西部高校機械設(shè)計基礎(chǔ)課程實驗教學(xué)改革

張磊　張長

摘 要：機械設(shè)計基礎(chǔ)系列課程是機械大類專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，實驗教學(xué)是關(guān)鍵的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)之一。在當(dāng)前國家倡導(dǎo)強化實踐育人環(huán)節(jié)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的工程技術(shù)人才的大環(huán)境下，針對西部高校機械設(shè)計基礎(chǔ)課程實驗教學(xué)中的不足，本文提出了實驗教學(xué)中以學(xué)生為中心、教師為主導(dǎo)，調(diào)動學(xué)生主動參與，提升學(xué)生工程實踐意識和能力，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維的實驗教學(xué)改革思路和措施。

關(guān)鍵詞：西部高校；機械設(shè)計基礎(chǔ)；實驗教學(xué)；教學(xué)改革

【中圖分類號】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B 【文章編號】1008-1216（2017）01B-0049-03

機械設(shè)計基礎(chǔ)系列課程針對機械大類不同專業(yè)包含《機械原理》《機械設(shè)計》《機械設(shè)計基礎(chǔ)》三門課程，是工科院校機械大類各專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程具有較強的實踐性，實驗教學(xué)是非常重要的實踐環(huán)節(jié)，它能加強學(xué)生對機構(gòu)、零件的感性認(rèn)識，是培養(yǎng)學(xué)生動手能力、分析解決問題能力及創(chuàng)新設(shè)計能力的有效途徑。

目前，國內(nèi)高校培養(yǎng)的工科學(xué)生與歐美發(fā)達(dá)國家學(xué)生相比，明顯缺乏創(chuàng)新思維和能力，工程實踐、動手能力較差，西部偏遠(yuǎn)地區(qū)更是如此。2010年，我國啟動實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，目標(biāo)是培養(yǎng)大批創(chuàng)新能力強，適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展的各類工程技術(shù)人才，強調(diào)實踐是工程的靈魂，注重學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)。教育部2012年發(fā)布《關(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見（教高（2012）4號），強調(diào)“強化實踐育人環(huán)節(jié)”（第八條），并將其作為提高教學(xué)質(zhì)量的重要措施之一，表明實踐教學(xué)在未來教育教學(xué)體系中的重要地位。在這樣的大環(huán)境下，實驗教學(xué)改革刻不容緩，我們針對西部高校機械設(shè)計基礎(chǔ)系列課程實驗教學(xué)中存在的問題，結(jié)合我校實際，提出改革思路和措施。

一、西部高校機械設(shè)計基礎(chǔ)課程實驗教學(xué)現(xiàn)狀

西部高校地處經(jīng)濟欠發(fā)達(dá)地區(qū)，教育資源相對不足，實驗設(shè)備陳舊，生源質(zhì)量參差不齊，教師知識更新緩慢。近年來，雖然在西部大開發(fā)、對口支援的幫扶下，西部地區(qū)高等教育取得了較快發(fā)展，但發(fā)展速度仍與東部地區(qū)有較大差距。西部高校在機械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)中多以傳統(tǒng)模式教學(xué)，實驗教學(xué)依附于理論教學(xué)。綜合以上因素，西部高校機械設(shè)計基礎(chǔ)課程實驗教學(xué)存在以下問題：

（一）教學(xué)資源不足，學(xué)生沒有足夠動手實踐機會

西部高校受到區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的限制，實驗設(shè)備老舊且臺套數(shù)少，無法為學(xué)生提供足夠的實踐機會。在實驗分組中，很多情況下受實驗學(xué)時所限，出現(xiàn)近十人一組，甚至人數(shù)更多。這種情況下，實驗中只有個別學(xué)生能夠?qū)嶋H動手操作，多數(shù)學(xué)生只是看別人做實驗。

（二）教育觀念陳舊，實驗教學(xué)沒有得到足夠重視

西部高校教師教育觀念保守，仍無法完全擺脫傳統(tǒng)的教學(xué)觀念。實驗教學(xué)依附于理論教學(xué)，僅僅是理論教學(xué)的輔助手段，實驗更注重對課堂理論知識的驗證。我?，F(xiàn)有《機械原理》《機械設(shè)計》《機械設(shè)計基礎(chǔ)》三門課程中，每門課程各有3個實驗項目，每個實驗2學(xué)時，無論是從實驗項目的數(shù)量上還是實驗學(xué)時上與理論教學(xué)相比都非常少，只有1個創(chuàng)新設(shè)計實驗，其余均為驗證實驗。實驗中教師是主體，實驗的設(shè)置、實施、評價及管理都掌握在教師手中，學(xué)生只能在老師的示范指導(dǎo)下完成規(guī)定的內(nèi)容，學(xué)生完全是被動的參與，根本無法激發(fā)學(xué)生主動參與的積極性。

