竇艷濤+蔡曉君+曹建樹+顧艷紅
[摘 要]工程教育專業(yè)認(rèn)證下的機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程改革,需要結(jié)合學(xué)校實(shí)際情況。針對(duì)機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)系列課程可以提出以下改革措施:充實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目革新;增加實(shí)驗(yàn)課程中設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的比重,轉(zhuǎn)變教學(xué)模式;借助“慕課”微課程視頻、網(wǎng)絡(luò)多媒體及微信群等現(xiàn)代交流工具,拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)空間;建立科學(xué)、合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程考核評(píng)價(jià)體系。教學(xué)實(shí)踐效果表明,學(xué)生參加實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的主動(dòng)性、積極性有了顯著提高,發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力得到了顯著增強(qiáng)。
[關(guān)鍵詞]專業(yè)認(rèn)證;機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn);改革
[中圖分類號(hào)] TU241 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437(2016)07-0142-03
我國工程界、教育界對(duì)工程教育專業(yè)認(rèn)證制度已達(dá)成廣泛的共識(shí):建立完善的認(rèn)證制度是實(shí)現(xiàn)我國工程教育全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展的迫切需要,能促進(jìn)我國工程教育領(lǐng)域與國際接軌,顯著提升相關(guān)產(chǎn)業(yè)的國際競爭力。[1] [2] [3]我國工程教育專業(yè)認(rèn)證中對(duì)培養(yǎng)的學(xué)生提出了明確的畢業(yè)要求:“具有系統(tǒng)的工程實(shí)踐學(xué)習(xí)經(jīng)歷,具備設(shè)計(jì)和實(shí)施工程實(shí)驗(yàn)的能力,能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,掌握基本的創(chuàng)新方法,具有追求創(chuàng)新的態(tài)度和意識(shí)等?!盵4]結(jié)合我國高校工程教育的發(fā)展現(xiàn)狀,對(duì)其改革已刻不容緩。就目前來說,如何將工程教育改革戰(zhàn)略、CDIO標(biāo)準(zhǔn)和能力培養(yǎng)目標(biāo)通過具體的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)落實(shí)到學(xué)生的課程學(xué)習(xí)過程中,是工程教育改革的重點(diǎn)和難點(diǎn)。[5]機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程作為機(jī)械基礎(chǔ)系列課程(工程圖學(xué)、工程材料、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造及互換性測量技術(shù)等)教學(xué)中的主要實(shí)踐環(huán)節(jié),機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是提高課程教學(xué)質(zhì)量的重要手段,更是大學(xué)生提高工程素質(zhì)與能力,實(shí)現(xiàn)知識(shí)向技能轉(zhuǎn)化的重要平臺(tái)。[6] [7]機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)與實(shí)踐能給學(xué)生提供綜合性很強(qiáng)的基本實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練,是培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)、研究、開發(fā)能力的一個(gè)重要環(huán)節(jié),對(duì)學(xué)生更好地理解理論知識(shí)、提高實(shí)驗(yàn)技能、培養(yǎng)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)意識(shí)等都有重要的意義。[8] [9] [10]
一、存在的主要問題
北京石油化工學(xué)院歷來重視“實(shí)踐育人”,尤其是近幾年來,其對(duì)機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)進(jìn)行了大量的改革,取得了長足的進(jìn)步和豐碩的成果。如實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程獨(dú)立設(shè)課,不再完全附屬于理論課程;綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、內(nèi)容逐年更新,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高了其獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的積極性、主動(dòng)性。