高校實(shí)踐教學(xué)的階梯式協(xié)同發(fā)展

馬玉真 董學(xué)仁

濟(jì)南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 山東濟(jì)南 250022

實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的重要環(huán)節(jié)，在高校教學(xué)中主要體現(xiàn)為實(shí)驗(yàn)技能和科研能力的培養(yǎng)和提高。在實(shí)驗(yàn)中學(xué)生要掌握實(shí)驗(yàn)器材的功能、原理、使用方法，掌握實(shí)驗(yàn)操作基本技能；實(shí)踐過(guò)程中，在理論知識(shí)的引導(dǎo)下，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)思維、科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法和良好的科研素養(yǎng)，為進(jìn)一步理解理論知識(shí)、挖掘?qū)W生的智慧潛能打下基礎(chǔ)。

國(guó)外高校十分重視教學(xué)與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，牛津大學(xué)前校長(zhǎng)克林·盧卡斯認(rèn)為，“只有在大學(xué)里，我們才最有可能找尋到經(jīng)過(guò)深思熟慮，以證據(jù)為依據(jù)并且不受價(jià)值判斷污染的結(jié)論”。他認(rèn)為大學(xué)的基本功能就是通過(guò)研究，切實(shí)地發(fā)現(xiàn)過(guò)去不為人知的現(xiàn)象或特性，檢驗(yàn)繼承而來(lái)的知識(shí)，證實(shí)種種假設(shè)，并確認(rèn)這些知識(shí)的合理可靠性。成立于1963年的約克大學(xué)是英國(guó)高校中的后起之秀，校長(zhǎng)坎托認(rèn)為大學(xué)應(yīng)對(duì)教學(xué)和科研同等重視，教師應(yīng)致力于開(kāi)展杰出的教學(xué)工作，讓學(xué)生能夠有一流的學(xué)習(xí)體驗(yàn)?？梢?jiàn)，國(guó)外著名高等學(xué)校的成功來(lái)源于研究和教學(xué)并舉的方針。

我國(guó)目前正在推進(jìn)的“2011計(jì)劃” 以動(dòng)態(tài)、多元、融合、持續(xù)發(fā)展為特色，重在推動(dòng)高?！懊嫦颥F(xiàn)代化、面向世界、面向未來(lái)”，促進(jìn)高校內(nèi)部資源和外部創(chuàng)新力量的有機(jī)融合，大力推動(dòng)協(xié)同創(chuàng)新，建立健全協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制，大力推進(jìn)高校深化改革，力爭(zhēng)突破高校內(nèi)部與外部體制機(jī)制的壁壘，引導(dǎo)所有高校緊密結(jié)合各自實(shí)際，以不同方式踴躍參與協(xié)同創(chuàng)新[1]。由此看來(lái)，在教學(xué)上遞進(jìn)式協(xié)同發(fā)展模式正是國(guó)家教育思想的體現(xiàn)，在教學(xué)上有廣闊的發(fā)展前景。

1 實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀

隨著普通高校學(xué)生數(shù)量的增加，理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的任務(wù)也在逐步加大。由于理論課堂上時(shí)間和空間有限，不可能對(duì)學(xué)生一一輔導(dǎo)，因此只有增加課后學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，延伸課堂教學(xué)的空間領(lǐng)域。實(shí)踐教學(xué)應(yīng)該與理論教學(xué)相輔相成，互相促進(jìn)，而現(xiàn)在高校的實(shí)踐教學(xué)是以課程為主導(dǎo)、有限學(xué)時(shí)的實(shí)踐活動(dòng)，因?yàn)槭艿綄?shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的限制，所以不能取得滿(mǎn)意的效果。

