能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式與考核方式改革

曾晰

[摘 要]為滿(mǎn)足高等教育改革的需要，培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新實(shí)踐型人才，針對(duì)能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)課程實(shí)驗(yàn)存在的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，通過(guò)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式與實(shí)驗(yàn)考核方式等措施，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行了改革，實(shí)現(xiàn)了由以教師為中心向以學(xué)生為中心的轉(zhuǎn)變，提高了學(xué)生的科研興趣和自學(xué)能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維意識(shí)，提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和綜合分析能力。

[關(guān)鍵詞]能源與動(dòng)力工程;實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式;考核方式;課程改革

[中圖分類(lèi)號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2019）09-0052-03

一、引言

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是整個(gè)教學(xué)工作中的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的重要途徑[1]。能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)作為特色工科專(zhuān)業(yè)，其大多數(shù)的研究成果都是通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的，實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以說(shuō)在培養(yǎng)工科學(xué)生的專(zhuān)業(yè)、創(chuàng)新和分析解決問(wèn)題的能力等方面有著理論教學(xué)不可替代的作用[2]。隨著我國(guó)對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求的不斷提高，高校對(duì)學(xué)生創(chuàng)新與實(shí)踐能力的培養(yǎng)越來(lái)越重視，實(shí)驗(yàn)課程所占比例越來(lái)越大，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革迫在眉睫[3]。

近年來(lái)，我國(guó)多所高校不斷對(duì)能源動(dòng)力類(lèi)專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革進(jìn)行探索，以提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平和教學(xué)效果，并取得了良好成效[4-6]，但每所院校及其專(zhuān)業(yè)的辦學(xué)定位和辦學(xué)特點(diǎn)不同，存在的問(wèn)題也不盡相同。筆者所在的貴州大學(xué)電氣工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)（下文簡(jiǎn)稱(chēng)為能動(dòng)專(zhuān)業(yè)）教研室在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的實(shí)踐中取得了一些顯著的成果[7-9]，得到了廣大師生的肯定。本文在上述研究的基礎(chǔ)上思考了我校能動(dòng)專(zhuān)業(yè)目前在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，根據(jù)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃及“十三五”實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)劃，按照 “厚基礎(chǔ)，重實(shí)踐，強(qiáng)能力”的培養(yǎng)目標(biāo)，在學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的支持下，對(duì)能動(dòng)專(zhuān)業(yè)課程實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)模式和考核方式的改革，積極引導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解，提高學(xué)生提出問(wèn)題、思考問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新思維意識(shí)[10]。

二、能動(dòng)專(zhuān)業(yè)課程實(shí)驗(yàn)?zāi)壳按嬖诘膯?wèn)題

自2005級(jí)開(kāi)始，我校能動(dòng)專(zhuān)業(yè)將鍋爐原理、汽輪機(jī)原理和熱工過(guò)程自動(dòng)調(diào)節(jié)三大專(zhuān)業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)獨(dú)立開(kāi)設(shè)為18 學(xué)時(shí)1個(gè)學(xué)分的能動(dòng)專(zhuān)業(yè)課程實(shí)驗(yàn)，其中鍋爐原理實(shí)驗(yàn) 10 學(xué)時(shí)，汽輪機(jī)原理實(shí)驗(yàn) 2 學(xué)時(shí)，熱工過(guò)程自動(dòng)調(diào)節(jié)6 學(xué)時(shí)[8]，具體設(shè)有“煤的工業(yè)分析”“煤的發(fā)熱量測(cè)定”“汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)特性分析”“過(guò)程控制”4個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

相對(duì)于驗(yàn)證性的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)而言，專(zhuān)業(yè)課程實(shí)驗(yàn)更重視學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、現(xiàn)象分析和規(guī)律總結(jié)的能力培養(yǎng)。近年來(lái)，隨著我校能動(dòng)專(zhuān)業(yè)的發(fā)展、招生規(guī)模的擴(kuò)大和人才培養(yǎng)要求的提高，專(zhuān)業(yè)課程實(shí)驗(yàn)在教學(xué)過(guò)程中存在許多需要解決的問(wèn)題，主要包括以下幾個(gè)方面。

（一）“教”與“學(xué)”相脫離

傳統(tǒng)的教學(xué)理念是以教師為中心，實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要由教師授課和示范，實(shí)驗(yàn)缺乏探索性和創(chuàng)新性，學(xué)生參與度低，這樣下去，學(xué)生將無(wú)法主動(dòng)去認(rèn)識(shí)問(wèn)題和思考問(wèn)題，更無(wú)法獲得解決難題帶來(lái)的成就感，就會(huì)大大削弱學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀(guān)能動(dòng)性和積極性。

