田豐+李允旺+丁保華

摘要：針對(duì)機(jī)電綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，對(duì)比分析以授課為基礎(chǔ)的教學(xué)法、以問題為基礎(chǔ)的教學(xué)法和以項(xiàng)目為基礎(chǔ)的教學(xué)法的優(yōu)點(diǎn)，將LBL教學(xué)模式和PBL教學(xué)模式交叉融合，提出一種多元融合式教學(xué)方法。從實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)、項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、情境問題的設(shè)計(jì)、小組團(tuán)隊(duì)的匹配等多方面探討了多元融合式教學(xué)方法的可行性。教學(xué)實(shí)踐結(jié)果表明，該教學(xué)法能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力、動(dòng)手能力、綜合知識(shí)運(yùn)用能力和團(tuán)隊(duì)合作能力等，從而大大改善了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：LBL；PBL；多元融合式教學(xué)；綜合實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）42-0161-03

當(dāng)前，隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的到來，各國(guó)都在加大科技創(chuàng)新力度。為了適應(yīng)時(shí)代的要求，高等院校急需培養(yǎng)出一批具備科研創(chuàng)新能力的人才，這些人才既要儲(chǔ)備一定的知識(shí)，又要具備一定的科研素質(zhì)和技能。大學(xué)教育中學(xué)生除了接受到扎實(shí)理論教學(xué)外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)更是重中之重，是培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的關(guān)鍵。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足學(xué)生的需求，因此亟須改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)，探索嘗試新的教學(xué)方法，積極引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立自主走向科研創(chuàng)新探索之路。

一、教學(xué)對(duì)象與現(xiàn)狀

機(jī)電綜合實(shí)驗(yàn)課程是我院機(jī)械工程專業(yè)在完成專業(yè)基礎(chǔ)理論、技術(shù)知識(shí)和基本技能訓(xùn)練基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步提高學(xué)生綜合實(shí)踐能力，獨(dú)立開設(shè)的綜合實(shí)踐教學(xué)課程。當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍然是以驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主的教學(xué)模式，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維和主動(dòng)探索精神等方面還存在不足，學(xué)生缺乏綜合實(shí)踐能力的培養(yǎng)，很難滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的用人要求。這些問題的存在促使必須加強(qiáng)和深化綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，解決此問題主要思路之一是加強(qiáng)綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革，圍繞改革的教學(xué)方法配備更新實(shí)驗(yàn)資源和設(shè)計(jì)新的教學(xué)內(nèi)容，以滿足新型工業(yè)化條件下高等教育人才培養(yǎng)的需要。

二、教學(xué)內(nèi)容及目標(biāo)

綜合實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生掌握有關(guān)機(jī)電設(shè)備及產(chǎn)品性能的檢測(cè)方法、工業(yè)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)試儀器儀表的使用；掌握工業(yè)自動(dòng)設(shè)備中典型機(jī)電控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、組裝與調(diào)試；了解有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、理論聯(lián)系實(shí)際及工程應(yīng)用能力，使學(xué)生得到機(jī)電工程師應(yīng)具有的工程訓(xùn)練和綜合素質(zhì)培養(yǎng)。教學(xué)主要內(nèi)容包括：機(jī)電設(shè)備及產(chǎn)品綜合性能參數(shù)的檢測(cè)、分析及測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；以各種控制器件為控制核心的檢測(cè)與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；典型機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)控制仿真；生產(chǎn)裝備自動(dòng)與生產(chǎn)過程自動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)等綜合實(shí)驗(yàn)。

三、機(jī)電綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革

針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，許多教師對(duì)教學(xué)模式、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、講授和考核方式進(jìn)行了探索，提出了許多創(chuàng)新性的教學(xué)方法，在很大程度上幫助學(xué)生更好地完成實(shí)驗(yàn)，提高了實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量。但教學(xué)方法的改革不僅僅為了創(chuàng)新，更重要的是要達(dá)到教書育人和培養(yǎng)人才的目的，因此要綜合考慮綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)、教學(xué)條件、不同專業(yè)學(xué)生層次類型、教師自身的素質(zhì)，借鑒不同教學(xué)方法的優(yōu)點(diǎn)，采取合適的教學(xué)方法，進(jìn)行優(yōu)化組合，對(duì)學(xué)生進(jìn)行因材施教。

