《航空檢測(cè)技術(shù)》課程綜合化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式研究

諸葛晶昌　郝魁紅　溫麗梅　劉岱

摘要：通過分析研究國(guó)內(nèi)外實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，結(jié)合《航空檢測(cè)技術(shù)》課程特點(diǎn)，融合“首要教學(xué)原理”和CDIO教學(xué)理念，對(duì)《航空檢測(cè)技術(shù)》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行探索。發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，使《航空檢測(cè)技術(shù)》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠充分滿足學(xué)生能力培養(yǎng)的要求。

關(guān)鍵詞：航空檢測(cè)技術(shù)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）37-0269-03

《航空檢測(cè)技術(shù)》課程以基本的檢測(cè)原理、檢測(cè)方法、各種傳感原理和結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，以民航領(lǐng)域的應(yīng)用為背景，闡述檢測(cè)系統(tǒng)組成、檢測(cè)原理、方法及其在民航領(lǐng)域的應(yīng)用。從課時(shí)分配上，《航空檢測(cè)技術(shù)》課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分與理論教學(xué)課時(shí)相當(dāng)。針對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式存在的問題，新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式可以通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)考核制度的提升完善，緊密結(jié)合本專業(yè)相關(guān)工程實(shí)踐和科研要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)選題和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)多層次培養(yǎng)的方案。從而充分發(fā)揮《航空檢測(cè)技術(shù)》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)勢(shì)，滿足民航對(duì)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的要求，培養(yǎng)學(xué)生的分析能力、學(xué)習(xí)能力、組織能力和科研能力，為民航輸送更加優(yōu)秀的畢業(yè)生。

一、引言

《航空檢測(cè)技術(shù)》課程理論部分對(duì)檢測(cè)裝置、檢測(cè)系統(tǒng)組成與工作原理進(jìn)行介紹，對(duì)典型傳感元件及相關(guān)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行講解，輔以航空維修及檢測(cè)中的應(yīng)用，使學(xué)生在原理上對(duì)《航空檢測(cè)技術(shù)》有了初步的了解。課程實(shí)驗(yàn)部分在航空檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室中完成，完成對(duì)課上部分理論內(nèi)容的驗(yàn)證和靈活應(yīng)用。目前，部分高校在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的問題主要表現(xiàn)在：

1.教學(xué)理念上，注重基礎(chǔ)知識(shí)和相關(guān)技能的講授，對(duì)通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)重視程度不夠。沒有認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的必要途徑。實(shí)驗(yàn)課程地位明顯低于理論課程，甚至淪落為理論課的配件，無(wú)法充分體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)課程對(duì)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)作用。

2.教學(xué)內(nèi)容上，重點(diǎn)介紹實(shí)驗(yàn)所需儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟的詳細(xì)描述。對(duì)設(shè)計(jì)思路、科研能力、數(shù)據(jù)分析等方面的內(nèi)容涉及較少。一些所謂的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也只是在某一環(huán)節(jié)有所重視加強(qiáng)，與設(shè)計(jì)性和研究性實(shí)驗(yàn)特征相差甚遠(yuǎn)，并不是真正意義上的設(shè)計(jì)性和研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

3.教學(xué)方法上，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)往往在教師示范下進(jìn)行，按照實(shí)驗(yàn)教材中規(guī)定的實(shí)驗(yàn)步驟，順序完成即可，整個(gè)過程學(xué)生機(jī)械地完成任務(wù)，很少有機(jī)會(huì)提出自己的見解。實(shí)驗(yàn)課程的目的沒有達(dá)到，學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐的能力培養(yǎng)沒有得到提高。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求學(xué)生整齊劃一，完全按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書來(lái)順序完成，沒有學(xué)生個(gè)性的發(fā)揮空間，制約了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。傳統(tǒng)的教學(xué)方法疏于對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，固化統(tǒng)一的教學(xué)方法下，即使學(xué)生有自己的想法，也無(wú)法得到驗(yàn)證。

