牟 萍，丁杰雄，凌 丹，郭連忠，杜 麗，俸培福

（電子科技大學(xué) 機(jī)械電子工程學(xué)院，四川 成都 611731）

隨著科技的發(fā)展，具備一定的科學(xué)基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)及探索新知識(shí)、創(chuàng)造性地分析解決問(wèn)題能力的高質(zhì)量人才愈來(lái)愈受到社會(huì)關(guān)注。這種能力便是研究性學(xué)習(xí)能力，也是自主探索式學(xué)習(xí)和未來(lái)可持續(xù)發(fā)展的綜合能力。該能力的培養(yǎng)貫穿于人生的整個(gè)學(xué)習(xí)階段，而最為重要并起決定作用的階段是高等教育階段。電子科技大學(xué)作為一所“211工程”和“985工程”重點(diǎn)建設(shè)高校，是以培養(yǎng)“基礎(chǔ)知識(shí)厚、專業(yè)能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高、具有國(guó)際視野和社會(huì)責(zé)任感的拔尖創(chuàng)新人才”為己任的研究型大學(xué)。如何充分利用高校豐富的師資、圖書(shū)館藏資源和實(shí)驗(yàn)設(shè)備提高學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)能力，是提高高等教育質(zhì)量的關(guān)鍵。

1 以機(jī)械基礎(chǔ)“多層次實(shí)驗(yàn)體系”漸進(jìn)式培養(yǎng)學(xué)生研究性學(xué)習(xí)能力

機(jī)械基礎(chǔ)是由機(jī)械原理、理論力學(xué)、材料力學(xué)、制造技術(shù)基礎(chǔ)和機(jī)械設(shè)計(jì)等課程構(gòu)成的機(jī)械學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)體系，在機(jī)械專業(yè)中占有較大的比重，是理論性、應(yīng)用性、實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，與工程實(shí)際聯(lián)系緊密。本院機(jī)械專業(yè)學(xué)生經(jīng)過(guò)全校的基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)和實(shí)踐，大二下學(xué)期進(jìn)入機(jī)械基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)。機(jī)械基礎(chǔ)教學(xué)團(tuán)隊(duì)在現(xiàn)代教育理論指導(dǎo)下，樹(shù)立研究性教學(xué)理念，探究以機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生研究性學(xué)習(xí)能力。

1.1 機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)在人才培養(yǎng)中的作用及存在的問(wèn)題

我國(guó)《高等教育法》規(guī)定：“高等教育的任務(wù)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高級(jí)專門人才?！苯陙?lái)，高等教育界對(duì)實(shí)踐教學(xué)重要性的認(rèn)識(shí)也不斷提高，并達(dá)成了基本共識(shí)：“實(shí)踐教學(xué)是高等學(xué)校整個(gè)教學(xué)過(guò)程的重要組成部分，是培養(yǎng)高素質(zhì)人才的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能、開(kāi)發(fā)智力資源、孕育發(fā)明創(chuàng)造、豐富人類科技知識(shí)的重要手段。在深化教育改革、培養(yǎng)創(chuàng)新人才的今天，我們應(yīng)該把實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)放到重要位置?！庇纱丝梢?jiàn)，實(shí)踐教學(xué)既是連接理論和實(shí)際的橋梁，也是研究性學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)的重要手段［1－4］。

長(zhǎng)期以來(lái)，機(jī)械基礎(chǔ)教學(xué)由理論教學(xué)和課程實(shí)驗(yàn)組成，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)占總學(xué)時(shí)的12.5%，成績(jī)占期末總成績(jī)的10%。教學(xué)的重點(diǎn)在理論教學(xué)，學(xué)生把主要精力放在“聽(tīng)課”上。實(shí)踐教學(xué)以驗(yàn)證性課程實(shí)驗(yàn)為主，沒(méi)有啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維和自主探索的內(nèi)涵；學(xué)生按照指導(dǎo)書(shū)操作，被動(dòng)地完成實(shí)驗(yàn)，機(jī)械地記錄數(shù)據(jù)，抄寫(xiě)千篇一律的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式，導(dǎo)致學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)、應(yīng)付考試，難以激發(fā)起學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，使學(xué)生的動(dòng)手能力、分析和解決問(wèn)題能力及創(chuàng)新意識(shí)得不到鍛煉，制約了研究性學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)［5］。

