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工程力學(xué)實(shí)驗中心開(kāi)放綜合性、設計性實(shí)驗室論文
論文摘要：針對石家莊鐵道大學(xué)重點(diǎn)培養一線(xiàn)工作的工程技術(shù)人員的學(xué)校特色，結合學(xué)校的定位與力學(xué)學(xué)科特點(diǎn)，工程力學(xué)實(shí)驗中心創(chuàng )建了“綜合性設計性實(shí)驗室”，為全校本科生搭建研究創(chuàng )新型實(shí)驗平臺。為了讓綜合性設計性實(shí)驗室更好地發(fā)揮作用，現擬向部分在校本科生開(kāi)放，本文對“開(kāi)放綜合性設計性實(shí)驗室”做出了初步研究和探索，并對開(kāi)放后實(shí)驗室的定位、政策與運行管理、研究綜合性設計性實(shí)驗的實(shí)施方式、以及學(xué)生的考評辦法和預期取得的成果進(jìn)行了一系列的探討。
論文關(guān)鍵詞：綜合性設計性實(shí)驗室研究型實(shí)驗力學(xué)創(chuàng )新思維
石家莊鐵道大學(xué)是河北省重點(diǎn)院校，工程力學(xué)實(shí)驗中心作為院重點(diǎn)建設的教學(xué)示范中心，于2006年被評為河北省精品教學(xué)示范中心。在高校中，實(shí)驗教學(xué)環(huán)節是學(xué)生能力素質(zhì)培養的重要環(huán)節，國內外高校都非常重視。首先工程力學(xué)實(shí)驗中心主要是為全校的本科生提供實(shí)驗教學(xué)場(chǎng)所及儀器設備，他們都是高考時(shí)成績(jì)優(yōu)秀的考生，畢業(yè)以后會(huì )在施工一線(xiàn)或者設計一線(xiàn)從事工程技術(shù)工作，在學(xué)校期間學(xué)習的專(zhuān)業(yè)課程會(huì )發(fā)揮很大的作用。而力學(xué)類(lèi)課程作為工科專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎課，顯得尤為重要。近幾年，經(jīng)過(guò)實(shí)驗教學(xué)的不斷積累，以及教學(xué)方法的不斷探索，工程力學(xué)實(shí)驗中心設立了專(zhuān)門(mén)的“綜合性、設計性”實(shí)驗室，來(lái)重點(diǎn)培養學(xué)生的創(chuàng )新能力和實(shí)踐能力。根據目前的需要，擬面向部分學(xué)生進(jìn)行開(kāi)放，提出一些適合學(xué)生能力培養的、具有研究創(chuàng )新特色的實(shí)驗教學(xué)新模式，并進(jìn)行初步的探索和研究。
一、開(kāi)放“綜合性、設計性實(shí)驗室”的定位
石家莊鐵道大學(xué)作為教學(xué)研究型的地方性大學(xué)，要想提高學(xué)校的整體辦學(xué)水平，躋身國內一流大學(xué)行列，同樣需要研究型教學(xué)，依學(xué)校的定位則需要研究創(chuàng )新型的實(shí)驗教學(xué)，加強綜合性設計性實(shí)驗的建設。工程力學(xué)實(shí)驗中心的定位為：“以學(xué)生為本、培養高素質(zhì)的創(chuàng )新型人才”，重在啟迪學(xué)生的創(chuàng )新思維、開(kāi)發(fā)創(chuàng )新潛能、培養創(chuàng )新能力、強化工程訓練、提高學(xué)生運用現代科學(xué)技術(shù)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，體現辦學(xué)特色。開(kāi)放綜合性設計性實(shí)驗室的定位為：為力學(xué)教學(xué)中綜合性設計性實(shí)驗的創(chuàng )新和建設工作搭建平臺，營(yíng)造面向全校高年級學(xué)生的探索環(huán)境，同時(shí)為學(xué)生的各種競賽提供實(shí)驗條件。
二、開(kāi)放綜合性設計性實(shí)驗室的特點(diǎn)與研究創(chuàng )新型實(shí)驗的實(shí)施方式
目前工程力學(xué)實(shí)驗中心主要開(kāi)設了15個(gè)實(shí)驗項目，其中綜合性設計性實(shí)驗項目的數量較少，開(kāi)設綜合性設計性實(shí)驗室不僅可以提高學(xué)生的設計能力和創(chuàng )新能力，而且可以擴充綜合性設計性實(shí)驗的數目。綜合性設計性實(shí)驗室主要是面對材料力學(xué)提高教學(xué)中進(jìn)行大規模綜合研究性實(shí)驗的學(xué)生開(kāi)放。進(jìn)入實(shí)驗室的學(xué)生，需要自主制訂實(shí)驗題目、實(shí)驗方案，并鼓勵學(xué)生提出自己的創(chuàng )意，經(jīng)指導教師批準后，自行制作小型裝置并進(jìn)行試驗。重點(diǎn)體現在一是綜合運用所學(xué)的力學(xué)知識，二是設計出創(chuàng )新性的實(shí)驗項目。研究綜合性設計性實(shí)驗主要有三大環(huán)節：①實(shí)驗選題、論證環(huán)節：實(shí)驗中心提供一定數量的有創(chuàng )新性的實(shí)驗項目供學(xué)生選擇。學(xué)生在進(jìn)入實(shí)驗室后進(jìn)行周密思考和調研，寫(xiě)出實(shí)施計劃書(shū)，明確做什么，怎么做，意義在哪里，預期目標是什么。