先進制造技術實驗教學改革探討

楊鑫+練曉娟

摘要：先進制造技術是機械類專業學生的關鍵基礎課程之一，加強實驗教學，注重理論聯系實際，才能夠培養出適應社會發展的實用性人才。為此，我們對實驗教學體系、教學內容和教學方法等方面進行了改革，從而促進學生對先進制造技術的理解應用，并提高解決實際問題的能力。

關鍵詞：先進制造技術；機械類專業；實驗教學

中圖分類號：TH16-4

自20世紀80年代以來，隨著計算機及其應用技術的迅速發展，先進制造技術在德國、美國、日本等發達國家得到了廣泛的應用。在我國，各種先進的集成化、智能化加工技術和裝備，如精密成形技術與裝備、少無切削技術與裝備、激光加工、3D打印等，進入了一個空前發展的階段。

我國已經進入工業4.0時代，“中國制造2025”是我國實施制造強國戰略的行動綱領，先進制造技術引起了廣泛的重視，各大企業也相繼提出需求計劃。為了提高核心競爭力，企業必須具有快速響應市場的能力，縮短產品周期，降低產品成本，以新穎的產品滿足不同顧客的需求。因此，企業需要大量先進制造技術方面的復合型、創新型人才[1]。

先進制造技術這門專業基礎課，實踐性很強，但由于受傳統思想觀念及實驗教學條件等方面的限制，實驗教學大部分是以教師講授為中心，學生的創新創造性得不到很好的發揮[2]。因此，我們對實驗教學體系、教學內容和教學方法等方面進行了改革，從而促進學生對先進制造技術的理解應用，并提高解決實際問題的能力。

1. 構建合理的實驗教學體系

先進制造技術課程體系包括：現代設計技術、先進制造工藝技術、制造自動化技術、現代生產管理技術和先進生產制造模式。根據機械類專業學生的專業特色，面向從產品設計、加工裝配、質量檢測、銷售、售后服務到產品回收的整個產品周期鏈，形成以計算機輔助為基礎，計算機應用實驗教學為主線的教學體系[3]。

在計算機輔助實驗教學過程中，應該優先培養學生的創造設計能力。在計算機輔助概念設計中，設計者用草圖的方式生成零件的形狀，可以靈活地調整設計的尺寸，將結構確定下來之后，再進行細節的設計。在完成計算機三維建模以后，設計者可以檢查和發現有無結構誤差、原理錯誤，可以及時發現問題并解決問題。在計算機應用實踐教學中，著重加強計算機輔助工程和計算機輔助制造的應用。CAE和CAD密不可分，在三維建模完成之后，可以將模型進行動態仿真，模擬分析三維碰撞等動態行為。

2. 精選實驗教學內容

從教學內容上看，傳統的先進制造技術實驗教學中，驗證性的實驗占絕大部分，在一定程度上抑制了學生創新創造能力的培養。同時，實驗教學資料非常詳細，給學生思考和自主分析的時間過于少。在整個實驗過程中，學生們傾向于按部就班地完成任務，依賴心理重，不利于綜合素質的培養[4]。

鑒于此，應該注重培養學生的實驗技能、動手能力和綜合素質。精選實驗教學內容，降低驗證性實驗的比例，提高綜合性實驗和設計性實驗的比例。在計算機制圖中，要以Pro E為實驗軟件，加強三維參數化制圖的學習。在現代設計方法學習中，要介紹幾種常用的現代設計理論，如：優化設計、可靠性設計、有限元法、協同設計、智能設計等[5]。在計算機輔助設計與制造的學習中，要掌握CAD/CAM技術的基本原理，熟悉CAD/CAM技術的發展動態，為后續的機械制造奠定理論的基礎。在機械制造工藝設計中，應采用CAPP、夾具設計等進行輔助設計。在學生畢業設計實驗中，應該針對產品，重點進行CAD、CAE、CAM等技術的綜合應用。

實驗指導書的相關內容應該適當修改，實驗原理、實驗步驟、實驗應用等不用過于細致，簡明扼要即可。增加一些與工程實際應用密切的、代表性強的典型實驗，刪除一些過于陳舊、落后的實驗。驗證性的實驗，重點培養學生理解實驗原理、掌握實驗步驟、分析實驗數據和結果；設計性的實驗，重點考察同學們的資料查閱、培養設計創新能力。將驗證性實驗和設計性實驗綜合起來，有利于培養機械類專業學生的自主思考能力、創新設計能力和嚴謹求實的科學態度。

3. 改進實驗教學方法

在傳統教學方法的影響之下，實驗教學過程中，教師注重講解，強調灌輸理論知識和實驗方法，忽略了培養學生的興趣激發、創新創造意識和動手實踐能力[6]。學生只注重實驗結果，而不注重實驗過程和實驗分析，導致主觀能動性和創造力得不到很好的發揮。我們通過改進以下三點教學方法來提高學生的主動求知欲和創造能力：

（1）統籌規劃，合理安排。在實驗教學過程中，教師應該將先進制造技術實驗教學統籌安排，涉及整個產品周期鏈，確定好每一個階段的培養目標，整體優化，避免重復。

（2）加強基礎，注重實踐。理論知識方面，應該加強機械制圖、機械原理和機械零件這三門基礎課程的學習。實驗教學過程中，應該以培養綜合性人才為目的，以先進制造技術實驗為主線，跟蹤科技發展的前沿，擴展知識面，著重培養學生的綜合素質和創新能力[7]。

（3）加強實踐教學，提高動手能力。 先進制造技術實驗應該理論與實際緊密結合，在教學方式、教學考核等方面大膽創新，靈活變通，讓學生能夠發揮主觀能動性和創新性，在實踐中認識事物。通過加強實踐教學，提高學生們的動手能力，提高了學生的就業能力，為機械、機器人、智能裝備等行業輸送高質量的綜合性人才。

結束語：先進制造技術實驗教學有待改革，通過構建合理的實驗教學體系、精選實驗教學內容、改進實驗教學方法，以期待能夠一定程度上提高學生的自主思考能力和創新創造性，為企業培養和輸送綜合素質高的人才。

參考文獻

[1]劉白. 面向二十一世紀先進制造技術的機電專業教學改革[J]. 長沙大學學報，2000， 2： 14.

[2]蘇宏英. 基于工業中心的先進制造技術人才培養模式初探[J]. 廣東技術師范學院學報，2005， 6.

[3]張劍. 高職“先進制造技術”教學模式與教學措施探討[J]. 科教文匯，2015， 328.

[4]曲興田. ?先進制造技術?課程建設與教學改革實踐[J]. 長春大學學報，2006， 5： 16.

[5]劉敬露. 先進制造技術實習教學體系改革[J]. 實驗科學與技術，2011， 2： 9.

[6]劉梅. 先進制造技術課程群實驗教學方法研究[J]. 實驗室研究與探索，2008， 10： 27.

[7]王瑾. 試論先進制造技術的發展對創新型人才培養的要求[J]. 機械管理開發，2012， 2.