機械設計與制造專業創新實踐模式的研究

張曉光

（遼寧工業大學機械工程與自動化學院，遼寧 錦州 121001）

機械設計制造及其自動化的專業成組課，有數控技術、機械制造工藝學、機械CAD/CAM。數控技術課程，主要介紹了數控加工的指令代碼和程序結構、計算機輔助數控編輯、機床數控裝置的插補原理、計算機數字控制裝置、計算機數字控制裝置的硬件結構、CNC裝置功能、CNC裝置的軟件系統、位置檢測裝置與旋轉變壓器等。

機械制造工藝學，主要介紹機械零件冷加工和裝配工藝中的共性規律問題，內容包括機械加工工藝規程的制定、機床夾具設計、典型零件加工與加工方法、機械加工品質、機器的裝配工藝、提高勞動生產率和技術經濟分析、現代制造技術的發展與前沿等。

機械CAD/CAM，闡述了機械CAD/CAM的基礎理論、基本方法、關鍵技術及應用系統。具體內容包括機械CAD/CAM系統環境、CAD/CAM裝配建模技術、數字化制造基礎、計算機輔助數控程序編制、計算機輔助工藝過程設計、計算輔助工程分析及機械CAD/CAM集成技術等。

1 創新實踐模式的提出

創新實踐，就是在傳統思維的基礎上，運用各種技法進行創新實踐。因此學校為鼓勵學生積極參加各種創新實踐活動，在全校營造良好的學術氛圍，加強學生創新精神和實踐能力的培養，專門設立了創新學分。凡在校期間，在發表學術論文、參加校級及以上各類學科競賽、進行科學研究、技術開發、發明創造等方面，取得突出成績或成果的，均可獲得相應的創新學分。學生大都可以參加學校開辦的創新實驗課程，來獲得創新學分。

創新實踐的教學，是以提高學生的創新能力為核心，讓學生對傳統知識的學習中，不斷發現新的觀點、新的問題、提出新的想法，敢于質疑傳統方法中的錯誤和不足，培養學生創新精神。

根據學生個性、思想等的不同，因材施教，讓學生在創新時思考問題更全面并能夠綜合運用各種知識。

注重學生自主實踐能力的培養，讓學生自己提出所要實驗的方案，實驗過程中自己記錄數據、自己分析、自己驗證，循序漸進地培養學生的實踐創新能力。

實驗內容應具有綜合性、設計性和創造性。創新性實驗以學生為主體，但創新實驗不是學生想創新就能夠創新的，這就需要一個過程，讓學生從被動創新到自主創新。

這個過程需要3個層次：

第一，根據課本做實驗。通過這個實驗，首先學習如何對各種實驗儀器和設備進行運用，熟悉實驗流程，實驗環境等等。

第二，導師命題實驗。這類實驗是導師根據學生所要研究的實驗課題，給出相關的課題，在導師或者實驗室老師的幫助下完成實驗，對自己的實驗有個大概了解。

第三，自主完成實驗。這類實驗以學生自己為主，將實驗課題交給實驗室審核，通過后，學生充分發揮自己的聰明才智，利用實驗室已有條件完成實驗。

大學生也可以參加技能大賽來獲取創新學分。技能大賽是由組織機構舉辦的技能大賽，主要對選手的動手能力、思維、創新的一種考核，考驗選手的實踐技能，把理論拿到實踐中來，更能鍛煉同學的動手操作能力。通過大賽，結合社會用人標準，反觀職業院校的教育教學會，發現許多不足。

2 實施方案

（1）數控加工實驗。這是一門培養學生動手能力和實踐能力的基礎實驗。高等工科院校利用這一實驗，對學習機械設計制造的學生進行工藝、技能的培訓，使其將課本上的理論和試驗中的實踐聯系起來，掌握數控加工實驗的一般流程。該實驗是高等工科院校的一門必修工程訓練，對培養學生的實踐動手能力、操作能力、創新能力有很大幫助，更直觀地幫助學生理解實驗原理和過程，培養學生的工程素質。

（2）創新實驗。使同學們在學校里就能接觸到不同的機床，去實際操作機床，在老師的指導下，來獨立自主完成創新實驗的各個環節的操作，給同學們很好的鍛煉機會，對以后的學習工作都有很大幫助。機制專業創新實驗，開設了3個項目：數控車床、數控銑床和模具零件數控加工。同學來到實驗室，對數控機床自行設計圖紙編程，要求同學熟練掌握數控機床的操作，加工成品，檢驗合格，完成實驗報告，教師根據對加工出來的產品和實驗報告的成績，給相應的創新學分。

