工科专业实验教学要走出“鸡肋”窘境

吴东亭 邹勇

摘要：近年来，我们的工科高等教育发展要强化工程教育、强调工程设计和工程实践，专业实验教学是培养学生的工程素养、实践创新能力的重要途径，但传统的实验教学存在“鸡肋化”的弊病。文章结合材料成型及控制工程（焊接）专业实验课的教学实践，阐述了专业实验课“鸡肋化”的危害，剖析了其产生的原因，并提出了改进的具体措施，认为通过教学内容“工程化”、教学模式“舞台化”、实验室管理“开放化”和实验考核“科学化”，可走出专业实验教学“鸡肋化”窘境，推动专业实验教学跨越式发展。

关键词：新工科;专业实验教学;鸡肋化

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2020）11-0381-02

2016年以来，基于对“互联网+”“中国制造2025”等国家重大战略的积极响应，工程教育工作者展开了“新工科”建设的积极讨论，并逐步形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”等纲领性文件。这些纲领性文件具有鲜明的时代性，有针对性地应对了当前中国工程教育环境的变化。我国制造业在赶超发展的过程中，对人才培养工作提出更高的要求，现有的工程科技人才的职业能力与综合素质仍需进一步提高，特别是在创新意识、创业精神、实践技能、社会责任、领导能力等方面，仍需与国际接轨、适应产业发展、满足市场需求。而专业实验课的设置，可以在有效传授知识的同时，有针对性地培养学生的能力，而课程的“鸡肋化”，则严重阻碍学生能力的培养和素质的提高。探明原因，采取有效措施破除课程的“鸡肋化”，是“新工科”时代我们实验教学的一项紧迫任务。

一、正视问题，认识专业实验教学“鸡肋化”危害

与一般的实验教学类似，材料成型及控制工程（焊接）的实验教学一般也是在教师指导下，运用一定的仪器设备、材料，通过控制某些条件让学生观察材料成型过程各现象的发展变化，使学生理解、验证知识并形成技能。它是材料成型与控制工程专业重要的实践性教学环节，其作用是使学生验证和巩固已学过的专业课程内容;训练学生进行材料成型及控制工程专业相关实验的基本技能，掌握专业实验的基本原则及方法，培养学生实际动手能力;为后续专业课程的学习打下基础，达到理论联系实际、深化课堂知识、分析解决问题的目的。

二、深入剖析，探源专业实验教学“鸡肋化”困境

经过学校和学院的经费投入和管理建设，山东大学材料成型及控制工程专业如今已建成了现代焊接技术、塑性成形及模具技术和液态金属及铸造技术3个功能相对独立、可开展材料成型及控制工程各类专业实验教学的实验室。本科生目前的实验课程主要包括材料科学与工程专业基础实验16学时、材料成型原理及工艺专业实验32学时、材料成型及控制工程创新与任选实验16学时。虽然实验室硬件建设相对较完善、实践教学学时数量也较多，但学生依然觉得专业实验课程教学“鸡肋化”，“学”方面的原因自然是学生自身对实验课程重要性认识不足、主观能动性不强，“教”方面则在课程体系设置、实验教学模式、实验课考核机制等存在较多问题。

1.课程体系陈旧：随着学术科研的进步，理论课程相对传统的设置留下来的专业实验课教学内容已经无法满足学生创新培养的要求。首先，专业实验课程主要是根据理论课程教学安排而设置的，理论课程中的交叉内容导致实验课程存在重复的现象。其次，专业实验往往是验证性和规律性实验，缺乏综合性和设计性，與材料成型科研及生产领域的创新性实验脱节，导致学生知识面狭窄，缺乏思考和创新能力的训练。此外，受限于学时有限和设备在各校区分散等原因，有些实验方法陈旧，没有紧跟科学技术发展的步伐。