②實(shí)驗過(guò)程環(huán)節：分為實(shí)驗準備與實(shí)驗測試兩方面，實(shí)驗準備是指學(xué)生需要為自己的實(shí)驗目標進(jìn)行大量準備工作，包括實(shí)驗所用的試件及所需要的實(shí)驗設備和相應的耗材；要自行制作小型實(shí)驗裝置，自己解決實(shí)驗中的技術(shù)裝備問(wèn)題。實(shí)驗測試是指對自制的實(shí)驗裝置進(jìn)行實(shí)驗，包括方案設計與實(shí)際測試得到準確數據。③總結提高環(huán)節：即整個(gè)實(shí)驗項目完成后的工作。主要包括論文寫(xiě)作與論文演講過(guò)程，此階段重點(diǎn)體現研究型特色，學(xué)生在完成實(shí)驗項目的設計并得出實(shí)驗結果后，要提交規范的實(shí)驗報告，并進(jìn)行演講，向老師和其他同學(xué)展示自己的實(shí)驗結果，在演講過(guò)程中，要求學(xué)生全部使用PPT形式，這對學(xué)生的表達能力是一種訓練，也是對所研究成果的公開(kāi)考核。
三、對學(xué)生的考核與評價(jià)
實(shí)驗項目完成后，學(xué)生應根據實(shí)驗過(guò)程和實(shí)驗結果，以實(shí)驗小組為單位，將所研究的問(wèn)題從工程背景、力學(xué)模型、實(shí)驗方法、結果分析及研究結論方面寫(xiě)成正式的學(xué)術(shù)論文，同時(shí)以多媒體形式進(jìn)行大課堂演講，并回答老師及同學(xué)的質(zhì)疑。實(shí)驗中心設置評委會(huì )，由3~5位老師組成，對學(xué)生的實(shí)驗結果進(jìn)行綜合評定，考查的內容包括實(shí)驗項目的難易程度，工作量的大小，運用的知識量的多少以及對實(shí)驗設備的熟悉程度等。綜合性設計性實(shí)驗項目的研究是一項繁重的工作，涉及到的知識面寬，實(shí)驗過(guò)程繁瑣，工作量大，如果學(xué)生能夠取得預期的成果，一定要給予一定的獎勵和相關(guān)的支持。對實(shí)驗的考核評價(jià)，如果學(xué)生對自己成績(jì)不滿(mǎn)意，在時(shí)間允許的情況下，可以重新進(jìn)行實(shí)驗，修改論文，重新提交材料進(jìn)行考核評價(jià)。
四、預期取得的成果
1.開(kāi)放綜合性實(shí)驗室提高了實(shí)驗設備的利用率。工程力學(xué)實(shí)驗中心擁有價(jià)值四百多萬(wàn)的實(shí)驗設備，除了正常的教學(xué)工作以外，實(shí)驗設備大多處于閑置狀態(tài)，開(kāi)放綜合性設計性實(shí)驗室可以使設備的利用率提高，一些廢舊的小型實(shí)驗設備可以交給學(xué)生自由使用，還可以對廢棄的設備進(jìn)行拆裝，以便更好地了解設備的工作原理和性能。
2.研發(fā)成功一些小型環(huán)保的實(shí)驗設備。學(xué)生的想象能力和創(chuàng )造能力是無(wú)限的，在實(shí)驗的過(guò)程中，會(huì )有一些新的思維和創(chuàng )意融入實(shí)驗，這就對一些中小型實(shí)驗設備的改進(jìn)工作有一定的突破，例如在某高校就曾經(jīng)有學(xué)生在老師的指導下完成了“不壞型電子萬(wàn)能試驗機”，這項成果使得實(shí)驗過(guò)程更為安全方便，大大的減輕了老師的工作量，提高了工作效率。
3.大大提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和獨立思維的能力，明白學(xué)有所得、學(xué)有所用。開(kāi)放綜合性設計性實(shí)驗室可以拓寬實(shí)驗內容的廣度，增加實(shí)驗內容的深度，充分調動(dòng)學(xué)生學(xué)習的主動(dòng)性和積極性。通過(guò)自己查閱資料，制訂實(shí)驗方案到獨立完成實(shí)驗內容，這種成功感可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，培養他們的合作精神。完成好一個(gè)實(shí)驗，需要小組成員相互幫助，并集合大家的智慧，強調了團隊的配合；獨立完成實(shí)驗，包括粘貼應變計、安裝百分表、惠斯登電橋的設計和利用、分析誤差等等，培養了學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)驗技能；對實(shí)驗結果的分析和討論，將理論知識和工程實(shí)踐相結合，提高了綜合分析和研究能力，為將來(lái)進(jìn)一步的學(xué)習和研究創(chuàng )新打下堅實(shí)基礎。
4.學(xué)生會(huì )取得一定的創(chuàng )新成果，對后期的深造和就業(yè)都有一定的優(yōu)勢。石家莊鐵道大學(xué)培養的本科生大多數是到工程施工或者是設計一線(xiàn)從事相關(guān)工作，這就要求學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)踐能力較強。在實(shí)驗室待過(guò)的學(xué)生經(jīng)過(guò)較長(cháng)時(shí)間的訓練，實(shí)驗技術(shù)已經(jīng)很嫻熟，創(chuàng )新能力也有很大程度的提高，而且其完成的綜合性設計性實(shí)驗項目是很有說(shuō)服力的，這樣就容易受到用人單位的青睞，到工作單位后可以更好地開(kāi)展工作。
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