“機械工程基礎(chǔ)實驗”的教學(xué)現(xiàn)狀與改革探討

劉偉+伍俏平+羅榮

摘要：“機械工程基礎(chǔ)實驗”的教學(xué)是本科機械工程人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，是學(xué)生獲得知識的重要途徑。當(dāng)前實驗教學(xué)存在體系、內(nèi)容、方法不能適應(yīng)新時代發(fā)展需求的問題，迫切需要從工程、系統(tǒng)、創(chuàng)新的角度對其進(jìn)行本質(zhì)的改革創(chuàng)新，從而為知識、技能和素養(yǎng)綜合發(fā)展的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提供支持。

關(guān)鍵詞：機械工程；基礎(chǔ)實驗；教學(xué)；改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）35-0112-02

機械工業(yè)與機械工程歷來是國家經(jīng)濟建設(shè)的支柱產(chǎn)業(yè)和支柱學(xué)科之一，而且是基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)與基礎(chǔ)學(xué)科之一。隨著科技的不斷發(fā)展，當(dāng)今社會對機械學(xué)科和機械類專業(yè)人才提出了更多更高的要求[1]。21世紀(jì)普通高等學(xué)校本科機械工程人才的培養(yǎng)目標(biāo)是知識、技能和素養(yǎng)綜合發(fā)展的創(chuàng)新型人才。人才培養(yǎng)是一個系統(tǒng)工程，“機械工程基礎(chǔ)實驗”的教學(xué)是本科機械工程人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)[2]。實驗教學(xué)作為機械工程基礎(chǔ)課程中的實踐性環(huán)節(jié)，可以驗證理論，加深對理論的理解，這是學(xué)生獲得知識的重要途徑，同時對培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、觀察分析能力、創(chuàng)新能力及工程師應(yīng)具備的基本素質(zhì)都具有十分重要的作用[3]。根據(jù)機械工程學(xué)科的發(fā)展特點，科學(xué)整合“機械工程基礎(chǔ)實驗”的教學(xué)內(nèi)容與方法，符合當(dāng)前工程教育專業(yè)認(rèn)證對學(xué)生培養(yǎng)在實踐教學(xué)中的要求。

一、“機械工程基礎(chǔ)實驗”的教學(xué)現(xiàn)狀

“機械工程基礎(chǔ)實驗”是普及機械工程的基本知識、基本概念和基本內(nèi)容的課程體系，其任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識機械工程，適應(yīng)高新科學(xué)技術(shù)社會的發(fā)展[4]。實驗一般用于驗證經(jīng)典原理、訓(xùn)練實驗技能和加深理論理解。我國高等教育中機械工程的課程體系基本上是沿用上世紀(jì)50年代的體系，其培養(yǎng)目標(biāo)是具有學(xué)科專業(yè)知識的專門化人才，即為“專家”。傳統(tǒng)的“機械工程基礎(chǔ)實驗”教學(xué)現(xiàn)狀表現(xiàn)在以下三個方面。

1.“機械工程基礎(chǔ)實驗”的教學(xué)內(nèi)容一般以理論的驗證為主，通過實驗指導(dǎo)書提供“標(biāo)準(zhǔn)方法”，教師按部就班地完成實驗教學(xué)過程，這種模式對于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與創(chuàng)新思維比較困難，無法適應(yīng)新時代社會經(jīng)濟發(fā)展對創(chuàng)新人才的需求。

2.“機械工程基礎(chǔ)實驗”以機械工程基礎(chǔ)理論課程為主線設(shè)置，內(nèi)容多，教學(xué)效率低，割裂了機械工程學(xué)科各理論課程內(nèi)在的聯(lián)系，不能滿足人才培養(yǎng)中學(xué)科綜合發(fā)展、交叉滲透以及多樣化思維方式的要求[5]。

3.“機械工程基礎(chǔ)實驗”基本是傳統(tǒng)性、常規(guī)性的實驗，內(nèi)容相對比較陳舊；實驗方法和檢測手段相對落后，不能體現(xiàn)當(dāng)前科技的發(fā)展；實驗一般只是作為理論課程教學(xué)的補充，普遍存在學(xué)生不夠重視實驗，同時實驗課程的成績也不能充分體現(xiàn)學(xué)生的能力。

研究發(fā)現(xiàn)超過70%的學(xué)生認(rèn)為其動手能力未能在實驗和實習(xí)環(huán)節(jié)中得到有效培養(yǎng)與提高，近70%的學(xué)生認(rèn)為學(xué)校開設(shè)的基礎(chǔ)實驗課程對其創(chuàng)新能力的培養(yǎng)幫助不大[6]。因此，對于機械專業(yè)而言，“機械工程基礎(chǔ)實驗”的教學(xué)方法與體系的改革非常緊迫和有必要。

二、“機械工程基礎(chǔ)實驗”的教學(xué)改革設(shè)想

當(dāng)前在“機械工程基礎(chǔ)實驗”的教學(xué)改革方面，國內(nèi)各高校進(jìn)行了大量探索性的研究與實踐，多數(shù)是把基礎(chǔ)課程體系中的實驗進(jìn)行抽取整理，按照一定的原則進(jìn)行分類綜合，并未從工程、系統(tǒng)、創(chuàng)新的角度對實驗教學(xué)進(jìn)行本質(zhì)的改革創(chuàng)新。

