从实验教学改革看工科学生创新能力培养

邹茂华++徐戊矫

摘 要：人才培养是学校的核心使命，教学质量是学校的生命线。重庆大学作为一所以理工科为主、多学科协调发展的综合性研究大学，始终贯彻党和国家的教育方针，以培养适应和引领未来的高素质创新型人才为己任。创新源于实践、创新源于思考，充分利用好实验教学模块是工科学生实践创新能力培养体系中的重要一环。本文首先分析了工科专业课程的实验教学环节中所存在的问题，并在此基础上以案例的形式给出了我们目前的变革与思考。

关键词：实验教学改革 工科学生 创新能力 人才培养

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）11（b）-0164-02

21世纪是知识经济时代，也是实现中华民族伟大复兴的时代，创新驱动社会发展、建设创新型国家成为时代主题，科教兴国战略、人才强国战略、可持

续发展战略纵深推进，需要高校培养大批创新型人才服务于国家发展战略。

高等教育作为科技第一生产力、人才第一资源和创新第一驱动力的重要结合点，将更加密切对接国家战略需求，破解我国当前现实经济社会面临的重大理论与现实问题，这是中国创建世界一流大学进程中体现“中国特色”的最好诠释。

重庆大学作为一所以理工科为主、多学科协调发展的综合性研究大学，牢固树立“人才培养是高校的核心使命，教育质量是学校的生命线，本科教学是学校一切工作的圆心。”的办学理念。一是树立以人才培养为根本的价值观。学校的根本任务是人才培养，人才培养水平是衡量高校办学水平的根本标准。科学研究、社会服务与文化传承创新都是人才培养功能的延伸。二是本科教育在人才培养工作中占据基础性地位，一流本科是一流大学的重要基础和基本特征。三是树立人才培养质量是生命线的质量观。以适应社会需要为检验标准的理念，把社会评价作为衡量人才培养质量的重要指标[1]。

高校应该坚持创新源于实践、创新源于思考的理念，以实践能力培养为基础，以思维训练为核心，构建了体系完善、贯穿人才培养全过程、融汇课堂内外的实践创新能力培养体系，着力培养学生创新能力。在学生创新能力培养体系中，充分利用好实验教学模块是其中的重要一环。

本文以材料成型及控制工程系的锻压模块综合实验课程改革为例，和大家一起共同探讨工科学生创新能力培养的问题。

1 工科实验教学问题剖析

笔者以材控系的模块综合实验课程为例，认为目前工科的实验教学模块存在着下述主要问题。

（1）无论是理论教学还是实验教学，教学都应该是由教师和学生的双边活动所构成的。目前所采用的传统教学模式将教师作为活动的主体，信息的传递模式单调地呈现为教师向学生的流动。在传统教学模式下，学生对教学活动的参与性和贡献很小，其處于被动接受的地位；这对培养学生们独立分析问题、解决问题和自主创新的能力，显然十分不利[2-4]。

（2）实验教学所涉及的内容分散，对课程所学知识点的融会贯通程度不足。重庆大学材控系专业课程分为锻压、铸造和焊接三个模块进行教学。在锻压模块部分，过去所做的分散实验有四个，分别是开式模锻的变形过程、顶镦聚料规则验证、冲裁间隙对冲裁件质量的影响规律以及冲裁模拆装实验。这四个实验确实对应了材控锻压模块教学中的四个非常重要的点，但是其不足在于每一个实验犹如大海中的孤岛，相互缺乏关联。

（3）实验课程内容的设置对模块内各门理论课程的上下游关系强调不足，学生专业知识点整合和综合使用的效果有明显欠缺。

（4）无论是理论教学还是实验教学环节中，对新工艺和新模具技术的引入度不够，科研成果向本科教学课堂的转化力度不足。这对培养学生的创新能力非常不利，同时，将导致学生在未来工作中对行业中新技术的发展方向定位不准。

2 改革的策略与改善的方法

高等教育的终极目的，是培养适应和引领未来的高素质创新型人才。为实现这一目标，针对前面分析的工科实验教学环节中所存在的问题，我们采取了如下改革的措施。

（1）在实验内容的选择上，更加注重模块各门课程的上下游关系，将先导课程《材料成型原理》和《材料成形CAD/CAE/CAM》中所学有效与《金属塑性成形工艺及模具》和《模具制造工艺学》等课程授课内容衔接，以实现知识点整合和综合使用。我们将模块实验课程过去设置的分散实验整合成为综合性实验，并切实让学生参与其中。在锻造部分，设计了“直齿锥齿轮锻造成形工艺优化及模具制造”综合实验，涵盖了12个实验学时，包含了三个大的部分，分别是：直齿锥齿轮锻件工艺方案初步设计、直齿锥齿轮锻造工艺和模具优化&模具型腔模拟加工以及直齿锥齿轮锻造工艺试验验证。

（2）在实验内容的实施上，进一步强调模块各门课程的融会贯通，着力培养学生的创新能力、综合能力和动手能力。在“直齿锥齿轮锻造成形工艺优化及模具制造”综合实验中，选择典型的直齿锥齿轮锻件，让每个学生独立完成模锻变形过程分析、模锻件图设计、模锻变形工步确定、原坯料尺寸确定、设备吨位选择、锻模结构设计、模膛型腔设计，并结合《材料成形CAD/CAE/CAM》中所学过的知识和技能，在UG平台上实现锻件和锻模的3D设计，以及在Deform_3D平台上独立完成锻造工艺和锻造模具的优化。同时，以小组为单位，结合《模具制造工艺学》的讲授内容，让学生们在UG平台上实现模具的虚拟制造；在800T液压机上分组完成齿轮锻造；分组对锻件的形状精度和尺寸精度进行检查，同时剖开锻件通过腐蚀和金相组织观察，检查锻件锻后的晶粒度和流线。

（3）在“直齿锥齿轮锻造成形工艺优化及模具制造”综合实验中，以完成实际横向科研课题的流程来要求大学三年级的本科学生，使同学们在这个环节的训练之后，就能独立完成锻件的3D建模，工艺和模具的数值模拟仿真优化、模具的CAM加工，并让学生通过对锻件的宏观和微观检查，懂得通过工艺参数和模具的优化设计实现对材料成型制件的宏观和微观品质控制。通过这样的训练，学生在本科毕业之后无论是到实际的工程领域内去历练还是继续学习深造，都能应对自如。

（4）在实验教学中，采用多种教学方式相结合，更加注重学生的参与和体验。而教师在整个进程中，要精心规划教学内容和把握教学节奏，为学生的实践体验设立正确的框架并对学生的实践体验进行评判，以帮助学生获得正确的知识和体验。在这一系列的学习活动中，终极培养目标是让学生具备独立探索和自主创新的能力。

3 结语

高等学校以立德树人为根本任务，以培养高素质创新型人才为首要目标，以教育教学为中心工作，以增强学生的社会责任感、创新精神、实践能力为基本要求，提高人才培养质量。本文，仅是对提升工科学生创新实践能力的一点粗浅思考。

参考文献

[1] 重庆大学.本科教学工作审核评估自评报告[Z].重庆：重庆大学，2017.

[2] 陈亮.体验式教学设计研究[D].西南大学博士学位论文，2008.

[3] 范晓梅，李艳，杨会娟.体验式教学在课堂上应用方式的探讨[J].科技文汇，2010（2）：60-61.

[4] 乐晓蓉.高校体验式生涯规划教学设计研究[D].上海：华东师范大学硕士学位论文，2008.endprint