创新人才培养背景下机械类实验教学改革与实践研究

发表时间:2021/8/3   来源:《教学与研究》2021年55卷10期   作者:王增杰
[导读] 随着社会主义市场经济的不断完善和发展,以知识密集型产业为主要依托的第三产业在我国国民经济中发挥着越来越重要的作用
        王增杰
        宁波广播电视大学奉化分校     315500  
        摘要:随着社会主义市场经济的不断完善和发展,以知识密集型产业为主要依托的第三产业在我国国民经济中发挥着越来越重要的作用,社会不仅需要专业技能强的人才,还需要具有创造性思维、创造力的综合性人才。高校作为人才培养的重要主体,应在实验教学中注重对学生创造意识和创新人格的培养,培养更多机械专业的创新性人才。因此,本文在阐述创新人才培养概念基础上,指出目前机械类实验教学中存在的问题和不足,并提出推动教学改革的实践对策和方法,希望其能为提升机械实验教学水平提供参考性思路。
        关键词:创新人才;机械专业;实验教学;改革

        机械类的设计和操作课程实践性比较强,主要考察学生的理论知识应用情况和动手动脑能力,具有启迪学生思维、培养学生想象力和创造力的积极作用。在科学技术飞速发展的今天,机械类实验课程更加重要,对实现创新人才培养目标具有不可忽视的重要地位。为此,高校应改变实验教学中重理论的情况,以创新人才培养目标为导向,创新实验教学方式和方法,不断优化实验教学课堂。
一、创新人才培养概念阐述
        创新人才是指具有创新意识、创新思维、创新能力和创新人格的人,并且能在本职专业中为社会作出创新性贡献。这类人才是我国人才市场中最为稀缺的类型,影响着各行各业的发展方向和前进步伐[1]。随着经济全球化趋势的不断深化,面对国内外市场的冲击和压力,培养创新人才成为我国人才培养中方案中的重要组成部分。我国的高等教育较为重视学生创新性思维和能力的培养,主要通过各类实践教学和活动实现。在实践教学活动中,学生的主体地位不仅得到了尊重,还能够推动教学方式和方法的创新,有利于开发学生的创新精神和实践能力。
        对于机械类专业来说,实验教学是其主要的教学方式之一,学生只有在实验检验后才能牢牢记住诸多理论知识,明晰知识的来龙去脉和。此外,学生若想在专业科研领域内获得成果,实验也是检验真理的唯一标准。在实验中,学生不仅可以利用所学知识,还能够发散性思维的思考问题,从而进行积极探索和追求,从而获得除课本知识外的知识,不断丰富自身在专业领域的专业性。可见,实验教学是贯彻落实创新人才培养的重要途径。高校和教师作为学生的领路人和引导者,应深刻认识到实验教学对培养学生探索意识和创新精神的重要意义,加大对实验教学的资金、人才投入力度,不断提升教学水平,满足学生启发创新性思维的需求。
二、机械类实验教学目前存在的问题
(一)实验教学目标规划不清晰
        很多学校的机械类实验课程都是按照教科书上的例题进行,没有认识到实验教学的实施目的,而是受到教科书的指引被动开展相关教学实验,实验教学缺乏合理、明晰的教学目标。目标规划不清晰会导致教师在实验教学中较为随意、以形式化的实验教学方法完成教学任务,学生的自主实践、自主思考机会和时间较少,限制了实验教学对开发学生创新思维的积极作用。导致实验教学目标不清晰的原因主要在于教师自我认知,很多教师为了推动教学进度会自觉避免复杂性实验,实验计划作为教案最不重要的部分,甚至很多教师对实验不进行提前的规划和设计,而是根据课堂剩余时间决定。高校学科的期末考评制度也是影响因素之一,绝大多数高校都将学生的期末答卷作为评估手段,缺乏对学生实验室参与报告、实验室表现等方面的考评,导致教师和学生都不注重实验课程规划和实际开展质量。同时,实验教学受到课时和课堂时间的限制,教师往往处于为了完成教学任务而开展实验活动,影响了实验教学水平。
(二)教学方式单一、枯燥
