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地方本科院校机械类专业项目式实验教学研究

2015-03-19徐赐军

湖北理工学院学报 2015年3期
关键词:实验教学院校实验

徐赐军,李 欣,李 涛

(1湖北理工学院机电工程学院,湖北黄石435003;2湖北理工学院教育质量管理办公室,湖北黄石435003)

0 引言

地方本科院校在全国高校中占绝大多数,培养了大量的技术人才,为国家建设作出了巨大的贡献。周德俭等[1]针对地方普通高校应用型人才培养方案改革提出了人才培养目标、价值观、质量观、发展导向等关键问题。地方本科院校在发展过程中存在以下2 个突出的问题:①集中实践环节在教学环节中所占比重明显不足,学校制定的培养方案过于强调理论体系的系统性和完整性;②地方政府对地方高校的经费投入不足,导致实践环节中所需的硬件设施严重不足。

为解决地方本科院校发展过程中出现的问题,提高地方高校的教学质量及其市场适应性,国家教育部积极推动地方本科高校转型发展。转型的目的是培养既接受系统的理论训练,又有一定技能的本科层次应用型人才。对于部分地方本科院校而言,应抓住机遇加大技术应用型人才的培养力度,探讨应用能力培养的科学方法。地方高校的发展方向应定位为[2-3]:以地方经济发展、产业和企业需求为导向,科学制定应用技术型人才培养目标,系统构建我国应用技术大学人才培养体系,搭建有利于培养学生创新精神和实践能力的平台,着重培养学生“将理论转换为技术、将技术转换为生产力和产品”的能力,满足经济社会发展对高层次、高素质技术技能型人才的需求,提高学生、用人单位和社会对学校人才培养的满意度。通过地方本科院校转型发展,大力推动实践环节教育,提高学生的实践能力。

针对地方本科院校实践教学现状,李永久等[4]提出了新建地方本科院校专业人才培养的根本途径,即构建专业实践教学体系、加强实践教学、培养学生的创新精神和实践能力。何林锦等[5]研究和分析了项目式实验教学法的主要特点,提出了实验教学中引入项目式教学法可行性评价的标准。谭彩明[6]讨论了在计算机实验教学中项目教学法具体实施的方法和教学效果。钱权等[7]着重介绍如何利用实际的网络设备,通过搭建网络实验室,辅以项目式实验教学,让学生在项目实验的实施中发现问题和解决问题。由此可见,项目式实验教学在地方高校转型发展中可以充分发挥学生的创新性思维,提高学生的实践能力以及理论联系实际解决问题的能力。因此,本文针对地方本科院校机械类专业学生研究了项目式实验教学的功能及其实施策略。

1 项目式实验教学功能

项目式实验教学主要以项目实施的方式进行实践教学,包括方案设计、软硬件设计、安装调试等,在项目执行过程中根据发现的问题采用实验的手段解决问题或提供理论的验证,即在项目开发过程中自主地选择实验项目。该教学模式将充分完善传统的理论教学方法和实验教学方法,发挥该教学模式的积极作用。

1.1 体现课程的系统性

大学的专业课程是根据培养目标而设置的专业技能和专业知识的课程,具有相对的独立性、完整性,但与其相关课程又具有关联性。因此,运用专业课程知识解决实际问题时往往需要综合应用各学科相关知识才能达到圆满的结果。目前,随堂的实验课仅仅是针对某门课程的某个知识点进行验证、设计或综合实验,缺乏系统性的实验过程。通过项目式实验教学的设计,将实际工程问题中所涉及的几门课程相关知识点设计成一个综合实验,使知识更为系统化,可以提高学生解决实际工程问题的能力。

1.2 培养学生的团队精神

项目的实施需要一个团队的精诚合作,而通过项目式的实验教学能充分发挥项目组学生成员的组织、合作等能力。该实验模式必须明确每一位成员在项目中的角色和任务,在相互协作的条件下完成各项综合实验,否则,项目式实验将由于缺少某位成员的实验支持导致其不完整性,甚至无法完成。因此,项目式实验教学方法可以培养学生的团队精神。

1.3 培养学生的创新性思维能力

学生创新性思维必须在实践中不断锻炼和培养。在项目式实验教学过程中,必须依靠学生自己解决实际问题,指导教师只需把握项目方案的可行性。新项目方案的实施过程是由学生自行设计合理的实验以验证每一个设计环节,培养了学生理论创新、实验验证、再创新的设计思维能力。

1.4 提高学生的实践能力

实践是学生将理论应用于实际的有效方法,是培养学生分析实际问题、解决实际问题能力的关键教学环节。在项目式教学过程中除了设计方案之外还要完成项目硬件、软件的设计或制造,并根据项目实施过程中发现的问题不断通过实验予以分析,真正提高学生的动手实践能力。

2 项目式实验教学策略

项目式教学是师生通过共同实施一个完整的或设计的项目工作而进行的教学活动[5],它具有系统性、整体性、相互关联性等特点,且与实际工程紧密相关。该教学方法可以很好地提高学生的实践能力,让学生掌握设计的方法、熟悉项目开展的过程,具备企业需求的能力。地方高校可以借助各种平台开展项目式实验教学,如学科竞赛、开放性实验室、教师横向项目、综合实验等。

