实验教学中学生实践能力与创新能力的培养

　　摘要：21世纪需要掌握理论知识、具备实践能力和创新能力的人才，实验教学是培养人才重要的教学手段和有效形式。在《工程制图实践》实验课上进行了探索，实验教材的编写加强了基础能力训练，紧跟学科前沿，结合先进的软件与设备并行来满足不同层次和不同方面兴趣学生的需要，采用以学生为主体的教学模式、启发式教学方法培养学生自主学习、动手实践以及创新思维的能力。改变后的实验方式极大程度上激发了学生实验兴趣，并更好的掌握和理解所学的专业知识。
　　关键词：实验教学；实践能力；创新能力
　　
　　
　　面对21世纪人才需要的要求，立足国家经济建设社会发展对人才需求的实际，教育要主动适应经济、适应市场的需求，培养出不仅掌握必要的理论知识，还要具备实践能力和创新能力的人才。实验教学是学生强化理论知识，培养实践能力和创新能力最重要的教学手段和有效形式[1]。实验也是培养学生工程素质的重要途径[2]。
　　理论与实际脱节，是高等教育工作中亟待解决的一个重要问题。究其原因是长久以来，由于实验教材的结构和内容不够系统，对实验过程采取的措施不利或重视的程度不够，学生对实验不感兴趣。实验前不预习，实验中不动手，当旁观者，实验后抄袭别人的实验报告。到毕业设计时才感到所学理论知识联系不到一起不会应用，甚至对大学4年学到了什么感到疑惑。走向社会遇到实际问题感到茫然。因此如何启发学生的实验兴趣，是培养实践能力和创新能力的关键所在。
　　在《工程制图实践》实验教学中我们对培养学生实践能力和创新能力方面进行了探索实践。
　　1优化知识结构和实验内容
　　《工程制图实践》实验课是学生进入高校后首先接触到的实验课，是在《工程制图》授课后开设的独立实验课程，它涉及制图、零件设计、材料等多个学科，这时学生已有知识能力还不能满足设计一个完整的产品的需要。实验教材的编写要以加强基础能力训练，充分发挥学生的主动性、创造性为出发点[3]，同时还要紧跟学科前沿，满足不同层次学生的需要。
　　针对这些在《工程制图实践》实验教材的编写中，以“画法几何学”、“机械制图”、“计算机绘图”、“计算机三维实体造型”、“计算机三维动画制作”为理论基础，以机械零部件实物、现代机械测绘工具、计算机、绘图机、三维模型快速成型机、优耐美模型制作机以及最常用的机械设计软件AutoCAD和SolidWorks等为实践平台；既能满足学生基础型实验需要，也能满足提高型、创新型实验多个层次和多种方式的需要[4]，改变了实验内容和要求单一落后，实验报告千篇一律的局面，实现了实验教学知识结构和内容的整体优化。
　　2在实验过程中加深理论知识的理解和强化
　　实验是学生理论课学习的继续，是对理论知识的理解和强化，正如培根的名言所说：“没有实验，任何新的东西都不能深知”。
　　工程制图是实践性很强的技能，它不仅包含了制图和设计基本技能，还包含了测绘、加工工艺和加工设备的选择，甚至加工制作等操作技能和技巧。如果学生不经过实验课的实践，很多内容和技能往往很难理解、记忆和掌握的。象标准件、零件图、装配图的规定画法，零部件结构工艺性以及主视图选择等这些基本技能内容，学生
　　往往一知半解，似懂非懂，不久就会忘记。操作技能中测量工具的使用、加工设备的选择和使用，不经过动手实践是很难学会的。经过实验课实践过程则不同，学生的空间想象力、形象思维能力、构图能力、识图能力大大提高；学会了各种标准件、常用件的应用；掌握了各种零部件的结构特点、装配关系；能够独立的徒手测绘草图，并用计算机绘制出零件图和装配图，同时按照零件图、装配图的要求完成尺寸和技术要求的标注，模拟了机械设计的整个过程。经过实验中的实践操作不仅使学生掌握了操作技能和技巧，而且对机械设计、加工工艺有了更深层的了解。
　　因此，实验课的实践和课堂理论知识的学习，在学习过程中占有同等重要的地位，两者相互依存，相互促进[5]；实践和理论的结合才能使学生真正理解和强化课堂所学的理论知识，为学生进一步深造也打下了坚固的基础。
　　3强化主体地位，培养实践能力和创新能力
　　在实验教学中承认和强化学生的主体地位，改变以教师为中心、为主体单一呆板的教学模式[6]，倡导以教师为主导、以学生为主体的“两主”教学模式，变单纯的灌输式、注入式教学方法，为启发、引导和互动教学方法，激发学生实验兴趣和热情，使每个学生的实践能力和创新能力得到发展。
