機(jī)械類本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)開展情況分析范文

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摘要：當(dāng)前課程改革不斷推行，本科教育總學(xué)時(shí)數(shù)不斷縮減。我們團(tuán)隊(duì)基于學(xué)生視角與教師視角采用問卷調(diào)查法、專家訪談法對(duì)高校實(shí)驗(yàn)開展情況進(jìn)行調(diào)研，發(fā)現(xiàn)武漢地區(qū)高校機(jī)械專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)開展情況不容樂觀，同學(xué)們的創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力、獨(dú)立思考能力參差不齊，并提出了一些解決方案，希望能對(duì)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展有所促進(jìn)。

關(guān)鍵詞：學(xué)生視角；教師視角；機(jī)械專業(yè)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；解決方案

1引言

近年來隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)實(shí)力的高速發(fā)展，國(guó)家對(duì)機(jī)械類專業(yè)人才培養(yǎng)的投入越來越大。本次調(diào)研我們走訪了武橋重工、富士康等企業(yè)，無論是國(guó)有企業(yè)還是私有企業(yè)在招收人才時(shí)都特別重視人才的動(dòng)手能力。但是長(zhǎng)期以來，機(jī)械類本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系缺乏創(chuàng)造性，限制了學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展，有相當(dāng)比例的學(xué)生缺乏創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，不能滿足社會(huì)對(duì)人才的需求。通過對(duì)機(jī)械類專業(yè)本科生的高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)開展成效調(diào)研，掌握了目前武漢局部地區(qū)高校機(jī)械類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的真實(shí)情況，發(fā)現(xiàn)了當(dāng)前機(jī)械類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的主要問題，并通過交叉卡方檢驗(yàn)、交叉列聯(lián)表分析了問題產(chǎn)生的原因，有針對(duì)性地提出可行的解決方案。以期通過本次調(diào)研，對(duì)高校機(jī)械類實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展產(chǎn)生積極的推動(dòng)作用。

2學(xué)生視角下調(diào)查信息采集與分析

2.1數(shù)據(jù)來源本次調(diào)查的研究對(duì)象主要是來自武漢理工大學(xué)、華中科技大學(xué)、武漢大學(xué)的工科生，由于大二學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課程最多，因此以大二學(xué)生為主。論文主要對(duì)有效問卷調(diào)查結(jié)果進(jìn)行分析，少部分缺失值忽略不計(jì)。要求調(diào)查研究樣本每學(xué)期都有參加實(shí)驗(yàn)，多于八次占的比例最高，為47.2%；三到八次的排在第二，比例為32.5%。46.6%的學(xué)生喜歡并且認(rèn)為實(shí)驗(yàn)對(duì)提高自己的認(rèn)知有很大幫助，而39.8%的學(xué)生雖然喜歡實(shí)驗(yàn)，但認(rèn)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)并沒有實(shí)際價(jià)值，還有13.8%的學(xué)生不喜歡實(shí)驗(yàn)。近半成學(xué)生認(rèn)為學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的設(shè)施設(shè)備較為先進(jìn)或者先進(jìn)，而另半成學(xué)生認(rèn)為學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的設(shè)施設(shè)備一般或者落后。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，經(jīng)常對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行認(rèn)真總結(jié)的學(xué)生只占到18.9%，比例高達(dá)62.3%的學(xué)生只是偶爾總結(jié)，18.9%的學(xué)生甚至不總結(jié)。實(shí)驗(yàn)過后，絕大部分學(xué)生沒有積極主動(dòng)認(rèn)真總結(jié)這一問題相對(duì)嚴(yán)峻。

2.2預(yù)習(xí)分組情況調(diào)查結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)課多以課前完成預(yù)習(xí)報(bào)告，老師先講解步驟后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)形式為主，比例超過一半；老師邊指導(dǎo)邊實(shí)驗(yàn)形式占27.9%。54.2%的老師采取大批量實(shí)驗(yàn)報(bào)告的方式來檢查學(xué)生的課前預(yù)習(xí)情況，而32.5%的老師則通過觀察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作來檢查學(xué)生的課前預(yù)習(xí)情況。44.3%的學(xué)生認(rèn)為三人一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)較為合理，認(rèn)為兩人一組較為合理的有39.3%的學(xué)生，兩者相差不大，即學(xué)生普遍認(rèn)為兩到三人一組較為合理。

