《航空檢測技術》課程綜合化實驗教學模式研究

諸葛晶昌　郝魁紅　溫麗梅　劉岱

摘要：通過分析研究國內外實驗教學的現狀，結合《航空檢測技術》課程特點，融合“首要教學原理”和CDIO教學理念，對《航空檢測技術》課程實驗教學進行探索。發揮實驗教學的優勢，使《航空檢測技術》課程實驗教學能夠充分滿足學生能力培養的要求。

關鍵詞：航空檢測技術；實驗教學；教學模式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）37-0269-03

《航空檢測技術》課程以基本的檢測原理、檢測方法、各種傳感原理和結構為基礎，以民航領域的應用為背景，闡述檢測系統組成、檢測原理、方法及其在民航領域的應用。從課時分配上，《航空檢測技術》課程的實驗教學部分與理論教學課時相當。針對傳統實驗教學模式存在的問題，新的實驗教學模式可以通過實驗教學理念、實驗教學內容、實驗考核制度的提升完善，緊密結合本專業相關工程實踐和科研要求進行實驗選題和實驗設計，實現實驗實踐環節多層次培養的方案。從而充分發揮《航空檢測技術》課程實驗教學優勢，滿足民航對學生創新實踐能力的要求，培養學生的分析能力、學習能力、組織能力和科研能力，為民航輸送更加優秀的畢業生。

一、引言

《航空檢測技術》課程理論部分對檢測裝置、檢測系統組成與工作原理進行介紹，對典型傳感元件及相關檢測技術進行講解，輔以航空維修及檢測中的應用，使學生在原理上對《航空檢測技術》有了初步的了解。課程實驗部分在航空檢測實驗室中完成，完成對課上部分理論內容的驗證和靈活應用。目前，部分高校在傳統實驗教學環節中存在的問題主要表現在：

1.教學理念上，注重基礎知識和相關技能的講授，對通過實驗教學重視程度不夠。沒有認識到實驗教學是培養學生創新實踐能力的必要途徑。實驗課程地位明顯低于理論課程，甚至淪落為理論課的配件，無法充分體現實驗課程對學生創新實踐能力的培養作用。

2.教學內容上，重點介紹實驗所需儀器設備、實驗內容及步驟的詳細描述。對設計思路、科研能力、數據分析等方面的內容涉及較少。一些所謂的設計性實驗項目和研究性實驗項目也只是在某一環節有所重視加強，與設計性和研究性實驗特征相差甚遠，并不是真正意義上的設計性和研究性實驗項目。

3.教學方法上，學生的實驗往往在教師示范下進行，按照實驗教材中規定的實驗步驟，順序完成即可，整個過程學生機械地完成任務，很少有機會提出自己的見解。實驗課程的目的沒有達到，學生創新實踐的能力培養沒有得到提高。傳統實驗教學要求學生整齊劃一，完全按照實驗指導書來順序完成，沒有學生個性的發揮空間，制約了學生創新能力的培養。傳統的教學方法疏于對學生創新能力的培養，固化統一的教學方法下，即使學生有自己的想法，也無法得到驗證。

4.考核方式上，普遍采用實驗考勤與實驗報告相結合的方式，對學生在整個實驗過程中的參與度和積極性缺乏考量。傳統的考核方式，無法帶動學生參與實驗過程的熱情，從而無法達到激勵學生的初衷。

如果可以引導學生在課程理論部分和實驗部分找到結合點，以分組項目的形式完成目標、方法、實驗、分析等全部過程，以學生為主體，教師參與其中，會很大程度上提升教學效果。因此，針對《航空檢測技術》課程實驗教學中存在的問題，進行綜合改革，使實驗教學目標多元化，實驗的教學過程向多層次發展，有利于學生綜合能力的培養。