（二）理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相脫離

實(shí)驗(yàn)課獨(dú)立開(kāi)設(shè)以后，出現(xiàn)專(zhuān)業(yè)課程實(shí)驗(yàn)安排過(guò)于集中的現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)課與理論課之間缺乏銜接性和相關(guān)性，各種實(shí)驗(yàn)堆積起來(lái)的結(jié)果是學(xué)生不知從哪開(kāi)始，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)內(nèi)容脫節(jié)、遺漏或重復(fù)。配套的實(shí)驗(yàn)教材較為陳舊，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不能適應(yīng)時(shí)代發(fā)展要求，甚至有些實(shí)驗(yàn)課沒(méi)有相關(guān)教材，導(dǎo)致學(xué)生跟不上學(xué)習(xí)進(jìn)度，無(wú)法有效地將理論運(yùn)用于實(shí)踐，從而破壞了實(shí)驗(yàn)開(kāi)展對(duì)理論知識(shí)的鞏固和促進(jìn)作用。

（三）設(shè)備配套不完善，影響教學(xué)效率

專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室的配套設(shè)備相對(duì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室來(lái)說(shuō)較少，加上部分設(shè)備及儀器因配件損壞而無(wú)法正常運(yùn)行，如果維修不及時(shí)就會(huì)影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)的正常開(kāi)展。學(xué)生人數(shù)眾多，設(shè)備有限，無(wú)法保證每人都能動(dòng)手操作。實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)有限，學(xué)生只能利用課余的時(shí)間完成規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，同時(shí)實(shí)驗(yàn)教師必須加班監(jiān)督，這就會(huì)降低教學(xué)效率，影響教學(xué)計(jì)劃的正常進(jìn)行。

以上問(wèn)題的存在，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量難有明顯提高，因此必須對(duì)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式及考核方式進(jìn)行改革，并在實(shí)踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，使之適應(yīng)新形勢(shì)發(fā)展的需要。通過(guò)把傳統(tǒng)的以教師為中心的演示型實(shí)驗(yàn)教學(xué)轉(zhuǎn)變成“以人為本”、以學(xué)生為主的教學(xué)理念，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀(guān)能動(dòng)性并端正其學(xué)習(xí)態(tài)度。

三、能動(dòng)專(zhuān)業(yè)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的具體措施

（一）教學(xué)模式的改革

1. 成立“小助教”管理團(tuán)隊(duì)，“以少帶多”，指導(dǎo)全班“動(dòng)”起來(lái)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)不再是教師演示，讓學(xué)生生搬硬套，而是鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)思考并加以描述。本文選擇貴州大學(xué)電氣工程學(xué)院能動(dòng)15級(jí)1班（151班）的學(xué)生作為研究對(duì)象。該班有41人，可分為5個(gè)組，每個(gè)組8至9個(gè)人。教師首先擇優(yōu)選出組長(zhǎng)，在上課之前組織5位組長(zhǎng)進(jìn)行小班授課，向其講授實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法、操作規(guī)程以及注意事項(xiàng)等，親自示范并指導(dǎo)，確保小組長(zhǎng)們能正確使用實(shí)驗(yàn)儀器，同時(shí)告知其實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)內(nèi)容。隨后5位組長(zhǎng)化身為“小助教”，代替教師向自己的組員講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在整個(gè)過(guò)程中，“小助教”負(fù)責(zé)指導(dǎo)組員進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而教師負(fù)責(zé)解答疑惑、分析異常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，保證實(shí)驗(yàn)的安全進(jìn)行。組長(zhǎng)擔(dān)任“小助教”這一角色讓其體會(huì)到教育帶來(lái)的樂(lè)趣，也真正成為學(xué)習(xí)的主人，在指導(dǎo)其余組員的同時(shí)，不僅強(qiáng)化和鞏固了所學(xué)知識(shí)，還提高了管理能力和責(zé)任意識(shí)，增強(qiáng)了個(gè)人成就感和集體榮譽(yù)感。而教師則是把更多的精力放在引導(dǎo)學(xué)生充分提高設(shè)備使用率和使用效果上。成為“小助教”的學(xué)生并不是固定不變的，可以通過(guò)輪換的方式讓每位學(xué)生都能得到鍛煉。

2. 建立良好的師生互動(dòng)學(xué)習(xí)機(jī)制，教師引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考問(wèn)題

