先进制造技术实验教学改革探讨
摘要：先进制造技术是机械类专业学生的关键基础课程之一，加强实验教学，注重理论联系实际，才能够培养出适应社会发展的实用性人才。为此，我们对实验教学体系、教学内容和教学方法等方面进行了改革，从而促进学生对先进制造技术的理解应用，并提高解决实际问题的能力。
关键词：先进制造技术；机械类专业；实验教学
自20世纪80年代以来，随着计算机及其应用技术的迅速发展，先进制造技术在德国、美国、日本等发达国家得到了广泛的应用。在我国，各种先进的集成化、智能化加工技术和装备，如精密成形技术与装备、少无切削技术与装备、激光加工、3D打印等，进入了一个空前发展的阶段。
我国已经进入工业4.0时代，“中国制造2025”是我国实施制造强国战略的行动纲领，先进制造技术引起了广泛的重视，各大企业也相继提出需求计划。为了提高优秀竞争力，企业必须具有快速响应市场的能力，缩短产品周期，降低产品成本，以新颖的产品满足不同顾客的需求。因此，企业需要大量先进制造技术方面的复合型、创新型人才[1]。
先进制造技术这门专业基础课，实践性很强，但由于受传统思想观念及实验教学条件等方面的限制，实验教学大部分是以教师讲授为中心，学生的创新创造性得不到很好的发挥[2]。因此，我们对实验教学体系、教学内容和教学方法等方面进行了改革，从而促进学生对先进制造技术的理解应用，并提高解决实际问题的能力。
1. 构建合理的实验教学体系
先进制造技术课程体系包括：现代设计技术、先进制造工艺技术、制造自动化技术、现代生产管理技术和先进生产制造模式。根据机械类专业学生的专业特色，面向从产品设计、加工装配、质量检测、销售、售后服务到产品回收的整个产品周期链，形成以计算机辅助为基础，计算机应用实验教学为主线的教学体系[3]。
在计算机辅助实验教学过程中，应该优先培养学生的创造设计能力。在计算机辅助概念设计中，设计者用草图的方式生成零件的形状，可以灵活地调整设计的尺寸，将结构确定下来之后，再进行细节的设计。在完成计算机三维建模以后，设计者可以检查和发现有无结构误差、原理错误，可以及时发现问题并解决问题。在计算机应用实践教学中，着重加强计算机辅助工程和计算机辅助制造的应用。CAE和CAD密不可分，在三维建模完成之后，可以将模型进行动态仿真，模拟分析三维碰撞等动态行为。
2. 精选实验教学内容
从教学内容上看，传统的先进制造技术实验教学中，验证性的实验占绝大部分，在一定程度上抑制了学生创新创造能力的培养。同时，实验教学资料非常详细，给学生思考和自主分析的时间过于少。在整个实验过程中，学生们倾向于按部就班地完成任务，依赖心理重，不利于综合素质的培养[4]。
鉴于此，应该注重培养学生的实验技能、动手能力和综合素质。精选实验教学内容，降低验证性实验的比例，提高综合性实验和设计性实验的比例。在计算机制图中，要以Pro E为实验软件，加强三维参数化制图的学习。在现代设计方法学习中，要介绍几种常用的现代设计理论，如：优化设计、可靠性设计、有限元法、协同设计、智能设计等[5]。在计算机辅助设计与制造的学习中，要掌握CAD/CAM技术的基本原理，熟悉CAD/CAM技术的发展动态，为后续的机械制造奠定理论的基础。在机械制造工艺设计中，应采用CAPP、夹具设计等进行辅助设计。在学生毕业设计实验中，应该针对产品，重点进行CAD、CAE、CAM等技术的综合应用。
实验指导书的相关内容应该适当修改，实验原理、实验步骤、实验应用等不用过于细致，简明扼要即可。增加一些与工程实际应用密切的、代表性强的典型实验，删除一些过于陈旧、落后的实验。验证性的实验，重点培养学生理解实验原理、掌握实验步骤、分析实验数据和结果；设计性的实验，重点考察同学们的资料查阅、培养设计创新能力。将验证性实验和设计性实验综合起来，有利于培养机械类专业学生的自主思考能力、创新设计能力和严谨求实的科学态度。
3. 改进实验教学方法
在传统教学方法的影响之下，实验教学过程中，教师注重讲解，强调灌输理论知识和实验方法，忽略了培养学生的兴趣激发、创新创造意识和动手实践能力[6]。学生只注重实验结果，而不注重实验过程和实验分析，导致主观能动性和创造力得不到很好的发挥。我们通过改进以下三点教学方法来提高学生的主动求知欲和创造能力：
（1）统筹规划，合理安排。在实验教学过程中，教师应该将先进制造技术实验教学统筹安排，涉及整个产品周期链，确定好每一个阶段的培养目标，整体优化，避免重复。
（2）加强基础，注重实践。理论知识方面，应该加强机械制图、机械原理和机械零件这三门基础课程的学习。实验教学过程中，应该以培养综合性人才为目的，以先进制造技术实验为主线，跟踪科技发展的前沿，扩展知识面，着重培养学生的综合素质和创新能力[7]。
（3）加强实践教学，提高动手能力。 先进制造技术实验应该理论与实际紧密结合，在教学方式、教学考核等方面大胆创新，灵活变通，让学生能够发挥主观能动性和创新性，在实践中认识事物。通过加强实践教学，提高学生们的动手能力，提高了学生的就业能力，为机械、机器人、智能装备等行业输送高质量的综合性人才。
结束语：先进制造技术实验教学有待改革，通过构建合理的实验教学体系、精选实验教学内容、改进实验教学方法，以期待能够一定程度上提高学生的自主思考能力和创新创造性，为企业培养和输送综合素质高的人才。