二、研究背景

傳統觀念認為，實驗教學是對理論教學內容的固化和驗證。其實實驗教學的作用不僅于此，更重要的是，實驗教學是全面培養學生能力的重要途徑。這就需要“首要教學原理”與CDIO理念的融合，在激活學生已有知識的基礎上，將新知識與實踐融于一體，讓學生介入到解決實際問題的全部過程中，針對不同檢測對象的特性，完成實驗的構思、設計、實現與運行，從而全面培養學生各方面的能力。國內外的高校不斷進行實驗教學新模式的探索。

國外高校設立實驗教學課程，注重學生各方面能力的培養，充分培養學生的創造性思維，突出實驗教學環節“設計性、研究性、探索性”的教育功能。著名的實驗教學課程——斯坦福大學的“project”實驗課和麻省理工學院的“upper Division”實驗課，著力為學生提供足夠的軟硬件條件，由學生自行進行實驗題目的選擇、自主擬定實驗方案、在設備配置、數據測量、結果分析方面也都是獨立完成。不硬性規定實驗時間，學生可根據自己時間、能力及興趣來安排。受到了學生的歡迎，收到了良好的教學效果，達到了實驗教學能力培養的目的。

隨著國內高校教育水平的不斷提高，教育觀念的不斷更新，培養重點開始傾向于全面培養學生能力，因此國內高校對實驗課程的關注程度也是逐年增加。西安交通大學的《數據結構與算法》課程，針對教學過程中出現的層次性差、理論性過強等問題進行實驗教學改革。根據實驗內容，實驗課程將實驗分為三類：研究性實驗、驗證性實驗和綜合性實驗。針對不同實驗性質，采用不同的考核方法，獲得了良好的教學效果。山東理工大學的《分子生物學》實驗課程也開展了綜合性實驗教學項目設計，針對實驗項目缺乏創新性、實驗內容與科研脫節的問題，進行了科研課題與實驗課程相結合的方式，提升了實驗教學的授課效果。天津工業大學在實驗教學環節中，對考核方式進行了改革，對學生期末成績、平時表現、實驗成績和專題論文水平進行綜合考量，激發了學生參與實驗教學環節的熱情。

此次《航空檢測技術》課程綜合化實驗教學在國內外實驗教學成功經驗的基礎上，充分考慮航空專業的特點，在教學和考核方法上進行全新嘗試，以提升實驗教學環節在學生綜合能力培養方面的效果。如果說各個理論知識點和各種儀器設備工具都是一個個積木零件，傳統的教學中往往給出固定的組裝方式，讓學生按照組裝圖機械地拼插零件。如果學生能夠了解拼裝的用意，能夠了解各個零件的功用，能夠知道零件之間的關系，那么在整個學習過程中，學生的學習模式將發生改變，有利于發揮實驗教學的優勢。

三、研究思路

結合《航空檢測技術》課程的行業應用特點，融合“首要教學原理”與CDIO理念，從教學和考核方面對《航空檢測技術》課程進行探索，實現傳統教學模式的轉變。

1.教學理念上，重視學生綜合能力培養，課程理論學習與課程實驗相互配合。“首要教學原理”強調的是新舊知識的融合，教學過程中，舊知識對新知識的帶動和引導作用得到體現。通過解決一個工程實踐中遇到的問題，達到對基礎知識的工程理解和綜合運用。CDIO著重培養學生的工程思維，從工程需求到問題的解決往往需要學生從各個方面著手，構思、設計的可行性和有效性等等都需要學生主動的投入，直至最終的實現與運行。實驗教學在學生將知識轉化為應用的過程中，對學生創新精神和實踐能力培養的作用將得到充分體現。

2.教學內容上，在對實驗儀器及相關知識具有一定了解的基礎上，著重強調實驗思想、設計思路、研究方法等，培養學生的思維模式和實踐能力。教學實驗不是讓學生解決工程難題，而是引導學生一步一步完成一個項目的所有步驟。從檢測的目的意義、檢測的依據標準、被測量以及檢測方法的確定、設備和器件的選擇、故障的排查、檢測結果的處理等方面對學生進行適當的引導。讓學生主導實驗，教師則是幫助學生理清思路，引導培養學生如何思考、如何從頭開展研究。

