谈机械工程CDIO实验室建设与研究论文
时间：2021-08-311 实验室建设及实验教学现状
我国高校实验室建设项目主要通过国家财政投入，其建设过程就是购买实验设备，开设相应实验项目，其中实验项目类型分为基本型、综合设计型和研究创新型，根据各个高校的层次差异，其项目类型之间的比例会有较大不同，一般情况下，基本型实验项目约占50%以上，综合设计型实验项目占35% 左右，研究创新性实验项目主要结合重点实验室的高端仪器设备或教师科研最新成果而转化的实验项目，其比例相对较少。教学活动分为实验教学和理论教学，传统实验室建设主要目的是满足实验教学的需要，为理论教学服务。一般为课内实验，其实验成绩作为整门课程总成绩的一部分; 也有单独设立学分的实验课程，其比例较小。
综合分析实验室建设和实验教学的现状，其存在如下弊端:
( 1) 传统实验室建设主要工作是根据实验室的专业性质，购买相应设备; 根据设备情况开设相应的实验项目，其设备共享困难，设备利用率低下。
( 2) 实验项目的设立主要满足理论课程知识点的训练，对专业体系的掌控能力和创新思维能力的培养基本未涉及; 即实验项目主要是对知识点的训练，线、面的训练很少，基于真实工程环境下的以项目式或问题式的实验解决方案未能开展，难以真正培养学生的团队协作精神和解决工程实际问题的能力。为解决上述问题，必须提出能培养学生在具备在现代团队开发环境中构思、设计、实施和运作具有创新价值的复杂工程系统的能力的实验室建设和实验教学体系，而结合CDIO 高等工程教育模式以构思、设计、实施及运作全过程为载体来培养学生的工程能力而建立的实验室能满足此要求。
2 机械工程CDIO 实验室的建设
基于CDIO 工程教育大纲，机械工程专业实验教学要实现四方面的职能: ①培养学生解决工程问题的基本实验能力，包括问题建模、实验设计、数据分析与归纳、实验结果交流与沟通等能力; ②培养学生具备良好的大工程观的工程基本素养; ③培养学生具备基于系统和创新思维的机械工程系统构思、设计、实施、运作等单元能力;④培养学生具备机械工程系统构思、设计、实施、运作等多学科、多目标集成的能力。论文阐述的机械工程CDIO 实验室是在机械工程原有实验室基础上衍生的为学生全面实行项目式实验教学模式，自主申报主题项目，掌握机械产品和系统生命周期四个阶段的工程实践与创新能力提供平台。
2. 1 实验室建设的指导思想
( 1) 采用基于CDIO 工程教育大纲的学生指导体系。实施项目式教学，学生特长互补，自由组合的方式，结成项目团队。以项目为中心、以学生团队为主体，课程教学组负责实验教学的'指导任务，项目实施阶段负责技术咨询和指导、过程监管和结果评定。
( 2) 以提升开放服务质量为中心，优化实验室的管理及运行体制。
( 3) 努力扩大实验室的受益面，推进实验室资源的共享，提高资源利用率。
( 4) 实验室提供必要的作业空间、加工平台、原材料及标准的零部件，为学生个性化的项目式教学提供保障。
2. 2 实验室建设的硬件条件
机械工程CDIO 实验室主要包括认知产品、产品构思设计平台、加工平台、装配测试平台及原材料领用仓库等五大类，为保证机械工程CDIO 实验教学的正常开展提供了良好平台。为学生的主体项目实践提供加工基本加工设备，提高学生动手能力。
2. 3 机械工程CDIO 实验教学体系
机械工程CDIO 实验教学体系紧密结合浙江省特色产业集特别是制造业工程背景; 遵从循认知到构思、从构思到设计、从设计到加工、从加工到装配、从装配到调试等工程实际实现过程，全部过程完全由学生为主体，具体如下:
( 1) 大一新生以认知教学为主，认知对象为具有浙江省产业特色的工程实际产品，如电动工具、汽车零部件、纺织机械等。
( 2) 大二学生组成项目团队自主提出主题设计项目，根据所学知识，对其进行构思和设计。
( 3) 高年级学生在构思设计基础上，完成对设计内容的制作和装配，并对其进行调试，完成工程实际产品的开发。
( 4) 教师和学生在实验项目中扮演的角色发生较大改变，要求学生自主设计和完成实验项目内容，实现被动接受教育到学生自主创新、设计和实施的转变。
( 5) 运用项目管理知识体系对学生主题项目进行管理和考核。
2. 4 机械工程CDIO 实验室的特点及优势
机械工程CDIO 实验室的建设以项目式实验教学模式为主线，注重学生解决工程实际问题的能力，培养学生团队协作精神，应用项目管理知识对实验项目进行管理和考核，注重过程管理绩效，加强学生在实验项目的主体性和主观能动性。面向机械工程领域问题，提出解决工程实际问题的构思方案，并根据方案进行设计和开发，并最终对其进行实施的过程。机械工程CDIO 实验室主要提供实验项目的构思、设计、开发和实施的平台，具有通用性，设备利用率大大提高，真正做到实验室开放。
3 机械工程CDIO 实验室的运行机制
3. 1 积极做好实验室的开放
机械工程CDIO 实验室做到全年每天开放，上班时间有专职教师及技术工人现场答疑及处理项目实施过程中的问题，其余时间安排专人值班。并做好原材料的领用。
3. 2 实验室管理制度
为保证实验室的正常运作和规范管理，制定了10 项规章制度，其中“加工设备上岗管理制度”、“材料采购制度”和“材料领用制度”。
3. 3 做好实验项目的管理
每个项目要严格按照项目管理的知识体系来实施，做好每个实验项目的时间、成本、人力资源等安排。机械工程CDIO 实验室的实验项目，与传统的实验项目具有较大的不同。其自主申报主题项目，具有一定的开放性，结果不唯一，必须加强实验项目过程管理，完善能真实反映实验项目本质的项目评价体系。
4 结语
通过CDIO 实验项目能较好地融合了“构想- 设计- 实施- 操作”的指导思想，提高了学生分析和解决实际问题的能力。培养在现代工程环境下的创新实践能力，使学生具备一定专业级别的知识、能力和素质，使他们初步具备在现代工程环境下的团队协作精神、交流沟通能力和多学科、大系统掌控能力。实验室努力做好实行学生自主管理的全开放式模式，在全校范围内实现实验室共享。机械工程CDIO 实验室的建设打破了传统实验室建设的理念，改革了实验教学模式，提升了实验教学效果。
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