4.考核方式上，普遍采用實(shí)驗(yàn)考勤與實(shí)驗(yàn)報(bào)告相結(jié)合的方式，對(duì)學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中的參與度和積極性缺乏考量。傳統(tǒng)的考核方式，無(wú)法帶動(dòng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)過程的熱情，從而無(wú)法達(dá)到激勵(lì)學(xué)生的初衷。

如果可以引導(dǎo)學(xué)生在課程理論部分和實(shí)驗(yàn)部分找到結(jié)合點(diǎn)，以分組項(xiàng)目的形式完成目標(biāo)、方法、實(shí)驗(yàn)、分析等全部過程，以學(xué)生為主體，教師參與其中，會(huì)很大程度上提升教學(xué)效果。因此，針對(duì)《航空檢測(cè)技術(shù)》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，進(jìn)行綜合改革，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)多元化，實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程向多層次發(fā)展，有利于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。

二、研究背景

傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是對(duì)理論教學(xué)內(nèi)容的固化和驗(yàn)證。其實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用不僅于此，更重要的是，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是全面培養(yǎng)學(xué)生能力的重要途徑。這就需要“首要教學(xué)原理”與CDIO理念的融合，在激活學(xué)生已有知識(shí)的基礎(chǔ)上，將新知識(shí)與實(shí)踐融于一體，讓學(xué)生介入到解決實(shí)際問題的全部過程中，針對(duì)不同檢測(cè)對(duì)象的特性，完成實(shí)驗(yàn)的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)與運(yùn)行，從而全面培養(yǎng)學(xué)生各方面的能力。國(guó)內(nèi)外的高校不斷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式的探索。

國(guó)外高校設(shè)立實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程，注重學(xué)生各方面能力的培養(yǎng)，充分培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，突出實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)“設(shè)計(jì)性、研究性、探索性”的教育功能。著名的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程——斯坦福大學(xué)的“project”實(shí)驗(yàn)課和麻省理工學(xué)院的“upper Division”實(shí)驗(yàn)課，著力為學(xué)生提供足夠的軟硬件條件，由學(xué)生自行進(jìn)行實(shí)驗(yàn)題目的選擇、自主擬定實(shí)驗(yàn)方案、在設(shè)備配置、數(shù)據(jù)測(cè)量、結(jié)果分析方面也都是獨(dú)立完成。不硬性規(guī)定實(shí)驗(yàn)時(shí)間，學(xué)生可根據(jù)自己時(shí)間、能力及興趣來(lái)安排。受到了學(xué)生的歡迎，收到了良好的教學(xué)效果，達(dá)到了實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力培養(yǎng)的目的。

隨著國(guó)內(nèi)高校教育水平的不斷提高，教育觀念的不斷更新，培養(yǎng)重點(diǎn)開始傾向于全面培養(yǎng)學(xué)生能力，因此國(guó)內(nèi)高校對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的關(guān)注程度也是逐年增加。西安交通大學(xué)的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》課程，針對(duì)教學(xué)過程中出現(xiàn)的層次性差、理論性過強(qiáng)等問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)課程將實(shí)驗(yàn)分為三類：研究性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)。針對(duì)不同實(shí)驗(yàn)性質(zhì)，采用不同的考核方法，獲得了良好的教學(xué)效果。山東理工大學(xué)的《分子生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)課程也開展了綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)，針對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目缺乏創(chuàng)新性、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與科研脫節(jié)的問題，進(jìn)行了科研課題與實(shí)驗(yàn)課程相結(jié)合的方式，提升了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的授課效果。天津工業(yè)大學(xué)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，對(duì)考核方式進(jìn)行了改革，對(duì)學(xué)生期末成績(jī)、平時(shí)表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)和專題論文水平進(jìn)行綜合考量，激發(fā)了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的熱情。

