楊雪峰+王猛猛+李寧

（北京林業(yè)大學(xué)，北京 100083）

摘 要：近年來高等教育對工科學(xué)生在自主學(xué)習(xí)與主動探索方面提出了更高的要求。傳統(tǒng)實驗教學(xué)內(nèi)容匱乏、手段落后、方法死板，不能反映當(dāng)代實驗技術(shù)的發(fā)展和滿足對專業(yè)人才的培養(yǎng)要求。文章以北京林業(yè)大學(xué)車輛工程開放實驗教學(xué)模式為例，闡釋開放實驗教學(xué)模式構(gòu)建的意義，并提出實驗教學(xué)改革的可行性措施。該模式以學(xué)生自主探究為主、教師指導(dǎo)為輔，充分挖掘綜合性、設(shè)計性的實驗項目，有助于提升學(xué)生的創(chuàng)新能力與專業(yè)綜合素質(zhì)。

關(guān)鍵詞：車輛工程；實驗教學(xué)；模式；高等農(nóng)林院校

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1002-4107（2017）05-0026-02

隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，高等教學(xué)的任務(wù)也由原先的注重傳播理論知識轉(zhuǎn)為培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高級工程技術(shù)人才。汽車專業(yè)學(xué)生對動手能力的要求決定了其與實驗教學(xué)密不可分。對于農(nóng)林高校，工科學(xué)生要有更多學(xué)以致用的本領(lǐng)和能力。限于傳統(tǒng)教學(xué)觀念的影響，目前高等農(nóng)林院校車輛工程實驗室還存在阻礙教學(xué)發(fā)展的很多問題 [1-2]。近年來，北京林業(yè)大學(xué)車輛工程專業(yè)通過本科教學(xué)修購專項，購置了一系列新型實驗設(shè)備，彌補了實驗教學(xué)資源不足的問題。同時，學(xué)校對實驗教學(xué)進(jìn)行了一系列改革，積極探索構(gòu)建開放實驗教學(xué)模式，在人才培養(yǎng)和專業(yè)建設(shè)等方面取得了顯著成績。

一、開放實驗教學(xué)模式構(gòu)建的意義

目前，較多機械工程等實驗室都已經(jīng)相繼嘗試開放實驗室的構(gòu)建，并在多個高校取得了較好的成績。開放實驗室早期特指實驗室空間和時間上的開放，實驗室做到更長時間和更大空間的開放，學(xué)生根據(jù)自身的情況機動安排時間去完成各自有差異的實驗[3]，課程安排、課外延展內(nèi)容、學(xué)生獨立設(shè)計的相關(guān)實驗、科技創(chuàng)新或者比賽項目都將成為開放實驗室的主要內(nèi)容?！伴_放實驗室”更加注重實驗教學(xué)內(nèi)容、實驗教學(xué)方法、實驗教學(xué)手段的開放和革新，教學(xué)觀念上的開放才是開放實驗室的根本所在。

（一）創(chuàng)新實驗開發(fā)的需要

為滿足農(nóng)林高等院校培養(yǎng)人才的目標(biāo)和行業(yè)對人才的需求，教師要改變傳統(tǒng)教學(xué)思維，因時制宜地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。例如，在學(xué)習(xí)離合器一節(jié)課后，之前的實驗內(nèi)容為在有限時間內(nèi)完成離合器拆裝，開放實驗室會給學(xué)生更加多的時間去研究，去拓展比照著不同的離合器進(jìn)行深入分析，有學(xué)生利用solidedge等軟件完成三維圖形，進(jìn)行有限元分析，得到疲勞等各種參數(shù)。

（二）課堂教學(xué)補充的需要

教師負(fù)責(zé)在課堂上教授學(xué)生主要的知識，課下的總結(jié)和鞏固需要工科學(xué)生花費更多的時間來獨立完成。參考書、網(wǎng)絡(luò)等等成為有效的資料來源。然而車輛工程等工科專業(yè)，有更強的實物技術(shù)性，例如學(xué)生看書過程中不容易理解的變速箱變速方式，在教學(xué)演示版和變速箱整體拆裝的幫助下可以形象生動地得以理解。

（三）提升學(xué)生科研能力的需要

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。CDIO代表構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運作。國內(nèi)根據(jù)CDIO教育模式，提出車輛工程專業(yè)基于知識、能力、素質(zhì)的KAQ-CDIO車輛工程專業(yè)課程體系內(nèi)涵建設(shè)[4]。開放實驗室，學(xué)生是自己學(xué)習(xí)空間和時間的主人，有足夠的自主性去實現(xiàn)自己的想法，提升獨立思考和創(chuàng)新的能力。同時開放實驗室可以讓更多有一樣興趣的教師學(xué)生一起學(xué)習(xí)和探討，為學(xué)生提供交流平臺，在相互交流和懷疑中達(dá)到科研能力的提升。

