科学地构建实验实训教学体系

彭天好许军许国安张东速

1,安徽理工大学机械工程学院；2, 安徽理工大学实验室与仪器设备管理处 232001

科学地构建实验实训教学体系

彭天好1许军1许国安2张东速1

1,安徽理工大学机械工程学院；2, 安徽理工大学实验室与仪器设备管理处 232001

1 引言

工程实践教学是高等教育的重要组成部分，它对培养学生的创新精神和工程实践能力具有重要作用。为了适应机械工程学科发展及人才培养的需要，我校机械工程实验中心2001年和校金工实习厂联合组建了安徽理工大学机械工程综合实训中心，2008年被批准为安徽省省级机械工程综合实训中心。实训中心负责实施完成我校机械学科的实验实训教学。如何建设高水平的省级实验实训教学示范中心，许多兄弟院校都有成功的经验。但如何结合各自学校学科专业特点，科学地构建实验实训教学体系，对于实训中心的建设具有重要意义。

2 实验实训教学理念[1，2，3，4]

机械工程综合实训中心以先进的教学理念为先导，以机械工程一级学科硕士点和机械设计制造及其自动化安徽省教改示范专业为依托，以实训中心现有师资和硬件条件为支撑，吸收国内外机械实践课程教学改革成果，结合学校和实训中心的具体情况，积极推进机械实验实训系列课程的教学改革与实践，“厚基础、重个性”，启迪学生的创新思维，开发创新潜能，培养创新能力，强化工程训练，提高学生运用现代科学技术解决工程实际问题的能力和实践动手能力，构建教与学、理论教学与实践训练、课内与课外教学有机结合为特点的实验实训教学体系和平台。

在实训中心各项工作中贯彻以学生为本，知识传授、能力培养、素质提高、协调发展的教育理念和以能力培养为核心的实验实训教学观念，使这种教育理念和教学观念落实到所有教师的日常教学中。坚持以培养适应新世纪经济建设和社会发展需要的具有创新精神的应用型人才为教育目标，在实验实训教学中坚持以人为本、学生第一、实验实训课与理论课并重的原则。

3 实验实训教学新体系

3.1 实验实训教学新体系的组成[5，6，7，8]

实验实训教学体系的建设关系到人才培养的质量，为了实现实验实训教学与理论教学有机结合，以能力培养为核心，注重个性及创新意识培养的目标，在实验实训教学体系建设上根据学生不同学习阶段的实际情况，采用分阶段、模块化实验实训教学体系，突出分层次、个性化的培养模式。机械工程综合实训中心的实验实训教学体系如图1所示，由机械制图及工程训练、机械基础实验教学、专业基础实验教学和专业实验教学等4大实验实训教学平台和一个学生课外实践与科技创新平台组成。

分阶段实施实验实训教学是指根据学生不同学习阶段的实际情况，将实验实训教学分成工程制图及工程训练、机械基础实验教学、专业基础实验教学和专业实验教学等4个递进式的实验实训教学平台，而学生课外实践与科技创新活动贯穿于实验实训教学的各个阶段，使学生从入学到毕业整个阶段都能得到良好训练。分层次实验实训教学模式是指实验实训教学体系根据专业类型和学生的需求设置基础型（或验证型）实验、综合型实验、设计型（或综合设计型）实验和研究创新型实验，基础型实验为必修实验，其它层次的实验部分地设置为选修实验，这样既可以满足不同层次学生的需求，同时又可以对各门课程的内容进行综合应用，最大限度地提高学生的创新实践能力。采用分层次实验教学模式，体现了“厚基础、重个性”的实验实训教学理念。

为便于组织实训教学，每个教学平台的实验实训课程采用分模块教学方法，各个实验模块在教学上相互独立，便于实施教学，在内容上相互关联、相互补充，形成比较完整的知识体系。

