機械基礎省級實驗教學示范中心建設與探索

吳 軍， 周兆忠， 張元祥， 宋曉華

(衢州學院 機械工程學院，浙江 衢州 324000)

0 引 言

為滿足社會經濟發展需求，革除傳統實驗教學弊端，提高應用型人才培養質量，加強學生實踐創新能力建設，國家先后建立了多批實驗教學示范中心，以此促進高校人才培養。機械基礎實驗教學示范中心先后于2010年和2015年兩次入選浙江省省級實驗教學示范中心，是浙西地區應用型人才培養和創新實踐基地。中心依托浙江省衢州空氣動力裝備技術創新服務平臺和“機械制造及其自動化”省一流學科，牢固樹立“育人為本、實踐為基、創新為魂”的教育理念，把實驗教學作為培養學生實踐能力和創新能力的重要方法和手段，適應學生不斷發展的個性化需求[1]。

1 建設理念

牢固樹立育人為本、實踐為基、創新為魂的教育理念，按“基礎實驗—綜合設計實驗—創新實驗”模式實施教學，把實驗教學作為培養學生實踐能力和創新能力的重要方法和手段，作為鞏固學科知識、訓練科研素養、培養理論聯系實際作風的重要途徑。實驗中心根據學校特色和自身優勢，堅持 “抓三基(基本原理、基本方法、基本操作)、推三新(新體系、新內容、新方法)、促三能(學習能力、實踐能力、創新能力)”的建設思路，注重培養學生創新能力和綜合實踐能力。以學生為主體，以教師為主導，實踐教學與理論教學并重，室內實驗與工程實踐并舉，科學教育與人文教育相互融合，注重在實踐中培養學生科學的態度、嚴謹的作風、創新精神和對知識的綜合運用能力[2]。

改變傳統的“課堂—實驗室”兩點一線式的育人模式，構建“課堂—實驗室—創新服務平臺(協同中心)”三點一面的開放式卓越人才育人環境(見圖1)。

圖1 育人環境

2 實驗教學

2.1 創新實驗教學體系

為加強地方院校應用型人才培養的質量，達到服務地方、服務社會的目的。中心根據自身特色和專業特點，緊緊依托浙江省衢州空氣動力裝備技術創新服務平臺，整合校企資源，內外融合，協同育人，構建了特色鮮明的“實驗與工程實踐雙向交互”的實驗教學體系(見圖2)。校內實驗(包括基礎型實驗、綜合設計型實驗和研究創新型實驗)和工程實踐(認識實習、工程訓練、工程綜合實踐)深度融合、雙向互動，體現了工程教育產學研密切結合的特點，強化了實踐教學在人才培養中的作用和地位[3](見圖3)。

圖2 實驗實踐結合、雙向交互模型圖

圖3 實驗實踐教學體系

其中校內實驗由課程實驗、畢業設計實驗、科技活動實驗三部分組成[4]，工程實踐環節則由認識實習、工程訓練、工程綜合實踐三部分組成。相關實驗、實訓項目的開展由中心和平臺部分企業共同承擔，其中軸承測試實驗就由中心與常山捷姆軸承有限公司共同負責開展，機械零部件精密測量實驗則由中心與衢州市質檢中心共同負責開展，典型零部件認識實習及相關工程訓練和綜合實踐活動則由紅五環集團、開山集團與本中心共同實施。目前，中心共開設相關實驗課程24門，其中獨立設置課程有10門，累計開設實驗項目141項，其中三性實驗比例達到66.7%。

同時，隨著平臺創新服務項目的開展，中心鼓勵學生參與相關科研項目的研究，充分利用中心各類實驗設備，提升自身實踐應用能力，服務地方社會[5]。

2.2 改革實驗教學方法

(1) 分層分類教學法。中心始終堅持以“發展個性、因材施教”為基本原則，以“分層培養、啟發創新”為基本教學思路，實行必修與選修相結合，課內學習和課外創新訓練相結合的教學方式，對不同的實驗項目采用不同的教學方法?；炯寄軐嶒灲虒W采取教師現場授課和指導實驗的教學方法；綜合提高型實驗內容實行教師引導、學生自主實踐的教學方法；設計創新型實驗項目主要采取學生自主設計、教師適當引導的開放式教學方法[6]。

(2) 問題導學、互動探究式教學方法。中心為激發廣大學生的自主學習能動性，采用“問題導學、互動探究”式教學方法(見圖4)。在實驗教學的課前、課內和課后3個階段都堅持學生學習的主體地位，體現科學探索與研究過程，再現知識的形成過程，深化對基本概念和原理的理解；同時發揮教師的引導作用，從而提高學生的學習能力、創新能力、交流能力、分析解決問題的能力?！皢栴}導學、互動探究”教學法要求學生課前根據問題自行查閱資料，課內可以小組互動討論，教師加以輔助引導，課后完成總結分析。

