機電類課程實驗教學現狀分析及改進方法研究

摘要：針對第二炮兵工程大學機電類課程實驗教學中存在的問題，對目前實驗效果不佳的原因進行了深入的分析，結合教學實踐，對改善實驗效果提出了應對措施，期望能對提高課程實驗教學效果有所啟示。

關鍵詞：機電類；實驗教學；考核模式

作者簡介：高欽和（1968-），男，山東曲阜人，第二炮兵工程大學二系，教授；程洪杰（1978-），男，山東定陶人，第二炮兵工程大學二系，副教授。（陜西 西安 710025）

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）32-0162-02

近年來隨著教學改革的不斷深入，第二炮兵工程大學各學科課程體系在充分研討、反復調整的前提下更加合理，教學內容在不斷革新結構、充實內容的基礎上日趨完善，教學手段在多媒體信息技術的帶動下逐漸呈現出多樣化、豐富化等特點。作為理論教學的延伸和拓展，實驗教學在實現素質教育和創新人才培養上的重要作用得到了足夠的重視，特別是在制定新版人才培養方案時，加大了課程實驗比例，要求實踐教學所占比重不低于總學時的10%。這對實驗教學的內容和質量提出了更高的要求。但調研發現，有相當一部分學員對參與實驗教學興趣不足，并且認為實驗課程對提高個人創新能力作用不明顯，存在得過且過或在實驗過程中充當“南郭先生”的現象，明顯沒有很好地達到開設實驗課程的目的。基于此，以筆者所在的軍隊重點實驗室實驗課程開設情況為例，在分析實驗教學現狀的基礎上，對實驗教學效果不佳的原因進行了剖析，提出了解決措施，為進一步提升實驗教學質量提供有效支撐。

一、機電類課程實驗教學效果不佳的主要表現

筆者所在的“發射設備與機電控制實驗室”是兵器發射理論與技術國家重點學科的骨干實驗室之一，主要承擔發射系統總體設計論證、導彈發射新技術、發射設備性能分析等方面的研究任務，承擔國家級精品課程“導彈發射技術”以及“機電檢測與控制”、“地面發射設備原理與故障分析”、“裝備維修實踐”等十多門課程的實驗教學任務。

特別是針對機電類專業實驗教學，實驗室引進了具有國際一流水平的德國Festo產品，構建了機電控制教學實驗系統，采用開放式、模塊化結構，使學生可以自主設計和快速構建系統進行實驗，為開展機電控制技術的研究提供了良好的實驗條件。該套實驗設備在2009年建成以后，已完成了5期共900余人次的實驗教學任務，為完成課程實驗教學提供了很好的條件支撐。但從學校畢業的機電類學生在部隊工作的現狀來看，動手實踐能力提升幅度不大，并沒能體現出開設大量課程實驗對學員創新能力的培養和促進作用。

1.多數學員沒能充分認識實驗教學的作用

實驗室作為現代化大學心臟，是培養學員動手能力和創新能力的重要基地，對工科尤其是機電學科的作用更加重要。同時，實驗教學是實現素質教育和創新人才培養的重要環節，對培養學員創新思維和實踐能力有著不可替代的作用，也是第二炮兵工程大學學歷教育人才培養方案的重要組成部分。盡管學校為提高實驗教學質量采取了不少措施，實驗室也多方籌措資金更新和完善了很多實驗教學設備，但是只有少數學員積極參與實驗教學，在實驗前充分預習，在實驗過程中謹慎細致，在實驗后認真撰寫實驗報告。這部分學員真正地通過實驗教學鍛煉了實踐動手能力，提高了對課程教學內容的理解和認識。而相當一部分學員對實驗教學不感興趣，對教員布置的實驗教學任務不積極，處于一種被動應付的狀態。他們在實驗之前沒有進行任何準備，在分組時主動和學習較好或做了充分實驗準備的學員形成一組，在實驗過程中只是充當看客，很少動手，實驗報告也是照抄了事，從態度上對實驗教學缺乏足夠的重視，也沒有想著通過實驗過程鍛煉自己的動手能力，沒能體現實驗教學的效果。