3.2 机械制图及工程训练教学平台

该平台面向全校机类、近机类和非机类15个专业大学一、二年级本科生，目前每年接纳校内约2000名本科生的实践教学任务，年教学工作量约20万人时。针对不同学科专业，制定了不同的工程制图实践教学计划和工程训练教学方案，满足不同培养对象的教学需要。该平台由机械制图和工程训练两个模块构成，其中机械制图实践教学模块包括计算机绘图和制图测绘两个子模块，工程训练教学模块除包括传统的车、铣、刨、磨、钳、铸、锻、焊外、还包括数控技术、特种加工、慧鱼创新组合设计的训练。慧鱼创新组合设计是指利用慧鱼构件搭建出具有一定功能的机器模型。该模块的设计，有利于学生创新意识的培养。通过该平台的教学训练，使学生:（1）获得对机械原理和机械结构件的初步认识，具有用工程语言表达机械结构件的初步能力；(2)获得机械制造工艺技术、方法和工程实践能力的系统训练；(3)了解和掌握机械制造各类设备的工作原理和工作过程；(4)具有运用所学工艺知识、分析解决简单工艺问题的能力；（5）得到群体意识、创新意识的综合培养，组织管理能力的初步锻炼。

3.3 机械基础实验教学平台

该平台面向本院机械、近机械类和全校非机械类专业共11个专业的大学二、三年级本科生，内容包括机械原理、机械设计等机械基础课程实验模块。针对不同学科专业，制定了不同的课程实验教学方案，满足不同培养对象的教学需要。实验按基础型、综合设计型、研究创新型三个层次进行规划。在机械原理课程实验模块中，设计了“机构创意组合拼装”研究创新型实验。该实验利用机构拼装实验架，将学生自行设计的机构通过实际组装，形成可以动作的机构装置。在机械设计课程实验模块中，独立设计了机械部件的测绘与拆装综合实验子模块。对机械实物进行拆装与测绘，大大提高了学生的动手能力和对机械结构件的认识。通过该平台的教学训练，使机械类专业学生扎实掌握机械基础知识并为下一步学习机械工程专业知识打下坚实基础，使非机械类专业学生具备一定的机械基础知识和今后自学机械类专业知识的基本能力。

3.4 专业基础实验教学平台

该平台主要面向我院机械设计制造及其自动化和另外2个近机类专业的二、三年级本科生，内容包括互换性与技术测量、液压与气压传动、工程材料、材料成形技术基础、机械工程测试技术基础、控制工程基础、计算机仿真技术等课程群实验模块。各课程实验模块按验证性、综合性、设计型实验三个层次进行规划。在互换性与技术测量实验模块中，设计了齿轮综合测量综合实验；在液压与气压传动实验模块中，设计了自行搭建液压回路的设计性实验；在工程材料实验模块中，设计了观察不同金属材料显微组织的综合实验；在材料成形技术基础实验模块中，设计了离心铸造综合实验；在测试技术实验模块中，设计了悬臂梁振动测试的设计性实验；在控制工程和计算机仿真实验模块中，设计了控制系统的Matlab综合仿真的综合性实验。设置一系列的综合或设计性实验，有利于培养学生综合利用知识和技能来解决工程实际问题的能力，也提高了学生的动手能力和学习兴趣。对机械专业该课程群均为必修课程，因而该课程群实验模块采取独立设课教学组织模式。通过本平台的教学实践，使学生获得机械类专业基础的系统训练，具备一定的分析和解决机械工程类问题的能力。

