機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討

聶陽文++胡星++閆磊

摘 要 機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有很強(qiáng)的工程實(shí)踐性，在學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面起著關(guān)鍵作用。分析傳統(tǒng)機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，并針對存在問題，從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容項(xiàng)目、教學(xué)手段、考核方式以及開放實(shí)驗(yàn)室等四個方面進(jìn)行有益的嘗試與探討。

關(guān)鍵詞 機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革；創(chuàng)新能力

中圖分類號：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2015）14-0155-02

Teaching Reform of Mechanical Experiment Teaching//NIE Yangwen， HU Xing， YAN Lei

Abstract Being a kind of teaching with high engineering practi-cality， mechanical experiment teaching plays an important role in training students innovation ability. In this paper， the problems of traditional experiment teaching method are discussed， and then， considering experiment content， teaching means， evaluation mode and open laboratory， the teaching reform of mechanical experiment teaching are proposed.

Key words mechanical experiment； teaching reform； innovation ability

1 引言

隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展轉(zhuǎn)型，業(yè)界對創(chuàng)新型人才需求更加迫切，而傳統(tǒng)高等教育已不能較好地適應(yīng)新形勢下人才培養(yǎng)的需要，因此，高校教學(xué)改革勢在必行。機(jī)械原理作為高校機(jī)械類專業(yè)的一門必修專業(yè)基礎(chǔ)課程，是培養(yǎng)學(xué)生在機(jī)械方面綜合分析設(shè)計能力和創(chuàng)新能力的主要課程。其中，機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)課作為重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生提出—分析—解決問題能力、工程實(shí)踐能力及創(chuàng)新能力的重要途徑。

現(xiàn)有機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)以配合課堂理論教學(xué)為主，教學(xué)的重心不在于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力，只是為了驗(yàn)證、鞏固和加深理論教學(xué)的內(nèi)容，存在內(nèi)容陳舊、方法死板、考核不科學(xué)等問題[1]。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情與興趣，嚴(yán)重抑制了學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展。因此，如何在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和提出—分析—解決問題的能力，促進(jìn)學(xué)生個性化發(fā)展，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力，是機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革所亟待解決的新課題。

2 存在的問題[2-4]

實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容陳舊 傳統(tǒng)機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的是服務(wù)于課堂教學(xué)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目大多為驗(yàn)證性或演示性項(xiàng)目，存在內(nèi)容單一陳舊、嚴(yán)重脫離學(xué)生現(xiàn)實(shí)生活實(shí)際、留給學(xué)生探究空間比較小等缺點(diǎn)，因此，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目對學(xué)生的吸引力不夠，難以激發(fā)學(xué)生主動參與實(shí)驗(yàn)的興趣。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法死板 傳統(tǒng)機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要采取“菜譜式”教學(xué)方法，也就是在實(shí)驗(yàn)課開始前，實(shí)驗(yàn)室教師事先準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備，然后在實(shí)驗(yàn)課上再詳細(xì)介紹實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、方法、步驟及注意事項(xiàng)，學(xué)生只需依葫蘆畫瓢完成實(shí)驗(yàn)，并按教師要求提交實(shí)驗(yàn)報告即可。這種教學(xué)方式雖統(tǒng)一高效，但抑制了學(xué)生的求知欲，限制了學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)造的空間，不利于學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

學(xué)生對實(shí)驗(yàn)重視度不高 由于目前機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)從屬于課堂教學(xué)，沒有設(shè)單獨(dú)的考核學(xué)分，因而難以引起學(xué)生重視，做實(shí)驗(yàn)的積極性當(dāng)然也就不高，甚至有部分學(xué)生把實(shí)驗(yàn)課當(dāng)作任務(wù)完成，不能準(zhǔn)確理解實(shí)驗(yàn)課程對自己工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的重要性。

實(shí)驗(yàn)考核方式不合理 目前機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)成績主要是由實(shí)驗(yàn)報告和實(shí)驗(yàn)課考勤構(gòu)成。由于每一個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都是學(xué)生分組完成實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容對于同一組學(xué)生來說完全相同，并且組與組之間差別不大，因此，學(xué)生最終所提交的報告也大多相同，甚至個別學(xué)生靠抄襲實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)完成實(shí)驗(yàn)報告。在這種情況下，很難對學(xué)生真實(shí)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰M(jìn)行評定。此外，這種考核方式?jīng)]有考慮學(xué)生的創(chuàng)新思維，難以激發(fā)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的熱情與激情。

上述問題的存在，使實(shí)驗(yàn)本身難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，挫傷了學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的積極性和主動性，嚴(yán)重制約了學(xué)生的動手能力，更談不上工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，因此，對傳統(tǒng)機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行改革十分必要。

3 改革措施

優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計及工程實(shí)踐動手能力 為了提高學(xué)生的動手能力、綜合分析能力和解決實(shí)際問題的能力，鼓勵學(xué)生大膽創(chuàng)新，積極探索，使學(xué)生初步具備機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計能力，需要對內(nèi)容陳舊的演示性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行刪減，并對保留的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行新技術(shù)改造，如引入計算機(jī)技術(shù)、優(yōu)化測試與分析手段、在原實(shí)驗(yàn)設(shè)備上增加實(shí)驗(yàn)內(nèi)容等；增開一批設(shè)計性、創(chuàng)新性和綜合性實(shí)驗(yàn)，如機(jī)構(gòu)形變創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)[5]、機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)意組合及參數(shù)可視化分析實(shí)驗(yàn)[6]等，激發(fā)學(xué)生主動參與實(shí)驗(yàn)的興趣。