        由于课堂时间有限,并且课堂实验容易出现突发事件造成课堂进度缓慢。因此,从目前的机械类实验教学现状来看,教师往往采取口头灌输式教导或者利用演示文稿进行操作展示的方式开展教学,很少利用实验演示这一动态的教学方式。虽然较为节省课堂时间,有效解决了实验的不稳定性这一局限性,但是学生实际的理解和吸收情况较不理想,容易出现教师口述后的操作方式在实际操作中遗忘的情况,实验教学互动感和参与感有待提升。在上述灌输式实验教学中,学生很难长期保持积极的学习状态和热情,很容易在课堂中出现溜号情况。当真正进行实验操作时,便会出现各式各样的问题,反映出教学效果的不理想。虽然同时,这种实验教学方式较为枯燥、单一,无法营造积极向上、互动交流的实验室学习氛围。
(三)实验室建设有待提升
        实验室基础设施是开展各类实验活动的基石和依托,完备的技术和设备能够满足学生创新性操作的需求,从而激发其更多的机械设计和操作类灵感[2]。一些实力雄厚的高校会将实验室建设作为基础建设的重要环节,定期引入先进的科学技术和设备,满足学生对高端机械实验室的需求,逐渐将实验室建设的愈发完备,为各项实验教学活动的开展奠定良好物质基础。很多大学的机械类实验室依托本校经费和当地教育拨款,由于受到学校领导层思想认知程度、经费预算等因素限制,大部分学校的实验室基础设施建设不健全,在实验设备购入、更新、实验技术引进、实验工具准备等方面存在短板,阻碍了相关机械设计和操作实验的模拟和实验,影响了教学进度和教学效率的提升。
三、机械类实验教学改革与实践对策
(一)以创新人才培养为导向,明确实验教学目标
        机械类实验教学主要为了培养学生们的动手、动脑能力,帮助他们获取更多实际经验,从而为未来的工作创新做好意识和思维准备[3]。在实验中,学生可以养成勤思考、勤动手的好习惯,同时还可以通过小组合作形式激发头脑风暴,提升学生们的发散性思维和创新思维。因此,高校应充分认识到教学实验在培养人才创新思维和创造力方面的重要意义。

为了实现实验教学的最终目的,高校首先应明确实验教学的目标,根据培养创新性人才这一目标合理规划实验教学内容、形式和阶段,按照教学计划开展精准教学。具体表现为,教师在实验教学开展之前就应策划好不同阶段的实验内容,充分借助多媒体技术全面、准确展示实验操作过程,给予学生自主思考、创新操作的机会和空间,起到有效活跃课堂氛围的作用。通过实验教学目标的明确给予实验教学核心重点努力方向,推动各类机械重点实验的进行。比如,在学习渐开线齿轮范成原理、齿轮参数测定等知识内容时,教师应提前制定实验内容和目标,使学生在学习理论知识基础上发散思维。
(二)以传统实验项目为依托,增设创新性项目
        传统实验项目多为测试型实验,虽然单一、枯燥,但对于帮助学生理解理论知识具有不可比拟的作用[4]。此外,传统实验项目重点内容较为突出,大部分仅训练学生们单一的设计、制图或者操作能力,对学生能力的综合性考察实验较少。因此,高校应保留传统实验项目,在实验思路上进行改进,将以往实验教学中重理论方向转变为展示测试为主,将单一实验项目改成交叉性综合实验项目,从多个维度训练学生的机械制图能力、机制设计能力和机械制作能力。通过这种方式不仅能够巩固和夯实机械理论知识,还能够让学生领悟不同测试方式、不同测试工具对实验结果的不同影响。同时,还应在保留传统实验项目基础上增设创新性实验项目,教师应加强对实验环节的设计,将培养和锻炼学生的创新意识作为设计出发点,给予学生更多实践和思考的空间。比如,组合式轴系结构设计、机构运动方案创新组合等复合型创新性实验形式,教师在实验中应先引导学生进行自主探究,然后根据学生提出的问题进行引导和解答,给予学生充足思考和实践时间。
(三)加大资金和技术投入,完善实验室设施建设
