農(nóng)業(yè)院校機(jī)械類專業(yè)以創(chuàng)新競(jìng)賽為驅(qū)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式研究

付辰琦 陳曉明

摘 要：針對(duì)農(nóng)業(yè)院校農(nóng)業(yè)工程相關(guān)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，采用以創(chuàng)新競(jìng)賽為引導(dǎo)來(lái)構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)框架的方式，探討如何將創(chuàng)新競(jìng)賽與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合來(lái)增強(qiáng)教學(xué)效果，提高人才培養(yǎng)水平。本文介紹了在本科實(shí)驗(yàn)課程中開展競(jìng)賽單元的具體實(shí)施過程。實(shí)踐證實(shí)創(chuàng)新競(jìng)賽可以明顯提高學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究能力。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)院校; 創(chuàng)新競(jìng)賽; 實(shí)驗(yàn); 教學(xué)模式; 人才培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G642.0? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-3315（2021）11-181-002

實(shí)驗(yàn)課程是農(nóng)業(yè)院校機(jī)械類專業(yè)不可或缺的重要教學(xué)組成部分。實(shí)驗(yàn)課的意義是通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)演示和操作，將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用，使學(xué)生理解并掌握相關(guān)課程的知識(shí)點(diǎn)，從而培養(yǎng)具有實(shí)踐能力及創(chuàng)新素質(zhì)的人才^[1-3]。因此，高校教學(xué)改革已將實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為一項(xiàng)重要內(nèi)容，著力探索更有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式。其中，創(chuàng)新競(jìng)賽能極大地提高學(xué)生的專業(yè)知識(shí)轉(zhuǎn)換實(shí)踐應(yīng)用能力，提高學(xué)生的問題解決能力，并能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神^[4]。因此，以創(chuàng)新競(jìng)賽作為驅(qū)動(dòng)，來(lái)引領(lǐng)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革，具備很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

1.農(nóng)業(yè)院校機(jī)械類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

多年來(lái)，國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)院校在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面做了很多嘗試和改革，并取得了一些成果。但從培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐素質(zhì)和樹立創(chuàng)新人才的角度來(lái)看，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量不高，學(xué)生普遍缺乏創(chuàng)新和實(shí)踐能力。具體來(lái)講，我國(guó)農(nóng)業(yè)院校機(jī)械類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要存在以下問題：

1.1教學(xué)內(nèi)容及設(shè)計(jì)落后

在教學(xué)內(nèi)容方面，實(shí)驗(yàn)課教學(xué)知識(shí)點(diǎn)多、原理性強(qiáng)、存在諸多難以理解的問題;沒有適合實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的相關(guān)教材或指導(dǎo)書。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多以驗(yàn)證性為主，即已知道結(jié)論并對(duì)其驗(yàn)證，沒有實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新^[5-7];在課程設(shè)置方面，實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)少，不足以與理論教學(xué)相匹配;在教學(xué)設(shè)計(jì)方面，重講授輕實(shí)踐，忽視了學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。教師重視知識(shí)點(diǎn)的講授以及實(shí)驗(yàn)過程的演示，學(xué)生被動(dòng)接收知識(shí)，缺乏足夠的實(shí)驗(yàn)操作。

1.2實(shí)驗(yàn)硬件設(shè)施陳舊

在農(nóng)業(yè)院校中，與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建設(shè)相關(guān)的學(xué)科專業(yè)更受重視，得到學(xué)校和教育部門政策、人、財(cái)、物的支持更多。機(jī)械類專業(yè)由于投入不足而較缺乏大型新型高端實(shí)驗(yàn)設(shè)備，缺乏重大項(xiàng)目支持和導(dǎo)向，導(dǎo)致機(jī)械類專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)發(fā)展緩慢落后。實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量少，質(zhì)量低，設(shè)備種類缺乏體系支撐。機(jī)械類專業(yè)實(shí)驗(yàn)所需耗材價(jià)格貴，且種類多，實(shí)驗(yàn)課程需求量大，在經(jīng)費(fèi)有限的情況下，往往達(dá)不到理想的實(shí)驗(yàn)效果^[8-10]。

