基于cdio模式一体化机械工程实验室体系构建

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1、基于CDIO模式一体化机械工程实验室体系构建　　摘要：基于CDIO教育理念中的“一体化”思想和CDIO标准，提出了CDIO模式下的工程实验室体系模型，分析了该体系的三个“一体化特征”。以盐城工学院机械工程实验室建设为例，阐明了该体系的整体结构和具体内涵。提出并分析了构建实验室体系的三个关键环节，即实验师资队伍建设、实验管理体制创新和实验室建设途径。关键词：实验室体系；一体化；CDIO；机械工程作者简介：葛友华（1956-），男，江苏盐城人，盐城工学院机械工程学院，教授；陈西府（1979-），男，山东临沂人，盐城工学院机械工程学院，

2、副教授。（江苏盐城224051）中图分类号：G642.423文献标识码：A文章编号：1007-0079（2013）32-0168-029周济院士在第二次全国普通高等学校本科教学工作会议上指出：“我国本科教学质量在世界上是先进的，但也有严重不足，最为突出的就是实践能力较差。”[1]实验教学是工程教育中的重要环节，加强实验室建设对增强学生的实践能力具有重要意义。当前，我国大多数高校的实验室建设存在三点严重缺失：一是资金投入不足；二是资源利用率低，绝大多数专业实验室的使用率都在30%以下；[2]三是实验类型单调。这些不足导致实验设备陈旧

3、、利用率低，实验项目设置落后，实验教学效果差。基于以上原因，诞生于20世纪90年代的以能深化学习技术基础和实际能力的二元学习经验为特色的CDIO教学模式在国内外工程教育界受到广泛关注，[3]并在我国多所高等院校得到应用、创新。[4]CDIO工程教育模式由构思、设计、实施、运行四个环节构成，CDIO教育理念主张学生以自主的、实践的、课程之间具有有机联系的方式学习和获取工程能力。[5]CDIO共有12项标准，其中标准3“一体化的课程计划”、标准7“一体化学习经验”要求CDIO模式下的实验室体系应具有“一体化”特征。一、实验室体系模型第

4、一，按照一体化的实验课程体系进行实验室系列建设，以项目实验室为点、单元实验室为线、实验室系列为面、实验室体系为体，构建了点、线、面、体的实验室整体框架，凸显实验室结构、层次的结构一体化。9构建一体化的机械工程实验室体系要结合学科特色和专业特色。各实验室系列具有各自的专业性和学科性，彼此之间的联系体现机械各专业之间的关联。项目实验室是实验室体系中最基本的要素，各项目实验室之间具有层次性和相关性，有特定的实验内容和明确的培养目标，这些内容和目标具有明确的、关联的互补性分工，共同形成了单元实验室。同样，各单元实验室根据理论课程或理论课程

5、群组建，能够体现某一课程体系的实质要求，因而单元实验室共同形成了一个有机的实验室系列，这样的实验室系列体现了各专业内涵。需要说明的是机械各专业之间的课程交叉决定了各实验室系列的交叉融合，这些交叉的实验室系列构成了机械实验室的有机整体。这一整体构架结合了盐城工学院的机械专业特色和江苏省重点实验室建设。按照机械类专业的培养目标和CDIO大纲的要求，结合国内外同类高校的培养方案、调研国内机械行业的需求和发展，建立和完善一体化的理论课程体系。以一体化的理论课程体系作为基础参考，形成了机械基础实验室系列、机械制造实验室系列、过程装备与控制实

6、验室系列、机械电子实验室系列、工业工程实验室系列和综合创新实验室系列。每一实验室系列由若干紧密相关的单元实验室组成，依托于相应的理论课程群和实验课程群。各实验室系列之间有很强的交叉相关性，比如几个单元实验室能够组成一个功能丰富的创新实验室，从而进一步整合、优化实验资源，可大大提高实验资源的利用效率。9第二，紧紧围绕一体化的实验课程体系，强化学生的现代型机械工程师实践能力、知识应用能力、创新能力、团队协作能力和一定的社会能力，搭建具有能力梯度的实验室立体平台，推进知识和能力一体化。从实验室层次上形成了认知型、应用型、操作型、设计型、

7、综合型、创新型六个层次的实验室，如图1所示。其中认知型实验室主要提供对机械行业知识、基础理论知识的感性认识，加深学生对机械行业和理论知识的理解。应用型实验室强调应用理论知识的能力，要求学生能够分析、解决简单的比较接近工程实践的问题。操作型注重培养学生的动手能力；设计型和综合型实验室强调知识应用能力、理论结合实践能力和团队协作能力，突出体现知识能力一体化、理论实践一体化；创新型实验室力图培养学生的综合能力，重点体现学生的主体地位，比如机械创新设计实验室、机械设计制造专业综合实验室等。CDIO倡导一体化的课程计划，培养目标定位为知识和

8、能力的一体化。因此实验室建设基于一体化的实验课程体系，通过对实验项目和实验室的一体化建设实现知识和能力的一体化。项目实验室的设置是按照实验课程的培养目标对现有的实验室进行改进、完善和更新，每个项目实验室有明确的能力培养目标和实现方法。对实验室的每个