综合工程实验教学示范中心的建设与思考

来源:用户上传      作者: 李孝华

　　摘要：以荆楚理工学院为例，就整合建设机械、电工电子、印刷技术综合工程实验教学示范中心，作了一些探索和思考。包括如何搭建实验管理平台、示范中心的学科建设、实践教学模块设计、创新实验实训教学模式和实验实训软硬件建设等。
　　关键词：综合工程；实验示范中心；学科；课程群；教学模块
　　作者简介：李孝华(1958-)，男，湖北荆州人，荆楚理工学院副教授，从事高等教育、实验室建设与管理研究。
　　中图分类号：G712　文献标识码：A　文章编号：1001-7518(2008)18-0044-03
　　
　　荆楚理工学院为加强机械、电工电子、印刷技术等工程实验实训教学基地的建设，提高其综合利用效能，使机、电及印刷工程类实验实训教学优势互补、资源共享，按照国家普通高等学校实验教学示范中心申报条件、规范和要求，在原机械、电工电子、印刷技术实验实训中心的基础上整合组建大工程综合实验实训教学平台。成立综合工程实验教学示范中心(包括实训，为简单起见统称实验中心)。在准备、启动与建设综合工程实验示范中心的过程中，我们做了一些探索。
　　
　　一、机构设置：搭建实验管理平台
　　
　　学校原机械工程实验中心、电工电子实验中心、印刷工程实验中心分别属于机械工程、电子工程、印刷工程三个不同的学院管理。机械工程实验中心设有数控原理、互换性与公差测量、力学性能、机械原理、机械设计、机械创新、机械性能、金相分析、热处理、硬度、动平衡、模具拆装、注塑成形等14个实验室，另建有金工实习工厂和数控加工中心，电工电子实验中心设有电工电子基础、PLC、电力电子、电机及电气技术、自动控制、数字电子、模拟电子、通信原理、高频电子、彩电原理等10个实验室，另建有电工和电子技术实训室。印刷工程实验中心建有印刷工程专业实验室、印前印后基础训练室和一个集制作、制版、印刷、装订于一体的生产实训教学基地。“教学示范中心建设的关键是实现高校实验室内部机制转换，创建适应高素质人才培养需要的实验教学改革机制”。新组建的综合工程实验示范中心将以上分属三个学院管理、面向多个专业的工程实验中心进行整合。成立综合工程实验教学示范中心。中心属学校实验教学机构，是教学与科研的实体，体制上实行主任负责制，统筹调配、使用实验教学资源。如统一调配中心的实验教学仪器设备和实验指导教师、实验技术人员；负责实验指导教师和技术工人的选聘和考核工作；负责实验仪器设备保养、维修：统一经费预算和使用；负责和承担日常实验教学、科研、实验室建设和管理工作等。在行政体制上接受学校教务处和实验设备管理部门的业务管理和指导，重点是对中心建设的重大项目、教学改革的重大问题等提出指导性意见，这样既保证了实验示范中心教学、科研的中心地位和独立的管理职能，又使中心与相关学科始终保持教学、科研的密切联系，使中心的建设与发展具有强大的学科背景支持。
　　为什么要搭建综合工程管理平台，我们的回答就是树立“大工程”教育观和“工程贯通”、“机电一体”及“开放创新”的实验室建设理念，在这个“大工程”平台上唱多学科建设的戏、“大工程”人才培养的戏、“大工程”实践教学的戏。“大工程”教育观是当今的一个重要教育理念，是人才素质培养的一个重要内容。“大工程”教育观，是以工程应用型人才为培养目标，以实际工程为背景，以工程技术为主线，着力于培养学生的工程意识、综合工程素质和工程实践基础训练。将工程基础教育、自然科学教育和人文、社会科学教育相融合的现代工程教育观。中国工程院院士朱高峰认为，我国工程教育存在的主要问题，一是工程教育定位不明确，学科专业划分过细，学生知识面太窄，科学基础不坚实并缺乏工程实践的基础训练：二是培养层次、结构体系和人才类型与企业需求存在一定程度的脱节，缺乏综合运用知识解决工程问题能力的培养。如何克服目前工程教育的弊端，培养宽厚基础的复合型工程科技创新人才，是高校工程教育需要实践和思考的问题。通过整合、优化多种工程实验教学资源，组建综合工程实验示范中心，使学生在掌握本专业基础理论、专业知识和专业实践能力的基础上，更好的培养学生大工程背景下综合工程素质、综合实践能力和创新精神。
　　
　　二、学科支持：建设四大一级学科
　　
