《航空检测技术》课程综合化实验教学模式研究

诸葛晶昌　郝魁红　温丽梅　刘岱

摘要：通过分析研究国内外实验教学的现状，结合《航空检测技术》课程特点，融合“首要教学原理”和CDIO教学理念，对《航空检测技术》课程实验教学进行探索。发挥实验教学的优势，使《航空检测技术》课程实验教学能够充分满足学生能力培养的要求。

关键词：航空检测技术；实验教学；教学模式

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）37-0269-03

《航空检测技术》课程以基本的检测原理、检测方法、各种传感原理和结构为基础，以民航领域的应用为背景，阐述检测系统组成、检测原理、方法及其在民航领域的应用。从课时分配上，《航空检测技术》课程的实验教学部分与理论教学课时相当。针对传统实验教学模式存在的问题，新的实验教学模式可以通过实验教学理念、实验教学内容、实验考核制度的提升完善，紧密结合本专业相关工程实践和科研要求进行实验选题和实验设计，实现实验实践环节多层次培养的方案。从而充分发挥《航空检测技术》课程实验教学优势，满足民航对学生创新实践能力的要求，培养学生的分析能力、学习能力、组织能力和科研能力，为民航输送更加优秀的毕业生。

一、引言

《航空检测技术》课程理论部分对检测装置、检测系统组成与工作原理进行介绍，对典型传感元件及相关检测技术进行讲解，辅以航空维修及检测中的应用，使学生在原理上对《航空检测技術》有了初步的了解。课程实验部分在航空检测实验室中完成，完成对课上部分理论内容的验证和灵活应用。目前，部分高校在传统实验教学环节中存在的问题主要表现在：

1.教学理念上，注重基础知识和相关技能的讲授，对通过实验教学重视程度不够。没有认识到实验教学是培养学生创新实践能力的必要途径。实验课程地位明显低于理论课程，甚至沦落为理论课的配件，无法充分体现实验课程对学生创新实践能力的培养作用。

2.教学内容上，重点介绍实验所需仪器设备、实验内容及步骤的详细描述。对设计思路、科研能力、数据分析等方面的内容涉及较少。一些所谓的设计性实验项目和研究性实验项目也只是在某一环节有所重视加强，与设计性和研究性实验特征相差甚远，并不是真正意义上的设计性和研究性实验项目。

3.教学方法上，学生的实验往往在教师示范下进行，按照实验教材中规定的实验步骤，顺序完成即可，整个过程学生机械地完成任务，很少有机会提出自己的见解。实验课程的目的没有达到，学生创新实践的能力培养没有得到提高。传统实验教学要求学生整齐划一，完全按照实验指导书来顺序完成，没有学生个性的发挥空间，制约了学生创新能力的培养。传统的教学方法疏于对学生创新能力的培养，固化统一的教学方法下，即使学生有自己的想法，也无法得到验证。

4.考核方式上，普遍采用实验考勤与实验报告相结合的方式，对学生在整个实验过程中的参与度和积极性缺乏考量。传统的考核方式，无法带动学生参与实验过程的热情，从而无法达到激励学生的初衷。

如果可以引导学生在课程理论部分和实验部分找到结合点，以分组项目的形式完成目标、方法、实验、分析等全部过程，以学生为主体，教师参与其中，会很大程度上提升教学效果。因此，针对《航空检测技术》课程实验教学中存在的问题，进行综合改革，使实验教学目标多元化，实验的教学过程向多层次发展，有利于学生综合能力的培养。

二、研究背景

传统观念认为，实验教学是对理论教学内容的固化和验证。其实实验教学的作用不仅于此，更重要的是，实验教学是全面培养学生能力的重要途径。这就需要“首要教学原理”与CDIO理念的融合，在激活学生已有知识的基础上，将新知识与实践融于一体，让学生介入到解决实际问题的全部过程中，针对不同检测对象的特性，完成实验的构思、设计、实现与运行，从而全面培养学生各方面的能力。国内外的高校不断进行实验教学新模式的探索。

