從實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革看工科學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)

鄒茂華++徐戊矯

摘 要：人才培養(yǎng)是學(xué)校的核心使命，教學(xué)質(zhì)量是學(xué)校的生命線。重慶大學(xué)作為一所以理工科為主、多學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展的綜合性研究大學(xué)，始終貫徹黨和國家的教育方針，以培養(yǎng)適應(yīng)和引領(lǐng)未來的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才為己任。創(chuàng)新源于實(shí)踐、創(chuàng)新源于思考，充分利用好實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊是工科學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系中的重要一環(huán)。本文首先分析了工科專業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中所存在的問題，并在此基礎(chǔ)上以案例的形式給出了我們目前的變革與思考。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革 工科學(xué)生 創(chuàng)新能力 人才培養(yǎng)

中圖分類號：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）11（b）-0164-02

21世紀(jì)是知識經(jīng)濟(jì)時代，也是實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的時代，創(chuàng)新驅(qū)動社會發(fā)展、建設(shè)創(chuàng)新型國家成為時代主題，科教興國戰(zhàn)略、人才強(qiáng)國戰(zhàn)略、可持

續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略縱深推進(jìn)，需要高校培養(yǎng)大批創(chuàng)新型人才服務(wù)于國家發(fā)展戰(zhàn)略。

高等教育作為科技第一生產(chǎn)力、人才第一資源和創(chuàng)新第一驅(qū)動力的重要結(jié)合點(diǎn)，將更加密切對接國家戰(zhàn)略需求，破解我國當(dāng)前現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)社會面臨的重大理論與現(xiàn)實(shí)問題，這是中國創(chuàng)建世界一流大學(xué)進(jìn)程中體現(xiàn)“中國特色”的最好詮釋。

重慶大學(xué)作為一所以理工科為主、多學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展的綜合性研究大學(xué)，牢固樹立“人才培養(yǎng)是高校的核心使命，教育質(zhì)量是學(xué)校的生命線，本科教學(xué)是學(xué)校一切工作的圓心。”的辦學(xué)理念。一是樹立以人才培養(yǎng)為根本的價(jià)值觀。學(xué)校的根本任務(wù)是人才培養(yǎng)，人才培養(yǎng)水平是衡量高校辦學(xué)水平的根本標(biāo)準(zhǔn)。科學(xué)研究、社會服務(wù)與文化傳承創(chuàng)新都是人才培養(yǎng)功能的延伸。二是本科教育在人才培養(yǎng)工作中占據(jù)基礎(chǔ)性地位，一流本科是一流大學(xué)的重要基礎(chǔ)和基本特征。三是樹立人才培養(yǎng)質(zhì)量是生命線的質(zhì)量觀。以適應(yīng)社會需要為檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的理念，把社會評價(jià)作為衡量人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要指標(biāo)[1]。

高校應(yīng)該堅(jiān)持創(chuàng)新源于實(shí)踐、創(chuàng)新源于思考的理念，以實(shí)踐能力培養(yǎng)為基礎(chǔ)，以思維訓(xùn)練為核心，構(gòu)建了體系完善、貫穿人才培養(yǎng)全過程、融匯課堂內(nèi)外的實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系，著力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系中，充分利用好實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊是其中的重要一環(huán)。

本文以材料成型及控制工程系的鍛壓模塊綜合實(shí)驗(yàn)課程改革為例，和大家一起共同探討工科學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的問題。

1 工科實(shí)驗(yàn)教學(xué)問題剖析

筆者以材控系的模塊綜合實(shí)驗(yàn)課程為例，認(rèn)為目前工科的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊存在著下述主要問題。

（1）無論是理論教學(xué)還是實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教學(xué)都應(yīng)該是由教師和學(xué)生的雙邊活動所構(gòu)成的。目前所采用的傳統(tǒng)教學(xué)模式將教師作為活動的主體，信息的傳遞模式單調(diào)地呈現(xiàn)為教師向?qū)W生的流動。在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生對教學(xué)活動的參與性和貢獻(xiàn)很小，其處于被動接受的地位；這對培養(yǎng)學(xué)生們獨(dú)立分析問題、解決問題和自主創(chuàng)新的能力，顯然十分不利[2-4]。

（2）實(shí)驗(yàn)教學(xué)所涉及的內(nèi)容分散，對課程所學(xué)知識點(diǎn)的融會貫通程度不足。重慶大學(xué)材控系專業(yè)課程分為鍛壓、鑄造和焊接三個模塊進(jìn)行教學(xué)。在鍛壓模塊部分，過去所做的分散實(shí)驗(yàn)有四個，分別是開式模鍛的變形過程、頂鐓聚料規(guī)則驗(yàn)證、沖裁間隙對沖裁件質(zhì)量的影響規(guī)律以及沖裁模拆裝實(shí)驗(yàn)。這四個實(shí)驗(yàn)確實(shí)對應(yīng)了材控鍛壓模塊教學(xué)中的四個非常重要的點(diǎn)，但是其不足在于每一個實(shí)驗(yàn)猶如大海中的孤島，相互缺乏關(guān)聯(lián)。

