材料成型及控制工程专业实验教学的改革探索

材料成型及控制工程专业实验教学的改革探索材料成型及控制项目专业实验教学的改革探索

【Abstract】Thispaperreviewedtheexperimentalteachingstatusofthematerialformingandcontrolengineeringspecialty.Asthegoaltofosterinnovativeability，theopenexperimentalteachingplatformwasgraduallyestablishedandimproved，andmorecomprehensive，innovativeexperimenmtprojectswerepromotedtodrivesubjectcompetition.Afterseveralkeylinksofexperimentalteachingwerereformed，theinnovativeabilityofstudentsweredevelopedandenhancedobviously.

【Keywords】Materialformingandcontrolengineering；Experimentalteaching；Reform；Competition

《《验教学作为理论联系实际的环节，是高等学校培养学生实践能力和创新能力的重要教学环节，对于培养大学生动手能力、项目意识和创新精神具有十分重要的作用[1-2]。材料成型及控制项目专业属于实践性较强的学科，不仅要求学生具有较高的理论知识水平，还要有较强的实际应用能力。桂林电子科技大学材料成型及控制项目专业的主要方向是模具设计与制造，该行业具有附加值高、精度高的特点[3]，因此该行业对从业人员的综合素质要求较高，企业在招聘时要求毕业生具备较强的实践动手能力及创新意识。

在分析我校材料成型及控制项目专业实验教学现状的根底上，结合2022年广西普通高等学校本科专业综合评估公示材料，学院屡次组织研讨各校的培养计划，认真分析了各校材料成型及控制项目专业实验及实践教学环节的设置情况，对实验教学进行了初步改革探索。

1实验教学现状分析

目前许多高校中普遍存在着重理论教学、轻实验教学的现象，存在的问题较为突出，不利于学生应用能力的提高和创新精神的培养[4-5]。目前我校材料成型及控制项目专业的实验教学现状，还无法完全适应行业快速开展的需要，学生的实践能力和创新能力有待提高。主要存在下列几个方面的问题。

1.1实验教学观念和管理模式问题

存在重视理论学习、轻视实践技能和创新能力培养的观念，局部理论与实践教学结合深度不够，无法适应高等教育由知识传授型向能力培养型的转变。实验室存在管理不标准等弊端，仅在进行教学方案内的实验教学时对学生开放，环境相对较为封闭，不利于实验室的开放和培养创新人才。

1.2实验教学硬件设施投入不够

学院之前对实验教学平台建设的投入和重视不够，实验场地缺乏，实验设备陈旧。实验教学硬件设施投入缺乏影响了实验教学效果，不能满足现代实验教学的需要，无法紧跟行业开展的步伐，不利于学生熟悉和掌握新技术和新设备。

1.3实验教学内容及办法落后

原有实验教学大局部局限于演示性和验证性实验教学，能起到夯实根底的作用，但设计性、综合性和创新性的实验教学占比拟小。短少设计型和能力激发型实验，就不能有效地调动学生主观能动性，无法激发学生积极动手解决问题的兴趣，导致了学生的项目应用能力和创新精神培养效果不够理想。

2材料成型及控制项目专业实验教学改革探索

通过分析桂林电子科技大学材料成型及控制项目专业原有实验教学环节存在的问题，参考国内其他院校的实验教学改革成果，以本科教学质量评估学校和人才培养计划修订为契机，我校对原有实验教学环节进行了改革。改革主要以提高实验教学质量为目标，具体包括3个方面的内容：更新实验教学观念和管理模式；改善实验教学硬件条件；探索以赛促教的实验教学办法。

2.1更新实验教学观念和管理模式

为了改变重理论轻实验教学观念，激励专业教师在理论讲授之余参与实验教学，从观念和行动上重视实验教学，把实验教学放在跟理论教学同等重要的位置。这样有利于教师在课堂讲授时将实验原理、实验现象和相关的理论知识结合起来，理论联系实际，使理论知识讲解透彻、生动，同时通过实验教学使学生对抽象的概念和知识点理解更为深入，使理论教学与实验教学的有机融合，形成相互促进的良性循环。