3.5 专业实验教学平台

该平台面向我院机械设计制造及其自动化专业的高年级本科生，内容按专业方向分为机械制造类、机械设计类、机电控制类、矿山机械类4大模块，其中机械制造类模块包括机械制造技术基础、机床电气控制、数控技术、精密与特种加工技术等课程群实验子模块，机械设计类模块包括流体力学、机械三维CAD、有限元分析与应用、机电一体化系统设计等课程群实验子模块，机电控制类模块包括单片机原理与应用、机电传动控制、传感技术、虚拟仪器等课程群实验子模块，矿山机械类模块包括采掘机械、提升与运输机械、流体机械等课程群实验子模块。各课程实验子模块按验证性、综合性、设计提高型实验三个层次进行规划。以构成各专业方向的课程群实验模块独立设课形式为教学组织模式。对于各专业方向主干课程的研究创新型实践教学采用专业课程设计的形式来完成。通过本平台的教学实践，使学生获得机械类专业某个方向的系统化专业训练，具备一定的分析和解决专业领域类问题的专业能力。

3.6 学生课外实践与科技创新平台

该平台是校内实践教学的第二课堂，由一个拥有80台计算机的中心机房和一个大学生科技创新活动基地构成，中心机房面向本院师生免费开放，科技创新活动基地面向全校师生开放。中心机房配备有AutoCAD、Solidworks、Pro/E、UG、Ansys、Matlab、Labview等应用软件，为学生提供了良好的上机环境和课外学习实践平台。科技创新活动基地是为学生参加各类研究创新型实验项目和各类学科竞赛而构建的实践教学平台。目前我院学生已参加的全国学科竞赛有“全国机械创新设计大赛”、“全国机械创新慧鱼组设计大赛”、“全国大学生挑战杯课外学术科技作品竞赛”、“全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛”、“‘广茂达杯’中国智能机器人大赛”、“全国大学生过程装备实践与创新大赛”等。在所有这些赛事中，取得了骄人的成绩，如在2009年“第十届 ‘广茂达杯’中国智能机器人大赛”中获国际赛制灭火组第一名、机器人足球比赛第二名、机器人论文比赛一等奖2项，近4年共获得国家级和省部级大赛奖39个。此外，还在校内设置了“手工绘图竞赛”、“机械CAD竞赛”、“金工实训竞赛”等赛事。这些赛事的设置，贯穿于实验实训教学的不同阶段，涵盖了机械工程专业系列主干课程，大大丰富了学生的课外实践活动，激发了学生的学习兴趣和热情，不仅培养了学生的创新精神、实践能力和工程意识，还培养了学生的团队协作精神、交流沟通能力和责任感意识，大大提高了学生分析和解决问题的能力。学生课外实践与科技创新活动现已成为实验实训教学体系不可或缺的重要组成部分。

4、结语

以创新意识、创新能力培养为目标、以人才质量保证为根本，以学科建设和专业人才培养规格为依据，以分阶段、分层次模块化实施实验实训教学为主线，以贯穿于不同阶段的各类学科竞赛为实验实训教学第二课堂，结合我校机械学科特色和课程教学特点，科学地构建了机械工程综合实训中心的实验实训教学体系，为进一步实施实验实训教学改革，创建一流的省级实训教学示范中心奠定基础。

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Constructing Scientifically Experiment and Training Teaching System

PENG Tianhao1XU Jun1XU Guoan2ZHANG Dongsu1
1.School of Mechanical Engineering, 2.Laboratory & instrumentation equipment administrative Department, Anhui University of Science & Technology, Huainan 232001, China

以培养学生创新能力和综合设计能力为教学目标，结合我校机械学科特色和课程教学特点，科学地构建了机械工程综合实训中心的实验实训教学体系。

实验实训教学体系；教学平台；创新能力；分模块分层次

Taking the training of student innovation ability and synthesis design ability as the teaching goal, combining school mechanical discipline and curriculum teaching characteristic, constructed scientifically the experiment & training teaching system of the mechanical engineering integrated experiment & training center.

experiment & training teaching system; teaching platform; innovation ability; modularization and hiberarchy

G642.0

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.11.111

安徽省教育厅教学研究项目（2008jyxm341）

彭天好(1964-），男，安徽淮南人，博士，教授，机械工程学院副院长，机械工程综合实训中心副主任，主要研究方向为液压节能传动及机电控制。