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培养学生实践能力的工程材料及成型技术开放实验改革与探索

培养学生实践能力的工程材料及成型技术开放实验改革与探索完整版--第1页

发布时间：2022-05-26T06:20:35.181Z来源：《教学与研究》2022年第2月3期作者：燕峰刘英义刘瑜解志文高旭陈永君胡素影徐凡

[导读]工程材料及成型技术基础课程实验流程相对复杂，课时有限，教学难度大。

燕峰刘英义刘瑜解志文高旭陈永君胡素影徐凡

辽宁科技大学()

摘要:工程材料及成型技术基础课程实验流程相对复杂，课时有限，教学难度大。改革后增设了仿真实验项目和综合性实验等现代化教

学手段加强生产认知教学，并补充实例失效分析内容、改革实验考核方式等综合手段，形成“模型认知—仿真虚拟—实训操作”相结合的工

程材料及成型技术实验教学新方法，大大提高学生理论与实践结合的能力。

关键词:模型;仿真;实训;开放;机械实验

实验教学是高等工程教育的重要组成部分，是学生实践能力和创新能力培养的必需环节。全流程工程材料及成型技术实验工艺复杂、

仪器设备众多、实验时间长，指导导师很难全程参与，在课时有限的情况下，在实验室进行此类实物实验教学往往存在很多限制因素，很

难达到教学要求，因此实验教学的方法和手段在不断更新。为此在此类实验采用“模型认知—仿真虚拟—实训操作”相结合的开放式实验教

学模式，在提高教学效果的同时，充分了发挥学生的积极性、主动性。

我校1工程材料类实验教学的现状

机械类专业实验教学包括机械原理、液压控制等基础类实验课程及工程材料及成型技术、计算机虚拟仿真、机械实训和机械综合等专

业类实验课程。这些实验课程知识面广，接触各种类型仪器机会多，所涉及的实验知识、实验技能和实验方法都是学生以后从事各项科学

研究和工程实践的基础。在以往的教学过程中，各门实验的教师只负责自己部分的教学，内容衔接不通畅，同时理论与实践结合性差，只

是为了做实验而做实验，也很少把实际生产中的问题引入课堂。学生普遍感到枯燥乏味、学习吃力，从而对实验课程缺乏足够的重视，失

去兴趣，最终导致学习上的敷衍搪塞，降低了教学质量。

考虑到上述实验课程在机械专业人才培养过程中的地位、作用和任务，应该在实验教学队伍建设和优化、层次化课程体系建设、实验

开放教学模式探索、研究性教学实践和实施创新教育以及实验室开放运行与管理机制健全等方面进行改革，重点将具有相似实验内容的工

艺类的实验课程，如工程材料及成型技术实验、计算机虚拟仿真实验、机械实训实验等进行组合，增加生产模型认知环节，构建“模型认知

—仿真虚拟—实训操作”相结合的实验教学新方法，在实验过程中逐步实行开放式教学，可有效提高实验教学的质量。

虚拟2仿真实验概述

近年来，随着计算机的普及和网络技术的发展，虚拟仿真技术被广泛应用于实验教学，开创了一种新的实验教学方式－虚拟仿真实

验，它打破了实验时间、空间、仪器套数的限制。使得人们学习的资源更加丰富，学习的形式更加多样化，学习的安排更加灵活，这些都

大大促进了网络教育的迅速发展。虚拟仿真实验的教学模式在各个行业被广泛采用，它有如下特点与优势:

可(1)有效降低实验成本，减少支出。特别是针对具有危险性、过程复杂化和耗时耗能的实验项目更加适用。

开发学生(2)创造性思维。采用虚拟仿真实验，学生不会因为担心损坏仪器设备而畏首畏尾，不会因为危险而担惊受怕，为学生提供大

胆探索的实验环境。

增强学生学(3)习兴趣，真正做到理论与实践有机结合，巩固所学知识。

弥(4)补教学中内容的不足，解决供需矛盾，丰富实验内容，拓宽学生学术视野。

保证(5)实验安全。有的实验特别是机械实验有一定的危险性，学生先通过虚拟仿真实验进行熟悉，了解安全生产措施，在后续的实验

实训过程中就有安全保障。

促进(6)实验室开放性。网络实验打破了传统实验的模式，学生不再受时间、空间的制约，可随时、随地进入虚拟实验室进行虚拟实验

操作，不再受收课堂时间的限制。

配套3实验室的建设

目前我校的虚拟仿真实验室已初具规模，拥有专门的虚拟实验室和专门的教师队伍。采用虚拟仿真实验与实物实验相结合的教学模

式，激发学生主动性，有效提高了实验教学质量。但也存在一些问题。单元操作实验相对简单，不管是在虚拟实验还是在实物实验过程

中，学生基本能轻松应对。全流程工艺类实验流程复杂，学生虽然在课本中讲过，但对实际工厂的工艺、设备、仪表等完全没有概念，在

懵懵懂懂情况下做虚拟实验，导致学习效果并不理想。为此充分发挥学校地处