针对实验室较为封闭、利用率低等问题，在实施实验室专人管理和实验设备个人负责制的根底上，逐步探索开放式实验教学平台的模式，开放式实验管理模式有利于学生充沛利用实验室的设备资源进行实验实践活动，提供设备利用率，充沛激发学生的主观能动性[6]，从而提高学生的动手能力。在正常完成实验教学方案的前提下，模具CAD/CAE/CAM、模具成型实验室、金相实验室、创客实验室等专业实验室全天对学生开放，为学生进行设计性和综合性实验、科技创新实验、创新创业学分、学科竞赛提供条件。要求实验室制作实验展示板，用于展示实验室近期实验室进行的实验工程方案，使教师和学生能够及时、准确地了解实验室目前状况，以便合理安顿实验实践活动时间。完善健全实验设备使用制度，学生使用实验设备前必须填写设备使用申请表，经批准和岗前培训才能使用仪器设备。使用实验设时填写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。2.2改善实验教学硬件条件

加大对实验教学经费的投入，改善实验教学硬件设施，建设高质量实验教学硬件平台。投入的实验教学经费一方面用于购置根底实验设备，增购了光学金相显微镜、硬度计、热处理炉、万能材料力学性能试验机、摩擦磨损试验机、杯突试验机等设备，加强根底实验教学。另一方面主要用于购买先进的材料成型及检测设备，示例合金真空熔炼炉、美国Stratasys工业级3D打印机、ABB公司六自由度机器人、德国Wenzel公司三坐标测量机、美国LDI数控转盘及激光扫描仪，这些设备具有教学、科研和社会效劳等多重作用。除此之外更新了模具CAD/CAE/CAM仿真实验室的硬件设施，包括30余台高性能计算机及相关软件。

除此之外，针对培养计划中的创新创业实验内容，以模具CAD/CAE/CAM仿真实验室为根底，基于创客模式打造创新创业平台。购买拍照式3D扫描仪、小型数控铣床、数控雕刻机、桌面型3D打印机、开源电路板等设备，通过改变相对干燥的传统实验环境，为学生提供加入各类学科竞赛提供根底平台，培养重在以兴趣为导向的创新能力。实验经费的投入大大改善了该专业进行实验教学所需的硬件根底。

2.3探索以赛促教的实验教学办法

目前局部综合实验和独立设课实验的内容相对陈旧和单一，仅将多个简单实验进行叠加，教师和学生都将实验作为教学任务来完成。一般《《验过程是由教师事先设定好题目和内容，学生按照实验指导书按部就班发展实验，导致学生没有真正自主设计实验，不足主动性和热情，没有真正的独立思考，无法体现出综合能力和创新意识的培养，影响实验教学质量。我校材料成型及控制项目专业进行以赛促教的实验教学办法探索，提倡参与性，将实验教学与竞赛培训、竞赛过程、实践创新能力提高过程有机融合，提高参赛学生覆盖率，让更多的学生受益，最终目的是激发学生兴趣，培养学生创新实践能力。强调竞赛与本专业的相关性，要结合专业自身特点和人才培养目标，加入本专业知识相关度较大的竞赛工程，加强实验教学与竞赛内容的交叉融合，进一步提高专业知识及能力。

示例在根底实验课程中，将“材料科学根底〞课内实验改为独立设课实验课程，实验内容包括金相试样制备、金相显微镜的构造及使用、铁碳合金平衡及组织察看等，将之前的验证性实验工程整合为工程式的综合性实验，并出版了实验教材。在实验教学过程选拔优秀学生加入全国金相大赛，调动学生发展实验积极性，以学科竞赛为载体，以赛促教，学院首次组织学生加入了清华大学承办的第五届全国大学生金相技能大赛，材料科学与项目学院组成的参赛团队荣获1个一等奖和2个三等奖的成绩。

在专业综合实验的教学改革中，将全国应用型人才综合技能比赛中的模具设计流程与实验教学相结合，设计了注塑模具和冲压模具两大类综合性实验。每个实验小组由3名学生自愿组队，自选模具设计方向和制品，完成CAD设计、CAE分析和主要零件CAM加工模拟等实验教学，具体包括下列内容：〔1〕对零件CAD模型进行成形工艺性CAE分析及处理；〔2〕完成注塑模具的型腔布局、分型面、浇注系统、冷却系统等根本设计，或者完成冲压模具的冲压件展开图设计、排样图设计以及冲压设备选型等根本设计；〔3〕应用模具CAE软件对设计计划进行优化，细化模具设计，获得完整的模具三维模型、二维装配图和型芯、型腔零件图〔包括明细表、标题栏、图框、技术要求等〕。〔4〕编写主要零件的机械加工工艺卡、数控加项目序等。通过专业综合实验的教学改革，激发了学生参与实验的热情，提高了学生的综合能力。通过在实验教学过程选拔优秀学生，材料科学与项目学院2022年开始连续加入了教育部高校毕业生就业协会主办的全国应用型人才