活塞杆课程设计总结范文

活塞杆课程设计总结范文第1篇

关键词：液压实验台 回路设计 液压控制 PLC控制

“实践是检验真理的唯一标准”。这句名言在《液压与气动》课程的理论与实践相结合中体现更为突出。《液压与气动》课程是高职院校机械类专业和机电一体化专业学生必须掌握的技术基础课目，具有很强的实践性。有效地利用实验设备，增强学生理解能力，大大提高教学效果。

我校有“液压系统压力形成原理”实验台、“液压元件性能测试”实验台，这些只是做基础部分实验用，而未改装的QCS014拆装式液压系统教学实验台，有一定的局限性。学生对液压回路及其元件实际应用方面的知识只能通过老师在课堂上传授或多媒体课件学习，学习起来还是比较抽象也不容易掌握，使部分学生对该课程的内容缺乏感性认识，达不到理想的效果，也降低了学习的兴趣。

为了适应高职高专教育的现代化水平，陕西国防工业职业技术学院，机电学院对QCS014拆装式液压系统教学实验台进行了改造，改造后的实验台除了可以进行常规的液压基本控制回路实验实训外，还可以进行液压回路课程设计、毕业设计、以及利用可编程控制器（PLC）进行液压系统控制及中级工的培训等。是全液压控制、继电器控制液压部分动作和用PLC控制液压部分动作完美结合的典型实验设备。

该实验台采用的是中压系列液压元件和快速接头。通过该实验台，学生不但可以根据需要快速搭建成各种手动控制、半自动控制及全自动控制的液压回路或液压系统。而且还可以独立地进行实验实训科目设计、实训操作、安装、调试、故障排除、编制控制程序等。这样使学生得到理想的综合训练，较好地满足了当前职业教育和素质教育的要求，学生得到最大的收获。

1 QCS014拆装式液压系统教学实验台应用实例

下面通过两个实例说明QCS014拆装式液压系统教学实验台在液压传动实验、实训教学环节中的应用。

1.1 液压回路的设计、安装与调试 在实验实训教学中，一般由教师给学生提出实验和实训科目的内容、要求，提供实验实训设备、液压元件、电气元件、电脑与软件等。学生可根据所学的相关的理论知识，自己拟定实验实训方案，实验实训步骤，独立操作，安装调试或测试，及时解决操作过程中出现的问题。

安装液压元件：定量叶片泵1台，单杆液压缸2台， Y型溢流阀1台，调速阀2台，三位四通电磁换向阀2台，油箱1台，油管及管接头多个。

要求：用这些液压元件组成一个可以实现“A缸进B缸进A缸退B缸退停止”顺序动作的液压传动系统。

实验实训步骤如下：①画出液压系统的工作原理图，如图1。②分析运动过程，并作出电磁铁动作顺序表，如表1。

a.A缸前进时，1YA通电，油液经换向阀4的左端、调速阀6进入A缸左腔，活塞向右移动；回油经换向阀4直接回油箱，此时活塞运动速度由调速阀6调节，完成A缸的进给动作。b.B缸前进时，1YA继续保持通电，3YA通电，油液经换向阀5的左端、调速阀7进入B缸左腔，活塞向右移动；回油经换向阀5直接回油箱，此时活塞运动速度由调速阀7调节，完成B缸的进给动作。c.A缸退回时，1YA断电，2YA通电，3YA继续保持通电，油液经换向阀4的右端进入A缸右腔，活塞向左移动；回油经调速阀6中的单向阀，经换向阀4流回油箱，完成A缸的退回动作。d.B缸退回时，1YA、3YA断电，4YA通电，2YA继续保持通电，油液经换向阀5的右端进入B缸右腔，活塞向左移动；回油经调速阀7中的单向阀，经换向阀5流回油箱，完成B缸的退回动作。e.B缸退回到位停止，此时1YA、2YA、3YA、4YA均断电。③根据工作原理图，选择液压元件，在液压实验台上连接好回路。④开机调试，调节调速阀的手柄，观察液压缸的速度变化，做好记录。⑤实验实训完毕，拆卸回路，将元件清理并归位。

