周登科

摘 要：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)作為綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，對于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新意識的作用是不可低估的。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)，對于深化專業(yè)課程的教學(xué)改革，落實(shí)主體教學(xué)任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生綜合能力具有促進(jìn)作用?；诖耍疚囊詸C(jī)械專業(yè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)特性為切入點(diǎn)，對驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐進(jìn)行研究，以期為深化課程改革提供參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)械專業(yè) 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) 設(shè)計(jì)

機(jī)械專業(yè)包括機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化、工業(yè)設(shè)計(jì)、自動化控制工程等，機(jī)械專業(yè)學(xué)科之間具有交互性、理實(shí)性的特點(diǎn)。開設(shè)機(jī)械專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程，針對既有的理論知識予以實(shí)踐驗(yàn)證，構(gòu)建出理實(shí)一體的教學(xué)場景，與高素質(zhì)人才培養(yǎng)戰(zhàn)略相契合。機(jī)械專業(yè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)融合了問題探究、實(shí)踐創(chuàng)新、課程共享的教學(xué)優(yōu)勢，針對認(rèn)知或提出的假說進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，達(dá)到學(xué)術(shù)科研與專業(yè)教育共融的目的，對機(jī)械專業(yè)的教育教學(xué)具有促進(jìn)作用。

一、機(jī)械專業(yè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)特性概述

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是對研究對象具備認(rèn)知或針對研究對象提出假說，并針對此類認(rèn)知、假說進(jìn)行一系列的實(shí)驗(yàn)予以驗(yàn)證的過程。此實(shí)驗(yàn)過程將科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性貫穿于實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中，并通過實(shí)驗(yàn)過程傳達(dá)信息。從教學(xué)實(shí)驗(yàn)角度而言，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)活動開展的基礎(chǔ)所在。在科學(xué)性、完整性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系下，可將實(shí)驗(yàn)所得到的前沿性結(jié)論與理論融入專業(yè)課程教學(xué)中。也可將具體實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的問題作為實(shí)驗(yàn)方案、設(shè)計(jì)方法的一種審視基準(zhǔn)，深度剖析出驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的特性。此外，實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)可將假說作為創(chuàng)新理論，優(yōu)化各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)平臺的教育、科研效用，激發(fā)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)思維。一個成功的實(shí)驗(yàn)不僅包含對已有知識的靈活運(yùn)用，也包含著科學(xué)的創(chuàng)新性構(gòu)思。從機(jī)械專業(yè)角度分析，以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的專業(yè)課程教學(xué)，是理論基礎(chǔ)與實(shí)踐動手能力的集成平臺。學(xué)生在實(shí)踐操作環(huán)節(jié)，能夠夯實(shí)知識基礎(chǔ)，提高實(shí)踐操作能力。機(jī)械專業(yè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)將成為學(xué)生今后進(jìn)行科學(xué)研究的基石。

二、目前機(jī)械專業(yè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)面臨的困境

在機(jī)械專業(yè)教育科研中開展驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，可檢驗(yàn)機(jī)械設(shè)計(jì)、實(shí)操環(huán)節(jié)是否存在隱性問題，同時(shí)也可檢驗(yàn)學(xué)生對關(guān)鍵性知識點(diǎn)的掌握情況，提高課程教學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性。

（一）驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)之目標(biāo)導(dǎo)向

從現(xiàn)階段來看，實(shí)驗(yàn)更偏向于“驗(yàn)”，針對各項(xiàng)已經(jīng)研習(xí)的成果采用理實(shí)并行的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，整個實(shí)驗(yàn)過程缺乏目標(biāo)導(dǎo)向。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，只是按照框架式的實(shí)驗(yàn)工序進(jìn)行機(jī)械化操作，按照教學(xué)大綱完成一系列規(guī)定任務(wù)，師生之間缺乏深入的探討和交流。學(xué)生在此過程中缺乏獨(dú)立思考，不利于實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的教育目標(biāo)。

（二）實(shí)驗(yàn)教學(xué)表面化與形式化

由于機(jī)械專業(yè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)存在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)環(huán)節(jié)刻板、理論與實(shí)踐脫節(jié)等問題，降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)過于表面化與形式化。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是課程教學(xué)實(shí)踐性的體現(xiàn)，但是在機(jī)械專業(yè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的課堂上，教師未注重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散性思維，沒有深度激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，弱化了學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位，降低了課程教學(xué)質(zhì)量，這樣就很難培養(yǎng)出具有創(chuàng)新能力的學(xué)生。

三、機(jī)械專業(yè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

（一）設(shè)計(jì)目標(biāo)

