工程教育背景下實(shí)踐教學(xué)方法探索

陳常龍++唐珍++肖巍++王許潔++劉鵬

【摘要】工程教育的背景下，實(shí)踐教學(xué)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神有著重要作用。本文以工程教育的培養(yǎng)要求為出發(fā)點(diǎn)，分析現(xiàn)有實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、實(shí)踐教學(xué)條件以及教師工程背景等方面存在的問題，提出實(shí)踐教學(xué)改革的思路。

【關(guān)鍵詞】工程教育 實(shí)踐教學(xué) 教學(xué)改革

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）06-0093-02

工程教育專業(yè)認(rèn)證起源于20世紀(jì)末由美國8所高校提出并推行，為培養(yǎng)合格的工程師，美國工程與技術(shù)認(rèn)證委員會(huì)對(duì)工科畢業(yè)生提出11項(xiàng)能力要求[1]：注重學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)；注重學(xué)科的交叉和融合，為學(xué)生提供多學(xué)科的綜合知識(shí)背景；重視對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，加強(qiáng)教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)；充分發(fā)揮學(xué)生的個(gè)性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性和自主性[2]。我國已加入華盛頓協(xié)議組織，正在積極推進(jìn)工程教育專業(yè)認(rèn)證，重視學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，達(dá)到創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

實(shí)驗(yàn)室是開展實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力與綜合素質(zhì)的主要場(chǎng)所，要實(shí)現(xiàn)工程教育的培養(yǎng)目標(biāo)，實(shí)踐教學(xué)具有不可替代的作用。與課堂教學(xué)相比，實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有直觀性、實(shí)踐性、綜合性、啟發(fā)性和探索性等特點(diǎn)，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力等方面具有重要意義[3]。

一、實(shí)踐教學(xué)存在問題

1.實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容問題

長期以來，實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為理論課的輔助課程，配合專業(yè)課的進(jìn)度，安排學(xué)生進(jìn)行對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作，以增進(jìn)對(duì)相關(guān)內(nèi)容的理解。該種方式按照課程的內(nèi)容將實(shí)踐環(huán)節(jié)分隔成一個(gè)個(gè)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)之間缺乏有機(jī)的聯(lián)系。學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，往往專注于按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的方法甚至完全按照其步驟將實(shí)驗(yàn)完成。實(shí)驗(yàn)過程中缺少主動(dòng)積極的思考，甚至對(duì)于出現(xiàn)的結(jié)果都少有分析其合理與否。從時(shí)間上來看，每個(gè)實(shí)驗(yàn)根據(jù)課程安排需要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成，學(xué)生可能只重復(fù)一次，出現(xiàn)預(yù)期的結(jié)果就結(jié)束實(shí)驗(yàn)，對(duì)于相關(guān)的原理及操作沒有形成較深的印象。而且不同實(shí)驗(yàn)之間間隔較長，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)于不同實(shí)驗(yàn)間的聯(lián)系和區(qū)別沒有形成清晰地認(rèn)識(shí)，這種完全照章作業(yè)的實(shí)踐教學(xué)模式難以達(dá)成工程教育的培養(yǎng)目標(biāo)。

2.實(shí)踐條件問題

實(shí)驗(yàn)室是實(shí)踐教學(xué)的必備的硬件支撐，實(shí)驗(yàn)室的面積大小、設(shè)備種類、開放方式對(duì)于實(shí)踐教學(xué)的效果影響巨大。現(xiàn)在國內(nèi)高校實(shí)驗(yàn)室一般是根據(jù)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要而設(shè)置的，其特點(diǎn)是專業(yè)性強(qiáng)，功能單一。實(shí)驗(yàn)室設(shè)備購置后僅用作實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用，實(shí)驗(yàn)設(shè)備臺(tái)套數(shù)少，使用率低，而且設(shè)備更新速度慢，這些條件都制約了實(shí)踐教學(xué)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和綜合能力的培養(yǎng)。實(shí)踐條件的改善需要依賴于教育經(jīng)費(fèi)的支持，保證設(shè)備臺(tái)套數(shù)和實(shí)驗(yàn)環(huán)境的前提下，實(shí)踐教學(xué)才能更好服務(wù)于學(xué)生工程技能的培養(yǎng)。

3.實(shí)踐教師缺乏工程背景問題

近年來，高校具有博士、碩士學(xué)位的青年教師越來越多，但他們大多是畢業(yè)后直接到高校工作，接受的主要是理論知識(shí)和學(xué)術(shù)訓(xùn)練，缺乏廣泛深入的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，研究的課題也多偏于基礎(chǔ)理論，習(xí)慣于用科學(xué)教育的方法從事工程教育[4]。實(shí)驗(yàn)系列教師也存在缺乏工程實(shí)踐背景的問題，長期以來實(shí)驗(yàn)教師的地位在高校得不到重視，缺乏系統(tǒng)的工程培訓(xùn)交流，更缺少到企業(yè)實(shí)踐的機(jī)會(huì)，使得上述問題長期存在。這些現(xiàn)象對(duì)工程教育的開展具有較大影響。

