贾舒媛 卿馨予1王超1 黄丽1龙浩禹1
(1 攀枝花学院智能制造学院 四川 攀枝花 617000)
摘要：我国现如今正处于第四次工业革命的新时代浪潮中，惊涛骇浪般的挑战中蕴含无数机遇，面对挑战，我们需要更多在具有较高机械类专业知识水平与专业技能水平的同时，也具有创新思维，敢于创新善于创新的创新型人才。而如何培养这些创新型人才，是目前提升高校机械类课程实验教学效果所面临的问题。本论文从开放实验的开设、创新实验的设计、在线微课程的建设、建设虚拟仿真课程资源等角度来进行教学效果提升研究，希望对高校实验教学改革有所启示。
关键词：实验课程教学、实验课程改革
机械工程是我国工业化体系的基础，同时也是我国工业化的重要标志。基于我国实行的“十四五”规划与中国制造2025战略，行业目前急需大量专业能力强的高层次机械工程类专业人才。而人才的培养不仅是理论知识的灌输，课程实验也是必不可少的。课程实验可以提高学生的实践能力，
可谓是理论教学的深化，同时也是最直接有效的手段来让学生做到理论联系实际。因而，全国各高校都先后开始进行机械类课程实验教学改革，在提升教学效果的同时，增强学生实践能力，提高毕业生初次就业率，为国家输送更多具有较高水平专业能力的创新型人才。
一、普遍面临的问题
目前各地高校机械类专业课程实验中普遍存在一些问题，例如，学生多、设备少、课时少，实验方式和教学手段单一，课程内容抽象，知识点多，理论与实践脱节等。而如何解决这些问题，提升教学效果，加强学生对理论的理解，让理论联系实践等已迫在眉睫。
二、改革手段
（一）课外开放实验
根据有关调查研究结果表明，现在很多高校机械类专业的 学生缺乏课外实验的学习, 因为大多数的学校在课外时间实验室都是处于关闭的状态, 这也为很多学生的学习和实验研究造成了一定的阻碍。对于学生而言，在接触专业对口工作岗位之前，日常生活中很难用到专业所学的理论知识，而在校期间最直接快捷的接触并实际运用理论知识的途径就是去到实验室做实验。课外开放实验室就是为了增加学生深入了解理论知识，并将理论联系实际机会。让学生了解先进技术与仪器，开拓视野，深化理论，让枯燥繁杂抽象的知识点具象化，为后续学习与研究铺平道路。此外，在正常教学期间，由于实验教学课时少，内容多，实验室设备仪器有限，为了避免仪器设备损坏造成损失影响后续实验课程，教师往往不会让学生随意进行实验。而课外开放实验增加了设备损失的风险，然而课外实验能够吸引学生注意力，提供动手操作的机会，为学生的学习和发展提供保障。由此而言，开放课外实验虽然有风险，提高了教学成本，但若进行合理管控，制定并遵守相应的规章制度，将风险降低到可控范围，这样对于学生的成长无疑利大于弊。
（二）设计创新型实验
创新性实验是基于基础课程实验与综合设计型实验的较高层次实验，一般要求学生有较为丰富的实践基础与扎实的学科基础，对交叉学科内容也要有一定的掌握。因此，一般情况下创新型实验对学生综合能力要求高，但同时也不断地激发学生的学习积极性与创造力。2015年印发《中国制造2025》，其中战略任务第一条即是提高国家制造业创新能力，而行业创新能力的提高并非凭空而来，培养具有创新能力的高素质人才是该战略的施行的先决条件。所以，让学生参与设计创新型实验，积极参加各类比赛，提高创新能力与实践能力，学习了解交叉学科知识。
既促进学生养成实事求是的科研态度和严肃认真的工作作风，又为国家培养拥有创新能力与创新思维的人才，可谓是一举两得。
（三）建设在线课程辅助课堂教学
自古以来教育就是人民所关注的热点问题，而随着网络技术的高速发展，借助网络平台进行的在线课程教学成了比肩课堂教学的又一教学方式。在线课程教学运用信息技术，根据学生的认知，创造一个半结构化的主题教学课堂，呈现出集中的课程内容、教学过程以及延伸材料的数字资源，其中包括教学重点内容、有关可见、联系测试等辅助教育资源。随着当今社会网络技术的日新月异与智能手机等设备的推广，学习正朝着多元化模式发展。相较于过去容量大、单元多、知识内容繁杂的课堂教学，在线课程无疑是多元化学习模式的一员。借助在线课程，将实验的理论内容录制成为短小精悍的视频，学生可以在实验课时前进行预习，了解实验目的、操作流程、实验难点与问题处理，极大的节约了实验课上因为讲理论而耽误的实验时间。而在线课程的存在给学生留下更多思考的空间，让学生可以将视频中所讲的重难点反复揣摩，归纳出重点问题在课堂上向老师请教，让师生交流更加深入，同时也令有限的课堂教学时间能够高效进行。教师在高校机械类实验课程教学中，利用在线课程的教学优势使得传统课堂教学效果的到提升，提高学生的自主学习能力与思维能力，让总体教学效果显著提升。
（四）建设虚拟仿真实验课程资源
VR技术即虚拟现实技术，是一种集计算机技术、图形图像技术、人机交互技术及传感技术于一体的综合性多学科交叉技术。机械类专业需要大量的实验操作来巩固课堂知识，但大量的实验操作意味着高成本，而VR技术拥有着交互性、构想性、多感知性与沉浸性四大特点，恰好能够较为真实的模拟实验操作环境，在为学生提供大量实验机会的同时有效降低实验成本，提高实验教学质量。借助VR技术开发虚拟机械实验项目，在大体框架建设完成后，教师可让具有一定实验经验的学生参与教学内容的补充，如此一来既减轻了教师的负担，同时也加深学生对实验的理解，并且能够拓展参与内容补充的学生的能力。
三、结束语
目前我国面临着大机遇，但随之而来的是大风险，培养大量创新型人才是降低风险的有效途径。各大高校的实验教学改革实践表明，通过对机械类课程实验进行改革，提升实验教学效果，能够更加有效地培养创新型人才。而对于学生而言，实验教学改革让他们得到了长足的发展，在提升能力的同时，也让他们的未来无比广阔。
参考文献：
[1] 杨孟杰,刘夫云,杨运泽,陈磊磊.机械创新设计实验课程改革[J].科技资讯,2015,13(09):188.
[2] 席平, 杨洋, 王春洁. 机械类课程实验教学改革与实践 [J]. 实验技术与管理, 2010, 27 (07): 14-18.
[3] 贾舒媛、范姝等.《人因工程学》课程教学改革设计[J].商情.2019，（04）：250.
[4] 王波.浅析高校机械类实验课程的微课设计及应用分析[J].内燃机与配件,2020(03):272-273.
[5] 范姝.贾舒媛等. 翻转课题的效果对比分析[J].商情.2019，（04）：236.
[6] 江本赤,梁利东等.基于VR技术的机械类课程实验项目设计与实例[J].中国教育技术装备,2019(02):36-37+40.
[7] 罗生全. 课堂教学改革的反思与展望[J]. 中国教师报. 2020-1-1.
[8] 姚利民,段文彧. 高校教学方法改革探讨[J]. 中国大学教学, 2013(276): 60-64.
[9]李玲玲，吴斌. 基于创新能力培养的陶瓷艺术设计教学改革研究[J].艺术教育，2020，（07）：181-182+184.
[10]昌晶，基于创新能力培养的《CAD制图》课程教学改革研究[J].考试周刊，2013，（31）：5.
[本项研究成果受攀枝花学院大学生创新创业训练计划项目资助]