独立学院机械工程专业实验教学改革探讨

张锦荣， 罗彦琦

(东莞理工学院城市学院 机电工程系， 广东 东莞 523419)

独立学院机械工程专业实验教学改革探讨

张锦荣， 罗彦琦

(东莞理工学院城市学院 机电工程系， 广东 东莞 523419)

从实验教学改革的思路、方法、内容、目标和保障措施等方面进行探讨，根据不同层次学生的需求，提出以多种形式的实验教学方法和手段结合现代信息技术进行教学的改革方法，建立有利于培养学生实践能力和创新能力的实验教学体系。实验结果表明，经过对机械工程专业实验教学改革，学生的实践能力和创新能力得到显著提高。

实验教学； 机械工程专业； 教学改革

独立学院的机械专业实验教学普遍存在资源相对短缺、台套数与学生人数比不合理，出现某些实验项目需要分多个批次、耗用学时多、教学质量难以保证等问题。因此，对机械专业的实验教学模式进行改革实践，探索适合独立学院的实验教学体系。

1 独立学院机械专业实验教学存在的问题

(1) 实验学时较少。独立学院的实验学时较少，一门课程一般为4～6个实验学时。独立学院的本科学分在160分左右，在相对学分较少的情况下，制定人才培养计划容易出现重理论轻实验的问题。

(2) 实验设备台套数与学生人数比不合理。独立学院成立时间相对较短，实验室建设难以一步到位，存在设备台套数与学生人数比不合理的现象。在有限的学时和设备台套数的双重制约下，只能通过减少实验项目或实验步骤来满足实验教学，甚至部分实验变成演示性实验，这导致实验教学质量难以保证。

(3) 实验教学内容有限。实验项目仅满足教学需要，可选做的实验项目有限。部分独立学院筹建的时候承接了母体陈旧的实验设备，尽管在发展过程中也增添新设备，但根据新设备开出新实验项目的力度不够大[1]。

(4) 实验教学人员不足。实验教学严重依附实验员，由于理论课程的压力，理论课教师难以兼任实验教学，实验任务大部分由实验员完成。由于实验员不足和能力的欠缺，因此难以保证实验教学质量[2]。

(5) 实验室的利用率极低。实验室建设基本上是根据理论课程规划，当该学期没有相关理论课程时，对应的实验室就空置一个学期，实验室的利用率低。在独立学院的实验教学中，这是一种较普遍的现象。

2 实验教学改革的指导思想和基本思路

2.1 实验教学改革的指导思想

以“依托母体保质量，面向市场谋创新，服务东莞求支持，追求卓越创品牌，科学发展作贡献”的办学指导思想，机械专业实验教学突出“以提高学生工程和创新能力作为教学的重点目标，以能运用现代科学技术解决工程实际问题能力的综合素质的人才和促进装备制造业进步为目标，为东莞发展先进制造业服务”的办学特色。

2.2 实验教学改革基本思路

(1) 注重实验教学内容的基础性与先进性的结合，建构一个适应不同层次学生的需求、符合不同教学要求的多层次实验教学内容体系，强调基础性实验，加强设计性、创新性、综合性实验，形成必修实验、选修实验及开放实验教学体系[3]。体现各取所需、因材施教的教学原则，达到适合学生个性发展、培养创新能力的教学目标。

(2) 建设优质教学资源库，开发现场实验、仿真实验、网络实验等多功能为一体的开放式实验管理信息平台，构建多媒体网络化实验教学体系，实现网络化教学、辅导、预习、仿真以及网络选课等先进的实验教学系统，达到优化教学系统、教学资源共享的目的。

(3) 在实验教学方法上，注重教与学结合、理论教学与实践训练结合、科研与教学结合、系统训练与创新设计合理搭配，促进学生自主参与实践、自主探索研究和自主创新实践。

3 实验教学改革的方法和内容

3.1 灵活多样的实验教学方法

全面改革传统的实验课程教学手段与方法，采用多种形式的教学方法和手段，根据不同层次学生的需求，为学生提供自主式、合作式、研究式的学习模式，激发学生潜能，提高教学效果和效率，如表1所示。

表1 实验教学方法与手段表

3.2 实验教学改革的具体内容

(1) 培养模式改革。确立以教学内容改革、教学形式改革、教学环节改革为主要内容的教改模式，并以此构建调动学生学习积极性、培养学生综合能力的教学方法体系，充分体现教学活动中教师的主导地位和学生的主体地位，力争实现教、学、做相结合，加强学生岗位能力的培养和职业技能训练[4-5]。为此，根据机械专业发展现状与地方企业需求修订人才培养方案，增设企业实践教学环节与专门的实验课程，与东莞市多家企业签订联合授课的合作协议、校企合建实验及实习基地，有效保证了应用型人才培养目标的实现。