　　建设综合工程教学实验示范中心，我们始终坚持以学科建设为龙头，以大工程人才培养为目标。以机械、电工电子、印刷工程类专业建设为载体，以整合课程群优化教学内容，始终坚持以学科建设引领工程实践教学改革，促进实践教学与学科建设、专业建设、课程建设的融合。根据以上思路推出综合工程系列实验课程群，形成理论教学与实践教学相结合的综合工程人才培养实践教学体系。按照应用型本科人才培养目标要求，结合学校师资队伍学科结构状况，我校大工程实验教学平台设有机械工程、电气工程、电子技术与自动控制、印刷与包装工程四大一级学科予以支撑，并重点建设相应的二级学科及课程群。
　　一是在机械工程一级学科背景下，重点建设机械设计及理论、机械制造工艺与设备、机械制造及其自动化三个二级学科，推出工程材料与机械制造基础课群、机械设计基础课群、机械工程及自动化专业课群、现代数控技术专业课群。
　　二是在电子工程与自动控制一级学科背景下，重点建设电子电路、电子元件与器件技术、电子、通信与自动控制技术、电器学四个二级学科，推出电子电路基础课群、电子技术专业课群、通讯工程与自动控制专业课群、电器技术专业课群。
　　三是在电气工程一级学科背景下，重点建设电工学、电机学、电力拖动及其自动化、机电一体化技术四个二级学科，推出电子电路基础课群、电气工程及自动化控制专业课群、电工基础专业课群、电机基础专业课群。
　　四是在印刷与包装工程一级学科背景下，重点建设印刷工程、包装工程两个二级学科。推出材料与印刷工程基础课群、图文信息处理技术课群、印刷工艺技术课群、包装设计与印后加工技术课群。
　　在这里，学科是龙头，学科是专业建设的基础；专业是实践教学模式下学科建设的基地：课程，特别是实践课程是学科、专业、实践教学链上的节点。因此。我们设计一级学科、二级学科、课程群诸要素排列成综合工程背景下的教学矩阵。
　　
　　三、工程实训：设计四大教学集成模块
　　
　　有了学科基础、课程支撑背景，根据专业和人才培养目标，我们整合设计了四大实验实训教学集成模块，即：工程基础理论实验模块、工程基础技能训练模块、先进制造技术训练模块、产品创新设计模块。为什么是“集成块”，是因为一个教学大模块中集成了许多教学子集成块；为什么是“模块”，是因为模块可以任意变换组合，优化形成多种教学状态，所以设计这些模块的指导思想是基于建设大工程实训平台、强化工程综合素质教育、实现宽口径多方向人才培养的目标。
　　一是在工程基础理论实验教学模块中，结合工

程材料与机械制造基础课群、电子电路基础课群、材料与印刷工程基础课群，分别构建机械、电工电子、印刷基础课实验平台。包括机械和力学性能、机械原理、金相分析、电工电子基础、数字电子、模拟电子、印刷材料、印刷机械原理等基础实验。
　　二是在工程基础技能训练教学模块中，结合机械工程及自动化专业课群、电气工程及自动化控制专业课群、通讯工程与自动控制专业课群、电工电子技术专业课群、印刷工艺技术课群，分别构建机械、电工电子、印刷工程的技术、工艺、技能实训平台。包括机械制造、电子工程、印刷工程和电工等基础技术训练，以及机械、器件、印刷等材料形成工艺技术基础训练，重点掌握新技术、新工艺、新设备的基本性能和技术。
　　三是在先进制造技术训练教学模块中，结合现代数控技术专业课群、图文信息处理技术课群，分别构建先进制造技术、现代印刷技术、电子信息技术的实践训练平台、仿真模拟及CAD／CAM技术应用教学平台。如在数控技术实训中，推出数控车床、数控洗床的结构剖析、调整、编程等实训项目。因为作为现代制造业的基础，数控技术的发展和应用从根本上决定着制造业的发展水平，信息技术(主要包含微电子、计算机、通讯技术)为代表的高新科技向机械、印刷行业的渗透，传统制造技术与信息科技、自动化技术和现代管理科学的有机融合，越来越多地体现着知识经济的特征。所以先进制造技术训练模块是培养工程人才走进现代高科技技术前沿的重要实践教学手段。
　　四是在产品创新设计教学模块中，结合机械设计基础课群、电器技术专业课群、电机基础专业课群、包装设计与印后加工技术课群。分别建立机械创新设计与制作、电子设计与制作、电器产品与维修、印刷产品与包装设计生产实训基地。结合全国机械创新设计大赛、电子设计大赛及电子产品制作。组建实践教学创新团队，培养工科大学生的实践能力和创新精神。如在该中心的印刷产品与包装设计生产实训基地，学生进入车间接受“真刀真枪”的机台教学与实际操作。在该基地可完成排版、拼晒版、印刷、装订等全部生产实训过程。
