高校实践教学的阶梯式协同发展

2013-01-31马玉真董学仁

中国现代教育装备 2013年3期

马玉真董学仁

济南大学机械工程学院山东济南 250022

实践教学是培养学生理论联系实际、分析问题、解决问题能力的重要环节，在高校教学中主要体现为实验技能和科研能力的培养和提高。在实验中学生要掌握实验器材的功能、原理、使用方法，掌握实验操作基本技能；实践过程中，在理论知识的引导下，培养学生设计思维、科学的实验方法和良好的科研素养，为进一步理解理论知识、挖掘学生的智慧潜能打下基础。

国外高校十分重视教学与实践的有机结合，牛津大学前校长克林·卢卡斯认为，“只有在大学里，我们才最有可能找寻到经过深思熟虑，以证据为依据并且不受价值判断污染的结论”。他认为大学的基本功能就是通过研究，切实地发现过去不为人知的现象或特性，检验继承而来的知识，证实种种假设，并确认这些知识的合理可靠性。成立于1963年的约克大学是英国高校中的后起之秀，校长坎托认为大学应对教学和科研同等重视，教师应致力于开展杰出的教学工作，让学生能够有一流的学习体验。可见，国外著名高等学校的成功来源于研究和教学并举的方针。

我国目前正在推进的“2011计划” 以动态、多元、融合、持续发展为特色，重在推动高校“面向现代化、面向世界、面向未来”，促进高校内部资源和外部创新力量的有机融合，大力推动协同创新，建立健全协同创新机制，大力推进高校深化改革，力争突破高校内部与外部体制机制的壁垒，引导所有高校紧密结合各自实际，以不同方式踊跃参与协同创新[1]。由此看来，在教学上递进式协同发展模式正是国家教育思想的体现，在教学上有广阔的发展前景。

1 实践教学的现状

随着普通高校学生数量的增加，理论教学和实践教学的任务也在逐步加大。由于理论课堂上时间和空间有限，不可能对学生一一辅导，因此只有增加课后学习的机会，延伸课堂教学的空间领域。实践教学应该与理论教学相辅相成，互相促进，而现在高校的实践教学是以课程为主导、有限学时的实践活动，因为受到实验学时的限制，所以不能取得满意的效果。

由于资源的紧缺，学生只能在限定时间内完成一定的实验操作，同时，实验室管理制度也是制约学生自主进行实践活动的一个重要因素，他们已经被这种教学模式禁锢住了思想。学生从来没有想过自己去实验室做点什么，都是被教师安排好，在有限的时间内完成一定的操作，从进入高校开始到毕业，只能被动接受教师的安排。鉴于以上因素，实践教学很难达到理想的效果。

2 本科教学与研究生教学的协同发展

针对普通高校的现状，为了有效地利用教学资源，将本科教学与研究生教学有机结合起来。首先，应打破专业与专业间、学院与学院间的壁垒，实现资源共享，这一点对于有效地利用教学设备非常重要。每一个学科不可能把所有的设备、仪器购置齐全，学生在几年的学习中会涉及多方位的知识，如果学生在学习过程中可以不受专业、学院的限制，根据需要享用教学资源，那么对学生的作用是不可估量的。再者，打破本科教学与研究生教学之间的壁垒，共用教学资源，创造互帮互带、共同切磋的环境。让研究生参与指导本科生的实践活动，一方面他们对基础内容了解透彻，另一方面，可以强化自己的认识，加深其理解。学生通过合作的学习形式，还能提高沟通、合作的能力，培养团队协作精神。同时，增加课外实践项目，如暑期培训、课程后实践，把实践考核作为课程考核的一项重要内容，把课程的集中考试分散到实践活动、课程学习以及综合考核几个环节。