在實(shí)驗(yàn)分組進(jìn)行的學(xué)習(xí)模式下，學(xué)生必須分工明確，同時(shí)又要團(tuán)結(jié)合作，以確保每個(gè)人都能參與其中，這樣不僅能夠促進(jìn)學(xué)生之間的交流與合作，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神，還能夠提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)興趣。如果遇到問(wèn)題，學(xué)生就會(huì)通過(guò)互相討論去解決問(wèn)題，教師也積極參與學(xué)生討論，形成良好的師生互動(dòng)討論氛圍。教師引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，鼓勵(lì)學(xué)生多提問(wèn)，允許學(xué)生標(biāo)新立異，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展。

3. 合理安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間，跟進(jìn)理論課程學(xué)習(xí)，靈活運(yùn)用課余時(shí)間

雖然實(shí)驗(yàn)課獨(dú)立開(kāi)設(shè)，但是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)行仍需配合理論課程的進(jìn)度安排，合理安排好每個(gè)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展時(shí)間和學(xué)時(shí)。

各個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間既要獨(dú)立又要有銜接，例如“煤的工業(yè)分析”和“煤的發(fā)熱量測(cè)定實(shí)驗(yàn)”是對(duì)煤的水分、灰分、揮發(fā)分、發(fā)熱量進(jìn)行測(cè)量從而判斷煤的種類(lèi)，是鍋爐原理課程的重要部分，因此需要學(xué)生提前了解如何選擇煤樣及制作煤粉的過(guò)程?！捌啓C(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)特性分析實(shí)驗(yàn)”是汽輪機(jī)原理當(dāng)中最重要的一門(mén)課帶實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)操作分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，掌握轉(zhuǎn)子的振動(dòng)特性及故障診斷方法?！斑^(guò)程控制實(shí)驗(yàn)”是用TKGK-1型過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)單容水箱進(jìn)行液位PID控制，需要學(xué)生提前學(xué)習(xí)熱工測(cè)量及儀表中溫度控制及傳感器的工作原理。由此可見(jiàn)，實(shí)驗(yàn)是建立在具備理論知識(shí)的基礎(chǔ)上的，所以一定要將配套實(shí)驗(yàn)安排在相應(yīng)的理論教學(xué)之后，使學(xué)生能及時(shí)跟進(jìn)學(xué)習(xí)進(jìn)度，在“做中學(xué)”，從而更好地掌握相應(yīng)的理論知識(shí)。

另外，由于設(shè)備有限，每堂實(shí)驗(yàn)課只安排兩三個(gè)小組同時(shí)進(jìn)行或者輪流進(jìn)行，以避免學(xué)生“干瞪眼”或者“投機(jī)取巧”，摘抄別人的實(shí)驗(yàn)成果。

（二）考核及評(píng)價(jià)方式的改革

根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱規(guī)定，實(shí)驗(yàn)課不能把實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為唯一的評(píng)定依據(jù)，實(shí)驗(yàn)總評(píng)成績(jī)應(yīng)由平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)共同構(gòu)成，平時(shí)成績(jī)包括操作表現(xiàn)、出勤率、互動(dòng)問(wèn)答等內(nèi)容，期末成績(jī)包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告和自我總結(jié)。實(shí)驗(yàn)的考查更加注重實(shí)踐過(guò)程，因此平時(shí)成績(jī)所占比例較大，占60%，期末成績(jī)占40%。平時(shí)缺勤次數(shù)超過(guò)總次數(shù)的30%，或者缺交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告數(shù)量超過(guò)總量的30%，或者實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)低于60分（總分100）的則不能獲得學(xué)分。

實(shí)驗(yàn)報(bào)告全部由同一名教師來(lái)批改，其評(píng)定依據(jù)包括內(nèi)容的完整性、數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性、分析過(guò)程以及結(jié)論的可靠性等。平時(shí)成績(jī)則以小組為單位進(jìn)行評(píng)分，組員由組長(zhǎng)來(lái)評(píng)分，組長(zhǎng)由教師來(lái)評(píng)分。每次實(shí)驗(yàn)應(yīng)安排至少兩個(gè)組同時(shí)進(jìn)行，讓各組互相監(jiān)督，組長(zhǎng)及時(shí)向教師匯報(bào)實(shí)驗(yàn)進(jìn)展情況，讓考核結(jié)果更加客觀(guān)準(zhǔn)確地反映學(xué)生的真實(shí)水平。

四、能動(dòng)專(zhuān)業(yè)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的實(shí)施效果