（四）促進(jìn)學(xué)生科技競賽的需要

各類科技競賽已經(jīng)成為學(xué)生展現(xiàn)自我創(chuàng)新和實踐能力的重要平臺，如節(jié)能車競賽、FSAE大學(xué)生方程式比賽、物聯(lián)網(wǎng)大賽、交通設(shè)計大賽等。以競賽促學(xué)習(xí)，以開放實驗室為平臺，提供更多的機會和指導(dǎo)，將之前比賽的實物進(jìn)行展出，有經(jīng)驗的學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)和講解，開放實驗室為學(xué)生科技競賽提供保障。

二、開放實驗教學(xué)模式的構(gòu)建措施

開放實驗室教學(xué)模式構(gòu)建以來，根據(jù)學(xué)生的課程和競賽需求，實驗室做出了相關(guān)的措施調(diào)整。這些措施經(jīng)過多年的實踐檢驗，幫助林業(yè)大學(xué)工學(xué)院車輛實驗室取得了較為突出的成績，下面將這些有積極推動作用的措施列舉如下。

（一）健全實驗室開放制度

良好的制度可以保障實驗室正常運轉(zhuǎn)。實驗室堅持“安全第一”的準(zhǔn)則，加入定時安全隱患排查、安全用電的規(guī)定、防火安全等，同時實驗室每天值班的學(xué)生也兼顧安全員的職責(zé)，接受培訓(xùn)并牢固掌握安全知識和安全器材的使用；實驗室注重公共環(huán)境的建設(shè)，保持原有車輛實驗室設(shè)備正常使用的情況下，學(xué)生可以申請場地和合理安排實驗時間，進(jìn)行自己實驗的開展，實驗完畢之后必須將原有物品歸還于原處，保障后續(xù)其他學(xué)生可以正常使用；完善實驗室值班制度，值班學(xué)生由助教或者優(yōu)秀的高年級車輛專業(yè)的志愿者擔(dān)任，保證實驗室12小時對學(xué)生開放，不僅要對來實驗室的學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)上的指導(dǎo)，同時也要保障實驗室的環(huán)境設(shè)備。

（二）改革實驗教學(xué)模式

實驗室教學(xué)經(jīng)過多年的探索，各個學(xué)校形成了原有的定型的實驗教學(xué)模式，然而固有的教學(xué)模式面對開放式實驗室的構(gòu)建產(chǎn)生了很多的阻力，為適應(yīng)開放實驗室的發(fā)展，也要進(jìn)行實驗教學(xué)模式的改革，主要改革措施如下。

1.增設(shè)課程設(shè)計與實習(xí)實驗基地。課程設(shè)計是聯(lián)系理論知識和實踐鍛煉最好的紐帶，實習(xí)實驗更是學(xué)生接觸生活，接觸實際問題的途徑，通過增設(shè)課程設(shè)計和實習(xí)實驗基地，讓開放實驗室有了更大的利用價值，鼓勵學(xué)生帶著問題來到實驗室，從實驗室中啟迪更多的問題，從而達(dá)到循序漸進(jìn)的良好效果。

2.以競賽促學(xué)習(xí)，創(chuàng)新實驗教學(xué)理念與考核模式。鼓勵學(xué)生參加各類科技競賽，以比賽促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)，比賽的進(jìn)行也讓實驗室成為必備，實驗教師創(chuàng)新教學(xué)理念和考核模式，都為開放實驗室的順利開放提供了有利條件。根據(jù)學(xué)生參加各類競賽項目，量化積分考核，給予學(xué)生適當(dāng)?shù)膶W(xué)分和實驗評價，將該評價納入綜合素質(zhì)評價體系，提升學(xué)生的積極性。

3.構(gòu)建以學(xué)生為中心的實驗教學(xué)模式。開放實驗教學(xué)倡導(dǎo)以學(xué)生自主實驗為核心，教師為輔。學(xué)生將課堂上所學(xué)的理論知識在實驗室得到驗證，在此基礎(chǔ)上鼓勵學(xué)生圍繞一個知識點展開探討，并利用實驗室現(xiàn)有的實驗設(shè)備加以研究試驗，得出更充實的實驗數(shù)據(jù)。如“發(fā)動機性能實驗”，指導(dǎo)教師提出“發(fā)動機速度特性”的概念，學(xué)生利用電渦流測功機、油耗儀、速度傳感器、發(fā)動機臺架等設(shè)備儀器自主設(shè)計實驗方案，完成發(fā)動機速度特性實驗，并對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析等，指導(dǎo)教師對學(xué)生的設(shè)計思想、實驗流程和實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行評價。

