自己研制实验设备 提高师生实践能力

张莉英， 王怀明， 韩文仲， 张增良

(北华航天工业学院 机电工程学院， 河北 廊坊 065000)

自己研制实验设备 提高师生实践能力

张莉英， 王怀明， 韩文仲， 张增良

(北华航天工业学院 机电工程学院， 河北 廊坊 065000)

自研自制实验设备是高等院校实验教学改革的创新之举。根据作者自己研制实验设备的实践，介绍了自研自制实验设备对实践教学改革、师资队伍培养、学生实践能力培养以及实验室建设的重要作用。

设备自制； 实践教学； 实践能力

实验教学是高等院校实践教学体系的重要组成部分，是培养学生应用实践能力的重要环节。根据专业教学内容和实验室资源，自主研发制造实验设备，可弥补市场上教学仪器的不足，使其更适合专业实践教学的需要，还可节约实验设备投入费用，凝聚专业人才，提高教师的专业水平[1-2]。北华航天工业学院机械设计制造及其自动化专业围绕应用型“工艺”人才培养目标，自主研发了“机械加工工艺综合训练系统”，填补了市场上工艺系统实验设备的空白，把“机械加工工艺”这一专业核心内容的理论教学和实践训练充分结合起来，促进了理论知识向实践应用的转化，对于提高学生实践能力，提升应用型人才培养质量具有重大意义。

1 满足教学需求，深化实践教学改革

机械加工工艺是机械制造类各专业的核心专业基础，它以“工艺”为主线，涵盖切削、机床、刀具、工装及加工质量控制等多模块知识，具有很强的综合型和实践性。目前，市场上没有系统的用于机械加工工艺教学的实验设备，教学缺少及时实践的机会。由于理论与实际相脱节，相关课程设计和生产实习等实践环节也难以达到预期教学效果。为了满足机械加工工艺内容的实践教学需求，提高教学效果，我们结合实验室现有设备资源，以典型零件——法兰盘和阀腔的机械加工工艺设计和工装设计为主要研究内容，研制开发了机械加工工艺综合训练系统，研制出了系列典型机床夹具(车床夹具、钻床夹具、铣床夹具)共10套，可完成零件在夹具上的安装，以及夹具在机床上的安装、试切等加工，使学生在掌握各类典型机床夹具结构特点的基础上，深入理解零件的机械加工工艺过程及其在机床上的安装、定位、加工、检测等实际操作过程。图1为研制专用机床夹具及其在机床上的安装。

图1 机械加工专用机床夹具及其在机床上的安装

该系统使用后，极大地增强了教学灵活性，有效提高了实践教学效果，实现了理论与实践的结合与统一，深化了实践教学改革。主要体现在以下几方面。

一是改革了课堂教学手段，提高了课堂教学效果。机械加工工艺内容由原来的课堂教学改为现场教学，学生通过直面机械加工工艺系统来学习相关理论知识，实现了理论与实践的结合。

二是改革了课程设计内容，提高了实践教学效果。调整了机械加工工艺课程设计的内容及进度安排，在不改变原计划学时的基础上，增加了实训内容，即学生先通过机械加工工艺综合训练系统熟悉零件机械加工工艺的拟定、工艺规程的制定、专用夹具的设计及在机床上的安装，使其深入理解机械加工工艺具体过程，然后再进行课程设计，从而地提高了课程设计质量。

三是为毕业设计搭建了实践平台，全面提升了学生应用实践能力。该系统的研制是基于零件的大批量生产，符合机械制造工艺设计类毕业设计选题要求。学生可利用该系统深入理解零件的机械加工工艺过程，掌握基本生产知识，提高学生在生产实践中分析问题与解决问题的能力。

2 凝聚专业人才，提升教师队伍整体素质

机械加工工艺综合训练系统的研制，发挥了教师和实验技术人员的才智，不仅提高了教师队伍的实践能力和创新能力，更增加了教师队伍的凝聚力[3]。

一是在实验设备的自制过程中，广大教师团结协作，充分展示自己的聪明才智，锻炼了自已的实践工程能力，实验技术人员充分掌握了教学内容，从而达到了理论教学与实验教学的更好结合。

二是在自制设备的设计、安装、调试过程中，教师和实验技术人员能够及时发现原有设计中所存在的问题，及时调整方案，弥补不足，使所制作的实验设备更加符合实践教学需求，贴近生产实际，从而促进实践教学质量的提高[4]；

