基于CDIO模式的一體化機械工程實驗室體系構建策略探討

雒 紅, 高 鑫

（1.山西工程技術學院 ;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，對于培養學生的實驗能力和實踐能力具有至關重要的作用。但是，現階段我國各大高校實驗室的建設存在諸多的問題，比如：實驗儀器設備的利用率低、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基礎和提高學生的實際能力，得到了工程教育界的廣泛關注，我國有很多的高校也將該模式引入了校內。具體地，該模式包括構思、設計、實施以及運行四個關鍵性關節，注重通過讓學生進行自主學習、實踐學習來培養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）體現工程實驗室結構、層次的結構一體化。構建一體化的機械工程實驗室體系，應該將學科和專業特色有機的結合起來。各個實驗室都有著自己的專業性和學科性，它們相互之間的關系顯示了機械各個專業之間的關聯性。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聯性和層次性，有專門的實驗內容和實驗目標，而實驗內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課程內容建立的，符合課程體系的內在要求，各個單元實驗室的總和構成了一個整體的實驗室系列。這樣有利于將現有的實驗室資源整合起來，提高資源的利用率。

（2）體現工程實驗室知識和能力的一體化。構建一體化的機械工程實驗室體系，應該在實驗室內為學生搭建一個具有能力梯度的實驗室立體平臺，實現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、設計型、綜合型以及創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的機械理論知識，鞏固學生對機械行業知識的掌握。運用型實驗室注重培養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。實踐型實驗室強調提高學生的動手能力。設計型和綜合型實驗室注重培養學生的知識應用能力、理論實踐結合能力以及團隊合作能力等。創新型實驗室強調培養學生的綜合能力，突出學生的主體地位。

（3）體現工程實驗室內學生做與學的一體化。構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計，不斷優化實驗項目的內容，從實驗室的實際情況和生產實踐中挖掘項目內容。實驗內容包括實驗準備、案例介紹以及實驗指導三個重要環節。其中，實驗準備指的是通過讓學生觀看與實驗相關的車間錄像或介紹相關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計等來鼓勵學生進行主動學習，自主構思實驗對象。對實驗內容進行科學合理的設計，有利于激發學生學習的積極性和主動性，實現學生做和學的有機結合。

2 構建一體化實驗室體系的策略

（1）加強師資隊伍建設。加強教師團隊建設是CDIO模式下實驗室軟件建設的重要組成部分，CDIO強調提高教師的工程實踐能力和教學能力，培養雙師型教師。第一，通過支持校內教師創辦企業、增強服務企業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，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，引進企業優秀工程師在校任教，同時招聘優秀的企業職員參與到實驗項目的設計過程中。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）優化創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的重要舉措，高校應該致力于向學生開放機械工程實驗室、創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，激發學生學習的主動性。轉變教師主導實驗過程，建立學生發揮主體作用、教師起到引導作用的創新實驗室，實現實驗室的高度自主性。在創新實驗室內，學生可以向教室和其他同學展示自己的設計產品和實驗項目成果，教師可以在此過程中穿插一些競賽和評比環節，提高學生的自主參與度。

（3）實現實驗室體系的雙平臺、多途徑、優化整合建設。首先，高校應該致力于將科研項目、學生創新項目以及自主實踐項目與實驗室建設有機的結合起來，拓寬建設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，聯合企業搭建工程實驗基地，實現高校和企業的互利共贏。最后，高校應該加強對校內現有實驗室的優化好改革，不斷接近CDIO模式下對于實驗教學的要求。

3 結束語

綜上所述，構建基于CDIO模式下的一體化機械工程實驗室體系，對于優化和改革現階段高校實驗室，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中。

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