孫雪梅，范久臣，張占國(guó)，盧 杰

（北華大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，吉林 吉林132021）

強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)提升創(chuàng)新能力

孫雪梅，范久臣，張占國(guó)，盧 杰

（北華大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，吉林 吉林132021）

本文針對(duì)工科應(yīng)用型高級(jí)人才培養(yǎng)過(guò)程中實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在試驗(yàn)項(xiàng)目少、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一等問(wèn)題，提出傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)三位一體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，以滿足不同層次學(xué)生對(duì)不同層次實(shí)驗(yàn)的要求，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)戰(zhàn)能力，提高創(chuàng)新能力的目的。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)；開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)；網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新能力

近年來(lái)，國(guó)家大力提倡和發(fā)展機(jī)械制造業(yè)，致使機(jī)械類技術(shù)人才的需求逐年上升。同時(shí)，社會(huì)對(duì)機(jī)械類專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)格、質(zhì)量要求也呈現(xiàn)出多樣性和復(fù)雜性，普遍要求應(yīng)屆畢業(yè)生應(yīng)具備較強(qiáng)的實(shí)際動(dòng)手能力及創(chuàng)新能力。為適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)需求，我院在學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了積極的改革和探索，并逐步行了一套比較完整的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，獲得了一些有益的經(jīng)驗(yàn)。

一、傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是以實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器為載體，以相關(guān)課程實(shí)驗(yàn)要求為約束，學(xué)生通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)教師的操作、演示及自主完成某些簡(jiǎn)單接線等方法，驗(yàn)證相關(guān)課程的某些知識(shí)或結(jié)論。通過(guò)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以進(jìn)一步理解理論知識(shí)，獲得一定程度的感性認(rèn)識(shí)。但是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)不足之處在于，所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)大多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、單一性實(shí)驗(yàn)，針對(duì)的課程及范圍相對(duì)較窄，缺乏各課程、各學(xué)科之間的聯(lián)系和綜合，學(xué)生上手機(jī)會(huì)少，自主鍛煉無(wú)法體現(xiàn)。同時(shí)由于實(shí)驗(yàn)要求的嚴(yán)格規(guī)定，學(xué)生的思維、創(chuàng)新能力受到束縛，不利于學(xué)生綜合能力的訓(xùn)練。設(shè)備利用率也比較低，容易造成資源浪費(fèi)。因此，有必要在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行改革。

二、開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)

開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)主要表現(xiàn)為時(shí)間、空間及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容具備彈性。學(xué)生自主選擇時(shí)間、地點(diǎn)和項(xiàng)目，通過(guò)自主研究和設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)某些設(shè)計(jì)思想或設(shè)計(jì)功能。時(shí)間、空間上的彈性有利于不同層次的學(xué)生理解或提高理論知識(shí)水平，增加實(shí)際動(dòng)手操作機(jī)會(huì)，同時(shí)也大大的提高了實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)儀器的利用率。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的彈性主要體現(xiàn)為專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的部分彈性及專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)的完全彈性。專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)采用教師與學(xué)生相互配合，以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為輔助，使學(xué)生在最短的時(shí)間內(nèi)了解設(shè)備的基本原理、掌握儀器的使用方法、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)。專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)則主要以學(xué)生為主體，進(jìn)行的多為綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可對(duì)所學(xué)知識(shí)和已掌握的實(shí)驗(yàn)技能充分融合，靈活運(yùn)用，進(jìn)行創(chuàng)造性思維訓(xùn)練。教師在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中主要起引導(dǎo)作用，引導(dǎo)學(xué)生如何完善實(shí)驗(yàn)，如何實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、激發(fā)其創(chuàng)造力，可顯著提高學(xué)生的科研實(shí)踐能力。

三、網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)

