獨(dú)立學(xué)院機(jī)械實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)劃與探索

獨(dú)立學(xué)院機(jī)械實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)劃與探索

程度上影響實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量。

在現(xiàn)有的資金和管理?xiàng)l件下，為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新的意識(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生積極參加機(jī)械學(xué)科競(jìng)賽，目前已經(jīng)初步建立了機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，旨在為學(xué)生創(chuàng)造科技創(chuàng)新的良好氛圍，提供創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和制作科技作品的平臺(tái)，為大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽和大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽獲得良好的成績提供了強(qiáng)大的支持和保障。同時(shí)，不可避免地存在缺少創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)備和綜合設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的情況，這也成為制約發(fā)展創(chuàng)新型教學(xué)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵因素。

2 機(jī)械實(shí)驗(yàn)室建設(shè)目標(biāo)

機(jī)械類實(shí)驗(yàn)室建設(shè)應(yīng)按照以培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的應(yīng)用型人才為目的，緊緊圍繞教學(xué)中心任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力；構(gòu)建高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)需要的新的實(shí)驗(yàn)室結(jié)構(gòu)體系和先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)室開放，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源共享，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和資源利用率［2］。要根據(jù)人才培養(yǎng)方案，結(jié)合學(xué)院的具體的實(shí)際情況以及教學(xué)改革，將理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，構(gòu)建多層次開放式的實(shí)踐教學(xué)體系，搭建一個(gè)以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力為核心的機(jī)械實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。通過加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，使之成為理論與實(shí)踐相結(jié)合的場(chǎng)所，從而鍛煉學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力，進(jìn)一步拓寬學(xué)生的知識(shí)面，為培養(yǎng)學(xué)生綜合創(chuàng)新素質(zhì)和發(fā)展科技活動(dòng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?？傊獜膶W(xué)院的實(shí)際出發(fā)，根據(jù)教學(xué)、科研的需要，統(tǒng)籌規(guī)劃，合理設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)資源共享，提高投資效益［3］。

3 實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)施建設(shè)規(guī)劃

結(jié)合學(xué)院當(dāng)前的實(shí)際情況，探索一條可行的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)之路是重中之重。要充分利用現(xiàn)有條件，有計(jì)劃地加強(qiáng)機(jī)械實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，逐步構(gòu)建多層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。在分步實(shí)施、分期建設(shè)的同時(shí)，還要注意跟蹤新技術(shù)的發(fā)展，不斷優(yōu)化、整合實(shí)驗(yàn)室的功能，充分體現(xiàn)出獨(dú)立學(xué)院建設(shè)實(shí)驗(yàn)室的意義［4］。3.1 機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要涵蓋“機(jī)械原理”“機(jī)械設(shè)計(jì)”等專業(yè)基礎(chǔ)課，它是學(xué)生鞏固理論課程所要求的基本知識(shí)，加強(qiáng)實(shí)踐認(rèn)識(shí)，提高實(shí)踐能力的重要載體［5］。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)涉及的實(shí)驗(yàn)種類較多，在經(jīng)費(fèi)有限的情況下，除了常規(guī)的儀器設(shè)備，在滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求的前提下，還可以采用各種設(shè)備或機(jī)構(gòu)模型來充實(shí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，讓學(xué)生更好地增長見識(shí)。實(shí)驗(yàn)室需要承擔(dān)的具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包含以下3個(gè)方面。

1）認(rèn)知型實(shí)驗(yàn)。在學(xué)生開始學(xué)習(xí)機(jī)械類課程之前，通過在實(shí)驗(yàn)室以圖片、實(shí)物模型等形式展示機(jī)械應(yīng)用的相關(guān)內(nèi)容，進(jìn)行學(xué)科引導(dǎo)，讓他們對(duì)機(jī)械有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，激發(fā)他們學(xué)習(xí)機(jī)械工程的興趣；在進(jìn)行專業(yè)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)時(shí)，通過演示型實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生認(rèn)知機(jī)構(gòu)的基本原理，建立起機(jī)械運(yùn)動(dòng)的直觀印象。

2）驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)。通過驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論知識(shí)，加深對(duì)課堂所學(xué)知識(shí)的理解，通過實(shí)驗(yàn)操作還能初步培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，掌握基本的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)理論。

3）綜合型實(shí)驗(yàn)。要注重優(yōu)化重組基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，通過綜合性的組合試驗(yàn)臺(tái)或者實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性，讓他們?cè)趯?shí)驗(yàn)過程中把握從基礎(chǔ)認(rèn)知到綜合設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

