机械工程类专业实验教学存在的问题及对策

刘新彬　李天生　张洪

摘 要：实验教学是应用型本科教育的重要组成部分，在培养学生理论联系实际的创新精神和创新能力方面，有着不可替代的作用。以湖南工学院机械工程学院机械工程类专业实验教学环节为例，总结了目前实验教学中存在的问题，分析了问题产生的原因，最后给出了相应的对策和建议，可为其它应用型本科专业实验教学提供参考和借鉴。

关键词：机械工程 高校实验室 实验教学 队伍建设

Problems and Countermeasures in Experimental Teaching of Mechanical Engineering

Liu Xinbin Li Tiansheng Zhang Hong

Abstract：Experimental teaching is an important part of applied undergraduate education. It plays an irreplaceable role in cultivating students' innovative spirit and ability to integrate theory with practice. Taking the experimental teaching link of mechanical engineering major in the School of Mechanical Engineering of Hunan Institute of Technology as an example， the article summarizes the existing problems in experimental teaching， analyzes the causes of the problems， and finally gives corresponding countermeasures and suggestions， which can be used for other applied undergraduates， and professional experimental teaching.

Key words：mechanical engineering， university laboratory， experimental teaching， team building

1 引言

在“新工科”背景下，高校及社会对应用型人才培养提出了更高的要求，更加注重素质教育，特别是创新精神和创新能力的培养[1]。如何加大高校教学改革力度，进一步提高教学质量水平，以满足经济社会发展对高素质应用型人才的需求，是一个亟待解决的问题[2]。本文以湖南工学院机械学院实验教学为例，对实验教学过程中存在的问题进行梳理，并分析其原因，提出相应的策略，同时为其它应用型本科院校的实验教学提供借鉴。

2 实验教学存在的问题

2.1 实验教学模式缺乏创新

早期，我校机械工程类专业在教学过程重理论、轻实践的现象比较突出。在实践教学环节，采用“教师讲，学生做”的传统模式，主要以验证性和演示性实验为主，如流体力学实验、电工电子实验、精密测量实验、塑性成形实验、热处理实验等;设计性、探究性实验较少，过多的验证性实验不利于激发学生学习的兴趣和热情。并且整个实验过程忽视了学生的主体作用，无法通过实验锻炼和培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，不利于培养学生的创新思维和创新精神。在国家新工科教育体系的支持下，我院实验课的模式也进行了一定的改进，开始重视研究性、设计性的实验教学，但目前还在摸索期，缺少一套成熟的体系，没有发挥出实验设备的真正作用，也没有最大限度地激发出学生的潜能。

2.2 师资队伍力量薄弱，无法满足实验教学的要求

高校实验教学是将理论应用到实践中去，是培养创新型、应用型人才的重要环节。建设一流的应用型本科院校，实验教师队伍的建设不容忽视[3]。目前，国内高校实验教学师资队伍建设一直没有得到足够重视，存在实验教师队伍数量不足，教师队伍质量不高等因素，造成实验技术力量薄弱。

我院实验教师队伍由专职实验教师、部分理论课教师和实验室管理人员组成。从实验教师人员数量来看，专职实验人员较少，大部分实验课程由理论课老师代上，理论课教师要用大量的时间上理论课，投入到实验课的精力有限，这将导致实验课的质量下降。从教师队伍结构来看，实验教师“断层”现象严重，以新进教师和年龄较大的教师为主，并且教师学历偏低，本科学历占大多数，少量的硕士研究生，年龄偏大的教师对新知识的接收有一定的限制，拿着多年不变的教案在上课，导致学生接受的知识不够先进、不够前沿，新进的教师要上好实验课，需要有一段时间的培养和锻炼，偏低的学历结构将不利于综合性、设计性和研究性实验的开发。这些都阻碍了创新型、应用型人才的培养。

2.3 实验教学设备管理不规范

国家对新工科人才的培养日益重视，对实验仪器等基础设施的资金投入也不断加强，但是高校实验室在设备仪器管理中存在一定的问题，结合我院实验室的情况，可以分析总结为以下几点：

（1）仪器设备的管理制度不完善。由于实验仪器设备配置主要依赖中央财政支持，很难提高固定资产的管理意识，在资产管理工作中，只注重采购，而忽视了后期的使用、维护和报废管理。部分实验仪器已损坏，但是报废流程繁琐，一直占用实验场所，使得新进设备无法摆放使用;

（2）仪器设备的后期维护困难。由于學校实验经费应用不合理，大部分经费用于设备的采购，而只有一小部分用于设备维护。过了质保期的设备，由于维护经费紧张得不到相应的维护，部分设备用不了几年就处于半报废的边缘，导致部分实验无法正常进行;

（3）部分设备利用率不高。有些设备只供本院学生做实验，而专业学生人数较少，导致实验设备利用率不高。

2.4 实验教学考核评价机制不完善

高校实验教学中，如何反映学生对新知识掌握的情况，体现出实验教学的效果和成效，合理的考核评价机制极其重要[4]。但是，目前很多高校实验教学考核不合理，主要以实验到课率、实验报告完成情况等较为单一的考核方法进行考核，这种考核方式，虽然在一定程度上对学生的学习情况进行了检测，但不利于学生综合素质的培养，也不利于整体教学质量的提高。

