徐匯濤,吳曉陽

(公安海警學院,浙江 寧波 315801)

輪機工程(艦艇機電指揮)專業(yè)是公安海警學院首批四個本科專業(yè)之一。公安海警學院本科教育的培養(yǎng)目標是造就“講政治、懂技術、會管理、能執(zhí)勤”的高素質復合型人才,與?？平逃呐囵B(yǎng)目標相比有質的飛躍。學院的輪機工程技術專業(yè)(海員定向生)必須通過適任評估考試,這是一項包括船舶動力設備操作、船舶動力設備拆裝、金工工藝、電工工藝、電站操作、輪機專業(yè)英語等的綜合性考試,其中動力設備操作與拆裝是核心項目。因此上述兩個不同方向的輪機專業(yè),均對學員的實踐動手能力、創(chuàng)新能力提出了較高的要求。開展開放式綜合創(chuàng)新實驗教學,可以培養(yǎng)學生實踐動手能力、綜合運用所學知識解決問題的能力以及一定的創(chuàng)新能力。目前國內相關院校對開放式實驗教學進行了大量的研究[1-4],但是在輪機工程專業(yè)課領域,國內相關的研究非常少[5]。船舶動力裝置包括主推進動力裝置、輔助機械、輪機維護與修理等三門課程,均是輪機工程專業(yè)的核心主干專業(yè)課程。因此,探索船舶動力裝置開放式綜合創(chuàng)新實驗教學方式具有重要意義。

一、開放式綜合創(chuàng)新實驗教學的內涵與特征

開放式綜合創(chuàng)新實驗教學是一種新型的實踐教學方式,它強調以學生為主體,教師不預先指定實驗項目,而是由學生自行選定,自行編寫實驗方案,教師所編寫的實驗指導書作為范本供學生參考使用。同時,它不局限于一門單獨的課程,而是依附于一個課程群,所選取的實驗項目具有較強的綜合性,而完成實驗則必須依靠多人組成的小組來完成。教師根據(jù)學生所選定的實驗項目,結合實驗室的實際設備情況來評估學生所編寫的實驗方案的可行性。開放式綜合創(chuàng)新實驗教學方式主要有以下特點。

1.開放性

開放式實驗教學是針對傳統(tǒng)的實驗教學而言,其開放性主要包括三層含義[6]:(1)學員處于實驗教學過程中的主體和中心地位,可以自由發(fā)揮主動性和積極性;(2)實驗內容并非單純是理論課的附屬品,而是相對獨立的體系,強調培養(yǎng)學員的創(chuàng)新思維;(3)實驗方法不拘一格,強調尊重事實規(guī)律。也有的研究認為開放式主要有兩個表現(xiàn)形式[7]:一是實驗時間開放,即實驗室全天對學生開放,學生既可在實驗課時間做實驗,又可在業(yè)余時間完成一些實驗內容,使學生充分發(fā)揮自己的能動性,提高學生做實驗的積極性;二是實驗教學內容開放,是指實驗課之前,教師只在相關知識和主要儀器使用上給予講解,讓學生自己預習實驗,寫出預習報告(包括實驗原理、目的、步驟、預期結果等),然后自己獨立完成實驗。實驗期間,教師只是監(jiān)督實驗過程,實驗后與學生一起分析討論實驗結果,最后由學生完成實驗報告。

2.綜合性

綜合性實驗是近年來實驗教學改革的產物[8-9],是為了使學生能更系統(tǒng)地學習和掌握實驗原理、目的及實驗方法,而把相關的幾個小實驗按其規(guī)律組合成一個綜合性大實驗,使學生在實驗課上對所學知識有更加全面的認識和了解。實驗的綜合性表現(xiàn)在它不局限于一門單獨的課程,而是依附于一個課程群,可使課程間的實驗進行聯(lián)系和交叉。如果實驗工作量較大,就需要幾名學生組成一個小組來完成。這樣對提高學生分析解決問題的能力、促進學生的團隊合作精神大有幫助。

3.創(chuàng)新性

創(chuàng)新性主要表現(xiàn)在實驗過程中鼓勵和激勵學生主動創(chuàng)新。創(chuàng)新主要表現(xiàn)在:(1)敢于寫出實驗指導書上沒有的實驗方案;(2)敢于挖掘和利用不同于教材上的實驗方法。當然,創(chuàng)新性并非要求學生一定要有創(chuàng)新,主要是強調鼓勵和激勵,促進創(chuàng)新意識的提高。