通过本实验实训项目，使学生进一步了解液压元件的结构、工作原理及性能特点以及所起的作用和如何正确合理选用，还能提高学生对液压回路的设计、组装、调试等技能和实际动手能力。

1.2 用PLC控制液压系统并设计、安装、调试 在此类实验实训中，教师给出控制内容及要求，提供安装设备，由学生根据所学的液压及PLC理论知识，自己拟定方案，步骤，设计液压回路，在欧姆龙软件中设计梯形图，独立操作，发现问题学生自己研究解决。

现有设备：电脑1台，装有可编程控制器的QCS014设备1台，定量叶片油泵1台，单杆液压缸1台，溢流阀1台，节流阀1台，三位四通电磁换向阀1台，两位两通电磁换向阀1台，油箱1台，油管及管接头多个，接近开关5个，数根导线。

要求：用这些元件组成一个用PLC控制实现“快进工进快进工进快退原位停止”液压传动系统。

具体实验实训步骤如下：①画出该系统的工作原理图，如图2。②分析运动过程，并作出电磁铁动作顺序表，如表2。

■

a.快进时：由启动按钮SB2给电，1YA、3YA通电，油液经换向阀4的左端进入液压缸5的左腔，活塞右移；回油经换向阀4、7流回油箱，实现第一次快进。b.工进时：当活塞杆运动到接近开关SQ2时，使3YA断电，1YA继续保持通电，油液经换向阀4的左端进入液压缸5的左腔，活塞继续右移；回油经换向阀4、节流阀6流回油箱，实现第一次工进，工进速度由节流阀6调节。c.快进时：当活塞杆运动到接近开关SQ3时，1YA继续保持通电、3YA通电，油液经换向阀4的左端进入液压缸5的左腔，活塞继续右移；回油经换向阀4、7流回油箱，实现第二次快进。d.工进时：当活塞杆运动到接近开关SQ4时，使3YA断电，1YA继续保持通电，油液经换向阀4的左端进入液压缸5的左腔，活塞继续右移；回油经换向阀4、节流阀6流回油箱，实现第二次工进，工进速度和第一次相同。e.快退时：当活塞杆运动到接近开关SQ5时，1YA断电、2YA、3YA通电，油液经换向阀4的右端进入液压缸5的右腔，活塞左移；回油经换向阀4、7流回油箱，实现快退。f.原位停止：当活塞杆运动到接近开关SQ1时，1YA、2YA、3YA均断电，活塞运动停止。③绘制出PLC梯形图并附输入、输出地址（I/O）分配列表，如图3及表3。④根据液压系统工作原理图，选择液压元件，在液压实验台上连接好回路。⑤根据液压系统工作原理图、梯形图及输入、输出地址（I/O）分配列表，选择接近开关和导线，在液压实验台上连接好电路。⑥开机调试，调节节流阀的手柄，观察液压缸的工进速度，做好记录。⑦实验实习完毕，拆卸回路，拆卸电路，将元件清理并归位。

通过本实验及实训科目使学生进一步了解液压元件的结构、工作原理及性能特点以及所起的作用和如何正确合理选用；了解欧姆龙软件环境，掌握梯形图的制作及输入、输出地址（I/O）分配；了解接近开关的工作原理及应用并掌握电路中的线路连接方式。通过学生对液压回路的设计、组装、调试及欧姆龙软件的应用等技能提高实际动手能力。

2 总结及QCS014拆装式液压系统教学实验台的发展前景

液压教学不只是单纯教授学生理论知识，更多应该加强训练、提高学生自学能力、设计创新能力、以及实事求是的科学态度，充分锻炼学生实际动手能力。通过实验实训，不仅可以加强对液压理论知识方面的理解，而且也能掌握先进的控制技术，培养学生在机液电一体化综合控制等方面的综合能力。QCS014拆装式液压系统教学实验台综合性能比较强，在实践教学中有着良好的应用前景。

