談機械工程CDIO實驗室建設(shè)與研究論文
1 實驗室建設(shè)及實驗教學(xué)現(xiàn)狀
我國高校實驗室建設(shè)項目主要通過國家財政投入，其建設(shè)過程就是購買實驗設(shè)備，開設(shè)相應(yīng)實驗項目，其中實驗項目類型分為基本型、綜合設(shè)計型和研究創(chuàng)新型，根據(jù)各個高校的層次差異，其項目類型之間的比例會有較大不同，一般情況下，基本型實驗項目約占50%以上，綜合設(shè)計型實驗項目占35% 左右，研究創(chuàng)新性實驗項目主要結(jié)合重點實驗室的高端儀器設(shè)備或教師科研最新成果而轉(zhuǎn)化的實驗項目，其比例相對較少。教學(xué)活動分為實驗教學(xué)和理論教學(xué)，傳統(tǒng)實驗室建設(shè)主要目的是滿足實驗教學(xué)的需要，為理論教學(xué)服務(wù)。一般為課內(nèi)實驗，其實驗成績作為整門課程總成績的一部分; 也有單獨設(shè)立學(xué)分的實驗課程，其比例較小。
綜合分析實驗室建設(shè)和實驗教學(xué)的現(xiàn)狀，其存在如下弊端:
( 1) 傳統(tǒng)實驗室建設(shè)主要工作是根據(jù)實驗室的專業(yè)性質(zhì)，購買相應(yīng)設(shè)備; 根據(jù)設(shè)備情況開設(shè)相應(yīng)的實驗項目，其設(shè)備共享困難，設(shè)備利用率低下。
( 2) 實驗項目的設(shè)立主要滿足理論課程知識點的訓(xùn)練，對專業(yè)體系的掌控能力和創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)基本未涉及; 即實驗項目主要是對知識點的訓(xùn)練，線、面的訓(xùn)練很少，基于真實工程環(huán)境下的以項目式或問題式的實驗解決方案未能開展，難以真正培養(yǎng)學(xué)生的.團隊協(xié)作精神和解決工程實際問題的能力。為解決上述問題，必須提出能培養(yǎng)學(xué)生在具備在現(xiàn)代團隊開發(fā)環(huán)境中構(gòu)思、設(shè)計、實施和運作具有創(chuàng)新價值的復(fù)雜工程系統(tǒng)的能力的實驗室建設(shè)和實驗教學(xué)體系，而結(jié)合CDIO 高等工程教育模式以構(gòu)思、設(shè)計、實施及運作全過程為載體來培養(yǎng)學(xué)生的工程能力而建立的實驗室能滿足此要求。
2 機械工程CDIO 實驗室的建設(shè)
基于CDIO 工程教育大綱，機械工程專業(yè)實驗教學(xué)要實現(xiàn)四方面的職能: ①培養(yǎng)學(xué)生解決工程問題的基本實驗?zāi)芰Γ▎栴}建模、實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)分析與歸納、實驗結(jié)果交流與溝通等能力; ②培養(yǎng)學(xué)生具備良好的大工程觀的工程基本素養(yǎng); ③培養(yǎng)學(xué)生具備基于系統(tǒng)和創(chuàng)新思維的機械工程系統(tǒng)構(gòu)思、設(shè)計、實施、運作等單元能力;④培養(yǎng)學(xué)生具備機械工程系統(tǒng)構(gòu)思、設(shè)計、實施、運作等多學(xué)科、多目標(biāo)集成的能力。論文闡述的機械工程CDIO 實驗室是在機械工程原有實驗室基礎(chǔ)上衍生的為學(xué)生全面實行項目式實驗教學(xué)模式，自主申報主題項目，掌握機械產(chǎn)品和系統(tǒng)生命周期四個階段的工程實踐與創(chuàng)新能力提供平臺。
2. 1 實驗室建設(shè)的指導(dǎo)思想
( 1) 采用基于CDIO 工程教育大綱的學(xué)生指導(dǎo)體系。實施項目式教學(xué)，學(xué)生特長互補，自由組合的方式，結(jié)成項目團隊。以項目為中心、以學(xué)生團隊為主體，課程教學(xué)組負(fù)責(zé)實驗教學(xué)的指導(dǎo)任務(wù)，項目實施階段負(fù)責(zé)技術(shù)咨詢和指導(dǎo)、過程監(jiān)管和結(jié)果評定。
( 2) 以提升開放服務(wù)質(zhì)量為中心，優(yōu)化實驗室的管理及運行體制。
( 3) 努力擴大實驗室的受益面，推進實驗室資源的共享，提高資源利用率。
( 4) 實驗室提供必要的作業(yè)空間、加工平臺、原材料及標(biāo)準(zhǔn)的零部件，為學(xué)生個性化的項目式教學(xué)提供保障。