(2) 实验项目开发。在构建实验教学体系的同时，重组实验教学内容，减少验证性、演示性实验，增加综合性、设计性和研究性实验，加大对机械专业实验教学项目的开发力度，利用本专业获得的广东省重点学科建设项目、广东省民办教育发展专项项目、广东省大学生实践教学基地建设项目等经费开发测试与控制类综合实验、机械类设计综合实验、机电类综合实验等综合性实验，与东莞市高技能公共实训中心联合开发机械类综合实验。这些综合性实验项目可以加深学生的理论理解、锻炼动手能力、扩展实践知识[6]。

(3) 加强信息技术与教育融合，充分发挥现代教育技术的独特优势，促进教学方式和教育模式创新改革，运用现代教育技术进行教学改革，有效推进优质数字化网络教学资源建设和使用，在实验教学中广泛使用计算机网络技术，建立优质网络资源库，开展计算机辅助教学，采用计算机仿真技术。在虚拟环境中使学生完成机构仿真、控制仿真、运动仿真过程，可以缓解设备台套数不足的问题。

(4) 建立理论课与实验课有机结合的授课模式。部分理论课教学地点安排在实验室，例如“机械原理”涉及到四杆机构的章节，在实验室现场传授，学生对四杆机构获得感性认识，同时也学习了四杆机构中存在曲柄的充分必要条件的知识点。通过实验现场教学，学生不需要把书本的文字和平面图纸转换成空间几何，同时也对将要开展的实验项目有一定的认识。对独立学院机械专业学生来说，这种有机结合的教学模式效果明显优于先理论后实验的模式。

(5)充分发挥实验室的资源优势，促进实验教学改革，逐步形成高素质创新人才培养的新机制[7]。机电工程系以训练学生的动手能力、创造能力、科学思维能力和综合分析问题能力为目的，鼓励和支持学生在课余时间参加开放式实验教学、科研和各项实践活动。根据教育部《关于高等学校开放实验室监督管理办法》，结合现有实验室的具体情况，对大学生创新实验室、机械原理实验室、机械设计实验室、电气传动实验室试行开放。成立实验兴趣小组，定期进行实验交流；组建3D打印实验室，从设备的设计、制作、零部件的购置、运行及该实验室的管理全部由学生独立进行；组织学生参加全国工程训练大赛、全国机械创新设计大赛和挑战杯等赛事。通过以上各种的工程训练项目，学生的实践能力得到一定的提升。

4 实验教学改革目标

建立以培养综合设计能力、创造性设计能力及工程实践能力为目标的实验教学新模式。打破传统的演示性、验证性、单一性的实验模式，建立新型的设计型、创新型、综合型的实验体系。实验教学从以教师为中心转变成以学生为中心，从强调学术型转变为强调理论与实践相结合的应用型。

今后将在机械实验基础上继续立足本科基础教育，以培养学生综合设计、创新设计和工程实践能力为目的，巩固已有机械系列教改成果，进一步提高实验教学水平。实验室做到面向全系学生全时开放，为学生课内、课外等实践活动提供全方位的高水平服务。另外，将进一步做好实验室师资队伍的培养，努力提高实验技术人员的全面素质。

在分层次实验教学体系中，建立合理的实验比例，基本型训练占55%，综合型训练占25%，创新型训练占15%，研究型训练5%，可操作性好，如图1所示。

图1 各类实验所占比例图

5 保障措施

5.1 建立完善的管理模式

实验室实行主任负责制，实验室主任由学院任免。实验室主任直接对学院负责，有力地促进了学院整体资源对机械专业实验教学改革的支持，确保在人事分配制度方面向实验教学倾斜。实验室主任负责全面工作，包括实验教学综合策划、协调、质量监控和日常管理和条件保障等。

在教学管理方面，每门实验课程都由任课教师负责指导实验教学，实验技术人员负责实验设备的管理和维护[8]。实验室实行人员管理、经费管理和设备管理三统一管理模式。实验室的工作、人员、物资设备、经费、环境、安全以及工作量信息有准确的统计，并及时向教务处、资产办汇报。管理组织结构如图2所示。

图2 实验室管理组织机构

5.2 建立完善的考核和成绩评定体系

在考核评价改革中，引入重过程的考核制度。实验成绩的评定结合实验操作能力、实验答辩、实验报告等方面进行综合评定，成绩比重分别为实验操作过程50%、实验答辩20%、实验报告30%[9-10]，学生的实验动手能力得到了充分的锻炼。

