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工程力學實驗中心開放綜合性、設(shè)計性實驗室論文
論文摘要：針對石家莊鐵道大學重點培養(yǎng)一線工作的工程技術(shù)人員的學校特色，結(jié)合學校的定位與力學學科特點，工程力學實驗中心創(chuàng)建了“綜合性設(shè)計性實驗室”，為全校本科生搭建研究創(chuàng)新型實驗平臺。為了讓綜合性設(shè)計性實驗室更好地發(fā)揮作用，現(xiàn)擬向部分在校本科生開放，本文對“開放綜合性設(shè)計性實驗室”做出了初步研究和探索，并對開放后實驗室的定位、政策與運行管理、研究綜合性設(shè)計性實驗的實施方式、以及學生的考評辦法和預期取得的成果進行了一系列的探討。
論文關(guān)鍵詞：綜合性設(shè)計性實驗室研究型實驗力學創(chuàng)新思維
石家莊鐵道大學是河北省重點院校，工程力學實驗中心作為院重點建設(shè)的教學示范中心，于2006年被評為河北省精品教學示范中心。在高校中，實驗教學環(huán)節(jié)是學生能力素質(zhì)培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，國內(nèi)外高校都非常重視。首先工程力學實驗中心主要是為全校的本科生提供實驗教學場所及儀器設(shè)備，他們都是高考時成績優(yōu)秀的考生，畢業(yè)以后會在施工一線或者設(shè)計一線從事工程技術(shù)工作，在學校期間學習的專業(yè)課程會發(fā)揮很大的作用。而力學類課程作為工科專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，顯得尤為重要。近幾年，經(jīng)過實驗教學的不斷積累，以及教學方法的不斷探索，工程力學實驗中心設(shè)立了專門的“綜合性、設(shè)計性”實驗室，來重點培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐能力。根據(jù)目前的需要，擬面向部分學生進行開放，提出一些適合學生能力培養(yǎng)的、具有研究創(chuàng)新特色的實驗教學新模式，并進行初步的探索和研究。
一、開放“綜合性、設(shè)計性實驗室”的定位
石家莊鐵道大學作為教學研究型的地方性大學，要想提高學校的整體辦學水平，躋身國內(nèi)一流大學行列，同樣需要研究型教學，依學校的定位則需要研究創(chuàng)新型的實驗教學，加強綜合性設(shè)計性實驗的建設(shè)。工程力學實驗中心的定位為：“以學生為本、培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才”，重在啟迪學生的創(chuàng)新思維、開發(fā)創(chuàng)新潛能、培養(yǎng)創(chuàng)新能力、強化工程訓練、提高學生運用現(xiàn)代科學技術(shù)解決工程實際問題的能力，體現(xiàn)辦學特色。開放綜合性設(shè)計性實驗室的定位為：為力學教學中綜合性設(shè)計性實驗的創(chuàng)新和建設(shè)工作搭建平臺，營造面向全校高年級學生的探索環(huán)境，同時為學生的各種競賽提供實驗條件。
二、開放綜合性設(shè)計性實驗室的特點與研究創(chuàng)新型實驗的實施方式
目前工程力學實驗中心主要開設(shè)了15個實驗項目，其中綜合性設(shè)計性實驗項目的數(shù)量較少，開設(shè)綜合性設(shè)計性實驗室不僅可以提高學生的設(shè)計能力和創(chuàng)新能力，而且可以擴充綜合性設(shè)計性實驗的數(shù)目。綜合性設(shè)計性實驗室主要是面對材料力學提高教學中進行大規(guī)模綜合研究性實驗的學生開放。進入實驗室的學生，需要自主制訂實驗題目、實驗方案，并鼓勵學生提出自己的創(chuàng)意，經(jīng)指導教師批準后，自行制作小型裝置并進行試驗。重點體現(xiàn)在一是綜合運用所學的力學知識，二是設(shè)計出創(chuàng)新性的實驗項目。研究綜合性設(shè)計性實驗主要有三大環(huán)節(jié)：①實驗選題、論證環(huán)節(jié)：實驗中心提供一定數(shù)量的有創(chuàng)新性的實驗項目供學生選擇。學生在進入實驗室后進行周密思考和調(diào)研，寫出實施計劃書，明確做什么，怎么做，意義在哪里，預期目標是什么。