高校大型精密儀器設備實驗實訓教學方法研究

摘要：分析了高校大型精密儀器設備開展本科生實驗實訓教學應用的必要性，根據車輛工程專業人才培養方案的要求，展開新的教學方法的研究，經實際驗證取得了較好的教學效果，并對實踐中存在的問題和下一步設想進行了闡述。

關鍵詞：大型精密設備；實驗；實訓；教學方法

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）30-0077-02

高校中的大型精密設備一般主要服務于科學研究，是驗證理論及仿真模型必不可少的硬件支撐。[1，2]但有些設備也是企業中的標配設備，對擁有這些設備的高校來說在應用于科研之外，針對本科生開展實驗、實訓教學，加強其實踐應用能力的培養，對于其未來在企業中“零距離”對接具有重要意義。[3]

黑龍江工程學院以應用型本科院校為辦學定位，作為教育部62所“卓越工程師教育培養計劃”首批試點高校，加強相關試點專業的應用型人才實踐能力的培養對于提高人才培養質量、更好地對接相關企業具有重要意義。

一、研究背景分析

車輛工程專業作為學校的“省級重點專業”和“卓越工程師教育培養計劃”試點專業之一，目前開展了大型精密設備的實驗、實訓教學，在探索應用型人才培養中起到了重要作用。目前采用的大型精密設備主要是學校于2009年引進世界著名的奧地利李斯特內燃機及測試設備公司（簡稱AVL）的汽車底盤測功機測試系統，該設備的特點是：系統組成復雜（組成結構中包含機-電-控等部分），測試精度高，重復性好，操作順序嚴格，價格昂貴，開關等設備不能頻繁反復啟停等。對此，如何在保證設備使用壽命的前提下，在科研應用之外提高設備的使用效益，促進實驗、實訓教學質量的提高是目前面臨的問題。因此，有必要對該設備進行科學合理的實驗、實訓項目設計，為探究應用型人才培養模式進行有意義的研究。

結合應用型本科院校的定位和作為教育部首批“卓越工程師教育培養計劃”試點單位，黑龍江工程學院進行了大膽的嘗試。利用底盤測功機測試系統不僅為本科生開設了“汽車理論”、“汽車試驗學”、“汽車試驗與檢測技術”等課程的教學實驗課，還針對本科生探索式地開設了旨在讓學生了解并掌握底盤測功機的功能、結構、原理及基本操作的實習實訓教學課——“汽車底盤測功機操作訓練”，這對于學生到長城、奇瑞、吉利、哈飛等大型整車企業的整車性能測試部門就業做好了充分準備，使其達到從學校的課程學習到企業崗位工作的無縫連接，這對他們很快適應新崗位具有現實意義。

二、教學方法研究

1.人才培養方案要求

根據車輛工程專業人才培養方案的要求，“汽車底盤測功機操作訓練”是針對車輛工程專業大三學生開設的一門實習課，為期1周。教學目的是掌握汽車底盤測功機的結構和原理，學會應用底盤測功機進行汽車動力性、經濟性和排放性等性能指標測試的方法。實習內容和方法是學生在由經企業培訓的人員負責指導，使學生掌握底盤測功機的結構原理與應用。學生掌握底盤測功機各系統的結構組成和工作原理；了解其使用條件及測試項目；掌握利用其進行各項性能測試的方法和數據處理的方法。

2.教學方法研究

教學方法是教師和學生為了實現共同的教學目標，完成共同的教學任務，在教學過程中運用的方式與手段的總稱。實訓課采用的教學方法主要有：仿真教學法、現場教學法、示范教學法、任務驅動教學法、模塊教學法和項目教學法等。[4]

自“汽車底盤測功機操作訓練”課程從2010年開展探索式實習實訓教學以來，至今已培養了五屆學生，教學方法不斷豐富，教學過程不斷完善，至今基本形成了穩定的教學模式。

本門課程實習相對汽車構造拆裝實習、汽車維修實習等傳統的實習不同，根據人才培養方案的要求，本門課程實習的目的是了解并掌握底盤測功機測試系統的功能、結構、原理及基本操作，最終能夠應用。因此，教學方法會大有不同，具體教學過程經過五屆學生的嘗試和修正設計如下：

（1）分組實習。按照教學計劃，每周實習一般安排2～3個自然班。由于設備臺套數為1臺，且鑒于大型專用設備專人管理的原則，能夠講解的教師為1人，因此為保證教學效果而進行合理的分組很有必要。