1.LBL（lecture-based learning）：以授課為基礎(chǔ)的教學(xué)法。LBL教學(xué)法是目前我國(guó)高校普遍采用的以授課為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)模式，該教學(xué)模式以教師為主體，學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，教師精心預(yù)設(shè)教學(xué)內(nèi)容，把待講授的知識(shí)系統(tǒng)化，讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)任務(wù)和需要解決的問題。各個(gè)院校在傳統(tǒng)教學(xué)基礎(chǔ)上廣泛采用多媒體技術(shù)，教學(xué)內(nèi)容圖文并茂，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。LBL教學(xué)模式對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)方式相對(duì)比較簡(jiǎn)單，主要從考試成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)和平時(shí)表現(xiàn)三個(gè)方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核，評(píng)價(jià)的結(jié)果也能被學(xué)生們接受。

2.PBL（problem-based learning）：以問題為基礎(chǔ)的教學(xué)法。PBL教學(xué)是基于問題的教學(xué)法，目前已成為國(guó)際上流行的人才培養(yǎng)模式，更多的院校采用這種方法進(jìn)行教學(xué)或教學(xué)實(shí)踐改革。PBL教學(xué)法的主體為學(xué)生，教師是引導(dǎo)者，以問題為學(xué)習(xí)起點(diǎn)開展討論來獲取與主體相關(guān)的知識(shí)，讓學(xué)生自己勇于發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，增強(qiáng)學(xué)生主動(dòng)探究新事物的動(dòng)力。該教學(xué)法有利于開發(fā)學(xué)生的潛力，培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力，PBL教學(xué)往往以學(xué)習(xí)組的形式出現(xiàn)，小組成員間互助合作。PBL學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生有效吸收到所學(xué)知識(shí)，運(yùn)用知識(shí)能力得到了顯著提高，真正能夠做到“學(xué)以致用”。

3.PBL（project-based learning）：以項(xiàng)目為基礎(chǔ)的教學(xué)法。項(xiàng)目教學(xué)是教師和學(xué)生的“共同事業(yè)”，教師組織學(xué)生參加項(xiàng)目設(shè)計(jì)、執(zhí)行、總結(jié)和評(píng)價(jià)，在項(xiàng)目實(shí)施過程中完成教學(xué)任務(wù)。學(xué)生在這個(gè)過程中鍛煉了自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、綜合應(yīng)用能力以及團(tuán)結(jié)協(xié)作能力，教師在和學(xué)生相互交流的過程中也有助于提高自身的實(shí)踐能力。項(xiàng)目最終的結(jié)果不僅要用到所學(xué)到的理論知識(shí)，還要學(xué)習(xí)一些新的理論知識(shí)，項(xiàng)目往往需要學(xué)生、教師或有關(guān)部門機(jī)構(gòu)相互協(xié)作共同來完成。

4.多元融合式教學(xué)方法。針對(duì)舊的實(shí)驗(yàn)課程體系和教學(xué)模式存在的一系列問題，新版培養(yǎng)方案的改革為機(jī)電綜合實(shí)驗(yàn)課程改革創(chuàng)造了有利的條件。本文根據(jù)機(jī)電綜合實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)，綜合以上三種教學(xué)方法的優(yōu)點(diǎn)，把以授課為基礎(chǔ)的教學(xué)法、基于問題的教學(xué)法和基于項(xiàng)目的教學(xué)法融合到教學(xué)過程中，提出一種新型的教學(xué)方法——多元融合式教學(xué)方法，這也是對(duì)該課程教育理念的一次創(chuàng)新。鑒于學(xué)生的層次類型，目前的教學(xué)不能完全脫離傳統(tǒng)的LBL教學(xué)模式，在LBL教學(xué)法的基礎(chǔ)上采用基于問題的教學(xué)法和基于項(xiàng)目的教學(xué)法，綜合實(shí)驗(yàn)的設(shè)置以項(xiàng)目課題的性質(zhì)去設(shè)計(jì)，讓學(xué)生盡早介入一些工程實(shí)踐類項(xiàng)目，豐富學(xué)生對(duì)教材以外知識(shí)的認(rèn)識(shí)、體驗(yàn)和經(jīng)歷，在實(shí)踐中完成創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，為就業(yè)后盡快融入工作崗位打下基礎(chǔ)。在項(xiàng)目課題實(shí)施過程中，把項(xiàng)目任務(wù)分解成各種任務(wù)問題，在問題背景下，驅(qū)動(dòng)學(xué)生理解概念、原理、問題的本質(zhì)和獲取新知識(shí)的方法。分配任務(wù)由小組各自獨(dú)立去完成，最終集中調(diào)試完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目課題。

四、多元融合式教學(xué)方法在機(jī)電綜合實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用endprint