本科生实践活动是全面打基础的过程，不分主次轻重，通过实践训练夯实基本理论，强化基础技能，提高基本素质，锻炼科学素养。研究生的实践活动具有针对性，是与课题内容相关的深入实践，针对某一问题的深入研究与挖掘。因此，在实践过程中，教师应亲自到实验室指导实验，增加与学生交流的机会，可以及时发现问题。实验中的疑点就是学生创新的起点，教师要鼓励学生大胆质疑，提出新的假设并进一步求证，求证的过程就是创新过程。在研究生的实验过程中有意识地进行科研渗透，将科研内容转化为教学实验，会提高学生的求知欲，提高学生的参与意识，培养学生对实验信息收集、整理、加工、综合分析的能力，提高其科研素质[2,3]。

3 本科教学与研究生教学的阶梯式发展

在本科教学与研究生教学协同发展的基础上，将学生按照水平高低、能力大小分出不同层次进行指导，以最大限度挖掘学生的潜力。下面针对机械类课程进行举例说明：

对于数控机床，不同的学生可以达到不同的掌握程度，刚入学的学生，可以增加感性认识；对于学过数控加工的学生，可以熟悉数控系统的结构、控制方法、信号转换方式等；对于学过测试技术的学生，可以利用机床的三坐标系统进行加工精度测量；对于研究生，则可以借助现有数控系统进行二次开发，以扩展其功能。同样，对于电容测量系统，本科生要了解电容传感器的几种应用，研究生可以针对电容传感器薄膜厚度测量过程中的影响因素进行分析，如湿度、温度、均匀度、材质、与传感器的相对位置关系等。

再以测试技术课程实验的转子系统为例，该系统由基座、回转轴系、测量传感器、信号处理及计算机系统组成，可以模拟机床的主轴振动。

对于本科生，可以采用单个电容传感器或电感传感器对转子系统的振动进行测量，经过电容测微仪或电感测微仪进行信号放大，并由计算机采集获得测量结果。在测试过程中，学生可以了解测试系统的组成、信号的转换过程、信号的存储方式等。

对于研究生，在学习了工程测试与信息处理课程后，采用三测点法测量的原理，以三测点法圆度测量方程所蕴含的理想基准点来比较被测转轴轮廓上对应点的径向偏离，即采用3个电容传感器互成一定角度，同时测量转轴的振动，通过对3种并行数据的采集控制，对测量误差进行分离和修正等方法，实现大型轴类工件振动的高准确度动态测量[4]。由此，涉及的内容包括对三点测量系统的建模、数据分类处理、信号滤波、FFT变换、误差分离等，整个测量过程克服了单个传感器的测量缺陷，测试结果更加准确、可靠。该系统不仅注重测试过程，还强调信号的分析方法，使学生在实践过程中对所涉及的理论知识更加深入了解，使得理论与实践能力同时提高。

4 实践教学阶梯式协同发展的措施

为了实现教学的阶梯式协同发展，要给学生创造出多维的学习环境，让学生从单一的课堂学习转变为借助图书馆、网络交流、实验室探索等多种渠道，拓宽学习的空间。随着实验室的开放，图书馆和实验室将成为大学生平等共享的两大资源，学生可以自主安排时间完成计划内或计划外的实验，这样实验的时间灵活了，单人单台仪器效果会明显加强，同时还实现了资源的高效合理利用。

在维持传统实验的基础上，逐步增开新型、综合的实验作为自主实验，既保留传统的实验内容和方式，又要推出新内容，多种实验模式并存。学生在不影响正常教学的情况下，可以全天候进入实验室与教师探讨问题，教师也可以安排学生到实验室独立完成一定的实验，或者亲自去指导学生进行一定的实践探索。这样可以让师生之间更加亲近，更利于交流。可以给勤奋好学的学生提供一个良好的平台，学生可以不受时间与内容限制到实验室完成自己想做的实验；对于不太自觉的学生，按照教学大纲的要求，规定一个基本的实验内容，也就是必须完成的、达到及格水平的实验项目，这样就灵活多了。同时，在疏通教学渠道后，学校教学资源可以高效的应用于教学，科研成果也能及时应用于教学