2.教員沒能扮演好“組織者”與“引導者”的角色

在課程實驗開展過程中，完成實驗教學的主體應當是學員，從實驗程序上來講，教員應當從“傳授者”、“灌輸者”轉變為“組織者”和“引導者”。但是在實際教學過程中，教員在很大程度上還是“傳授者”，在將儀器設備準備好后，把實驗步驟和儀器設備的使用方法手把手教給學員，然后一步一步地進行把關，這樣的實驗過程對學員的創新能力和實際動力能力培養作用有限。并且由于實驗設備臺套數有限，學員大多5-7人分為一組，這樣就導致部分學員混在實驗小組里充當“南郭先生”，實驗前不進行預習，實驗過程中不愿動手，撰寫實驗報告也是應付了事，而教員由于人手和精力的限制，對這部分學員無法完全兼顧，有時礙于情面而又聽之任之，使得實驗場面較為混亂。另外，在實驗過程中，當學員遇到問題時，為了不影響實驗進度，教員放棄了“引導者”角色，主動替學員完成實驗操作，這導致學員對實驗過程印象不深，對實驗原理理解不透徹，對實驗過程中的異常情況缺乏行之有效的處理手段。

3.實驗過程評估缺乏有效的手段

課程實驗是課程理論教學內容的一部分，課程實驗考核應當包含在理論課程考核當中，但目前在課程考試成績中，往往忽視了實驗成績，甚至有時理論課程考核都已經結束，而課程實驗還沒有進行完，因而對課程實驗的考核完全依靠實驗報告這種較為簡單的形式，從客觀上導致了部分學員對課程實驗不重視。同時，對部分參與意識不強的學員，沒有科學合理的評價體系，無法對其在實驗中的貢獻進行科學評估，這也助長了部分學員“混”的思想。

二、機電類課程實驗教學效果不佳的原因分析

實驗教學作為整個教學體系中的一個不可或缺的環節，是培養學員創新能力、理論聯系實際能力的重要手段。但從學校機電類專業畢業學員動手實踐能力現狀，以及實驗過程中出現的種種不佳表現來看，課程標準所規定的實驗教學環節并沒有真正發揮其作用，造成這種現象的具體原因體現在：

第一，實驗課程對學員創新能力的培養是一個潛移默化的過程，其效果是微觀的，無法立即體現出來，再加上教員對課程實驗的地位和作用宣講力度不夠，導致學員無法直接感受到參與實驗對提升自己實踐動手能力的作用，從而對參與實驗過程興致不高。第二，現在的實驗教學是教員將一切儀器設備準備齊全，并且將實驗目的、原理和實驗步驟以及儀器設備的使用方法全部灌輸給學員，學員則被動地接受教員的講解，按教員講解的實驗步驟去做。一次實驗下來，學員僅僅是操作開關、記錄數據，最后按教員規定好的實驗報告模式填寫實驗報告，這種實驗完全是驗證性的，有時還是一種演示性的實驗，根本不能發揮學員的主動性。第三，由于實驗學時安排較為緊湊，為使實驗教學按時順利完成，在實驗過程中當學員遇到問題時，教員通常會“親力親為”，這就導致學員對實驗的感受不深刻，對問題研究不深入，也就無法激發他們對實驗課程的積極性。第四，由于大部分實驗的性質屬于課程實驗，在考核評價上還沒有科學合理的體系，無法對學員在實驗過程中的貢獻做出明晰的評估，實驗效果沒有在課程考試成績上得到體現，也導致部分學員對課程實驗缺乏足夠的重視。

三、提高機電類課程實驗教學效果的主要措施

針對目前存在的問題，學校在教學改革過程中也予以了足夠的重視，在新版人才培養方案的制定上對課程實驗提出了明確要求。為了提高廣大學員的實驗設計、動手操作能力，我們對如何提升實驗教學效果、發揮實驗教學優勢進行了積極有效的探索，重點培養學員的參與意識、主體意識，極大激發了學員參與實驗教學的興趣。