3.教學方法上，摒棄學生一味模仿老師的傳統方法。讓學生不再拘泥于按部就班地完成實驗步驟上規定的內容，而是開啟主動學習模式，自主創新，將所學知識進行轉化，釋放自身的學習熱情和創新能力，通過從設計實驗到完成實驗的整個過程來探索知識。同時將科研與課程相結合。教師可以招募適合的學生進入到自己的科研團隊，讓學生從小事做起，從基礎做起，參與到真正的科研過程中來。讓學生在科研一線體驗到團隊精神和科研能力的碰撞。通過教學的開展，學生也能自己申請大學生科技創新項目，不斷提高科研能力。

4.實驗考核制度完善。制定相應實驗考核制度，明確考核原則、目標、方向及內容，創新考核方式，將考核貫徹到實驗過程的每一個環節中，重點考察學生思維是否縝密、思路是否清晰、研究方法是否正確，是否符合實驗教學的培養目標。豐富考核內容和方式，增大實驗成績在期末成績中的比例，提高學生對實驗課程和能力培養的重視程度。

三、研究內容

《航空檢測技術》課程綜合化實驗教學從教學和考核方面進行了嘗試。

1.教學方面，始終圍繞著一個實際的工程問題展開實驗教學，讓學生帶著實驗教學的問題進行理論學習。

在《航空檢測技術》的開課之初，教師就會為學生布置分組申報實驗題目的任務。讓學生自由組隊，3—4人一隊并明確每個人的分工。經過學生課下調研討論，根據成員意愿進行實驗題目的申報。教師會依據實驗室硬件條件、實驗題目的可行性和合理性，對各組上報題目進行審核。各組成員將就選定題目制作ppt，進行研究報告，并現場接受質詢。過程中，每組學生會對實驗題目的研究背景、檢測的意義、依據標準、檢測方法的可行性、檢測系統的搭建方案等有了一定的理解和研究，為后期的實驗打下良好的基礎。

在實驗完成過程中，學生會根據申報題目的內容選擇不同的設備和器件，進行系統搭建和實驗。最終對實驗結果進行整理分析。整個過程中，學生一直是實驗教學的主體，教師引導學生思考和動手，在系統搭建、故障排查、系統標定、數據分析等方面培養了學生在科學研究、組織工作、團隊意識等方面的綜合能力。

2.考核方面，采用更加多樣化的考核方式，綜合考量學生的團隊協作與科研意識。從實驗小組的選題、報告、實驗整個過程的各個環節進行綜合評價。其中，研究報告及答辯過程，教師會根據報告的內容、ppt的制作、實驗團隊前期調研的效果以及問題的回答情況進行打分，這部分成績占實驗成績的30%。在實驗實現的過程中，教師會觀察每位同學的表現，從設備、器件的選型，實驗步驟的設計、故障排除的策略、實驗過程的參與度等方面進行評價，這部分成績占實驗成績的40%。關于實驗教學的書面報告部分，教師會對實驗選題完成情況、實驗結果處理分析的合理性等方面進行評價，這部分成績占實驗成績的30%。經過一個學期的實踐，這種對實驗環節全程進行考核的方式激發了學生主動參與的熱情，提升了實驗教學的質量。

四、結語

《航空檢測技術》課程是在各種檢測原理基礎上的應用，實驗教學是對理論教學的升華。經過一個學期的實踐，將“首要教學原理”和CDIO教學理念融入實驗教學，通過改革實驗教學模式、完善實驗考核制度等手段，可以充分發揮實驗教學的功能優勢，更好的發揮學生的主觀能動性，全面培養學生的綜合能力，改善實驗教學的教學效果，提升《航空檢測技術》課程的教學質量。

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