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，分析了造成這些問題的主要原因，進而從實驗教學內容、模式和方法等方面提出能提升實驗教學質量和增強學生工程實踐能力的改進措施和發(fā)展方向。

關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，如平面機構創(chuàng)意組合實驗和機器人結構認知實驗等。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內容，共32個學時，于大三上學期進行。機械專業(yè)本科生經兩年專業(yè)基礎課及基礎實驗的學習和操作后，對相關專業(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內容串聯(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，應結合機械類專業(yè)基礎課程相關要求，以推進工程教育認證和卓越工程師建設為目標，豐富擴充相關實驗內容，同時又要兼顧項目的精選，避免內容的重復，并結合時代科技發(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量[5]。將實驗操作作為重要考核內容，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)體系的構建[J].實驗技術與管理,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