基于CDIO模式的一體化機械工程實驗室體系構(gòu)建策略探討

雒 紅, 高 鑫

（1.山西工程技術(shù)學院 ;2.陽泉市上社二景煤炭有限責任公司,山西 陽泉 045000)

0 引言

實驗室教學是機械工程教育中的一個重要組成部分，對于培養(yǎng)學生的實驗能力和實踐能力具有至關(guān)重要的作用。但是，現(xiàn)階段我國各大高校實驗室的建設(shè)存在諸多的問題，比如：實驗儀器設(shè)備的利用率低、資金投入較少、實驗類型單一等，都在一定程度上導致實驗活動落后課堂理論教學，實驗質(zhì)量和效率低下。

CDIO模式正是在該社會背景下順勢而生的，該模式致力于鞏固學生的技術(shù)基礎(chǔ)和提高學生的實際能力，得到了工程教育界的廣泛關(guān)注，我國有很多的高校也將該模式引入了校內(nèi)。具體地，該模式包括構(gòu)思、設(shè)計、實施以及運行四個關(guān)鍵性關(guān)節(jié)，注重通過讓學生進行自主學習、實踐學習來培養(yǎng)和提高動手實踐能力。該模式包括12個標準，其中的“一體化的課程標準”和“一體化學習經(jīng)驗”的標準要求CDIO模式下的機械工程實驗室體系具備“一體化”特征。

1 CDIO模式下的工程實驗室模型

（1）體現(xiàn)工程實驗室結(jié)構(gòu)、層次的結(jié)構(gòu)一體化。構(gòu)建一體化的機械工程實驗室體系，應該將學科和專業(yè)特色有機的結(jié)合起來。各個實驗室都有著自己的專業(yè)性和學科性，它們相互之間的關(guān)系顯示了機械各個專業(yè)之間的關(guān)聯(lián)性。項目實驗室是實驗室體系中最基本的組成部分，各個項目實驗室之間都具有關(guān)聯(lián)性和層次性，有專門的實驗內(nèi)容和實驗目標，而實驗內(nèi)容和目標又共同組成了單元實驗室。而單元實驗室是基于理論知識和專業(yè)課程內(nèi)容建立的，符合課程體系的內(nèi)在要求，各個單元實驗室的總和構(gòu)成了一個整體的實驗室系列。這樣有利于將現(xiàn)有的實驗室資源整合起來，提高資源的利用率。

（2）體現(xiàn)工程實驗室知識和能力的一體化。構(gòu)建一體化的機械工程實驗室體系，應該在實驗室內(nèi)為學生搭建一個具有能力梯度的實驗室立體平臺，實現(xiàn)學生知識和能力的一體化。該立體平臺可以包括知識型、運用型、實踐型、設(shè)計型、綜合型以及創(chuàng)新型六個梯度的實驗室。其中，知識型實驗室為學生講授基礎(chǔ)的機械理論知識，鞏固學生對機械行業(yè)知識的掌握。運用型實驗室注重培養(yǎng)學生將在知識型實驗室學到的理論知識應用到實踐中的能力。實踐型實驗室強調(diào)提高學生的動手能力。設(shè)計型和綜合型實驗室注重培養(yǎng)學生的知識應用能力、理論實踐結(jié)合能力以及團隊合作能力等。創(chuàng)新型實驗室強調(diào)培養(yǎng)學生的綜合能力，突出學生的主體地位。

（3）體現(xiàn)工程實驗室內(nèi)學生做與學的一體化。構(gòu)建一體化的機械工程實驗室體系，應該加強對實驗項目的設(shè)計，不斷優(yōu)化實驗項目的內(nèi)容，從實驗室的實際情況和生產(chǎn)實踐中挖掘項目內(nèi)容。實驗內(nèi)容包括實驗準備、案例介紹以及實驗指導三個重要環(huán)節(jié)。其中，實驗準備指的是通過讓學生觀看與實驗相關(guān)的車間錄像或介紹相關(guān)書籍資料來為學生提供知識應用背景，增長學生的實踐知識。案例介紹指的是將復雜的實驗背景、原理和操作進行具體化和簡化，加快學生對實驗的適應。實驗指導指的是通過實驗方案設(shè)計等來鼓勵學生進行主動學習，自主構(gòu)思實驗對象。對實驗內(nèi)容進行科學合理的設(shè)計，有利于激發(fā)學生學習的積極性和主動性，實現(xiàn)學生做和學的有機結(jié)合。

