談機械工程CDIO實(shí)驗室建設與研究論文
1 實(shí)驗室建設及實(shí)驗教學(xué)現狀
我國高校實(shí)驗室建設項目主要通過(guò)國家財政投入，其建設過(guò)程就是購買(mǎi)實(shí)驗設備，開(kāi)設相應實(shí)驗項目，其中實(shí)驗項目類(lèi)型分為基本型、綜合設計型和研究創(chuàng )新型，根據各個(gè)高校的層次差異，其項目類(lèi)型之間的比例會(huì )有較大不同，一般情況下，基本型實(shí)驗項目約占50%以上，綜合設計型實(shí)驗項目占35% 左右，研究創(chuàng )新性實(shí)驗項目主要結合重點(diǎn)實(shí)驗室的高端儀器設備或教師科研最新成果而轉化的實(shí)驗項目，其比例相對較少。教學(xué)活動(dòng)分為實(shí)驗教學(xué)和理論教學(xué)，傳統實(shí)驗室建設主要目的是滿(mǎn)足實(shí)驗教學(xué)的需要，為理論教學(xué)服務(wù)。一般為課內實(shí)驗，其實(shí)驗成績(jì)作為整門(mén)課程總成績(jì)的一部分; 也有單獨設立學(xué)分的實(shí)驗課程，其比例較小。
綜合分析實(shí)驗室建設和實(shí)驗教學(xué)的現狀，其存在如下弊端:
( 1) 傳統實(shí)驗室建設主要工作是根據實(shí)驗室的專(zhuān)業(yè)性質(zhì)，購買(mǎi)相應設備; 根據設備情況開(kāi)設相應的實(shí)驗項目，其設備共享困難，設備利用率低下。
( 2) 實(shí)驗項目的設立主要滿(mǎn)足理論課程知識點(diǎn)的訓練，對專(zhuān)業(yè)體系的掌控能力和創(chuàng )新思維能力的培養基本未涉及; 即實(shí)驗項目主要是對知識點(diǎn)的訓練，線(xiàn)、面的訓練很少，基于真實(shí)工程環(huán)境下的以項目式或問(wèn)題式的實(shí)驗解決方案未能開(kāi)展，難以真正培養學(xué)生的.團隊協(xié)作精神和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。為解決上述問(wèn)題，必須提出能培養學(xué)生在具備在現代團隊開(kāi)發(fā)環(huán)境中構思、設計、實(shí)施和運作具有創(chuàng )新價(jià)值的復雜工程系統的能力的實(shí)驗室建設和實(shí)驗教學(xué)體系，而結合CDIO 高等工程教育模式以構思、設計、實(shí)施及運作全過(guò)程為載體來(lái)培養學(xué)生的工程能力而建立的實(shí)驗室能滿(mǎn)足此要求。
2 機械工程CDIO 實(shí)驗室的建設
基于CDIO 工程教育大綱，機械工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗教學(xué)要實(shí)現四方面的職能: ①培養學(xué)生解決工程問(wèn)題的基本實(shí)驗能力，包括問(wèn)題建模、實(shí)驗設計、數據分析與歸納、實(shí)驗結果交流與溝通等能力; ②培養學(xué)生具備良好的大工程觀(guān)的工程基本素養; ③培養學(xué)生具備基于系統和創(chuàng )新思維的機械工程系統構思、設計、實(shí)施、運作等單元能力;④培養學(xué)生具備機械工程系統構思、設計、實(shí)施、運作等多學(xué)科、多目標集成的能力。論文闡述的機械工程CDIO 實(shí)驗室是在機械工程原有實(shí)驗室基礎上衍生的為學(xué)生全面實(shí)行項目式實(shí)驗教學(xué)模式，自主申報主題項目，掌握機械產(chǎn)品和系統生命周期四個(gè)階段的工程實(shí)踐與創(chuàng )新能力提供平臺。
2. 1 實(shí)驗室建設的指導思想
( 1) 采用基于CDIO 工程教育大綱的學(xué)生指導體系。實(shí)施項目式教學(xué)，學(xué)生特長(cháng)互補，自由組合的方式，結成項目團隊。以項目為中心、以學(xué)生團隊為主體，課程教學(xué)組負責實(shí)驗教學(xué)的指導任務(wù)，項目實(shí)施階段負責技術(shù)咨詢(xún)和指導、過(guò)程監管和結果評定。
( 2) 以提升開(kāi)放服務(wù)質(zhì)量為中心，優(yōu)化實(shí)驗室的管理及運行體制。
( 3) 努力擴大實(shí)驗室的受益面，推進(jìn)實(shí)驗室資源的共享，提高資源利用率。
( 4) 實(shí)驗室提供必要的作業(yè)空間、加工平臺、原材料及標準的零部件，為學(xué)生個(gè)性化的項目式教學(xué)提供保障。
2. 2 實(shí)驗室建設的硬件條件
機械工程CDIO 實(shí)驗室主要包括認知產(chǎn)品、產(chǎn)品構思設計平臺、加工平臺、裝配測試平臺及原材料領(lǐng)用倉庫等五大類(lèi)，為保證機械工程CDIO 實(shí)驗教學(xué)的正常開(kāi)展提供了良好平臺。為學(xué)生的主體項目實(shí)踐提供加工基本加工設備，提高學(xué)生動(dòng)手能力。