1.機(jī)電綜合實(shí)驗(yàn)多元融合式教學(xué)實(shí)施方案。在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，綜合實(shí)驗(yàn)是非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，而原有的綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題目固定，多年幾乎未曾更新，學(xué)生按照設(shè)計(jì)的要求去做，自主創(chuàng)新能力較差，而且每組往往只有極少數(shù)學(xué)生去完成，實(shí)驗(yàn)老師也難以給學(xué)生公平的評(píng)價(jià)。因此在機(jī)電綜合實(shí)驗(yàn)中亟須改變目前單一的教學(xué)模式，采用多元融合式教學(xué)方法來培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、綜合實(shí)踐及創(chuàng)新能力。目前我院學(xué)生采取大類的培養(yǎng)模式，學(xué)生不分專業(yè)，采取模塊化教學(xué)，學(xué)生所學(xué)知識(shí)不能全部涵蓋綜合實(shí)驗(yàn)知識(shí)范圍，需要組成團(tuán)隊(duì)共同去完成，因此小組成員的知識(shí)結(jié)構(gòu)要合理匹配。創(chuàng)設(shè)的項(xiàng)目來自教師現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目課題或者模擬今后的工作情境，讓學(xué)生置于真實(shí)的情境中綜合運(yùn)用知識(shí)來解決問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望。實(shí)施實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目課題前首先進(jìn)行內(nèi)容分析，創(chuàng)設(shè)問題情境，設(shè)計(jì)的問題要對(duì)學(xué)生具有吸引力，問題編制要由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，帶動(dòng)學(xué)生的思維由淺入深，通過努力逐步接近問題目標(biāo)，這樣才能達(dá)到實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的預(yù)期效果。充分利用各種學(xué)習(xí)資源，通過LBL學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)等多種學(xué)習(xí)方式，尋找最佳的項(xiàng)目問題解決方案。學(xué)生最后的成績(jī)?cè)u(píng)定需要采取自評(píng)、小組互評(píng)、教師評(píng)價(jià)相結(jié)合，最終給學(xué)生一個(gè)公平公正的成績(jī)?cè)u(píng)定。

2.實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)的LBL學(xué)習(xí)。在綜合實(shí)驗(yàn)過程中，對(duì)一些基本操作、實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)理論知識(shí)、一些方法的驗(yàn)證手段和綜合儀器的使用，仍然采取集中授課的方式傳授給學(xué)生，幫助學(xué)生盡快構(gòu)建課程所需的知識(shí)脈絡(luò)，這樣可以幫助學(xué)生節(jié)省大量的時(shí)間。另外，學(xué)生平時(shí)所做的課程實(shí)驗(yàn)大多是基本操作和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，尚不具備集成知識(shí)解決實(shí)際工程問題的能力，對(duì)于系統(tǒng)化的解決方案的提出具有一定困難，此時(shí)需要教師集中授課指導(dǎo)。學(xué)生經(jīng)過LBL教學(xué)，對(duì)教學(xué)目的任務(wù)和綜合實(shí)驗(yàn)所需要掌握的知識(shí)有一定的理解，為綜合實(shí)驗(yàn)的順利完成打下一定的基礎(chǔ)。

3.設(shè)計(jì)項(xiàng)目，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境問題。實(shí)驗(yàn)室是高校培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合型人才的基本單元，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目課題的選擇非常關(guān)鍵，直接影響到學(xué)生整個(gè)實(shí)踐過程。現(xiàn)代各個(gè)學(xué)科之間相互交叉融合，科技創(chuàng)新也往往發(fā)生在學(xué)科交叉領(lǐng)域，因此首先應(yīng)當(dāng)保證多門學(xué)科專業(yè)知識(shí)點(diǎn)能夠融入本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，又要保證項(xiàng)目來自實(shí)際或逼近實(shí)際情境，有一定代表性、實(shí)用性、啟發(fā)性等。另外教學(xué)情境問題的設(shè)計(jì)也非常關(guān)鍵，首先要考慮學(xué)生是否有能力完成和方便對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目能力的檢測(cè)，保證通過問題的解決達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)。而問題設(shè)計(jì)的質(zhì)量對(duì)基于問題教學(xué)法和基于項(xiàng)目教學(xué)法的成功實(shí)施也會(huì)產(chǎn)生直接的影響。