　　在《工程制图实践》实验内容的设计中我们采用多层次、多方案、多选择的方式，使不同层次的学生有选择的空间。在实验教学方法上，改变面面俱到的讲解，而让学生预先预习，教师只是扼要的分析测绘零部件结构和功用、提示测绘工具操作的关键要领和注意事项，完全让学生自己实践熟悉测绘量工具、独立完成零部件测量、查阅标准、绘制草图以及形位公差技术要求的标注，为学生留下思考的余地，克服依赖思想，为激发学生的实践动手兴趣、实践欲望和培养创新能力创造条件。这样学生可以根据自己的具体情况选择测绘的零部件，改变由老师统一规定，大家跟着老师测绘，基础好准备充分的学生感到过于简单毫无兴趣，基础差的学生感到没有听懂、时间紧、压力大的局面。在计算机绘图中，学生运用自己熟悉的计算机软件，依据自己测绘的草图可以直接绘制二维工作图，也可以先绘制三维图再生成二维工作图的方式，当工作图绘制中出现问题的时候，正是学生激发实验兴趣和发探索精神的时候，在查找问题中实践动手能力、分析问题和解决问题的能力将得到提升。
　　在“自己动手制作简单零部件模型”的实验环节中，学生不仅可以个性发挥，自主创意，运用正投影法画出自己所设计的组合体和回转体模型图纸，还可以利用实验室提供的优耐美加工设备和材料进行加工，为学生提供创新思维的自由空间和实践动手的机会。在设计中学生运用课堂所学理论知识，积极思考，发挥想象力大胆设计，设计出一个个创意各异的模型作品；在加工环节中动手热情高涨、争先恐后的动手加工，不仅学会了优耐美加工设备的使用，而且掌握了维护保养技术；在模型设计、制作以及最后根据图纸搭建和改进过程中，学生的创新能力和实践能力得到了提高。
　　4利用实验环节培养学生的团队精神
　　当今经济社会的发展突飞猛进，知识经济的步伐加快，科技发展的日新月异，呈现出各种学科知识、信息、文化的交叉化，任何一个项目的完成单靠个人的力量是不可能得以实现的，它需要各个层次英才的汇集，并发挥团队的智慧和团队成员和谐的活力，这是时代的要求，是社会的需要。为此我们充分利用《工程制图实践》实验课的实验环节加强对对学生团队精神的培养。
　　在“部件测绘”和“自己动手制作简单零部件模型”实验中，要求学生以分组形式进行，“3~5人一组，每个小组的成员自由组合，力求在性别和能力等方面有一定的差异，使之具有一定的互补性。“部件测绘”中每个小组完成一套所选部件测绘草图，而每个成员担任其中的一个或几个零件的测绘任务，另外每个成员还要完成所选部件装配工作图和指定的零件工作图，这样每个成员测绘草图的质量，直接影响到整个小组测绘草图的成绩，也影响其他成员画装配工作图和零件工作图的质量。这种激励机制，促使每个成员都认真完成自己的本职工作。从而建立起个人责任和“同舟共济”的氛围。在“自己动手制作简单零部件模型”中，要求每组完成一套组合体和回转体模型的设计和制作，教师根据集体创意设计的模型图纸和最终模型作品给出实验成绩，这样集体成绩的高低与每个同学成绩紧密相关。要想得到一套高水品的作品取得好的成绩，在创意中仅仅靠某个人的创意可能不是最完美的，即使有了好的创意，在后续的零件加工中，需要每成员分工、协作，当大家把分别加工的零件组合到一起时才能完成最终的模型，正是在这个过程中培养了团结协作的团队精神。
　　5结论
　　在《工程制图实践》实验教学中树立以学生为本的指导思想，用先进优化的知识结构和教学内容，灵活的教学模式，激发学生自觉参与实践的积极性和兴趣。使学生通过实验教学扎实理论知识，培养实践能力、创新能力和团队精神，满足经济社会发展对人才需要的要求，为学生将来投身知识经济建设打下坚实的基础。
　　参考文献：
　　1王立明.浅谈实验教学中学生创新能力的培养[J].实验科学,2006年,(2)：28-29.
　　2殷燕芳,余群.制图测绘教学模式的实践探索[J]机械管理开,发2007年,96(3)：49-150.
　　3杨国良.谈工科实验教学改革与创新的几个方面[J]实验室科学,2006年,(4)：8-9.
　　4李爱军，李艾民，唐力.工程制图实践[M]东南大学出版社,2009年12月.
　　5刘君，秦志华实验教学改革探讨[J]现代商贸工业2009（19）：202-203
　　6何康民.论高校学生创新精神与实践能力的培养途径[J].江汉大学学报(社会科学版),2008年,25（1）：90-92.