　　大学教学，理论教学和实践教学都是基础性的。所谓基础，就是基本概念、基本规律、分析问题、解决问题的基本能力和基本方法，以及工程技能课中的基础训练。所以。从工程基础训练层面来讲，无论是机械、电工电子，还是印刷工程，其一般工程技术指标、实践教学要求具有很大的同一性、统一性。因此上述实验和训练模块中的子模块，既有独立性，又有复合性、实用性，能根据教学要求。组合设计多个实验训练方向，真正体现综合大工程实践教学基地的魅力。
　　
　　四、教学改革：创新实验实训模式
　　
　　我校综合工程实验教学示范中心包括许多实验室和若干实训室(实习工厂)，根据实验或实训的要求。不断创新实践教学模式。改革实践教学方法。首先。中心是全天候的、开放的，保证机械、电工电子、印刷类多专业学生实验实训教学，构建专业实验、课程设计、课程实习、专业实习、生产实习四年贯通的实践教学模式。中心借鉴推行“课内与课外结合、教学与科研结合、优生优培”的创新人才培养机制，全面实施开放式实验教学。吸引学生主动参与实践活动，培养学生对“提出问题、研究问题、解决问题”的兴趣，培养学生的思索能力、辨析能力和探索求知精神。其次。发挥示范中心的示范、辐射功能，向同类高校、周边高校互派实验教师、互派实习学生，资源共享，优势互补。其三，实验中心(实习工厂)向工厂、企业辐射、延伸，联合建设重点学科和专业，创建校企合作、工学结合、教学内容与企业标准对接等新的人才培养模式。其四，在实验项目的设计上，验证与研发相结合，经典与传统相结合，实验与仿真相结合，实验与实训相结合。其五，在教学方法上。教师讲授与技术工人指导相结合，基础训练与现代技术教育相结合，见习与实际操作相结合。替代材料与“真刀真枪”实做相结合。总之，通过实验实训教学改革，不断开拓新思路、构架新模式、创新教学方法。逐步建立基础实验、应用实训、设计和创新实验相结合及与计算机数字控制技术紧密整合的实验实训教学体系。
　　
　　五、条件保证：提升软硬件实力
　　
　　首先，中心进一步加强专兼职实验教师队伍的建设。这支基于实验示范中心的教学团队由实验指导教师、实验技术人员和技术工人组成，且按不同的岗位要求形成合理的学历和职称结构，高括有教授、高级工程师领导的学科梯队。专兼职实验指导教师和技术人员除在电子信息、机械、印刷相关学院教师中调配一批符合条件、热心从事实验教学工作的同志外，我们还对外公开招聘一批实验技术人员和技术工人，竞争上岗，定岗定责。并给予合理的工资报酬。同时我们特别重视教学团队、“科学团队”精神的培养。有专家指出，从当今“大科学”时代科学实验的运作形态来看，实验室共同体成员之间的协商与合作变得日益频繁，因此“科学团队”精神培养的必要性也逐渐渗透到实验教学的过程中来。
　　其次，进一步加强实验仪器设备和实验基础设施建设，进一步建设好电工电子和机械工程实验室，金工实习工厂和数控加工中心进一步扩大规模，增加数控床和其它设备，建成有一定规模“大排档”似的大车间。金工实训教学是机类和近机类专业必需的工程实践基础训练，对于培养学生工程实践动手能力、基本技能、工程素质和创新精神十分重要，建设过程中，我们十分注意传统金工机械基础实验设备的建设。
　　其三，在一些以实验室现场操纵仪器为特征的传统实验模式中留有接口，将先进的计算机信息和控制技术不断介入传统实验项目中，从而实现仿真实验、计算机终端远程控制实验与传统实验模式有机结合，形成传统实验与现代科技及现代教育技术紧密整合的多元实验教学模式。
　　其四，中心根据建设普通高等学校教学实验室的相关要求及实验教学示范中心的评价标准，以及普通高等学校本科教学评估实验室建设等级标准，在硬条件建设的基础上，进一步提升实验室建设的软实力。如制定实验室建设发展规划，完善实验室管理制度，创新、总结实验教学理念。出台实验室建设相关政策措施，整理实验教学基本文件、评价依据材料和学生实验报告，建立实验教学质量评价和保证体系，不断提升实验教学水平。
　　荆楚理工学院组建综合工程实验教学示范中心既是从申报实验教学示范中心、建设教学型合格理工科高校具体要求出发，也是着眼学校实践教学建设与改革和发展战略考虑的，按要求建设好综合工程实验示范中心，不仅对学校其它实验室的建设和教学起到示范和辐射作用，同时也为逐步组建基础课实验中心、综合生化工程实验中心、综合医学护理实验中心做好试点工作，积累经验。直至最终建立学校完整的实验实训教学体系。

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