船舶動(dòng)力裝置課程開(kāi)放式綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索

徐匯濤,吳曉陽(yáng)

(公安海警學(xué)院,浙江 寧波 315801)

輪機(jī)工程(艦艇機(jī)電指揮)專業(yè)是公安海警學(xué)院首批四個(gè)本科專業(yè)之一。公安海警學(xué)院本科教育的培養(yǎng)目標(biāo)是造就“講政治、懂技術(shù)、會(huì)管理、能執(zhí)勤”的高素質(zhì)復(fù)合型人才,與專科教育的培養(yǎng)目標(biāo)相比有質(zhì)的飛躍。學(xué)院的輪機(jī)工程技術(shù)專業(yè)(海員定向生)必須通過(guò)適任評(píng)估考試,這是一項(xiàng)包括船舶動(dòng)力設(shè)備操作、船舶動(dòng)力設(shè)備拆裝、金工工藝、電工工藝、電站操作、輪機(jī)專業(yè)英語(yǔ)等的綜合性考試,其中動(dòng)力設(shè)備操作與拆裝是核心項(xiàng)目。因此上述兩個(gè)不同方向的輪機(jī)專業(yè),均對(duì)學(xué)員的實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力提出了較高的要求。開(kāi)展開(kāi)放式綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué),可以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力、綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力以及一定的創(chuàng)新能力。目前國(guó)內(nèi)相關(guān)院校對(duì)開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了大量的研究[1-4],但是在輪機(jī)工程專業(yè)課領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)相關(guān)的研究非常少[5]。船舶動(dòng)力裝置包括主推進(jìn)動(dòng)力裝置、輔助機(jī)械、輪機(jī)維護(hù)與修理等三門課程,均是輪機(jī)工程專業(yè)的核心主干專業(yè)課程。因此,探索船舶動(dòng)力裝置開(kāi)放式綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式具有重要意義。

一、開(kāi)放式綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)涵與特征

開(kāi)放式綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種新型的實(shí)踐教學(xué)方式,它強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體,教師不預(yù)先指定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,而是由學(xué)生自行選定,自行編寫實(shí)驗(yàn)方案,教師所編寫的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書作為范本供學(xué)生參考使用。同時(shí),它不局限于一門單獨(dú)的課程,而是依附于一個(gè)課程群,所選取的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目具有較強(qiáng)的綜合性,而完成實(shí)驗(yàn)則必須依靠多人組成的小組來(lái)完成。教師根據(jù)學(xué)生所選定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際設(shè)備情況來(lái)評(píng)估學(xué)生所編寫的實(shí)驗(yàn)方案的可行性。開(kāi)放式綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式主要有以下特點(diǎn)。

1.開(kāi)放性

開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)是針對(duì)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)而言,其開(kāi)放性主要包括三層含義[6]:(1)學(xué)員處于實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中的主體和中心地位,可以自由發(fā)揮主動(dòng)性和積極性;(2)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并非單純是理論課的附屬品,而是相對(duì)獨(dú)立的體系,強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)員的創(chuàng)新思維;(3)實(shí)驗(yàn)方法不拘一格,強(qiáng)調(diào)尊重事實(shí)規(guī)律。也有的研究認(rèn)為開(kāi)放式主要有兩個(gè)表現(xiàn)形式[7]:一是實(shí)驗(yàn)時(shí)間開(kāi)放,即實(shí)驗(yàn)室全天對(duì)學(xué)生開(kāi)放,學(xué)生既可在實(shí)驗(yàn)課時(shí)間做實(shí)驗(yàn),又可在業(yè)余時(shí)間完成一些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,使學(xué)生充分發(fā)揮自己的能動(dòng)性,提高學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性;二是實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容開(kāi)放,是指實(shí)驗(yàn)課之前,教師只在相關(guān)知識(shí)和主要儀器使用上給予講解,讓學(xué)生自己預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn),寫出預(yù)習(xí)報(bào)告(包括實(shí)驗(yàn)原理、目的、步驟、預(yù)期結(jié)果等),然后自己獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)期間,教師只是監(jiān)督實(shí)驗(yàn)過(guò)程,實(shí)驗(yàn)后與學(xué)生一起分析討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果,最后由學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

2.綜合性

綜合性實(shí)驗(yàn)是近年來(lái)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的產(chǎn)物[8-9],是為了使學(xué)生能更系統(tǒng)地學(xué)習(xí)和掌握實(shí)驗(yàn)原理、目的及實(shí)驗(yàn)方法,而把相關(guān)的幾個(gè)小實(shí)驗(yàn)按其規(guī)律組合成一個(gè)綜合性大實(shí)驗(yàn),使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上對(duì)所學(xué)知識(shí)有更加全面的認(rèn)識(shí)和了解。實(shí)驗(yàn)的綜合性表現(xiàn)在它不局限于一門單獨(dú)的課程,而是依附于一個(gè)課程群,可使課程間的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行聯(lián)系和交叉。如果實(shí)驗(yàn)工作量較大,就需要幾名學(xué)生組成一個(gè)小組來(lái)完成。這樣對(duì)提高學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力、促進(jìn)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神大有幫助。

