田丰+李允旺+丁保华

摘要：针对机电综合实验教学中存在的问题，对比分析以授课为基础的教学法、以问题为基础的教学法和以项目为基础的教学法的优点，将LBL教学模式和PBL教学模式交叉融合，提出一种多元融合式教学方法。从实验基础知识的学习、项目的设计、情境问题的设计、小组团队的匹配等多方面探讨了多元融合式教学方法的可行性。教学实践结果表明，该教学法能够提高学生的学习动力、动手能力、综合知识运用能力和团队合作能力等，从而大大改善了实验教学的质量。

关键词：LBL；PBL；多元融合式教学；综合实验

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）42-0161-03

当前，随着新一轮科技革命和产业变革的到来，各国都在加大科技创新力度。为了适应时代的要求，高等院校急需培养出一批具备科研创新能力的人才，这些人才既要储备一定的知识，又要具备一定的科研素质和技能。大学教育中学生除了接受到扎实理论教学外，实验教学更是重中之重，是培养高素质创新人才的关键。传统实验教学模式已远远不能满足学生的需求，因此亟须改革实验教学，探索尝试新的教学方法，积极引导学生独立自主走向科研创新探索之路。

一、教学对象与现状

机电综合实验课程是我院机械工程专业在完成专业基础理论、技术知识和基本技能訓练基础上，为进一步提高学生综合实践能力，独立开设的综合实践教学课程。当前实验教学仍然是以验证型实验为主的教学模式，在培养学生创造性思维和主动探索精神等方面还存在不足，学生缺乏综合实践能力的培养，很难满足工业现场的用人要求。这些问题的存在促使必须加强和深化综合实验教学改革，解决此问题主要思路之一是加强综合性实验教学方法的改革，围绕改革的教学方法配备更新实验资源和设计新的教学内容，以满足新型工业化条件下高等教育人才培养的需要。

二、教学内容及目标

综合实验课程学习的目标是培养学生掌握有关机电设备及产品性能的检测方法、工业检测标准、测试仪器仪表的使用；掌握工业自动设备中典型机电控制系统的设计、组装与调试；了解有关设计规范与技术标准；培养学生自主学习、理论联系实际及工程应用能力，使学生得到机电工程师应具有的工程训练和综合素质培养。教学主要内容包括：机电设备及产品综合性能参数的检测、分析及测试系统的设计；以各种控制器件为控制核心的检测与控制系统设计；典型机电设备的自动控制仿真；生产装备自动与生产过程自动的网络控制技术等综合实验。

三、机电综合实验教学方法改革

针对实验教学，许多教师对教学模式、实验内容、讲授和考核方式进行了探索，提出了许多创新性的教学方法，在很大程度上帮助学生更好地完成实验，提高了实验的教学质量。但教学方法的改革不仅仅为了创新，更重要的是要达到教书育人和培养人才的目的，因此要综合考虑综合实验教学内容的特点、教学条件、不同专业学生层次类型、教师自身的素质，借鉴不同教学方法的优点，采取合适的教学方法，进行优化组合，对学生进行因材施教。

1.LBL（lecture-based learning）：以授课为基础的教学法。LBL教学法是目前我国高校普遍采用的以授课为基础的学习模式，该教学模式以教师为主体，学生被动接受知识，教师精心预设教学内容，把待讲授的知识系统化，让学生明确学习任务和需要解决的问题。各个院校在传统教学基础上广泛采用多媒体技术，教学内容图文并茂，激发了学生的学习兴趣。LBL教学模式对学生的评价方式相对比较简单，主要从考试成绩、实验成绩和平时表现三个方面对学生进行考核，评价的结果也能被学生们接受。

2.PBL（problem-based learning）：以问题为基础的教学法。PBL教学是基于问题的教学法，目前已成为国际上流行的人才培养模式，更多的院校采用这种方法进行教学或教学实践改革。PBL教学法的主体为学生，教师是引导者，以问题为学习起点开展讨论来获取与主体相关的知识，让学生自己勇于发现问题、解决问题，增强学生主动探究新事物的动力。该教学法有利于开发学生的潜力，培养学生的工程能力和创新能力，PBL教学往往以学习组的形式出现，小组成员间互助合作。PBL学习过程中，学生有效吸收到所学知识，运用知识能力得到了显著提高，真正能够做到“学以致用”。

3.PBL（project-based learning）：以项目为基础的教学法。项目教学是教师和学生的“共同事业”，教师组织学生参加项目设计、执行、总结和评价，在项目实施过程中完成教学任务。学生在这个过程中锻炼了自主学习能力、实践能力、综合应用能力以及团结协作能力，教师在和学生相互交流的过程中也有助于提高自身的实践能力。项目最终的结果不仅要用到所学到的理论知识，还要学习一些新的理论知识，项目往往需要学生、教师或有关部门机构相互协作共同来完成。

4.多元融合式教学方法。针对旧的实验课程体系和教学模式存在的一系列问题，新版培养方案的改革为机电综合实验课程改革创造了有利的条件。本文根据机电综合实验特点，综合以上三种教学方法的优点，把以授课为基础的教学法、基于问题的教学法和基于项目的教学法融合到教学过程中，提出一种新型的教学方法——多元融合式教学方法，这也是对该课程教育理念的一次创新。鉴于学生的层次类型，目前的教学不能完全脱离传统的LBL教学模式，在LBL教学法的基础上采用基于问题的教学法和基于项目的教学法，综合实验的设置以项目课题的性质去设计，让学生尽早介入一些工程实践类项目，丰富学生对教材以外知识的认识、体验和经历，在实践中完成创新能力的培养，为就业后尽快融入工作岗位打下基础。在项目课题实施过程中，把项目任务分解成各种任务问题，在问题背景下，驱动学生理解概念、原理、问题的本质和获取新知识的方法。分配任务由小组各自独立去完成，最终集中调试完成实验项目课题。