②實驗過程環(huán)節(jié)：分為實驗準備與實驗測試兩方面，實驗準備是指學生需要為自己的實驗?zāi)繕诉M行大量準備工作，包括實驗所用的試件及所需要的實驗設(shè)備和相應(yīng)的耗材；要自行制作小型實驗裝置，自己解決實驗中的技術(shù)裝備問題。實驗測試是指對自制的實驗裝置進行實驗，包括方案設(shè)計與實際測試得到準確數(shù)據(jù)。③總結(jié)提高環(huán)節(jié)：即整個實驗項目完成后的工作。主要包括論文寫作與論文演講過程，此階段重點體現(xiàn)研究型特色，學生在完成實驗項目的設(shè)計并得出實驗結(jié)果后，要提交規(guī)范的實驗報告，并進行演講，向老師和其他同學展示自己的實驗結(jié)果，在演講過程中，要求學生全部使用PPT形式，這對學生的表達能力是一種訓練，也是對所研究成果的公開考核。
三、對學生的考核與評價
實驗項目完成后，學生應(yīng)根據(jù)實驗過程和實驗結(jié)果，以實驗小組為單位，將所研究的問題從工程背景、力學模型、實驗方法、結(jié)果分析及研究結(jié)論方面寫成正式的學術(shù)論文，同時以多媒體形式進行大課堂演講，并回答老師及同學的質(zhì)疑。實驗中心設(shè)置評委會，由3~5位老師組成，對學生的實驗結(jié)果進行綜合評定，考查的內(nèi)容包括實驗項目的難易程度，工作量的大小，運用的知識量的多少以及對實驗設(shè)備的熟悉程度等。綜合性設(shè)計性實驗項目的研究是一項繁重的工作，涉及到的知識面寬，實驗過程繁瑣，工作量大，如果學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。對實驗的考核評價，如果學生對自己成績不滿意，在時間允許的情況下，可以重新進行實驗，修改論文，重新提交材料進行考核評價。
四、預期取得的成果
1.開放綜合性實驗室提高了實驗設(shè)備的利用率。工程力學實驗中心擁有價值四百多萬的實驗設(shè)備，除了正常的教學工作以外，實驗設(shè)備大多處于閑置狀態(tài)，開放綜合性設(shè)計性實驗室可以使設(shè)備的利用率提高，一些廢舊的小型實驗設(shè)備可以交給學生自由使用，還可以對廢棄的設(shè)備進行拆裝，以便更好地了解設(shè)備的工作原理和性能。
2.研發(fā)成功一些小型環(huán)保的實驗設(shè)備。學生的想象能力和創(chuàng)造能力是無限的，在實驗的過程中，會有一些新的思維和創(chuàng)意融入實驗，這就對一些中小型實驗設(shè)備的改進工作有一定的突破，例如在某高校就曾經(jīng)有學生在老師的指導下完成了“不壞型電子萬能試驗機”，這項成果使得實驗過程更為安全方便，大大的減輕了老師的工作量，提高了工作效率。
3.大大提高了學生的動手能力和獨立思維的能力，明白學有所得、學有所用。開放綜合性設(shè)計性實驗室可以拓寬實驗內(nèi)容的廣度，增加實驗內(nèi)容的深度，充分調(diào)動學生學習的主動性和積極性。通過自己查閱資料，制訂實驗方案到獨立完成實驗內(nèi)容，這種成功感可以激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)他們的合作精神。完成好一個實驗，需要小組成員相互幫助，并集合大家的智慧，強調(diào)了團隊的配合；獨立完成實驗，包括粘貼應(yīng)變計、安裝百分表、惠斯登電橋的設(shè)計和利用、分析誤差等等，培養(yǎng)了學生的動手能力和實驗技能；對實驗結(jié)果的分析和討論，將理論知識和工程實踐相結(jié)合，提高了綜合分析和研究能力，為將來進一步的學習和研究創(chuàng)新打下堅實基礎(chǔ)。
4.學生會取得一定的創(chuàng)新成果，對后期的深造和就業(yè)都有一定的優(yōu)勢。石家莊鐵道大學培養(yǎng)的本科生大多數(shù)是到工程施工或者是設(shè)計一線從事相關(guān)工作，這就要求學生的動手能力和實踐能力較強。在實驗室待過的學生經(jīng)過較長時間的訓練，實驗技術(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(shè)計性實驗項目是很有說服力的，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展工作。
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