3.創(chuàng)新性

創(chuàng)新性主要表現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中鼓勵(lì)和激勵(lì)學(xué)生主動(dòng)創(chuàng)新。創(chuàng)新主要表現(xiàn)在:(1)敢于寫出實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上沒(méi)有的實(shí)驗(yàn)方案;(2)敢于挖掘和利用不同于教材上的實(shí)驗(yàn)方法。當(dāng)然,創(chuàng)新性并非要求學(xué)生一定要有創(chuàng)新,主要是強(qiáng)調(diào)鼓勵(lì)和激勵(lì),促進(jìn)創(chuàng)新意識(shí)的提高。

二、教學(xué)實(shí)施與探索

為加強(qiáng)學(xué)員綜合能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng),專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須向綜合性轉(zhuǎn)變,改變?cè)瓕?shí)驗(yàn)教學(xué)按理論課設(shè)置和各門實(shí)驗(yàn)課程相互獨(dú)立的傳統(tǒng),打破課程之間的界限,按照學(xué)科性質(zhì),對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行整體優(yōu)化,對(duì)各課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容優(yōu)化整合,將專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)連成一條主線并分階段實(shí)施。船舶動(dòng)力裝置是包括“主推進(jìn)動(dòng)力裝置”“船舶輔機(jī)”“船機(jī)維修技術(shù)”等多門專業(yè)課在內(nèi)的課程體系,每門專業(yè)課程都有不同數(shù)量的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)。開(kāi)放式綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)對(duì)這些課程之間的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行綜合優(yōu)化統(tǒng)籌,并配備適量的專業(yè)教師指導(dǎo),對(duì)學(xué)生采用分組滾動(dòng)安排,完成各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

1.積極調(diào)研,收集資料

利用平臺(tái)檢索下載論文文獻(xiàn),購(gòu)買相關(guān)專業(yè)書及參考資料。加強(qiáng)與實(shí)驗(yàn)中心的溝通,赴寧波大學(xué)海運(yùn)學(xué)院調(diào)研有關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)教學(xué)以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革等方面的情況。認(rèn)真點(diǎn)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室匹配的相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備,排查安全隱患。注重課堂教學(xué)的效果,深入學(xué)員中間了解他們的學(xué)習(xí)情況,保障學(xué)員的理論知識(shí)學(xué)習(xí)的效果。在課堂教學(xué)上對(duì)學(xué)員嚴(yán)格要求,同時(shí)加強(qiáng)課外輔導(dǎo)。

2.摸清學(xué)員情況

向?qū)W員介紹開(kāi)放式綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的含義、特點(diǎn)及基本實(shí)施方法,使學(xué)員形成一個(gè)清晰完整的概念,方便下一步的教學(xué)實(shí)施。采取問(wèn)卷調(diào)查的方式,摸清學(xué)員的情況,主要是學(xué)員針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的態(tài)度以及對(duì)開(kāi)放式綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)識(shí)、要求、希望等。約82%的學(xué)員認(rèn)同開(kāi)展開(kāi)放式綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué),約18%的人認(rèn)為無(wú)所謂;約85%的學(xué)員覺(jué)得應(yīng)該在周末、晚上等休息時(shí)間開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室;約93%的學(xué)員認(rèn)為自己有興趣參與到開(kāi)放式綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué);約88%的學(xué)員認(rèn)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式應(yīng)該多樣化,更好地激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣;約50%的學(xué)員很想在休息時(shí)間去做實(shí)驗(yàn),27%的學(xué)員興趣一般,9%認(rèn)為無(wú)所謂,14%表示沒(méi)興趣,不如做其他事情。可以看出,開(kāi)展開(kāi)放式綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué),絕大多數(shù)學(xué)員是感興趣、愿意參與的,這為下一步的實(shí)施奠定了良好的基礎(chǔ)。

