材料成型实验教学中心教学体系的研究

许建文，刘 斌， 顾永华， 沈剑云

(华侨大学 材料成型实验教学中心， 福建 厦门 361021)



材料成型实验教学中心教学体系的研究

许建文，刘 斌， 顾永华， 沈剑云

(华侨大学 材料成型实验教学中心， 福建 厦门 361021)

材料成型实验教学中心根据专业、课程设置等特点，采用系统化、模块化的实验教学模式，循序渐进地提升学生的专业技能。结合各专业学生特点以及实验课程性质，实行多元化化的实验考核方法以及开放式、标准化的管理模式，突出学生的主体性和能动性。提出“工学一体化”的培养模式，提高学生的工程素质，提升学生综合分析问题、解决实际问题的能力。

材料成型； 实验教学； 管理模式； “工学”一体化； 工程素质培养

实验教学是工科高等院校教学中的一个十分重要的环节，在培养学生的学习能力、实践能力和创新能力等方面具有不可替代的作用[1-7]。因此，工科高等院校的实验教学改革应着眼于强化工程训练、启迪学生的创新思维，把培养学生解决工程实际问题的能力和创新能力作为教学重点，建设理论教学与实践教学、课内与课外、学习与应用、应用与创新紧密结合的应用型人才培养实践教学新体系[8-10]。

华侨大学材料成型实验教学中心现有铸造、焊接、材料成型等3个实验室，面向材料成型及控制工程、机械制造及其自动化、机械设计、车辆工程、工业设计等专业以及全校学生创新学分选修课程，教学内容包括铸造成型、锻造成型、焊接成型、冲压成型、高分子材料成型、快速成型与逆向工程、模具加工、模具CAD/CAM/CAE等。中心根据专业和课程设置特点进行实验教学改革，采用系统化、模块化的实验教学方法，实行多元化的实验考核方法以及开放式、标准化的管理，并探索“工学一体化”的人才培养模式，全面提高学生的工程素质。

1 实验教学模式

1.1 系统化的实验教学

华侨大学材料成型实验教学中心的系统化实验教学模式如图1所示。材料成型专业学生从大三开始逐步学习专业课程，但专业知识还有所欠缺，因此开设的实验偏向于演示性、验证性实验，重点是让学生对材料成型工艺有初步了解、对设备有初步认识。到大四年级，学生已有了一定的专业知识，对工艺、设备有了总体的把握，开设设计性、综合性、创新性实验，以启发学生的想象力和创造力，将所学的知识运用于实践。

例如注塑机实验，共开设了3个实验：注射成型实验、注塑工艺实验和模具制造综合实验(注塑成型)。注射成型实验是大三上学期开设的高分子加工基础课程实验，偏重于对设备和注射成型工艺有初步的认识，属于演示性实验；注塑工艺实验是在大三下学期开设的塑料成型工艺及模具课程实验，要求掌握模具、注塑工艺以及它们对产品质量的影响，属于验证性实验；模具制造综合实验注塑成型项目是大四上学期开设的独立设课实验项目，由学生设计产品、加工模具并利用注塑机进行成型实验。这些实验项目根据不同课程、不同年级和专业课程的进度进行调整，逐步深入，并且注重实验的系统性和传承性。

图1 系统化的实验教学模式

1.2 模块化的实验教学

模块化实验教学是以产品为目标，分3个阶段循序渐进，逐步提高学生的工程素质。第一阶段为专业课程实验项目，注重对基本原理与基本操作的了解；第二阶段为专业课程实验项目优化整合的综合实训项目，注重基本原理与基本操作的掌握；第三阶段为产品设计，注重知识的综合运用与创新能力的培养。

模块化实验教学是以学生为中心的学习模式，是自主式、合作式、研究式的学习方式，有利于启迪学生的科学思维和创新意识。实验涉及设计、制造加工和分析测试的全过程，对学生是一种系统性、综合性的工程实践能力培养。例如图2所示的模具与制造综合实验中，学生自主完成从设计到加工的全部过程，得到完整的工程实践能力和创新能力训练。实验小组通过协作完成实验项目，培养了学生的团队精神和工程素质，提高了实际动手能力。

