淺談大工程背景下機械設計基礎實驗教學改革的研究與探索論文
機械設計基礎是近機類各專業開設的一門重要的技術基礎課程，該課程作為一門實踐性很強的課程，其實驗教學是一個十分重要的實踐環節，除了起到使學生加深對理論知識的理解、對課堂上教授的理論知識的驗證作用外，更重要的是培養學生工程意識、工程實踐動手能力、理論聯系實際能力、分析問題和解決問題的能力，啟迪其創新思維，開拓其潛能的重要手段。因此，作者認為有必要對機械設計基礎傳統的實驗教學進行深入改革，從而建立大工程背景下的實驗教學體系，對實驗項目進行分層次設置、分類管理，更新實驗內容，改革實驗教學方法和手段以及實驗成績考核方式，為大工程背景下的應用型高級專門人才的培養奠定了堅實的基礎。
1機械設計基礎實驗教學的現狀
雖然機械設計基礎實驗教學在課程培養目標上占據著重要的地位，但長期以來由于對課程實驗教學的重視程度不足，導致了目前課程實驗教學主要存在以下問題：
（1）實驗教學缺乏工程背景，實驗項目的設計與工程實際應用脫節，難以激發學生學習興趣。我國高校的學生絕大多數學習經歷都是連續的，都是從高中直接進入大學的，接觸社會實踐的機會很少，對機械的了解只限于生活中接觸的范圍，還習慣于理性思維，缺少工程觀念，無法將理論知識和工程實際相結合。同時由于實驗較偏重于理論驗證，所以其實驗項目的設計理論性也較強，再加之實驗教師的講授不能很好地將某一實驗與工程實際應用相結合，勢必導致學生覺得實驗距離我們的生活和工作實際較遠，難以調動學生實驗的積極性。
（2）實驗體系陳舊，教學內容、方法和手段單一，不適應當前人才培養的需求。傳統的機械設計基礎實驗體系中，各實驗內容往往比較單一，所涉及的知識面較窄，缺乏各學科知識的關聯性和交互性，所用的實驗手段也比較單一，實驗教學設備比較陳舊落后，難以開設綜合性和設計性的實驗。同時在實驗中，往往注重的只是如何正確使用某類儀器或設備得到所需要的實驗數據，而不注重根據實驗原理，為什么要采用這樣的實驗方法和測試手段。部分實驗項目的設置還未突破理論課程體系的制約，從而導致實驗內容的低水平重復，不利于學生實驗技能和創新精神的培養。
（3）實驗成績評定方式缺乏科學性，不能突出能力培養。傳統的機械設計基礎實驗成績的構成主要包含實驗表現、實驗過程的操作、實驗報告的撰寫等三部分內容。同時，實驗成績僅作為平時成績的一部分，且該部分成績在總評成績中，所占比例較小，導致一些學生不認真做實驗，抄襲別人實驗報告的現象時有發生。這種成績評定制度不能全面反映學生的學習狀況和實際水平，不利于激發學生的學習積極性，也不利于理論與實踐知識的融合。
（4）實驗項目數量少，學時低，不利于高素質應用型專門人才的培養。傳統的機械設計基礎課程實驗項目數量一般在3—4項，實驗學時通常僅占總學時的10%，實驗學時過少，加之受實驗條件所限，學習主動性較差的部分學生就很少有實踐動手機會，系統培養和訓練學生掌握實驗科學知識、科學方法與實驗能力的目標都很難做到，培養創新精神和創新意識就更無從談起。
（5）對實驗教學質量的重視程度不夠，教學質量監控不到位。受“重理論、輕實踐”的傳統教育理念的影響，學生對實驗教學普遍重視不足，影響了教學質量的提升。實驗教學環節的多樣性及其內容的復雜性決定對其監控的難度大。在教學形式上，普遍實行由指導教師對實驗內容進行講解，然后由學生做實驗，有問題時請教師指導。如果學生能完成規定的實驗任務并交實驗報告，就無需教師進行指導。這樣就造成了對實驗教學質量監控的不全面、不客觀，實驗教學過程各環節缺乏信息收集、管理和反饋機制，其質量得不到有力保障。
2深化機械設計基礎實驗教學，提高學生的動手實踐能力
2.1搭建工程背景，強化學生工程素質的`培養
在實驗教學中，加強了實驗與工程實際的聯系，在新的實驗教學大綱中規定每項實驗內容的講授都要引入典型的與課程實驗相關的工程實例。在實驗中要以大工程為背景，以工程為主線，著力于學生的工程意識、工程實踐動手能力和工程素質的培養，將工程教育、科學教育融合在一起。要注重介紹利用工程基礎理論解決工程實際問題的思維和方法，加強學生工程素質的培養。
2.2以機械設計基礎課程建設為重點，推進課程實驗教學改革
（1）優化機械設計基礎實驗教學體系。在全面分析學生能力結構的基礎上，以培養學生具有扎實的實驗技能，較好的機械綜合設計能力、分析能力和科學研究能力，挖掘學生潛能以及激活學生的創新思維為目標，構建包括基礎性實驗、綜合性實驗和設計性實驗3個層次的實驗教學新體系。該體系采取分層次設置、分類管理的方式。分層次設置是指在新體系中，力求按照學生能力形成的不同階段，通過“基本實驗能力的形成、綜合能力的訓練、設計和創新精神的培養”來逐步實現由理論到實踐的過渡，促進知識、能力、素質的協調發展。分類管理是指在滿足實驗培養目標的基礎上按因材施教和以學生為本的原則將實驗項目設置為必做項目和選做項目。