2.实验教学模式僵化：材料成型及控制工程（焊接）专业实验课多涉及焊接电弧大电流放电问题，由于担心学生们安全等问题，实验教学模式基本上还是以“教师当演员，学生当观众”为主，教师手把手地教给他们操作。学生没有参与实验的前期准备，都是由实验老师把母材、焊材和各种试剂准备好，学生完全被动地拿起焊枪焊几道，学生甚至不清楚一盘盘的焊丝是如何安装到送丝机上去。这种模式导致学生不主动去思考，上课积极性不高，实验技能得不到锻炼，不利于培养学生的动手能力和解决问题的能力。

3.考核机制不科学：考核是检验课程效果的一个有效手段，考核成绩直接影响教师的教学和学生的学习，专业实验课的教学同样如此。目前，材料成型及控制工程（焊接）专业实验课程的考核主要通过考勤和实验报告册的成绩来进行，对于实验课的过程不够重视。对课堂实验过程的忽视，导致部分学生在课堂中并没有真正动手实验，而是依靠小组中其他成员完成实验任务，或者抄写他人的实验报告，影响了实验教学环节在学生创新实践能力培养中的作用。

三、多策并举，破除专业实验教学“鸡肋化”难题

强化工程教育是当前“新工科”时代高等教育发展的大趋势，除课堂学习外，还强调工程设计和工程实践，才能向工程界提供训练有素的工程师。针对专业实验课与工程实践严重脱节的实际情况，必须采取有效措施来破除其“鸡肋化”难题。

1.实验内容设置“工程化”：新工科时代，专业实验课应该以工程为背景、联系工程实践来进行。专业实验课的教学内容可以通过综合实验规划、基本实验实施来进行，将整个专业实验课学时划分为3—4个综合实验，每一堂专业实验课都可以是完成综合实验的若干个基本实验。

2.实验教学模式“舞台化”：过去“教师当演员，学生当观众”的教学模式使学生的主动性被禁锢，思路受到限制，长期下去，难以培养他们的能力和素质。在以后的实验教学过程中，应当逐步采用“学生当演员，教师当导演”的舞台化教学模式，首先要求学生审查实验方案，弄清实验目的和实验方法，了解和掌握焊机、工业机器人等仪器设备的操作与使用，经指导教师同意后由学生自己独立完成实验。教师只是检查结果，并提出问题，组织学生讨论、分析。

3.实验室管理“开放化”：开放实验室是高校实验教学改革的突破口，“新工科”时代，开放实验室对实验教学理念、教学硬件条件、教学内容等方面提出了新的要求，国内外更多的高校都在积极探索“开放实验室建设”。实行实验室的开放制度，既可容纳基础较差的学生课余时间预习实验，又可让学有余力的学生走入实验室，做些材料成型及控制工程相关的创新实验，还可以让有兴趣的学生搞些研究开发型实验，或协助教师进行科研。实验室的开放化管理，可以有效激发学生的求知欲望和学习热情，为他们提供场所，给学生能力和素质的培养创造一个良好的环境，以拓宽学生的知识面。

4.实验成绩考核“科学化”：针对传统的专业实验课从属于理论课的状况，“新工科”时代，国内工科高校专业实验多实行独立设课和单独考核。传统的实验成绩考核模式不科学，导致每次实验动手者少、旁观者多，自己不记录，抄袭别人实验报告的现象。在以后的实验课考核中，指导教师要大胆管理，重视学生课程中的表现，每次实验当场检查结果，按时上交实验报告。使学生感到有压力，进而产生动力，认真对待，实验中人人争当主角，亲自操作，亲身体验，提高了实验课的质量，培养了他们的素质和能力。

“新工科”的高等教育必须培养具有实践和创新能力的复合型人才，各高校都在积极进行加强教学实践环节的探索，逐步把专业实验教学从课堂教学的附属地位转变为与课堂教学协调发展的模式上来，但在具体实施过程中，要采取科学有效的措施，破除传统实验教学“鸡肋化”的难题，才能提高学生的工程实践能力和对未来工作的适应能力，才能适应“新工科”高等教育的发展。

参考文献：

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