基于CDIO模式的一体化机械工程实验室体系构建策略探讨

雒 红, 高 鑫

（1.山西工程技术学院 ;2.阳泉市上社二景煤炭有限责任公司,山西 阳泉 045000)

0 引言

实验室教学是机械工程教育中的一个重要组成部分，对于培养学生的实验能力和实践能力具有至关重要的作用。但是，现阶段我国各大高校实验室的建设存在诸多的问题，比如：实验仪器设备的利用率低、资金投入较少、实验类型单一等，都在一定程度上导致实验活动落后课堂理论教学，实验质量和效率低下。

CDIO模式正是在该社会背景下顺势而生的，该模式致力于巩固学生的技术基础和提高学生的实际能力，得到了工程教育界的广泛关注，我国有很多的高校也将该模式引入了校内。具体地，该模式包括构思、设计、实施以及运行四个关键性关节，注重通过让学生进行自主学习、实践学习来培养和提高动手实践能力。该模式包括12个标准，其中的“一体化的课程标准”和“一体化学习经验”的标准要求CDIO模式下的机械工程实验室体系具备“一体化”特征。

1 CDIO模式下的工程实验室模型

（1）体现工程实验室结构、层次的结构一体化。构建一体化的机械工程实验室体系，应该将学科和专业特色有机的结合起来。各个实验室都有着自己的专业性和学科性，它们相互之间的关系显示了机械各个专业之间的关联性。项目实验室是实验室体系中最基本的组成部分，各个项目实验室之间都具有关联性和层次性，有专门的实验内容和实验目标，而实验内容和目标又共同组成了单元实验室。而单元实验室是基于理论知识和专业课程内容建立的，符合课程体系的内在要求，各个单元实验室的总和构成了一个整体的实验室系列。这样有利于将现有的实验室资源整合起来，提高资源的利用率。

（2）体现工程实验室知识和能力的一体化。构建一体化的机械工程实验室体系，应该在实验室内为学生搭建一个具有能力梯度的实验室立体平台，实现学生知识和能力的一体化。该立体平台可以包括知识型、运用型、实践型、设计型、综合型以及创新型六个梯度的实验室。其中，知识型实验室为学生讲授基础的机械理论知识，巩固学生对机械行业知识的掌握。运用型实验室注重培养学生将在知识型实验室学到的理论知识应用到实践中的能力。实践型实验室强调提高学生的动手能力。设计型和综合型实验室注重培养学生的知识应用能力、理论实践结合能力以及团队合作能力等。创新型实验室强调培养学生的综合能力，突出学生的主体地位。

（3）体现工程实验室内学生做与学的一体化。构建一体化的机械工程实验室体系，应该加强对实验项目的设计，不断优化实验项目的内容，从实验室的实际情况和生产实践中挖掘项目内容。实验内容包括实验准备、案例介绍以及实验指导三个重要环节。其中，实验准备指的是通过让学生观看与实验相关的车间录像或介绍相关书籍资料来为学生提供知识应用背景，增长学生的实践知识。案例介绍指的是将复杂的实验背景、原理和操作进行具体化和简化，加快学生对实验的适应。实验指导指的是通过实验方案设计等来鼓励学生进行主动学习，自主构思实验对象。对实验内容进行科学合理的设计，有利于激发学生学习的积极性和主动性，实现学生做和学的有机结合。

2 构建一体化实验室体系的策略

（1）加强师资队伍建设。加强教师团队建设是CDIO模式下实验室软件建设的重要组成部分，CDIO强调提高教师的工程实践能力和教学能力，培养双师型教师。第一，通过支持校内教师创办企业、增强服务企业的意识来提高教师的实践能力。第二，加强对青年教师的培养，实行校企合作，建立实习基地，为青年教师提供良好的锻炼机会。第三，加强校企合作，引进企业优秀工程师在校任教，同时招聘优秀的企业职员参与到实验项目的设计过程中。第四，加深教师对CDIO教育理念的了解，使得教师在教学工程中学会遵守CDIO的实验教学标准。

（2）优化创新实践教学管理模式。改革实验室管理体制是加强实验室建设的重要举措，高校应该致力于向学生开放机械工程实验室、创新实验室管理模式和教学模式，不断提高实验室资源的利用率，激发学生学习的主动性。转变教师主导实验过程，建立学生发挥主体作用、教师起到引导作用的创新实验室，实现实验室的高度自主性。在创新实验室内，学生可以向教室和其他同学展示自己的设计产品和实验项目成果，教师可以在此过程中穿插一些竞赛和评比环节，提高学生的自主参与度。

（3）实现实验室体系的双平台、多途径、优化整合建设。首先，高校应该致力于将科研项目、学生创新项目以及自主实践项目与实验室建设有机的结合起来，拓宽建设各种不同实验室的渠道。其次，高校应该加强政策支持，鼓励教师在完成教学的同时进行科研工作，并未教师们提供专门的研究场地。然后，高校应该加强校企合作，联合企业搭建工程实验基地，实现高校和企业的互利共赢。最后，高校应该加强对校内现有实验室的优化好改革，不断接近CDIO模式下对于实验教学的要求。

3 结束语

综上所述，构建基于CDIO模式下的一体化机械工程实验室体系，对于优化和改革现阶段高校实验室，对于提高学生的实验能力、实践能力以及创新能力，对于提高教师的工程实践能力以及教学能力等，都具有至关重要的作用，理应引起高校足够的重视，理应广泛应用于各大高校实验室的建设中。

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