1.3理論脫離實(shí)際應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容沒有與社會(huì)需求同步，前沿性學(xué)科研究方向設(shè)計(jì)較少。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)沒有能夠緊跟科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，未能夠做到教學(xué)內(nèi)容對(duì)應(yīng)社會(huì)實(shí)際需要同步更新。

1.4學(xué)生主動(dòng)創(chuàng)造不足

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課中，囿于實(shí)驗(yàn)器材的單一、陳舊、落后等硬件設(shè)備的制約，以及傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課堂中教師授課模式的固化，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課中的主觀能動(dòng)性較差，參與積極性不高，由此導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容程式化，實(shí)驗(yàn)結(jié)論形式化嚴(yán)重。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入創(chuàng)新競(jìng)賽的原則

實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是指高校在教學(xué)實(shí)踐中通過探索和實(shí)踐，逐步完善提高而形成的教學(xué)活動(dòng)的基本內(nèi)容的框架形式，是在教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)理論思想約束下對(duì)學(xué)生進(jìn)行教育的方法論體系。以實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)建設(shè)來(lái)支撐創(chuàng)新競(jìng)賽，讓創(chuàng)新競(jìng)賽促進(jìn)人才培養(yǎng)，堅(jiān)持教學(xué)和比賽相結(jié)合。以創(chuàng)新競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)模式應(yīng)遵照以下基本原則：

2.1科學(xué)性原則

科學(xué)性是專業(yè)教學(xué)最根本的屬性，賽事活動(dòng)是教學(xué)成果的體現(xiàn)，同時(shí)為教學(xué)提供方向指導(dǎo)，因此也必須具備科學(xué)性。其科學(xué)性要貫穿比賽的各個(gè)環(huán)節(jié)，體現(xiàn)在參賽作品的各個(gè)方面：賽事活動(dòng)的指導(dǎo)思想、理念、組織、評(píng)價(jià)都要遵循科學(xué)性，參賽作品的選題、構(gòu)思、設(shè)計(jì)、目標(biāo)更應(yīng)有科學(xué)性工作方法的指導(dǎo)。

2.2系統(tǒng)性原則

實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)遵照人才培養(yǎng)方案，進(jìn)行合理的頂層設(shè)計(jì)，在學(xué)科發(fā)展的框架下循序漸進(jìn)、由淺入深地逐步進(jìn)行。創(chuàng)新競(jìng)賽五花八門，涉及各學(xué)科各層次，教賽融合不能盲目地以競(jìng)賽為導(dǎo)向，更應(yīng)避免以賽代教，破壞了教學(xué)的體系。教師應(yīng)結(jié)合實(shí)踐教學(xué)的進(jìn)程，有計(jì)劃地組織學(xué)生參賽，在賽事的選擇和參賽作品的設(shè)計(jì)上為學(xué)生提供科學(xué)的導(dǎo)向和指引。

2.3中心性原則

當(dāng)前教學(xué)改革應(yīng)堅(jiān)持“以學(xué)生為中心”的目標(biāo)價(jià)值取向，創(chuàng)新競(jìng)賽也是以學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和教學(xué)內(nèi)容的實(shí)踐為主要目標(biāo)，因此，教師在賽事指導(dǎo)過程中應(yīng)避免喧賓奪主、過度參與。在參賽作品的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、制作上都應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立完成，教師為學(xué)生提供必要的理論支撐和科學(xué)性引導(dǎo)，并在必要時(shí)進(jìn)行規(guī)范化監(jiān)督，保證學(xué)生的參賽過程科學(xué)、規(guī)范并具備可操作性。

2.4可持續(xù)性原則

高校教學(xué)服務(wù)于社會(huì)發(fā)展，要符合社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)，滿足社會(huì)發(fā)展的要求，提供社會(huì)發(fā)展的支持。實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為高校教學(xué)成果產(chǎn)出的重要一環(huán)，也必須要為社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展提供支持。在創(chuàng)新競(jìng)賽的參與過程中，一方面要堅(jiān)持以可持續(xù)發(fā)展為原則，在參賽作品的材料選擇和產(chǎn)品設(shè)計(jì)上注重節(jié)能環(huán)保;另一方面要鼓勵(lì)可持續(xù)發(fā)展的理念，在參賽主題的選取和參賽作品的評(píng)價(jià)中加入節(jié)能環(huán)保的評(píng)分權(quán)重，進(jìn)行節(jié)能環(huán)保的理念導(dǎo)向。