另外，從實驗成績的評價方面看，實驗教學(xué)也難以引起學(xué)生的重視。在課程教學(xué)中，教師注重理論知識的傳授，期末的成績評定也重點考核學(xué)生對理論知識的掌握情況，實驗成績在總評成績中所占比例極小。同時由于實驗采用分組完成，成績評定依據(jù)實驗報告，同組人員間存在抄襲現(xiàn)象，這樣對認(rèn)真完成的同學(xué)來說是不公平的。

（三）實驗內(nèi)容相對孤立，缺乏系統(tǒng)性

機械設(shè)計基礎(chǔ)課程理論教學(xué)中，各章節(jié)內(nèi)容相對獨立，致使依附于理論的實驗項目僅僅服務(wù)于單個的理論知識點，注重對某一理論知識的驗證，忽視了實驗內(nèi)容之間本身的內(nèi)在聯(lián)系，缺乏系統(tǒng)性。實驗教學(xué)中，教師多是教會學(xué)生正確操作儀器設(shè)備及獲取實驗數(shù)據(jù)，而不注重向?qū)W生介紹為什么采用這種方法。學(xué)生在實驗過程中只是重復(fù)執(zhí)行老師講的操作流程，記錄數(shù)據(jù)，沒有主動去思考是否還有其他方法。在這樣的實驗教學(xué)中，學(xué)生對于實驗的一般方法和手段并沒有形成完整和系統(tǒng)的認(rèn)識，無法掌握機械測量的一般理論和方法。

二、實驗教學(xué)改革的目標(biāo)與思路

（一） 實驗教學(xué)改革的目標(biāo)

西部高校主要有兩大任務(wù)：一是培養(yǎng)人才；二是服務(wù)地方經(jīng)濟社會發(fā)展?；诖耍_立了實驗教學(xué)改革的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力，實驗的基本技能，創(chuàng)新意識，知識的綜合應(yīng)用能力和解決實際工程問題的能力。

（二）實驗教學(xué)改革的思路

實驗教學(xué)改革中，以培養(yǎng)能夠服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展，具有創(chuàng)新意識的工程應(yīng)用型人才為根本任務(wù)；以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，充分調(diào)動學(xué)生自主參與的積極性；通過實驗教學(xué)平臺的建設(shè)和實驗項目內(nèi)容的優(yōu)化，保證學(xué)生有充分的動手實踐機會；完善實驗教學(xué)體系，挖掘?qū)W生潛能，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，建立學(xué)生的工程意識。

三、實驗教學(xué)改革措施

（一）構(gòu)建多層次，逐層遞進的實驗教學(xué)體系

實驗教學(xué)目標(biāo)要靠實驗教學(xué)體系支撐，傳統(tǒng)實驗教學(xué)中相互孤立的實驗項目不利于學(xué)生對實驗一般性理論、方法的掌握，更難以培養(yǎng)學(xué)生綜合創(chuàng)新能力。改革中將實驗項目層次化，體現(xiàn)梯度性，構(gòu)建了“多層次，逐層遞進”的實驗教學(xué)體系，如下表所示。通過基礎(chǔ)能力的形成、綜合分析能力的訓(xùn)練、創(chuàng)新意識的培養(yǎng)三個層次逐步實現(xiàn)由理論到工程實踐的過渡。

機械設(shè)計基礎(chǔ)系列課程實驗教學(xué)體系

第一層為基礎(chǔ)型實驗，促進學(xué)生掌握基本原理，重點培養(yǎng)學(xué)生的基本技能，是實驗教學(xué)體系的基礎(chǔ)。第二層為綜合分析型實驗，提高學(xué)生動手實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生對知識綜合應(yīng)用和解決問題的能力。第三層為創(chuàng)新設(shè)計型實驗，鼓勵學(xué)生探索創(chuàng)新，自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。三個層次之間呈遞進關(guān)系，卻又相對獨立。每個層次有不同的培養(yǎng)目標(biāo)，但都基于學(xué)生的實踐能力培養(yǎng)，隨著層次提升，學(xué)生實踐能力顯著提高。