2. 3 機械工程CDIO 實(shí)驗教學(xué)體系
機械工程CDIO 實(shí)驗教學(xué)體系緊密結合浙江省特色產(chǎn)業(yè)集特別是制造業(yè)工程背景; 遵從循認知到構思、從構思到設計、從設計到加工、從加工到裝配、從裝配到調試等工程實(shí)際實(shí)現過(guò)程，全部過(guò)程完全由學(xué)生為主體，具體如下:
( 1) 大一新生以認知教學(xué)為主，認知對象為具有浙江省產(chǎn)業(yè)特色的工程實(shí)際產(chǎn)品，如電動(dòng)工具、汽車(chē)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計項目，根據所學(xué)知識，對其進(jìn)行構思和設計。
( 3) 高年級學(xué)生在構思設計基礎上，完成對設計內容的制作和裝配，并對其進(jìn)行調試，完成工程實(shí)際產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。
( 4) 教師和學(xué)生在實(shí)驗項目中扮演的角色發(fā)生較大改變，要求學(xué)生自主設計和完成實(shí)驗項目?jì)热�，�?shí)現被動(dòng)接受教育到學(xué)生自主創(chuàng )新、設計和實(shí)施的轉變。
( 5) 運用項目管理知識體系對學(xué)生主題項目進(jìn)行管理和考核。
2. 4 機械工程CDIO 實(shí)驗室的特點(diǎn)及優(yōu)勢
機械工程CDIO 實(shí)驗室的建設以項目式實(shí)驗教學(xué)模式為主線(xiàn)，注重學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，培養學(xué)生團隊協(xié)作精神，應用項目管理知識對實(shí)驗項目進(jìn)行管理和考核，注重過(guò)程管理績(jì)效，加強學(xué)生在實(shí)驗項目的主體性和主觀(guān)能動(dòng)性。面向機械工程領(lǐng)域問(wèn)題，提出解決工程實(shí)際問(wèn)題的構思方案，并根據方案進(jìn)行設計和開(kāi)發(fā)，并最終對其進(jìn)行實(shí)施的過(guò)程。機械工程CDIO 實(shí)驗室主要提供實(shí)驗項目的構思、設計、開(kāi)發(fā)和實(shí)施的平臺，具有通用性，設備利用率大大提高，真正做到實(shí)驗室開(kāi)放。
3 機械工程CDIO 實(shí)驗室的運行機制
3. 1 積極做好實(shí)驗室的開(kāi)放
機械工程CDIO 實(shí)驗室做到全年每天開(kāi)放，上班時(shí)間有專(zhuān)職教師及技術(shù)工人現場(chǎng)答疑及處理項目實(shí)施過(guò)程中的問(wèn)題，其余時(shí)間安排專(zhuān)人值班。并做好原材料的領(lǐng)用。
3. 2 實(shí)驗室管理制度
為保證實(shí)驗室的正常運作和規范管理，制定了10 項規章制度，其中“加工設備上崗管理制度”、“材料采購制度”和“材料領(lǐng)用制度”。
3. 3 做好實(shí)驗項目的管理
每個(gè)項目要嚴格按照項目管理的知識體系來(lái)實(shí)施，做好每個(gè)實(shí)驗項目的時(shí)間、成本、人力資源等安排。機械工程CDIO 實(shí)驗室的實(shí)驗項目，與傳統的實(shí)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(kāi)放性，結果不唯一，必須加強實(shí)驗項目過(guò)程管理，完善能真實(shí)反映實(shí)驗項目本質(zhì)的項目評價(jià)體系。
4 結語(yǔ)
通過(guò)CDIO 實(shí)驗項目能較好地融合了“構想- 設計- 實(shí)施- 操作”的指導思想，提高了學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。培養在現代工程環(huán)境下的創(chuàng )新實(shí)踐能力，使學(xué)生具備一定專(zhuān)業(yè)級別的知識、能力和素質(zhì)，使他們初步具備在現代工程環(huán)境下的團隊協(xié)作精神、交流溝通能力和多學(xué)科、大系統掌控能力。實(shí)驗室努力做好實(shí)行學(xué)生自主管理的全開(kāi)放式模式，在全校范圍內實(shí)現實(shí)驗室共享。機械工程CDIO 實(shí)驗室的建設打破了傳統實(shí)驗室建設的理念，改革了實(shí)驗教學(xué)模式，提升了實(shí)驗教學(xué)效果。
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