依據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求，整合機械工程專業(yè)的基礎(chǔ)理論與實驗教學(xué)基本內(nèi)容，綜合多種教學(xué)方法建立“機械工程基礎(chǔ)實驗”的教學(xué)體系，主要從以下幾個方面進(jìn)行教學(xué)改革。

1.開展多媒體實驗教學(xué)的研究與應(yīng)用。多媒體技術(shù)是一種先進(jìn)的教學(xué)手段，可以將其應(yīng)用到教學(xué)實踐中來，可以把表示實驗原理或過程的文字?jǐn)⑹雠c視頻動畫等教學(xué)資源集成到教學(xué)環(huán)境之中，在課堂教學(xué)時進(jìn)行交互實時處理，提供圖文并茂、形象生動的教學(xué)氛圍，不僅使實驗原理和過程更加直觀化，學(xué)生更容易理解，而且也便于教師講解，使抽象難講的原理可以通過動畫的形式展現(xiàn)，直接具體的展現(xiàn)過程變化，生動形象。

2.注意學(xué)生綜合設(shè)計能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。實驗內(nèi)容盡量由“驗證性”向“開放性”、“單一性”向“綜合性”進(jìn)行轉(zhuǎn)變，增加實驗內(nèi)容，注重實驗內(nèi)容的創(chuàng)新性，提高學(xué)生選題的自主性和開放性，盡量發(fā)揮學(xué)生在實驗過程中的主導(dǎo)作用，給學(xué)生獨立思考的空間和時間，盡量讓學(xué)生充分發(fā)揮想象力和能動性，運用所學(xué)知識獨立或者分組完成實驗過程，教師可以從旁指導(dǎo)掌控全局，提高學(xué)生應(yīng)用知識的能力和動手創(chuàng)新能力。

3.針對課程性質(zhì)與特點，建立和完善“機械工程基礎(chǔ)實驗”的教學(xué)大綱、實驗指導(dǎo)書與實驗指導(dǎo)方法，為實驗教學(xué)的有效進(jìn)行提供依據(jù)與指導(dǎo)。教學(xué)大綱是課程教學(xué)的指導(dǎo)思想和方針，起著舉足輕重的作用，因此教學(xué)大綱和實驗指導(dǎo)書的制定非常重要，只有將方針明確了，在教學(xué)過程中才不至于盲目，才能做到有重點的教學(xué)，做到有的放矢，不僅完成了教學(xué)任務(wù)，還能達(dá)到高質(zhì)量的教學(xué)效果。

4.引進(jìn)先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理手段，實現(xiàn)計算機技術(shù)在“機械工程基礎(chǔ)實驗”中的應(yīng)用，以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計能力、創(chuàng)新能力和掌握新的科學(xué)技術(shù)的目的。先進(jìn)的技術(shù)不僅可以輔助教學(xué)，而且學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中還能掌握和了解科技前沿，熟悉先進(jìn)技術(shù)，這樣在以后的工作中才不會和社會脫節(jié)，將所學(xué)和企業(yè)所需更快、更好的融合。

5.通過科研和技術(shù)開發(fā)來進(jìn)一步發(fā)展和提高“機械工程基礎(chǔ)實驗”的教學(xué)技術(shù)水平，使實驗教學(xué)、科研和技術(shù)開發(fā)相互促進(jìn)，共同發(fā)展，形成良性循環(huán)。

三、結(jié)語

結(jié)合我校“機械工程基礎(chǔ)實驗”課程的具體情況，在充分借鑒相關(guān)院校本課程建設(shè)的基礎(chǔ)上，以培養(yǎng)創(chuàng)新意識和強化實踐教學(xué)為核心，建立完善適合我校特色、具有我校自主知識產(chǎn)權(quán)的“機械工程基礎(chǔ)實驗”指導(dǎo)書，探索能培養(yǎng)和提高學(xué)生的綜合設(shè)計能力、創(chuàng)新能力的教學(xué)方法和教學(xué)技巧，為實現(xiàn)機械設(shè)計制造及其自動化工程教育專業(yè)認(rèn)證目標(biāo)，培養(yǎng)出達(dá)到行業(yè)認(rèn)可的畢業(yè)生奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐名聰.機械基礎(chǔ)實驗教程[M].北京：中國計量出版社，2010.

[2]鄭光澤，姚英，馮文杰.重視工程實踐訓(xùn)練 推動機械工程基礎(chǔ)實驗教學(xué)改革[J].重慶工學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2007，21（12）：169-171.

[3]馮文杰.機械工程基礎(chǔ)實驗教程[M].重慶大學(xué)出版社，2007.

[4]周峰.工科院校機械工程基礎(chǔ)實驗項目分析與開發(fā)[J].成才之路，2015，（21）：57.

[5]郭建華.重視工程教育 提高工科學(xué)生工程實踐能力[J].重慶工學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2007，21（4）：124-127.

[6]福州大學(xué)課題組.機械工程類學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)狀況調(diào)查及有關(guān)對策[J].高等理科教育，2001，（1）：30-34.