用注塑機進行成型實驗。這些實驗項目根據不同課程、不同年級和專業課程的進度進行調整，逐步深入，并且注重實驗的系統性和傳承性。

圖1 系統化的實驗教學模式

1.2 模塊化的實驗教學

模塊化實驗教學是以產品為目標，分3個階段循序漸進，逐步提高學生的工程素質。第一階段為專業課程實驗項目，注重對基本原理與基本操作的了解；第二階段為專業課程實驗項目優化整合的綜合實訓項目，注重基本原理與基本操作的掌握；第三階段為產品設計，注重知識的綜合運用與創新能力的培養。

模塊化實驗教學是以學生為中心的學習模式，是自主式、合作式、研究式的學習方式，有利于啟迪學生的科學思維和創新意識。實驗涉及設計、制造加工和分析測試的全過程，對學生是一種系統性、綜合性的工程實踐能力培養。例如圖2所示的模具與制造綜合實驗中，學生自主完成從設計到加工的全部過程，得到完整的工程實踐能力和創新能力訓練。實驗小組通過協作完成實驗項目，培養了學生的團隊精神和工程素質，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

在實驗教學體系中采用了多元化的實驗考核方法。中心設立了附屬理論課程的實驗課程、獨立設課的實驗課程以及創新學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中，實驗成績以20%以上的比例計入課程的總成績；在獨立設課的實驗教學中，設立獨立的學分，進行獨立考核，考核成績獨立計入學生的成績單中；創新學分選修實驗課程的獨立考核是以學生獨立操作的能力與作品的優良程度作為主要考核目標。

多元化的實驗考核方法是為了全面培養學生多方面的工程實踐能力。中心根據不同的實驗課程制定了不同的實驗成績評定標準，對學生的實踐操作、實驗報告、實驗態度、學習考勤等進行綜合考核。實驗教學中心對模具制造綜合實驗的成績評定標準如表1所示。

表1 模具制造綜合實驗評分標準

2 管理模式

良好的實驗教學中心管理體制和運行機制是提高實驗教學質量的重要保障[11]。開放式實驗管理模式有助于提高學生的動手能力，有利于學生充分利用實驗室的設備資源進行實踐活動，充分激發學生的主體意識[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教學和科研活動。中心采用開放式標準化的實驗管理模式和設備管理模式(見圖3)。

圖3 開放式的實驗模式

實驗管理模式：在不影響實驗教學計劃的情況下，實驗室在工作時間對學生開放，為學生進行設計性和綜合性實驗、第二課堂科技創新實驗、創新學分選修課程實驗以及研究生的科研實驗提供方便條件。學生在實驗之前需要提出預約申請，實驗室負責人與中心主任審核通過后，安排具體的實驗時間，并對學生進行崗前安全培訓，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的實驗課程、當前實驗室進行的實驗項目以及進行的科創、科研實驗項目，以便學生能夠及時、準確地知曉實驗室目前狀況。

設備管理模式：完善的實驗設備使用制度是實驗室管理的一個重要方面。畢業設計、科研活動、科技創新都需要使用實驗室設備。學生使用實驗設備均須填寫設備使用申請表、注明申請理由(課題來源)，經實驗指導教師、實驗室負責人及中心主任批準和上崗培訓，方能使用設備。在滿足學校設備管理標準的情況下，充分調研并借鑒了企業設備管理的模式，制做了設備標志卡與設備日常保養記錄表，以便于實時掌握設備運行和保養狀況，保持設備完好。

3 培養模式

材料成型實驗教學中心在承擔正常實驗教學的同時，也肩負起培養學生工程素質的責任，鼓勵學生進入實驗室進行相關工程素質的鍛煉。中心提出“工學一體化”的人才培養模式。“工學一體化”強調理論與實踐緊密結合，意在錘煉全面型、創新型人才。

在不同的實驗教學階段，素質教育的內容不盡相同。首先是基本素質的培養階段，主要涉及課程教學的基本內容，強調基本原理、基本結構以及基本應用；其次是提升技能階段，通過進一步的實驗教學達到最

終的理解掌握；最后是綜合運用階段，通過參加各級科技創新競賽和企業的合作項目，可以綜合運用所學技能，實現質的提升。

通過“工學一體化”的實驗教學模式，學生從最初的了解機床基本結構與工作原理、相關軟件的基本應用，到可以熟練地操作設備、使用相關專業軟件，大大提高了工程素質，提高了實際動手能力。

4 結束語

材料成型實驗教學中心采用系統化、模塊化的實驗教學，由驗證性、演示性實驗向設計性、綜合性、創新性實驗延伸，使學生的專業技能得到提升。中心實行開放式、標準化的管理模式和多元化實驗考核方法，使學生學習的主動性、獨立性得到了增強。中心提出的“工學一體化”培養模式使學生的工程素質得到了顯著的提升，使他們能夠運用所學知識解決實際工程問題。

References)

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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2010年實驗教學改革與建設課題(66660905)；華僑大學2008年實驗教學改革與建設課題(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、聚合物材料模塑成型.

E-mail：xjianwen@hqu.edu.cn

G642.4

A

1002-4956(2015)2- 0167- 03