2. 2 實驗室建設(shè)的硬件條件
機械工程CDIO 實驗室主要包括認(rèn)知產(chǎn)品、產(chǎn)品構(gòu)思設(shè)計平臺、加工平臺、裝配測試平臺及原材料領(lǐng)用倉庫等五大類，為保證機械工程CDIO 實驗教學(xué)的正常開展提供了良好平臺。為學(xué)生的主體項目實踐提供加工基本加工設(shè)備，提高學(xué)生動手能力。
2. 3 機械工程CDIO 實驗教學(xué)體系
機械工程CDIO 實驗教學(xué)體系緊密結(jié)合浙江省特色產(chǎn)業(yè)集特別是制造業(yè)工程背景; 遵從循認(rèn)知到構(gòu)思、從構(gòu)思到設(shè)計、從設(shè)計到加工、從加工到裝配、從裝配到調(diào)試等工程實際實現(xiàn)過程，全部過程完全由學(xué)生為主體，具體如下:
( 1) 大一新生以認(rèn)知教學(xué)為主，認(rèn)知對象為具有浙江省產(chǎn)業(yè)特色的工程實際產(chǎn)品，如電動工具、汽車零部件、紡織機械等。
( 2) 大二學(xué)生組成項目團隊自主提出主題設(shè)計項目，根據(jù)所學(xué)知識，對其進行構(gòu)思和設(shè)計。
( 3) 高年級學(xué)生在構(gòu)思設(shè)計基礎(chǔ)上，完成對設(shè)計內(nèi)容的制作和裝配，并對其進行調(diào)試，完成工程實際產(chǎn)品的開發(fā)。
( 4) 教師和學(xué)生在實驗項目中扮演的角色發(fā)生較大改變，要求學(xué)生自主設(shè)計和完成實驗項目內(nèi)容，實現(xiàn)被動接受教育到學(xué)生自主創(chuàng)新、設(shè)計和實施的轉(zhuǎn)變。
( 5) 運用項目管理知識體系對學(xué)生主題項目進行管理和考核。
2. 4 機械工程CDIO 實驗室的特點及優(yōu)勢
機械工程CDIO 實驗室的建設(shè)以項目式實驗教學(xué)模式為主線，注重學(xué)生解決工程實際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生團隊協(xié)作精神，應(yīng)用項目管理知識對實驗項目進行管理和考核，注重過程管理績效，加強學(xué)生在實驗項目的主體性和主觀能動性。面向機械工程領(lǐng)域問題，提出解決工程實際問題的構(gòu)思方案，并根據(jù)方案進行設(shè)計和開發(fā)，并最終對其進行實施的過程。機械工程CDIO 實驗室主要提供實驗項目的構(gòu)思、設(shè)計、開發(fā)和實施的平臺，具有通用性，設(shè)備利用率大大提高，真正做到實驗室開放。
3 機械工程CDIO 實驗室的運行機制
3. 1 積極做好實驗室的開放
機械工程CDIO 實驗室做到全年每天開放，上班時間有專職教師及技術(shù)工人現(xiàn)場答疑及處理項目實施過程中的問題，其余時間安排專人值班。并做好原材料的領(lǐng)用。
3. 2 實驗室管理制度
為保證實驗室的正常運作和規(guī)范管理，制定了10 項規(guī)章制度，其中“加工設(shè)備上崗管理制度”、“材料采購制度”和“材料領(lǐng)用制度”。
3. 3 做好實驗項目的管理
每個項目要嚴(yán)格按照項目管理的知識體系來實施，做好每個實驗項目的時間、成本、人力資源等安排。機械工程CDIO 實驗室的實驗項目，與傳統(tǒng)的實驗項目具有較大的不同。其自主申報主題項目，具有一定的開放性，結(jié)果不唯一，必須加強實驗項目過程管理，完善能真實反映實驗項目本質(zhì)的項目評價體系。
4 結(jié)語
通過CDIO 實驗項目能較好地融合了“構(gòu)想- 設(shè)計- 實施- 操作”的指導(dǎo)思想，提高了學(xué)生分析和解決實際問題的能力。培養(yǎng)在現(xiàn)代工程環(huán)境下的創(chuàng)新實踐能力，使學(xué)生具備一定專業(yè)級別的知識、能力和素質(zhì)，使他們初步具備在現(xiàn)代工程環(huán)境下的團隊協(xié)作精神、交流溝通能力和多學(xué)科、大系統(tǒng)掌控能力。實驗室努力做好實行學(xué)生自主管理的全開放式模式，在全校范圍內(nèi)實現(xiàn)實驗室共享。機械工程CDIO 實驗室的建設(shè)打破了傳統(tǒng)實驗室建設(shè)的理念，改革了實驗教學(xué)模式，提升了實驗教學(xué)效果。
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