《機械設計基礎》實驗教學體系改革探討

李公法,孔建益,蔣國璋 熊禾根,陶 平,孫 瑛,徐斯強

(武漢科技大學機械自動化學院,湖北武漢430081)

《機械設計基礎》是我校近機類專業(yè)開設的一門重要的技術(shù)基礎課程,其實驗教學是一個十分重要的實踐環(huán)節(jié),既要使學生通過實驗加深對理論知識的理解和驗證外,更要培養(yǎng)學生工程意識、工程實踐動手能力、理論聯(lián)系實際能力、分析問題和解決問題的能力。長期以來,由于對課程實驗教學的重視程度不足,導致了目前該課程實驗教學主要存在實驗設備陳舊、技術(shù)落后、驗證型實驗為主、學生興趣不大、實驗教學缺乏層次性、實驗項目數(shù)量少和學時低等問題。因此,有必要對《機械設計基礎》傳統(tǒng)的實驗教學進行深入改革,更新實驗內(nèi)容,改革實驗教學方法和手段,為培養(yǎng)高素質(zhì)人才奠定堅實的基礎?武漢科技大學教學研究項目;武漢科技大學機械自動化學院教學研究項目。。

1 《機械設計基礎》實驗教學現(xiàn)狀及存在的問題

1)實驗設備陳舊,技術(shù)落后 傳統(tǒng)的《機械設計基礎》實驗體系中,各實驗內(nèi)容往往比較單一,所涉及的知識面較窄,實驗教學設備比較陳舊落后,有些早已落后的儀器和技術(shù)還在為實驗教學服務,其狀況不利于學生熟習和掌握新技術(shù)和新設備,遠遠不能滿足現(xiàn)代教學的需要。

2)驗證型實驗為主,學生興趣不大 多數(shù)實驗由教師設計好實驗步驟,學生重復驗證一下,缺少設計型和能力激發(fā)型實驗,不能滿足學生能力培養(yǎng)的要求。

3)實驗教學缺乏層次性 多數(shù)實驗都是基本原理性實驗,只能夯實基礎,沒有綜合性或開放性實驗,無法培養(yǎng)學生一專多能的綜合實踐能力,不能激發(fā)學生的創(chuàng)新潛能。

4)實驗項目數(shù)量少,學時低 傳統(tǒng)的《機械設計基礎》課程實驗項目數(shù)量一般在3～4項,實驗學時通常不到總學時的10%,實驗學時過少,加之受實驗條件所限,學習主動性較差的部分學生就很少有實踐動手機會,系統(tǒng)培養(yǎng)和訓練學生掌握實驗科學知識、科學方法與實驗能力的目標都很難做到,培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識就更無從談起。

2 《機械設計基礎》實驗教學體系改革基本思路和措施

根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標和當前企業(yè)需求,通過廣泛調(diào)研和考察,經(jīng)過反復討論交流,提出了“夯實基礎、培養(yǎng)能力、激勵創(chuàng)新和工程素質(zhì)”的改革指導思想,制定了分層次組織實驗教學的改革措施。目的是使實驗教學既能與理論教學的課程體系相匹配,做到實驗教學不脫離課程體系,又不局限于課程體系,為企業(yè)培養(yǎng)急需的“一專多能”復合型高素質(zhì)人才。

1)優(yōu)化《機械設計基礎》實驗教學體系 在全面分析學生能力結(jié)構(gòu)的基礎上,以培養(yǎng)學生具有扎實的實驗技能,較好的機械綜合設計能力、分析能力和科學研究能力,挖掘?qū)W生潛能以及激活學生的創(chuàng)新思維為目標,構(gòu)建包括基礎性實驗、綜合性實驗和設計性實驗3個層次的實驗教學新體系。

第1層次實驗,即基礎性實驗,是開展科學研究的基礎,也是開展綜合性實驗和設計性實驗的基礎。其目的在于促進學生掌握基本原理,培養(yǎng)學生的基本實驗技能、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。