3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)融合創(chuàng)新競(jìng)賽的方法

3.1調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)方案

將創(chuàng)新競(jìng)賽作品的設(shè)計(jì)、競(jìng)賽參與團(tuán)隊(duì)的組建和隊(duì)伍的培養(yǎng)融合到具體的相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)之中，匹配與之相關(guān)聯(lián)的實(shí)驗(yàn)大綱。成立專門的創(chuàng)新競(jìng)賽指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)，建立創(chuàng)新競(jìng)賽與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的參與機(jī)制。讓學(xué)生個(gè)性化地開展實(shí)驗(yàn)研究，充分挖掘?qū)W生的內(nèi)在潛能，拓展學(xué)生的科研思想，展示學(xué)生的創(chuàng)新想法。調(diào)整實(shí)驗(yàn)?zāi)K類型的比重，培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)能力，提升科技創(chuàng)新精神，加強(qiáng)解決問題的實(shí)踐應(yīng)用水平。

3.2完善實(shí)驗(yàn)課程的考評(píng)體系

將創(chuàng)新競(jìng)賽的評(píng)分評(píng)價(jià)體系引入到實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的考核方式中來(lái)，避免單一的考核評(píng)價(jià)指標(biāo)，打破原有的以過程、結(jié)果和報(bào)告為主要打分依據(jù)的評(píng)價(jià)考核體系，讓學(xué)生在平時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的時(shí)候養(yǎng)成競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。也將學(xué)生參觀實(shí)驗(yàn)室的次數(shù)，參加實(shí)驗(yàn)室組織的活動(dòng)，聽取實(shí)驗(yàn)室開展的學(xué)術(shù)交流等納入考核體系，更加全方位的實(shí)驗(yàn)課評(píng)分體系有助于學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的興趣提升，敦促學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)際應(yīng)用能力。

3.3加大實(shí)驗(yàn)室開放運(yùn)行力度

按照實(shí)驗(yàn)課的課時(shí)安排，每學(xué)期只有幾周的時(shí)間向?qū)W生開放實(shí)驗(yàn)室，而比賽的時(shí)間貫穿整個(gè)學(xué)年，學(xué)生在非實(shí)驗(yàn)課時(shí)間無(wú)法使用實(shí)驗(yàn)設(shè)備來(lái)準(zhǔn)備參賽，這嚴(yán)重制約了學(xué)生參賽的規(guī)模。所以應(yīng)加大實(shí)驗(yàn)室開放力度，讓所有具備條件的實(shí)驗(yàn)室面向?qū)W生免費(fèi)開放，非工作時(shí)間也要保證開放，保證學(xué)生有更充足的競(jìng)賽準(zhǔn)備時(shí)間和場(chǎng)地，保證學(xué)生有專業(yè)的制作設(shè)備和專用的儀器，讓實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生參加創(chuàng)新競(jìng)賽做好支撐。在保證原有實(shí)驗(yàn)課程按正常計(jì)劃開展的前提下，提高實(shí)驗(yàn)室的使用效率，對(duì)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的時(shí)間、形式、數(shù)量、制度進(jìn)行綜合管理。

