自己研制實驗設備 提高師生實踐能力

張莉英， 王懷明， 韓文仲， 張增良

(北華航天工業學院 機電工程學院， 河北 廊坊 065000)

自己研制實驗設備 提高師生實踐能力

張莉英， 王懷明， 韓文仲， 張增良

(北華航天工業學院 機電工程學院， 河北 廊坊 065000)

自研自制實驗設備是高等院校實驗教學改革的創新之舉。根據作者自己研制實驗設備的實踐，介紹了自研自制實驗設備對實踐教學改革、師資隊伍培養、學生實踐能力培養以及實驗室建設的重要作用。

設備自制； 實踐教學； 實踐能力

實驗教學是高等院校實踐教學體系的重要組成部分，是培養學生應用實踐能力的重要環節。根據專業教學內容和實驗室資源，自主研發制造實驗設備，可彌補市場上教學儀器的不足，使其更適合專業實踐教學的需要，還可節約實驗設備投入費用，凝聚專業人才，提高教師的專業水平[1-2]。北華航天工業學院機械設計制造及其自動化專業圍繞應用型“工藝”人才培養目標，自主研發了“機械加工工藝綜合訓練系統”，填補了市場上工藝系統實驗設備的空白，把“機械加工工藝”這一專業核心內容的理論教學和實踐訓練充分結合起來，促進了理論知識向實踐應用的轉化，對于提高學生實踐能力，提升應用型人才培養質量具有重大意義。

1 滿足教學需求，深化實踐教學改革

機械加工工藝是機械制造類各專業的核心專業基礎，它以“工藝”為主線，涵蓋切削、機床、刀具、工裝及加工質量控制等多模塊知識，具有很強的綜合型和實踐性。目前，市場上沒有系統的用于機械加工工藝教學的實驗設備，教學缺少及時實踐的機會。由于理論與實際相脫節，相關課程設計和生產實習等實踐環節也難以達到預期教學效果。為了滿足機械加工工藝內容的實踐教學需求，提高教學效果，我們結合實驗室現有設備資源，以典型零件——法蘭盤和閥腔的機械加工工藝設計和工裝設計為主要研究內容，研制開發了機械加工工藝綜合訓練系統，研制出了系列典型機床夾具(車床夾具、鉆床夾具、銑床夾具)共10套，可完成零件在夾具上的安裝，以及夾具在機床上的安裝、試切等加工，使學生在掌握各類典型機床夾具結構特點的基礎上，深入理解零件的機械加工工藝過程及其在機床上的安裝、定位、加工、檢測等實際操作過程。圖1為研制專用機床夾具及其在機床上的安裝。

圖1 機械加工專用機床夾具及其在機床上的安裝

該系統使用后，極大地增強了教學靈活性，有效提高了實踐教學效果，實現了理論與實踐的結合與統一，深化了實踐教學改革。主要體現在以下幾方面。

一是改革了課堂教學手段，提高了課堂教學效果。機械加工工藝內容由原來的課堂教學改為現場教學，學生通過直面機械加工工藝系統來學習相關理論知識，實現了理論與實踐的結合。

二是改革了課程設計內容，提高了實踐教學效果。調整了機械加工工藝課程設計的內容及進度安排，在不改變原計劃學時的基礎上，增加了實訓內容，即學生先通過機械加工工藝綜合訓練系統熟悉零件機械加工工藝的擬定、工藝規程的制定、專用夾具的設計及在機床上的安裝，使其深入理解機械加工工藝具體過程，然后再進行課程設計，從而地提高了課程設計質量。

三是為畢業設計搭建了實踐平臺，全面提升了學生應用實踐能力。該系統的研制是基于零件的大批量生產，符合機械制造工藝設計類畢業設計選題要求。學生可利用該系統深入理解零件的機械加工工藝過程，掌握基本生產知識，提高學生在生產實踐中分析問題與解決問題的能力。

2 凝聚專業人才，提升教師隊伍整體素質

機械加工工藝綜合訓練系統的研制，發揮了教師和實驗技術人員的才智，不僅提高了教師隊伍的實踐能力和創新能力，更增加了教師隊伍的凝聚力[3]。

一是在實驗設備的自制過程中，廣大教師團結協作，充分展示自己的聰明才智，鍛煉了自已的實踐工程能力，實驗技術人員充分掌握了教學內容，從而達到了理論教學與實驗教學的更好結合。

二是在自制設備的設計、安裝、調試過程中，教師和實驗技術人員能夠及時發現原有設計中所存在的問題，及時調整方案，彌補不足，使所制作的實驗設備更加符合實踐教學需求，貼近生產實際，從而促進實踐教學質量的提高[4]；

三是為了順利完成設備研制，教師需要學習許多新知識，把各種技術落到實處，從而完善了教師的知識體系，提高了教師的專業水平和整體素質[5]。

3 鍛煉學生，提高學生實踐能力和創新能力

機械加工工藝綜合訓練系統的研制，吸收了部分學生參與，并將該系統研制與學生畢業設計相結合，有效提高了學生的畢業設計質量，提升了學生的實踐能力和創新能力。

一是與畢業設計相結合調動了學生學習主動性。在實驗設備研制過程中，我們以畢業設計形式吸收部分學生參與。教師根據不同零件的不同工藝要求，讓學生提出問題、分析問題，獨立地設計與解決問題，因材施教，激發學生學習的主動性，有效地提高了畢業設計質量[6-7]。

