機電專業(yè)創(chuàng)新型實驗教學(xué)體系的重構(gòu)研究

凌 慧 時建鵬 劉鳳國

（江蘇師范大學(xué)機電工程學(xué)院，江蘇 徐州 221116）

0 引言

隨著高等教育改革的不斷深入，新知識、新技術(shù)的不斷更新，社會對人才的需求提出了更高的要求，傳統(tǒng)的實驗教學(xué)體系必須適應(yīng)新形勢的發(fā)展加大改革力度。為了適應(yīng)這種要求，高校必須進行教育創(chuàng)新，改變不適應(yīng)時代發(fā)展要求的教育觀念和教育體系，以培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的創(chuàng)新人才。文章結(jié)合機電專業(yè)的人才培養(yǎng)計劃和教育規(guī)律，構(gòu)建完整的創(chuàng)新型實驗教學(xué)體系，以提高機電專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐動手能力。

1 傳統(tǒng)實驗教學(xué)體系存在的主要問題

實驗教學(xué)是應(yīng)用型本科機電專業(yè)的重要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是對學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力的全面訓(xùn)練和檢查，它對大學(xué)生應(yīng)用所學(xué)理論知識解決工程實際問題能力的培養(yǎng)起著十分重要的作用。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)在管理體制和機制、實驗教學(xué)方法和手段、實驗考核方式和實驗室開放、師資隊伍建設(shè)、實驗設(shè)備配置和管理等方面都不能滿足社會對人才培養(yǎng)的要求，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.1 實驗室管理體制不順

傳統(tǒng)的實驗室是按專業(yè)甚至是課程來設(shè)立的，實驗室管理是按照校、院、系三級管理模式，這種分散和封閉的管理模式造成的不利影響是：（1）結(jié)構(gòu)相似、功能相近的實驗室建設(shè)會越來越多，在實驗課程體系的訓(xùn)練上不可避免的出現(xiàn)重復(fù)現(xiàn)象，且只能滿足單一的驗證性實驗的教學(xué)，不能適應(yīng)跨學(xué)科門類的綜合性、設(shè)計性實驗的開設(shè)，不利于交叉學(xué)科、前沿學(xué)科內(nèi)容的引入。（2）由于實驗室實行垂直管理、各自為政，實驗室之間的交流少，橫向聯(lián)系少，實驗技術(shù)人員的業(yè)務(wù)知識面狹窄，實驗技術(shù)單一。既不利于學(xué)生實驗技能的提高，又嚴重制約了實驗技術(shù)隊伍的整體建設(shè)。（3）實驗室的重復(fù)建設(shè)和封閉管理，不能實現(xiàn)人力、物力和財力資源的共享，造成了資源的極大浪費。

1.2 實驗教學(xué)體系、內(nèi)容和方法陳舊

現(xiàn)行的實驗教學(xué)體系條塊分割，實驗課絕大多數(shù)依附和從屬于理論課，并為理論教學(xué)服務(wù)。實驗教學(xué)內(nèi)容基本上按各門理論課程的要求而設(shè)置，以單一的、理論驗證性實驗項目為特征，實驗學(xué)時明顯低于理論學(xué)時；實驗室工作人員也是為了配合理論教學(xué)而組織實驗教學(xué)，實驗室工作無法取得相對獨立的地位。實驗教學(xué)沒有將理論教學(xué)和實踐教學(xué)有機地結(jié)合起來，在培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力上的積極作用沒有充分發(fā)揮出來。實驗教學(xué)方法和教學(xué)手段單一，還沒有貫徹以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的教學(xué)理念，先進性的實踐教學(xué)方法和手段應(yīng)用較少。

1.3 沒有建立實驗教學(xué)的科學(xué)評價體系

教學(xué)和考核是一個互動的過程，考核評價對教學(xué)的影響不容忽視。目前的實驗教學(xué)評價體系，較多地重視了實驗教學(xué)的基本條件和實驗開出率的評價，對實驗教學(xué)的效果，尤其是對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練的效果，缺乏科學(xué)的評價指標(biāo)。實驗的考核一般分為兩大部分，一是實驗理論知識的考核，占70%，二是實驗報告的考核，占30%。事實證明理論知識考試和實驗報告并不能充分反映學(xué)生的實驗態(tài)度、操作水平和對知識的理解程度。許多學(xué)生的理論考分很高，但動手能力很差；還有實驗報告的雷同和抄書現(xiàn)象也比較明顯，有的同學(xué)不動手操作直接拷貝別人的結(jié)果而獲得高分。這種單一的只看實驗書面結(jié)果而忽視實驗過程的考核方法極不合理，不能客觀公正地評判學(xué)生的實驗綜合能力，嚴重制約了學(xué)生學(xué)習(xí)主動性的發(fā)揮以及嚴謹治學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)。