1.2 “多層次實(shí)驗(yàn)體系”漸進(jìn)式培養(yǎng)研究性學(xué)習(xí)能力的舉措

（1）理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)、課內(nèi)傳授與課外科技創(chuàng)新、教師引領(lǐng)與自主學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合，以問(wèn)題探索為基礎(chǔ)，在教師指導(dǎo)下，讓學(xué)生通過(guò)以科學(xué)探究為主的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論學(xué)習(xí)聯(lián)動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)科學(xué)素質(zhì)的綜合培養(yǎng)［6］。

（2）以實(shí)踐教學(xué)為手段，融合機(jī)械基礎(chǔ)系列課程，將抽象的知識(shí)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中形象化，變枯燥的填鴨式教學(xué)為靈活有趣的互動(dòng)式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、探究求解的能力。

（3）強(qiáng)化學(xué)生的主體地位，減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，提供更多的設(shè)計(jì)性、綜合性乃至研究性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和多樣的實(shí)驗(yàn)形式供學(xué)生選擇［7］。通過(guò)改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，構(gòu)建的由“基礎(chǔ)層”、“拓展層”和“升華層”所構(gòu)成“多層次實(shí)驗(yàn)體系”。

學(xué)生在機(jī)械基礎(chǔ)學(xué)習(xí)階段，除了完成規(guī)定學(xué)時(shí)的課程實(shí)驗(yàn)（項(xiàng)目可以選擇），還需選修1～2設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程［8］，有興趣的學(xué)生還可選擇進(jìn)行研究性實(shí)驗(yàn)。這種“多層次實(shí)驗(yàn)體系”的實(shí)質(zhì)是漸進(jìn)式培養(yǎng)學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)能力。

2 改革課程實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建“基礎(chǔ)層”實(shí)驗(yàn)，啟發(fā)學(xué)生研究性學(xué)習(xí)

“多層次實(shí)驗(yàn)體系”以每節(jié)2學(xué)時(shí)課程實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，保證所有學(xué)生都能接受研究性學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)訓(xùn)練，淘汰已不適應(yīng)研究性學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，保留有價(jià)值、可擴(kuò)展的項(xiàng)目，對(duì)其改進(jìn)、整合后作為新的課程實(shí)驗(yàn)。

淘汰內(nèi)容單一、按部就班操作、涉及知識(shí)點(diǎn)過(guò)少、學(xué)生主動(dòng)性差的項(xiàng)目，例如范成原理實(shí)驗(yàn)和液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)。保留有價(jià)值、可擴(kuò)展的項(xiàng)目，對(duì)其改進(jìn)、整合后作為課程實(shí)驗(yàn)，主要以2學(xué)時(shí)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)為主：

（1）拉伸實(shí)驗(yàn)。內(nèi)容飽滿，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象生動(dòng)直觀，現(xiàn)加入彈性模量E的測(cè)試內(nèi)容后保留。

（2）壓縮實(shí)驗(yàn)。內(nèi)容較少，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象生動(dòng)直觀，現(xiàn)與剪切實(shí)驗(yàn)合并。

（3）剪切實(shí)驗(yàn)。內(nèi)容少，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象生動(dòng)直觀，現(xiàn)與壓縮實(shí)驗(yàn)合并。