改變“灌輸式”教學(xué)方法，實(shí)施啟發(fā)式、討論式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力 以機(jī)構(gòu)形變創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)[5]為例，改變原來讓學(xué)生通過直接觀察實(shí)驗(yàn)或按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書設(shè)定的步驟進(jìn)行操作的“灌輸式”教學(xué)方式，而是先向?qū)W生介紹機(jī)構(gòu)運(yùn)動變換的原理，以選定的基本機(jī)構(gòu)為原始機(jī)構(gòu)，應(yīng)用構(gòu)件運(yùn)動狀態(tài)變換、機(jī)構(gòu)運(yùn)動合成分解變換及機(jī)構(gòu)自由度變換形成新機(jī)構(gòu)，然后啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生盡可能地運(yùn)用發(fā)散思維找出各種能改變機(jī)構(gòu)運(yùn)動方式的因素，如選用不同構(gòu)件作機(jī)架、改變運(yùn)動副的尺寸和形式、選擇不同的構(gòu)件作為原動件等，盡可能搭建所想出的機(jī)構(gòu)模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，再觀察其運(yùn)動特點(diǎn)，并與教師就實(shí)驗(yàn)過程中所發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行互動討論，最終讓學(xué)生能靈活自如地掌握機(jī)構(gòu)變換的創(chuàng)新方法，讓學(xué)生充分論證自己的設(shè)計思路、方案和實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，最終達(dá)到提高學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力的目的。endprint

科學(xué)評定學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績，為學(xué)生主動參與實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新提供機(jī)制保障 實(shí)驗(yàn)課獨(dú)立開設(shè)且單獨(dú)核算學(xué)分，學(xué)生的最終實(shí)驗(yàn)成績由三個部分綜合評定給出：1）實(shí)驗(yàn)課考勤；2）綜合、設(shè)計和創(chuàng)新能力；3）實(shí)驗(yàn)報告的質(zhì)量。改變當(dāng)前機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)成績依附于課程成績，并且實(shí)驗(yàn)成績僅由實(shí)驗(yàn)報告和實(shí)驗(yàn)課考勤兩部分組成，難以引起學(xué)生重視的狀況，探索引入實(shí)驗(yàn)過程全程監(jiān)控理念，將學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)全過程中的表現(xiàn)均納入考核范疇的方法，建立注重過程和綜合能力的實(shí)驗(yàn)考核機(jī)制，對學(xué)生實(shí)驗(yàn)動手能力、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力做出更加全面合理的評價。通過科學(xué)嚴(yán)格的考核監(jiān)督引導(dǎo)學(xué)生主動去參與實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)過程中主動動手、動腦，從而培養(yǎng)自身創(chuàng)新素質(zhì)。

開放實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供平臺 開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)是為了適應(yīng)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求，在時間、空間、方法、模式、內(nèi)容和設(shè)備等方面向?qū)W生全方位開放的新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，是對傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展與創(chuàng)新[7]。開放實(shí)驗(yàn)室可以給學(xué)有余力的學(xué)生提供一個充分開放自由的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)平臺，學(xué)生可以在開放實(shí)驗(yàn)室充分發(fā)揮自己的聰明才智。實(shí)驗(yàn)室教師鼓勵學(xué)生進(jìn)行設(shè)計性和創(chuàng)新性機(jī)械實(shí)驗(yàn)，并從學(xué)生實(shí)驗(yàn)成果中篩選優(yōu)秀作品，進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)與改進(jìn)，由學(xué)生自主加工，以實(shí)物的形式參加校級、省級乃至國家級的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽。學(xué)生通過開放實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，并有機(jī)會參加課外科技創(chuàng)新活動，不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和工程實(shí)踐能力，還培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、交流溝通能力，激發(fā)學(xué)生主動參與實(shí)驗(yàn)的積極性。

4 結(jié)束語

通過改革機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容項(xiàng)目、教學(xué)手段、考核方式以及開放實(shí)驗(yàn)室，來提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率和質(zhì)量，從而最大限度調(diào)動學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性、主動性和創(chuàng)新性。當(dāng)然，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革不是一勞永逸的事情，需要不斷地創(chuàng)新、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)并加以完善，為培養(yǎng)出更高質(zhì)量的創(chuàng)新型優(yōu)秀人才而努力。■

參考文獻(xiàn)

[1]王素玲，呂鳳霞.創(chuàng)新思維的機(jī)械原理課程教學(xué)模式的探索[J].教育教學(xué)論壇，2011（3）：113-114.

[2]陸鳳儀，楊文.改革機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J].理工高教研究，2004，23（3）：90-91.

[3]郭慧宇.《機(jī)械原理》《機(jī)械設(shè)計》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探究[J].才智，2014（6）：34-36.

[4]何玉林.“機(jī)械原理”課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀分析與改革[J].高教論壇，2014（10）：25-27.

[5]孔蓉.本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方法的思考與實(shí)踐[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報：社科版，2012，12（3）：116-118.

[6]劉蘭，朱理.機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐初探[J].裝備維修技術(shù)，2004（2）：47-48.

[7]郭淑芳，吳健等.機(jī)械原理及機(jī)械設(shè)計實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2009（13）：82-83.endprint