3.整合設(shè)備資源,制定項(xiàng)目列表

開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)并不是無(wú)條件、無(wú)限制地開(kāi)放,首先要立足于實(shí)際。學(xué)員雖然是主體,但也必須要有一個(gè)導(dǎo)向。這就需要教員規(guī)定一個(gè)選題的范圍,讓學(xué)員明白實(shí)驗(yàn)室哪些東西有、哪些東西沒(méi)有、哪些項(xiàng)目可以做。為此,需要依據(jù)實(shí)驗(yàn)室當(dāng)前匹配的設(shè)備,制定出一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的列表,讓學(xué)員發(fā)揮主觀能動(dòng)性去選擇。經(jīng)過(guò)點(diǎn)驗(yàn),確定了20個(gè)可選的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目范圍。學(xué)員選擇好以后,可以自己編寫實(shí)驗(yàn)方案,教員所編寫的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書可作為范例參考。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的過(guò)程中,學(xué)生不僅獲得了知識(shí)、技能,而且可以使探究方法更明確、思路更清晰、過(guò)程更科學(xué)。學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的過(guò)程中進(jìn)行積極的思維碰撞,在交流研討中逐步明確先做什么、后做什么、怎樣分工和合作及在實(shí)驗(yàn)中怎樣觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等,能夠形成開(kāi)展探究活動(dòng)的大致思路,增強(qiáng)探究活動(dòng)的目的性、計(jì)劃性,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不至于無(wú)所適從,也不至于隨意擺弄。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的過(guò)程也是一個(gè)探究的過(guò)程,是提高學(xué)生探究能力的一個(gè)重要途徑。

4.科學(xué)劃分小組進(jìn)行嘗試

為了提高學(xué)員團(tuán)結(jié)協(xié)作的意識(shí),增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作精神,對(duì)學(xué)員進(jìn)行了分組。為了保證各組之間的差距不至于過(guò)大,分組遵循一個(gè)平衡搭配的原則,即根據(jù)考試成績(jī)、課堂表現(xiàn)、作業(yè)成績(jī)等把表現(xiàn)較好的學(xué)員與較差的學(xué)員組合在一起。每組由成績(jī)較好、表現(xiàn)較好的學(xué)員擔(dān)任組長(zhǎng),每一小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目列表、參考實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書編寫出實(shí)驗(yàn)方案提交給教員。教員根據(jù)實(shí)際情況確定該方案的可行性以及是否需要修改等。

開(kāi)放式綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)主要面向具有一定專業(yè)理論知識(shí)的高年級(jí)學(xué)生。在2008級(jí)動(dòng)力管理專業(yè)、2008級(jí)輪機(jī)工程技術(shù)專業(yè)中進(jìn)行了嘗試,學(xué)員分成每組5人左右。從嘗試過(guò)程中的表現(xiàn)來(lái)看,學(xué)員的積極性都很高,但同時(shí)也暴露出一些問(wèn)題:理論知識(shí)不夠扎實(shí),有的小組做到一半就感覺(jué)做不下去,有些學(xué)員感覺(jué)無(wú)所事事,有的學(xué)員拆下的設(shè)備零件卻不知道它的主要作用等。同時(shí),也反映出學(xué)員之間的差異性:有的學(xué)員好學(xué)、積極性高、不怕臟,而有些人卻怕臟、手不愿意碰柴油;有些學(xué)員好問(wèn),問(wèn)的問(wèn)題都比較深入,而有的學(xué)員卻一個(gè)問(wèn)題也不愿意問(wèn)。

三、教學(xué)效果分析

1.實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定方法

開(kāi)放式綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一個(gè)比較系統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程,學(xué)員實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定也是一個(gè)難點(diǎn)。[10]實(shí)驗(yàn)成績(jī)應(yīng)該綜合整個(gè)教學(xué)過(guò)程來(lái)評(píng)定,由實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的答辯、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等四部分成績(jī)組成。實(shí)驗(yàn)方案主要是看是否有創(chuàng)新性、可行性以及條理是否清晰等,占總成績(jī)的15%,小組中的每位成員成績(jī)相同。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的表現(xiàn)主要是根據(jù)學(xué)員動(dòng)手的積極性、提問(wèn)的積極性、對(duì)待實(shí)驗(yàn)的態(tài)度等評(píng)分,以小組中表現(xiàn)最好的一位為基準(zhǔn)給分,小組中每位成員的成績(jī)實(shí)行差別化,占總成績(jī)的30%。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的答辯主要是結(jié)束后現(xiàn)場(chǎng)提問(wèn),根據(jù)學(xué)員回答問(wèn)題的情況給分,占總成績(jī)的30%。實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)從實(shí)驗(yàn)報(bào)告的條理性、完成質(zhì)量等方面給分,小組中的每位成員成績(jī)相同,占總成績(jī)的25%。實(shí)驗(yàn)總成績(jī)作為課程平時(shí)成績(jī)的參考。

2.教學(xué)效果評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

教學(xué)效果的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)必須要有多個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量。建立指標(biāo)評(píng)價(jià)體系需要結(jié)合實(shí)際、科學(xué)選取。根據(jù)問(wèn)卷調(diào)查的情況,建立了以下的教學(xué)效果評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)表1)。