由于資源的緊缺，學(xué)生只能在限定時(shí)間內(nèi)完成一定的實(shí)驗(yàn)操作，同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室管理制度也是制約學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)踐活動(dòng)的一個(gè)重要因素，他們已經(jīng)被這種教學(xué)模式禁錮住了思想。學(xué)生從來(lái)沒(méi)有想過(guò)自己去實(shí)驗(yàn)室做點(diǎn)什么，都是被教師安排好，在有限的時(shí)間內(nèi)完成一定的操作，從進(jìn)入高校開(kāi)始到畢業(yè)，只能被動(dòng)接受教師的安排。鑒于以上因素，實(shí)踐教學(xué)很難達(dá)到理想的效果。

2 本科教學(xué)與研究生教學(xué)的協(xié)同發(fā)展

針對(duì)普通高校的現(xiàn)狀，為了有效地利用教學(xué)資源，將本科教學(xué)與研究生教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來(lái)。首先，應(yīng)打破專(zhuān)業(yè)與專(zhuān)業(yè)間、學(xué)院與學(xué)院間的壁壘，實(shí)現(xiàn)資源共享，這一點(diǎn)對(duì)于有效地利用教學(xué)設(shè)備非常重要。每一個(gè)學(xué)科不可能把所有的設(shè)備、儀器購(gòu)置齊全，學(xué)生在幾年的學(xué)習(xí)中會(huì)涉及多方位的知識(shí)，如果學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中可以不受專(zhuān)業(yè)、學(xué)院的限制，根據(jù)需要享用教學(xué)資源，那么對(duì)學(xué)生的作用是不可估量的。再者，打破本科教學(xué)與研究生教學(xué)之間的壁壘，共用教學(xué)資源，創(chuàng)造互幫互帶、共同切磋的環(huán)境。讓研究生參與指導(dǎo)本科生的實(shí)踐活動(dòng)，一方面他們對(duì)基礎(chǔ)內(nèi)容了解透徹，另一方面，可以強(qiáng)化自己的認(rèn)識(shí)，加深其理解。學(xué)生通過(guò)合作的學(xué)習(xí)形式，還能提高溝通、合作的能力，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。同時(shí)，增加課外實(shí)踐項(xiàng)目，如暑期培訓(xùn)、課程后實(shí)踐，把實(shí)踐考核作為課程考核的一項(xiàng)重要內(nèi)容，把課程的集中考試分散到實(shí)踐活動(dòng)、課程學(xué)習(xí)以及綜合考核幾個(gè)環(huán)節(jié)。

本科生實(shí)踐活動(dòng)是全面打基礎(chǔ)的過(guò)程，不分主次輕重，通過(guò)實(shí)踐訓(xùn)練夯實(shí)基本理論，強(qiáng)化基礎(chǔ)技能，提高基本素質(zhì)，鍛煉科學(xué)素養(yǎng)。研究生的實(shí)踐活動(dòng)具有針對(duì)性，是與課題內(nèi)容相關(guān)的深入實(shí)踐，針對(duì)某一問(wèn)題的深入研究與挖掘。因此，在實(shí)踐過(guò)程中，教師應(yīng)親自到實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，增加與學(xué)生交流的機(jī)會(huì)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)中的疑點(diǎn)就是學(xué)生創(chuàng)新的起點(diǎn)，教師要鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑，提出新的假設(shè)并進(jìn)一步求證，求證的過(guò)程就是創(chuàng)新過(guò)程。在研究生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有意識(shí)地進(jìn)行科研滲透，將科研內(nèi)容轉(zhuǎn)化為教學(xué)實(shí)驗(yàn)，會(huì)提高學(xué)生的求知欲，提高學(xué)生的參與意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)信息收集、整理、加工、綜合分析的能力，提高其科研素質(zhì)[2,3]。

3 本科教學(xué)與研究生教學(xué)的階梯式發(fā)展

在本科教學(xué)與研究生教學(xué)協(xié)同發(fā)展的基礎(chǔ)上，將學(xué)生按照水平高低、能力大小分出不同層次進(jìn)行指導(dǎo)，以最大限度挖掘?qū)W生的潛力。下面針對(duì)機(jī)械類(lèi)課程進(jìn)行舉例說(shuō)明：

