2-5教学方式方法

2-5-1 教学方法

中心在沿用常规实验教学方法中(如图20所示),采用四步导向递进式的实践教学过程(如图21所示)。第一步为实践入门和专业导入;第二步为理论与实践相结合。着重要抓好专业实验、课程设计和课外实践创新平台等三个环节;第三步为参与企业的产品研发和前沿科学研究,培养学生解决实际问题与综合创新能力;第四步为全面提高工程实践能力。在常规教学过程中进一步形成了具有明显特色的实验教学方法和考核方式,提高了学生的工程实践能力和科技创新能力。

20 常规实验教学方法

21 “四步导向递进式教学过程

1)依托学科优势,将科研成果引入实验教学,丰富实验教学项目

中心依托四平台、两协同、一示范的高水平教学科研平台,从实验教学的角度出发重新分析、梳理教师科研项目的内容,从中寻找出与本科教学内容的结合点和切入点,按照难易适中原则,将一个个课程的知识点与项目有关内容结合、融合在一起,以形成涵盖课程知识点的创新型实验项目。

中心按照学生课程的进展,及时组织实施相应的基于科研成果的实验项目。在实验项目的实施过程中,采取“1+4”模式(即1个教师+4个学生开展研究),摒弃以教师为中心的灌注式教学,而是采用教师积极引导、学生自主探究的方式,培养学生实际分析问题、解决问题的能力,拓展学生的知识面和学习视野及思路,也较大程度上激发了学生主动学习课程内容并积极开展相关实验的兴趣。科研成果转化为实验教学项目的流程(如图22所示),近年中心开设的部分典型科研实验教学项目(如表9所示)。



22 科研成果转化为实验教学项目流程

9 近年中心开设的部分典型科研实验教学项目

组长

专业

时间

项目名称

项目来源

 

机电2011

2015

高速动车组主动悬挂系统设计

国家自然科学基金

 

机制2011

2015

某拖拉机变速箱壳优化设计

省工业攻关项目

吴兴权

车辆2011

2015

工程车辆的人机工程分析

国家自然科学基金

程光坤

材料2011

2015

超声冲击对MB8镁合金对接接头组织及力学性能的影响

国家自然科学基金

刘丰硕

机电2011

2015

单线圈磁流变阻尼器结构设计及实验研究

国家自然科学基金

肖云鸿

机械2011

2015

山地园林果树挖穴机设计

协同创新基金项目

李茂发

机电2010

2014

滚动轴承在线式智能诊断系统

国家自然科学基金

邓蔚林

材料2010

2014

矩形截面管流体辅助注射成型的数值模拟与实验研究

国家自然科学基金

詹凌峰

机制2010

2014

摩擦系数对货运轮轨表面裂纹扩展的影响

国家自然科学基金

李建红

机制2010

2014

TBM推进机构的误差分析

国家自然科学基金

任琰

机电2010

2014

永磁直驱风力发电机设计

省自然科学基金

万波松

测控2010

2014

基于无线传感器网络的果园环境信息采集系统设计

协同创新基金项目

刘庆

机制2010

2014

基于光学测量的耐高温陶瓷原型收缩变形分析

省自然科学基金

王坤

机制2009

2013

列车牵引系统故障模拟平台设计

国家自然科学基金

李少臣

测控2009

2013

结构承载状态的数据采集与传输系统

国家自然科学基金

伍开拓

材料2009

2013

铜基梯度摩擦复合材料研究

国家自然科学基金

牛景冬

机制2009

2013

电加工毛化工艺实验分析

国家自然科学基金

王建香

机制2009

2013

变摩擦系数条件下的CRH2动车组轮轨稳态滚动接触弹塑性分析

国家自然科学基金

庞峰

机制2009

2013

选择性激光烧结工艺热物理仿真

国家自然科学基金

2)面向工程实践,将实际问题引入实验教学,拓展专业实验内容

中心积极鼓励老师带领学生参与实际工程项目,在工程实践中培养学生解决实际问题的能力、责任意识、质量意识和安全意识。指导学生积极参与江西江铃汽车整车设计、盖特方向机、海立压缩机、格特拉克变速器等江西省重大企业新产品的设计与开发,使学生掌握的基础知识和实验技能在工程实际中获有效的检验,提升学生整体工程素质。面向工程实际的实验教学流程图(如图23所示),近年中心开设的典型工程实践实验项目(如表10所示)。

中心与江西省交通厅、江铃汽车、中国瑞林等企业采用互聘互派模式进行战略合作,依托学院的20余个校外工程实践教学基地,聘请校外专家担任实验教学指导老师,选派优秀学生赴校外工程实践基地进行工程实践锻炼与校外毕业设计。合作单位聘请中心教师担任技术顾问,选派工程技术人员来中心接受专业技术培训。中心与企业合作成立的海立国家级实践教学基地江西盖特方向机研究中心大学生创新创业培训基地为学生工程实践提供了良好的工程实践平台。实验教学采用做中学、学中做方法,有利于激发学生的学习潜能和兴趣,符合应用型创新人才培养的规律。


