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摘 要：分析了机械工程专业传统实践教学的弊端,通过优化实验教学主要内容,改革机械工程专业实践教学方法和手段,培养机械工程专业本科生的实践动手能力和创新意识.研究多元化教学模式,将实践教学与科研项目衔接,多方位透视实践教学,探索合适的教改措施.
关 键 词：机械工程实践教学改革创新
随着工业生产迅速发展,技术更新速度增快,企事业单位对机械工程专业毕业生的知识能力与知识结构提出了更高的要求.毕业生不仅需要掌握专业理论知识,更重要的是需要具备较强的综合实践能力,特别是创新能力.机械工程专业的教学和培养必须通过理论与实践教学的结合,才能让学生尽快适应社会环境,具备一定的实践动手能力和创新能力.因此,实践教学是实现机械工程专业教学培养目标的教学主体,是培养应用型人才的主要途径之一[1,2].实践教学环节可以培养学生运用基本知识、基本理论和基本技能分析和解决具体工程问题的能力,是其他教学形式不可替代的.通过深化实践教学改革,提高实践教学质量,有助于培养适应社会发展需要的高素质工程技术人才.笔者分析机械工程专业传统实践教学内容的弊端,对实验教学内容进行优化设计,深化创新实践手段,多方位透视实践教学,对传统的实践教学模式进行改革.
1存在的主要问题
机械工程专业实践教学内容主要包括实验、课程设计、实习、毕业设计等环节.尽管实践教学目前已被高校广泛重视,但由于实践教学投入较大、涉及面广,属于高校人才培养的薄弱环节,存在着一系列问题,制约实践教学的发展.
1.1实验教学环节
验证性、重复性实验偏多,培养学生分析能力和创造能力的综合设计性实验过少.随着现代科学技术的迅猛发展,知识更新的周期越来越短,新知识、新技术不断涌现,而实验内容难以得到及时更新,而且专业必修课程较多,教材的内容太过庞杂,实验内容过于陈旧,一些实验项目与实际生产脱节,从而阻碍了新技术及新方法的讲授,达不到注重实际和提高学生素质教育的目的,而且课程的实践性难以得到体现.
1.2课程设计环节
传统实践教学中存在题目单一及陈旧问题,不能与实际生产紧密结合,学生应付实验的现象较为严重.
1.3实习环节
目前仍有高校采取参观实习的教学模式,学生缺乏动手机会,难以达到预期目的.而且有的实习内容涉及企业技术保密,学生一般难以到相关技术部门实习.
1.4毕业设计环节
题目来源有限,一般是根据导师的在研项目或实验项目拟定,与工程实际紧密联系不密切.而且一名指导教师指导的学生组中研究的题目比较单一,难以体现学生个人的创新性,设计的内容雷同情况比较多.
2实践教学改革措施
2.1专业实验教学内容优化
机械工程中的新理论、新方法随着科学技术的飞速发展不断涌现,机械工程专业教学计划中的课程数目繁多,但由于总课程教学时数有限,许多课程的教学时数不断减少.如何处理少学时课程中理论教学与实践教学的关系,是各高校不断探讨的问题.实验教学是机械工程专业培养学生实践能力的重要环节,可以通过实验内容设计的不断优化,及时更新实验教学内容.实验教学内容的优化在于对传统教学内容精细筛选,增加部分创新性、设计性、综合性的实验.教学过程中应充分尊重学生的主体地位,条件许可时应允许学生按照教学要求自行设计实验方案,从而充分发挥学生的想象力和创造力[3].
实验教学内容优化还应适当减少验证性的实验比例.即尽量减少单纯验证实验、简单重复实验、模仿操作等实验,注重实验质量,减少实验个数及实验时间.可以根据实验技术手段和实验研究方法的共性特点构建综合性实验,把相互关联的实验整合成综合性实验,甚至可以把多门课程的实验构成有机系列的结合体.设计探索性实验有利于学生接触精密仪器和先进的实验手段,拓宽学生眼界,提高学生分析、解决问题的综合能力.