图2 模具制造综合实验

1.3 多元化的实验考核方法

在实验教学体系中采用了多元化的实验考核方法。中心设立了附属理论课程的实验课程、独立设课的实验课程以及创新学分选修实验课程等多层次的实验课程。在理论课程的实验教学中，实验成绩以20%以上的比例计入课程的总成绩；在独立设课的实验教学中，设立独立的学分，进行独立考核，考核成绩独立计入学生的成绩单中；创新学分选修实验课程的独立考核是以学生独立操作的能力与作品的优良程度作为主要考核目标。

多元化的实验考核方法是为了全面培养学生多方面的工程实践能力。中心根据不同的实验课程制定了不同的实验成绩评定标准，对学生的实践操作、实验报告、实验态度、学习考勤等进行综合考核。实验教学中心对模具制造综合实验的成绩评定标准如表1所示。

表1 模具制造综合实验评分标准

2 管理模式

良好的实验教学中心管理体制和运行机制是提高实验教学质量的重要保障[11]。开放式实验管理模式有助于提高学生的动手能力，有利于学生充分利用实验室的设备资源进行实践活动，充分激发学生的主体意识[12-14]。完善成熟的管理模式有助于实验中心正常有序地运行，能够提高实验效率，使得实验中心最大限度地服务教学和科研活动。中心采用开放式标准化的实验管理模式和设备管理模式(见图3)。

图3 开放式的实验模式

实验管理模式：在不影响实验教学计划的情况下，实验室在工作时间对学生开放，为学生进行设计性和综合性实验、第二课堂科技创新实验、创新学分选修课程实验以及研究生的科研实验提供方便条件。学生在实验之前需要提出预约申请，实验室负责人与中心主任审核通过后，安排具体的实验时间，并对学生进行岗前安全培训，及时做好实验的记录与资料的归档工作。各实验室制作了实验看板，用于展示实验室所开设的实验课程、当前实验室进行的实验项目以及进行的科创、科研实验项目，以便学生能够及时、准确地知晓实验室目前状况。

设备管理模式：完善的实验设备使用制度是实验室管理的一个重要方面。毕业设计、科研活动、科技创新都需要使用实验室设备。学生使用实验设备均须填写设备使用申请表、注明申请理由(课题来源)，经实验指导教师、实验室负责人及中心主任批准和上岗培训，方能使用设备。在满足学校设备管理标准的情况下，充分调研并借鉴了企业设备管理的模式，制做了设备标志卡与设备日常保养记录表，以便于实时掌握设备运行和保养状况，保持设备完好。

3 培养模式

材料成型实验教学中心在承担正常实验教学的同时，也肩负起培养学生工程素质的责任，鼓励学生进入实验室进行相关工程素质的锻炼。中心提出“工学一体化”的人才培养模式。“工学一体化”强调理论与实践紧密结合，意在锤炼全面型、创新型人才。

在不同的实验教学阶段，素质教育的内容不尽相同。首先是基本素质的培养阶段，主要涉及课程教学的基本内容，强调基本原理、基本结构以及基本应用；其次是提升技能阶段，通过进一步的实验教学达到最

终的理解掌握；最后是综合运用阶段，通过参加各级科技创新竞赛和企业的合作项目，可以综合运用所学技能，实现质的提升。

通过“工学一体化”的实验教学模式，学生从最初的了解机床基本结构与工作原理、相关软件的基本应用，到可以熟练地操作设备、使用相关专业软件，大大提高了工程素质，提高了实际动手能力。

4 结束语

材料成型实验教学中心采用系统化、模块化的实验教学，由验证性、演示性实验向设计性、综合性、创新性实验延伸，使学生的专业技能得到提升。中心实行开放式、标准化的管理模式和多元化实验考核方法，使学生学习的主动性、独立性得到了增强。中心提出的“工学一体化”培养模式使学生的工程素质得到了显著的提升，使他们能够运用所学知识解决实际工程问题。

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

华侨大学2010年实验教学改革与建设课题(66660905)；华侨大学2008年实验教学改革与建设课题(66660905)

许建文(1984—)，男，福建泉州，硕士，实验师，研究方向为材料成型实验教学、聚合物材料模塑成型.

E-mail：xjianwen@hqu.edu.cn

G642.4

A

1002-4956(2015)2- 0167- 03