一般將每個自然班分成2組，每組在1周實習期間來4次，分別進行結合設備聽講解、操作訓練，進行一項完整實驗、考核。在某一時間段只來一組，此期間其他組按照實習指導書預習及撰寫實習報告，這樣合理的分組保證了在有限的時間內達到預期的實習目的和要求。實習時間安排如表1所示。

（2）講解。由于底盤測功機測試系統集成了機—電—控等技術一體化的復雜設備，操作有嚴格的先后順序，加上安全因素，因此全程只能先以教師的講解及操作為主，學生部分操作為輔。按照設備的功能、結構組成、工作原理、實際操作等先后的認知順序來講解，主要內容如下：

1）底盤測功機測試系統的功能、結構組成及工作原理介紹。結合底盤測功機如何實現模擬道路路面這一功能，對其結構組成及各組成部件的工作原理進行講解。

2）底盤測功機的啟動、熱機、關閉等基本操作。強調底盤測功機啟動的先后順序，并講解熱機的目的及關閉前的狀態等。

3）底盤測功機道路阻力的設定方法。結合汽車在道路上的行駛方程式F=Ff+Fw+Fi+Fj展開闡述道路阻力設置的兩種方法：查表法和實驗法。

4）實習車的對中、固定等操作。講解時結合實習車的對中過程和固定的方式等方面進行闡述。

5）主控機測試軟件的使用，包括實驗前參數設置、實驗中根據主控機提示執行相關操作和實驗后試驗數據處理等操作。

6）選項有代表性的實驗，通過底盤測功機完成一個完整的實驗操作。實驗過程中注意結合主控機軟件提示的相關操作進行講解。

7）實驗結果的分析。針對得出的實驗數據進行誤差分析，主要包括人為誤差和設備誤差兩個方面。

綜上，在講解中涉及到相關理論課程知識（如“汽車理論”、“汽車試驗學”等）的時候注重啟發式和實物操作相結合的原則，以帶動多數學生的興趣。講解的組織實施過程如圖1所示。

（3）操作訓練實訓。學生通過教師的講解對底盤測功機的功能、結構組成和工作原理有了全面的了解之后，進行小組的實操訓練。鑒于安全考慮，指導教師全程指導，重點觀察設備主控機軟件和實習車固定等環節的操作，最后進行一項完整的實驗，達到全面掌握的目的。

（4）實習考核。實習成績按優秀、良好、中等、及格、不及格五級分制評定。根據學生在實習期間的實習出勤、實習表現、實習報告的質量以及考核時回答問題的情況確定實習成績，其中出勤成績占20%、實習表現成績占20%、實習報告的質量成績占20%、考核答辯成績占40%。缺勤累計超過兩次（含兩次），取消實習成績評定資格。無實習報告者，實習成績按不及格計。指導教師對每個學生的實習情況進行考核，考核以口試及實際操作相結合的形式進行，以學生的實踐動手能力的考核為主。

三、教學效果

因底盤測功機測試系統是一套軟、硬件結合，機—電—控技術高度集成的先進設備，并且在介紹底盤測功機測試系統的結構組成、工作原理及實驗車的固定中會涉及到“汽車理論”、“汽車試驗學”等課程中的相關知識，并且會進行有效的串接，這樣通過理論和實踐的結合，學生在聽課和實際操作中很感興趣，實習后很多學生會有意猶未盡的感覺，取得了較好的效果。

四、存在的主要問題

結合教學實際，發現存在的主要問題如下：因設備臺套數僅1臺，一周內安排2～3個自然班的實習，有效實習時間較短，學生的操作時間較短；不同學生因對未來擬就業方向明確，確定不從事該方向，因此對該實習缺乏興趣；學生對底盤測功機在車企中如何實際應用感到好奇，卻無法實際看到。

五、今后教學中的設想

結合存在的主要問題，在以后教學中的設想如下：減少一周內實習的班數，或者延長2～3個自然班的實習周數；結合學生畢業后就業意向進行分組實習，使普及和重點講解區分，更好地讓到車企就業的學生深入學習；若有條件可組織學生到大型車企參觀該設備的現場，真正全面了解設備在實際中的應用，與企業實現無縫連接。

參考文獻：

[1]宋國利，蓋功琪，蘇冬妹.開放式實驗教學模式的研究與實踐[J].實驗室研究與探索，2010，29（2）.

[2]張文智.工科院校實訓課教學方法研究與實踐[J].科技創新導報，2011，（21）.

[3]齊曉杰.實施“零距離工程”應用型本科人才培養模式的改革[J].中國大學教學，2010，（7）.

[4]孫煥新.例談汽車專業綜合實訓項目化教學模式[J].課程教育研究，2012，（7）.

（責任編輯：王祝萍）