2.1 总结 本论文主要完成了以下方面的工作：①阐述了QCS014拆装式液压系统教学实验台在实践教学中的重要作用。②用举例说明法阐述了在该试验台上完成液压回路的设计、电磁铁动作顺序表、安装、调试的全过程。③用举例法阐述了根据液压系统和电气系统的控制要求，设计液压回路；用可编程控制器建立输入、输出地址分配表并设计绘制梯形图；安装元件、连接导线、调试观察结果。④总结了学生在实践学习中收获，体现了实实在在良好的教学效果，使学生对《液压与气动》课程从朦胧到清晰的全过程。

2.2 QCS014拆装式液压系统教学实验台应用前景 以上是液压基本元件以及PLC控制在该实验台上的应用，也基本满足了液压教学的要求，然而，该实验台的功能完善性方面还有待进一步的发展，还有很多的研究工作需要进一步的探索。①模拟量元件的应用。在该实验台上可以增加一些带有模拟量的元件，应用这些比例阀设计回路并且与PLC结合，紧贴技术发展要求。②插装阀和叠加法的应用。该实验台有着很大的发展空间，选用插装阀和叠加阀，是该实验台控制方式更多样化，科学化、先进化。③液压系统故障设置的开发。能在该实验台上开发“液压系统故障设置”功能，可以模拟实际工程中出现的常见液压故障，以便液压专业的学生在学习《液压系统故障分析与排除》课程中学习更方便，更实际，更便于学生在将来的工作中学以致用，对液压系统中的出现故障，进行排除。

总之，该实验台经过第一次改装后，增加了PLC控制，使QCS014拆装式液压系统教学实验台的发展取得了一定的进展，但随着科技的不断进步，该实验台也将不断的融入新的元素，使该实验台的功能逐步完善化，更好的为液压实践教学服务，培养优秀的液压技术人才。

参考文献：

[1]吴海荣.基于QCS014A实验台的液压马达选型设计[J].机床与液压，2012（14）.

[2]李冬春.QCS014A实验台液压系统CAD研究[D].燕山大学，2004.

活塞杆课程设计总结范文第2篇

关键词：QCS-B气压实验台；气动基本回路；综合型实验

中图分类号：G642.423　文献标识码：A

一、前言

《液压与气压传动》是一门实践性很强的课程，是我校机电一体化专业主要的专业基础课。我校机电一体化专业属于专科，主要是为生产第一线培养应用型人才，这就要求毕业生具有较强的技术应用能力。前几年我校在该课程的教学中，没有相应的实验设备，学生只是在课堂上学习书本上的知识，学习起来普遍感到知识抽象、不易掌握，很难达到为生产第一线培养应用型人才的要求。为了提高我校的教学水平，适应社会对应用型人才的要求，近几年学校对实验和实训环节给予了高度的重视和支持，加强了实验设施的建设，其中包括新建的《液压与气压传动》实验室，购进了QCS-B双面气压传动综合实验台与部分液压元件，极大地提高了实践环节的教学条件。

QCS-B双面气压传动综合实验台是根据《液压气动传动》、《气动控制技术》等通用教材配套设计而成。集可编程控制和各种真实的气动元件、各执行模块为一体，除可进行常规的气动基本控制回路实验外，还可以进行模拟气动控制技术应用实验、气动技术课程设计；采用PLC控制方式，可从学习简单的PLC指导编程、梯形图编程，深入到PLC控制的应用；能完美结合气动技术和电气PLC控制技术，特别适用机电一体化等专业实训考核。

