機械基礎綜合實驗教學改革

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摘要機械基礎綜合實驗是高校機械專業(yè)開設的重要教學環(huán)節(jié)，對學生綜合設計與分析、實踐與創(chuàng)新能力的提高有著重要作用?；跈C械基礎綜合實驗教學體系特征及其課程教學現(xiàn)狀，通過對其常出現(xiàn)的問題進行總結(jié)，分析了造成這些問題的主要原因，進而從實驗教學內(nèi)容、模式和方法等方面提出能提升實驗教學質(zhì)量和增強學生工程實踐能力的改進措施和發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞機械基礎綜合實驗實驗教學教學改革

1實驗教學體系特征與教學現(xiàn)狀

機械基礎綜合實驗是獨立設置的實驗課程，可以使學生有更多時間和機會進行實踐操作[1]。根據(jù)機械類專業(yè)基本教學要求配置實驗項目，其教學體系如表1所示，實驗項目包括綜合型、驗證型和設計型實驗三種，并且以綜合型實驗為主，這不僅能激發(fā)學生的學習興趣，還能夠強化學生設計分析、研究探索和創(chuàng)新思維的訓練，如平面機構(gòu)創(chuàng)意組合實驗和機器人結(jié)構(gòu)認知實驗等。實驗涉及材料力學、機械原理、機械設計和工程材料等理論課程及機械基礎實驗相關(guān)內(nèi)容，共32個學時，于大三上學期進行。機械專業(yè)本科生經(jīng)兩年專業(yè)基礎課及基礎實驗的學習和操作后，對相關(guān)專業(yè)知識和基本實驗技能有了一定的了解，通過多門課程所涉及的綜合實驗將相關(guān)內(nèi)容串聯(lián)起來，使理論知識全面鞏固，實驗技能進一步提高，有利于今后學習和工作所用。

2機械基礎綜合實驗教學中存在的問題及原因分析

隨著工程教育認證工作在我國高校工程專業(yè)的實施，工程教育改革不斷深化，目前高校的教學活動往以學生為中心進行轉(zhuǎn)變[3]。實驗作為工程能力培養(yǎng)的重要實踐平臺，是工程教育認證工作的重要組成部分，但傳統(tǒng)的實驗教學已不能滿足新的改革和發(fā)展要求，其存在的主要問題和原因如下：（1）實驗項目長期固定，雖然涉及的理論課程較多，但與部分獨立設置的機械基礎實驗內(nèi)容重復，豐富程度有所欠缺。為使學生能把握知識的連貫性，綜合實驗多將理論課程主要所學知識進行綜合應用為主[4]，如材料斷口的宏觀觀察及其顯微硬度實驗，就是將材料的熱處理及力學性能測試等串聯(lián)起來再加入斷口宏觀分析的新內(nèi)容，雖然保證了知識的串聯(lián)，但重復部分容易導致學生疲憊而降低學習及操作的積極性。（2）教學過程仍以教師為中心，學生的主體地位難以體現(xiàn)。盡管綜合實驗涉及的多數(shù)內(nèi)容，學生已有一定基礎，但很多學生掌握得并不扎實，加之學期的跨度和實驗課時的限制，學生預習不夠或根本不做預習，導致“老師先講、學生再按部就班完成”這種教學模式的重現(xiàn)。另外實驗分組中每個學生自身程度不盡相同，出現(xiàn)了有的學生思維活躍且積極主動，而有的學生只是機械配合，教學效果差強人意。（3）實驗考核機制單一，學生消極對待?？己耸菣z查學生學習成果最直接的方式，實驗課程與理論課不同，目前實驗課程最常用的考核方式是實驗報告或者作業(yè)的評估，這種單一的考核機制容易使部分學生有機可乘，出現(xiàn)實驗報告或作業(yè)相似甚至完全相同的抄襲現(xiàn)象。實驗報告主要記錄實驗操作結(jié)果，較難全面地反映和體現(xiàn)學生操作過程，而老師也很難做到時時監(jiān)督每個學生。因此如何有效評判實驗成績也是高校實驗教學改革的重要內(nèi)容之一[5]。