1.4 綜合型實驗的數(shù)量和質(zhì)量偏低，影響創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

綜合性實驗數(shù)量和學(xué)時偏低，連貫性不強，學(xué)生很難把握整個實驗的系統(tǒng)性和邏輯性，不能將所學(xué)知識融會貫通。教學(xué)過程通常是由實驗教師做好實驗準(zhǔn)備，然后學(xué)生依照預(yù)先設(shè)定的實驗程序完成一些驗證性操作，在整個實驗過程中學(xué)生多是做一些機械的模仿和驗證，對于實驗結(jié)果與理論不符的地方很少進行深入的分析和討論，這樣使得本來數(shù)量不多的綜合性實驗難以發(fā)揮其“培養(yǎng)創(chuàng)新能力”的教學(xué)初衷，學(xué)生不能真正體驗實驗學(xué)習(xí)的過程和樂趣，在遇到實際問題時常常不知如何下手，缺乏獨立思考及應(yīng)對實際工作的綜合能力。盡管上述實驗內(nèi)容也是學(xué)生將來從事技術(shù)工作的基礎(chǔ)，但由于其涉及領(lǐng)域知識狹窄，對技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)規(guī)律涉及甚少，不利于學(xué)生創(chuàng)造能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

1.5 實驗室開放的力度不夠

現(xiàn)有的實驗教學(xué)體系對實驗室開發(fā)重視程度不夠，無論是開放實驗室的數(shù)量還是開放時間都遠遠滿足不了培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力的需求。

1.6 實驗師資隊伍建設(shè)和培養(yǎng)的力度不大

目前的實驗師資隊伍只能滿足驗證性實驗的要求，無法完成培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力和創(chuàng)新能力的要求。因此，在對現(xiàn)有教師進行培訓(xùn)提高的前提下，還需進一步引進高水平的師資力量，以滿足實驗教學(xué)的要求。

2 構(gòu)建創(chuàng)新型實驗教學(xué)體系的指導(dǎo)思想

實驗教學(xué)體系是以學(xué)習(xí)實驗理論和培養(yǎng)實踐動手能力為一體的實驗課程綜合系統(tǒng)，它和理論教學(xué)在整個教學(xué)過程中相輔相成。通過實驗教學(xué)可以將知識和技能融為一體，從而使學(xué)生獲得整合知識的能力。因此，在構(gòu)建創(chuàng)新型實驗教學(xué)體系時，應(yīng)從學(xué)科發(fā)展和培養(yǎng)學(xué)生能力等各個方面統(tǒng)籌考慮，以學(xué)生為本，構(gòu)建符合以下指導(dǎo)思想的創(chuàng)新型實驗教學(xué)體系：

樹立“大工程”意識，改造原有的實驗管理體制和實驗室建制，建設(shè)一個涵蓋完整的具有現(xiàn)代工業(yè)體系的實驗教學(xué)訓(xùn)練基地，即適合工科學(xué)生的實訓(xùn)，也接納其它學(xué)科學(xué)生的培訓(xùn)。

改變傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方法和教學(xué)手段，逐步形成“系統(tǒng)化、層次化、模塊化、綜合化”的實驗教學(xué)體系。

改變傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式，從以教師為中心轉(zhuǎn)向以學(xué)生為中心，增加綜合性、開放性實驗項目的比例，培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力和創(chuàng)新思維。

3 創(chuàng)新型實驗教學(xué)體系的構(gòu)建

實驗教學(xué)是實踐教學(xué)中的一個重要環(huán)節(jié)，為了提高應(yīng)用型本科機電專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，構(gòu)建創(chuàng)新型實驗教學(xué)體系非常必要。創(chuàng)新型的實驗教學(xué)體系主要包括以下方面：

3.1 實驗教學(xué)層次的創(chuàng)新

從有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐動手能力著手，構(gòu)建創(chuàng)新型的實驗教學(xué)層次，主要包括基礎(chǔ)型實驗教學(xué)、提高型實驗教學(xué)和創(chuàng)新型實驗教學(xué)三個層次。

（1）基礎(chǔ)型實驗教學(xué)：這一層次實驗教學(xué)的主要任務(wù)是驗證課程理論，并為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)提供工程背景，激發(fā)學(xué)生求知欲和對專業(yè)的興趣。實驗內(nèi)容包括硬度實驗、范成實驗、直徑的測量等常規(guī)實驗項目。這個層次主要針對低年級知識背景，課程安在一二年級之間。