3.2 機(jī)電一體化綜合實(shí)驗(yàn)室

掌握了一定的專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技術(shù)能力后，機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生逐步提高系統(tǒng)綜合技術(shù)能力，該實(shí)驗(yàn)室涉及的實(shí)驗(yàn)課程有“機(jī)電裝備”“數(shù)控機(jī)床”“CAD／CAM技術(shù)”等。通過實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生初步掌握和了解多種技術(shù)在機(jī)電一體化生產(chǎn)設(shè)備和機(jī)電產(chǎn)品中的應(yīng)用，提高學(xué)生設(shè)計(jì)和應(yīng)用能力［6］。以數(shù)控機(jī)床或數(shù)控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為主的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備，不僅可以讓學(xué)生了解機(jī)電裝備的組成結(jié)構(gòu)，還可以利用CAD／CAM技術(shù)直接制造出實(shí)物或者模型。在條件允許的情況下，還可以考慮引進(jìn)柔性制造系統(tǒng)，不但能夠讓學(xué)生開闊眼界，對(duì)現(xiàn)代加工企業(yè)有更深的認(rèn)識(shí)，也符合現(xiàn)代制造業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)的需求，為今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)和研究相關(guān)的先進(jìn)制造技術(shù)奠定理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。

3.3 機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室

學(xué)科競(jìng)賽對(duì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、創(chuàng)新意識(shí)和能力有著至關(guān)重要的作用，對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新型應(yīng)用人才有著積極的促進(jìn)作用。以競(jìng)賽作為大學(xué)生科技創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的載體，培養(yǎng)學(xué)生科研興趣，使眾多的學(xué)生參與其中，對(duì)學(xué)生工程意識(shí)、科學(xué)精神、協(xié)作意識(shí)、團(tuán)隊(duì)精神、組織能力、競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)能夠起到積極的作用［7］。機(jī)械系學(xué)生在近年來的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽和工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽上獲得了不少省級(jí)甚至國家級(jí)的獎(jiǎng)項(xiàng)，甚至還有學(xué)生的作品申請(qǐng)了專利，既為其他學(xué)生起到了良好的帶頭作用，也為學(xué)院取得了不少的榮譽(yù)。因此，要在原有的基礎(chǔ)上加強(qiáng)機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的建立，可以為更多參加學(xué)科競(jìng)賽的學(xué)生提供更好的平臺(tái)。要加大對(duì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的資金投入支持，除了常規(guī)的儀器工具和簡(jiǎn)單設(shè)備外，還要購置一批用于學(xué)生制作科技作品的專業(yè)設(shè)備。提高實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的使用率，就是提高獨(dú)立學(xué)院辦學(xué)的投資效益［8］。實(shí)驗(yàn)室采取開放式的管理，在保證學(xué)生正常實(shí)驗(yàn)任務(wù)的前提下給予場(chǎng)地和設(shè)備的支持。同時(shí)，可以結(jié)合基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室適當(dāng)設(shè)計(jì)創(chuàng)新性型實(shí)驗(yàn)或開放型實(shí)驗(yàn)，做到實(shí)驗(yàn)室資源設(shè)備的優(yōu)化利用的同時(shí)，全面提高學(xué)生的綜合能力。

3.4 機(jī)械虛擬實(shí)驗(yàn)室

由于機(jī)械實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)涉及的范圍廣，投入大，費(fèi)用也高，但在實(shí)際建設(shè)的過程中受到場(chǎng)地和經(jīng)費(fèi)的制約，很難一步到位，也很難將課程涉及的實(shí)驗(yàn)設(shè)備配齊，而且學(xué)生人數(shù)較多，設(shè)備少，實(shí)驗(yàn)條件有限，有些實(shí)驗(yàn)教學(xué)無法有效地開展。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)械實(shí)驗(yàn)教學(xué)適應(yīng)計(jì)算機(jī)時(shí)代的發(fā)展，改進(jìn)教學(xué)手段，有必要建立機(jī)械虛擬實(shí)驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)機(jī)械實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)虛擬和網(wǎng)絡(luò)化。通過借助于多媒體、仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)在計(jì)算機(jī)上營造可輔助、部分替代甚至全部替代一些傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)各操作環(huán)節(jié)的相關(guān)軟硬件操作環(huán)境。虛擬實(shí)驗(yàn)室要實(shí)現(xiàn)功能的多樣化，既可以通過三維虛擬交互軟件的形式對(duì)各種機(jī)械零件、機(jī)構(gòu)傳動(dòng)模型進(jìn)行展示，完成認(rèn)知實(shí)驗(yàn)；也可以通過三維動(dòng)畫的形式完成覆蓋機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造與工藝、數(shù)控技術(shù)等相關(guān)的專業(yè)課程同步實(shí)驗(yàn)，在逼真的虛擬場(chǎng)景中將理論與實(shí)際相結(jié)合；還可以利用仿真軟件完成一些綜合實(shí)驗(yàn)，比如輔以數(shù)控編程仿真軟件模擬零件加工過程，進(jìn)行數(shù)控機(jī)床實(shí)訓(xùn)，利用減速器裝配設(shè)計(jì)模擬軟件實(shí)現(xiàn)虛擬的交互操作，完成減速器的自主拆裝等。虛擬實(shí)驗(yàn)室可以一定程度上實(shí)現(xiàn)較低成本建設(shè)，節(jié)約教學(xué)資源和資金，彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的不足和實(shí)驗(yàn)條件的欠缺，加快現(xiàn)代教育技術(shù)在教學(xué)、實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練和學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)中的應(yīng)用［9］。