23 面向工程实际的实验教学流程图

10 近年中心开设的典型工程实践实验项目

组长

专业

时间

项目名称

项目来源

任勋勋

车辆2011

2015

微型客车盘式制动器设计

企业技术项目

肖万金

机制2011

2015

压缩机壳体热套机床转位工作台设计

企业技术项目

万世洋

机制2011

2015

车轮型面优化设计

铁总技术项目

魏永徵

测控2011

2015

火灾自动监测报警系统设计

企业技术项目

廖韩荣

机制2011

2015

高速列车轮对轴箱装置模拟试验台设计

铁总技术项目

徐阿西

机设2010

2014

40t门式起重机小车和大车运行机构设计

企业技术项目

陈海发

测控2010-1

2014

基于半导体激光光源的近红外水分仪的设计

企业技术项目

赖瑜

机电2010

2014

低压远射程消防水雾炮结构设计及流场仿真

企业技术项目

曾荣杰

机制2010

2014

动车组侧风作用下列车运行安全行仿真分析

铁总技术项目

曹云熠

机制2010

2014

线材折弯机折弯机构设计

企业技术项目

涂骞

机制2009

2013

双吸平衡式双螺杆压缩机主机机体及其加工工艺设计

企业技术项目

林映武

机制2009

2013

自动焊接机构的虚拟装配与运动仿真

企业技术项目

曾发明

材料2009

2013

面向熔射制模的耐高温原型材料制备及性能分析

企业技术项目

李博文

机制2009

2013

输电线巡检机器人行走运动的仿真分析

企业技术项目

3)面向科技竞赛,将创新思想融入实验教学,激发学生科技创新的兴趣

科技竞赛要求学生有很强的自主设计、自主创新的能力,其项目主题也越来越具有新颖性和交叉性。学生通过亲自动手设计完成相关的竞赛内容,可以进一步加深对知识的认识和理解,实现竞争意识和创新能力的提高。

为此,中心依托校级、省级、国家级三级各类科技竞赛,以开放性实验室和大学生科技创新实验基地为载体,将科技竞赛项目纳入到实验教学项目中。学生在教师的指导下,依据科技竞赛要求完成项目设计与开发;中心再对学生的设计作品进行评审,其中的优秀者推荐参加科技竞赛,并予以进一步的资助(流程如图24所示),近年中心开设的部分典型竞赛类创新实验教学项目(如表11所示),学生竞赛获奖详见支撑材料3.11

中心持续组织学生参加全国大学生机械创新设计大赛、挑战杯全国大学生课外学术科技作品竞赛、全国三维数字化创新设计大赛、全国大学生工程训练综合能力竞赛、全国大学生智能汽车竞赛、江西省大学生三维建模大赛、江西省模具设计大赛等国家级、省部级大赛。竞赛激发了学生学习兴趣和探索精神,培养了竞争意识,取得了良好的实验教学效果。


24 开放性创新实验教学项目示意图

11 近年中心开设的部分典型竞赛类创新实验教学项目

组长

专业

时间

项目名称

项目来源

张文俊

机制2012

2015

头盔外型3D扫描及快速

成型制造

全国三维数字化创新设计大赛

崔永斌

机电2012

2015

阀体3D扫描及及快速

成型制造

全国三维数字化创新设计大赛

郑永强

机制2012

2015

巧克力包装机设计

全国大学生机械创新设计大赛

闫敏

机制2012

2015

玻璃瓶包装机构设计

全国大学生机械创新设计大赛

张永学

材料2011

2014

特种钢材焊接

江西省大学生焊接技能大赛

杨恩波

机制2011

2014

智能课桌

全国大学生机械创新设计大赛

成鹏

机制2012

2014

S形行进无碳小车

全国大学生工程训练综合能力竞赛

李传宝

能动2012

2014

S形行进无碳小车

全国大学生工程训练综合能力竞赛

昌超

车辆2011

2014

智能轨检小车

全国三维数字化创新设计大赛

李根

测控2011

2014

包装机中颗粒物包装袋的智能识别与摆正系统

中国(国际)传感器创新大赛

肖万金

机制2011

2014

汽车覆盖件3D扫描及造型

全国三维数字化创新设计大赛

邹璇

机设2010

2014

智能小车

全国大学生智能汽车竞赛

文章

机制2011

2013

绿色环保汽车

江西省汽车创新设计大赛

黄小龙

机设2009

2013

智能助力机构

全国大学生机械创新设计大赛

徐家兴

机电2009

2013

简易旋转倒立摆及控制装置

全国大学生电子设计大赛

4)依据兴趣特长,将自主探究引入实验教学,培养学生的探索精神

学生在学习的过程中常常有强烈的好奇心,他们遇到问题总是尝试通过各种方法寻求答案。而在实验过程中,由教师引导,通过自己动手来解决问题,就能帮助学生找到答案。自主、合作、探究的创新实验教学方法就是这种发挥学生的自主性与创造性,培养学生创造性思维的一种重要实验教学方法。