此次《航空檢測(cè)技術(shù)》課程綜合化實(shí)驗(yàn)教學(xué)在國(guó)內(nèi)外實(shí)驗(yàn)教學(xué)成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，充分考慮航空專業(yè)的特點(diǎn)，在教學(xué)和考核方法上進(jìn)行全新嘗試，以提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)在學(xué)生綜合能力培養(yǎng)方面的效果。如果說(shuō)各個(gè)理論知識(shí)點(diǎn)和各種儀器設(shè)備工具都是一個(gè)個(gè)積木零件，傳統(tǒng)的教學(xué)中往往給出固定的組裝方式，讓學(xué)生按照組裝圖機(jī)械地拼插零件。如果學(xué)生能夠了解拼裝的用意，能夠了解各個(gè)零件的功用，能夠知道零件之間的關(guān)系，那么在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)模式將發(fā)生改變，有利于發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)。

三、研究思路

結(jié)合《航空檢測(cè)技術(shù)》課程的行業(yè)應(yīng)用特點(diǎn)，融合“首要教學(xué)原理”與CDIO理念，從教學(xué)和考核方面對(duì)《航空檢測(cè)技術(shù)》課程進(jìn)行探索，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變。

1.教學(xué)理念上，重視學(xué)生綜合能力培養(yǎng)，課程理論學(xué)習(xí)與課程實(shí)驗(yàn)相互配合?！笆滓虒W(xué)原理”強(qiáng)調(diào)的是新舊知識(shí)的融合，教學(xué)過程中，舊知識(shí)對(duì)新知識(shí)的帶動(dòng)和引導(dǎo)作用得到體現(xiàn)。通過解決一個(gè)工程實(shí)踐中遇到的問題，達(dá)到對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的工程理解和綜合運(yùn)用。CDIO著重培養(yǎng)學(xué)生的工程思維，從工程需求到問題的解決往往需要學(xué)生從各個(gè)方面著手，構(gòu)思、設(shè)計(jì)的可行性和有效性等等都需要學(xué)生主動(dòng)的投入，直至最終的實(shí)現(xiàn)與運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在學(xué)生將知識(shí)轉(zhuǎn)化為應(yīng)用的過程中，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力培養(yǎng)的作用將得到充分體現(xiàn)。

2.教學(xué)內(nèi)容上，在對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器及相關(guān)知識(shí)具有一定了解的基礎(chǔ)上，著重強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)思想、設(shè)計(jì)思路、研究方法等，培養(yǎng)學(xué)生的思維模式和實(shí)踐能力。教學(xué)實(shí)驗(yàn)不是讓學(xué)生解決工程難題，而是引導(dǎo)學(xué)生一步一步完成一個(gè)項(xiàng)目的所有步驟。從檢測(cè)的目的意義、檢測(cè)的依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、被測(cè)量以及檢測(cè)方法的確定、設(shè)備和器件的選擇、故障的排查、檢測(cè)結(jié)果的處理等方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)。讓學(xué)生主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，教師則是幫助學(xué)生理清思路，引導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生如何思考、如何從頭開展研究。

3.教學(xué)方法上，摒棄學(xué)生一味模仿老師的傳統(tǒng)方法。讓學(xué)生不再拘泥于按部就班地完成實(shí)驗(yàn)步驟上規(guī)定的內(nèi)容，而是開啟主動(dòng)學(xué)習(xí)模式，自主創(chuàng)新，將所學(xué)知識(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，釋放自身的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新能力，通過從設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)到完成實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程來(lái)探索知識(shí)。同時(shí)將科研與課程相結(jié)合。教師可以招募適合的學(xué)生進(jìn)入到自己的科研團(tuán)隊(duì)，讓學(xué)生從小事做起，從基礎(chǔ)做起，參與到真正的科研過程中來(lái)。讓學(xué)生在科研一線體驗(yàn)到團(tuán)隊(duì)精神和科研能力的碰撞。通過教學(xué)的開展，學(xué)生也能自己申請(qǐng)大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目，不斷提高科研能力。

4.實(shí)驗(yàn)考核制度完善。制定相應(yīng)實(shí)驗(yàn)考核制度，明確考核原則、目標(biāo)、方向及內(nèi)容，創(chuàng)新考核方式，將考核貫徹到實(shí)驗(yàn)過程的每一個(gè)環(huán)節(jié)中，重點(diǎn)考察學(xué)生思維是否縝密、思路是否清晰、研究方法是否正確，是否符合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)。豐富考核內(nèi)容和方式，增大實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)谄谀┏煽?jī)中的比例，提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程和能力培養(yǎng)的重視程度。