2 構(gòu)建一體化實驗室體系的策略

（1）加強師資隊伍建設(shè)。加強教師團隊建設(shè)是CDIO模式下實驗室軟件建設(shè)的重要組成部分，CDIO強調(diào)提高教師的工程實踐能力和教學能力，培養(yǎng)雙師型教師。第一，通過支持校內(nèi)教師創(chuàng)辦企業(yè)、增強服務(wù)企業(yè)的意識來提高教師的實踐能力。第二，加強對青年教師的培養(yǎng)，實行校企合作，建立實習基地，為青年教師提供良好的鍛煉機會。第三，加強校企合作，引進企業(yè)優(yōu)秀工程師在校任教，同時招聘優(yōu)秀的企業(yè)職員參與到實驗項目的設(shè)計過程中。第四，加深教師對CDIO教育理念的了解，使得教師在教學工程中學會遵守CDIO的實驗教學標準。

（2）優(yōu)化創(chuàng)新實踐教學管理模式。改革實驗室管理體制是加強實驗室建設(shè)的重要舉措，高校應該致力于向?qū)W生開放機械工程實驗室、創(chuàng)新實驗室管理模式和教學模式，不斷提高實驗室資源的利用率，激發(fā)學生學習的主動性。轉(zhuǎn)變教師主導實驗過程，建立學生發(fā)揮主體作用、教師起到引導作用的創(chuàng)新實驗室，實現(xiàn)實驗室的高度自主性。在創(chuàng)新實驗室內(nèi)，學生可以向教室和其他同學展示自己的設(shè)計產(chǎn)品和實驗項目成果，教師可以在此過程中穿插一些競賽和評比環(huán)節(jié)，提高學生的自主參與度。

（3）實現(xiàn)實驗室體系的雙平臺、多途徑、優(yōu)化整合建設(shè)。首先，高校應該致力于將科研項目、學生創(chuàng)新項目以及自主實踐項目與實驗室建設(shè)有機的結(jié)合起來，拓寬建設(shè)各種不同實驗室的渠道。其次，高校應該加強政策支持，鼓勵教師在完成教學的同時進行科研工作，并未教師們提供專門的研究場地。然后，高校應該加強校企合作，聯(lián)合企業(yè)搭建工程實驗基地，實現(xiàn)高校和企業(yè)的互利共贏。最后，高校應該加強對校內(nèi)現(xiàn)有實驗室的優(yōu)化好改革，不斷接近CDIO模式下對于實驗教學的要求。

3 結(jié)束語

綜上所述，構(gòu)建基于CDIO模式下的一體化機械工程實驗室體系，對于優(yōu)化和改革現(xiàn)階段高校實驗室，對于提高學生的實驗能力、實踐能力以及創(chuàng)新能力，對于提高教師的工程實踐能力以及教學能力等，都具有至關(guān)重要的作用，理應引起高校足夠的重視，理應廣泛應用于各大高校實驗室的建設(shè)中。

[1]葛友華,陳西府,周海,惠學芹.基于CDIO模式的一體化機械工程實驗室體系構(gòu)建[J].中國電力教育,2013(32):168-169.

[2]周濟.中國機械工程教育現(xiàn)狀和未來發(fā)展方略[J].高等工程教育研究,2006(03):1-3.

[3]黃耀麗,尹傳高,雷厲.地方高校實驗室體制及專業(yè)實驗室建設(shè)的探討[J].實驗室研究與探索,2005(10):117-119.