隨著虛擬儀器和信息技術(shù)的高速發(fā)展，基于多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及虛擬儀器技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)逐步成為各高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的重要環(huán)節(jié)。其顯著特征表現(xiàn)為具有極大的柔性，不僅時(shí)空上不受限制，而且在人員、資源的協(xié)作及共享上同樣不受約束。在體系上，既有管理功能，又有實(shí)驗(yàn)教學(xué)、操作、評(píng)價(jià)及互動(dòng)功能，導(dǎo)航界面友好，易于實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的搭建與集成。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生一方面可以通過(guò)典型實(shí)驗(yàn)素材庫(kù)搜索、觀看實(shí)驗(yàn)全過(guò)程。另一方面可通過(guò)元器件庫(kù)選擇需要的元器件，利用虛擬元件與實(shí)際元件的影射關(guān)系進(jìn)行搭接，進(jìn)一步完成網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。

四、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降娜诤?/h2>

我院在學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系上對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ竭M(jìn)行了充分融合，整合了原有人力資源及設(shè)備資源，采用三位一體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。經(jīng)過(guò)幾年的不斷完善和發(fā)展，取得了較好的人才培養(yǎng)效果。

圖1.原實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)成

原實(shí)驗(yàn)體系中只包含專業(yè)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)和專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)，主要承擔(dān)以針對(duì)課程為主的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)功能分化簡(jiǎn)單、粗糙，無(wú)法訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力。

圖2.現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)成

經(jīng)對(duì)原實(shí)驗(yàn)資源進(jìn)行重新配置、整合，實(shí)現(xiàn)了功能細(xì)化。首先利用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生基本的實(shí)驗(yàn)操作技能和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析能力，加深理論知識(shí)的理解程度。其次，每個(gè)實(shí)驗(yàn)分室均設(shè)立了開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生自由選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，申請(qǐng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備及元器件，自主搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)完成實(shí)驗(yàn)，并做好實(shí)驗(yàn)記錄及設(shè)備使用記錄。通過(guò)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生積極主動(dòng)學(xué)習(xí)能力、相互合作能力及團(tuán)隊(duì)精神。網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)貫穿傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)始終，它既起到連接紐帶作用，同時(shí)也是擴(kuò)大學(xué)生想象空間、提升創(chuàng)新能力的重要手段。例如，機(jī)電傳動(dòng)控制技術(shù)是機(jī)械類機(jī)械裝備自動(dòng)控制專業(yè)學(xué)生的一門主干課程，學(xué)生在深入學(xué)習(xí)理論知識(shí)基礎(chǔ)上，通過(guò)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)了解和掌握典型元器件、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的工作特性和工作原理。以此為基礎(chǔ)，通過(guò)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，結(jié)合電子競(jìng)賽題目、教師實(shí)際科研課題或自己的新思路，自主設(shè)計(jì)搭建實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，利用人機(jī)導(dǎo)航界面，完成元件的選取、實(shí)驗(yàn)線路的連接及仿真過(guò)程的控制等，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)論證及虛擬實(shí)驗(yàn)。如運(yùn)行結(jié)果可行，則落實(shí)到具體的實(shí)驗(yàn)操作層面。此工作流程既可節(jié)省時(shí)間，又可規(guī)避原材料、設(shè)備浪費(fèi)和損壞的風(fēng)險(xiǎn)。

經(jīng)過(guò)幾年的實(shí)踐與探索，目前我院已成功培養(yǎng)了適合當(dāng)前就業(yè)形勢(shì)要求的應(yīng)用型人才。并且實(shí)驗(yàn)室已被批準(zhǔn)為吉林省省級(jí)實(shí)驗(yàn)示范中心，為今后的進(jìn)一步發(fā)展提供了更好的平臺(tái)。

[1]馮偉,王華.利用開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)創(chuàng)新人才的探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2009,(3):179-181.

[2]于波,余成.基礎(chǔ)課開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的實(shí)踐與探索[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2008,5(1):342-343.

[3]唐明祥等.淺談虛擬實(shí)驗(yàn)室在高校教學(xué)中的應(yīng)用[J].成都教育學(xué)院學(xué)報(bào),2006,20(3):75-78.

[責(zé)任編輯:何 巖]

G642.0

：B

：1671-6531（2010）06-0124-02

2010-10-14

孫雪梅，女，吉林市人，北華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院副教授。

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