圖4 “問題導學、互動探究”式教學方法

(3)專題案例式教學法。在部分實驗教學過程中采用“專題案例式教學方法”，選取有代表性的專題案例，通過合理的設計將實驗課程教學中的各獨立知識模塊進行有機的整合，建立以“專題案例”為載體的相對系統、完整的知識體系。在將分散、獨立的知識點以“知識鏈”的形式溶入整個實驗教學過程的同時，以“選題”的形式為學生設計并下發“學生選題”，引導學生在教學過程的基礎上以“選題組”為單位，通過協作、調研完成“學生選題報告”，并安排“學生選題匯報課”，讓學生對自身選題成果進行展示。從而構建以“專題案例”為基礎展開的綜合化、系統化課程模式，優化實驗課程課堂教學效果[7]。

2.3 優化實驗教學手段

(1)多媒體教學。充分利用中心的多媒體教學條件、豐富的多媒體教學資源和良好的實踐教學環境，將有關專業課的課堂教學與實驗教學緊密結合。通過生動的圖像、形象的動畫、來自于工程實際的視頻文件和中心實際實驗設備，生動、形象、快速地引導學生理解課程知識，有利于理論與實際聯系，提高學生學習興趣，拓寬學生知識面，提高教學效率和教學效果。

(2)虛擬仿真。在進行創新型實驗教學時，采用“理論準備一虛擬實驗一實物實驗” 的方式，要求學生根據實驗要求先進行虛擬設計仿真，再進行實物拼裝實驗。通過“理論準備一虛擬實驗一實物實驗”這一過程，學生可初步掌握從明確設計任務到方案設計、模擬仿真驗證、實物實驗驗證這一機械產品設計的一般過程，為今后的創新設計工作打下良好的基礎[8-9]。

(3)網絡云平臺。中心將實驗教學視頻、課件、教案等資料上傳至網絡云平臺，每名學生可通過微信賬號關注網絡實踐教學平臺，下載自己所需要的學習資料，為學生課前預習，課后復習提供了堅實的技術保障。同時教師可通過網絡云技術實現課堂、實驗室同時異地互動教學，學生均可通過微信直播進行課程在線學習。利用網絡云平臺技術，有效的拓展了學生學習資源，加強了實驗學習的靈活性[10]。

2.4 加強管理機制改革

(1)完善管理體制。機械基礎實驗教學中心實行校院二級管理。學校設備處為主管實驗室工作的機構，負責全校實驗室的建設和管理工作；分管學院則具體負責本中心的實踐教學計劃實施、設備購置方案規劃、實驗隊伍建設等各項工作。中心配有主任1名、副主任2名，主任由二級學院院長兼任。中心在學校分管實驗設備工作的副校長領導下，實行中心主任負責制。中心主任全面負責中心的各項工作，對所屬分中心實行人、財、物統一管理，統籌建設，資源開放共享。

圖5 中心信息平臺構架

(2)加強信息化管理，實現實驗室開放。根據中心建設需求，開發了機械基礎實驗教學中心管理平臺。通過該平臺，可實現實驗教學課程管理、實驗室開放預約管理、實驗室安全準入考試管理、實驗設備資產管理。同時該平臺還融合了相關虛擬實驗和精品課程資源。通過現代信息技術的管理，可大大降低傳統管理資源成本，提高中心運行效率。

(3)強化管理制度。沒有規矩，不成方圓。中心自成立以來，明確相關人員職責，建立了一系列規章制度。如：“機械基礎實驗教學中心工作規程”“實驗中心教學規范” “實驗中心工作質量標準” “實驗中心安全規章制度” “實驗室開放項目實施管理辦法”等。中心各級人員嚴格履行各項規章制度管理辦法，切實維護好中心各類建設發展。

2.5 提升師資隊伍建設

建設高水平的機械基礎實驗教學中心，必須有一支高水平的實驗教學隊伍。中心從以下五方面著手，狠抓師資 隊伍建設。

(1) 加強實驗專職隊伍建設，著力調整實驗技術人員的學歷、職稱結構，支持和鼓勵實驗教學的教師和實驗技術人員在職攻讀碩士、博士學位，充分利用實驗教學中心的條件開展教學研討和對教師、實驗技術人員進行新知識新技術培訓，改變實驗教學隊伍的知識結構和能力結構，提高實驗中心學術、技術水平和實驗教學質量。

(2) 設置實驗技術關鍵崗、骨干崗等崗位，制定各崗位職責，崗位開放應聘，競聘上崗。根據學校實驗技術人員崗位分類和崗位分級聘任情況，機械基礎實驗教學中心積極開展了以實驗技術人員履行崗位職責為核心的崗位分類和工作量化考核，制定了相關的考核辦法，初步建立了實驗技術人員按崗位職責考核的考核辦法，對促進實驗技術人員認真履行崗位職責、做好本職工作，為中心建設做好支撐服務起到了積極作用。