3機械基礎綜合實驗教學改革措施與方向

基于以上存在的主要問題和產(chǎn)生原因，從多個方面提出相應的改進措施和建議，也為今后的發(fā)展方向進行了探索，具體如下：（1）豐富實驗內(nèi)容，精選實驗項目，梳理層次進行模塊化。針對實驗項目長期固定的問題，應結(jié)合機械類專業(yè)基礎課程相關(guān)要求，以推進工程教育認證和卓越工程師建設為目標，豐富擴充相關(guān)實驗內(nèi)容，同時又要兼顧項目的精選，避免內(nèi)容的重復，并結(jié)合時代科技發(fā)展趨勢，設置更利于培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神與思維的項目，增強學生的求知欲和勇于嘗試探索的好奇心。梳理知識體系和實驗技能的層次，分別建立基礎、中級和高級不同程度的模塊[6]，夯實基礎，循序漸進。（2）調(diào)整教學模式，注重實驗預習，優(yōu)化教學效果。為了發(fā)揮學生的主觀能動性，體現(xiàn)學生主體地位，可采用開放性實驗、混合式教學和翻轉(zhuǎn)課堂等教學模式。教學模式的改革要求學生有充足的實驗準備，因此要重視預習?；趯W生通過前面學期的學習已經(jīng)掌握一些基本技能，可以通過布置預習作業(yè)來督促學生做好實驗預習，如用自己的語言描述相關(guān)實驗設備的使用方法，或是自己對某個知識模塊的認知及舉例，如平面機構(gòu)創(chuàng)意組合及分析實驗中的桿組等。（3）細化實驗成績，完善考核機制，設計實驗考核體系。適用于實驗教學學生成績考核的機制和體系非常重要，有利于學生積極進行實驗，同時也可以提高教學質(zhì)量[5]。將實驗操作作為重要考核內(nèi)容，并在其中加入一些實驗現(xiàn)象的隨機提問，加入預習報告的考核，使預習落到實處，同時兼顧出勤和實驗報告成績，對其幾項進行加權(quán)平均。要制定出詳細明確的評分體系，并在實驗時讓學生了解清楚，進而規(guī)范操作，更加認真對待實驗過程（4）通過多種平臺加強實驗教師隊伍建設，借助競賽平臺提升學生創(chuàng)新能力。全國高校在實驗室?guī)熧Y建設上也提供了許多的機會，如產(chǎn)學研、各種培訓交流等。實驗教師應增強教改意識，抓住各種學習機會提升自我，并鼓勵實驗教師與科研團隊或企業(yè)合作，開創(chuàng)新的實驗項目及設備，帶領學生參加力學實驗競賽、機械創(chuàng)新設計大賽等，多方面提升學生創(chuàng)新能力。

4結(jié)語

工程教育認證工作為高校教學改革指明了方向，也對實驗教學工作提出了許多要求，其中實踐和創(chuàng)新是基本主旨。本文就機械基礎綜合實驗教學體系特征和現(xiàn)狀對其存在的主要問題及原因進行分析，并在此基礎上從多方面提出改進措施和發(fā)展方向，這也是為社會培養(yǎng)和提供創(chuàng)新人才的必由之路。

參考文獻

[1]丁彩紅,吳喜如.機械綜合實驗教學改革與實踐[J].實驗室研究與探索,2012,31(4):318-321.

[2]席曉燕,張向紅.機械基礎課程“五位一體”實踐教學體系構(gòu)建的研究[J].教育教學論壇,2018(17):198-199.

[3]賈衛(wèi)平.工程教育認證背景下的應用型機械類人才工程能力培養(yǎng)體系的構(gòu)建[J].實驗技術(shù)與管理,2015,32(1):38-40,47.

[4]朱利敏,王長生,王順興,等.《機械工程材料學》綜合設計性實驗教學改革與實踐[J].實驗室科學,2008(1):49-50.

作者：段朋云 姚勝衛(wèi) 丁曉紅 吳儉 單位：上海理工大學公共實驗中心 上海理工大學機械工程學院