二、實(shí)踐教學(xué)改革思路

1.創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容

在保證基本教學(xué)目標(biāo)的前提下壓縮驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的數(shù)量，增加綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中主動(dòng)思考，尋找可行的解決辦法，鍛煉其解決問題的能力。增加學(xué)科內(nèi)最新研究成果相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，拓展學(xué)生的知識(shí)面。對(duì)于綜合性實(shí)驗(yàn)不限定每個(gè)實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，在必要的課時(shí)之外采用預(yù)約開放的方式，允許學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)。除必須完成的實(shí)驗(yàn)外，提供給學(xué)生選做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，需要學(xué)生通過熟練掌握基本技能后方能完成，提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.變革教學(xué)方法

在基本實(shí)驗(yàn)操作的基礎(chǔ)上，增加相關(guān)行業(yè)知識(shí)介紹，通過多媒體等方式將實(shí)驗(yàn)的原理、應(yīng)用背景、作用講清楚，甚至可以增加生產(chǎn)一線工程師的工作錄像，給學(xué)生以“身臨其境”的代入感。對(duì)于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)可能出現(xiàn)的問題以及可以采取的解決辦法都能夠預(yù)先掌握，與企業(yè)生產(chǎn)一線實(shí)現(xiàn)無縫連接，既提高了教學(xué)效果又能讓學(xué)生明白所學(xué)實(shí)驗(yàn)方法用之于何處。本科階段有認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)等不同等級(jí)的實(shí)習(xí)實(shí)踐機(jī)會(huì)，將校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，讓學(xué)生在實(shí)習(xí)過程中進(jìn)一步了解所學(xué)技能作用，又能增加實(shí)習(xí)的目的性。

3.保證實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

實(shí)驗(yàn)室是實(shí)踐教學(xué)的最基本平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)建設(shè)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備的更新，最新實(shí)驗(yàn)技術(shù)的引入，這些都依賴于高校教育資金的扶持。在保證專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上，積極組建學(xué)科的專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合開放平臺(tái)，不僅在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開放，更是實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)時(shí)間的開放，允許學(xué)生能夠自主使用，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

4.加強(qiáng)教師的工程培訓(xùn)

提供給青年教師尤其是實(shí)驗(yàn)教師交流培訓(xùn)的機(jī)會(huì)，派駐部分實(shí)驗(yàn)教師進(jìn)入企業(yè)鍛煉，完善自身工程技能的同時(shí)培養(yǎng)教師的工程素養(yǎng)。聘請(qǐng)企業(yè)有深厚行業(yè)經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員到學(xué)校任職交流，助推高校教師隊(duì)伍的整體工程技術(shù)能力。

三、《海洋工程結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)》實(shí)踐教學(xué)嘗試

《海洋工程結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，課程內(nèi)容與船舶與海洋工程專業(yè)建造環(huán)節(jié)緊密結(jié)合，本課程的主要任務(wù)是使學(xué)生了解無損檢測(cè)技術(shù)的方法與分類，其目標(biāo)是使學(xué)生具有從事海洋工程結(jié)構(gòu)及其它工程結(jié)構(gòu)的檢測(cè)與試驗(yàn)專業(yè)知識(shí)，并為深入學(xué)習(xí)和研究打下良好基礎(chǔ)。該課程設(shè)置14個(gè)實(shí)踐學(xué)時(shí)，包括超聲探傷實(shí)驗(yàn)、磁粉探傷實(shí)驗(yàn)、渦流探傷實(shí)驗(yàn)、磁記憶實(shí)驗(yàn)、聲發(fā)射實(shí)驗(yàn)、紅外熱像實(shí)驗(yàn)、超聲測(cè)厚實(shí)驗(yàn)等7個(gè)實(shí)驗(yàn)，通過初步的改革試點(diǎn)，對(duì)于超聲探傷實(shí)驗(yàn)除基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容外，增加縱波探傷、實(shí)驗(yàn)儀器校正等選做實(shí)驗(yàn)，在預(yù)約時(shí)間內(nèi)對(duì)學(xué)生開放，以完成選做實(shí)驗(yàn)。在原有聲發(fā)射儀（1臺(tái)）的基礎(chǔ)上購置新型聲發(fā)射儀器兩臺(tái)，將演示性實(shí)驗(yàn)變更為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。購置大量實(shí)際損傷試件供學(xué)生自主實(shí)習(xí)實(shí)踐相關(guān)檢測(cè)方法。從實(shí)踐的效果來看，在實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生能夠主動(dòng)思考，對(duì)于實(shí)驗(yàn)的興趣更為濃厚，較好的培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。

四、結(jié)語

工程教育現(xiàn)已在我國推行，全面改革現(xiàn)有實(shí)踐教學(xué)方法和教學(xué)手段，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，從而實(shí)現(xiàn)工程教育的培養(yǎng)目標(biāo)，實(shí)踐教學(xué)必將處于更加重要的地位。

參考文獻(xiàn)：

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[4] 李培根，許曉東，陳國松.我國本科工程教育實(shí)踐教學(xué)問題與原因探析[J].高等工程教育研究，2012，（3）.

基金項(xiàng)目：2016年度中國海洋大學(xué)本科教育教學(xué)研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2016JY113）。