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对设计性实验的认识与实践体会
作者：刘志艳
[关键词]实验教学，设计性实验，创新意识，能力培养。
[中图分类号]G642.423[文献标识码]A[文章编号]1005-4634(2007)06-0542-03
根据教育部《关于加强高等院校教育人才培养工作的意见》中明确指出：“要改革实验内容，减少演示性、验证性实验，增加工艺性、设计性、综合性实验。”长期以来，专业课实验受旧的教学体制的影响，实验教学多为演示型，验证型。实验中，由实验教师亲自动手操作，学生只是观看，将现成的实验结果验证一个理论是否正确，并将它整理成实验报告，实验结束。因实验没有涉及到考试成绩，学生只是走马观花，取不到好的实验结果。而且严重制约了学生的创新能力和动手能力的培养。因此，应该加强设计性实验的探索。根据不同专业的特点，开展设计性实验教学工作，以适应当前实验教学改革的进展，为社会培养出一流的应用性人才而做出贡献。
1设计性实验的性质
设计性实验是指学生根据实验指导教师提供的实验项目，自选感兴趣的题目，用所学的理论知识，查阅有关资料，自行设计实验方案，并亲自动手制作一些零部件，选择合适设备和仪器，构成一套实验系统，经过调试，将实验做完再经实验后置处理(包括打印图形或曲线以及数据处理)写出实验报告，独立完成整个实验过程的教学实验。
设计性实验是充分发挥学生的智慧、创新能力和动手能力，对操作技能训练的实验。
2设计性实验的目的
对于专业课实验教学，设计性实验是一个非常重要的教学环节，它是培养学生学习新知识、创新能力和动手能力的手段。开展设计性实验的主要目的就是要培养学生综合应用理论知识解决实际问题的能力。本文谈的能力是指一个学生完成一个项目实验的本领和条件。那么设计性实验就是给学生创造一个展示才能的机会。只有这样实验，才是培养能力的条件。知识是人们在实践中所获得的认识和经验的总和。作为学生可以通过设计性实验获得很多知识。通过实验方案的设计，启迪了学生的创新意识；通过实验项目中的设备和仪器的调试，零部件的加工培养了学生的操作技能；通过实验中出现的问题，学生就要思考解决问题的办法，从中培养了解决问题的能力。做完实验全过程，学生综合能力得到训练，从而有效提高学生从事专业领域实际工作的基本能力和技术技能。
3设计性实验的特点
1）实验知识的广泛性。设计性实验项目是针对具体专业学生设立的。知识不仅包括了本专业学生的多门专业课程的知识，而且还包含了相关专业课程的理论知识。也可能是学生没有学过的理论知识，但它可以通过查找有关资料得到。所以设计性实验所涉及的知识面广；
2）实验能力的综合性。设计性实验教学，是在有一定理论知识的基础上进行的。对于机械制造专业来说，学生是在大学中第六学期，已学完基础课（包括数学、物理、化学、计算机基础）和一些专业课（切削原理及刀具设计、CAD/CAM应用以及机械制造工艺学），学生已具备了一定理论知识和实验技能的基础，才能进行设计性实验。实验题目综合了这些知识的应用。学生要综合利用所学知识去做实验过程，在实验中还要展示他的操作技能才能完成；
3）实验操作的独立性。设计性实验只给学生一个实验题目，学生独立去查阅资料，理解知识，用所学到理论和查阅的知识，设计实验方案，并进行实验。实验整个过程都是由学生独立完成，充分发挥他们的能力，体现了学生的独立性；
4） 实验方案的多样化。设计性实验是由学生自己设计方案，自行选择仪器和设备，设计实验方法和步骤。每个人有不同的思路所以设计方案不同，一个题目可以多种方案，体现了实验方案的多样化。
4设计性实验的项目设立
根据机械制造专业的特点，设计性实验是单独设立的教学课程。其中的实验项目必须与其他专业课程中的实验项目不冲突。也就是说，专业各门课程中的实验项目，不能再重复去做。经过指导教师的精心研究和准备，给学生设立了4个实验项目。机床精度测试方面的实验项目如下：①机床几何精度检验；②车床主轴回转精度测量；③ 铣床定位精度测量；④平面磨床加工与磨削表面质量测量。
从以上四个设计性实验项目，可以看出有以下几个特点：①难易适中。大多数同学可在规定的时间内完成。实验项目设立合适与否关系到能否达到预期的实验目的，能否保证设计性实验的质量。选好项目是顺利完成设计性实验的条件。项目小而简单也就失去设计性实验的意义，难以达到培养学生创新能力和动手能力和解决实际问题的目的；题目过大，实验过于难且复杂，使学生无从下手也就没有勇气和信心在规定时间内完成，达不到设计性实验的目的。实验项目的设立应该是根据教学大纲规定的要求，结合理论课上的内容，兼顾专业的特点和实际工作现状，合理设立，这样才能达到预想的目的。笔者认为，作为机械制造专业，以上机床精度测试的四个设计性实验项目选择合理，难易适中，如果学生认真去做可以在规定时间内完成；②可行性。确定实验题目要充分考虑它的可行性，不仅考虑实验条件的可行性，还要尽量利用实验室已有的仪器设备(通用设备)来完成此实验；③创新和探索性。实验题目的选取要有创新和探索性，使学生有一定的思考和创新的空间，通过自己所学的理论知识和查阅有关资料，创造出新的实验方法和手段；④综合性。实验题目的选取要使学生能够将所学的理论知识综合运用到实验的全过程，提高学生分析和解决问题的综合能力。
5学生选择设计性实验项目的原则
为了使学生充分发挥自己的才能，运用所学到的知识去设计自己感兴趣的实验项目，达到学生自我发展的目标，选择好相应的实验项目，取得好的实验结果，应将所设立的实验题目在第一节课上公开，并标明每个实验项目的指导教师的名字，将各个指导教师作以自我介绍，毕业学校、研究方向等信息传达给学生，经学生慎重考虑成熟，自行选择实验项目和指导教师。笔者认为，这是发挥学生自己才能的最好机会，体现了他们的个性锻炼和培养了创新能力和操作技能。因为是自己选择的实验项目，就会尽心尽力去完成，也增加了学生的责任感以及完成实验过程的成就感，因而激发学生的学习热情，对他们以后成长大有益处。
6设计性实验的成绩评定
设计性实验是一门教学课程，学生成绩百分制，但和日常教学课程有一定区别。理论课程可以通过考试成绩确定，而设计性实验课是通过在实验室实践，包括很多环节，其中包括在规定的实验室，在指定时间内必须在实验室进行实验；包括实验设计方案、操作技能、处理问题的能力；同时也包括数据处理和实验报告等几部分。为了能给学生合理的成绩，实验指导教师就要认真做好实验记录，视学生完成实验情况和实验报告部分思考题答解而给出成绩。笔者在评定学生实验成绩时是这样做的：①课堂表现40分，包括纪律，加工零部件的操作技能，调整仪器的动手能力，实验过程的完成情况；②实验报告30分，包括设计方案，创新，数据的处理结果；③6道思考题解答30分（答在实验报告中）。
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