機(jī)械工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題及對(duì)策

劉新彬　李天生　張洪

摘 要：實(shí)驗(yàn)教學(xué)是應(yīng)用型本科教育的重要組成部分，在培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力方面，有著不可替代的作用。以湖南工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)為例，總結(jié)了目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，分析了問(wèn)題產(chǎn)生的原因，最后給出了相應(yīng)的對(duì)策和建議，可為其它應(yīng)用型本科專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：機(jī)械工程 高校實(shí)驗(yàn)室 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 隊(duì)伍建設(shè)

Problems and Countermeasures in Experimental Teaching of Mechanical Engineering

Liu Xinbin Li Tiansheng Zhang Hong

Abstract：Experimental teaching is an important part of applied undergraduate education. It plays an irreplaceable role in cultivating students' innovative spirit and ability to integrate theory with practice. Taking the experimental teaching link of mechanical engineering major in the School of Mechanical Engineering of Hunan Institute of Technology as an example， the article summarizes the existing problems in experimental teaching， analyzes the causes of the problems， and finally gives corresponding countermeasures and suggestions， which can be used for other applied undergraduates， and professional experimental teaching.

Key words：mechanical engineering， university laboratory， experimental teaching， team building

1 引言

在“新工科”背景下，高校及社會(huì)對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)提出了更高的要求，更加注重素質(zhì)教育，特別是創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[1]。如何加大高校教學(xué)改革力度，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量水平，以滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的需求，是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題[2]。本文以湖南工學(xué)院機(jī)械學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行梳理，并分析其原因，提出相應(yīng)的策略，同時(shí)為其它應(yīng)用型本科院校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供借鑒。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題

2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式缺乏創(chuàng)新

早期，我校機(jī)械工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)在教學(xué)過(guò)程重理論、輕實(shí)踐的現(xiàn)象比較突出。在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，采用“教師講，學(xué)生做”的傳統(tǒng)模式，主要以驗(yàn)證性和演示性實(shí)驗(yàn)為主，如流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)、電工電子實(shí)驗(yàn)、精密測(cè)量實(shí)驗(yàn)、塑性成形實(shí)驗(yàn)、熱處理實(shí)驗(yàn)等;設(shè)計(jì)性、探究性實(shí)驗(yàn)較少，過(guò)多的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)不利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和熱情。并且整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程忽視了學(xué)生的主體作用，無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神。在國(guó)家新工科教育體系的支持下，我院實(shí)驗(yàn)課的模式也進(jìn)行了一定的改進(jìn)，開(kāi)始重視研究性、設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，但目前還在摸索期，缺少一套成熟的體系，沒(méi)有發(fā)揮出實(shí)驗(yàn)設(shè)備的真正作用，也沒(méi)有最大限度地激發(fā)出學(xué)生的潛能。

2.2 師資隊(duì)伍力量薄弱，無(wú)法滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求

高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)是將理論應(yīng)用到實(shí)踐中去，是培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才的重要環(huán)節(jié)。建設(shè)一流的應(yīng)用型本科院校，實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍的建設(shè)不容忽視[3]。目前，國(guó)內(nèi)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)師資隊(duì)伍建設(shè)一直沒(méi)有得到足夠重視，存在實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍數(shù)量不足，教師隊(duì)伍質(zhì)量不高等因素，造成實(shí)驗(yàn)技術(shù)力量薄弱。

我院實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍由專(zhuān)職實(shí)驗(yàn)教師、部分理論課教師和實(shí)驗(yàn)室管理人員組成。從實(shí)驗(yàn)教師人員數(shù)量來(lái)看，專(zhuān)職實(shí)驗(yàn)人員較少，大部分實(shí)驗(yàn)課程由理論課老師代上，理論課教師要用大量的時(shí)間上理論課，投入到實(shí)驗(yàn)課的精力有限，這將導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課的質(zhì)量下降。從教師隊(duì)伍結(jié)構(gòu)來(lái)看，實(shí)驗(yàn)教師“斷層”現(xiàn)象嚴(yán)重，以新進(jìn)教師和年齡較大的教師為主，并且教師學(xué)歷偏低，本科學(xué)歷占大多數(shù)，少量的碩士研究生，年齡偏大的教師對(duì)新知識(shí)的接收有一定的限制，拿著多年不變的教案在上課，導(dǎo)致學(xué)生接受的知識(shí)不夠先進(jìn)、不夠前沿，新進(jìn)的教師要上好實(shí)驗(yàn)課，需要有一段時(shí)間的培養(yǎng)和鍛煉，偏低的學(xué)歷結(jié)構(gòu)將不利于綜合性、設(shè)計(jì)性和研究性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)。這些都阻礙了創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