機(jī)械專業(yè)的課程具有較強(qiáng)的實(shí)踐性。在教學(xué)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，針對課程抽象化、理論化的知識內(nèi)容，經(jīng)由實(shí)操工序予以驗(yàn)證，學(xué)生在操作環(huán)節(jié)可將實(shí)踐知識內(nèi)化為知識儲備，拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)思維。例如，數(shù)控機(jī)床操作、鉗工實(shí)訓(xùn)、車床銑床實(shí)訓(xùn)等，將理論課程與實(shí)訓(xùn)課程進(jìn)行交互穿插，可增強(qiáng)課程教學(xué)的連貫性，實(shí)現(xiàn)理實(shí)一體化的教學(xué)目標(biāo)，深化技能人才的培養(yǎng)。開展機(jī)械專業(yè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，有利于學(xué)生對理論知識與實(shí)踐內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)證處理，提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)。

（二）設(shè)計(jì)思路

機(jī)械專業(yè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)融合創(chuàng)新理念，打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)工作的局限，將先進(jìn)的教育技術(shù)、教育觀念融于實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)課程能夠深刻理解專業(yè)知識的內(nèi)涵，提高學(xué)習(xí)興趣，從被動接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃荧@取，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐操作的充分銜接。

機(jī)械專業(yè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路應(yīng)為：樹立主體教學(xué)目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生靈活運(yùn)用儲備知識，加強(qiáng)以科學(xué)構(gòu)思為主導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，著重突出驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的授課重點(diǎn)，強(qiáng)化理論知識學(xué)習(xí)與實(shí)踐技能培養(yǎng)，突出機(jī)械專業(yè)的操作性與創(chuàng)新性。同時(shí)，可依據(jù)專業(yè)課程內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)輔導(dǎo)，逐步規(guī)范學(xué)生的實(shí)際操作。應(yīng)注重教學(xué)內(nèi)容與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)之間的聯(lián)動性，爭取做到高度整合教育資源，解決傳統(tǒng)課堂教學(xué)中存在的理實(shí)脫節(jié)問題。

四、機(jī)械專業(yè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐與研究

金屬切削原理及刀具是機(jī)械專業(yè)的重要課程，主要講解金屬部件加工的力學(xué)效果、金屬刀具的結(jié)構(gòu)種類及具體應(yīng)用，并衍生出數(shù)據(jù)加工、有限元模擬、仿真技術(shù)、力學(xué)動能守恒、切削用量優(yōu)化等內(nèi)容，知識點(diǎn)相互交叉，需要學(xué)生了解課程內(nèi)容，增加理論知識儲備，在實(shí)踐環(huán)節(jié)，全面掌握基礎(chǔ)操作技能。金屬切削原理課程將教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)專業(yè)教學(xué)與職業(yè)教育的并行，使學(xué)生增強(qiáng)崗位意識。

金屬切削原理驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)，應(yīng)融合創(chuàng)新教育理念，突破常規(guī)教學(xué)思維，結(jié)合實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證性、模擬性、實(shí)操性特點(diǎn)，細(xì)化教學(xué)內(nèi)容，貫徹落實(shí)主體教學(xué)目標(biāo)，達(dá)到 “學(xué)中做、做中學(xué)”的教學(xué)效果。

（一）驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)

課程內(nèi)容設(shè)定模塊化調(diào)配理論內(nèi)容與實(shí)踐內(nèi)容，并選定項(xiàng)目組長（組長可以由專業(yè)教師、專業(yè)素養(yǎng)較高的同專業(yè)學(xué)長、課代表等擔(dān)任），實(shí)驗(yàn)過程結(jié)合教師下達(dá)的操作任務(wù)，指揮、協(xié)調(diào)小組成員的實(shí)操環(huán)節(jié)，確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)有序開展。例如，在切削原理及應(yīng)用課程中的刀具類型及實(shí)操等環(huán)節(jié)，均需專業(yè)人員進(jìn)行引導(dǎo)，明晰理論知識與實(shí)踐技能之間的內(nèi)在邏輯，提高教學(xué)質(zhì)量。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生全程參與到實(shí)踐環(huán)節(jié)中，規(guī)避了教學(xué)內(nèi)容信息不對稱的問題，有利于學(xué)生在認(rèn)識實(shí)驗(yàn)、參與實(shí)驗(yàn)的過程中明晰操作原理，提高學(xué)習(xí)效率。

（二）驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)

在實(shí)驗(yàn)期間，專業(yè)教師通過解析驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中的理論、實(shí)踐創(chuàng)新環(huán)節(jié)，明確教學(xué)定位，強(qiáng)化知識之間的關(guān)聯(lián)性。例如，實(shí)驗(yàn)課高速切削，實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)為完成切削工序；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為認(rèn)知刀具與待加工材料之間關(guān)系、力學(xué)變化屬性。在明確實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)后，學(xué)生要想完成一系列的操作，則需要清楚了解加工材料的參數(shù)，選取合適的刀具，并設(shè)定自動運(yùn)行程序。