4.學(xué)習(xí)小組匹配和任務(wù)分配。在已設(shè)計(jì)好的項(xiàng)目情境基礎(chǔ)上，對(duì)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，將學(xué)生分成項(xiàng)目小組，開始組成團(tuán)隊(duì)共同去完成教師精心設(shè)計(jì)的項(xiàng)目問題。每組5名學(xué)生，需要合理匹配小組成員的知識(shí)結(jié)構(gòu)，人員匹配不合理會(huì)直接影響總體實(shí)驗(yàn)的進(jìn)度。把項(xiàng)目課題分解成各個(gè)具體任務(wù)單元由組員分別來完成，尋求最佳的問題解決途徑，教師在這個(gè)過程中要密切關(guān)注學(xué)生的進(jìn)展情況，對(duì)他們積極引導(dǎo)和促進(jìn)，對(duì)于學(xué)生們遇到的共同問題進(jìn)行集中授課指導(dǎo)，最終學(xué)生在多種教學(xué)方法的指導(dǎo)下順利完成實(shí)驗(yàn)，使自身能力得到有效的鍛煉。

5.開展小組學(xué)習(xí)探究，合作解決問題。項(xiàng)目小組團(tuán)隊(duì)建立之后，小組成員要對(duì)任務(wù)制定嚴(yán)格的工作學(xué)習(xí)計(jì)劃，為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的完成做各種準(zhǔn)備。針對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目提出問題情境，小組成員首先對(duì)問題進(jìn)行分析，借助各種手段獲取解決問題的知識(shí)，包括已擁有的知識(shí)、自學(xué)到的知識(shí)，提出問題可能的解決方案。學(xué)生在進(jìn)行活動(dòng)時(shí)，因?yàn)槿狈こ袒尘埃枰趯?shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行過程中提供技術(shù)支持，由于實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目往往跨越多個(gè)學(xué)科，因此需要在全院建立一個(gè)指導(dǎo)老師庫，由不同專業(yè)的老師提供更多的技術(shù)支持，及時(shí)獲得解決問題的方法，避免走入誤區(qū)，影響實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的進(jìn)度。在已提出問題情境的基礎(chǔ)上，需要進(jìn)一步挖掘更深層次的問題，經(jīng)過再學(xué)習(xí)，獲取解決問題的新知識(shí)。如果每個(gè)小組方案經(jīng)過反復(fù)討論仍然無法確定，需要成員繼續(xù)分析問題情境，繼續(xù)學(xué)習(xí)，同時(shí)借鑒同組其他成員共享的資料，補(bǔ)充解決問題需要的新知識(shí)，另外小組成員之間要相互協(xié)調(diào)，發(fā)揮團(tuán)隊(duì)合作精神，完成自己任務(wù)方案制定的同時(shí)，還要兼顧其他成員的任務(wù)方案制定。最終在老師的指導(dǎo)下確認(rèn)問題解決方案。

6.綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目完成后，需要對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)進(jìn)行客觀公允的評(píng)價(jià)，不能再采用傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)方式：按照實(shí)驗(yàn)老師要求完成實(shí)驗(yàn)，遞交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，老師直接進(jìn)行最后的評(píng)定。因此需要在原來的評(píng)價(jià)體系基礎(chǔ)上構(gòu)建多元融合式教學(xué)新的評(píng)價(jià)體系，評(píng)價(jià)體系指標(biāo)體現(xiàn)在學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性、獲取信息的能力、團(tuán)隊(duì)合作精神、自我學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新思維能力、綜合知識(shí)運(yùn)用和設(shè)計(jì)能力等，評(píng)價(jià)的內(nèi)容由傳統(tǒng)的知識(shí)點(diǎn)評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)向?qū)嶒?yàn)過程評(píng)價(jià)和知識(shí)綜合運(yùn)用能力評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)的方式采取自我評(píng)價(jià)、小組評(píng)價(jià)和教師評(píng)價(jià)相結(jié)合，在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目每個(gè)模塊單元完成后進(jìn)行定量和定性的分析評(píng)價(jià)。

五、結(jié)束語

本文首先綜合了多種教學(xué)方法的優(yōu)點(diǎn)，提出多元融合式新型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。針對(duì)綜合實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，改變傳統(tǒng)單調(diào)的一元化教學(xué)方法，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的不足，采用豐富、生動(dòng)的多元化教學(xué)手段，以實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心，教師輔助引導(dǎo)，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)、解決實(shí)際問題的能力。在當(dāng)前的教學(xué)體制下，新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的實(shí)施必然會(huì)面臨許多困難，該模式的完善仍然需要在實(shí)驗(yàn)過程中進(jìn)行不斷的探索。

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