獨立學(xué)院機械實驗室建設(shè)規(guī)劃與探索

程度上影響實驗的教學(xué)質(zhì)量。

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

2 機械實驗室建設(shè)目標(biāo)

機械類實驗室建設(shè)應(yīng)按照以培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的應(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)需要的新的實驗室結(jié)構(gòu)體系和先進(jìn)的實驗教學(xué)平臺，擴大實驗室開放，強化實驗教學(xué)資源共享，提高實驗教學(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)院的具體的實際情況以及教學(xué)改革，將理論教學(xué)和實驗教學(xué)相結(jié)合，構(gòu)建多層次開放式的實踐教學(xué)體系，搭建一個以培養(yǎng)學(xué)生實踐應(yīng)用能力為核心的機械實驗教學(xué)平臺。通過加強實驗室的建設(shè)，使之成為理論與實踐相結(jié)合的場所，從而鍛煉學(xué)生實踐動手能力，進(jìn)一步拓寬學(xué)生的知識面，為培養(yǎng)學(xué)生綜合創(chuàng)新素質(zhì)和發(fā)展科技活動打下堅實的基礎(chǔ)?？傊獜膶W(xué)院的實際出發(fā)，根據(jù)教學(xué)、科研的需要，統(tǒng)籌規(guī)劃，合理設(shè)置，以實現(xiàn)資源共享，提高投資效益［3］。

3 實驗室硬件設(shè)施建設(shè)規(guī)劃

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

機械基礎(chǔ)實驗內(nèi)容主要涵蓋“機械原理”“機械設(shè)計”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，加強實踐認(rèn)識，提高實踐能力的重要載體［5］。基礎(chǔ)實驗室的建設(shè)涉及的實驗種類較多，在經(jīng)費有限的情況下，除了常規(guī)的儀器設(shè)備，在滿足實驗教學(xué)要求的前提下，還可以采用各種設(shè)備或機構(gòu)模型來充實實驗內(nèi)容，讓學(xué)生更好地增長見識。實驗室需要承擔(dān)的具體實驗內(nèi)容包含以下3個方面。

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

2）驗證型實驗。通過驗證型實驗驗證理論知識，加深對課堂所學(xué)知識的理解，通過實驗操作還能初步培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，掌握基本的實驗方法和實驗理論。

3）綜合型實驗。要注重優(yōu)化重組基礎(chǔ)實驗教學(xué)內(nèi)容，通過綜合性的組合試驗臺或者實驗教學(xué)手段，充分調(diào)動學(xué)生的實驗積極性，讓他們在實驗過程中把握從基礎(chǔ)認(rèn)知到綜合設(shè)計的學(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 機電一體化綜合實驗室

掌握了一定的專業(yè)基礎(chǔ)實驗技術(shù)能力后，機電一體化實驗可以讓學(xué)生逐步提高系統(tǒng)綜合技術(shù)能力，該實驗室涉及的實驗課程有“機電裝備”“數(shù)控機床”“CAD／CAM技術(shù)”等。通過實驗可以讓學(xué)生初步掌握和了解多種技術(shù)在機電一體化生產(chǎn)設(shè)備和機電產(chǎn)品中的應(yīng)用，提高學(xué)生設(shè)計和應(yīng)用能力［6］。以數(shù)控機床或數(shù)控實驗平臺為主的實驗教學(xué)設(shè)備，不僅可以讓學(xué)生了解機電裝備的組成結(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，對現(xiàn)代加工企業(yè)有更深的認(rèn)識，也符合現(xiàn)代制造業(yè)對人才培養(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)奠定理論和實踐基礎(chǔ)。

3.3 機械創(chuàng)新實驗室

學(xué)科競賽對激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、創(chuàng)新意識和能力有著至關(guān)重要的作用，對培養(yǎng)創(chuàng)新型應(yīng)用人才有著積極的促進(jìn)作用。以競賽作為大學(xué)生科技創(chuàng)新實踐活動的載體，培養(yǎng)學(xué)生科研興趣，使眾多的學(xué)生參與其中，對學(xué)生工程意識、科學(xué)精神、協(xié)作意識、團隊精神、組織能力、競爭實力等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)能夠起到積極的作用［7］。機械系學(xué)生在近年來的機械創(chuàng)新設(shè)計大賽和工程訓(xùn)練綜合能力競賽上獲得了不少省級甚至國家級的獎項，甚至還有學(xué)生的作品申請了專利，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。因此，要在原有的基礎(chǔ)上加強機械創(chuàng)新實驗室的建立，可以為更多參加學(xué)科競賽的學(xué)生提供更好的平臺。要加大對創(chuàng)新實驗室的資金投入支持，除了常規(guī)的儀器工具和簡單設(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。提高實驗儀器設(shè)備的使用率，就是提高獨立學(xué)院辦學(xué)的投資效益［8］。實驗室采取開放式的管理，在保證學(xué)生正常實驗任務(wù)的前提下給予場地和設(shè)備的支持。同時，可以結(jié)合基礎(chǔ)實驗室適當(dāng)設(shè)計創(chuàng)新性型實驗或開放型實驗，做到實驗室資源設(shè)備的優(yōu)化利用的同時，全面提高學(xué)生的綜合能力。