4 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室?guī)熧Y隊(duì)伍建設(shè)

實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和發(fā)展離不開實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員個(gè)體素質(zhì)和群體智慧效能的提高，因此，要努力建設(shè)一支素質(zhì)優(yōu)良、結(jié)構(gòu)合理、相對(duì)穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)技術(shù)隊(duì)伍［10］。但是，獨(dú)立學(xué)院由于建校時(shí)間短，資金有限等自身原因，要在每個(gè)系都建立一支滿足實(shí)驗(yàn)室建設(shè)目標(biāo)的專職實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍是不太現(xiàn)實(shí)的。作為獨(dú)立學(xué)院專業(yè)課的教師，應(yīng)該積極參與到實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和課程實(shí)驗(yàn)的教學(xué)當(dāng)中，還可以根據(jù)專業(yè)課程的特點(diǎn)設(shè)計(jì)綜合性和創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)，這對(duì)自身教學(xué)水平的提高也起到了輔助作用。同時(shí)，作為學(xué)科競(jìng)賽的指導(dǎo)老師，還可以在實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生進(jìn)行專項(xiàng)性的指導(dǎo)，既幫助學(xué)生解決各種綜合性問題，也能促進(jìn)教師實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)水平的提高。當(dāng)然也需要專職的實(shí)驗(yàn)教師，負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室管理和常規(guī)實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)工作，這樣，采取專職實(shí)驗(yàn)教師和非專職實(shí)驗(yàn)教師相結(jié)合的模式，明確分工，互相協(xié)作，不僅可以節(jié)省人力上的資金投入，還能起到相互促進(jìn)的作用，共同提升實(shí)驗(yàn)室的水平和層次。要從本質(zhì)上扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員在學(xué)校的地位，依靠健全的規(guī)章制度體系和激勵(lì)政策建設(shè)和管理實(shí)驗(yàn)師資團(tuán)隊(duì)［11］。學(xué)院要充分肯定實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)當(dāng)中的重要作用，既要為他們爭(zhēng)取提升能力的相關(guān)培訓(xùn)機(jī)會(huì)，也要給予他們適當(dāng)?shù)募?lì)政策。

5 構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系

機(jī)械實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)還要堅(jiān)持以學(xué)生為本的思想。由于獨(dú)立學(xué)院學(xué)生與母體學(xué)校的學(xué)生在學(xué)習(xí)能力、主動(dòng)性等多方面存在差異性，獨(dú)立學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室要緊緊圍繞“應(yīng)用型人才”的定位目標(biāo)，不僅要在實(shí)驗(yàn)設(shè)備的配置上滿足要求，還要根據(jù)學(xué)生的能力水平制定科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。要摒棄母體高?！爸乩碚?、輕實(shí)驗(yàn)”的傳統(tǒng)觀念，把實(shí)驗(yàn)教學(xué)提到與理論教學(xué)同等甚至更高的位置［12］。要在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行逐步完善，適當(dāng)增加實(shí)踐性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，根據(jù)學(xué)生的接受能力靈活設(shè)計(jì)一些綜合性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，幫助學(xué)生克服普遍存在的自覺性不夠的弱點(diǎn)，進(jìn)一步調(diào)動(dòng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，最大限度發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。同時(shí)還要進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，逐步建立開放型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，適當(dāng)增加學(xué)生的獨(dú)立思考和自主動(dòng)手的機(jī)會(huì)，在掌握實(shí)踐技能的同時(shí)加深對(duì)知識(shí)的理解。另外，還要建立嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)體系，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行監(jiān)督和管理，保證每一個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)質(zhì)量。

6 結(jié)束語

獨(dú)立學(xué)院普遍存在專業(yè)實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)薄弱的問題，做好實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)規(guī)劃對(duì)于獨(dú)立學(xué)院的建設(shè)和發(fā)展至關(guān)重要。本文僅從機(jī)械實(shí)驗(yàn)室硬件和軟件建設(shè)方面進(jìn)行了分析，提出了一些可能的建設(shè)方案和改進(jìn)措施，從而完善實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。我們也將在建設(shè)和管理上進(jìn)行積極探索，推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和創(chuàng)新管理，提高學(xué)院的教育教學(xué)質(zhì)量。

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