高校大型精密儀器設(shè)備實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)方法研究

摘要：分析了高校大型精密儀器設(shè)備開展本科生實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)應(yīng)用的必要性，根據(jù)車輛工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案的要求，展開新的教學(xué)方法的研究，經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證取得了較好的教學(xué)效果，并對(duì)實(shí)踐中存在的問題和下一步設(shè)想進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：大型精密設(shè)備；實(shí)驗(yàn)；實(shí)訓(xùn)；教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）30-0077-02

高校中的大型精密設(shè)備一般主要服務(wù)于科學(xué)研究，是驗(yàn)證理論及仿真模型必不可少的硬件支撐。[1，2]但有些設(shè)備也是企業(yè)中的標(biāo)配設(shè)備，對(duì)擁有這些設(shè)備的高校來說在應(yīng)用于科研之外，針對(duì)本科生開展實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)，加強(qiáng)其實(shí)踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)，對(duì)于其未來在企業(yè)中“零距離”對(duì)接具有重要意義。[3]

黑龍江工程學(xué)院以應(yīng)用型本科院校為辦學(xué)定位，作為教育部62所“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”首批試點(diǎn)高校，加強(qiáng)相關(guān)試點(diǎn)專業(yè)的應(yīng)用型人才實(shí)踐能力的培養(yǎng)對(duì)于提高人才培養(yǎng)質(zhì)量、更好地對(duì)接相關(guān)企業(yè)具有重要意義。

一、研究背景分析

車輛工程專業(yè)作為學(xué)校的“省級(jí)重點(diǎn)專業(yè)”和“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”試點(diǎn)專業(yè)之一，目前開展了大型精密設(shè)備的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)，在探索應(yīng)用型人才培養(yǎng)中起到了重要作用。目前采用的大型精密設(shè)備主要是學(xué)校于2009年引進(jìn)世界著名的奧地利李斯特內(nèi)燃機(jī)及測(cè)試設(shè)備公司（簡(jiǎn)稱AVL）的汽車底盤測(cè)功機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，該設(shè)備的特點(diǎn)是：系統(tǒng)組成復(fù)雜（組成結(jié)構(gòu)中包含機(jī)-電-控等部分），測(cè)試精度高，重復(fù)性好，操作順序嚴(yán)格，價(jià)格昂貴，開關(guān)等設(shè)備不能頻繁反復(fù)啟停等。對(duì)此，如何在保證設(shè)備使用壽命的前提下，在科研應(yīng)用之外提高設(shè)備的使用效益，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量的提高是目前面臨的問題。因此，有必要對(duì)該設(shè)備進(jìn)行科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)，為探究應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式進(jìn)行有意義的研究。

結(jié)合應(yīng)用型本科院校的定位和作為教育部首批“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”試點(diǎn)單位，黑龍江工程學(xué)院進(jìn)行了大膽的嘗試。利用底盤測(cè)功機(jī)測(cè)試系統(tǒng)不僅為本科生開設(shè)了“汽車?yán)碚摗?、“汽車試?yàn)學(xué)”、“汽車試驗(yàn)與檢測(cè)技術(shù)”等課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)課，還針對(duì)本科生探索式地開設(shè)了旨在讓學(xué)生了解并掌握底盤測(cè)功機(jī)的功能、結(jié)構(gòu)、原理及基本操作的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)教學(xué)課——“汽車底盤測(cè)功機(jī)操作訓(xùn)練”，這對(duì)于學(xué)生到長(zhǎng)城、奇瑞、吉利、哈飛等大型整車企業(yè)的整車性能測(cè)試部門就業(yè)做好了充分準(zhǔn)備，使其達(dá)到從學(xué)校的課程學(xué)習(xí)到企業(yè)崗位工作的無縫連接，這對(duì)他們很快適應(yīng)新崗位具有現(xiàn)實(shí)意義。

二、教學(xué)方法研究

1.人才培養(yǎng)方案要求

根據(jù)車輛工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案的要求，“汽車底盤測(cè)功機(jī)操作訓(xùn)練”是針對(duì)車輛工程專業(yè)大三學(xué)生開設(shè)的一門實(shí)習(xí)課，為期1周。教學(xué)目的是掌握汽車底盤測(cè)功機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理，學(xué)會(huì)應(yīng)用底盤測(cè)功機(jī)進(jìn)行汽車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性等性能指標(biāo)測(cè)試的方法。實(shí)習(xí)內(nèi)容和方法是學(xué)生在由經(jīng)企業(yè)培訓(xùn)的人員負(fù)責(zé)指導(dǎo)，使學(xué)生掌握底盤測(cè)功機(jī)的結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用。學(xué)生掌握底盤測(cè)功機(jī)各系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和工作原理；了解其使用條件及測(cè)試項(xiàng)目；掌握利用其進(jìn)行各項(xiàng)性能測(cè)試的方法和數(shù)據(jù)處理的方法。