3.4 機械虛擬實驗室

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

4 加強實驗室?guī)熧Y隊伍建設(shè)

實驗室的建設(shè)和發(fā)展離不開實驗技術(shù)人員個體素質(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、相對穩(wěn)定的實驗技術(shù)隊伍［10］。但是，獨立學(xué)院由于建校時間短，資金有限等自身原因，要在每個系都建立一支滿足實驗室建設(shè)目標(biāo)的專職實驗師資隊伍是不太現(xiàn)實的。作為獨立學(xué)院專業(yè)課的教師，應(yīng)該積極參與到實驗室的建設(shè)和課程實驗的教學(xué)當(dāng)中，還可以根據(jù)專業(yè)課程的特點設(shè)計綜合性和創(chuàng)新性的實驗，這對自身教學(xué)水平的提高也起到了輔助作用。同時，作為學(xué)科競賽的指導(dǎo)老師，還可以在實驗室對學(xué)生進(jìn)行專項性的指導(dǎo)，既幫助學(xué)生解決各種綜合性問題，也能促進(jìn)教師實驗指導(dǎo)水平的提高。當(dāng)然也需要專職的實驗教師，負(fù)責(zé)實驗室管理和常規(guī)實驗的指導(dǎo)工作，這樣，采取專職實驗教師和非專職實驗教師相結(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，共同提升實驗室的水平和層次。要從本質(zhì)上扭轉(zhuǎn)實驗技術(shù)人員在學(xué)校的地位，依靠健全的規(guī)章制度體系和激勵政策建設(shè)和管理實驗師資團隊［11］。學(xué)院要充分肯定實驗教學(xué)人員對學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)當(dāng)中的重要作用，既要為他們爭取提升能力的相關(guān)培訓(xùn)機會，也要給予他們適當(dāng)?shù)募钫摺?/p>

5 構(gòu)建實驗教學(xué)新體系

機械實驗室的建設(shè)還要堅持以學(xué)生為本的思想。由于獨立學(xué)院學(xué)生與母體學(xué)校的學(xué)生在學(xué)習(xí)能力、主動性等多方面存在差異性，獨立學(xué)院的實驗室要緊緊圍繞“應(yīng)用型人才”的定位目標(biāo)，不僅要在實驗設(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)的實驗教學(xué)內(nèi)容。要摒棄母體高?！爸乩碚摗⑤p實驗”的傳統(tǒng)觀念，把實驗教學(xué)提到與理論教學(xué)同等甚至更高的位置［12］。要在實驗教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行逐步完善，適當(dāng)增加實踐性較強的實驗項目，根據(jù)學(xué)生的接受能力靈活設(shè)計一些綜合性的實驗項目，幫助學(xué)生克服普遍存在的自覺性不夠的弱點，進(jìn)一步調(diào)動學(xué)生的實驗興趣，最大限度發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。同時還要進(jìn)一步優(yōu)化實驗教學(xué)方法，提高實驗教學(xué)的質(zhì)量，逐步建立開放型實驗教學(xué)模式，適當(dāng)增加學(xué)生的獨立思考和自主動手的機會，在掌握實踐技能的同時加深對知識的理解。另外，還要建立嚴(yán)格的實驗效果評價體系，對學(xué)生的實驗過程進(jìn)行監(jiān)督和管理，保證每一個學(xué)生的實驗質(zhì)量。

6 結(jié)束語

獨立學(xué)院普遍存在專業(yè)實驗室基礎(chǔ)薄弱的問題，做好實驗室的建設(shè)規(guī)劃對于獨立學(xué)院的建設(shè)和發(fā)展至關(guān)重要。本文僅從機械實驗室硬件和軟件建設(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，從而完善實驗室的建設(shè)。我們也將在建設(shè)和管理上進(jìn)行積極探索，推進(jìn)實驗教學(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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