（4）梁的彎曲實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一，學(xué)生需動(dòng)手操作內(nèi)容少。設(shè)計(jì)了固定支座、活動(dòng)支座及支架等零部件，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了5項(xiàng)新實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)并搭建約束梁、簡(jiǎn)支梁的應(yīng)力測(cè)試分析、懸臂梁的應(yīng)力測(cè)試分析、靜不定梁的應(yīng)力分析及實(shí)驗(yàn)梁貼片及組橋等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目［9］，基本都為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)以學(xué)生為主體設(shè)計(jì)，既要在內(nèi)容上盡可能綜合相關(guān)課程的知識(shí)點(diǎn)，也要在形式上創(chuàng)新，切忌機(jī)械地記錄數(shù)據(jù)，要留給學(xué)生自由操作的空間和分析數(shù)據(jù)的靈活度。淡化“標(biāo)準(zhǔn)答案”，突出實(shí)驗(yàn)過(guò)程及分析，這樣每一小組的學(xué)生都專注于自己的實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析，避免了抄襲報(bào)告的現(xiàn)象。讓學(xué)生充分自主實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中思考問(wèn)題，帶著問(wèn)題再回到書(shū)本中解決。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中逐步增強(qiáng)學(xué)生主動(dòng)實(shí)驗(yàn)和自主實(shí)驗(yàn)的意識(shí)，使其建立起用相關(guān)知識(shí)解決工程問(wèn)題的思維習(xí)慣。

這種2學(xué)時(shí)課程實(shí)驗(yàn)可操作性強(qiáng)，容易實(shí)施，不打亂教學(xué)計(jì)劃，可在理論課教學(xué)進(jìn)程中適時(shí)進(jìn)行，使學(xué)生開(kāi)闊了視野，領(lǐng)悟了知識(shí)的重要性，活躍了課堂氣氛，受到了學(xué)生的普遍歡迎。

經(jīng)過(guò)大二下學(xué)期和大三的課程實(shí)驗(yàn)，學(xué)生逐步對(duì)專業(yè)有了認(rèn)知，產(chǎn)生了好奇和興趣，面對(duì)問(wèn)題時(shí)能夠建立思路分析研究，達(dá)到了啟發(fā)學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的目的。

3 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程，構(gòu)建“拓展層”實(shí)驗(yàn)，引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入研究性學(xué)習(xí)

以培養(yǎng)學(xué)生研究性學(xué)習(xí)能力為宗旨，以培養(yǎng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力為目標(biāo)，建設(shè)16學(xué)時(shí)創(chuàng)新設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程，例如機(jī)構(gòu)創(chuàng)意拼接實(shí)驗(yàn)，由6個(gè)環(huán)節(jié)組成：開(kāi)課2學(xué)時(shí)；方案創(chuàng)意2學(xué)時(shí)，還需要在課余時(shí)間查閱資料；搭建6學(xué)時(shí)；調(diào)試修改2學(xué)時(shí)；答辯2學(xué)時(shí)；結(jié)課2學(xué)時(shí)。要求學(xué)生自己命題、自擬運(yùn)動(dòng)方案，設(shè)計(jì)具有工程背景的機(jī)構(gòu)，并用實(shí)驗(yàn)器件搭建成實(shí)物模型并加以驅(qū)動(dòng)，使其按照設(shè)計(jì)要求運(yùn)動(dòng)，是完全意義上的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。該實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新之處在于學(xué)生的思維不受限，只要求實(shí)現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)，學(xué)生在答辯環(huán)節(jié)能充分表達(dá)自己的思想并聽(tīng)到來(lái)自老師和同學(xué)的觀點(diǎn)和看法，推薦可申請(qǐng)專利的作品。該實(shí)驗(yàn)課程實(shí)施方案如下：

（1）作為專業(yè)選修課，為全院大三學(xué)生開(kāi)出；

（2）作為跨專業(yè)選修創(chuàng)新學(xué)分課在全校為大二以上學(xué)生開(kāi)出；

（3）在大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新大賽期間為參賽學(xué)生開(kāi)出，以幫助學(xué)生開(kāi)拓思維、制訂方案。

這樣有目的、有工程背景及應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)課，利于培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、細(xì)心觀察思考和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，使學(xué)生在創(chuàng)新的同時(shí)，能發(fā)現(xiàn)不足，及時(shí)回到理論中彌補(bǔ)，形成理論學(xué)習(xí)、實(shí)踐創(chuàng)新、學(xué)習(xí)提高的良性循環(huán)和良好的學(xué)習(xí)氛圍〔11〕，深受各專業(yè)學(xué)生喜愛(ài)。