對(duì)于數(shù)控機(jī)床，不同的學(xué)生可以達(dá)到不同的掌握程度，剛?cè)雽W(xué)的學(xué)生，可以增加感性認(rèn)識(shí)；對(duì)于學(xué)過(guò)數(shù)控加工的學(xué)生，可以熟悉數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、控制方法、信號(hào)轉(zhuǎn)換方式等；對(duì)于學(xué)過(guò)測(cè)試技術(shù)的學(xué)生，可以利用機(jī)床的三坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行加工精度測(cè)量；對(duì)于研究生，則可以借助現(xiàn)有數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，以擴(kuò)展其功能。同樣，對(duì)于電容測(cè)量系統(tǒng)，本科生要了解電容傳感器的幾種應(yīng)用，研究生可以針對(duì)電容傳感器薄膜厚度測(cè)量過(guò)程中的影響因素進(jìn)行分析，如濕度、溫度、均勻度、材質(zhì)、與傳感器的相對(duì)位置關(guān)系等。

再以測(cè)試技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)由基座、回轉(zhuǎn)軸系、測(cè)量傳感器、信號(hào)處理及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成，可以模擬機(jī)床的主軸振動(dòng)。

對(duì)于本科生，可以采用單個(gè)電容傳感器或電感傳感器對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)進(jìn)行測(cè)量，經(jīng)過(guò)電容測(cè)微儀或電感測(cè)微儀進(jìn)行信號(hào)放大，并由計(jì)算機(jī)采集獲得測(cè)量結(jié)果。在測(cè)試過(guò)程中，學(xué)生可以了解測(cè)試系統(tǒng)的組成、信號(hào)的轉(zhuǎn)換過(guò)程、信號(hào)的存儲(chǔ)方式等。

對(duì)于研究生，在學(xué)習(xí)了工程測(cè)試與信息處理課程后，采用三測(cè)點(diǎn)法測(cè)量的原理，以三測(cè)點(diǎn)法圓度測(cè)量方程所蘊(yùn)含的理想基準(zhǔn)點(diǎn)來(lái)比較被測(cè)轉(zhuǎn)軸輪廓上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的徑向偏離，即采用3個(gè)電容傳感器互成一定角度，同時(shí)測(cè)量轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)，通過(guò)對(duì)3種并行數(shù)據(jù)的采集控制，對(duì)測(cè)量誤差進(jìn)行分離和修正等方法，實(shí)現(xiàn)大型軸類(lèi)工件振動(dòng)的高準(zhǔn)確度動(dòng)態(tài)測(cè)量[4]。由此，涉及的內(nèi)容包括對(duì)三點(diǎn)測(cè)量系統(tǒng)的建模、數(shù)據(jù)分類(lèi)處理、信號(hào)濾波、FFT變換、誤差分離等，整個(gè)測(cè)量過(guò)程克服了單個(gè)傳感器的測(cè)量缺陷，測(cè)試結(jié)果更加準(zhǔn)確、可靠。該系統(tǒng)不僅注重測(cè)試過(guò)程，還強(qiáng)調(diào)信號(hào)的分析方法，使學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中對(duì)所涉及的理論知識(shí)更加深入了解，使得理論與實(shí)踐能力同時(shí)提高。

4 實(shí)踐教學(xué)階梯式協(xié)同發(fā)展的措施

為了實(shí)現(xiàn)教學(xué)的階梯式協(xié)同發(fā)展，要給學(xué)生創(chuàng)造出多維的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生從單一的課堂學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)榻柚鷪D書(shū)館、網(wǎng)絡(luò)交流、實(shí)驗(yàn)室探索等多種渠道，拓寬學(xué)習(xí)的空間。隨著實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放，圖書(shū)館和實(shí)驗(yàn)室將成為大學(xué)生平等共享的兩大資源，學(xué)生可以自主安排時(shí)間完成計(jì)劃內(nèi)或計(jì)劃外的實(shí)驗(yàn)，這樣實(shí)驗(yàn)的時(shí)間靈活了，單人單臺(tái)儀器效果會(huì)明顯加強(qiáng)，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了資源的高效合理利用。