（二）實驗獨立設(shè)課

將《機械原理》《機械設(shè)計》《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程實驗從課程中分離出來，單獨設(shè)立1學(xué)分，16學(xué)時的《機械設(shè)計基礎(chǔ)實驗》，實驗學(xué)時和實驗項目數(shù)量都大幅提高。這樣做可以打破實驗教學(xué)附屬于理論教學(xué)的傳統(tǒng)格局，提高實驗教學(xué)地位。同時，實驗單獨設(shè)課后，成績單獨考核，可以引起學(xué)生對實驗的重視，有利于加強學(xué)生參與實驗的自覺性。成績評定時，不僅僅依據(jù)實驗報告，也注重實驗過程中的動手能力和創(chuàng)新意識，以此激勵學(xué)生積極主動參與實驗，探索創(chuàng)新。

（三）加大實驗硬件建設(shè)

實驗教學(xué)想要順利開展，離不開硬件平臺建設(shè)。西部高校原本設(shè)備陳舊、資源不足，經(jīng)濟落后，在實驗硬件建設(shè)時更要充分利用有限的資金。依據(jù)實驗教學(xué)體系，優(yōu)化資源，整體規(guī)劃，建設(shè)能夠滿足三個不同層次實驗教學(xué)需要的硬件平臺。設(shè)備選型時，更注重功能性，盡量避免選擇單一功能的實驗設(shè)備，為學(xué)生提供充分的動手實踐的機會。

（四）合理設(shè)計實驗內(nèi)容，提供自選實驗

為保證每一位學(xué)生都能在實驗中動手實踐，增加實驗設(shè)備的臺套數(shù)是最有效的方法，但對西部高校來說，一味地追求設(shè)備臺套數(shù)是不現(xiàn)實的，唯有通過合理設(shè)計實驗內(nèi)容，為學(xué)生提供豐富的自選實驗項目，解決這一問題。設(shè)計實驗內(nèi)容時，考慮學(xué)生個體差異，在每個層次實驗中設(shè)計不同難度的實驗項目。雖然傳統(tǒng)實驗項目多為驗證型實驗，但一些經(jīng)典驗證實驗有助于學(xué)生理解基本原理，掌握基本技能，所以應(yīng)予以保留。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計豐富的綜合分析型實驗和適量的創(chuàng)新設(shè)計型實驗。具體實施中，要求學(xué)生在每個層次實驗中有一定數(shù)量的必做實驗和選做實驗，其余可根據(jù)學(xué)生能力和興趣任意選擇，因材施教。比如：假設(shè)每個實驗2學(xué)時，16學(xué)時共8個實驗，那么學(xué)生在第一層次中有2個必做實驗，第二層次中有1個必做實驗，除此之外，三個層次實驗中每一層次還要選做1個實驗，剩余2個實驗可以在任意層次實驗中進行選擇。這樣做一方面，學(xué)生同一時間可以分散在不同的實驗中，在實驗設(shè)備有限的情況下，也可以保證每位學(xué)生能夠動手參與；另一方面，學(xué)生可以根據(jù)自己的能力和興趣選擇實驗項目，可以有效激發(fā)學(xué)生參與實驗的主動性，以學(xué)生為主體。

四、結(jié)束語

西部高校肩負(fù)著服務(wù)地方經(jīng)濟發(fā)展的重任，要培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識、工程實踐能力強的應(yīng)用型技術(shù)人才。然而，西部高校在教育資源、教育觀念等方面與東部高校存在較大差距。實驗教學(xué)作為重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力的第一陣地，在西部高校推動實驗教學(xué)改革具有深遠(yuǎn)的意義。機械設(shè)計基礎(chǔ)系列課程實驗教學(xué)改革， （下轉(zhuǎn)91頁）（上接50頁）在分析西部高?，F(xiàn)狀后，結(jié)合我校實際，明確改革目標(biāo)和思路，提出一些改革措施。如何進一步在實踐中完善實驗教學(xué)，還需今后不斷的探索，這也是一項值得深入研究的課題。

基金項目：青海大學(xué)教育教學(xué)研究項目（項目編號：JY141512）。

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