(3) 開展多種形式的崗位培訓，組織人員參加全國高校實驗教學儀器展覽、積極參加國內外的各種進修和培訓。中心設立實驗教學和實驗室建設研究項目，舉行實驗教學改革和實驗室建設研討會，培養實驗教師和專職實驗技術人員的業務能力和研究能力，開展了實驗室工作質量體系建設全員培訓[11]。

(4) 支持鼓勵教師和實驗技術人員開發新實驗和研究開發新實驗裝置和設備，通過在實驗中心和學校立項，簽定協議，學校提供相應的經費支持，并實行成果驗收制，對按協議完成的項目，計算業績點，并作為年終考核的依據。

(5) 中心與國內一流大學、科研院所、企業協同培養人才，做好教師進修培養等工作。截至目前已有多名教師分別前往浙江大學、西安交通大學(與紅五環集團公司聯合培養)、杭州軸承研究所、開山集團開展為期1～2年的訪問學習。

3 建設成果

中心自建成以來始終秉持“育人為本、實踐為基、創新為魂”的教育理念，切實貫徹省教育廳關于實驗示范中心建設的四項基本準則：①資源整合，內外融通；②教研互動，更新內容；③虛實結合，管理創新；④校企共建，協同育人。中心教師依托浙江省衢州市空氣動力創新服務平臺、“機械制造及其自動化”省級一流學科，先后承擔了國家級科研項目4項，省部級科研項目15項，獲授權國家發明專利12項，SCI、EI收錄期刊48篇，主持省級教學改革及課堂教學改革項目11項，其中“機械類專業全程交互式應用型創新人才培養模式的研究與實踐”項目獲省教學改革成果二等獎，實驗性課程“數控編程與加工技術課程”獲省級精品課程項目立項。主編教材9本，其中省級重點教材3本。學生依托實驗教學示范中心，在各類學科競賽中先后獲得國家級獎項11項，省部級獎項17項，獲授權實用新型專利10項，發表學術期刊論文17篇。

中心充分發揮自身綜合協調能力，設備和人才優勢，建立儀器數據庫，實現資源共享，采用開放型運行機制，為企業提供產品開發試驗、驗證、中試服務；產品質量標準制定及測試測評服務；新產品和生產工藝開發設計；新技術轉移服務。先后與開山集團聯合攻關生物質新能源裝備關鍵技術，合作建立空氣動力裝備數字化設計與制造技術中心；與紅五環集團合作建立螺桿膨脹機聯合研發中心和空氣壓縮機聯合研發中心；與捷姆軸承合作建立精密軸承工程技術研究中心，與市質檢中心合作建立國家中低壓空壓機及鉆鑿機械質量監督檢驗中心等研究機構；與地方企業共建學生實習實踐基地11個，拓展師生學習、實踐場所，構筑校企共建、協同育人的全新實驗教學模式。

4 結 語

為進一步提升中心建設水平，夯實實驗教學基礎，增強社會服務能力，擴大自身影響力，中心緊緊圍實驗教學示范中心建設基本準則，根據自身專業特色并結合地方產業需求，對相關實驗教學內容進行改革，提升三性實驗比例，加大開放實驗力度。繼續發揮現代教育技術手段，虛實結合，激發學生學習興趣，增強自主能動性。依托創新平臺、一流學科等優勢，整合資源，校企合作，協同育人，鼓勵和吸引高端人才投身實驗教學和研究。

[1] 范紅艷，戚鵬程．環境資源與地理信息省級實驗教學示范中心改革與實踐[J]．實驗室研究與探索，2016 (9)：54-57．

[2] 胡一梁，王軼群． 電視編輯與導播實驗教學中心建設的探索與實踐[J]．實驗室研究與探索，2016 (11)：158-161,178．

[3] 席在芳，吳笑峰，吳亮紅． 電氣信息類大學生創新訓練中心建設的探索與實踐[J]． 實驗技術與管理，2015，32(2): 21-25．

[4] 潘柏松，柴國鐘，秦寶榮，等． 機械工程學生創新實踐能力培養模式探索[J]．高等工程教育研究，2008(S2): 40-43．

[5] 陳建中，李榮華，高紹康．地方高校國家級實驗教學示范中心建設的新思考[J]．實驗技術與管理，2010(1):108-110．

[6] 雷存喜，賀建權，龍立平．地方本科院校實驗教學示范中心建設探索[J]．實驗科學與技術，2012(3): 146-148．

[7] 郭 濤，謝 琨．高校實驗室建設的探索與實踐[J]．實驗室研究與探索，2013(9): 222-224，254．

[8] 白日霞，黎樹斌，劉玉斌． 教學型本科院校創新人才培養的有效實踐[J]． 高等工程教育研究，2007(4): 70-73．

[9] 薛二勇． 協同創新與高校創新人才培養政策分析[J]．中國高教研究，2012(12): 26-31．

[10] 羅文兵， 余彤侖， 王仕民等.地方師范院校計算機實驗教學示范中心建設探索[J]．實驗室研究與探索，2016(7)：154-157.

[11] 李祖超，梁春曉． 協同創新運行機制探析[J]． 中國高教研究，2012(7): 20-21．