该实验台配备了多种气动元件，灵活的快换接头和软管，各元件的安装和固定都非常容易，各种元件可以根据需要任意组合，搭成所需的实验回路。另外，实验台配备的气动仿真软件，可以方便地绘制出符合工业标准的气动回路图，制图的同时，还可以检查回路图的正确性。由于该软件中元件参数的调节范围与实际设备完全一致，所以可对设计的回路进行准确的系统模拟。学生可以充分发挥自己的想象力，利用该软件设计所需的气动回路，然后通过实验台，现场安装、调试、检测所设计的回路，验证回路的正确性。

二、QCS-B气压实验台应用举例

下面通过两个实例说明QCS-B气压实验台在气压传动实验教学中的应用。

1　速度控制回路组成

实验内容与要求：通过选用恰当的气动元件(气缸、控制阀等)，构成速度控制回路搭建，实现执行元件的速度控制与切换，组成驱动信号自如的换切连接。要求学生独立完成速度控制回路的设计，正确选择相应元件，正确构建回路联接，正确连接驱动信号，完成调试并正确运作。本实验为设计实验项目，要求学生发挥主观能动性，多思考，通过实际操作完成实验项目。

具体实验步骤如下：

①仔细阅读实验指导书，根据实验要求，运用所学理论知识设计、绘制气动回路图；

②根据设计的气动原理图，选择所需实验元件，并熟悉所选元件的工作原理及使用方法。

③安装并调试实际的实验回路；

④分析实验结果，完成实验报告。

图1为采用快速排气阀的出口节流调速回路图。将二位三通手动换向阀切换到通气位置，当电磁阀左位通电时，压缩空气经气动三联件到手动换向阀、电磁换向阀，再经过快速排气阀进入气缸的左腔，推动活塞右行。调节出口处单向节流阀的阀口大小，就可以控制活塞运动速度。当电磁阀右位通电时，压缩空气进入气缸的右腔，推动活塞左行，左腔的气体就通过快速排气阀排到大气中。

该实验所需要的元件大致有：双作用气缸、二位五通单电磁换向阀、手动换向阀、气动三联件、快速排气阀、单向节流阀、连接软管、接头等。

通过本实验，可以使学生加深理解在气压传动系统中各种节流调速回路的作用与常用控制元件的性能，提高分析、设计气压控制系统的能力与实际动手能力。

2　顺序动作程序控制回路组成

实验内容与要求：通过选用恰当的气动元件(气缸、控制阀等)，构成顺序动作程序控制回路，实现多执行元件的单、多往复顺序动作，组成控制信号自动换切。

首先要提出顺序动作的框架简图要求，要学生在实验报告上绘制完成顺序动作程序控制回路图；由附录选择恰当的气动元件(气缸、方向阀、气动三联件、行程阀、接近开关等)，根据回路图在实验台上构成顺序动作程序控制回路搭建，连接程序控制单元等，组成能正确运转的顺序动作程序控制回路；操作并调试回路。

图2为双缸顺序动作回路图。当电磁阀左位通电时，压缩空气进入左缸的左腔推动活塞右行。此时右缸因没有压缩空气进入左腔而不能动作；当左缸活塞杆靠近磁性开关时，电磁阀右位通电，左位断电，压缩空气经右边气控换向阀左位进入右缸的左腔推动活塞右行，同时左缸回位；当右缸活塞杆靠近磁性开关时，电磁阀又回到左位，此时右缸回位，从而实现双缸的下一个顺序。

该实验所需要的元件大致有：双作用气缸、二位五通双电磁换向阀、单气控换向阀、手动换向阀、接近开关、气动三联件、连接软管、接头等。还可用行程阀、气控换向阀替代接近开关与电磁换向阀实现单、多往复顺序动作回路。

通过本实验，可以加深理解气动系统中各种顺序动作回路的实现方法，灵活掌握用行程阀、气控阀、电磁阀、行程开关等组成各种顺序动作回路，同时掌握如何与PLC继电输出单元，延时单元等配合来调整系统的方法。