學(xué)生在開展實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)充分了解不同刀具的參數(shù)配比，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)工序，合理選定刀具及加工方式，這樣有助于進(jìn)行精細(xì)化實(shí)驗(yàn)處理，提高學(xué)生的操作質(zhì)量。如果實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常情況，學(xué)生應(yīng)根據(jù)所學(xué)的知識進(jìn)行分析與改進(jìn)，對操作工序進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。例如，切削軸承部件時(shí)，如果進(jìn)給量較大，軸承部件的公差值將較大，當(dāng)超出實(shí)驗(yàn)基準(zhǔn)時(shí)，此類部件將面臨報(bào)廢。為降低成本損耗，應(yīng)分析切削過程中的各變量，測定不同操控工序下公差產(chǎn)生范圍以及誤差概率等，調(diào)整實(shí)驗(yàn)方法，利用修改后的參數(shù)重新定義實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，保證實(shí)驗(yàn)工序的持續(xù)性。在實(shí)驗(yàn)總結(jié)環(huán)節(jié)，教師可引導(dǎo)學(xué)生深入分析不同實(shí)驗(yàn)工序的知識點(diǎn)，結(jié)合理論知識學(xué)習(xí)，提出創(chuàng)新性意見，充分培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，并為后續(xù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展積累寶貴經(jīng)驗(yàn)。

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)工序的設(shè)置與調(diào)整，旨在提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，厘清理論知識與實(shí)踐操作之間的關(guān)聯(lián)性，強(qiáng)化學(xué)生的認(rèn)知能力。通過對實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的熟知與實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生協(xié)調(diào)分工、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力，增強(qiáng)教學(xué)資源的利用效果，同時(shí)可使教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，強(qiáng)化教學(xué)效果。

（三）驗(yàn)證性教學(xué)評價(jià)環(huán)節(jié)

機(jī)械專業(yè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的開展，將專業(yè)教學(xué)與學(xué)術(shù)研究相結(jié)合。教師應(yīng)承擔(dān)起教學(xué)引導(dǎo)的重任，并對各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果予以分析，查證實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是否存在問題，確保各項(xiàng)結(jié)果的精準(zhǔn)性。評價(jià)工作的開展針對實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)起到監(jiān)督作用。模塊化、階段化的教育評測，可起到實(shí)驗(yàn)精細(xì)化測評的作用，全方位呈現(xiàn)出驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)開展中存在的問題。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中的教學(xué)評價(jià)，全過程作用于課程教學(xué)場景中，輔助與引導(dǎo)教師對課堂實(shí)驗(yàn)進(jìn)行定位處理，起到協(xié)同監(jiān)管的作用。全方位、立體化的監(jiān)管可打破以往實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中的“沉悶”局面，激發(fā)學(xué)生的辯證思維，提高了學(xué)生的鉆研興趣。

從實(shí)踐效果來看，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)可消除以往專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的弊端，打造多平臺的教學(xué)場景，提高學(xué)生的實(shí)踐技能和課程教學(xué)質(zhì)量。

五、小結(jié)

綜上所述，機(jī)械專業(yè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的開展，是對繁雜的理論知識通過實(shí)操環(huán)節(jié)進(jìn)行立體化的解析，幫助學(xué)生加深對理論知識的理解，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)，與機(jī)械專業(yè)的教育理念相契合。在后續(xù)發(fā)展過程中，教師應(yīng)注重挖掘機(jī)械專業(yè)與實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐方面的內(nèi)在邏輯，發(fā)揮出驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)在價(jià)值，培養(yǎng)高質(zhì)量的技能人才，服務(wù)于企業(yè)及社會。

參考文獻(xiàn)：

[1]袁晟.虛擬仿真技術(shù)在機(jī)械類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].科技風(fēng)，2021（18）.

[2]李艾民，田豐，張有忠，等.機(jī)械工程專業(yè)基于實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2021（6）.

[3]路亮，馬樹煥，趙美卿.基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的機(jī)械專業(yè)礦山機(jī)械方向特色專業(yè)建設(shè)[J].中國教育技術(shù)裝備，2021（11）.

[4]唐良寶，余金永，李哲，等.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)實(shí)踐教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)體系研究[J].河北農(nóng)機(jī)，2021（5）.

[5]韓昆朋.提高機(jī)械專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的策略探索[J].農(nóng)機(jī)使用與維修，2021（9）.

（作者單位：江蘇汽車技師學(xué)院）