表1 教學(xué)效果評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)上表設(shè)置的8項(xiàng)指標(biāo),以滿足I類指標(biāo)得5分、Ⅱ類指標(biāo)得3分、Ⅲ類指標(biāo)得2分、Ⅳ類指標(biāo)得0分進(jìn)行計(jì)算,總得分32～40分代表教學(xué)效果優(yōu)秀,24～32分代表教學(xué)效果良好,16～24分教學(xué)效果一般,16分以下教學(xué)效果不合格。

3.教學(xué)效果分析

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定方法及教學(xué)效果評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),評(píng)定此次開(kāi)放式綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果為優(yōu)秀。具體表現(xiàn)在:(1)學(xué)員參與人數(shù)比例為100%;(2)學(xué)員認(rèn)可比例為82%;(3)感興趣學(xué)員的比例為93%;(4)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中主動(dòng)提問(wèn)的學(xué)生占總?cè)藬?shù)的63%;(5)實(shí)驗(yàn)方案有創(chuàng)新的比例為19%;(6)實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)指標(biāo)屬I類指標(biāo);(7)實(shí)驗(yàn)答辯成績(jī)屬Ⅱ類指標(biāo);(8)實(shí)驗(yàn)總成績(jī)屬Ⅱ類指標(biāo)。總得分為36分。

學(xué)員在開(kāi)放式綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)研究活動(dòng)中,參與了選題立項(xiàng)、查閱資料、書寫方案、實(shí)際動(dòng)手、撰寫報(bào)告等相對(duì)完整的過(guò)程,使學(xué)員受到一次全方位的訓(xùn)練,培養(yǎng)了學(xué)員綜合實(shí)踐能力、獨(dú)立運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,提高了分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。實(shí)驗(yàn)的挫折和失敗鍛煉了學(xué)員的意志,實(shí)驗(yàn)的成功增強(qiáng)了學(xué)員的自信。新的教學(xué)方式可以達(dá)到以下幾個(gè)促進(jìn)作用:

(1)進(jìn)一步完善和豐富了實(shí)踐教學(xué)形式。實(shí)踐教學(xué)形式多樣化有利于培養(yǎng)學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性。特別是開(kāi)放式綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)過(guò)程使學(xué)生感受到是他們自己在完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)間、內(nèi)容可由自己控制,甚至可以自己選題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),變被動(dòng)實(shí)驗(yàn)為主動(dòng)實(shí)驗(yàn),充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。

(2)提高學(xué)員理論聯(lián)系實(shí)際的能力,拓寬學(xué)生的知識(shí)面。學(xué)員普遍反映專業(yè)課程難學(xué)難懂,尤其是在講設(shè)備結(jié)構(gòu)的時(shí)候,根據(jù)教材上的附圖,學(xué)員往往想象不出設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)。由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的開(kāi)放,學(xué)員可以選做實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。這些對(duì)于幫助學(xué)員徹底明白其結(jié)構(gòu),促進(jìn)理論知識(shí)學(xué)習(xí)具有重要作用。

(3)提高學(xué)習(xí)興趣與實(shí)際動(dòng)手解決問(wèn)題的能力。開(kāi)放式綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)過(guò)程能充分發(fā)揮學(xué)生的認(rèn)知主體作用,它是由學(xué)生根據(jù)自身興趣、愛(ài)好和知識(shí)水平去選擇和完成的,不像課堂理論教學(xué)那樣比較枯燥,顯然學(xué)員的興趣更高。

(4)培養(yǎng)學(xué)員的創(chuàng)新能力。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是提供現(xiàn)成知識(shí)多、學(xué)員思考少,容易造成“知識(shí)塞滿”“智力退化”現(xiàn)象。參加開(kāi)放式綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn),學(xué)員可以帶著問(wèn)題做實(shí)驗(yàn),由被動(dòng)記憶學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)探索性學(xué)習(xí),有利于培養(yǎng)學(xué)員獨(dú)立研究和綜合分析問(wèn)題的能力,以及促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維的形成。

四、結(jié) 語(yǔ)

以上研究探索表明,船舶動(dòng)力裝置開(kāi)放式綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有良好的效果,在公安海警學(xué)院也具備一定的實(shí)施條件,可以把該教學(xué)形式同課程實(shí)習(xí)結(jié)合起來(lái),豐富課程實(shí)習(xí)的內(nèi)容,對(duì)增強(qiáng)課程實(shí)習(xí)的效果也具有較大的幫助。本文探索建立了實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定方法,并在此基礎(chǔ)上了建立了教學(xué)效果的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)實(shí)施開(kāi)放式綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)、也為今后開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)、豐富教學(xué)形式打下良好的基礎(chǔ)。

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