經(jīng)過(guò)大三的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程，學(xué)生能從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題并利用所積累的理論知識(shí)解決問(wèn)題，自主研究探索，獨(dú)立思考創(chuàng)新，能將多門課程自然結(jié)合起來(lái)加以運(yùn)用，逐步進(jìn)入主動(dòng)獲取知識(shí)、探索問(wèn)題、應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題的自覺(jué)學(xué)習(xí)，達(dá)到了引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入研究性學(xué)習(xí)的目的。

4 開(kāi)發(fā)研究性實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建“升華層”實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)和研究性學(xué)習(xí)能力

為進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)能力，探索構(gòu)建多層次實(shí)驗(yàn)體系的頂層，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)多項(xiàng)研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，供有興趣而學(xué)有余力的學(xué)生以小組形式選擇，對(duì)大三和大四學(xué)生開(kāi)放，學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況，在不同的時(shí)間對(duì)自己感興趣的問(wèn)題進(jìn)行較為深入的研究，以此培養(yǎng)學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)能力。項(xiàng)目包括：

（1）基于機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等課程的機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)及其性能研究（16學(xué)時(shí)）；

（2）基于理論力學(xué)、材料力學(xué)等課程的金屬梁在不同約束下的力學(xué)性質(zhì)研究（16學(xué)時(shí)）；

（3）基于理論力學(xué)、大學(xué)物理等課程的質(zhì)點(diǎn)在復(fù)合運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)分析研究（16學(xué)時(shí)）。

此外，大四學(xué)生在本科階段進(jìn)入科研團(tuán)隊(duì)，以科研內(nèi)容進(jìn)行自擬題目實(shí)驗(yàn)。學(xué)生已完成 “超聲波應(yīng)力狀態(tài)研究”、“×××材料的黏合性能研究”及“電力傳輸檢測(cè)設(shè)備力學(xué)性能研究”等自擬題目的科研實(shí)驗(yàn)。

研究性實(shí)驗(yàn)需要自主研究、歸納、整理出與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的理論，遇到問(wèn)題需要回到書(shū)本學(xué)習(xí)，甚至需要在已有知識(shí)基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)、探索新的知識(shí)，在此基礎(chǔ)上才能理解實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、操作實(shí)驗(yàn)設(shè)備、制訂實(shí)驗(yàn)方案、完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)踐與教學(xué)有機(jī)結(jié)合，在教師指導(dǎo)下，將該學(xué)科最前沿的動(dòng)態(tài)引入教學(xué)內(nèi)容，通過(guò)對(duì)學(xué)生實(shí)施科學(xué)研究訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和良好的科學(xué)素質(zhì)，改變了傳統(tǒng)的知識(shí)教育模式。在遇到問(wèn)題時(shí)主動(dòng)回到理論中去尋找解決，讓學(xué)生通過(guò)以科學(xué)探究為主的研究性學(xué)習(xí)來(lái)實(shí)現(xiàn)自主探索式學(xué)習(xí)和未來(lái)可持續(xù)發(fā)展能力的綜合培養(yǎng)［10－11］。

經(jīng)過(guò)大三或大四的研究性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠主動(dòng)獲取知識(shí)、探索問(wèn)題、應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題，達(dá)到了培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)和研究性學(xué)習(xí)能力的目的。

5 結(jié)束語(yǔ)

研究性學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)是長(zhǎng)期的過(guò)程，以團(tuán)隊(duì)方式組織學(xué)生實(shí)踐，以工程應(yīng)用引導(dǎo)學(xué)生思維，巧妙穿插基于問(wèn)題的項(xiàng)目式教學(xué)法，培養(yǎng)學(xué)生的研究興趣。從大二開(kāi)始在“多層次實(shí)驗(yàn)體系”下對(duì)學(xué)生進(jìn)行多元化的實(shí)踐教學(xué)，引領(lǐng)學(xué)生逐步建立自主探索式學(xué)習(xí)習(xí)慣，進(jìn)入研究性學(xué)習(xí)狀態(tài)。所培養(yǎng)學(xué)生在亞太機(jī)器人大賽、全國(guó)機(jī)械創(chuàng)新大賽等各種賽事中取得佳績(jī)，畢業(yè)生也受到用人單位普遍歡迎，而在知名高校繼續(xù)深造的學(xué)生憑借其在校期間練就的綜合實(shí)力，受到所在高校好評(píng)。

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