2.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備管理不規(guī)范

國(guó)家對(duì)新工科人才的培養(yǎng)日益重視，對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器等基礎(chǔ)設(shè)施的資金投入也不斷加強(qiáng)，但是高校實(shí)驗(yàn)室在設(shè)備儀器管理中存在一定的問(wèn)題，結(jié)合我院實(shí)驗(yàn)室的情況，可以分析總結(jié)為以下幾點(diǎn)：

（1）儀器設(shè)備的管理制度不完善。由于實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備配置主要依賴(lài)中央財(cái)政支持，很難提高固定資產(chǎn)的管理意識(shí)，在資產(chǎn)管理工作中，只注重采購(gòu)，而忽視了后期的使用、維護(hù)和報(bào)廢管理。部分實(shí)驗(yàn)儀器已損壞，但是報(bào)廢流程繁瑣，一直占用實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所，使得新進(jìn)設(shè)備無(wú)法擺放使用;

（2）儀器設(shè)備的后期維護(hù)困難。由于學(xué)校實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)應(yīng)用不合理，大部分經(jīng)費(fèi)用于設(shè)備的采購(gòu)，而只有一小部分用于設(shè)備維護(hù)。過(guò)了質(zhì)保期的設(shè)備，由于維護(hù)經(jīng)費(fèi)緊張得不到相應(yīng)的維護(hù)，部分設(shè)備用不了幾年就處于半報(bào)廢的邊緣，導(dǎo)致部分實(shí)驗(yàn)無(wú)法正常進(jìn)行;

（3）部分設(shè)備利用率不高。有些設(shè)備只供本院學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，而專(zhuān)業(yè)學(xué)生人數(shù)較少，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)設(shè)備利用率不高。

2.4 實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核評(píng)價(jià)機(jī)制不完善

高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，如何反映學(xué)生對(duì)新知識(shí)掌握的情況，體現(xiàn)出實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果和成效，合理的考核評(píng)價(jià)機(jī)制極其重要[4]。但是，目前很多高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核不合理，主要以實(shí)驗(yàn)到課率、實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況等較為單一的考核方法進(jìn)行考核，這種考核方式，雖然在一定程度上對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行了檢測(cè)，但不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，也不利于整體教學(xué)質(zhì)量的提高。

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)耗材等的限制，大部分實(shí)驗(yàn)不是每位學(xué)生都能親自動(dòng)手操作，如我院開(kāi)設(shè)的數(shù)控機(jī)床刀具溫度與振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)、數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修、金屬材料硬度測(cè)試等相關(guān)實(shí)驗(yàn)，往往是少部分學(xué)生操作，其他大部分學(xué)生進(jìn)行觀察和記錄，實(shí)驗(yàn)報(bào)告也是小組共同完成，最終給出實(shí)驗(yàn)成績(jī)，這種考核評(píng)價(jià)方式，沒(méi)有體現(xiàn)個(gè)體的差異化，這將直接影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，不利于高素質(zhì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

3 提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的對(duì)策

3.1 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和手段

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，要體現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力、培養(yǎng)學(xué)生主觀能動(dòng)性的精神，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的能力，應(yīng)采用豐富的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式，綜合運(yùn)用觀察、設(shè)計(jì)、制作等多種方法和手段，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的趣味性和吸引力，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和效果。

對(duì)所涉及的實(shí)驗(yàn)按照驗(yàn)證性、研究性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行歸類(lèi)，采取分層教學(xué)的方法。對(duì)研究性和設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，選擇感興趣的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，自主選題、查找文獻(xiàn)、制定實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)方法，自主實(shí)驗(yàn)并獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中教師僅作針對(duì)性的指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立自主的科研能力和動(dòng)手能力，同時(shí)達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新的能力的目的。

采用現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。有些實(shí)驗(yàn)由于場(chǎng)地、設(shè)備、安全等的限制，無(wú)法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，應(yīng)該利用國(guó)家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