1.進一步優化實驗教學課程體系

為提升實驗教學質量，必須對目前所開設的課程實驗進行進一步梳理，使得課程實驗更加具有針對性和合理性。圍繞教學內容，依托發射系統總體與設備實驗室，結合“機電檢測與控制”、“光機電檢測與控制技術”等課程實驗教學的開展情況，按照開設原理性實驗、結構性實驗、開發研究性實驗的思路，突出綜合性、設計性、研究性和創新性實驗課程的設置，將基礎驗證性實驗、綜合設計性實驗和研究創新性實驗組成一個實驗課程群，將原來較為單一的“理論教學+驗證實驗”的課程教學模式，轉變為“理論講授+綜合實驗+開放性實驗”的新模式，形成以動手實踐和創新能力培養為核心的理論與實踐相結合的實驗課程教學體系，通過有機組合以及合理的課時分配，從基礎理論和實踐訓練上給學員足夠的指導，完善其實驗技能結構，培養其創新能力。

2.提高教員實施課程實驗教學的能力

首先，教員應當對理論課程體系有著清晰的認識，了解所開設課程實驗在整個理論課程體系中的作用，這樣才能從宏觀上把握實驗課程的目的和任務。其次，教員應當對實驗內容進行充分的準備，對實驗教學環節做更深入的研究，探討如何發揮實驗教學的優勢，提高學員參與實驗教學的積極性和主動性，更好地處理在實驗教學中可能遇到的種種問題。然后，教員在實驗開始之前應做好各種預案，預想學員在實驗過程中會出現什么問題，出現問題后如何引導，而不是親自動手幫學員完成實驗，要做好“引導者”角色。最后，針對實驗設備有限的實際情況，在做好學員分組的情況下，要加強現場組織與協調，防止學員出現渾水摸魚的現象，力爭讓每一位學員有任務、有動手機會。

3.努力推進開放性實驗建設

為了進一步深化本科實驗教學環節的改革，提高學員的實驗設計、動手操作能力，除了完成課程標準和教學內容實際要求的實驗教學任務外，還應當依據專業特色面向學員進行實驗室開放。

開放性實驗教學內容應符合學員的認知規律和實際水平，由淺入深，由驗證性到綜合性、設計性。這樣，更有利于提高實驗教學效果，培養學生自主學習能力、實踐動手能力和創新精神。在實驗內容的設置上，本著面向全體、因材施教的指導原則，形式多種多樣，有課內實驗、大型綜合性實驗，也有研究性實驗。課內實驗、大型綜合性實驗由教員確定實驗方向，由學生自己設計實驗方案及方法、步驟，教員審查通過后由學生完成；研究性實驗由學生自己設計實驗題目，教員審查通過后再由學生設計實驗方案，完成實驗。綜合性、設計性實驗需要學員開動腦筋、積極思考，綜合運用專業知識，并進行創造性勞動才能完成。通過這樣的實驗項目，不僅能使學員鞏固所學的理論知識，而且還可以有效地訓練學員的創新思維和創造能力。

4.改革實驗教學考核模式

為充分調動學員參與課程實驗教學的積極性和主動性，必須對其在實驗中的表現予以充分肯定，體現在成績評定上，有必要對考核模式進行改革，改變目前僅依靠實驗報告這種較為簡單的考核方式，實現對實驗過程和結果的客觀評價與評定。

對于課程實驗，主要從實驗預習報告、實驗過程中的表現以及實驗報告的撰寫質量等方面來進行考評，凡抄襲他人報告或者篡改實驗數據的行為一律判定為不合格，鍛煉和培養學員從事科研工作的嚴謹性。對于開放性實驗，原則上由學員自主完成，并對實驗結果作真實、完整的記錄；在實驗項目完成后，應向指導教員提交實驗報告或研究論文等實驗成果；同時，學員應按照安排或確認的時間到實驗室進行實驗，無特殊原因兩次未按時到實驗室進行實驗者，取消其該學期參加開放性實驗的資格。

四、結束語

高等學校實驗室是從事實驗教學或科學研究、生產試驗、技術開發的教學或科研實體，實驗室的建設水平也成為了大學的核心標志。近年來，隨著總部對學校實驗室建設投入的不斷加大，第二炮兵工程大學實驗室建設水平不斷攀升，為課程實驗教學的開展提供了良好的條件支撐。如何提高儀器設備的使用率和實驗室的利用效率，使學生愿進實驗室、提高實驗動手能力，仍值得我們進一步探索。

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