3.4建立良好的競(jìng)賽反饋機(jī)制

在參加全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練大賽過程中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生暴露了實(shí)驗(yàn)操作技能不熟練，競(jìng)賽產(chǎn)品設(shè)計(jì)不規(guī)范的問題。為解決上述情況，學(xué)院專門增設(shè)了1門完全獨(dú)立的機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，以機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械原理兩門課為載體，提高學(xué)生的機(jī)械設(shè)計(jì)能力，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)基本素養(yǎng)，為以后參加的創(chuàng)新競(jìng)賽做好準(zhǔn)備，建立基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)真正的賽與課融合。全國(guó)大學(xué)生金相技能大賽將金屬材料熱處理后的力學(xué)屬性檢測(cè)和金相試樣的組織結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)結(jié)合在一起，學(xué)生通過制定實(shí)驗(yàn)過程方案，可以更加深刻地理解工程材料基礎(chǔ)這門課題的學(xué)習(xí)內(nèi)容，掌握金屬材料結(jié)構(gòu)性能與處理方法之間的關(guān)聯(lián)，彌補(bǔ)了在課堂教學(xué)中對(duì)抽象概念難以理解的不足之處。將歷屆學(xué)生參賽獲獎(jiǎng)作品，以及優(yōu)秀學(xué)生參賽后的心得體會(huì)在實(shí)驗(yàn)課程之中分享給所有學(xué)生，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的重視程度，激勵(lì)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)熱情，鼓舞學(xué)生參與到更多的創(chuàng)新競(jìng)賽之中。

4.創(chuàng)新競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成果

4.1創(chuàng)新競(jìng)賽獲獎(jiǎng)

有了實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)為創(chuàng)新競(jìng)賽做保障，我院學(xué)生近三年來(lái)，在國(guó)家和省市各級(jí)各類比賽中取得了豐碩的成果，如全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新大賽，全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練大賽，全國(guó)大學(xué)生先進(jìn)制圖大賽，挑戰(zhàn)杯，全國(guó)大學(xué)生農(nóng)業(yè)機(jī)械競(jìng)賽，以及吉林省賽區(qū)的比賽等，獲得比賽一等獎(jiǎng)和二等獎(jiǎng)共計(jì)42次。

4.2科研成果產(chǎn)出

大學(xué)生創(chuàng)新競(jìng)賽是農(nóng)業(yè)院校創(chuàng)新教育改革的重要支撐，是保證大學(xué)生綜合發(fā)展的堅(jiān)實(shí)依靠。近三年來(lái)，我院參加創(chuàng)新競(jìng)賽的同學(xué)共獲得實(shí)用新型專利23項(xiàng)，獲國(guó)家發(fā)明專利4項(xiàng)，公開發(fā)表省級(jí)以上科研論文6篇。

4.3學(xué)生競(jìng)賽參與率提升

創(chuàng)新競(jìng)賽設(shè)計(jì)活動(dòng)引入實(shí)驗(yàn)課后，學(xué)生對(duì)競(jìng)賽的參與度有了明顯提升，競(jìng)賽參與率由原來(lái)的24%提升到58%，學(xué)生畢業(yè)參與實(shí)物作品比例由原來(lái)的21%提升到49%。參與到創(chuàng)新競(jìng)賽的學(xué)生的就業(yè)率從原來(lái)的88%提升到現(xiàn)在的96%，并且就業(yè)單位層次有較大提升。

5.結(jié)語(yǔ)

將創(chuàng)新競(jìng)賽引入到實(shí)驗(yàn)課程中，以其為導(dǎo)向進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革探索。在完成學(xué)生基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和潛力，提高了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的重視程度，促進(jìn)了學(xué)生參與科學(xué)研究的積極性，進(jìn)一步鍛煉了實(shí)際應(yīng)用能力，達(dá)到了理論和實(shí)踐能力雙提升的教學(xué)效果。學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量和就業(yè)狀況明顯提升，學(xué)生對(duì)教學(xué)效果的評(píng)價(jià)有了很大提高。

基金項(xiàng)目：吉林省高教學(xué)會(huì)2020年度高教科研課題“現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程訓(xùn)練中心綜合創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)研究”（JGJX2020D109）;吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)2020年度校級(jí)教育教學(xué)研究課題“農(nóng)業(yè)工程訓(xùn)練中心創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)的研究”（2020XJYB11）

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作者簡(jiǎn)介：付辰琦，1988年生，男，漢族，吉林長(zhǎng)春人，碩士研究生，實(shí)驗(yàn)師，主要從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)管理工作，研究方向?yàn)橹悄苻r(nóng)業(yè)裝備。陳曉明，1985年生，男，漢族，吉林長(zhǎng)春人，碩士研究生，講師，研究方向?yàn)橹悄苤圃旒夹g(shù)。