二是提高了學生專業能力和實踐能力。吸收學生參與設備的研制，可充分發揮學生的積極性和創造性，增加其感性認識[8]。在研制過程中學生自覺查找技術資料以解決所遇到的問題，達到“在練中學，在學中練”的目的，提高了學生的實際操作技能及工程實踐能力。

三是增加了學生科研意識，培養學生嚴謹的科研作風。學生全程參與實驗設備的研制，經歷了從設計資料的查閱、設計方案的擬定、設計圖紙的繪制、零件加工及其裝配等全部研制環節，基本掌握了進行科學研究的一般方法，提高了學生的組織協調能力，培養了學生的團隊精神，也培養了學生嚴謹的科研作風[9]。

4 降低實驗設備成本，拓展實驗室設備引進途徑

近年來，隨著實驗室建設的推進，實驗室購置了很多先進的高精度的實驗設備和儀器裝置，這些設備大多適用于科學研究，對于專業基礎教學針對性較差；而市場上銷售的實驗設備不一定與教學需求相吻合，成

套購置易造成資源浪費[10]。根據專業人才培養目標和教學需求，充分挖掘實驗室現有資源潛力，自己研制實驗設備，彌補了市場上教學儀器設備的不足，使其更適應教學和專業實訓的需要，還節約了實驗設備投入經費，促進了實驗室建設。

5 結束語

實驗教師和實驗技術人員自己研制實驗設備是實驗教學改革的舉措之一，其核心意義在于緊密結合教學需求，根據專業人才培養目標來解決實踐教學之需。自己研制實驗設備不僅可有效地降低實驗設備的投入成本，擴大實驗資源的利用度，更可以凝聚專業人才，提高教師隊伍的科研水平和創新能力[11]。我們在實驗設備的自研自制過程中，還吸納了學生參與其中，以研促學，以制練手，極大地激發了學生的學習積極性和主動性，也培養了學生嚴謹的科研態度。自己研制實驗設備的經驗開拓了我們實驗教學改革的思路，也為實驗教學改革工作提出了新的任務，如何更有效地發揮自研自制設備在實踐教學中的作用，是我們下一步需要深入思考的問題[12-13]。

References)

[1] 李如琦,賀秋麗,王輯祥，等.自制實驗教學儀器設備促進實驗教學改革[J].高等理科教育,2009(1):71-74.

[2] 溫利紅，高金良.創新實驗項目的開發及設備研制[J].機電產品開發與創新，2007，20(6)：48-50.

[3] 郝云忱.創新教育的實踐與思考[J].實驗技術與管理，2000，17(6)：5-7.

[4] 周宦銀，房宗良，劉家華，等.加強實驗室建設管理，合理利用教學資源[J].實驗技術與管理，2007，24(1)：141-143.

[5] 王奇志.影響高校實驗室儀器設備利用率的幾個重要因素[J].中國現代教育裝備，2006(10)：25-27.

[6] 翟玉平.改進和研制實驗儀器更好為實驗教學服務[J].實驗室科學，2007(4)：164-165.

[7] 馮鴻周，王一山.淺談當前高校實驗室的管理問題[J].實驗室科學，2006(4)：86-87.

[8] 張明長.優化實驗室管理，提高實驗室投資效益[J].北京印刷學院學報，2006，12(6)：72-73.

[9] 趙方方，孫會來，高勝利.構建立體化實驗教學模式，培養創新型工程實踐人才[J].實驗室科學，2007(1)：13-15.

[10] 楊鳳珍.專題實驗研究：強化學生創新能力，提供個性發展空間的手段[J].實驗技術與管理，2001，18(5)：83-87.

[11] 馮忠緒,劉曉婷,焦生杰，等.工程機械復合型人才培養模式的研究與實踐[J].中國工程機械學報，2009，7(4)：499-504.

[12] 趙明，盛志軍.高校教學實驗設備投入與使用共享模式問題研究[J].長春理工大學學報：社會科學版，2010，23(5)：127-128.

[13] 溫利紅，高金良.創新實驗項目的開發及設備研制[J].機電產品開發與創新，2007，20(6)：48-50.

Developing homemade experimental equipment to improvepractical ability of teachers and students

Zhang Liying, Wang Huaiming, Han Wenzhong, Zhang Zengliang

(College of Mechanical and Electrical Engineering, North China Institute ofAerospace Engineering, Langfang 065000, China)

As the research homemade experimental equipment is the innovation of experimental teaching reform of higher education, the core is closely combined with its own teaching requirements to solve the practical teaching according to the goal of talent cultivation.Based on our homemade laboratory equipment since the research project in the practice and exploration, this paper introduces the research of homemade experimental equipment for practical teaching reform, teachers training,the students’ practical ability training,and the important role of the laboratory construction.

equipment homemade; practical teaching; practical ability

2014- 10- 29 修改日期：2015- 01- 28

河北省高等學校“專業綜合改革試點”項目“機械設計制造及其自動化專業”(ZG-2012-002-S)

張莉英(1974—)，女，河北石家莊，碩士，副教授，研究方向為機械設計制造及其自動化.

E-mail：2296104544@qq.com

G484；G642.0

A

1002-4956(2015)5- 0098- 03