三、效果与体会

在过去的实验教学中，学生只是被动地根据实验指导书的内容，进行常规的验证性实验。而现在学生利用QCS-B气压实验台，可以自主地完成从设计、绘图、选件、组装、调试的全部过程，大大提高了学生的主观能动性。目前，我们根据实验大纲的要求，设计了典型实验和综合型实验，综合实验仅给出实验要求，让学生自己根据所给出的实验要求设计一个回路，并要求这些回路可以完成给定的功能。还要求学生针对实验过程，在实验报告中阐述自己的设计思想、回路组成、搭建及调试步骤和过程，写出实验收获、心得和体会。

通过气动元件的选择与复杂的连线，学生对各种元器件有了深刻的认识，提高了动手能力，培养了学生的独立思考能力，使学生感受到原本枯燥的气压工作原理图变成了生动的实物，原本复杂的零件结构图变成简单易懂的元件。学生对气压传动有了实质的了解，对传动元件及各个部位的运动和功能有了感性认识。

在学生独立完成实验的过程中，他们能够提出自己的设计方案，并且马上就可以利用实验台检验其设计的合理性。在安装回路过程中，有些学生由于一时疏忽接错了管路，在同学的帮助下，对所接回路进行仔细的检查后发现了问题所在，让学生感受到了集体力量的强大，为今后更好地适应工作岗位奠定了良好的基础。另外，在几个同学的不同设计方案中，经过研究，他们可以从中选取最优方案，从而培养了他们的创造性和互相协作的团队精神。

目前，QCS-B实验台主要用于《液压气动传动》课程常规气动基本控制回路实验，以后PLC控制技术等课程也可以在该实验台进行相应的实训。气动技术和电气PLC控制技术的结合，为机电一体化等专业提供了非常完美的实训和考核条件。

活塞杆课程设计总结范文第3篇

关键词：TRIZ理论；研究性教学；应用型人才培养

黑龙江大学机电工程学院作为新建的工科学院，将培养适合龙江经济社会发展和企业需要的应用型高级技术人才定位为办学和人才培养的总目标。为此，积极进行教学改革，探索应用型人才培养模式和课程体系建设，将研究性教学模式运用到了应用型人才培养教学中，并通过TRIZ理论创新方法的应用，培养了学生创新思维和创新能力，激发了学生的创造潜能，在高素质应用型人才培养教学模式的探索与实践上取得了较好效果。

1.应用型人才培养目标的确立及当前培养模式存在的问题

国家的建设和发展要求高等教育培养多种类型的人才。例如，学术型人才，应用型人才，复合型人才等。其中，应用型人才侧重知识应用与技术创新，能够在社会生产、管理、服务的第一线解决实际问题。随着我国高等教育大众化的深入，社会对应用型人才的需求数量在增加、层次在扩展、培养阵营在扩大，应用人才已成为我国高等教育人才培养中的主要任务。应用型人才从层级的角度，可以分为三层：基础层次技能应用型，主要由高职高专院校培养；中级层次知识应用型，主要由应用型本科院校和本科院校的应用型专业培养；高级层次创造应用型，主要由国家及部分地方重点大学来培养 [1 ]。黑龙江大学机电工程学院成立于2005年，是一个综合性地方重点大学新建的工科学院。学院根据社会需求、自身特点和办学条件，将培养适合龙江经济社会发展和企业需要的应用型高级技术人才作为学院办学和人才培养的目标，努力开展高素质创新型应用型人才的培养。

当前，高等工科教育在应用型人才培养模式方面还不同程度地存在一些问题。在教学方式上，存在填鸭式和重知识传授轻知识应用的问题，学生提出问题和分析解决问题的意识与能力欠缺，创新能力不足；在教与学的关系上，教师在教学过程中的主导作用过重，学生听课跟着教师走，看书跟着教材走，考试跟着复习范围走；在学习层次上，继承性过多，创新性过少；在学习的情感上，应试型过多，兴趣型过少 [1 ]。总之，在教学过程中对学生的学习改革、学习引导不够重视，学生的学习观念、学习方法、学习兴趣和学习状态亟待指导和激发。为此必须更加强调学习程中的学生自主性、研究性、实践性和创造性的培养。