（3）實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的設(shè)置對模塊內(nèi)各門理論課程的上下游關(guān)系強(qiáng)調(diào)不足，學(xué)生專業(yè)知識點(diǎn)整合和綜合使用的效果有明顯欠缺。

（4）無論是理論教學(xué)還是實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，對新工藝和新模具技術(shù)的引入度不夠，科研成果向本科教學(xué)課堂的轉(zhuǎn)化力度不足。這對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力非常不利，同時，將導(dǎo)致學(xué)生在未來工作中對行業(yè)中新技術(shù)的發(fā)展方向定位不準(zhǔn)。

2 改革的策略與改善的方法

高等教育的終極目的，是培養(yǎng)適應(yīng)和引領(lǐng)未來的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，針對前面分析的工科實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中所存在的問題，我們采取了如下改革的措施。

（1）在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇上，更加注重模塊各門課程的上下游關(guān)系，將先導(dǎo)課程《材料成型原理》和《材料成形CAD/CAE/CAM》中所學(xué)有效與《金屬塑性成形工藝及模具》和《模具制造工藝學(xué)》等課程授課內(nèi)容銜接，以實(shí)現(xiàn)知識點(diǎn)整合和綜合使用。我們將模塊實(shí)驗(yàn)課程過去設(shè)置的分散實(shí)驗(yàn)整合成為綜合性實(shí)驗(yàn)，并切實(shí)讓學(xué)生參與其中。在鍛造部分，設(shè)計(jì)了“直齒錐齒輪鍛造成形工藝優(yōu)化及模具制造”綜合實(shí)驗(yàn)，涵蓋了12個實(shí)驗(yàn)學(xué)時，包含了三個大的部分，分別是：直齒錐齒輪鍛件工藝方案初步設(shè)計(jì)、直齒錐齒輪鍛造工藝和模具優(yōu)化&模具型腔模擬加工以及直齒錐齒輪鍛造工藝試驗(yàn)驗(yàn)證。

（2）在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的實(shí)施上，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)模塊各門課程的融會貫通，著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、綜合能力和動手能力。在“直齒錐齒輪鍛造成形工藝優(yōu)化及模具制造”綜合實(shí)驗(yàn)中，選擇典型的直齒錐齒輪鍛件，讓每個學(xué)生獨(dú)立完成模鍛變形過程分析、模鍛件圖設(shè)計(jì)、模鍛變形工步確定、原坯料尺寸確定、設(shè)備噸位選擇、鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模膛型腔設(shè)計(jì)，并結(jié)合《材料成形CAD/CAE/CAM》中所學(xué)過的知識和技能，在UG平臺上實(shí)現(xiàn)鍛件和鍛模的3D設(shè)計(jì)，以及在Deform_3D平臺上獨(dú)立完成鍛造工藝和鍛造模具的優(yōu)化。同時，以小組為單位，結(jié)合《模具制造工藝學(xué)》的講授內(nèi)容，讓學(xué)生們在UG平臺上實(shí)現(xiàn)模具的虛擬制造；在800T液壓機(jī)上分組完成齒輪鍛造；分組對鍛件的形狀精度和尺寸精度進(jìn)行檢查，同時剖開鍛件通過腐蝕和金相組織觀察，檢查鍛件鍛后的晶粒度和流線。

（3）在“直齒錐齒輪鍛造成形工藝優(yōu)化及模具制造”綜合實(shí)驗(yàn)中，以完成實(shí)際橫向科研課題的流程來要求大學(xué)三年級的本科學(xué)生，使同學(xué)們在這個環(huán)節(jié)的訓(xùn)練之后，就能獨(dú)立完成鍛件的3D建模，工藝和模具的數(shù)值模擬仿真優(yōu)化、模具的CAM加工，并讓學(xué)生通過對鍛件的宏觀和微觀檢查，懂得通過工藝參數(shù)和模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對材料成型制件的宏觀和微觀品質(zhì)控制。通過這樣的訓(xùn)練，學(xué)生在本科畢業(yè)之后無論是到實(shí)際的工程領(lǐng)域內(nèi)去歷練還是繼續(xù)學(xué)習(xí)深造，都能應(yīng)對自如。

（4）在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，采用多種教學(xué)方式相結(jié)合，更加注重學(xué)生的參與和體驗(yàn)。而教師在整個進(jìn)程中，要精心規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容和把握教學(xué)節(jié)奏，為學(xué)生的實(shí)踐體驗(yàn)設(shè)立正確的框架并對學(xué)生的實(shí)踐體驗(yàn)進(jìn)行評判，以幫助學(xué)生獲得正確的知識和體驗(yàn)。在這一系列的學(xué)習(xí)活動中，終極培養(yǎng)目標(biāo)是讓學(xué)生具備獨(dú)立探索和自主創(chuàng)新的能力。

3 結(jié)語

高等學(xué)校以立德樹人為根本任務(wù)，以培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才為首要目標(biāo)，以教育教學(xué)為中心工作，以增強(qiáng)學(xué)生的社會責(zé)任感、創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力為基本要求，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。本文，僅是對提升工科學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的一點(diǎn)粗淺思考。

參考文獻(xiàn)

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