但總體看來依然存在不少問題:如實(shí)踐教學(xué)的目標(biāo)仍然以驗(yàn)證理論知識(shí)和掌握實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)技能為主,對(duì)學(xué)生責(zé)任感、表達(dá)能力、創(chuàng)新能力和協(xié)作能力沒有多方面的要求和考核指標(biāo),實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)不合理;綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比重依然較低,且實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目單一,缺乏對(duì)多學(xué)科、多課程知識(shí)綜合運(yùn)用的新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容;另外實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置偏重于理論課程中知識(shí)點(diǎn)的演示與驗(yàn)證,缺乏對(duì)工程實(shí)際問題的關(guān)注與思考;課程的過程管理和監(jiān)督缺位,教學(xué)評(píng)價(jià)流于形式,未形成準(zhǔn)確、客觀的實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核考評(píng)辦法。這些都大大降低了實(shí)踐教學(xué)對(duì)學(xué)生的約束力和吸引力,從而無法保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量,使學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)新性很難得到發(fā)揮??梢姡瑢?duì)實(shí)驗(yàn)課程中的相關(guān)環(huán)節(jié)進(jìn)行改革刻不容緩。[11] [12]
二、改革的思路及主要內(nèi)容
以機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程為載體,學(xué)生為主體,實(shí)驗(yàn)教師為主導(dǎo),通過充實(shí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、轉(zhuǎn)變教學(xué)模式、構(gòu)建考核體系等方法,結(jié)合現(xiàn)階段國家工程教育認(rèn)證要求,努力改變現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的弊端,提高學(xué)生解決工程實(shí)踐問題的能力,使其在工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)中能以更加開闊的視野和思維方式,以考核促學(xué)習(xí),考核與激勵(lì)并重,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性。
(一)充實(shí)機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,通過實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的革新加強(qiáng)學(xué)生工程素質(zhì)培養(yǎng)
在日常實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、方法與工程實(shí)際緊密聯(lián)系。首先,盡量在每項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的講授中引入與課程實(shí)驗(yàn)相關(guān)的典型工程實(shí)例,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)課程所涉及知識(shí)點(diǎn)的工程實(shí)踐應(yīng)用背景的了解。另外,通過開發(fā)改進(jìn)儀器裝置,整合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,使常規(guī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容與工程實(shí)踐更為貼近。例如將動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)中通用待平衡轉(zhuǎn)子用高度仿真按比例縮小的汽車車輪、輪轂、車輪整體,風(fēng)扇、泵的葉輪、普通電機(jī)轉(zhuǎn)子代替,采用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)這些傳動(dòng)部件的平衡問題進(jìn)行測試并矯正,增加實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的工程真實(shí)性等,這些貼近工程實(shí)際的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目改進(jìn)更能激發(fā)并調(diào)動(dòng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)課程的積極性和主動(dòng)性。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)教學(xué)過程中注重培養(yǎng)學(xué)生的工程基礎(chǔ)理論及解決工程實(shí)際問題的思維和方法,加強(qiáng)學(xué)生的工程素質(zhì)培養(yǎng)。
(二)開發(fā)新實(shí)驗(yàn),提高主動(dòng)實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的比重,轉(zhuǎn)變教學(xué)模式,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、主動(dòng)性
綜合性、創(chuàng)新性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容是工程教育中極為重要的組成部分,為克服傳統(tǒng)演示型實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)難以調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)性和學(xué)習(xí)積極性的弱點(diǎn),開設(shè)一批新的綜合性、設(shè)計(jì)性、提高性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,對(duì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,拓展其專業(yè)視野,鍛煉其專業(yè)能力都有事半功倍的效果。