2.基于TRIZ理论的应用型人才培养研究性教学模式的提出

研究性教学是教师以培养学生的研究意识、研究能力和创新能力为目标，通过教学过程的研究性，引导学生进行研究性学习，从而让学生掌握知识、培养研究和创新能力的教学 [2] ，是学生在教师的指导下，以问题或课题为内容，以研究为手段主动地获取经验和知识的学习活动。对教师的教来说，研究性教学是要将科学研究的思想与方法融进教学过程。归结到应用型人才培养，教学不再是简单的知识传授过程，而应使学生在比较系统地掌握本学科专业必需的基础理论知识的基础上，注重培养学生理论联系实际、应用所掌握的知识和技术解决实际问题的实践能力。使学生具备基础较扎实、知识面较宽、能力强、素质高四个突出特点，尤其是具有应用知识进行技术创新和技术二次开发的能力，适应社会多样化的需求 [3 ]。

在提高学生的知识应用与创新能力中，让学生系统地掌握科学的创新方法是十分重要的。我们在教学实践中发现，基于TRIZ理论的研究性教学模式对培养应用型技术人才、提高学生的解决实际问题能力和创新能力比较有效。TRIZ理论是由前苏联发明家根里奇・阿奇舒勒（G.S.Altshuller）在1946年创立的，作为发明问题的解决理论，在军事、工业、航空、航天等领域发挥了巨大作用。TRIZ理论可以帮助人们系统地分析问题，快速发现问题本质或者矛盾，准确确定问题的探索方向，突破思维障碍，打破思维定式，以新的视觉分析问题，加快人们创造发明的进程 [4 ]，提高成功率。因此，在研究性教学过程中有计划地让学生学习和使用TRIZ理论，对提高学生的创新思维大有裨益。

3.研究性教学中TRIZ理论的具体运用

3.1 TRIZ理论在理论课课堂研究性教学环节中的应用

课堂教学是人才培养的基础。在高校教学中，尽管目前理论课课堂教学课时逐步压缩，实践学时不断增加，但仍然是主要的教学环节。提高人才培养质量，首先要向课堂要质量，要改革教学内容和方法。知识传授和能力培养是人才培养的两个方面，二者相辅相成。知识是能力的基础，能力是对知识的运用。虽然能力的提升十分重要，但理论的传授也不容忽视。采用研究性教学方式，让学生以探究者的姿态，以问题为导向，并结合创新方法运用，主动思考地学习，是我们进行理论课教学方法改革的方向。

我们在机械设计制造及其自动化专业第四学期开设的机械原理和第五学期开设的机械设计课程教学作了一些尝试。前四周授课主要介绍这门课程学习的主要内容，在讲授规定的基本教学内容同时，讲解研究性教学授课方法及要求，并对TRIZ理论相关内容做简要介绍。在这一阶段的教学中，教师可以要求学生课下对TRIZ理论等创新思维方法进行一定的了解学习，提供给学生一些电子版学习资料，推荐参考书籍目录以及相关学习网站等，让学生为后续的学习作准备。5～8周讲授与问题讨论结合，问题先由教师提出，一般为2～4个涉及课程学过的教学内容的问题。一般每周4个学时课程，安排3个学时讲授，1个学时进行课上讨论、发言。涉及到的TRIZ理论可以为创新思维方法、技术系统进化法则、发明原理等内容。将学生分为若干小组，以便课堂内外学习和讨论，每个小组为4～6人。9～12周仍为讲授与问题讨论结合，但问题主要由学生自己提出，一般每个小组为1～3个涉及课程学过或尚未学过的教学内容的问题，一般每周安排1个学时进行课上讨论、发言或答辩。涉及到的TRIZ理论可以为资源分析、技术矛盾与物理矛盾及物――场模型分析方法等内容。