在維持傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，逐步增開(kāi)新型、綜合的實(shí)驗(yàn)作為自主實(shí)驗(yàn)，既保留傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方式，又要推出新內(nèi)容，多種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ讲⒋妗W(xué)生在不影響正常教學(xué)的情況下，可以全天候進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室與教師探討問(wèn)題，教師也可以安排學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室獨(dú)立完成一定的實(shí)驗(yàn)，或者親自去指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行一定的實(shí)踐探索。這樣可以讓師生之間更加親近，更利于交流?？梢越o勤奮好學(xué)的學(xué)生提供一個(gè)良好的平臺(tái)，學(xué)生可以不受時(shí)間與內(nèi)容限制到實(shí)驗(yàn)室完成自己想做的實(shí)驗(yàn)；對(duì)于不太自覺(jué)的學(xué)生，按照教學(xué)大綱的要求，規(guī)定一個(gè)基本的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，也就是必須完成的、達(dá)到及格水平的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，這樣就靈活多了。同時(shí)，在疏通教學(xué)渠道后，學(xué)校教學(xué)資源可以高效的應(yīng)用于教學(xué)，科研成果也能及時(shí)應(yīng)用于教學(xué)

5 結(jié)束語(yǔ)

建立教學(xué)綠色通道、實(shí)現(xiàn)無(wú)障礙教學(xué)已經(jīng)成為當(dāng)前面臨的一個(gè)新課題。只有充分利用實(shí)驗(yàn)室資源，改變管理方式，才能把實(shí)驗(yàn)室變?yōu)閷W(xué)生與教師交流和自主學(xué)習(xí)的平臺(tái)。否則，永遠(yuǎn)有一道屏障橫在教師和學(xué)生面前，成為制約師生關(guān)系的障礙。

讓實(shí)驗(yàn)室真正面向?qū)W生開(kāi)放，絕對(duì)不是一天兩天就可以做到的，也不是點(diǎn)滴投資就能實(shí)現(xiàn)的。這是一個(gè)需要長(zhǎng)期完善的過(guò)程，這中間會(huì)觸及學(xué)校相關(guān)的管理制度，所以，除了資金的投入，恐怕更大的障礙是那些無(wú)形的約束。

總之，要使實(shí)踐教學(xué)實(shí)現(xiàn)遞進(jìn)式協(xié)同發(fā)展，首先需要學(xué)校有力支持，偏離學(xué)校的辦學(xué)主導(dǎo)思想，任何想法也只能是一顆種子，即使再飽滿(mǎn)，如果沒(méi)有發(fā)育的土壤，也永遠(yuǎn)不可能開(kāi)花結(jié)果。因此，只有得到學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的支持，我們的教學(xué)思想才會(huì)有依附的主干，才會(huì)迎來(lái)百花齊放的春天！

[1]2011新華教育論壇[EB/OL].http://www.xinhuanet.com/edu/dgjyzs/hdsy.htm.

[2]劉友金,劉莉君.貫穿教育全過(guò)程的研究生創(chuàng)新教育體系構(gòu)建：湖南科技大學(xué)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)研究生創(chuàng)新教育實(shí)踐[J].當(dāng)代教育理論與實(shí)踐,2010,2(1):47-49.

[3]許家瑞,周勤,陳步云,程蕾,溫光浩.構(gòu)建創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2009,26(5):1-4.

[4]劉珂,周富強(qiáng),張廣軍.半徑約束最小二乘圓擬合方法及其誤差分析[J].光電子激光,2006,17(5):604-607.