2.3教學(xué)意愿評(píng)級(jí)各級(jí)教學(xué)分別表示學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中自由度的等級(jí)，級(jí)別越低，學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中自由度越高。由圖1可知，針對(duì)意愿實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的調(diào)查結(jié)果顯示，“教師介紹實(shí)驗(yàn)原理以及相關(guān)知識(shí)并對(duì)實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行簡(jiǎn)單講述，學(xué)生自行探索并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作”與“教師介紹實(shí)驗(yàn)原理以及相關(guān)知識(shí)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，學(xué)生模仿老師步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)”這兩種方式是最受學(xué)生喜愛的占比分別為29.75%、28.10%，略高于“學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模孕袑W(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)原理并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，教師檢查學(xué)生的設(shè)計(jì)，學(xué)生修正后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師負(fù)責(zé)安全、答疑、提示”與“教師簡(jiǎn)單介紹，學(xué)生課前自學(xué)實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)操作步驟自行進(jìn)行實(shí)驗(yàn)”。教師負(fù)責(zé)安全與答疑這兩種教學(xué)方式，這兩種教學(xué)方式占比分別為23.97%、18.18%。

2.4創(chuàng)新能力與重視程度調(diào)查針對(duì)學(xué)生在按實(shí)驗(yàn)書步驟做完實(shí)驗(yàn)后，是否再創(chuàng)新自主地去用已有的知識(shí)做一些實(shí)驗(yàn)這一項(xiàng)調(diào)查結(jié)果，圖2顯示27.9%的學(xué)生常常做完實(shí)驗(yàn)還有余力，利用剩下的時(shí)間自己再探索一下器材，并嘗試去做一些其他實(shí)驗(yàn)；33.6%的學(xué)生雖每次都在努力做實(shí)驗(yàn)，但因時(shí)間比較緊迫，僅偶爾想嘗試去做一些額外的實(shí)驗(yàn)；34.4%的學(xué)生認(rèn)為盡快做完規(guī)定的實(shí)驗(yàn)，完成任務(wù)即可，沒有精力去創(chuàng)新，所占比例均在三成左右。有4.1%的學(xué)生覺得教案上安排的實(shí)驗(yàn)已帶來很大壓力,不會(huì)做其他嘗試。從圖3可以得出，超過一半的學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課程還是很有必要的，對(duì)學(xué)習(xí)重難點(diǎn)知識(shí)有一定幫助；也有少部分學(xué)生積極性較弱，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課程對(duì)其影響度不高，這部分學(xué)生約占20.2%；認(rèn)為實(shí)驗(yàn)完全沒有必要及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫同樣無意義的只有極少數(shù)學(xué)生。