在实验过程中，由于实验场地、实验设备、实验耗材等的限制，大部分实验不是每位学生都能亲自动手操作，如我院开设的数控机床刀具温度与振动测量实验、数控机床故障诊断与维修、金属材料硬度测试等相关实验，往往是少部分学生操作，其他大部分学生进行观察和记录，实验报告也是小组共同完成，最终给出实验成绩，这种考核评价方式，没有体现个体的差异化，这将直接影响到学生的学习兴趣和积极性，不利于高素质应用型人才的培养。

3 提升实验教学质量的对策

3.1 创新实验教学方法和手段

在实验教学过程中，要体现培养学生的创新精神和创新能力、培养学生主观能动性的精神，提高学生学习的能力，应采用丰富的实验教学形式，综合运用观察、设计、制作等多种方法和手段，增强实验教学的趣味性和吸引力，提高实验教学的质量和效果。

对所涉及的实验按照验证性、研究性和设计性实验进行归类，采取分层教学的方法。对研究性和设计性的实验，要求学生按照实验教学大纲，选择感兴趣的实验内容，自主选题、查找文献、制定实验方案和實验方法，自主实验并获取实验数据，并对数据进行分析，在整个实验过程中教师仅作针对性的指导，培养学生独立自主的科研能力和动手能力，同时达到培养学生创新思维、创新精神和创新的能力的目的。

采用现代信息网络技术进行实验教学。有些实验由于场地、设备、安全等的限制，无法进行实验室现场教学，应该利用国家虚拟仿真实验教学平台，进行虚拟仿真实验教学。

3.2 以队伍建设为抓手，促进实验教学

实验室师资队伍方面，制定有利于实验室教师发展的快通道，提升实验教学水平。一是完善实验室队伍管理机制，对实验人员结构进行优化，从工作内容、岗位工资和晋升通道等各方面考虑，制定高水平人才引进和促进目前实验室教师工作积极性的激励政策。二是加强校内实验教师之间和校外相关专业实验教师间的交流，包括现场考察交流、建立网络群交流等。通过交流，提升实验教师的教学水平。三是加强新进实验教师的技能培训，并对现有实验教师进行不定期的培训，以便提升实验人员的教学方法、对实验过程出现的各种问题的应对能力等。

3.3 加快实验基础设施建设

尽快建立和落实废旧设备的淘汰机制，加大投入，保质保量配置并及时更新教学仪器设备，并确保实验耗材充足，满足实验教学的需要。加强实验人员在实验仪器使用和维护方面的培训，能够正确使用和维护仪器，并且加大实验仪器的维护经费投入，保证各实验仪器能正常工作，延长实验仪器的使用寿命。在实验室设备利用率方面，建立与其它学院的实验室共享机制，提高实验室开放程度。落实实验室管理制度，合理配置实验室管理人员，确保实验室规范有效管理。

3.4 完善实验教学考核评价机制

在高校实验教学过程中，仅仅通实验课出勤率、实验报告完成情况等较为单一的考核评价方式对学生进行考核，无法对学生的能力进行全面考察，无法培养出高素质应用型人才。因此，对于应用型本科院校而言，要不断提升实验教学方法，完善考核评价机制。具体而言，实验教学过程中，教师要通过多元结合的考核方式，整个考核包括实验设计、实验操作、实验报告、课堂出勤及表现等4方面内容。实验操作环节，随机点名学生，让学生能够独立完成实验操作。并且为了调动实验课学生的积极性，整个评价过程中分为教师评价和学生互评等环节，充分体现学生的自主权，有利于学生自我认识、自我改进，达到完善自我的目的。合理的考核评价机制，能够更好地保证学生自身全面稳定发展，激励和引导学生成长成才。

4 结束语

实验教学是创新实践人才培养的重要途径。实验教学存在的问题，也是长期累积的结果，各高校要开拓思路、积极探索，不断完善实验教学体系，为社会培养创新型人才做贡献。

资助课题：教育部产学合作协同育人项目（201802181003）;湖南省教研教改项目 （湘教通[2018]436 号）;湖南工学院教研教改项目（JY201949）

参考文献：

[1]郭爱美，朱玉红.高校创新创业人才培养实践的改革路径探析[J].创新与创业教育，2020，11（05）：33-39.

[2]彭丽，李刚俊，李虹霖，程明.以问题为导向的实验教学改革与实践[J].实验室研究与探索，2020，39（09）：216-220.

[3]张克，任远坤.加强高校实验教师队伍建设，促进实验室建设可持续发展[J].科教导刊（上旬刊），2017（07）：183-184.

[4]林梦泉，陈燕，李勇，张瑾.新时代大学学科成效评价理论框架与应用探索[J].中国高教研究，2021（03）：14-21.