第一層次實驗：指基礎性實驗，是開展科學研究的基礎，也是開展綜合性實驗和設計性實驗的基礎。其目的在于促進學生掌握基本原理，培養學生的基本實驗技能、發現問題和解決問題的能力。
第二層次實驗：指綜合性實驗，是實驗內容涉及相關的綜合知識或運用多門課程的知識，對某一問題進行綜合研究的實驗，它注重學生對知識的理解、運用和掌握。其目的在于提高學生的動手能力、綜合分析和解決問題的能力，達到能力、素質和創新意識的綜合培養。
第三層次實驗：指設計性實驗，是為了讓學生獨立開展科學研究的實驗，以學生為主體，教師為主導的實驗教學。它注重學生在實驗過程中自行設計和知識應用的合理性。其目的在于通過學生獨立設計、獨立分析，實現自主學習、自主創新，提高綜合設計的實踐能力，鼓勵學生大膽創新，勇于探索，培養學生掌握基本的測試技術，具備初步開展科學研究的能力。
（2）深化機械設計基礎實驗教學內容改革。從調動學生積極性、提高學生實踐動手能力、培養學生工程意識和創新意識的角度出發，對機械設計基礎實驗教學內容進行了深入改革，改革的要點是：
①對機械設計基礎實驗項目進行了重新認定和改造，形成了基礎性、綜合性和設計性的3個層次的實驗教學體系。
②引入現代科技知識，用新技術、新理念和新方法改造傳統實驗。更新教學內容，用新的科學知識和現代測試技術豐富實驗內容，改變傳統實驗內容與現代工業生產和應用技術之間脫節的現象。
③實驗教學內容要突出學生的主體地位，以學生為本安排實驗教學內容。在遵循教學規律，體現由基礎到綜合的基礎上，充分考慮學生理論知識基礎和基本技能訓練，更加注重實驗原理和方法。
④把工程意識、創新精神、實驗能力的培養納入實驗教學內容，更重要的是貫穿滲透到實驗教學環節中去，鼓勵引導學生提出不同的設計方案和解題途徑，引導學生細致觀察實驗現象，總結實驗結論，提出實驗建議。
（3）教學方法、教學手段改革。從激發和培養學生自主學習、自主實踐和自主創新的角度出發，對教學方法和教學手段進行了如下改革：
①充分發揮實驗指導教師的主導作用，積極采用啟發式、討論式和現場教學等多種教學方法，增強實驗教學的趣味性和吸引力。鼓勵學生獨立思考，激發學習的主動性，培養學生的科學精神和創新意識。
②為了發揮學生的主體作用，促使學生養成勤于分析和善于思考的好習慣。在教學中要求學生做到實驗課前有預習，明確實驗目的、內容、步驟和要求。實驗課后有總結，歸納技術與操作要點，分析不足與改進方法，并提出合理化建議。
③為了提高教學效率和學生學習興趣，解決實驗學時相對較少的問題，實驗教學中應充分利用多媒體進行授課。多媒體在實踐與理論互相滲透方面具有一定的優勢，既能節省設備資源，又能充分保證實驗教學要求。
④為了解決學生預習、復習和強化實驗技能的需要，機械設計基礎實驗室實行全天候課外開放。這樣做可以有效地解決實驗學生人數多、儀器設備不足的問題。同時，也為開設綜合性、設計性實驗創造了條件，學生可以根據自己的學習和實驗進程自主選擇實驗時間，使每一個學生都有機會動手操作實驗的每一個環節，進而提高了實驗的教學質量。
2.3以能力培養為重點，推進機械設計基礎實驗考核方式改革
為了進一步強化學生的實驗意識和做好實驗的自覺性，提高學生重視實驗的程度，對現行的實驗考核方式進行了改革。將原有的考核方式改變為實驗平時成績與期末實驗操作考試成績綜合評定的方法。在此基礎上，實驗室制定了實驗考試與補考方案與具體細則等制度。同時，經過與任課教師及學校領導協商，將機械設計基礎實驗成績實行一票否決制，即機械設計基礎實驗不及格者整個機械設計基礎這門課程就不及格。
2.4增加實驗學時，擴充實驗項目，提高學生實驗技能
應增加實驗學時的比例，其學時可為理論教學學時的30%或更多。根據課程培養目標的要求，增加實驗項目的數量，原理論教學中的某些內容可結合實驗教學進行講授，其效果明顯優于原課堂理論教學。
2.5建立機械設計基礎實驗教學質量評價體系，完善實驗教學質量監控機制
與理論教學相比，實驗教學的監控與管理有著不同的特點。我校從現代化管理手段入手，規范了實驗教學的各項工作，強化了實驗教學的科學管理，建立了三級教學質量監控（專家評教、同行評教和學生評教）、常規質量檢查、信息處理及反饋為一體的實驗教學質量監控體系，確保了實驗教學質量的穩步提升。
3結束語
機械設計基礎實驗教學，除了要求進一步優化課程實驗體系、深化實驗內容、教學方法和手段的改革外，還必須進一步加強實驗教學管理體制的改革。同時，隨著實驗教學的不斷改革，先進的實驗設備、儀器的應用以及綜合性和設計性實驗內容的增加，也對實驗教師的業務素質、責任意識和敬業精神提出了更高的要求。
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