以實物制作為手段培養(yǎng)工科學(xué)生綜合實踐能力

郭天太， 趙 軍， 孔 明， 王道檔， 劉 維

(中國計量學(xué)院 計量測試工程學(xué)院，浙江 杭州 310018)

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以實物制作為手段培養(yǎng)工科學(xué)生綜合實踐能力

郭天太， 趙 軍， 孔 明， 王道檔， 劉 維

(中國計量學(xué)院 計量測試工程學(xué)院，浙江 杭州 310018)

隨著社會對綜合型、創(chuàng)新型人才的需求越來越明顯，對創(chuàng)新人才的培養(yǎng)成了高等院校的首要任務(wù)，而對工科專業(yè)來講，對學(xué)生綜合實踐能力的培養(yǎng)則是其重心。為此，提出了“以實物制作為手段，培養(yǎng)工科學(xué)生綜合實踐能力”的綜合實踐教學(xué)模式，以培養(yǎng)工科學(xué)生的綜合實踐能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。對這一實踐教學(xué)模式的基本理念、實施、教學(xué)改革實踐及實施效果進行了介紹。教學(xué)改革實踐表明，該模式取得了較好的成效。

綜合實踐能力； 實物制作； 教學(xué)改革； 人才培養(yǎng)

0 引 言

近年來，我國眾多高等院校采取擴招政策后的一些問題已經(jīng)日漸顯現(xiàn)，如教學(xué)資源相對不足、學(xué)生的就業(yè)競爭壓力增大等等[1-3]。與此同時，社會對學(xué)生的綜合實踐能力的重視，也對高校人才培養(yǎng)提出了更高的要求[4-6]。隨著我國加入《華盛頓協(xié)議》，實施更加開放的人才政策，工程技術(shù)人才國際交流合作日益頻繁，社會對綜合型、創(chuàng)新型人才的需求更加緊迫[7-8]。

目前，在許多地方高等院校中，由于受到傳統(tǒng)教育觀念的長期束縛，加之高校擴招后出現(xiàn)的實驗資源相對緊缺，導(dǎo)致相當(dāng)一部分高校過分重視理論教育，而對工科學(xué)生實踐動手能力的培養(yǎng)則有所忽略。這樣一來，教學(xué)方式容易流于照本宣科，缺乏吸引力，這不僅不利于學(xué)生獨立思考，同時也導(dǎo)致實踐教學(xué)與課程結(jié)合度不夠，效果難以持久，缺乏不同教學(xué)方式的有機綜合。

高校實驗教學(xué)作為一項實踐性較強的教學(xué)活動，是培養(yǎng)創(chuàng)新性綜合人才的重要手段[9-12]。盡管目前大部分工科院校為培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐能力，開展了金工實習(xí)、電子實習(xí)等一系列實踐教學(xué)活動，但這些活動基本上都是在老師的帶領(lǐng)下，學(xué)生完全按照書本內(nèi)容進行操作，這樣就使得實踐教學(xué)容易流于形式化。學(xué)生在這個過程中無法將自己的想法融入，只能對所接觸的東西有一個表層的了解，缺少自己的主觀能動作用的發(fā)揮。因此容易導(dǎo)致學(xué)生對所學(xué)知識缺乏興趣，不利于達成教學(xué)目的。

1 實踐教學(xué)模式的基本理念

對于工科學(xué)生來說，動手能力的培養(yǎng)僅靠常規(guī)的實習(xí)和實驗教學(xué)活動是遠遠不夠的。知識的獲得，必須經(jīng)過學(xué)生動手與動腦相結(jié)合才能實現(xiàn)。因此，本文提出“以實物制作為手段，培養(yǎng)工科學(xué)生綜合實踐能力”的實踐教學(xué)模式，使實踐教學(xué)真正達到培養(yǎng)學(xué)生綜合實踐能力、提高學(xué)生綜合素質(zhì)的目標(biāo)。

通過實物制作，可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使得學(xué)生能夠?qū)λ鶎W(xué)知識進行全方位的回顧和應(yīng)用。對于工科學(xué)生來說，這樣的經(jīng)歷比起傳統(tǒng)的在實驗室學(xué)習(xí)和做簡單的接線實驗要有趣、有用得多，其效果也必然更加持久。結(jié)合理論教學(xué)和本專業(yè)教師科研背景的培訓(xùn)，可以使所培養(yǎng)的學(xué)生不僅具有扎實的科學(xué)基礎(chǔ)，而且還具有分析、解決問題的能力、創(chuàng)新能力、實踐能力、多學(xué)科交叉的工程綜合能力、交流與協(xié)作能力，以及最為重要的能力——正確的價值觀和終身學(xué)習(xí)的能力。此外，學(xué)生自行開發(fā)的實驗項目和實驗設(shè)備，也可以豐富專業(yè)課程的實驗內(nèi)容。