        完备的实验室基础设施是开展有效实验教学的基础,若想充分发挥实验教学对创新人才的培养作用,必须要完善实验室基础设施建设[5]。因此,学校应加大在机械实验空间拓展、设备购买、机械实验工具购买、机械实验展示平台等方面的资金和技术投入,不断拓展实验室空间、完善实验室设备,能够使学生自主对机械实验内容进行操作,从而潜移默化培养其在机械设计方面的创新意识和能力。同时,还要定期对实验设备进行更新和检查,保证实验器材的先进性和安全性,为各项实验教学开展奠定良好物质基础[6]。
(四)加强学校和企业合作,创造实践平台和机会
        创新能力的培养如若仅靠理论教学和实验教学是无法实现的,需要学生在实践中不断进行尝试和探索,主动构建创新思维和意识,朝着创新性人格发展[7]。因此,学校应加强与机械类企业的深度合作,通过活动参与和企业实习的方式给予学生了解未来职业对人才的需求指标,从而在实习和学习中明确自身努力方向,注重对自身创新精神和能力的培养。同时,学校还应定期与企业保持沟通和联系,获知学生阶段性的表现情况和创新能力培养情况,从而为针对性和教学和工作实践直到提供参考依据。比如,在五一、十一等长假期间,学校可以组织学生到企业进行参观和学习,提前感受职业氛围和专业需求,在现实生活中加强学生对创新能力的重视程度;还可以在暑假或者寒假期间引导学生到企业内部进行实习,感受机械创新和制作过程,与工人学习机械设计和制作的专业性技巧,从而帮助学生学习课本之外的专业内容。
结束语:
        对于机械类专业来说,实验室教学是行之有效的有效方式,取得了较为良好的教学效果。但是在实验教学应用的过程中,普遍存在实验教学目标规划不清晰、教学方式单一、枯燥、实验室基础设施建设不全等问题,影响了学生在实验教学中的体验感和参与度,影响了其创新思维的拓展和培养。为了贯彻落实创新人才培养要求,高校可以从明确实验教学目标、增设创新性项目、完善实验室基础设施建设、加强校企合作这四方面出发,有效提升机械类专业学生的创新素养,为其未来的个人发展和职业规划提供坚实基础,积极响应教育部对素质教育的培养需求。
参考文献:
        [1]陈清奎,魏鑫鑫,何芹,刘畅.基于“VR+云平台”的机械类专业实验教学模式改革与实践[J].实验技术与管理,2020,37(07):1-4+30.
        [2]邓杰.机械基础实验教学体系改革研究与实践[J].科学咨询(教育科研),2020(01):36-37.
        [3]王增丽,王皓,李强,王君.基于创新能力培养的流体机械类课程实验教学改革与实践[J].高教学刊,2018(20):35-37.
        [4]任欢,周广超,张蔓,杨玉春,潘伟玉.机械设计实验教学改革的探索与实践[J].发明与创新(大科技),2018(03):30+32.
        [5]吕帅帅,朱建兰,汪兴兴,倪红军.基于创新能力培养的机械设计实验教学改革探索与实践[J].教育教学论坛,2017(27):138-139.
        [6]李艾民,田丰,张有忠,丁保华,陈军.机械工程专业基于实践创新能力培养的综合实验教学改革[J].实验技术与管理,2021,38(06):230-232.
        [7]刘新彬,李天生,张洪.机械工程类专业实验教学存在的问题及对策[J].时代汽车,2021(12):66-67.
        姓名:王增杰,出生年份:1970.4.21,性别:男,民族:汉,籍贯:浙江宁波,学历:大学本科(无学位),职称:中学高级,职务:教务处副主任,研究方向:机械类专业专本科教育教学,邮编:315500,现就职单位:宁波广播电视大学奉化分校
        文章适用于2020年度宁波广播电视大学校级立项课题,课题号:JG20-002,课题名称:数控技术专业(专科)基于技能应用型人才培养体系的研究与实践
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