考核体系对象不仅包括学生，同时也对实验教师进行考核，学院已建成学生网上评教系统，对每个教师进行评价。学生的评教情况和系部综合考核结果直接跟教师的绩效工资及进岗挂钩，有效地提高了教师教学工作的积极性。

5.3 建设高素质的实验室队伍

加强实验队伍建设，是建设一流实验室的必备条件和重要内容。学院利用东莞市高技能实训中心和内部培训等途径，不断提高实验教学队伍层次和业务水平。积极鼓励和支持实验教师参加学术交流、企业挂职锻炼等活动，学习国内高校、企业的先进实验室建设经验，开阔实验教师的眼界和思路。鼓励实验教师围绕实验教学、实验方法、实验教具自制、大型仪器设备功能再开发、实验室建设等方面开展专项研究，在实践中提高自身业务水平和研究能力，促进实验室队伍和教学质量的不断提高。

5.4 经费保障

我院机械设计制造及其自动化专业获得2016年广东省重点学科建设资金60万元、2013年广东省民办教育发展专项资金110万元，工程训练教学中心获得2011年省级实验教学示范中心专项资金75万元，同时学院已经投入一期600万元、二期200万元用于机械专业实验室建设，机械专业实验室现已形成一定的教学规模，保证了实验教学和科研的正常运行。

6 结语

经过3年来机械设计制造及其自动化专业实验教学的改革，有效引导和推进了独立学院专业特色发展，坚持以学生为本，以知识传授、能力培养、素质提高协调发展的教育理念和以能力培养为核心的实验教学观念，建成有利于培养学生实践能力和创新能力的实验教学体系，建设仪器设备先进、资源共享、开放服务的实验教学环境，建成现代化的高效运行的管理机制，全面提高实验教学水平。

References)

[1] 丁彩红，毛立民，孙志宏.加强学生综合实践能力培养改革机械专业实验教学[J].东华大学学报(社会科学版)，2010，10(3)：246-248.

[2] 李锻能，何汉武，张湘伟.机械工程专业实验教学体系改革的探讨[J].实验技术与管理，2008，25(3)：132-135.

[3] 钟东阶，蒋国璋.机械基础实验教学改革的探索[J].实验室研究与探索，2013，32(2)：146-149.

[4] 李凤兰，许小庆.机械专业验证性实验的设计与实践[J].实验技术与管理，2012，29(12)：138-140.

[5] 方策，王启明，高安礼.PBL教学模式在机械基础实验教学中应用的探索思考[J].实验技术与管理，2009，26(2)：120-122.

[6] 吕明，杨胜强，白薇.机械类本科生创新人才培养与教学模式改革研究[J].中国大学教学，2009(5)：28-30.

[7] 谢黎明，靳岚，沈浩，等.机械设计制造及其自动化实验教学改革[J].实验室研究与探索，2009，28(4)：128-130.

[8] 丁彩红，吴喜如.机械综合实验教学改革与实践[J].实验室研究与探索，2012，31(4)：318-321.

[9] 孔建益，侯宁，高全杰，等.突出知识融合与能力培养的机械专业实践教学改革[J].中国大学教学，2012(6)：70-73.

[10] 李凤兰，马维全.机械专业实验教学的探索与实践[J].太原理工大学学报(社会科学版)，2007，25(4)：72-74.

Exploration on experimental teaching reform for mechanical engineering specialities in independent colleges

Zhang Jinrong, Luo Yanqi

(Department of Mechanical and Electrical Engineering, City College of Dongguan University of Technology, Dongguan 523419, China)

This paper probes into the ideas, methods, contents, objectives, assurance measures, etc., of the experimental teaching reform. According to the students’ needs at various levels, many kinds of experiment teaching methods and means are proposed, and combined with the modern information technology, the teaching methods are reformed. The experimental teaching system which is helpful to train the students’ practical ability and innovative ability is set up. The experiment results show that through the experimental teaching reform for the mechanical engineering specialties, the students’ practical ability and innovative ability are remarkably improved.

experimental teaching； mechanical engineering speciality； teaching reform

G642.0

B

1002-4956(2017)10-0199-03

10.16791/j.cnki.sjg.2017.10.049

2017-05-10

2016年度广东省质量工程项目“东莞理工学院城市学院机械类专业实践教学基地”(粤教高函[2016]233号)；2013年度广东省民办教育专项资金项目“机械设计制造及其自动化”(粤财政[2013]62号)

张锦荣(1978—)，男，广东东莞，硕士，讲师，机械综合实验室主任，主要从事机械自动控制研究.

E-mail：21048389@qq.com