（三）搭造網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室

通過網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建在線虛擬實驗室，依賴微信公眾平臺，安排一些視頻類的教材，非常有利于學(xué)生的理解。如車輛工程微信公眾平臺經(jīng)常推送汽車知識大講堂、機工教育等等。利用鮮艷的圖片和生動的動畫效果使知識更加豐富有趣，簡單易懂[6]。同時還建立微信公眾平臺，學(xué)生可以根據(jù)自己的需要在微信公眾平臺上與管理員預(yù)約時間。

三、改革成效

近年來車輛專業(yè)依托開放實驗教學(xué)模式在各類科技競賽中均喜獲佳績，連續(xù)五年參加節(jié)能車比賽，并取得了越來越好的成績，進(jìn)入二十強；大學(xué)生機構(gòu)創(chuàng)新比賽獲得北京賽區(qū)特等獎等好成績等。同時，開放實驗室也促進(jìn)了學(xué)生參加大學(xué)生方程式大賽、大學(xué)生飛思卡爾智能車大賽、中國汽車學(xué)會巴哈比賽等一系列比賽的積極性。學(xué)生畢業(yè)設(shè)計水平上了新的臺階，獲得專利和軟件著作權(quán)多項，近20余篇畢業(yè)論文發(fā)表在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊上。在就業(yè)方面，在汽車市場緊縮，崗位大大減少的情況下，車輛專業(yè)畢業(yè)生均保持94%以上的就業(yè)率，柳州汽車、北京汽車、萬都底盤等單位對北京林業(yè)大學(xué)培養(yǎng)的學(xué)生均給予高度評價，并與北京林業(yè)大學(xué)開展校企合作項目（北京林業(yè)大學(xué)招生就業(yè)處http：//zsb.bjfu.edu.cn/xkzy/gxy/215421.htm）。

農(nóng)林類高校中，開放實驗室對車輛工程專業(yè)來說有著舉足輕重的作用，構(gòu)建開放實驗室也是必行之路，清華大學(xué)、北京理工大學(xué)競賽實驗室等都相繼進(jìn)行了嘗試和完善。農(nóng)林類高等院校開放實驗室要堅持以人為本，以學(xué)生的成長和發(fā)展為目標(biāo)，堅持管理理念的創(chuàng)新，打造高水平、高等級、高質(zhì)量、有普遍適用性的開放型科研實驗室。同時注重社會聯(lián)動，發(fā)揮實驗室與工廠、與科研團隊的合作交流，實現(xiàn)“政、產(chǎn)、學(xué)、研”的協(xié)同關(guān)系，促進(jìn)農(nóng)林類高校開放實驗室良性持續(xù)發(fā)展。建設(shè)順應(yīng)時代需求、滿足科學(xué)發(fā)展的開放實驗室對農(nóng)林類院校人才培養(yǎng)有重要作用。農(nóng)林類高等院校車輛工程開放實驗室的構(gòu)建促進(jìn)了師生的共同進(jìn)步，為學(xué)科的發(fā)展提供了強有力的后備力量。

參考文獻(xiàn)：

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[2]蔡青，曹霞，朱占武等.大學(xué)物理實驗中開放實驗室構(gòu)建的意義[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2015，（21）.

[3]張紅光，孫曉娜，紀(jì)常偉等.開放實驗室，培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力[J].實驗技術(shù)與管理，2011，（6）.

[4]陳國平，魏民祥.基于CDIO的車輛工程專業(yè)實踐教學(xué)體系改革與實踐[J].科技視界，2013，（31）.

[5]管衛(wèi)華.高職院校開放式汽車實訓(xùn)室建設(shè)的經(jīng)驗探討[J].廣東農(nóng)工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2012，（4）.

[6]趙桂英，王忠光.開發(fā)網(wǎng)絡(luò)資源 建設(shè)開放實驗室[J].科技信息，2010，（33）.

[7]招生就業(yè)辦公室.北京林業(yè)大學(xué)學(xué)科介紹——車輛工程[EB/OL].[2016-08-07].http：//zsb.bjfu.edu.cn/xkzy/gxy/215421.htm.

收稿日期：2016-07-13

作者簡介：楊雪峰（1990—），女，內(nèi)蒙古鄂爾多斯達(dá)拉特旗人，北京林業(yè)大學(xué)工學(xué)院助教，主要從事車輛工程汽車大數(shù)據(jù)研究。

基金項目：北京林業(yè)大學(xué)實驗室建設(shè)項目“工學(xué)院實驗實習(xí)中心開放式管理研究”（BJFU2014JGO45）