2.5學(xué)生興趣調(diào)查從表2中可知，統(tǒng)計(jì)學(xué)生印象中最深刻的一次教學(xué)實(shí)驗(yàn)：一次實(shí)驗(yàn)中，部分知識(shí)在課堂不懂，在實(shí)驗(yàn)過程中頓悟了所占的比例最高為35.40%；實(shí)驗(yàn)做得特別成功、老師特別有個(gè)性持平排在第二占比均為25%。41.40%的學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課程可以提高動(dòng)手實(shí)踐能力、20.70%的學(xué)生認(rèn)為通過實(shí)驗(yàn)讓他對(duì)該課程更感興趣、36.90%的學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課程更形象具體地體現(xiàn)了課本的理論知識(shí)，讓他們能更好地去學(xué)習(xí)這門課程，只有2個(gè)人認(rèn)為對(duì)理論課程無幫助，說明實(shí)驗(yàn)課程對(duì)學(xué)生理論課程的學(xué)習(xí)是有幫助的。對(duì)于機(jī)械專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要改進(jìn)的地方，根據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，需要改進(jìn)的各個(gè)問題所占的比例均為百分之十幾，因此對(duì)各項(xiàng)需要改進(jìn)的問題均需要重視。卡方檢驗(yàn)用于檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)樣本的實(shí)際觀測(cè)值與理論推斷值之間的偏離程度，實(shí)際觀測(cè)值與理論推斷值之間的偏離程度決定卡方值的大小，卡方值越大，偏差越大，越不符合；卡方值越小，偏差越小，越趨于符合；當(dāng)兩個(gè)值完全相等時(shí)，卡方值等于0，表明理論值完全符合。卡方顯著性檢驗(yàn)結(jié)果，若p<0.05，說明兩變量通過顯著性檢驗(yàn)，變量之間存在相關(guān)性；若P>0.05說明兩變量沒有通過顯著性檢驗(yàn)，變量之間不存在相關(guān)性。由于各變量均為分類變量，為進(jìn)一步探究學(xué)生對(duì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)感興趣的影響因素，因此采用卡方檢驗(yàn)方法來檢驗(yàn)每學(xué)期實(shí)驗(yàn)次數(shù)、學(xué)校實(shí)驗(yàn)室設(shè)施設(shè)備、實(shí)驗(yàn)后認(rèn)真總結(jié)、實(shí)驗(yàn)課形式、喜歡的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式、老師檢驗(yàn)預(yù)習(xí)情況方式、課后創(chuàng)新自主用已有知識(shí)做一些實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)課程對(duì)學(xué)科學(xué)習(xí)的重要性這八個(gè)因素對(duì)學(xué)生教學(xué)實(shí)驗(yàn)感興趣情況是否有顯著性影響，結(jié)果如表3所示。由表3可知，每學(xué)期實(shí)驗(yàn)次數(shù)、學(xué)校實(shí)驗(yàn)室設(shè)施設(shè)備、實(shí)驗(yàn)后認(rèn)真總結(jié)、課后創(chuàng)新自主用已有知識(shí)做一些實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)課程對(duì)學(xué)科學(xué)習(xí)卡方檢驗(yàn)結(jié)果P值均小于0.05，通過顯著性檢驗(yàn)，即這5個(gè)因素對(duì)學(xué)生教學(xué)實(shí)驗(yàn)感興趣情況存在顯著性影響。其他變量P值均大于0.05，說明其他變量都沒由通過顯著性檢驗(yàn)，即實(shí)驗(yàn)課形式、喜歡的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式、老師檢驗(yàn)預(yù)習(xí)情況方式對(duì)學(xué)生教學(xué)實(shí)驗(yàn)感興趣情況沒有顯著性影響；在這8個(gè)變量中，“實(shí)驗(yàn)后認(rèn)真總結(jié)”這一因素卡方值最大，P值最小，說明實(shí)驗(yàn)后認(rèn)真總結(jié)情況對(duì)學(xué)生教學(xué)實(shí)驗(yàn)感興趣情況的影響程度高于另外7個(gè)因素。如表4，關(guān)于“實(shí)驗(yàn)后是否認(rèn)真去總結(jié)”與“對(duì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)感興趣情況”，交叉列聯(lián)分析結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)后總是認(rèn)真總結(jié)的學(xué)生喜歡實(shí)驗(yàn)，并認(rèn)為實(shí)驗(yàn)對(duì)提高自己的認(rèn)知有很大幫助所占的比例最大，高達(dá)82.6%，而實(shí)驗(yàn)后從不認(rèn)真總結(jié)的學(xué)生中不喜歡實(shí)驗(yàn)的比例達(dá)到39.10%，還有43.50%雖然喜歡，但實(shí)驗(yàn)認(rèn)真程度較低。實(shí)驗(yàn)后是否有認(rèn)真去總結(jié)與學(xué)生是否對(duì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)有興趣有很大的相關(guān)。“學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的設(shè)施設(shè)備”與“對(duì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)感興趣情況”交叉列聯(lián)分析如表5所示，認(rèn)為“學(xué)校實(shí)驗(yàn)設(shè)備非常先進(jìn)，能滿足個(gè)性化實(shí)驗(yàn)需求”和“認(rèn)為較為先進(jìn)，能較好完成課本實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)”的這部分學(xué)生喜歡實(shí)驗(yàn)，并認(rèn)為實(shí)驗(yàn)對(duì)提高自己的認(rèn)知有很大幫助所占的比例是最大的，均超過50%。而認(rèn)為學(xué)校實(shí)驗(yàn)設(shè)備一般或者落后的學(xué)生大部分雖然喜歡實(shí)驗(yàn)，但是感覺實(shí)驗(yàn)就是走個(gè)形式，玩玩而已，一部分學(xué)生甚至不喜歡實(shí)驗(yàn)。學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備感知對(duì)學(xué)生是否對(duì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)有興趣有很大的影響。