四、多元融合式教学方法在机电综合实验中的应用endprint

1.机电综合实验多元融合式教学实施方案。在实践教学环节中，综合实验是非常重要的教学环节，而原有的综合实验设计题目固定，多年几乎未曾更新，学生按照设计的要求去做，自主创新能力较差，而且每组往往只有极少数学生去完成，实验老师也难以给学生公平的评价。因此在机电综合实验中亟须改变目前单一的教学模式，采用多元融合式教学方法来培养学生学习的主动性、综合实践及创新能力。目前我院学生采取大类的培养模式，学生不分专业，采取模块化教学，学生所学知识不能全部涵盖综合实验知识范围，需要组成团队共同去完成，因此小组成员的知识结构要合理匹配。创设的项目来自教师现场项目课题或者模拟今后的工作情境，让学生置于真实的情境中综合运用知识来解决问题，激发学生的学习兴趣和求知欲望。实施实验项目课题前首先进行内容分析，创设问题情境，设计的问题要对学生具有吸引力，问题编制要由简单到复杂，带动学生的思维由浅入深，通过努力逐步接近问题目标，这样才能达到实验项目的预期效果。充分利用各种学习资源，通过LBL学习、自主学习、协作学习等多种学习方式，寻找最佳的项目问题解决方案。学生最后的成绩评定需要采取自评、小组互评、教师评价相结合，最终给学生一个公平公正的成绩评定。

2.实验基础知识的LBL学习。在综合实验过程中，对一些基本操作、实验基础理论知识、一些方法的验证手段和综合仪器的使用，仍然采取集中授课的方式传授给学生，帮助学生尽快构建课程所需的知识脉络，这样可以帮助学生节省大量的时间。另外，学生平时所做的课程实验大多是基本操作和验证性实验，尚不具备集成知识解决实际工程问题的能力，对于系统化的解决方案的提出具有一定困难，此时需要教师集中授课指导。学生经过LBL教学，对教学目的任务和综合实验所需要掌握的知识有一定的理解，为综合实验的顺利完成打下一定的基础。

3.设计项目，创设教学情境问题。实验室是高校培养高素质复合型人才的基本单元，实验项目课题的选择非常关键，直接影响到学生整个实践过程。现代各个学科之间相互交叉融合，科技创新也往往发生在学科交叉领域，因此首先应当保证多门学科专业知识点能够融入本实验项目中，又要保证项目来自实际或逼近实际情境，有一定代表性、实用性、启发性等。另外教学情境问题的设计也非常关键，首先要考虑学生是否有能力完成和方便对学生实验项目能力的检测，保证通过问题的解决达到实验教学目标。而问题设计的质量对基于问题教学法和基于项目教学法的成功实施也会产生直接的影响。

4.学习小组匹配和任务分配。在已设计好的项目情境基础上，对学生的知识结构进行分析，将学生分成项目小组，开始组成团队共同去完成教师精心设计的项目问题。每组5名学生，需要合理匹配小组成员的知识结构，人员匹配不合理会直接影响总体实验的进度。把项目课题分解成各个具体任务单元由组员分别来完成，寻求最佳的问题解决途径，教师在这个过程中要密切关注学生的进展情况，对他们积极引导和促进，对于学生们遇到的共同问题进行集中授课指导，最终学生在多种教学方法的指导下顺利完成实验，使自身能力得到有效的锻炼。

5.开展小组学习探究，合作解决问题。项目小组团队建立之后，小组成员要对任务制定严格的工作学习计划，为实验项目的完成做各种准备。针对实验项目提出问题情境，小组成员首先对问题进行分析，借助各种手段获取解决问题的知识，包括已拥有的知识、自学到的知识，提出问题可能的解决方案。学生在进行活动时，因为缺乏工程化背景，需要在实验项目进行过程中提供技术支持，由于实验项目往往跨越多个学科，因此需要在全院建立一个指导老师库，由不同专业的老师提供更多的技术支持，及时获得解决问题的方法，避免走入误区，影响实验项目的进度。在已提出问題情境的基础上，需要进一步挖掘更深层次的问题，经过再学习，获取解决问题的新知识。如果每个小组方案经过反复讨论仍然无法确定，需要成员继续分析问题情境，继续学习，同时借鉴同组其他成员共享的资料，补充解决问题需要的新知识，另外小组成员之间要相互协调，发挥团队合作精神，完成自己任务方案制定的同时，还要兼顾其他成员的任务方案制定。最终在老师的指导下确认问题解决方案。

6.综合实验项目评价。实验项目完成后，需要对学生的实验活动进行客观公允的评价，不能再采用传统的评价方式：按照实验老师要求完成实验，递交实验报告，老师直接进行最后的评定。因此需要在原来的评价体系基础上构建多元融合式教学新的评价体系，评价体系指标体现在学习的积极主动性、获取信息的能力、团队合作精神、自我学习能力、创新思维能力、综合知识运用和设计能力等，评价的内容由传统的知识点评价转向实验过程评价和知识综合运用能力评价，评价的方式采取自我评价、小组评价和教师评价相结合，在实验项目每个模块单元完成后进行定量和定性的分析评价。

五、结束语

本文首先综合了多种教学方法的优点，提出多元融合式新型的实验教学方法。针对综合实验的特点，改变传统单调的一元化教学方法，弥补了传统实验教学方法的不足，采用丰富、生动的多元化教学手段，以实验项目为导向，以学生为中心，教师辅助引导，发挥学生学习的主动性，培养自主学习、解决实际问题的能力。在当前的教学体制下，新型实验教学模式的实施必然会面临许多困难，该模式的完善仍然需要在实验过程中进行不断的探索。

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