（2）提高型實驗教學(xué)：這個層次實驗教學(xué)的主要任務(wù)是訓(xùn)練學(xué)生在學(xué)科或?qū)I(yè)內(nèi)的綜合實驗技能，目的是培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)思維和獨立解決實際問題的能力。內(nèi)容包括機械制造工藝實驗、機電一體化系統(tǒng)實驗、液壓與氣動實驗、先進制造技術(shù)實驗等內(nèi)容。這一層次的實驗教學(xué)主要培養(yǎng)學(xué)生良好的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，時間安排在二、三年級之間。

（3）創(chuàng)新型實驗教學(xué)：這個層次實驗教學(xué)的主要任務(wù)是通過設(shè)立學(xué)生課外科技創(chuàng)新基金來組織參加校內(nèi)外的各種課外科技活動和競賽，激勵學(xué)生創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。內(nèi)容包括數(shù)字化制造實驗、機械CAD/CAM 實驗、機械類設(shè)計大賽、機器人制作等環(huán)節(jié)組成。課程安排在三四年級之間，面向?qū)I(yè)教學(xué)模塊。

3.2 實驗教學(xué)管理制度的創(chuàng)新

創(chuàng)新型實驗教學(xué)體系需要創(chuàng)新型的教學(xué)管理制度。建立一套適應(yīng)創(chuàng)新型實驗教學(xué)體系的管理制度是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的重要保證。教學(xué)管理制度建設(shè)主要包括合理安排課程體系，改革教學(xué)內(nèi)容；提高實驗教學(xué)的地位，增加實驗教學(xué)的學(xué)分比重等內(nèi)容。它的建設(shè)對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到正確的導(dǎo)向作用。

3.3 實驗教學(xué)師資隊伍的創(chuàng)新

創(chuàng)新型師資隊伍建設(shè)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的根本條件。要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，教師必須具有創(chuàng)新精神和能力，必須積極參加教學(xué)改革和科研工作，不斷提高自己的學(xué)術(shù)水平和能力。

3.4 實驗教學(xué)質(zhì)量保證體系的創(chuàng)新

為保證實驗教學(xué)的質(zhì)量和效果，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，創(chuàng)新型實驗教學(xué)體系需要完整的質(zhì)量保證制度。

（1）構(gòu)建面向創(chuàng)新型實驗教學(xué)質(zhì)量的制度保證體系。嚴格規(guī)范實驗教學(xué)活動，堅持以制度建設(shè)為保障來提高實驗教學(xué)的質(zhì)量和水平。

（2）構(gòu)建面向創(chuàng)新型實驗教學(xué)質(zhì)量的過程保證體系。在實驗教學(xué)教學(xué)內(nèi)容和選題方面，要緊密結(jié)合人才培養(yǎng)計劃和教學(xué)大綱要求，增強實驗教學(xué)計劃的先進性、創(chuàng)新性和可行性；在實驗教學(xué)的各個環(huán)節(jié)上，要精心安排，周密布置；在實驗教學(xué)的指導(dǎo)導(dǎo)上要加強力度，發(fā)現(xiàn)問題，及時改進。

（3）構(gòu)建面向創(chuàng)新型實驗教學(xué)質(zhì)量的評估體系。制定完整的適合本專業(yè)教學(xué)特點的質(zhì)量評估指標(biāo)體系，使其既能反映實驗教學(xué)現(xiàn)狀與教學(xué)質(zhì)量情況，又要繁簡得當(dāng)、可操作性強。實驗教學(xué)評分機制的改革是整個實驗教學(xué)質(zhì)量評估體系改革中的一個重要方面。研究制定合理的評分項目和評判標(biāo)準(zhǔn)，一方面加大平時成績的比例和實施過程控制，另一方面，嚴格實行實驗教學(xué)答辯制，提高答辯環(huán)節(jié)在整個實驗教學(xué)中的權(quán)重，引導(dǎo)學(xué)生把設(shè)計重點放在培養(yǎng)創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力上，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。

3.5 實驗教學(xué)手段和方法的創(chuàng)新

不同的實驗教學(xué)手段和方法有不同的優(yōu)勢和特點。改革傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方法，采用啟發(fā)式、歸納式和討論式等多種新型的實驗教學(xué)方法，充分利用直觀教學(xué)，多媒體教學(xué)等各種現(xiàn)代教育技術(shù)手段，提高課堂內(nèi)容的信息量和實驗教學(xué)效果。通過運用綜合性、現(xiàn)代化的教學(xué)方法和手段，尋找適合實驗教學(xué)內(nèi)容的最佳教學(xué)手段，加深學(xué)生對知識的理解和掌握，提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。

4 結(jié)束語

實踐證明，改革后的實驗教學(xué)體系完整，實驗教學(xué)內(nèi)容豐富，學(xué)生通過實驗課程的學(xué)習(xí)，不僅加強了對基礎(chǔ)理論的理解，而且增強了分析和解決實際問題的能力，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性。

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