三、研究?jī)?nèi)容

《航空檢測(cè)技術(shù)》課程綜合化實(shí)驗(yàn)教學(xué)從教學(xué)和考核方面進(jìn)行了嘗試。

1.教學(xué)方面，始終圍繞著一個(gè)實(shí)際的工程問題展開實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生帶著實(shí)驗(yàn)教學(xué)的問題進(jìn)行理論學(xué)習(xí)。

在《航空檢測(cè)技術(shù)》的開課之初，教師就會(huì)為學(xué)生布置分組申報(bào)實(shí)驗(yàn)題目的任務(wù)。讓學(xué)生自由組隊(duì)，3—4人一隊(duì)并明確每個(gè)人的分工。經(jīng)過學(xué)生課下調(diào)研討論，根據(jù)成員意愿進(jìn)行實(shí)驗(yàn)題目的申報(bào)。教師會(huì)依據(jù)實(shí)驗(yàn)室硬件條件、實(shí)驗(yàn)題目的可行性和合理性，對(duì)各組上報(bào)題目進(jìn)行審核。各組成員將就選定題目制作ppt，進(jìn)行研究報(bào)告，并現(xiàn)場(chǎng)接受質(zhì)詢。過程中，每組學(xué)生會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)題目的研究背景、檢測(cè)的意義、依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)方法的可行性、檢測(cè)系統(tǒng)的搭建方案等有了一定的理解和研究，為后期的實(shí)驗(yàn)打下良好的基礎(chǔ)。

在實(shí)驗(yàn)完成過程中，學(xué)生會(huì)根據(jù)申報(bào)題目的內(nèi)容選擇不同的設(shè)備和器件，進(jìn)行系統(tǒng)搭建和實(shí)驗(yàn)。最終對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行整理分析。整個(gè)過程中，學(xué)生一直是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主體，教師引導(dǎo)學(xué)生思考和動(dòng)手，在系統(tǒng)搭建、故障排查、系統(tǒng)標(biāo)定、數(shù)據(jù)分析等方面培養(yǎng)了學(xué)生在科學(xué)研究、組織工作、團(tuán)隊(duì)意識(shí)等方面的綜合能力。

2.考核方面，采用更加多樣化的考核方式，綜合考量學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作與科研意識(shí)。從實(shí)驗(yàn)小組的選題、報(bào)告、實(shí)驗(yàn)整個(gè)過程的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。其中，研究報(bào)告及答辯過程，教師會(huì)根據(jù)報(bào)告的內(nèi)容、ppt的制作、實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)前期調(diào)研的效果以及問題的回答情況進(jìn)行打分，這部分成績(jī)占實(shí)驗(yàn)成績(jī)的30%。在實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)的過程中，教師會(huì)觀察每位同學(xué)的表現(xiàn)，從設(shè)備、器件的選型，實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)、故障排除的策略、實(shí)驗(yàn)過程的參與度等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，這部分成績(jī)占實(shí)驗(yàn)成績(jī)的40%。關(guān)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的書面報(bào)告部分，教師會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)選題完成情況、實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理分析的合理性等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，這部分成績(jī)占實(shí)驗(yàn)成績(jī)的30%。經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的實(shí)踐，這種對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)全程進(jìn)行考核的方式激發(fā)了學(xué)生主動(dòng)參與的熱情，提升了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。

四、結(jié)語(yǔ)

《航空檢測(cè)技術(shù)》課程是在各種檢測(cè)原理基礎(chǔ)上的應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是對(duì)理論教學(xué)的升華。經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的實(shí)踐，將“首要教學(xué)原理”和CDIO教學(xué)理念融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通過改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、完善實(shí)驗(yàn)考核制度等手段，可以充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能優(yōu)勢(shì)，更好的發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，全面培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)效果，提升《航空檢測(cè)技術(shù)》課程的教學(xué)質(zhì)量。

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