（3）大學生創新項目?？梢詭椭谛４髮W生和社會有很好的往來機會，增加了大學生的社會實踐能力，也能提高大學生的專業技能，讓自己的視野更寬廣，既能讓自己得到了很好的鍛煉，對自己以后的生活學習工作，都是起著很重要的作用，而且通過大學生創新項目結題后，可以到學校的教務處申請創新學分，一舉兩得。

（4）機制專業舉辦了數控技能大賽、CAD建模大賽、機械制圖大賽。各種大賽評出成績來給相應的創新學分。

根據“加強基礎、拓寬專業、因材施教、重點培養”的指導思想，對于大一的學生進行基本基礎知識的教育，大學二年級的學生進行專業基礎課的培養，對于大三、大四學生按專業培養的模式，利用實驗室的設備，充分利用教學資源，提高學生的專業理論知識和實踐能力的培養。

3 創新成果

隨著科技的迅猛發展，很多領域學生都沒有涉及到。為了增加學生的社會競爭力，創新顯得尤其重要，只有不斷的總結課本上的經驗，不斷創新，才能用知識武裝自己。雖然創新實驗危險，但學生仍要動手做出工件，鍛煉學生的勇氣和操作能力。學校對優秀的工件進行展覽，勉勵后生向前人學習。對做出優秀工件的學生，可以給予一定的獎勵，這樣更能激發學生的創作熱情。數控創新實驗，不僅僅帶給學生各種操作技能與實踐能力，還讓學生學會了如何應變突發問題，通過思考解決實際出現的問題，讓其知道思考的重要性。通過不斷反思、不斷總結所學知識、不斷創新，這樣數控創新實驗才達到了其真正目的。

數控創新實驗，這就是為學生上的生動的實踐課，有目的的培養學生的實踐能力，讓學生將課本上的理論和實踐充分緊密地結合在一起。課本上的知識，都是來自于實踐，我們要還課本于實踐，用實踐檢驗課本的真實性與正確性；同時在檢驗的過程中，不斷發現問題、解決問題，一步步培養創新能力。任何理論和知識，只有與實習相結合，才能發揮出其作用。我們要學會靈活的運用書本知識，敢于質疑，敢于用實踐去檢驗、去求證、去創新；培養科學的精神，良好的品德，高尚的情操，文明的行為，健康的心理和解決問題的能力。

在整個實踐過程中，學生們不時會發出歡快的、驚奇的感嘆聲，或表現出恍然大悟的樣子。這遠比單一的課堂教學更生動且更直接，學生更容易接受，而且學生會理解更透徹，記憶更深刻，效果更完美。課后，很多學生都遺憾地說“課時太短了”、“輕松、娛樂、富有創造性，讓同學們在快樂中學到更多的技能”。

當然，作為一門創新實踐課程，僅有輕松、娛樂是不夠的，關鍵要培養學生主動發現問題并獨立解決問題的能力。在實際工作或生活中，有問題并不可怕，可怕的是發現了問題，卻沒有能力解決。同學們在試驗中，就遇到過這樣的問題。在實驗過程中，電腦與數控機床不能發送數據，同學們都束手無策，浪費了很多時間，這些突發的情況，在課堂上都沒有接觸到，最后把問題解決了，學生們收獲很大。圖1、圖2是學生利用數控銑床在鋁板上加工出的零件。

圖1 中華車標示加工圖

圖2 雪花圖形加工圖

4 結束語

實踐證明，通過創新設計后，學生在綜合應用知識、發揮個人潛能、提高分析問題和解決問題的能力、對工程實踐的興趣等方面，都有很好的促進作用，使學生在實踐能力、設計能力和創新意識等各方面，都得到全面的訓練和提高，促進學生的個性發展，受到學生的歡迎和肯定。創新設計的嘗試，為高校機械工程訓練中心開展工程實踐課程的改革，探索了一條成功經驗。

開放性實踐教學，把老師和學生緊密的聯系到一起，利用老師的知識來提高學生的知識，充分利用了學校的教師資源和實驗室利用率。但因為各種原因，開放性實驗教學還有很多地方需要改進，比如充分利用學生的課余時間，給同學創造一個相對自由的實驗空間，讓學生自由做實驗，同時學生的實驗考核沒有一個統一標準。這就需要學校和同學一起努力，共同建設一個相對寬松、民主的實驗環境。

總之，創新性實驗教學的開展，實現了學生從被動的創新教育中解脫出來，正一步步向主動創新邁進。使學院機械設計制造及其自動化專業本科實驗教學實現了由抽象到具體、由傳統到創新的轉變，由驗證到研究轉變。為學生一味的接受知識到主動創造，搭建了一個橋梁。

機制專業開放實驗課程，具有一定的專業性。目前數控機床開放實驗課程，僅在數控專業的學生設置，當今社會更需要綜合性人才，對于機械類的其他專業（如機電、機設等），也應開設數控專業開放實驗課程，這樣才能使學校培養的人才更好適應社會發展的需求。

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