实验教学工程化的探索与实践

1　实验教学工程化的必要性

社会人群对教育的需要和国家、社会对人才的需求都是各种各样的。因此,许多专家学者都提出了“人才培养目标和模式多样化”的观点[1]。工科院校的培养目标在早期都属于工程技术型,著名的清华大学就曾经被称为是“工程师的摇篮”[2-3]。近年来,工科大学的培养目标逐渐发生了变化[4-5],最明显的是在各种大学排行榜上(包括教育部的排行榜)将各工科大学划分为科研型、科研教学型、教学科研型、教学型,间接地反映了各学校的侧重点。

如果将工科大学毕业生分为两种类型:科学型(研究型)和工程技术型(应用型),那么工程实践能力就是应用型人才区别于研究型人才的显著特点[6]。从我校的办学性质以及我系的教学目标出发,我们培养学生的目的是就是培养工程技术型人才;从往届毕业生反馈信息看,我系毕业生也大多处于第二类,在技术改革方面做出突出成绩的人数多,影响大。因此,面向21世纪教学需求,强化我系学生的工程能力训练是进行实验教学改革的主要目的。

我校的“测控技术与仪器”是陕西省普通高等学校第一批名牌专业。该专业的基本知识结构由三大模块构成,第一模块是工科基础,此模块与其它机电类、仪器仪表类专业相同,第二模块是光学工程基础,包括光学与仪器仪表类专业基础课,第三模块是光学工程专业模块,包括光学工艺、光学检测、光电系统设计等拥有专业优势与特色的专业课程。该专业多年来实行分课程开设实验课,学生学到的是各门课程相关的理论验证和相关设备的应用,交叉、重复实验现象时有发生。缺乏实验教学和工程训练的系统性,学生无法形成对专业的综合认识,对于课程之间的相互联系认识也不够充分。因此,对学生进行系统的工程化训练势在必行。

2　整合实验教学的系统性是工程化教育的基础

实验教学工程化需要从工程技术和生产的实际出发,采用系统的方法去研究和解决问题[7]。所谓系统是由若干相互依存和相互作用的部分为达到某些特定目的所组成的完整综合体。构建合理的实验教学系统,是对学生进行工程化教育的根本。实验教学大纲、实验教学指导书则是整个系统中的重要组成部分。根据学校“面向企业一线岗位,突出制造技术”对本科生的定位要求,分析研究了测控专业的现状和专业内涵,根据教学大纲要求和专业培养目标要求,制定了模块化工程训练模式。分析了工科基础教学、专业基础教学、专业教学的特点,选用光学工程基础模块进行实验教学工程化训练的改革试点。

我们将测控专业的专业基础实验分为“基础实验”、“信号转换基础”和“信号处理初步”3部分内容,明确各部分的工程训练目的和目标,并根据目的和目标制订相应的实验教学模块的主要内容和步骤。“基础实验”的实验目的:训练学生操作使用基本仪器设备和工具的能力,培养学生自己动手设计实验的能力。期望通过这部分实验达到的目标为:能认识常见的机械结构,进行简单的机械结构拆装;能正确使用光具座、平行光管、万工显、测长仪等目视光学仪器;能够进行简单的光学应用测量和光路设计实验。为了达到上述目标,安排了常用仪器机械结构的认识、透镜焦距与成像规律、目视光学仪器测量初步三大块实验内容,期望学生在常见仪器机械结构的认识和基本光路理解的基础上,对常见目视光学仪器的构成和应用有所认识。