3.2 以隊(duì)伍建設(shè)為抓手，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

實(shí)驗(yàn)室?guī)熧Y隊(duì)伍方面，制定有利于實(shí)驗(yàn)室教師發(fā)展的快通道，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。一是完善實(shí)驗(yàn)室隊(duì)伍管理機(jī)制，對(duì)實(shí)驗(yàn)人員結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，從工作內(nèi)容、崗位工資和晉升通道等各方面考慮，制定高水平人才引進(jìn)和促進(jìn)目前實(shí)驗(yàn)室教師工作積極性的激勵(lì)政策。二是加強(qiáng)校內(nèi)實(shí)驗(yàn)教師之間和校外相關(guān)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教師間的交流，包括現(xiàn)場(chǎng)考察交流、建立網(wǎng)絡(luò)群交流等。通過(guò)交流，提升實(shí)驗(yàn)教師的教學(xué)水平。三是加強(qiáng)新進(jìn)實(shí)驗(yàn)教師的技能培訓(xùn)，并對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教師進(jìn)行不定期的培訓(xùn)，以便提升實(shí)驗(yàn)人員的教學(xué)方法、對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程出現(xiàn)的各種問(wèn)題的應(yīng)對(duì)能力等。

3.3 加快實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

盡快建立和落實(shí)廢舊設(shè)備的淘汰機(jī)制，加大投入，保質(zhì)保量配置并及時(shí)更新教學(xué)儀器設(shè)備，并確保實(shí)驗(yàn)耗材充足，滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)人員在實(shí)驗(yàn)儀器使用和維護(hù)方面的培訓(xùn)，能夠正確使用和維護(hù)儀器，并且加大實(shí)驗(yàn)儀器的維護(hù)經(jīng)費(fèi)投入，保證各實(shí)驗(yàn)儀器能正常工作，延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)儀器的使用壽命。在實(shí)驗(yàn)室設(shè)備利用率方面，建立與其它學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室共享機(jī)制，提高實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放程度。落實(shí)實(shí)驗(yàn)室管理制度，合理配置實(shí)驗(yàn)室管理人員，確保實(shí)驗(yàn)室規(guī)范有效管理。

3.4 完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核評(píng)價(jià)機(jī)制

在高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，僅僅通實(shí)驗(yàn)課出勤率、實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況等較為單一的考核評(píng)價(jià)方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核，無(wú)法對(duì)學(xué)生的能力進(jìn)行全面考察，無(wú)法培養(yǎng)出高素質(zhì)應(yīng)用型人才。因此，對(duì)于應(yīng)用型本科院校而言，要不斷提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，完善考核評(píng)價(jià)機(jī)制。具體而言，實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師要通過(guò)多元結(jié)合的考核方式，整個(gè)考核包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、課堂出勤及表現(xiàn)等4方面內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，隨機(jī)點(diǎn)名學(xué)生，讓學(xué)生能夠獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作。并且為了調(diào)動(dòng)實(shí)驗(yàn)課學(xué)生的積極性，整個(gè)評(píng)價(jià)過(guò)程中分為教師評(píng)價(jià)和學(xué)生互評(píng)等環(huán)節(jié)，充分體現(xiàn)學(xué)生的自主權(quán)，有利于學(xué)生自我認(rèn)識(shí)、自我改進(jìn)，達(dá)到完善自我的目的。合理的考核評(píng)價(jià)機(jī)制，能夠更好地保證學(xué)生自身全面穩(wěn)定發(fā)展，激勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生成長(zhǎng)成才。

4 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是創(chuàng)新實(shí)踐人才培養(yǎng)的重要途徑。實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題，也是長(zhǎng)期累積的結(jié)果，各高校要開(kāi)拓思路、積極探索，不斷完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，為社會(huì)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才做貢獻(xiàn)。

資助課題：教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目（201802181003）;湖南省教研教改項(xiàng)目 （湘教通[2018]436 號(hào)）;湖南工學(xué)院教研教改項(xiàng)目（JY201949）

參考文獻(xiàn)：

[1]郭愛(ài)美，朱玉紅.高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)實(shí)踐的改革路徑探析[J].創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)教育，2020，11（05）：33-39.

[2]彭麗，李剛俊，李虹霖，程明.以問(wèn)題為導(dǎo)向的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2020，39（09）：216-220.

[3]張克，任遠(yuǎn)坤.加強(qiáng)高校實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍建設(shè)，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)可持續(xù)發(fā)展[J].科教導(dǎo)刊（上旬刊），2017（07）：183-184.

[4]林夢(mèng)泉，陳燕，李勇，張瑾.新時(shí)代大學(xué)學(xué)科成效評(píng)價(jià)理論框架與應(yīng)用探索[J].中國(guó)高教研究，2021（03）：14-21.