（一）教改班和傳統(tǒng)班實(shí)驗(yàn)成績(jī)統(tǒng)計(jì)分析

能動(dòng)專(zhuān)業(yè)課程實(shí)驗(yàn)在第8學(xué)期第12周開(kāi)始，本文選擇能動(dòng)151班作為教改班，為便于比較而選擇同年級(jí)的另一班級(jí)（152班）進(jìn)行對(duì)比，該班未實(shí)施教改模式，稱(chēng)為傳統(tǒng)班。教改實(shí)施前，這兩個(gè)班的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)成績(jī)水平基本相同，人數(shù)也相近（151班有41人，152班有40人），這有利于更加客觀(guān)地評(píng)價(jià)教改效果。這兩個(gè)班由同一教師同時(shí)進(jìn)行授課，所用實(shí)驗(yàn)大綱和指導(dǎo)書(shū)相同，僅教學(xué)模式不同，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對(duì)這兩個(gè)班進(jìn)行綜合能力評(píng)價(jià)，考核方式均按照前面所述方式實(shí)施。這兩個(gè)班的綜合成績(jī)?nèi)绫?所示。

由表1可看出，此兩班雖然都沒(méi)有不及格的，但與教改班相比，傳統(tǒng)班的低分率較高，70分以下的人數(shù)占比約為40%;在高分段，教改班90分以上的人數(shù)約為34%，而傳統(tǒng)班只有7.5%左右;傳統(tǒng)班的平均分為79.9，而教改班的平均分為85.7。

正如前面所述，綜合成績(jī)?cè)u(píng)定由平時(shí)表現(xiàn)和最終的實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量共同構(gòu)成，表1的結(jié)果表明與傳統(tǒng)班相比，教改班有較為明顯的優(yōu)勢(shì)，具體表現(xiàn)在：一是學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度發(fā)生了很大的變化，不僅上課出勤率達(dá)到100%，而且因故缺勤的學(xué)生會(huì)主動(dòng)要求補(bǔ)做實(shí)驗(yàn)。二是學(xué)生的表達(dá)能力有了明顯的提高，勇于在眾人面前表達(dá)自己的想法，增強(qiáng)了自信，這將有助于學(xué)生今后順利融入社會(huì)。三是“小助教”的教學(xué)模式是學(xué)生在掌握了實(shí)驗(yàn)原理和操作方法的前提下完成的，減少了錯(cuò)誤操作導(dǎo)致設(shè)備損壞而影響實(shí)驗(yàn)正常進(jìn)行的現(xiàn)象。四是“小助教”這一角色有利于學(xué)生站在教師的角度思考問(wèn)題，幫助學(xué)生提升自學(xué)能力的同時(shí)，還激勵(lì)學(xué)生自覺(jué)遵守課堂紀(jì)律，更好地完成實(shí)驗(yàn)。五是學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量不論是與自身的縱向比較還是與其他同學(xué)的橫向比較都有大幅度的提高。

綜上，采用“小助教”教學(xué)模式的班級(jí)，其學(xué)生在綜合能力方面優(yōu)于傳統(tǒng)班級(jí)的學(xué)生，而且“小助教”在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中起到了傳幫帶的作用，提高了教學(xué)效果。

（二）教改班和傳統(tǒng)班問(wèn)卷調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，為進(jìn)一步對(duì)比兩班的教學(xué)效果，針對(duì)課堂教學(xué)效果的滿(mǎn)意程度分別對(duì)教改班（41人）和傳統(tǒng)班（40人）的學(xué)生做了問(wèn)卷調(diào)查，并對(duì)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，如表2所示。

從表2可以看出，在調(diào)查的9項(xiàng)內(nèi)容中，教改班80%以上的學(xué)生認(rèn)為是最佳和較佳，而傳統(tǒng)班只有不到50%的學(xué)生認(rèn)為是最佳和較佳，這表明實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用“小助教”的教改模式更受學(xué)生歡迎和認(rèn)可，角色的轉(zhuǎn)變有利于促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)去學(xué)習(xí)并掌握更多知識(shí)，使其學(xué)習(xí)興趣變濃，師生互動(dòng)增強(qiáng)，學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力和學(xué)習(xí)成就感明顯增強(qiáng)。

五、結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是全部教學(xué)過(guò)程中不可缺少的重要組成部分，是關(guān)鍵的教學(xué)環(huán)節(jié)之一。本文對(duì)貴州大學(xué)能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)存在的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題進(jìn)行了思考，結(jié)合本專(zhuān)業(yè)的實(shí)際情況，提出了與之相適應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和考核方式改革的具體實(shí)施方案。經(jīng)過(guò)一年的教學(xué)實(shí)踐，考核結(jié)果體現(xiàn)了該教學(xué)改革的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查的形式也驗(yàn)證了其可行性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革需要與時(shí)俱進(jìn)，筆者所在項(xiàng)目組在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方面仍然需要繼續(xù)探索。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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