在2012～2013学年开设的机械原理5～8周教学环节，教师提出“齿轮传动机构改进发展方向”的问题，学生通过课堂上学习和课下查阅相关资料，并运用TRIZ理论中多屏图思维法对齿轮传动机构系统的当前、过去、未来，以及系统的子系统和超系统进行了分析，克服了思维惯性，使问题分析全面，提出许多超越常规的、有建设性的创新性观点和建议。在2012～2013学年机械设计9～12周课程教学环节中，学生结合承担的“床用腿部康复运动装置”的创新课题，提出了液压驱动装置创新的问题，运用TRIZ理论中的空间分离原理，列出了物理矛盾和技术矛盾，提出了磁耦合力运用的设想，最终完成了无活塞杆磁力油缸的方案设计，想法大胆并富创新性。

运用TRIZ理论在理论课堂的研究性教学中还应注意以下的问题：

（1）研究讨论应以问题为导向，教师提出问题应为涉及课程学过的教学内容，由易到难。学生自拟的问题可为涉及课程学过内容的问题，也可为涉及尚未学过的内容，但一定为涉及本课程内容。

（2）问题的分析和解决也应由浅入深，课上讨论的问题可以延伸到课下再学习研究，但要适当。另外，课下布置的一般性作业最好与研究性问题结合，提高学习的系统性和连贯性。

（3）对TRIZ理论等创新理论的学习和运用，教师也应注意循序渐进，第四学期和第五学期教学运用上应有所侧重，注意从各个方面对学生能力的培养。

（4）教师和学生提出的讨论问题要预先做好设计，使这些问题涉及的相关理论能从各个侧面进行探讨，同时又要避免讨论点过于宽泛，从而保证课堂讨论的有界和有序。

（5）注意调动全体同学的积极性，尽可能使每一个学生都积极参与进来。课堂讨论以组为单位展开，发言的学生应代表小组的意见，发言内容应事先在小组研究中进行过讨论。为促进一些不愿思考、不想发言的同学动起来，采用小组发言人由老师随机指定的方法，避免“搭便车”的现象。在自由讨论环节，鼓励同学自由发表见解，彰显个性思维。课堂讨论情况作为平时成绩的主要参考依据。

3.2 TRIZ理论在实验课研究性教学环节中的应用

近年来，实验教学越来越受到重视。实验教学不仅是理论教学的补充，更是在理论教学基础之上的深入学习与知识运用，对于培养学生的科学思维、实践创新和动手能力至关重要、不可替代。通过开展实验教学改革，我们将研究性教学方式和创新理论运用引入实验教学中，并对机械设计制造及其自动化专业的第三学期开设的机械工程材料与工艺学和第五学期开设的机械制造装备设计的实验教学做了试点。经过几年的探索实践和改进完善，逐步形成了具有本专业特色的应用型人才培养实验教学方法，并取得了良好的教学效果。

在机械设计制造及其自动化专业的第三学期开设的机械工程材料与工艺学实验课――材料硬度实验测定实验项目操作中，有的学生发现目前硬度计配置的试台，不能对非规则形状的试件定位固定。而调研结果证明实际生产和科学研究须要对非规则形状的试件进行测量，如向生产商订购特殊的非规则硬度测量夹具，则价格相对昂贵且操作难度大。学生根据硬度计测量非规则形状的实际要求，首先确定了夹具设计的TRIZ最终理想解，并在查阅相关技术资料和分析总结的基础上提出了金属硬度测量非规则试件夹具的设计方案，申报了校实验室开放基金项目，并获得立项批准。学生根据学到的理论知识并结合TRIZ原理，确定了最终的技术路线，合理解决了测量精度与装置复杂性和制造成本的矛盾，效果良好。该夹具结构简单独特，实用性强，具有较好的推广应用前景，作品申报参加了第二届全国“TRIZ”杯大学生创新方法大赛并获奖。

