机械加工自主实验教学的运用

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实验教学是机械加工工艺课程教学中一个非常重要的实践环节，担负着培养学生综合设计和创新设计能力的任务，是机械产品加工方案设计及技术创新的基础和关键，具有直观性、验证性、综合性、创新性等优点，对培养学生的综合素质和创新能力起着关键作用，因此一直被视为机械加工工艺课程中培养学生理论联系实际、分析和解决问题、启迪创新思维、开拓创新潜能等能力的重要手段。

一、传统实验教学在机械加工工艺课程中的现状与对策

现在的高职课程体系中，机械加工工艺课程中的实验教学主要存在以下问题：

1.将实验教学附属于专业理论课，大部分为演示型和验证型实验。多数学生实验前不准备，实验中不动手，没有自己的实验数据，实验后也不总结，整个实验过程中学生仅仅是一个被动的接受者，没有主动参与的意识和动力，其结果是限制了学生综合能力的提高及创新意识的培养。因此有必要把理论教学与实践教学摆在同等重要的位置，改变实验教学模式，加强实验教学环节综合管理。

2.实验教学条件限制。一方面是高职院校扩招，技术更新，指导教师缺乏工程实践知识；另一方面是实验设施简陋，无法满足现代新工艺、新技术的发展要求。因此，改善实验条件，引进有丰富实践经验的企业技术人员，以及培养锻炼年轻骨干教师都很必要。

3.实验内容陈旧,实验形式单一。目前的实验大多是将原属课程的学习内容简单拼凑，实验内容缺乏新颖性、先进性和时代性特点，而且实验形式整齐划一，缺乏对学生进行完整的、系统的实验理论、方法和技能的训练，忽视了学生的个体差异和个性特长的发展。而高职教育需要培养的是技术型（工艺、执行、控制）和技能型（技艺、操作）人才，具有鲜明的时代性（潜在的工作）和自主性（个人兴趣），因此必须改革实验内容，开创新的实验模式，以学生的工程实践能力为最终衡量标准。

4.学生认识不到位，重视理论知识，轻视实践技能，对制造业的生产特征缺乏必要的认识，导致相当一部分学生缺乏求知欲和学习的主动性，不愿意深入现场认真学习。针对这种情况，一是加强职业教育，二是改革考核方式。

二“、自主实验”教学模式的设计

高职教育“自主实验”教学模式的设计，要充分体现“以学生为主体，以能力培养为中心”的职业教育宗旨，具体体现在“学”“、引”“、创”三个字上面。要以“学”为中心，把学生作为学习的主体，教学组织要以学生的学习过程为依据，“教法”要适应“学法”。教师的备课内容更重要的是考虑如何为学生创造优良的学习环境，充分利用学生的好奇心理、对新事物的敏感和求知欲望，鼓励学生收集各种资料，寻求解决问题的方法。改变以前以接受知识为主的学习方式，使学生主动学习、独创性地学习，将学习过程由“吸收-储存-再现”转向“探索-研讨-创造”,不但教给学生各专业课的知识,更要教给学生“发现问题-明确问题-分析问题-解决问题-再发现问题”的能力，养成自觉学习、终身学习的习惯。要以“引”为手段，驱使学生不断纵深探索。“自主实验”教学模式需要采用一些现代的教育理念、教育技术，对学生普遍不能涉及到的方面进行补充、引导，不断刺激学生的兴奋点，指引学生往更深层次思考。教师应收集一些前沿的新技术、新工艺，根据学生的个体差异，变强制性和划一性的教学为开放式和选择式的教学，采用启发式、讨论式和研究式的教学方法，增强学生理解、认识、探索、发现以及想象和表现的欲望,担当学生学习中的辅导者、帮助者、合作者、促进者和指引者。要以“创”为目的，带领学生追踪本学科最新领域进展，培养学生的独立学习、研究能力，提升学生的创新意识。一是尽量让学生自主选题实验或参与企业科研等多种形式，推进讨论式教学、研究式学习、项目团队等新教学组织形式；二是积极引导大学生参加、开展多种交流和论坛。学校要为学生提供优良的实验场所，配备各种实验设备，制定完善的管理制度，学生能像到图书馆借阅图书一样随时借用实验设施，有条件的学校还可以与企业科研单位结盟,让学生参与科研单位、企业一线的科技攻关、新技术改革、新产品开发等，为学生全面提升创新能力提供组织保障和制度安排。

三“、自主实验”教学模式的应用案例

以“单偏心轴车削实验”为例，传统的实验就是学生到实验室，由实验指导老师演示、讲解车削偏心轴的操作过程，学生观察记录，偏心轴车削车完了，学生欣赏一番，只是感到惊讶、新鲜，而对车偏心轴的方法、偏心距离的算法、偏心轴的检测等等，学生一片茫然，因为学生没有亲自动手，没有参与到实验中来。采用自主实验教学模式，做实验之前，由实验老师准备好各种加工偏心轴方法所需要的实验仪器设备及工量具，学生做好实验预习，了解偏心轴的各种加工方法，到了实验室，学生根据自己熟知的加工方法，选用相应的实验仪器设备进行实验。在实验过程中，老师根据学生使用的加工方法进行指导，引导学生思考该试验方法能否达到实验要求，实验误差原因有哪些，如何减少实验误差，通过该实验得到哪些结论，有没有更简洁的方法，等等。比如用自动定心的三爪卡盘夹持工件车偏心轴，学生事先应估算垫片的厚度，然后进行试切，在实验过程中根据测量偏心距离再调整垫片的厚度，在反复试切调整的过程中，总结出快速调整垫片厚度的方法。整个过程让学生亲自动手，全程参与，自然会印象深刻，促进学生思考，寻求简单的方法。实验后，老师再就实验中一些未考虑到的因素进行提示，比如由于三爪卡盘的卡爪长度有限，如果垫片太厚，加工时存在安全隐患，因此用三爪卡盘夹持工件一般只能加工偏心距较小的偏心轴，如果用三爪卡盘加工偏心距较大的偏心轴又怎样加工呢？老师可以引导学生从三爪卡盘的卡爪装配顺序来考虑，或者为学生提供一些其他的思路，包括企业的加工实例，甚至带学生参观企业的加工过程，让学生去比较、思考，对有新思路的学生，不妨提供再次实验的机会。通过这样的自主实验，既能提高学生的学习兴趣，又能改善实验效果。

四“、自主实验”教学模式的效果

“自主实验”教学模式的应用，促进了机械加工工艺课程实验教学内容的整合，编写了新的实验教学大纲和实验指导书，将实验教学划分为基础型（演示、验证）、综合应用型（改进）和研究创新型（设计）等层次，实验过程从简单到复杂，循序渐进，达到了实验教学体系整体优化的目的；同时改善了实验教学条件，购置和设计了部分实验设备和仪器，增强了实验室的整体功能；提高了学生的学习能力、实践能力、创新能力等综合素养。