构建工程训练机电一体开放型实验平台

摘 要：随着社会对人才素质的要求越来越高,传统的工程训练存在着教学与需求相互脱节的情况,建立开放型的教学体系,通过网络与实践相结合的方式,将改变原来封闭、单一的教学运作模式,充分发挥工程训练中心在教学、科研、社会怎么写作中的作用,为社会培养既有丰富文化知识,又有实践动手能力的创新型实践型人才提供有力的保障.

关 键 词：工程训练开放型实验平台网络

一、前言

随着现代科技的迅猛发展,社会对人才素质的要求越来越高,培养创新型、应用型人才是目前我国高校人才培养的重要目标.实验室作为高校培养人才的重要基地,必须适应这一人才培养目标.

随着国家对各类高校的资金的投入,国内各高校也加强了实验室的建设,各专业实验室实习条件有了很大的改观,基本上满足了教学的需要,但由于受到传统实验教学模式的影响,各门课程的实验过于强调各自的独立性和完整性,仍然存在着演示、验证性实验为主,严格按教学计划安排实验教学,实验教材模式单调,实验的操作步骤叙述详尽,学生“照方抓药”,严重束缚了学生创造思维,不能够积极主动地调动学生自主学习的积极性.学生对仪器设备的运行、操作不熟悉,对问题研究不深入,因此无法满足素质教育的要求.而且实验室分属各院、系、教研室,各实验室片面追求小而全,设备重复购置,而各学院、系只注重对理论知识的复习和巩固,忽略了对实践技能的训练,因此造成了仪器设备的使用效率低,资源的大量浪费.

因此加强工程训练、增强工程教育实践、培养工程科技人才成为了高校教育的重中之重.开放型实验即是基于该教学理念,在理论实验教学基础上发展而来,是着重培养学生的创新意识,培养创新型人才的重要环节.2005年北京航空航天大学电子信息工程学院独创的“OIBK01通信原理开放性实验教学平台”就是基于这种理念,广东中山大学综合技能训练实验平台、清华大学E-Compass网络及通讯技术实验教学平台等一批国内高校都建立相应的开放型实验教学平台.

二、工程训练中心开放实验室的目标与意义

工科院校建立工程训练中心的初衷就是培养和提高学生的实践能力和综合能力,使学生对所学的理论知识融会贯通,并加以巩固.开放型实验可以在实验过程中积极思维,尝试独立解决所遇到地实际问题,掌握各种实验手段及实验设备的原理和操作方法.在实验过程中不断地计算、修正和选材,学生可以在教师的指导下,养成独立分析,解决问题的习惯,培养学生的实验兴趣,让学生真正在实验中锻炼自己的能力.

“以学生为中心”学生自主选题,因材施教.在时间和内容上满足不同层次学生的需要.学生在完成规定的工程训练的基础上,自主选题,教师指导,独立完成.选题可以是理论课数据的验证,也可以是社会上需求的热门问题,通过独立选题,主动思考、自主研究、自行设计、实践操作和系统分析等环节,实现了学生的自主学习,培养学生的创新意识,提高了学生的综合能力,迎合了学生的求知心理,为爱好实验的学生提供钻研的机会.为学生的择业和就业奠定了基础.

建立有效的开放型实验室管理制度,进一步明确实验室人员的工作职责,建立管理员对实验室的绝对负责制,从实验的准备、实验的安全、实验的进程等方面及时跟进全面了解.加强对实验指导教师的培训.定期轮流进行,使其不断的更新知识,吸取新技术、新方法,在开放型实验工作才能有所创新.我国现有的实验教学模式中,验证型多于创新型,模拟型多于实战型,限制型多于自由型,单一型多于综合型.

开放实验是以动手实践能力和创新意识培养为主题,同时促进实验教学模式的转变.在实验内容上和安排上,要注重次序性和连续性,突出先进技术、科研思维和研究方法的引入,为学生掌握先进的技术和方法创造了条件,不但调动了学生参与实验的主观能动性,又达到了科研思维和创新意识培养的目标.

工程训练中心设备齐全,种类繁多,基本涵盖了工科类专业所涉及的所有学科,这是其他学院实验室无法比拟的,中心指导教师具有丰富的生产实践经验和理论教学经验,一直以来是学生实习和学校各院系科技加工的首选基地.工程训练中心设立开放型实验教学平台,在时间和内容上能够满足不同层次学生需要,将实验教学从以教师为主体转移到以学生为主体的教学活动中来,将学习的主动权交给学生自已,实现个性化教育,培养学生创新意识和实际动手能力.

1.组成一支涵盖机械加工、电子工程、计算机软件、自动化等学课的具有高学识、高水平、高专业技能的教师队伍,引导和努力学生注重专业技能和实践能力的训练,培养学生参与创新实践项目的兴趣,调动学生的积极性.

2.实验室采用全天开放、预约开放等形式对学生开放,在时间上保证学生有一定的选择余地,充分利用现有实验室资源和实验项目的特点,在时间上不加以限制.

3.建立“以学生为主,指导教师为辅”的实验教学模式,根据学生自己的兴趣和爱好,自主创立实验项目,确保学生能充分利用中心各教学部的设备资源,由指导教师引导进行跨专业跨学科制作.

4.将不同层次和特长的学生组建成具有竞赛实力的创新实践团队,通过“合理分工,多元化合作”,培养学生的团队合作精神,为学校储备人才.

5.创建实验室开放监督和评价体系,通过对实验项目的确定、实施、效果、仪器设备的使用和维护等全过程的监督与评估,不断改进完善开放性实验室教学模式,不断提高实验指导教师的整体水平.