2.教學(xué)方法研究

教學(xué)方法是教師和學(xué)生為了實(shí)現(xiàn)共同的教學(xué)目標(biāo)，完成共同的教學(xué)任務(wù)，在教學(xué)過程中運(yùn)用的方式與手段的總稱。實(shí)訓(xùn)課采用的教學(xué)方法主要有：仿真教學(xué)法、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法、示范教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法、模塊教學(xué)法和項(xiàng)目教學(xué)法等。[4]

自“汽車底盤測(cè)功機(jī)操作訓(xùn)練”課程從2010年開展探索式實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)教學(xué)以來，至今已培養(yǎng)了五屆學(xué)生，教學(xué)方法不斷豐富，教學(xué)過程不斷完善，至今基本形成了穩(wěn)定的教學(xué)模式。

本門課程實(shí)習(xí)相對(duì)汽車構(gòu)造拆裝實(shí)習(xí)、汽車維修實(shí)習(xí)等傳統(tǒng)的實(shí)習(xí)不同，根據(jù)人才培養(yǎng)方案的要求，本門課程實(shí)習(xí)的目的是了解并掌握底盤測(cè)功機(jī)測(cè)試系統(tǒng)的功能、結(jié)構(gòu)、原理及基本操作，最終能夠應(yīng)用。因此，教學(xué)方法會(huì)大有不同，具體教學(xué)過程經(jīng)過五屆學(xué)生的嘗試和修正設(shè)計(jì)如下：

（1）分組實(shí)習(xí)。按照教學(xué)計(jì)劃，每周實(shí)習(xí)一般安排2～3個(gè)自然班。由于設(shè)備臺(tái)套數(shù)為1臺(tái)，且鑒于大型專用設(shè)備專人管理的原則，能夠講解的教師為1人，因此為保證教學(xué)效果而進(jìn)行合理的分組很有必要。

一般將每個(gè)自然班分成2組，每組在1周實(shí)習(xí)期間來4次，分別進(jìn)行結(jié)合設(shè)備聽講解、操作訓(xùn)練，進(jìn)行一項(xiàng)完整實(shí)驗(yàn)、考核。在某一時(shí)間段只來一組，此期間其他組按照實(shí)習(xí)指導(dǎo)書預(yù)習(xí)及撰寫實(shí)習(xí)報(bào)告，這樣合理的分組保證了在有限的時(shí)間內(nèi)達(dá)到預(yù)期的實(shí)習(xí)目的和要求。實(shí)習(xí)時(shí)間安排如表1所示。

（2）講解。由于底盤測(cè)功機(jī)測(cè)試系統(tǒng)集成了機(jī)—電—控等技術(shù)一體化的復(fù)雜設(shè)備，操作有嚴(yán)格的先后順序，加上安全因素，因此全程只能先以教師的講解及操作為主，學(xué)生部分操作為輔。按照設(shè)備的功能、結(jié)構(gòu)組成、工作原理、實(shí)際操作等先后的認(rèn)知順序來講解，主要內(nèi)容如下：

1）底盤測(cè)功機(jī)測(cè)試系統(tǒng)的功能、結(jié)構(gòu)組成及工作原理介紹。結(jié)合底盤測(cè)功機(jī)如何實(shí)現(xiàn)模擬道路路面這一功能，對(duì)其結(jié)構(gòu)組成及各組成部件的工作原理進(jìn)行講解。

2）底盤測(cè)功機(jī)的啟動(dòng)、熱機(jī)、關(guān)閉等基本操作。強(qiáng)調(diào)底盤測(cè)功機(jī)啟動(dòng)的先后順序，并講解熱機(jī)的目的及關(guān)閉前的狀態(tài)等。

3）底盤測(cè)功機(jī)道路阻力的設(shè)定方法。結(jié)合汽車在道路上的行駛方程式F=Ff+Fw+Fi+Fj展開闡述道路阻力設(shè)置的兩種方法：查表法和實(shí)驗(yàn)法。

4）實(shí)習(xí)車的對(duì)中、固定等操作。講解時(shí)結(jié)合實(shí)習(xí)車的對(duì)中過程和固定的方式等方面進(jìn)行闡述。

5）主控機(jī)測(cè)試軟件的使用，包括實(shí)驗(yàn)前參數(shù)設(shè)置、實(shí)驗(yàn)中根據(jù)主控機(jī)提示執(zhí)行相關(guān)操作和實(shí)驗(yàn)后試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等操作。