学生依据自己的兴趣和特长,将自己学习中发现的问题转化为实验项目,向中心提出申请,由中心组织专家进行评审,对可行的、创新性的项目进行资助。在项目的执行过程中,学生自己设计实验内容,自己准备实验,完成实验操作,自己完成实验总结与论文,自己制作汇报材料并进行交流。在整个实验过程中,教师的角色是项目指导者、评判员,而学生是全程参与者、实践员。这样,学生掌握了学习的主动权,也给予学生发挥能力的空间。通过自主探究式的实验项目,学生申报实验装置、实验方法方面的国家发明专利、实用新型专利共20多项,自主研制的动车走行部轴承与齿轮故障模拟平台液压垫圈式滚珠丝杠刚度恒定调节装置科氏加速度实验测试装置“LED光源稳定性检测装置在机械工程实验教学中起到了良好的作用。自主探究式实验项目流程(如图25所示),部分学生开展的自主探究式创新实验项目(如表12所示)。


25 自主探究式创新性实验教学流程

12 近年中心开设的部分典型自主探究式创新实验教学项

组长

专业

时间

项目名称

黄建峰

机制2012

2015

独轮载人自平衡小车

高东卓

机电2012

2015

基于光电技术的轴承动态测试系统

徐畅

测控2012

2015

包装机中颗粒物包装袋的智能识别与摆正系统

彭玲阳

机制2012

2014

便携式轮对型面测量仪

孟超

测控2012

2014

高速列车多速率电磁主动悬挂系统

江渊广

机制2011

2014

高速转向架裂纹智能检测机器人的研制

李昌

车辆2012

2014

自平衡双轮载人系统

黄奇

测控2010

2013

绳索牵引式智能测量机器人

黄和平

机制2010

2013

液压垫圈式滚珠丝杠刚度恒定调节装置

梁伟业

能动2010

2013

自主探路式智能汽车

徐家兴

机电2010

2013

动车走行部轴承与齿轮故障模拟

5)信息化开放性实验教学

中心利用多媒体课件、录像与动画与虚拟仿真、互联网应用相结合的方式进行实验教学,形成了机械工程实践教学的开放性信息化网络化教学平台,积极开展第二课堂活动,探索实验教学的信息化与网络化教学方法。学生可自主进行实验教学的预约、预习、虚拟仿真及讨论交流等环节。中心的DCNC平台将机械制造工程实验室的加工中心、特种加工机床、激光加工中心与计算机相连,成为一整套虚拟仿真与实际加工紧密结合的先进数字化设计制造实验平台;中心研发的液压传动教学课件,在第七届全国多媒体课件大赛中脱颖而出荣获一等奖;信息化网络化的开放实验教学的使用,大量节省人力物力、实验教学效果显著提高。

2-5-2 实验教学考核方法

实验考核是检查和评价教学效果的重要手段。中心根据实验的类别和层次采取相应的考核办法,在考核形式、考核内容、考核主要指标、考核结果等级等方面进行了详细的规定。实验教学考核内容包括设计方案、实际操作、结果分析以及对理论掌握的程度等,重点考查所学知识的综合运用能力和创新能力,以达到多方位、多角度、全方面的考查和评价学生的目的。

对于基础型实验和专业型实验,要求学生在做实验之前写出预习报告,包括实验步骤、要点、数据表格等。实验成绩以百分制评定,并按一定比例记入课程总评成绩,评定依据包含预习报告、实验方案设计、实验平台的搭接、实验仪器的正确规范使用、实验操作熟练程度、实验过程中团队协作以及纪律、实验报告内容等。注重考查学生对相关理论知识的掌握程度和解决问题的思路方法,实验评分表(如表13所示)。

13 基础型实验和专业型实验评分表

观测点

项目内容

分值

预习报告

学生预习情况是否完整规范

15

实验过程

实验方案设计

15

实验平台的搭接

10

实验仪器的正确规范使用

15

实验操作熟练程度

10

实验团队协作

10

实验纪律

5

实验报告

实验报告内容完整、数据记录完整、实验数据处理和结果分析合理

20

总分

100

      对科研创新实验和专业拓展实验,采用项目式管理方式,学生组队参与实验项目,按照项目的要求进行实验研究和开发。在完成项目的全部内容后,由学生向中心提交项目结题申请,中心对其提供的结题材料审核后组织进行公开答辩。答辩小组由项目指导教师、中心相关实验室负责人以及学生代表组成。答辩过程包括陈述、演示以及回答问题等阶段,答辩的评判侧重于学生在项目中的参与情况、分析和解决问题的能力以及项目的实际完成情况。评分采用五级评定制。对于不及格的项目,中心不予验收并要求其进行改进。如修改后仍不能通过,则取消项目组学生申请实验课题的资格。

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          华东交通大学机械工程实验教学中心        地址:江西南昌经济技术开发区双港东大街808号教13栋         邮箱:me@ecjtu.edu.cn        电话:0791-87046141        邮编:330013 .. 



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