“機械工程基礎實驗”的教學現狀與改革探討

劉偉+伍俏平+羅榮

摘要：“機械工程基礎實驗”的教學是本科機械工程人才培養的重要環節，是學生獲得知識的重要途徑。當前實驗教學存在體系、內容、方法不能適應新時代發展需求的問題，迫切需要從工程、系統、創新的角度對其進行本質的改革創新，從而為知識、技能和素養綜合發展的創新型人才培養提供支持。

關鍵詞：機械工程；基礎實驗；教學；改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）35-0112-02

機械工業與機械工程歷來是國家經濟建設的支柱產業和支柱學科之一，而且是基礎產業與基礎學科之一。隨著科技的不斷發展，當今社會對機械學科和機械類專業人才提出了更多更高的要求[1]。21世紀普通高等學校本科機械工程人才的培養目標是知識、技能和素養綜合發展的創新型人才。人才培養是一個系統工程，“機械工程基礎實驗”的教學是本科機械工程人才培養的重要環節[2]。實驗教學作為機械工程基礎課程中的實踐性環節，可以驗證理論，加深對理論的理解，這是學生獲得知識的重要途徑，同時對培養學生的動手能力、觀察分析能力、創新能力及工程師應具備的基本素質都具有十分重要的作用[3]。根據機械工程學科的發展特點，科學整合“機械工程基礎實驗”的教學內容與方法，符合當前工程教育專業認證對學生培養在實踐教學中的要求。

一、“機械工程基礎實驗”的教學現狀

“機械工程基礎實驗”是普及機械工程的基本知識、基本概念和基本內容的課程體系，其任務是培養學生認識機械工程，適應高新科學技術社會的發展[4]。實驗一般用于驗證經典原理、訓練實驗技能和加深理論理解。我國高等教育中機械工程的課程體系基本上是沿用上世紀50年代的體系，其培養目標是具有學科專業知識的專門化人才，即為“專家”。傳統的“機械工程基礎實驗”教學現狀表現在以下三個方面。

1.“機械工程基礎實驗”的教學內容一般以理論的驗證為主，通過實驗指導書提供“標準方法”，教師按部就班地完成實驗教學過程，這種模式對于激發學生的學習興趣與創新思維比較困難，無法適應新時代社會經濟發展對創新人才的需求。

2.“機械工程基礎實驗”以機械工程基礎理論課程為主線設置，內容多，教學效率低，割裂了機械工程學科各理論課程內在的聯系，不能滿足人才培養中學科綜合發展、交叉滲透以及多樣化思維方式的要求[5]。

3.“機械工程基礎實驗”基本是傳統性、常規性的實驗，內容相對比較陳舊；實驗方法和檢測手段相對落后，不能體現當前科技的發展；實驗一般只是作為理論課程教學的補充，普遍存在學生不夠重視實驗，同時實驗課程的成績也不能充分體現學生的能力。

研究發現超過70%的學生認為其動手能力未能在實驗和實習環節中得到有效培養與提高，近70%的學生認為學校開設的基礎實驗課程對其創新能力的培養幫助不大[6]。因此，對于機械專業而言，“機械工程基礎實驗”的教學方法與體系的改革非常緊迫和有必要。

二、“機械工程基礎實驗”的教學改革設想

當前在“機械工程基礎實驗”的教學改革方面，國內各高校進行了大量探索性的研究與實踐，多數是把基礎課程體系中的實驗進行抽取整理，按照一定的原則進行分類綜合，并未從工程、系統、創新的角度對實驗教學進行本質的改革創新。

依據工程教育專業認證的要求，整合機械工程專業的基礎理論與實驗教學基本內容，綜合多種教學方法建立“機械工程基礎實驗”的教學體系，主要從以下幾個方面進行教學改革。

1.開展多媒體實驗教學的研究與應用。多媒體技術是一種先進的教學手段，可以將其應用到教學實踐中來，可以把表示實驗原理或過程的文字敘述與視頻動畫等教學資源集成到教學環境之中，在課堂教學時進行交互實時處理，提供圖文并茂、形象生動的教學氛圍，不僅使實驗原理和過程更加直觀化，學生更容易理解，而且也便于教師講解，使抽象難講的原理可以通過動畫的形式展現，直接具體的展現過程變化，生動形象。

2.注意學生綜合設計能力和創新能力的培養。實驗內容盡量由“驗證性”向“開放性”、“單一性”向“綜合性”進行轉變，增加實驗內容，注重實驗內容的創新性，提高學生選題的自主性和開放性，盡量發揮學生在實驗過程中的主導作用，給學生獨立思考的空間和時間，盡量讓學生充分發揮想象力和能動性，運用所學知識獨立或者分組完成實驗過程，教師可以從旁指導掌控全局，提高學生應用知識的能力和動手創新能力。

3.針對課程性質與特點，建立和完善“機械工程基礎實驗”的教學大綱、實驗指導書與實驗指導方法，為實驗教學的有效進行提供依據與指導。教學大綱是課程教學的指導思想和方針，起著舉足輕重的作用，因此教學大綱和實驗指導書的制定非常重要，只有將方針明確了，在教學過程中才不至于盲目，才能做到有重點的教學，做到有的放矢，不僅完成了教學任務，還能達到高質量的教學效果。

4.引進先進的數據采集和數據處理手段，實現計算機技術在“機械工程基礎實驗”中的應用，以達到培養學生的綜合設計能力、創新能力和掌握新的科學技術的目的。先進的技術不僅可以輔助教學，而且學生在學習的過程中還能掌握和了解科技前沿，熟悉先進技術，這樣在以后的工作中才不會和社會脫節，將所學和企業所需更快、更好的融合。

5.通過科研和技術開發來進一步發展和提高“機械工程基礎實驗”的教學技術水平，使實驗教學、科研和技術開發相互促進，共同發展，形成良性循環。

三、結語

結合我校“機械工程基礎實驗”課程的具體情況，在充分借鑒相關院校本課程建設的基礎上，以培養創新意識和強化實踐教學為核心，建立完善適合我校特色、具有我校自主知識產權的“機械工程基礎實驗”指導書，探索能培養和提高學生的綜合設計能力、創新能力的教學方法和教學技巧，為實現機械設計制造及其自動化工程教育專業認證目標，培養出達到行業認可的畢業生奠定基礎。

參考文獻：

[1]徐名聰.機械基礎實驗教程[M].北京：中國計量出版社，2010.

[2]鄭光澤，姚英，馮文杰.重視工程實踐訓練 推動機械工程基礎實驗教學改革[J].重慶工學院學報（自然科學版），2007，21（12）：169-171.

[3]馮文杰.機械工程基礎實驗教程[M].重慶大學出版社，2007.

[4]周峰.工科院校機械工程基礎實驗項目分析與開發[J].成才之路，2015，（21）：57.

[5]郭建華.重視工程教育 提高工科學生工程實踐能力[J].重慶工學院學報（自然科學版），2007，21（4）：124-127.

[6]福州大學課題組.機械工程類學生創新能力培養狀況調查及有關對策[J].高等理科教育，2001，（1）：30-34.