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工程力學(xué)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(xué)重點培養(yǎng)一線工作的工程技術(shù)人員的學(xué)校特色，結(jié)合學(xué)校的定位與力學(xué)學(xué)科特點，工程力學(xué)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(xué)生的考評辦法和預(yù)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(xué)創(chuàng)新思維
石家莊鐵道大學(xué)是河北省重點院校，工程力學(xué)實驗中心作為院重點建設(shè)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，實驗教學(xué)環(huán)節(jié)是學(xué)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(xué)實驗中心主要是為全校的本科生提供實驗教學(xué)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(xué)校期間學(xué)習(xí)的專業(yè)課程會發(fā)揮很大的作用。而力學(xué)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(xué)的不斷積累，以及教學(xué)方法的不斷探索，工程力學(xué)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(xué)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(xué)生進行開放，提出一些適合學(xué)生能力培養(yǎng)的、具有研究創(chuàng)新特色的實驗教學(xué)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(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(nèi)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)新型的實驗教學(xué)，加強綜合性設(shè)計性實驗的建設(shè)。工程力學(xué)實驗中心的定位為：“以學(xué)生為本、培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才”，重在啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維、開發(fā)創(chuàng)新潛能、培養(yǎng)創(chuàng)新能力、強化工程訓(xùn)練、提高學(xué)生運用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)解決工程實際問題的能力，體現(xiàn)辦學(xué)特色。開放綜合性設(shè)計性實驗室的定位為：為力學(xué)教學(xué)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(xué)生的探索環(huán)境，同時為學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)提高教學(xué)中進行大規(guī)模綜合研究性實驗的學(xué)生開放。進入實驗室的學(xué)生，需要自主制訂實驗題目、實驗方案，并鼓勵學(xué)生提出自己的創(chuàng)意，經(jīng)指導(dǎo)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(xué)的力學(xué)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(xué)生選擇。學(xué)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(yù)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(xué)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(xué)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(xué)展示自己的實驗結(jié)果，在演講過程中，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(xùn)練，也是對所研究成果的公開考核。
三、對學(xué)生的考核與評價
實驗項目完成后，學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)的質(zhì)疑。實驗中心設(shè)置評委會，由3~5位老師組成，對學(xué)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(xué)生能夠取得預(yù)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(xué)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(yù)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)生在老師的指導(dǎo)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(xué)生的動手能力和獨立思維的能力，明白學(xué)有所得、學(xué)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(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)生的學(xué)習(xí)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(xué)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(xué)習(xí)和研究創(chuàng)新打下堅實基礎(chǔ)。
4.學(xué)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(xué)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(xué)生的動手能力和實踐能力較強。在實驗室待過的學(xué)生經(jīng)過較長時間的訓(xùn)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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