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1、机电专业创新型实验教学体系的重构研究 【摘 要】实验教学是本科教学中的一个重要组成部分。针对地方高校工科专业建设现状，改革不利于学生创新思维和创新能力培养的传统实验教学体系，构建了创新型的实验教学体系，以提高学生的实验动手能力和创新能力。 【Abstract】Practice instruction is the important part of undergraduate instruction. It is disadvantage to training talent with the traditional practice instruction method， the paper
2、 reconstitutes the practice teaching system with a view to improve the creation ability of the students. 【Key words】Practice；Innovation；Instruction 0 引言 随着高等教育改革的不断深入，新知识、新技术的不断更新，社会对人才的需求提出了更高的要求，传统的实验教学体系必须适应新形势的发展加大改革力度。为了适应这种要求，高校必须进行教育创新，改变不适应时代发展要求的教育观念和教育体系，以培养具有创新精神和实践能力的创新人才。文章结合机电专业的人才培养计划
3、和教育规律，构建完整的创新型实验教学体系，以提高机电专业学生的创新思维和实践动手能力。 1 传统实验教学体系存在的主要问题 实验教学是应用型本科机电专业的重要实践教学环节，是对学生动手能力和创新能力的全面训练和检查，它对大学生应用所学理论知识解决工程实际问题能力的培养起着十分重要的作用。传统的实验教学在管理体制和机制、实验教学方法和手段、实验考核方式和实验室开放、师资队伍建设、实验设备配置和管理等方面都不能满足社会对人才培养的要求，具体表现在以下几个方面： 1.1 实验室管理体制不顺 传统的实验室是按专业甚至是课程来设立的，实验室管理是按照校、院、系三级管理模式，这种分散和封闭的管理模式造成的
4、不利影响是：（1）结构相似、功能相近的实验室建设会越来越多，在实验课程体系的训练上不可避免的出现重复现象，且只能满足单一的验证性实验的教学，不能适应跨学科门类的综合性、设计性实验的开设，不利于交叉学科、前沿学科内容的引入。（2）由于实验室实行垂直管理、各自为政，实验室之间的交流少，横向联系少，实验技术人员的业务知识面狭窄，实验技术单一。既不利于学生实验技能的提高，又严重制约了实验技术队伍的整体建设。（3）实验室的重复建设和封闭管理，不能实现人力、物力和财力资源的共享，造成了资源的极大浪费。 1.2 实验教学体系、内容和方法陈旧 现行的实验教学体系条块分割，实验课绝大多数依附和从属于理论课，并为
5、理论教学服务。实验教学内容基本上按各门理论课程的要求而设置，以单一的、理论验证性实验项目为特征，实验学时明显低于理论学时；实验室工作人员也是为了配合理论教学而组织实验教学，实验室工作无法取得相对独立的地位。实验教学没有将理论教学和实践教学有机地结合起来，在培养学生的实践动手能力和创新能力上的积极作用没有充分发挥出来。实验教学方法和教学手段单一，还没有贯彻以学生为主体、教师为主导的教学理念，先进性的实践教学方法和手段应用较少。 1.3 没有建立实验教学的科学评价体系 教学和考核是一个互动的过程，考核评价对教学的影响不容忽视。目前的实验教学评价体系，较多地重视了实验教学的基本条件和实验开出率的评价
6、，对实验教学的效果，尤其是对学生创新能力的培养和训练的效果，缺乏科学的评价指标。实验的考核一般分为两大部分，一是实验理论知识的考核，占70%，二是实验报告的考核，占30%。事实证明理论知识考试和实验报告并不能充分反映学生的实验态度、操作水平和对知识的理解程度。许多学生的理论考分很高，但动手能力很差；还有实验报告的雷同和抄书现象也比较明显，有的同学不动手操作直接拷贝别人的结果而获得高分。这种单一的只看实验书面结果而忽视实验过程的考核方法极不合理，不能客观公正地评判学生的实验综合能力，严重制约了学生学习主动性的发挥以及严谨治学态度的培养。 1.4 综合型实验的数量和质量偏低，影响创新能力的培养 综
7、合性实验数量和学时偏低，连贯性不强，学生很难把握整个实验的系统性和逻辑性，不能将所学知识融会贯通。教学过程通常是由实验教师做好实验准备，然后学生依照预先设定的实验程序完成一些验证性操作，在整个实验过程中学生多是做一些机械的模仿和验证，对于实验结果与理论不符的地方很少进行深入的分析和讨论，这样使得本来数量不多的综合性实验难以发挥其“培养创新能力”的教学初衷，学生不能真正体验实验学习的过程和乐趣，在遇到实际问题时常常不知如何下手，缺乏独立思考及应对实际工作的综合能力。尽管上述实验内容也是学生将来从事技术工作的基础，但由于其涉及领域知识狭窄，对技术创新实现规律涉及甚少，不利于学生创造能力和创新思维的