2 實踐教學(xué)模式的實施

2.1 制作對象的合理選擇

“以實物制作為手段，培養(yǎng)工科學(xué)生綜合實踐能力”的實踐教學(xué)模式，其關(guān)鍵在于學(xué)生的自主參與，教師的參與應(yīng)僅限于指導(dǎo)與幫助。從人員配置上來說，根據(jù)學(xué)生的個人選擇與項目性質(zhì)，可以是一個人獨立完成實驗項目，也可以以小組分工的形式完成實驗；在對象選擇方面，可以是一個完整的系統(tǒng)，也可以是一個大的系統(tǒng)中的子系統(tǒng)。

在選擇實物制作對象的過程中，要按照難易適度的原則，鼓勵學(xué)生根據(jù)自己的知識水平情況，選擇不同的實物制作對象。制作對象可以由教師根據(jù)相關(guān)專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容提煉和引申而來，也可以由學(xué)生根據(jù)自己的個人興趣來推薦。其中，要求所選對象具有一定的梯度，使不同層次的學(xué)生可以根據(jù)自己的實際情況選擇適合自己的實物制作對象。與此同時，學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛好，可以選擇相對簡單的小型裝置，也可以選擇比較復(fù)雜的綜合性系統(tǒng)。可以獨立完成，也可以小組合作完成。

這樣一來，學(xué)生可以依托專業(yè)背景，結(jié)合自身的興趣和特長，然后根據(jù)自己的想法去開發(fā)完成一些不同復(fù)雜程度的實驗項目。這不僅有針對性地培養(yǎng)了學(xué)生的實踐動手能力，而且有助于挖掘?qū)W生在某些方面的潛力，真正做到因材施教，寓教于樂。

2.2 實物制作的管理與組織

實物制作方案的基本流程見圖1。在實物制作過程中，具體的管理形式(如：實驗進度、人員分工等)由個人或小組成員自行安排，如有需要(如：經(jīng)費的使用、場地的確定)，再由指導(dǎo)教師統(tǒng)一協(xié)調(diào)和管理。最后，要求學(xué)生以論文或報告的形式，整理分析實驗數(shù)據(jù)，并得出相應(yīng)的實驗結(jié)果，統(tǒng)一上交，既可作為評定學(xué)生成績的依據(jù)，也可作為今后實驗教學(xué)的數(shù)據(jù)資料和理論參考。

圖1 實物制作方案的基本流程

學(xué)生的實物制作既可以作為課程教學(xué)的一部分，也可以以課外科技活動小組的形式實現(xiàn)，通過學(xué)生的自主學(xué)習(xí)加上小組成員的分工合作，共同完成實物的制作，并對過程中遇到的問題及解決方法進行經(jīng)驗總結(jié)。這樣一來，學(xué)生不僅可以根據(jù)自己的知識范疇及興趣自主選擇實驗課題，還可以在小組合作的基礎(chǔ)上對其他相關(guān)專業(yè)知識有一定了解。

3 教學(xué)改革實踐及實施效果

3.1 教學(xué)改革實踐

作為“以實物制作為手段，培養(yǎng)工科學(xué)生綜合實踐能力”的實踐教學(xué)模式的試點，實物制作方案在操作過程中選擇了中國計量學(xué)院“測控技術(shù)與儀器”專業(yè)為試點單位。中國計量學(xué)院是我國質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫行業(yè)唯一的本科院校，在計量、質(zhì)量、檢測、標(biāo)準(zhǔn)等方面具有鮮明的辦學(xué)特色[13-15]。作為試點課程，選擇了“測控技術(shù)與儀器”專業(yè)四門具有代表性的專業(yè)課——“傳感器技術(shù)”“測控電路”“微機原理及應(yīng)用”和“光電檢測技術(shù)”進行了教學(xué)改革實踐。為保證此項教學(xué)實踐工作的長期順利實施，建立了長期性的指導(dǎo)教師與課外科技活動小組的協(xié)調(diào)機制，實現(xiàn)了項目化管理。