在第五学期开设的机械制造装备设计实验课――车床结构剖析实验项目教学中，学生就车床结构复杂、操作难度大，低年级学生进行创新制作时独立操作较难控制、不安全等问题，运用TRIZ抽取原理，提出了简化工业车床功能、结构，缩小体积，开发国产化微型车床的方案，并获得当学年的校实验室开放基金项目立项批准。近几年来，我们在实验教学中采用课上启发提示，学生发现问题，初步分析问题，课下开放实验室，学生利用课余时间来实验室开展研究性学习，并且以实验室开放基金项目为载体，引导鼓励学生系统地利用TRIZ理论创新方法，分析和解决实验中发现的问题，取得了较好的成效，已申请部级、省级的大学生创新实践项目和校级实验室开放基金项目十余项。

3.3将研究性教学模式“融入”学生课外创新实践活动中

为进一步推动学生自主性、研究性学习，提高学生的创新实践能力，我们将基于TRIZ理论的研究性教学模式“融入”到学生课外创新实践活动指导中，使研究性教学与学生创新实践活动相结合，已取得了较好的效果。例如，机械专业大一学生在参加校园清雪活动中利用TRIZ发明原理自制了手推式除雪车，并参加了2013年第二届全国“TRIZ”杯大学生创新方法大赛，得到了专家的肯定与好评。

近年来，我们以全国“TRIZ”杯大学生创新方法大赛为载体，深入开展基于TRIZ理论的研究性教学活动，我们给参赛的学生举办讲座和培训，从作品选题、制作和申报书撰写等多方面指导学生运用创新思维方法进行实践与创新活动，学生的实践能力得到了明显提高，取得了可喜的成果。3年来，课题组教师共指导学生参加了9项全国“TRIZ”杯大学生创新方法大赛，获大赛一等奖4项，最佳市场前景奖1项，三等奖3项，优胜奖2项，教师连续两年被大赛评为优秀指导教师。实践证明，课外学术科技活动及学科竞赛对培养学生理论联系实际、发现问题、解决问题的能力，激发学习兴趣，提高学习自觉性的十分有效。参加过学科竞赛取得成绩的学生知识的实际运用和创造能力都得到了较大提高，在就业和考研深造方面的机会要高于其他同学。

4.取得的成效及体会

几年来，我们在应用型人才培养的研究性教学模式的探索中做了有益的实践和尝试。我们鼓励和引导学生运用所学到的理论知识并结合TRIZ理论的创新方法来发现问题、分析问题和解决问题，增强学生的学习主动性、研究自觉性和创新趣味性，有效提高了学生的知识应用能力和实践、创新能力。将TRIZ理论的创新方法运用到研究性教学和创新活动中，对促进学生的研究性学习和获得创新发明成果具有“催化剂”的作用，起到了事半功倍的效果。理论课与实验课和创新课题的研究性教学与学生课外创新实践活动有机结合，使学生系统的知识学习与实践创新能力的培养相结合，循序渐进，优势互补，创新了教学模式。当然，在教学实践中我们的教学模式还有需要完善和改进的地方，如每个小组的学生数偏多，课堂时间有限，学生参与的广度不足，难以制定统一的考核标准，教师投入的精力不足等。

研究性教学是一项综合性的系统工程，它涵盖教学过程的各个方面。下一步，我们将在改进前期研究存在问题的基础上，巩固已取得的成果，继续扩大基于TRIZ理论的应用型人才培养研究性教学模式的应用范围，逐步引入到学年论文、课程设计、工程训练和毕业设计等教学环节，不断完善高素质应用型人才的培养模式和培养方法，为经济社会发展和企业技术进步提供有力的人才支撑。

参考文献：

[1]张德江.应用型人才培养的定位问题及模式探析[J].中国高等教育，2011，466（18）：25.

[2]姚利民，史曼莉.大学研究性教学的必要性与可行性[J].湖南师范大学教育科学报，2008，7（6）：62.

[3]干洪，徐达奇.更新质量观念培养高素质应用型人才[J].中国高等教育，2011，454（3-4）：53.