3教師視角調(diào)查信息采集與分析

高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)離不開教師的引導(dǎo)，本次調(diào)研了武漢理工大學(xué)、華中科技大學(xué)的十多名實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)教師，指出了以下幾個(gè)方面的問題。

3.1實(shí)驗(yàn)課時(shí)嚴(yán)重不足近六成的教師指出當(dāng)前學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課時(shí)數(shù)缺乏，一些非常必要的實(shí)驗(yàn)沒有安排。建議開展專業(yè)課程方案改革，調(diào)整理論課和實(shí)驗(yàn)課的課時(shí)比例，增加學(xué)生們實(shí)際動(dòng)手的機(jī)會(huì)，借助實(shí)驗(yàn)加深對(duì)理論知識(shí)的理解。

3.2實(shí)驗(yàn)條件不容樂觀隨著學(xué)校科研重視程度的提高，實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量、教學(xué)內(nèi)容的完整性和學(xué)生的收獲得到一定保障。但是，仍然有部分實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)臺(tái)數(shù)目太少，超過十人為一組同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，部分學(xué)生全程處于“間歇”狀態(tài)。另外，學(xué)校的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地已經(jīng)成為一個(gè)限制實(shí)驗(yàn)教學(xué)的問題，很多先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備無法引進(jìn)或者引進(jìn)了無法使用。

3.3實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師嚴(yán)重缺乏學(xué)校安排的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師人數(shù)少，并且實(shí)驗(yàn)時(shí)間安排不合理，導(dǎo)致老師的工作量增大，而沒有時(shí)間進(jìn)行其余科研項(xiàng)目。甚至，某些實(shí)驗(yàn)儀器存在較高風(fēng)險(xiǎn)，而實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師數(shù)量又太少，學(xué)生安全得不到保障，便取消了部分重要實(shí)驗(yàn)。另外，學(xué)校已經(jīng)有一些開放性實(shí)驗(yàn)室，卻缺乏專業(yè)教師指導(dǎo)。

3.4學(xué)生水平參差不齊部分學(xué)生理論基礎(chǔ)知識(shí)不扎實(shí)，課前預(yù)習(xí)準(zhǔn)備不足，在實(shí)驗(yàn)過程中無法完全投入，但是老師無法關(guān)注每位同學(xué)的情況，只能保證整體進(jìn)度。另外，實(shí)驗(yàn)報(bào)告抄襲現(xiàn)象十分嚴(yán)重，老師在給學(xué)生成績(jī)時(shí)主要是參考實(shí)驗(yàn)報(bào)告，這嚴(yán)重破壞了成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系的公平性。

3.5其他想法與建議目前理論課與實(shí)踐課的課時(shí)都在壓縮，如果要保證實(shí)驗(yàn)課程的質(zhì)量，最好更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，從依附于課程的實(shí)驗(yàn)變?yōu)橐栏接谀骋粚I(yè)方向?qū)W生某一專業(yè)知識(shí)的實(shí)驗(yàn)，即類似于“把創(chuàng)新大賽微型化、范圍縮小化、與課堂內(nèi)容更接近化”。機(jī)械專業(yè)學(xué)科之間的聯(lián)系性強(qiáng)，一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容往往包括幾門理論課程的相關(guān)知識(shí)，形成幾門課程結(jié)合的一個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，綜合培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力。