三是为了顺利完成设备研制，教师需要学习许多新知识，把各种技术落到实处，从而完善了教师的知识体系，提高了教师的专业水平和整体素质[5]。

3 锻炼学生，提高学生实践能力和创新能力

机械加工工艺综合训练系统的研制，吸收了部分学生参与，并将该系统研制与学生毕业设计相结合，有效提高了学生的毕业设计质量，提升了学生的实践能力和创新能力。

一是与毕业设计相结合调动了学生学习主动性。在实验设备研制过程中，我们以毕业设计形式吸收部分学生参与。教师根据不同零件的不同工艺要求，让学生提出问题、分析问题，独立地设计与解决问题，因材施教，激发学生学习的主动性，有效地提高了毕业设计质量[6-7]。

二是提高了学生专业能力和实践能力。吸收学生参与设备的研制，可充分发挥学生的积极性和创造性，增加其感性认识[8]。在研制过程中学生自觉查找技术资料以解决所遇到的问题，达到“在练中学，在学中练”的目的，提高了学生的实际操作技能及工程实践能力。

三是增加了学生科研意识，培养学生严谨的科研作风。学生全程参与实验设备的研制，经历了从设计资料的查阅、设计方案的拟定、设计图纸的绘制、零件加工及其装配等全部研制环节，基本掌握了进行科学研究的一般方法，提高了学生的组织协调能力，培养了学生的团队精神，也培养了学生严谨的科研作风[9]。

4 降低实验设备成本，拓展实验室设备引进途径

近年来，随着实验室建设的推进，实验室购置了很多先进的高精度的实验设备和仪器装置，这些设备大多适用于科学研究，对于专业基础教学针对性较差；而市场上销售的实验设备不一定与教学需求相吻合，成

套购置易造成资源浪费[10]。根据专业人才培养目标和教学需求，充分挖掘实验室现有资源潜力，自己研制实验设备，弥补了市场上教学仪器设备的不足，使其更适应教学和专业实训的需要，还节约了实验设备投入经费，促进了实验室建设。

5 结束语

实验教师和实验技术人员自己研制实验设备是实验教学改革的举措之一，其核心意义在于紧密结合教学需求，根据专业人才培养目标来解决实践教学之需。自己研制实验设备不仅可有效地降低实验设备的投入成本，扩大实验资源的利用度，更可以凝聚专业人才，提高教师队伍的科研水平和创新能力[11]。我们在实验设备的自研自制过程中，还吸纳了学生参与其中，以研促学，以制练手，极大地激发了学生的学习积极性和主动性，也培养了学生严谨的科研态度。自己研制实验设备的经验开拓了我们实验教学改革的思路，也为实验教学改革工作提出了新的任务，如何更有效地发挥自研自制设备在实践教学中的作用，是我们下一步需要深入思考的问题[12-13]。

References)

[1] 李如琦,贺秋丽,王辑祥，等.自制实验教学仪器设备促进实验教学改革[J].高等理科教育,2009(1):71-74.

[2] 温利红，高金良.创新实验项目的开发及设备研制[J].机电产品开发与创新，2007，20(6)：48-50.

[3] 郝云忱.创新教育的实践与思考[J].实验技术与管理，2000，17(6)：5-7.

[4] 周宦银，房宗良，刘家华，等.加强实验室建设管理，合理利用教学资源[J].实验技术与管理，2007，24(1)：141-143.

[5] 王奇志.影响高校实验室仪器设备利用率的几个重要因素[J].中国现代教育装备，2006(10)：25-27.

[6] 翟玉平.改进和研制实验仪器更好为实验教学服务[J].实验室科学，2007(4)：164-165.

[7] 冯鸿周，王一山.浅谈当前高校实验室的管理问题[J].实验室科学，2006(4)：86-87.

[8] 张明长.优化实验室管理，提高实验室投资效益[J].北京印刷学院学报，2006，12(6)：72-73.

[9] 赵方方，孙会来，高胜利.构建立体化实验教学模式，培养创新型工程实践人才[J].实验室科学，2007(1)：13-15.

[10] 杨凤珍.专题实验研究：强化学生创新能力，提供个性发展空间的手段[J].实验技术与管理，2001，18(5)：83-87.

[11] 冯忠绪,刘晓婷,焦生杰，等.工程机械复合型人才培养模式的研究与实践[J].中国工程机械学报，2009，7(4)：499-504.

[12] 赵明，盛志军.高校教学实验设备投入与使用共享模式问题研究[J].长春理工大学学报：社会科学版，2010，23(5)：127-128.

[13] 温利红，高金良.创新实验项目的开发及设备研制[J].机电产品开发与创新，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

河北省高等学校“专业综合改革试点”项目“机械设计制造及其自动化专业”(ZG-2012-002-S)

张莉英(1974—)，女，河北石家庄，硕士，副教授，研究方向为机械设计制造及其自动化.

E-mail：2296104544@qq.com

G484；G642.0

A

1002-4956(2015)5- 0098- 03