三、更新实践教学理念,改革工程实践教学模式

我校工程训练中心是校级实验教学单位,实行学校统一领导、分级管理的体制,是学校面向全日制学生的实习实训、培养学生综合工程实践能力和工程创新精神的工程实践训练平台,也是为社会职业培训和科研成果转化的基地.是在国内较早提出大学四年工程训练不断线的中心之一.目前有四个教学平台,即传统机械加工教学平台,数控加工教学平台,电工电子教学平台,计算机技术及软件应用教学平台,13个教学模块,57子项,并通过多年的实践和探索形成了三个层次的教学模式,即基础性实验（金工实习）、综合设计性实验（生产专业实习）、研究性实验（毕业实习）.每年接纳实训学生人数1.2万人左右,各类设备2420台套,各专业实习指导教师89人.由于各个教学平立成体系,在教学中各自为战,知识结构没有很好的融合贯通,使学生在实践中的不知所措无从下手.首先开展座谈会和调查报告的等形式进行调研,分别与材料科学与工程学院、航空制造学院、环境与化学学院等7个院系以及学生的创新协会举行座谈；了解在科研加工、“三小制作“、毕业设计、各类竞赛以及学生创新制作等方面的困难和需求.通过座谈了教师们普遍感到学生在制造等方面的能力和水平相差较大,创新思维较为单一,大部分同学还停留在模仿,仿制阶段,不能很好的应用所学的加工方法合理分配.无形中加大了教师的工作量.在于同学们座谈时,感到学生们的创新热情很高,但苦于无从下手,遇到问题不知如何解决,从何入手,理论教师普遍缺乏实践能力,创新加工不能很好的衔接,并且缺乏必要的场所等等.

针对学校教师和同学反映的情况,利用中心现有的设备进行功能性的整合,把常用并具有加工能力又便于操作的设备功能化、规范化,列出设备清单,并在中心的网站上公布,把一些典型零件的图纸及工艺也在网站上公布,让学生了解自己的需要,不定期地介绍部分作品的加工方法及工艺,实现全中心资源共享,达到资源合理配置和高效利用的目的.

建立实验室管理制度、操作规程、加工范围,并在实验室显著的位置悬挂,明确实验室人员的工作职责,建立实验日志,学生进入实验室签字,明确责任,防止设备仪器损坏,杜绝人员损伤等事故发生.

加强实验人员的培训和引进.制定实验人员培训制度,定期轮流对实验人员进行培训,不断地更新知识,吸取新技术.并根据中心发展需要引进具有较高理论知识,又有一定实践能力的实用型人才.

四、明确训练目标,优化训练内容

经过前期的调研,通过优化整合,各实训部的实验项目上网公布,在实验前就可以知道实验的内容、器材以及详尽的工艺流程,并可以在实验前做好相应的准备,以免在实验后无所事事,无从下手.实验的项目即有相对独立的也有相互关联的.项目的设定是根据学生个体的差异以及兴趣,采取不同训练要求,明确训练目标,设置不同训练项目,使学生完成构思、设计、实施、运行等系统训练,培养学生的工艺设计、工程管理和成本控制以及责任意识等,强调系统性与整体性.进行多课程的综合实训,各部门之间的运作又充分体现系统特性,共同创建综合性训练项目,扩充教学内容,注重各学科之间的知识交叉、渗透和综合,使学生在训练过程中掌握各部门课程知识之间、理论和实际之间的联系,从而引导学生在实践中掌握知识和技能,培养学生主动学习探索的精神,使学生的动手能力得到锻练,达到培养学生综合应用能力的目的.并且改变以往的评价体系,充全发挥训练的导向性和激励性,激励学生按照评价标准去做,使训练的目的变成学生努力追求的目标,同时也激励教师朝着培养目标的方向提高自身的素质.

五、重视软硬件建设,获得资源共享

经过几年的建设,2010年新的工程训练中心大楼竣工并交付使用,总占地面积2.3万m2,教学环境大为改善,经过资源整合和重组,并将有关学院相同或相似的教学设备进行了整合,实行了集中投入、统一管理、共同使用,使得教学水平上了一个新台阶,并涵盖了工科院校所有专业的实习实训任务.除完成教务处下达的实习和实验教学任务外,还承接了相关院系课程设计、生产实习、毕业实习等教学任务,以及为学生提供课外科技制作加工、教师的科研加工等,并且提供竞赛场地和实验场地等.工训中心新增开放型实验52项,利用自身优势积极参与并组织了历届“全国大学生综合能力竞赛”省赛、校赛的加工和比赛场地,参与机器人、无人飞机的加工与研发,优秀教师领衔的“机械创新大赛”“三小制作”等项目.

六、立足现有,持续发展

根据学校的发展宗旨,中心坚持以实践教学改革带动中心建设,充分发挥工程训练教学在应用型人才培养中的重要作用,立足于现有设备和资源,进行可持续的发展,充分体现中心的先进性、综合性、实践性和创新性的特点,进一步加强现代化教学建设,建成完善、先进的网络学习与管理系统,继续加强师资队伍和教学科研建设,以专业领航的模式促进教学队伍的整体水平的提高,以市场为导向挖掘自身潜力,多方位开展实验技能培训,更好地为地方经济建设怎么写作,以国家级实验教学示范中心为契机,提高实验教学质量,并逐步建成具有一定影响和辐射作用的国家示范中心.

七、结语

工程训练中心作为实验教学中的一员,又是培养应用型人才的基地,必须抓住机遇,全面推进实习实训教学改革和实验室的建设,提高实践队伍的素质和实训教学管理水平,加快培养学生实践能力和创新能力,以实现高等教育历史性的跨越,使实验室工作真正成为学校建设的亮点,为国家培养高素质创新型人才供保证.