在老師的指導(dǎo)下，學(xué)生以課外科技活動的形式，自覺、自愿地完成一系列實物制作項目。在具體操作過程中，首先根據(jù)所選專業(yè)方向，對現(xiàn)有的實驗內(nèi)容進行梳理，并選擇相關(guān)知識點進行綜合，結(jié)合課程教學(xué)內(nèi)容，以符合學(xué)生能力培養(yǎng)目標(biāo)為原則，擬出一些可實施的實驗項目，例如：不同類型傳感器的制作、基于接觸式和非接觸式傳感器的報警裝置、酒精濃度檢測裝置、基于單片機的門禁計數(shù)系統(tǒng)、光干涉法測量頭發(fā)絲的直徑等。這是一個開放的過程，鼓勵學(xué)生參與，也允許中途調(diào)整制作內(nèi)容。與此同時，確定實驗地點，安排相關(guān)指導(dǎo)老師，為學(xué)生開展活動提供平臺。學(xué)生以小組或個人的形式制定不同的實驗方案開展實物制作，最后以報告或論文的形式展示自己的實驗結(jié)果。

3.2 實施效果

實踐教學(xué)作為一種培養(yǎng)綜合型、創(chuàng)新型人才的方式，是高等教育的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)學(xué)生反映，實物制作的實踐教學(xué)模式，使其提高了學(xué)習(xí)的主動性，學(xué)會了多方面的能力，如：調(diào)試電路的能力、編寫軟件的能力、查找資料的能力、整理文檔的能力、人際協(xié)調(diào)能力等。另外，還對項目涉及的具體專業(yè)知識有了更深入的理解和提高。還有部分學(xué)生以第一作者身份發(fā)表了學(xué)術(shù)論文(包括核心期刊論文和EI收錄論文)，或者成功申請了專利。學(xué)生們還開發(fā)了如超聲測距儀、酒精濃度檢測裝置、光柵傳感器演示裝置、微型滲水稱重儀、電子價格標(biāo)簽演示系統(tǒng)等部分作品。

總體而論，開展“以實物制作為手段，培養(yǎng)工科學(xué)生綜合實踐能力”的實踐教學(xué)，使學(xué)生不但鍛煉了自己的實際動手能力，加深了對專業(yè)知識的了解，養(yǎng)成了良好的解決問題的思維模式，而且增強了組織協(xié)調(diào)的能力，參與這一過程的學(xué)生在就業(yè)和考研方面都表現(xiàn)出了明顯的競爭優(yōu)勢。

4 結(jié) 語

人才培養(yǎng)是一項系統(tǒng)工程，高校實驗教學(xué)作為一項實踐性較強的教學(xué)活動是培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的重要手段。近年來，如何開展實驗教學(xué)模式，怎樣利用現(xiàn)有條件更好地培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐動手能力，一直是教育界研究的熱點之一。“以實物制作為手段，培養(yǎng)工科學(xué)生綜合實踐能力”的實踐教學(xué)模式作為一種開創(chuàng)性實踐教學(xué)方案，不僅能夠有效培養(yǎng)工科學(xué)生的實踐動手能力，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，也有利于學(xué)生整體素質(zhì)的真正提高。

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·名人名言·

成功=艱苦的勞動+正確的方法+少說空話。

——愛因斯坦

Development of Engineering Students’ Comprehensive Practical Capabilities by Means of Objects Construction

GUOTian-tai,ZHAOJun,KONGMing,WANGDao-dang,LIUWei

(School of Metrological Testing Engineering, China Jiliang University, Hangzhou 310018, China)

The requirement of comprehensive and innovative talents by the society is becoming more and more pressing, and the cultivation of innovative talents has become the top priority of higher education, in which the training of comprehensive practical capabilities lies at the center for engineering specialties. This paper puts forward the comprehensive practical education mode of “development of engineering students’ comprehensive practical capabilities by means of objects construction”, so as to develop engineering students’ comprehensive practical capabilities and enhance their general quality. The basic idea, implementation, practice in education reform and subsequent results are introduced to show that the mode has obtained good results.

comprehensive practical capabilities; objects construction; education reform; talents training

2015-04-27

中國高等教育學(xué)會2010年年度專項課題(2010CX170)；中國計量學(xué)院教改項目(HEX2014076、HEX2014059)

郭天太(1968-)，男，甘肅莊浪人，博士，副教授，主要研究方向：虛擬測試與無損檢測。

Tel.：13588349087；E-mail：guotiantai@cjlu.edu.cn

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1006-7167(2016)04-0198-03