第2層次實驗,即綜合性實驗,是實驗內(nèi)容涉及相關的綜合知識或運用多門課程的知識,對某一問題進行綜合研究的實驗,它注重學生對知識的理解、運用和掌握,如帶傳動實驗、齒輪傳動實驗等。其目的在于提高學生的動手能力、綜合分析和解決問題的能力,達到能力、素質(zhì)和創(chuàng)新意識的綜合培養(yǎng)。

第3層次實驗,即設計性實驗,是為了讓學生獨立開展科學研究的實驗,以學生為主體,教師為主導的實驗教學,如機構(gòu)搭接實驗、機構(gòu)系統(tǒng)仿真試驗等。它注重學生在實驗過程中自行設計和知識應用的合理性。其目的在于通過學生獨立設計、獨立分析,實現(xiàn)自主學習、自主創(chuàng)新,提高綜合設計的實踐能力,鼓勵學生大膽創(chuàng)新,勇于探索,培養(yǎng)學生掌握基本的測試技術(shù),具備初步開展科學研究的能力。

2)深化《機械設計基礎》實驗教學內(nèi)容改革 從調(diào)動學生積極性、提高學生實踐動手能力、培養(yǎng)學生工程意識和創(chuàng)新意識的角度出發(fā),對《機械設計基礎》實驗教學內(nèi)容進行深入改革。①對《機械設計基礎》實驗項目進行了重新認定和改造,形成基礎性、綜合性和設計性的3個層次的實驗教學體系。引入現(xiàn)代科技知識,用新技術(shù)、新理念和新方法改造傳統(tǒng)實驗。②更新教學內(nèi)容,改變傳統(tǒng)實驗內(nèi)容與現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和應用技術(shù)之間脫節(jié)的現(xiàn)象。把工程意識、創(chuàng)新精神、實驗能力的培養(yǎng)納入實驗教學內(nèi)容,更重要的是貫穿滲透到實驗教學環(huán)節(jié)中去,鼓勵引導學生提出不同的設計方案和解題途徑,引導學生細致觀察實驗現(xiàn)象,總結(jié)實驗結(jié)論,提出實驗建議。

3)教學方法和手段的改革 從激發(fā)和培養(yǎng)學生自主學習、自主實踐和自主創(chuàng)新的角度出發(fā),對教學方法和手段進行改革。充分發(fā)揮實驗指導教師的主導作用,積極采用啟發(fā)式、討論式和現(xiàn)場教學等多種教學方法,增強實驗教學的趣味性和吸引力。鼓勵學生獨立思考,激發(fā)學習的主動性,培養(yǎng)學生的科學精神和創(chuàng)新意識。實驗室實行全天候開放,這樣一方面有效地解決實驗學生人數(shù)多、儀器設備不足的問題。同時,也為開設綜合性、設計性實驗創(chuàng)造了條件。學生可以根據(jù)自己的學習和實驗進程自主選擇實驗時間,使每一個學生都有機會動手操作實驗的每一個環(huán)節(jié),進而提高了實驗的教學質(zhì)量。

4)增加實驗學時,擴充實驗項目 增加實驗學時的比例,根據(jù)課程培養(yǎng)目標的要求,增加實驗項目,原理論教學中的某些內(nèi)容可與實驗教學結(jié)合講授,改變純粹的原課堂理論教學?？梢越梃b國家精品課程《機械原理》對實驗教學的改革,在逐步增加實驗學時和創(chuàng)新性實驗內(nèi)容的基礎上,單獨開設一門實驗課程,這樣有利于提高學生的實踐能力。

3 結(jié) 語

實驗教學是高等院校教學體系的重要組成部分,在培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、創(chuàng)新精神及實踐能力等方面具有不可替代的作用?！稒C械設計基礎》課程的實驗教學,除了起到使學生加深對理論知識的理解、對課堂上所教授理論知識進行驗證的作用外,還是對學生進行機械綜合設計能力、創(chuàng)新能力和工程意思進行培養(yǎng)和基本訓練的課程。所以《機械設計基礎》實驗教學的改革,構(gòu)建包括基礎性實驗、綜合性實驗和設計性實驗3個層次的實驗教學新體系,進一步深化改革實驗內(nèi)容、教學方法和手段,同時對實驗教師的業(yè)務素質(zhì)、責任意識和敬業(yè)精神提出了更高的要求。

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