4調(diào)查結(jié)論與建議

通過學(xué)生和老師的調(diào)查分析，總結(jié)了以下五個(gè)方面的問題，在通過與老師同學(xué)們的積極探討之后給出了一定的解決思路。

4.1學(xué)生因素針對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備得不充分，實(shí)驗(yàn)掌握程度低，實(shí)驗(yàn)報(bào)告出現(xiàn)抄襲這些現(xiàn)象，老師可開設(shè)與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)課堂并設(shè)置預(yù)考核。當(dāng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理有一定了解并認(rèn)真完成預(yù)考核后對(duì)于教師來說教學(xué)也相對(duì)更加輕松。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束過后，可以設(shè)置較多的思考題，保證每個(gè)學(xué)生有不同的思考題。

4.2實(shí)驗(yàn)課程安排部分課程時(shí)間安排不合理，大二期間，學(xué)生課程教學(xué)，課程考核以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)的集中，加重了學(xué)生的負(fù)擔(dān)，為了避免掛科，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行“放水”，實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量岌岌可危。因此，在時(shí)間安排上面的權(quán)衡考量顯得尤為重要。在時(shí)間安排上面，老師和學(xué)生都應(yīng)賦予一定的權(quán)利，學(xué)校可以嘗試開發(fā)一個(gè)微信公眾號(hào)，實(shí)驗(yàn)課教師在里面安排實(shí)驗(yàn)日期，學(xué)生根據(jù)安排的日期自行選擇時(shí)間。并且通過這個(gè)微信公眾號(hào)還可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行簽到考勤等其他功能。

4.3開放性實(shí)驗(yàn)室我校目前已經(jīng)有一些開放性實(shí)驗(yàn)室，但是極少有學(xué)生在課余去探索研究。從學(xué)生視角來看，相比于參加志愿活動(dòng)、語(yǔ)言培訓(xùn)班等項(xiàng)目，在課余進(jìn)行試驗(yàn)沒有比較明顯的收益。但是動(dòng)手能力對(duì)于工科學(xué)生十分重要，因此，學(xué)校還缺少一定的機(jī)制去鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課外實(shí)驗(yàn)。對(duì)于大四學(xué)生，學(xué)校要求達(dá)到10個(gè)課外學(xué)分才能順利畢業(yè)，20個(gè)課外學(xué)分則能拿到優(yōu)秀畢業(yè)生，因此，將課外學(xué)分作為對(duì)大家積極進(jìn)行課外實(shí)驗(yàn)的獎(jiǎng)勵(lì)是可行的。與此同時(shí)，也應(yīng)該增加開放性實(shí)驗(yàn)室的數(shù)量。

4.4學(xué)校重視度據(jù)調(diào)查，我校師生對(duì)于學(xué)校對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視程度不容樂觀。從數(shù)據(jù)中不難得出結(jié)論：學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的感知密切相關(guān)；然而當(dāng)前學(xué)校對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)重視程度的欠缺、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的落后，限制了學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)。

4.5地理因素學(xué)校校區(qū)分布廣泛，在路途中就要花費(fèi)不少時(shí)間，參加實(shí)驗(yàn)的積極性自然也下降不少，在下一屆新生入學(xué)的時(shí)候，有必要考慮實(shí)驗(yàn)室與宿舍之間的路程。最后，在遣詞造句上由于本人水平有限，雖然對(duì)全文進(jìn)行了修改，但個(gè)別詞句口水話、語(yǔ)序凌亂的問題仍然不可避免。本文樣本數(shù)量有限，參考樣本帶有主觀性質(zhì)，問卷設(shè)置有不合理的地方，存在一定缺陷。目前，學(xué)校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)開展取得了一定的成效，但仍存在一些問題，相信在大家的共同努力下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)會(huì)取得質(zhì)的飛躍，學(xué)生的動(dòng)手能力將會(huì)得到大幅度提升。

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作者：王茂森 楊志杰 單位：武漢理工大學(xué)