首先,建立“點(diǎn)面結(jié)合”的主動(dòng)教學(xué)模式,提倡學(xué)有余力的學(xué)生在自主設(shè)計(jì)的“點(diǎn)”上進(jìn)行創(chuàng)新,讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象,綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)或撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告,實(shí)現(xiàn)“面”上創(chuàng)新。其次,建立“課內(nèi)課外結(jié)合”的實(shí)踐教學(xué)模式,將課內(nèi)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)意在課外延伸。例如在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案創(chuàng)新設(shè)計(jì),軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等試驗(yàn)中將方案設(shè)計(jì)放在課下完成,增加課后實(shí)驗(yàn)問題分析并提出機(jī)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新性方案和總結(jié),以加深學(xué)生對(duì)所學(xué)專業(yè)技術(shù)知識(shí)的理解,培養(yǎng)其獨(dú)立工作和分析問題的能力,為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和畢業(yè)后從事機(jī)械工程的相關(guān)工作與研究打下良好的基礎(chǔ)。同時(shí)應(yīng)注意現(xiàn)代工程需要學(xué)科交叉和集成。這就要求工程師按照項(xiàng)目邏輯而不是學(xué)科邏輯開展工作,需要工程師團(tuán)隊(duì)運(yùn)用不同學(xué)科的知識(shí)協(xié)同解決問題;要求工程師既具有所在工程領(lǐng)域的理論知識(shí)和實(shí)踐能力,又具有溝通交流和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。因此,實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容嘗試采用“實(shí)驗(yàn)小組結(jié)合”的探究性實(shí)驗(yàn)?zāi)J?,?shí)驗(yàn)評(píng)分增加組內(nèi)評(píng)分環(huán)節(jié),以考查學(xué)生在組內(nèi)實(shí)驗(yàn)中的領(lǐng)導(dǎo)力、參與度和組織協(xié)調(diào)能力等綜合素質(zhì)。
(三)制作“慕課”微課程視頻,借助網(wǎng)絡(luò)、微信等現(xiàn)代交流方式,拓寬學(xué)習(xí)空間
2012年起,慕課(MOOC)的先進(jìn)理念開始席卷全球,其現(xiàn)已成為最流行的在線開放課程。[14] [15]在課程改革中制作“慕課”微課程視頻,并利用學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)資源、計(jì)算機(jī)多媒體等實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)空間和教學(xué)時(shí)間的全面開放。通過線上學(xué)習(xí),線下操作實(shí)踐的方式來完成教學(xué)進(jìn)程。線上學(xué)習(xí)主要包含課程視頻制作、教學(xué)資料及習(xí)題內(nèi)容整理上傳以及課前課后的互動(dòng)討論,通過現(xiàn)有的教育在線系統(tǒng)及微信群通訊交流方式即能實(shí)現(xiàn)相關(guān)的功能。“慕課”背景下機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程改革的實(shí)施,需要學(xué)生誠信、自主素質(zhì)的提高。必須使學(xué)生重視每一次登錄、點(diǎn)擊、作業(yè)、答疑,同時(shí)可以采用同伴互評(píng)、教師課前提問的方法來主動(dòng)約束規(guī)范學(xué)生的“慕課”學(xué)習(xí)過程,提高學(xué)習(xí)效果。線下操作,是指學(xué)生在教師的引導(dǎo)下獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)教師主要作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)中問題的解答者和推進(jìn)者而存在,作為一個(gè)聆聽者、引導(dǎo)者、幫助者,他們給予學(xué)生充足的發(fā)展空間,從而充分調(diào)動(dòng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的主觀能動(dòng)性,由學(xué)生自己去學(xué)習(xí),去探索。
(四)建立科學(xué)的、合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程考核評(píng)價(jià)體系
目前,在機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中,主要是通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告的水平來對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。很顯然,實(shí)驗(yàn)報(bào)告并不能全面反映學(xué)生實(shí)驗(yàn)課程的真實(shí)完成情況,并且存在抄襲現(xiàn)象。這不僅不能真實(shí)、準(zhǔn)確的反映學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能、投入程度及實(shí)驗(yàn)收獲,而且會(huì)抑制學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性及主動(dòng)性。因此必須改變現(xiàn)有機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)成績?cè)u(píng)定模式,研究出一套科學(xué)合理的機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的考核評(píng)價(jià)方法。圖1為機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程考核評(píng)價(jià)體系框圖。