国外高校设立实验教学课程，注重学生各方面能力的培养，充分培养学生的创造性思维，突出实验教学环节“设计性、研究性、探索性”的教育功能。著名的实验教学课程——斯坦福大学的“project”实验课和麻省理工学院的“upper Division”实验课，着力为学生提供足够的软硬件条件，由学生自行进行实验题目的选择、自主拟定实验方案、在设备配置、数据测量、结果分析方面也都是独立完成。不硬性规定实验时间，学生可根据自己时间、能力及兴趣来安排。受到了学生的欢迎，收到了良好的教学效果，达到了实验教学能力培养的目的。

随着国内高校教育水平的不断提高，教育观念的不断更新，培养重点开始倾向于全面培养学生能力，因此国内高校对实验课程的关注程度也是逐年增加。西安交通大学的《数据结构与算法》课程，针对教学过程中出现的层次性差、理论性过强等问题进行实验教学改革。根据实验内容，实验课程将实验分为三类：研究性实验、验证性实验和综合性实验。针对不同实验性质，采用不同的考核方法，获得了良好的教学效果。山东理工大学的《分子生物学》实验课程也开展了综合性实验教学项目设计，针对实验项目缺乏创新性、实验内容与科研脱节的问题，进行了科研课题与实验课程相结合的方式，提升了实验教学的授课效果。天津工业大学在实验教学环节中，对考核方式进行了改革，对学生期末成绩、平时表现、实验成绩和专题论文水平进行综合考量，激发了学生参与实验教学环节的热情。

此次《航空检测技术》课程综合化实验教学在国内外实验教学成功经验的基础上，充分考虑航空专业的特点，在教学和考核方法上进行全新尝试，以提升实验教学环节在学生综合能力培养方面的效果。如果说各个理论知识点和各种仪器设备工具都是一个个积木零件，传统的教学中往往给出固定的组装方式，让学生按照组装图机械地拼插零件。如果学生能够了解拼装的用意，能够了解各个零件的功用，能够知道零件之间的关系，那么在整个学习过程中，学生的学习模式将发生改变，有利于发挥实验教学的优势。

三、研究思路

结合《航空检测技术》课程的行业应用特点，融合“首要教学原理”与CDIO理念，从教学和考核方面对《航空检测技术》课程进行探索，实现传统教学模式的转变。

1.教学理念上，重视学生综合能力培养，课程理论学习与课程实验相互配合。“首要教学原理”强调的是新旧知识的融合，教学过程中，旧知识对新知识的带动和引导作用得到体现。通过解决一个工程实践中遇到的问题，达到对基础知识的工程理解和综合运用。CDIO着重培养学生的工程思维，从工程需求到问题的解决往往需要学生从各个方面着手，构思、设计的可行性和有效性等等都需要学生主动的投入，直至最终的实现与运行。实验教学在学生将知识转化为应用的过程中，对学生创新精神和实践能力培养的作用将得到充分体现。

2.教学内容上，在对实验仪器及相关知识具有一定了解的基础上，着重强调实验思想、设计思路、研究方法等，培养学生的思维模式和实践能力。教学实验不是让学生解决工程难题，而是引导学生一步一步完成一个项目的所有步骤。从检测的目的意义、检测的依据标准、被测量以及检测方法的确定、设备和器件的选择、故障的排查、检测结果的处理等方面对学生进行适当的引导。让学生主导实验，教师则是帮助学生理清思路，引导培养学生如何思考、如何从头开展研究。

3.教学方法上，摒弃学生一味模仿老师的传统方法。让学生不再拘泥于按部就班地完成实验步骤上规定的内容，而是开启主动学习模式，自主创新，将所学知识进行转化，释放自身的学习热情和创新能力，通过从设计实验到完成实验的整个过程来探索知识。同时将科研与课程相结合。教师可以招募适合的学生进入到自己的科研团队，让学生从小事做起，从基础做起，参与到真正的科研过程中来。让学生在科研一线体验到团队精神和科研能力的碰撞。通过教学的开展，学生也能自己申请大学生科技创新项目，不断提高科研能力。