二、教學實施與探索

為加強學員綜合能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng),專業(yè)課程實驗教學必須向綜合性轉變,改變原實驗教學按理論課設置和各門實驗課程相互獨立的傳統(tǒng),打破課程之間的界限,按照學科性質,對實驗教學體系進行整體優(yōu)化,對各課程的實驗內容優(yōu)化整合,將專業(yè)實驗教學連成一條主線并分階段實施。船舶動力裝置是包括“主推進動力裝置”“船舶輔機”“船機維修技術”等多門專業(yè)課在內的課程體系,每門專業(yè)課程都有不同數(shù)量的實驗學時。開放式綜合創(chuàng)新實驗對這些課程之間的實驗項目進行綜合優(yōu)化統(tǒng)籌,并配備適量的專業(yè)教師指導,對學生采用分組滾動安排,完成各實驗項目。

1.積極調研,收集資料

利用平臺檢索下載論文文獻,購買相關專業(yè)書及參考資料。加強與實驗中心的溝通,赴寧波大學海運學院調研有關實驗設備、實驗教學以及實驗教學改革等方面的情況。認真點驗實驗室匹配的相關實驗設備,排查安全隱患。注重課堂教學的效果,深入學員中間了解他們的學習情況,保障學員的理論知識學習的效果。在課堂教學上對學員嚴格要求,同時加強課外輔導。

2.摸清學員情況

向學員介紹開放式綜合創(chuàng)新實驗教學的含義、特點及基本實施方法,使學員形成一個清晰完整的概念,方便下一步的教學實施。采取問卷調查的方式,摸清學員的情況,主要是學員針對實驗教學的態(tài)度以及對開放式綜合創(chuàng)新實驗教學的認識、要求、希望等。約82%的學員認同開展開放式綜合創(chuàng)新實驗教學,約18%的人認為無所謂;約85%的學員覺得應該在周末、晚上等休息時間開放實驗室;約93%的學員認為自己有興趣參與到開放式綜合創(chuàng)新實驗教學;約88%的學員認為實驗教學形式應該多樣化,更好地激發(fā)學習的興趣;約50%的學員很想在休息時間去做實驗,27%的學員興趣一般,9%認為無所謂,14%表示沒興趣,不如做其他事情?？梢钥闯?開展開放式綜合創(chuàng)新實驗教學,絕大多數(shù)學員是感興趣、愿意參與的,這為下一步的實施奠定了良好的基礎。

3.整合設備資源,制定項目列表

開放式的實驗教學并不是無條件、無限制地開放,首先要立足于實際。學員雖然是主體,但也必須要有一個導向。這就需要教員規(guī)定一個選題的范圍,讓學員明白實驗室哪些東西有、哪些東西沒有、哪些項目可以做。為此,需要依據(jù)實驗室當前匹配的設備,制定出一個實驗項目的列表,讓學員發(fā)揮主觀能動性去選擇。經(jīng)過點驗,確定了20個可選的實驗項目范圍。學員選擇好以后,可以自己編寫實驗方案,教員所編寫的實驗指導書可作為范例參考。在設計實驗方案的過程中,學生不僅獲得了知識、技能,而且可以使探究方法更明確、思路更清晰、過程更科學。學生在設計實驗方案的過程中進行積極的思維碰撞,在交流研討中逐步明確先做什么、后做什么、怎樣分工和合作及在實驗中怎樣觀察并記錄實驗現(xiàn)象等,能夠形成開展探究活動的大致思路,增強探究活動的目的性、計劃性,在實驗過程中不至于無所適從,也不至于隨意擺弄。設計實驗方案的過程也是一個探究的過程,是提高學生探究能力的一個重要途徑。

4.科學劃分小組進行嘗試

為了提高學員團結協(xié)作的意識,增強團隊合作精神,對學員進行了分組。為了保證各組之間的差距不至于過大,分組遵循一個平衡搭配的原則,即根據(jù)考試成績、課堂表現(xiàn)、作業(yè)成績等把表現(xiàn)較好的學員與較差的學員組合在一起。每組由成績較好、表現(xiàn)較好的學員擔任組長,每一小組根據(jù)實驗項目列表、參考實驗指導書編寫出實驗方案提交給教員。教員根據(jù)實際情況確定該方案的可行性以及是否需要修改等。

開放式綜合創(chuàng)新實驗主要面向具有一定專業(yè)理論知識的高年級學生。在2008級動力管理專業(yè)、2008級輪機工程技術專業(yè)中進行了嘗試,學員分成每組5人左右。從嘗試過程中的表現(xiàn)來看,學員的積極性都很高,但同時也暴露出一些問題:理論知識不夠扎實,有的小組做到一半就感覺做不下去,有些學員感覺無所事事,有的學員拆下的設備零件卻不知道它的主要作用等。同時,也反映出學員之間的差異性:有的學員好學、積極性高、不怕臟,而有些人卻怕臟、手不愿意碰柴油;有些學員好問,問的問題都比較深入,而有的學員卻一個問題也不愿意問。