新型考核評(píng)價(jià)方法首先必須考慮對(duì)規(guī)定完成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容進(jìn)行客觀、全面的評(píng)價(jià)。通常來說,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的完成情況主要取決于三個(gè)方面,即實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備,實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與數(shù)據(jù)處理。因此,評(píng)價(jià)方法除應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行量化評(píng)價(jià)外,還要對(duì)實(shí)驗(yàn)操作、分析、表達(dá)、實(shí)驗(yàn)習(xí)慣、科學(xué)態(tài)度等方面進(jìn)行定性評(píng)價(jià),同時(shí)還應(yīng)采用自我評(píng)價(jià)、相互評(píng)價(jià)的方法來對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的貢獻(xiàn)情況,組員的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)與能力來進(jìn)行考量。另外,考慮到實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生自主思考能力的培養(yǎng)和鍛煉,在評(píng)價(jià)體系中增加了實(shí)驗(yàn)思考與附加項(xiàng)。最后在學(xué)期末實(shí)驗(yàn)課程結(jié)束后增加考試環(huán)節(jié)以強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果。所考實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可分為基礎(chǔ)性和提高性兩類基礎(chǔ)性題目,以課程中常規(guī)實(shí)驗(yàn)題目為主,有既定的實(shí)驗(yàn)步驟與方法,學(xué)生容易上手,難度低,但起評(píng)分也較低;提高性實(shí)驗(yàn)題目內(nèi)容為教師根據(jù)工程實(shí)際設(shè)計(jì)擬定,其有一定深度及難度,但起評(píng)分也較高??荚嚽皩W(xué)生可根據(jù)自身情況自由分檔,分檔完成后題目由抽簽決定。實(shí)驗(yàn)考試通過筆試、實(shí)際操作及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析三方面相結(jié)合的方式進(jìn)行評(píng)定。實(shí)驗(yàn)考試成績等于學(xué)生實(shí)驗(yàn)考試分?jǐn)?shù)乘以實(shí)驗(yàn)題目起評(píng)分。而學(xué)生課程成績綜合所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目評(píng)定成績與實(shí)驗(yàn)考試成績來確定。這樣一方面可督促學(xué)生認(rèn)真獨(dú)立完成每次實(shí)驗(yàn),對(duì)每次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有更為清晰、準(zhǔn)確的了解,并有效杜絕實(shí)驗(yàn)報(bào)告組內(nèi)抄襲的不良現(xiàn)象;另一方面也可使教師對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)有更為準(zhǔn)確的判斷,給出客觀的評(píng)價(jià),并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能,使其在實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施過程中更主動(dòng)、更熱情、更獨(dú)立,同時(shí),更自覺地思考。
三、結(jié)語
工程教育專業(yè)認(rèn)證是大勢所趨,并且認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)明確了學(xué)生在工程教育的主體地位。機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程是機(jī)械類各專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程,應(yīng)面向機(jī)械類各專業(yè)工程教育認(rèn)證的目標(biāo),以培養(yǎng)行業(yè)內(nèi)認(rèn)可的具有創(chuàng)新和綜合設(shè)計(jì)能力及應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)解決工程實(shí)驗(yàn)問題的復(fù)合型人才為導(dǎo)向,應(yīng)更新教育理念,充實(shí)教學(xué)內(nèi)容,豐富教育方法與手段,建立多元化的課程考核評(píng)價(jià)體系,以學(xué)生專業(yè)能力和綜合素質(zhì)的全面提升為目標(biāo)來持續(xù)改進(jìn)各教學(xué)環(huán)節(jié)。
通過機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程的改革實(shí)踐也證明,相關(guān)措施緊密結(jié)合國家工程教育認(rèn)證要求,充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和動(dòng)手實(shí)踐的積極性,提高了學(xué)生解決工程實(shí)踐問題的能力,使其在工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)中具有更加開闊的視野,這對(duì)二類本科院校高級(jí)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)具有較好的借鑒作用。
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[責(zé)任編輯:陳 明]