2.1 学科竞赛项目

学科竞赛是培养大学生综合素质和创新精神的有效手段和重要载体,对于营造创新教育的良好氛围,推进校风学风建设,培养学生的创新精神、协作精神和实践能力,激发学生兴趣和潜能具有重要作用。学科竞赛综合地运用了相关领域的理论知识,并将其应用于实践。学生在比赛项目的实施过程中不断地发现问题、解决问题,且学会用实验验证理论的合理性和可靠性,充分发挥学生的主动性、创新性和想象能力。目前,教育部资助的全国大学生学科竞赛项目种类繁多,与机械类专业相关的竞赛项目主要有全国大学生数学建模竞赛、全国大学生电子设计竞赛、全国大学生机械创新设计大赛、全国大学生智能汽车竞赛(飞思卡尔杯)等,为锻炼大学生的实践能力提供了大量的机会和平台。

2.2 开放性实验室项目

开放性实验室在教师科研工作和高校实践性教学环节中具有重要的作用,为学生创新能力、开拓能力的培养提供了良好的实践平台。在理工科实践性教学环节中,传统的实验项目大部分与理论教学同步,能达到巩固理论知识的目的,但对于基础较好、思维活跃的学生而言,传统的实验教学模式过于单一,在某种程度上限制了学生的学习主动性、积极性,难以激发学生独立思考的兴趣和创新性的思维。而开放性实验室将改变传统的实验教学模式,在实验内容、方法、形式等方面进行了深入的改革,实现了学生各种能力的自由发挥,提高了应用型人才的培养质量。

2.3 横向项目

地方性高校与地方企业联合密切,拥有大量的横向项目,为培养学生的实践能力提供了大量的潜在机会。横向项目一般是针对企业难以解决的技术难题,但核心攻关技术往往只是其中几个点,大部分工作是繁杂而技术性不高的基本工作,其中不乏基础的实验分析和基本硬件、软件的设计。地方高校中专业基础知识扎实的高年级学生基本能胜任项目负责人助手的角色。通过该方式的实验教学,能够让学生较全面地掌握理论知识的应用和相关内容的融合,积累实践经验。

2.4 机电基础综合实验

地方本科院校在转型过程中一定要注重实践环节的创新和资金投入,为了让机械类专业的学生适应市场的需求,人才培养方案必须对传统的实验进行相应的改革。根据学校的实验条件,人才培养方案的制定应适当增加以项目形式开展的综合实验课程。机电综合实验要求学生在实际问题中制定相应项目的方案,进行合理的软、硬件设计。在项目设计、调试过程中,学生根据存在的问题构建合理的综合实验方案。综合实验可以充分体现实验的针对性、实验之间的关联性和系统性,为机械类专业学生提供项目式实验教学的最后保障。

3 实例

湖北理工学院于2014年经湖北省教育厅批准,成为地方本科院校转型首批试点高校。本文以湖北理工学院2011 级机械电子工程专业为例介绍地方本科院校项目式实验教学的开展情况。该专业学生总人数61 人,由机械电子工程系教师实施完成的项目式实验教学情况如表1所示。

由表1 可知,学科竞赛和开放性实验室项目参加人次数达到64 人次,已超过2011 级机械电子工程专业总人数,此2 类项目均已列入正常教学计划中,基本能满足机械电子工程专业学生项目式实验教学的需求。根据学生在上述项目实施过程中的表现,选拔部分优秀学生参与教师的横向项目,深入企业实践,进一步加强项目研发能力的培养。但由于学生的个人兴趣、职业规划不同等原因,部分学生未必有兴趣选择上述项目,因此,为了确保学生项目开发思维的锻炼得到全覆盖,在大三下学期进行“机电基础综合实验”的教学,以提高学生理论联系实际的能力。

表1 2011 级机械电子工程专业项目式实验教学情况

4 结束语

我国地方本科院校转型发展势在必行,应用技术型人才培养是转型发展的方向。通过项目式实验教学提高学生发现问题、解决问题的能力,培养学生理论应用于实际的技能。利用国家级、省级各种学科竞赛平台提高学生参与项目研发的兴趣;借助学校开放性实验平台培养学生以实验验证理论的技能;应用横向项目平台提高学生综合能力;以综合实验确保学生项目式实验教学的全覆盖。地方本科院校机械类专业项目式实验教学平台的构建表明了项目式实验教学的可行性,有利于地方本科院校的成功转型。

[1]周德俭,莫勒德.地方普通高校应用型人才培养方案改革应注意的问题[J].现代教育管理,2011(3):63-67.

[2]应用技术大学(学院)联盟,地方高校转型发展研究中心.地方本科院校转型发展实践与政策研究报告[R].天津:天津职业技术师范大学,2013.

[3]陈涛,李连波,张乐莹,等.应用型本科院校机械类人才培养模式的探索研究[J].大学教育,2014(18):117-118.

[4]李永久,孙敬延,李鹏.新建地方本科院校实践教学体系探索与实践[J].辽宁科技学院学报,2009,11(1):56-58.

[5]何林锦,翟云波,李彩亭,等.项目式实验教学模式及其可行性评价方法[J].实验室研究与探索,2010,29(2):94-96.

[6]谭彩明.浅谈项目教学法在计算机实验教学中的应用[J].科技信息,2008(10):217.

[7]钱权,张瑞,袁方.计算机网络课程中的项目式实验教学[J].实验室研究与探索,2013,32(5):142-145.

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