三、教學效果分析

1.實驗成績評定方法

開放式綜合創(chuàng)新實驗教學是一個比較系統(tǒng)的教學過程,學員實驗成績的評定也是一個難點。[10]實驗成績應該綜合整個教學過程來評定,由實驗方案、實驗過程中的表現(xiàn)、實驗結束后的答辯、實驗報告等四部分成績組成。實驗方案主要是看是否有創(chuàng)新性、可行性以及條理是否清晰等,占總成績的15%,小組中的每位成員成績相同。實驗過程中的表現(xiàn)主要是根據(jù)學員動手的積極性、提問的積極性、對待實驗的態(tài)度等評分,以小組中表現(xiàn)最好的一位為基準給分,小組中每位成員的成績實行差別化,占總成績的30%。實驗結束后的答辯主要是結束后現(xiàn)場提問,根據(jù)學員回答問題的情況給分,占總成績的30%。實驗報告成績從實驗報告的條理性、完成質量等方面給分,小組中的每位成員成績相同,占總成績的25%。實驗總成績作為課程平時成績的參考。

2.教學效果評價標準

教學效果的評價標準必須要有多個指標來衡量。建立指標評價體系需要結合實際、科學選取。根據(jù)問卷調查的情況,建立了以下的教學效果評價標準(見表1)。

表1 教學效果評價標準

根據(jù)上表設置的8項指標,以滿足I類指標得5分、Ⅱ類指標得3分、Ⅲ類指標得2分、Ⅳ類指標得0分進行計算,總得分32～40分代表教學效果優(yōu)秀,24～32分代表教學效果良好,16～24分教學效果一般,16分以下教學效果不合格。

3.教學效果分析

根據(jù)上述實驗成績評定方法及教學效果評價標準,評定此次開放式綜合創(chuàng)新實驗教學效果為優(yōu)秀。具體表現(xiàn)在:(1)學員參與人數(shù)比例為100%;(2)學員認可比例為82%;(3)感興趣學員的比例為93%;(4)實驗過程中主動提問的學生占總人數(shù)的63%;(5)實驗方案有創(chuàng)新的比例為19%;(6)實驗報告成績指標屬I類指標;(7)實驗答辯成績屬Ⅱ類指標;(8)實驗總成績屬Ⅱ類指標?？偟梅譃?6分。

學員在開放式綜合創(chuàng)新實驗研究活動中,參與了選題立項、查閱資料、書寫方案、實際動手、撰寫報告等相對完整的過程,使學員受到一次全方位的訓練,培養(yǎng)了學員綜合實踐能力、獨立運用所學知識和實驗技術解決實際問題的能力,提高了分析問題和解決問題的能力。實驗的挫折和失敗鍛煉了學員的意志,實驗的成功增強了學員的自信。新的教學方式可以達到以下幾個促進作用:

(1)進一步完善和豐富了實踐教學形式。實踐教學形式多樣化有利于培養(yǎng)學員的學習積極性。特別是開放式綜合創(chuàng)新實驗過程使學生感受到是他們自己在完成實驗。實驗時間、內容可由自己控制,甚至可以自己選題設計實驗,變被動實驗為主動實驗,充分調動了學生的積極性和主動性。

(2)提高學員理論聯(lián)系實際的能力,拓寬學生的知識面。學員普遍反映專業(yè)課程難學難懂,尤其是在講設備結構的時候,根據(jù)教材上的附圖,學員往往想象不出設備內部結構。由于實驗內容的開放,學員可以選做實驗和設計實驗。這些對于幫助學員徹底明白其結構,促進理論知識學習具有重要作用。

(3)提高學習興趣與實際動手解決問題的能力。開放式綜合創(chuàng)新實驗過程能充分發(fā)揮學生的認知主體作用,它是由學生根據(jù)自身興趣、愛好和知識水平去選擇和完成的,不像課堂理論教學那樣比較枯燥,顯然學員的興趣更高。

(4)培養(yǎng)學員的創(chuàng)新能力。傳統(tǒng)的實驗教學是提供現(xiàn)成知識多、學員思考少,容易造成“知識塞滿”“智力退化”現(xiàn)象。參加開放式綜合創(chuàng)新實驗,學員可以帶著問題做實驗,由被動記憶學習變?yōu)橹鲃犹剿餍詫W習,有利于培養(yǎng)學員獨立研究和綜合分析問題的能力,以及促進學生創(chuàng)新思維的形成。

四、結 語

以上研究探索表明,船舶動力裝置開放式綜合創(chuàng)新實驗教學具有良好的效果,在公安海警學院也具備一定的實施條件,可以把該教學形式同課程實習結合起來,豐富課程實習的內容,對增強課程實習的效果也具有較大的幫助。本文探索建立了實驗成績評定方法,并在此基礎上了建立了教學效果的評價標準。通過實施開放式綜合創(chuàng)新實驗教學、也為今后開展實踐教學、豐富教學形式打下良好的基礎。

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