4.实验考核制度完善。制定相应实验考核制度，明确考核原则、目标、方向及内容，创新考核方式，将考核贯彻到实验过程的每一个环节中，重点考察学生思维是否缜密、思路是否清晰、研究方法是否正确，是否符合实验教学的培养目标。丰富考核内容和方式，增大实验成绩在期末成绩中的比例，提高学生对实验课程和能力培养的重视程度。

三、研究内容

《航空检测技术》课程综合化实验教学从教学和考核方面进行了尝试。

1.教学方面，始终围绕着一个实际的工程问题展开实验教学，让学生带着实验教学的问题进行理论学习。

在《航空检测技术》的开课之初，教师就会为学生布置分组申报实验题目的任务。让学生自由组队，3—4人一队并明确每个人的分工。经过学生课下调研讨论，根据成员意愿进行实验题目的申报。教师会依据实验室硬件条件、实验题目的可行性和合理性，对各组上报题目进行审核。各组成员将就选定题目制作ppt，进行研究报告，并现场接受质询。过程中，每组学生会对实验题目的研究背景、检测的意义、依据标准、检测方法的可行性、检测系统的搭建方案等有了一定的理解和研究，为后期的实验打下良好的基础。

在实验完成过程中，学生会根据申报题目的内容选择不同的设备和器件，进行系统搭建和实验。最终对实验结果进行整理分析。整个过程中，学生一直是实验教学的主体，教师引导学生思考和动手，在系统搭建、故障排查、系统标定、数据分析等方面培養了学生在科学研究、组织工作、团队意识等方面的综合能力。

2.考核方面，采用更加多样化的考核方式，综合考量学生的团队协作与科研意识。从实验小组的选题、报告、实验整个过程的各个环节进行综合评价。其中，研究报告及答辩过程，教师会根据报告的内容、ppt的制作、实验团队前期调研的效果以及问题的回答情况进行打分，这部分成绩占实验成绩的30%。在实验实现的过程中，教师会观察每位同学的表现，从设备、器件的选型，实验步骤的设计、故障排除的策略、实验过程的参与度等方面进行评价，这部分成绩占实验成绩的40%。关于实验教学的书面报告部分，教师会对实验选题完成情况、实验结果处理分析的合理性等方面进行评价，这部分成绩占实验成绩的30%。经过一个学期的实践，这种对实验环节全程进行考核的方式激发了学生主动参与的热情，提升了实验教学的质量。

四、结语

《航空检测技术》课程是在各种检测原理基础上的应用，实验教学是对理论教学的升华。经过一个学期的实践，将“首要教学原理”和CDIO教学理念融入实验教学，通过改革实验教学模式、完善实验考核制度等手段，可以充分发挥实验教学的功能优势，更好的发挥学生的主观能动性，全面培养学生的综合能力，改善实验教学的教学效果，提升《航空检测技术》课程的教学质量。

参考文献：

[1]王文一，张兴祥，赵义平.复合材料与工程专业实验教学改革探讨[J].教育教学论坛，2013，（09）.

[2]刘文，胡魏.分子生物学实验教学改革及综合性实验教学项目设计[J].教育教学论坛，2013，（03）.

[3]吕亚荣，缪相林.数据结构与算法实验教学的改革与探索[J].教育教学论坛，2014，（18）.

[4]谢玲，惠煌，迟宗正，张政凯.高校数模电实验课程教学改革探索[J].计算机教育，2016，（3）.

[5]刘晓锋.《航空发动机自动控制与适航性》实验教学探索与改革[J].教育教学论坛，2013，（42）.

[6]陈颖，李军，李红斌.检测技术全开放实验教学模式探讨[J].实验室研究与探索，2009，28（2）.