談機械工程CDIO實驗室建設與研究論文
談機械工程CDIO實驗室建設與研究論文
1 實驗室建設及實驗教學現狀
我國高校實驗室建設專案主要透過國家財政投入，其建設過程就是購買實驗裝置，開設相應實驗專案，其中實驗專案型別分為基本型、綜合設計型和研究創新型，根據各個高校的層次差異，其專案型別之間的比例會有較大不同，一般情況下，基本型實驗專案約佔50%以上，綜合設計型實驗專案佔35% 左右，研究創新性實驗專案主要結合重點實驗室的高階儀器裝置或教師科研最新成果而轉化的實驗專案，其比例相對較少。教學活動分為實驗教學和理論教學，傳統實驗室建設主要目的是滿足實驗教學的需要，為理論教學服務。一般為課內實驗，其實驗成績作為整門課程總成績的一部分; 也有單獨設立學分的實驗課程，其比例較小。
綜合分析實驗室建設和實驗教學的現狀，其存在如下弊端:
( 1) 傳統實驗室建設主要工作是根據實驗室的專業性質，購買相應裝置; 根據裝置情況開設相應的實驗專案，其裝置共享困難，裝置利用率低下。
( 2) 實驗專案的設立主要滿足理論課程知識點的訓練，對專業體系的掌控能力和創新思維能力的培養基本未涉及; 即實驗專案主要是對知識點的訓練，線、面的訓練很少，基於真實工程環境下的以專案式或問題式的實驗解決方案未能開展，難以真正培養學生的.團隊協作精神和解決工程實際問題的能力。為解決上述問題，必須提出能培養學生在具備在現代團隊開發環境中構思、設計、實施和運作具有創新價值的複雜工程系統的能力的實驗室建設和實驗教學體系，而結合CDIO 高等工程教育模式以構思、設計、實施及運作全過程為載體來培養學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
基於CDIO 工程教育大綱，機械工程專業實驗教學要實現四方面的職能: ①培養學生解決工程問題的基本實驗能力，包括問題建模、實驗設計、資料分析與歸納、實驗結果交流與溝通等能力; ②培養學生具備良好的大工程觀的工程基本素養; ③培養學生具備基於系統和創新思維的機械工程系統構思、設計、實施、運作等單元能力;④培養學生具備機械工程系統構思、設計、實施、運作等多學科、多目標整合的能力。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上衍生的為學生全面實行專案式實驗教學模式，自主申報主題專案，掌握機械產品和系統生命週期四個階段的工程實踐與創新能力提供平臺。
2. 1 實驗室建設的指導思想
( 1) 採用基於CDIO 工程教育大綱的學生指導體系。實施專案式教學，學生特長互補，自由組合的方式，結成專案團隊。以專案為中心、以學生團隊為主體，課程教學組負責實驗教學的指導任務，專案實施階段負責技術諮詢和指導、過程監管和結果評定。
( 2) 以提升開放服務質量為中心，最佳化實驗室的管理及執行體制。
( 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空間、加工平臺、原材料及標準的零部件，為學生個性化的專案式教學提供保障。
2. 2 實驗室建設的硬體條件
機械工程CDIO 實驗室主要包括認知產品、產品構思設計平臺、加工平臺、裝配測試平臺及原材料領用倉庫等五大類，為保證機械工程CDIO 實驗教學的正常開展提供了良好平臺。為學生的主體專案實踐提供加工基本加工裝置，提高學生動手能力。
2. 3 機械工程CDIO 實驗教學體系
機械工程CDIO 實驗教學體系緊密結合浙江省特色產業集特別是製造業工程背景; 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、從裝配到除錯等工程實際實現過程，全部過程完全由學生為主體，具體如下:
( 1) 大一新生以認知教學為主，認知物件為具有浙江省產業特色的工程實際產品，如電動工具、汽車零部件、紡織機械等。
( 2) 大二學生組成專案團隊自主提出主題設計專案，根據所學知識，對其進行構思和設計。
( 3) 高年級學生在構思設計基礎上，完成對設計內容的製作和裝配，並對其進行除錯，完成工程實際產品的開發。
( 4) 教師和學生在實驗專案中扮演的角色發生較大改變，要求學生自主設計和完成實驗專案內容，實現被動接受教育到學生自主創新、設計和實施的轉變。
( 5) 運用專案管理知識體系對學生主題專案進行管理和考核。
2. 4 機械工程CDIO 實驗室的特點及優勢
機械工程CDIO 實驗室的建設以專案式實驗教學模式為主線，注重學生解決工程實際問題的能力，培養學生團隊協作精神，應用專案管理知識對實驗專案進行管理和考核，注重過程管理績效，加強學生在實驗專案的主體性和主觀能動性。面向機械工程領域問題，提出解決工程實際問題的構思方案，並根據方案進行設計和開發，並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專案的構思、設計、開發和實施的平臺，具有通用性，裝置利用率大大提高，真正做到實驗室開放。
3 機械工程CDIO 實驗室的執行機制
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工人現場答疑及處理專案實施過程中的問題，其餘時間安排專人值班。並做好原材料的領用。
3. 2 實驗室管理制度
為保證實驗室的正常運作和規範管理，制定了10 項規章制度，其中“加工裝置上崗管理制度”、“材料採購制度”和“材料領用制度”。
3. 3 做好實驗專案的管理
每個專案要嚴格按照專案管理的知識體系來實施，做好每個實驗專案的時間、成本、人力資源等安排。機械工程CDIO 實驗室的實驗專案，與傳統的實驗專案具有較大的不同。其自主申報主題專案，具有一定的開放性，結果不唯一，必須加強實驗專案過程管理，完善能真實反映實驗專案本質的專案評價體系。
4 結語
透過CDIO 實驗專案能較好地融合了“構想- 設計- 實施- 操作”的指導思想，提高了學生分析和解決實際問題的能力。培養在現代工程環境下的創新實踐能力，使學生具備一定專業級別的知識、能力和素質，使他們初步具備在現代工程環境下的團隊協作精神、交流溝通能力和多學科、大系統掌控能力。實驗室努力做好實行學生自主管理的全開放式模式，在全校範圍內實現實驗室共享。機械工程CDIO 實驗室的建設打破了傳統實驗室建設的理念，改革了實驗教學模式，提升了實驗教學效果。