根据教学与生产的实际需要应该及时调整实验内容,使实验内容紧跟科学技术的发展步伐,有助于学生及时了解国内外的研究动态,使学生与现代前沿的科研及实践对接,学会从专业的视角广泛了解和摄取新知识及新信息.通过对实验内容提出优化方案,并针对具体情况进行相应的改进或调整,能够有效激发学生的实验兴趣,从而锻炼学生解决实际问题的综合能力.根据机械工程学科专业特色,结合高校的特点和行业需求,对实验环境以及实验设备配置进行优化,多增设综合性、探索性实验项目[4,5].
2.2多元化实践教学模式研究
通过加强实践内容和科研的衔接,督促学生积极参与指导教师的各项科研活动,达到提高学生实践能力和综合运用所学知识的能力.实践教学是教学与科学研究相结合的特定形式,是高校中教学过程融入科学研究的具体体现.将科研项目纳入实践教学,可以丰富和更新实践教学内容,提高实践教学质量,有利于活跃学生思维,提高学生的创造性思维.
课程设计是实践环节的重要组成部分,教师应该充分意识到其重要性,防止题目雷同,尽可能做到一人一题.条件允许时可与学生的毕业设计联系起来,引起学生的足够重视,并投入足够的精力,在指导教师的协助下,学生也可以根据教学要求自行选择课程设计题目.确定课程设计题目时,尤其需要注重结合工程实践选择与课程相关、难易适中的题目.
实践教学中的毕业设计是与教学其他环节相互融合、相辅相成的,一定程度上是其他教学环节的延续、检验和深化.其实践性和综合性是其他教学环节不能替代的.毕业设计更加有助于提高学生解决问题的综合能力,它不仅是理论教学的补充,也是培养创新型人才的必要手段[6].毕业设计过程中可将学生进行分类,根据不同类型学生的特点,研究实施多元化毕业设计模式,进行个性化差别培养[2].毕业设计题目应符合机械工程专业培养目标,尽可能倾向各类高新技术、社会生产实际、教师的科研项目等,体现理论与实际的结合,符合学科的应用性和发展性.特别需要注意毕业设计选题的难度、深度和学生实践能力之间的协调.2.3实践教学方法和手段改革
把现代教育技术引入实践教学,从技术方面提高实践性教学的实施效果.如声像技术、仿真技术、网络技术、虚拟现实技术等各类现代教育技术可广泛应用于实践教学过程,能够极大地提高实践教学的效果,有利于为学生提供必需的工程训练环境.也可以在实验教学系统中,开发出现代教育技术平台,形成现代技术支撑环境[7,8].特别是对尚不具备实践教学条件的部分教学内容,可广泛利用网络、仿真技术、录像及多媒体课件等各种手段,让学生形象、直观、生动地获得知识.也可以利用网上资源进行教学,将仿真实验、虚拟实验和实践操作相结合,拓宽学生的知识面,从而培养学生的实践技能.
3实践教学改革途径探索
实践教学改革需要分阶段、分层次以及循序渐进地推进,通过不断优化课程体系结构,并紧密结合机械工程专业学科的前沿发展,突出机械工程专业的特色与实践教学的实效性.引导学生掌握工程设计的基本概念,通过掌握工程设计的相关理论知识,在循序渐进的实践教学环节中,逐步提高学生的工程设计能力.需要改革传统的考核制度,加强工程实践教学环节的考核力度.同时通过加强师资队伍建设,不断提高实践教师的专业技能和实践教学指导能力.还可以深入实施课外创新活动,结合课内教学与课外科技创新活动,满足学生创新性学习与自主学习的需求,提高学生的科技创新能力[10].
统一考虑课程实验、课程设计等实践环节,有效安排时间,实行实验室全天候开放,督促学生利用课余时间进行实验,能够有效解决实践时间短缺的问题.通过加强开放实验室的管理和建设,为学生提供良好的实验空间和必要的实验条件,吸引学生积极参加教师的科研或开发性实践活动,使学生的综合素质得到锻炼,实验设备得到充分利用[11,12].
4结束语
实践教学环节是机械工程专业教学过程的重要组成部分,是培养高级人才不可或缺的基本训练.本文通过多方位透视各实践教学环节,对传统的教学模式进行改革,探索改革措施,将以传授知识为目的的实践教育观念向以培养学生创新能力和创新意识为目标的教育理念转变,激发学生的学习积极性,着力培养机械工程专业学生的实践能力和创新能力.