8、培养。 1.5 实验室开放的力度不够 现有的实验教学体系对实验室开发重视程度不够，无论是开放实验室的数量还是开放时间都远远满足不了培养学生实践动手能力的需求。 1.6 实验师资队伍建设和培养的力度不大 目前的实验师资队伍只能满足验证性实验的要求，无法完成培养学生实践动手能力和创新能力的要求。因此，在对现有教师进行培训提高的前提下，还需进一步引进高水平的师资力量，以满足实验教学的要求。 2 构建创新型实验教学体系的指导思想 实验教学体系是以学习实验理论和培养实践动手能力为一体的实验课程综合系统，它和理论教学在整个教学过程中相辅相成。通过实验教学可以将知识和技能融为一体，从而使学生获得整合知识的能
9、力。因此，在构建创新型实验教学体系时，应从学科发展和培养学生能力等各个方面统筹考虑，以学生为本，构建符合以下指导思想的创新型实验教学体系： 树立“大工程”意识，改造原有的实验管理体制和实验室建制，建设一个涵盖完整的具有现代工业体系的实验教学训练基地，即适合工科学生的实训，也接纳其它学科学生的培训。 改变传统的实验教学方法和教学手段，逐步形成“系统化、层次化、模块化、综合化”的实验教学体系。 改变传统的实验教学模式，从以教师为中心转向以学生为中心，增加综合性、开放性实验项目的比例，培养学生的实际动手能力和创新思维。 3 创新型实验教学体系的构建 实验教学是实践教学中的一个重要环节，为了提高应用型
10、本科机电专业学生的创新思维和创新能力，构建创新型实验教学体系非常必要。创新型的实验教学体系主要包括以下方面： 3.1 实验教学层次的创新 从有利于培养学生的创新思维和实践动手能力着手，构建创新型的实验教学层次，主要包括基础型实验教学、提高型实验教学和创新型实验教学三个层次。 （1）基础型实验教学：这一层次实验教学的主要任务是验证课程理论，并为后续课程的学习提供工程背景，激发学生求知欲和对专业的兴趣。实验内容包括硬度实验、范成实验、直径的测量等常规实验项目。这个层次主要针对低年级知识背景，课程安在一二年级之间。 （2）提高型实验教学：这个层次实验教学的主要任务是训练学生在学科或专业内的综合实验技
11、能，目的是培养学生养成科学思维和独立解决实际问题的能力。内容包括机械制造工艺实验、机电一体化系统实验、液压与气动实验、先进制造技术实验等内容。这一层次的实验教学主要培养学生良好的创新思维和创新能力，时间安排在二、三年级之间。 （3）创新型实验教学：这个层次实验教学的主要任务是通过设立学生课外科技创新基金来组织参加校内外的各种课外科技活动和竞赛，激励学生创新，培养学生的创新能力。内容包括数字化制造实验、机械CAD/CAM实验、机械类设计大赛、机器人制作等环节组成。课程安排在三四年级之间，面向专业教学模块。 3.2 实验教学管理制度的创新 创新型实验教学体系需要创新型的教学管理制度。建立一套适应创
12、新型实验教学体系的管理制度是培养学生创新思维和创新能力的重要保证。教学管理制度建设主要包括合理安排课程体系，改革教学内容；提高实验教学的地位，增加实验教学的学分比重等内容。它的建设对学生创新能力的培养起到正确的导向作用。 3.3 实验教学师资队伍的创新 创新型师资队伍建设是培养学生创新思维和创新能力的根本条件。要培养学生的创新能力，教师必须具有创新精神和能力，必须积极参加教学改革和科研工作，不断提高自己的学术水平和能力。 3.4 实验教学质量保证体系的创新 为保证实验教学的质量和效果，提高学生的创新能力，创新型实验教学体系需要完整的质量保证制度。 （1）构建面向创新型实验教学质量的制度保证体系
13、。严格规范实验教学活动，坚持以制度建设为保障来提高实验教学的质量和水平。 （2）构建面向创新型实验教学质量的过程保证体系。在实验教学教学内容和选题方面，要紧密结合人才培养计划和教学大纲要求，增强实验教学计划的先进性、创新性和可行性；在实验教学的各个环节上，要精心安排，周密布置；在实验教学的指导导上要加强力度，发现问题，及时改进。 （3）构建面向创新型实验教学质量的评估体系。制定完整的适合本专业教学特点的质量评估指标体系，使其既能反映实验教学现状与教学质量情况，又要繁简得当、可操作性强。实验教学评分机制的改革是整个实验教学质量评估体系改革中的一个重要方面。研究制定合理的评分项目和评判标准，一方面
14、加大平时成绩的比例和实施过程控制，另一方面，严格实行实验教学答辩制，提高答辩环节在整个实验教学中的权重，引导学生把设计重点放在培养创新思维和创新能力上，培养学生解决实际问题的能力。 3.5 实验教学手段和方法的创新 不同的实验教学手段和方法有不同的优势和特点。改革传统的实验教学方法，采用启发式、归纳式和讨论式等多种新型的实验教学方法，充分利用直观教学，多媒体教学等各种现代教育技术手段，提高课堂内容的信息量和实验教学效果。通过运用综合性、现代化的教学方法和手段，寻找适合实验教学内容的最佳教学手段，加深学生对知识的理解和掌握，提高了学生分析问题和解决问题的能力，培养了学生的创新思维和创新能力。 4 结束语 实践证明，改革后的实验教学体系完整，实验教学内容丰富，学生通过实验课程的学习，不仅加强了对基础理论的理解，而且增强了分析和解决实际问题的能力，激发了学生的学习积极性和创造性。 【