6）選項(xiàng)有代表性的實(shí)驗(yàn)，通過底盤測(cè)功機(jī)完成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)操作。實(shí)驗(yàn)過程中注意結(jié)合主控機(jī)軟件提示的相關(guān)操作進(jìn)行講解。

7）實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析。針對(duì)得出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析，主要包括人為誤差和設(shè)備誤差兩個(gè)方面。

綜上，在講解中涉及到相關(guān)理論課程知識(shí)（如“汽車?yán)碚摗?、“汽車試?yàn)學(xué)”等）的時(shí)候注重啟發(fā)式和實(shí)物操作相結(jié)合的原則，以帶動(dòng)多數(shù)學(xué)生的興趣。講解的組織實(shí)施過程如圖1所示。

（3）操作訓(xùn)練實(shí)訓(xùn)。學(xué)生通過教師的講解對(duì)底盤測(cè)功機(jī)的功能、結(jié)構(gòu)組成和工作原理有了全面的了解之后，進(jìn)行小組的實(shí)操訓(xùn)練。鑒于安全考慮，指導(dǎo)教師全程指導(dǎo)，重點(diǎn)觀察設(shè)備主控機(jī)軟件和實(shí)習(xí)車固定等環(huán)節(jié)的操作，最后進(jìn)行一項(xiàng)完整的實(shí)驗(yàn)，達(dá)到全面掌握的目的。

（4）實(shí)習(xí)考核。實(shí)習(xí)成績(jī)按優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五級(jí)分制評(píng)定。根據(jù)學(xué)生在實(shí)習(xí)期間的實(shí)習(xí)出勤、實(shí)習(xí)表現(xiàn)、實(shí)習(xí)報(bào)告的質(zhì)量以及考核時(shí)回答問題的情況確定實(shí)習(xí)成績(jī)，其中出勤成績(jī)占20%、實(shí)習(xí)表現(xiàn)成績(jī)占20%、實(shí)習(xí)報(bào)告的質(zhì)量成績(jī)占20%、考核答辯成績(jī)占40%。缺勤累計(jì)超過兩次（含兩次），取消實(shí)習(xí)成績(jī)?cè)u(píng)定資格。無實(shí)習(xí)報(bào)告者，實(shí)習(xí)成績(jī)按不及格計(jì)。指導(dǎo)教師對(duì)每個(gè)學(xué)生的實(shí)習(xí)情況進(jìn)行考核，考核以口試及實(shí)際操作相結(jié)合的形式進(jìn)行，以學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力的考核為主。

三、教學(xué)效果

因底盤測(cè)功機(jī)測(cè)試系統(tǒng)是一套軟、硬件結(jié)合，機(jī)—電—控技術(shù)高度集成的先進(jìn)設(shè)備，并且在介紹底盤測(cè)功機(jī)測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理及實(shí)驗(yàn)車的固定中會(huì)涉及到“汽車?yán)碚摗薄ⅰ捌囋囼?yàn)學(xué)”等課程中的相關(guān)知識(shí)，并且會(huì)進(jìn)行有效的串接，這樣通過理論和實(shí)踐的結(jié)合，學(xué)生在聽課和實(shí)際操作中很感興趣，實(shí)習(xí)后很多學(xué)生會(huì)有意猶未盡的感覺，取得了較好的效果。

四、存在的主要問題

結(jié)合教學(xué)實(shí)際，發(fā)現(xiàn)存在的主要問題如下：因設(shè)備臺(tái)套數(shù)僅1臺(tái)，一周內(nèi)安排2～3個(gè)自然班的實(shí)習(xí)，有效實(shí)習(xí)時(shí)間較短，學(xué)生的操作時(shí)間較短；不同學(xué)生因?qū)ξ磥頂M就業(yè)方向明確，確定不從事該方向，因此對(duì)該實(shí)習(xí)缺乏興趣；學(xué)生對(duì)底盤測(cè)功機(jī)在車企中如何實(shí)際應(yīng)用感到好奇，卻無法實(shí)際看到。

五、今后教學(xué)中的設(shè)想

結(jié)合存在的主要問題，在以后教學(xué)中的設(shè)想如下：減少一周內(nèi)實(shí)習(xí)的班數(shù)，或者延長(zhǎng)2～3個(gè)自然班的實(shí)習(xí)周數(shù)；結(jié)合學(xué)生畢業(yè)后就業(yè)意向進(jìn)行分組實(shí)習(xí)，使普及和重點(diǎn)講解區(qū)分，更好地讓到車企就業(yè)的學(xué)生深入學(xué)習(xí)；若有條件可組織學(xué)生到大型車企參觀該設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)，真正全面了解設(shè)備在實(shí)際中的應(yīng)用，與企業(yè)實(shí)現(xiàn)無縫連接。

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（責(zé)任編輯：王祝萍）