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浅谈机械创新实验室的建设和管理
编辑:admin   时间:2018-07-20 13:51

实验室是高校实施素质教育、培养学生创新精神与实践能力的重要基地。近年来,随着“创新人才培养模式改革”“卓越工程师培养计划”“应用型人才培养计划”等工作的大力推进,及各类学科竞赛活动的大力开展。学院急需建设机械创新实验室,为学生提供自主发展和实践锻炼的空间,激发学生的创新热情,全面培养学生的科学精神、创新思维和实践动手能力。同时充分发挥机械学院实验中心的资源优势,提高设备利用率,逐步形成高素质创新人才培养的新机制。
在机械创新实验室开放和投入使用中,深刻体会到高校实验室管理改革的必要性。坚持参照以往的实验室管理办法和章程,开放工作很难展开和维持。推进实验室开放理念,响应学校实验室开放工作“面向全体、因材施教、讲求实效、形式多样”的策略,坚持管理观念创新,进一步完善管理体制,同样是机械创新实验室建设的重要保证。
1 实验室建设基本内容
机械创新实验室建设的初衷就是为本科生提供公共的竞赛、科研和毕业设计的平台和设备,以及必要的材料和加工工具。虽然一些实践创新竞赛和具体的科研项目在研究方向、内容等方面不尽相同,但是在加工仪器和机械学科的主要研究思路上却有很大的共性,如:激光切割机、3D打印机、小型加工机床、计算机、焊接台、示波器、电源、万用表等等都是必要的设备仪器,还有一些必要的基础设施,如:实验桌和铁皮柜。实验材料的选用和购买,同样是基础建设之中重要的一部分。
实验室基础建设按功能划分为:加工室、设计室、讨论室。
加工室内靠窗户安置设备如下:激光切割机2台、3D打印机1台,工具车床2台,钻铣床1台,数控钻铣床1台,保证学生日常加工所需,配套工具若干,辅助加工。中央摆实验桌10张且编号,并与铁皮柜一一对应,加工阶段有序分配给各组学生,方便管理。
设计室建设为学生画图、电路调试提供场所,提供外网端口和WiFi热点,方便学生查阅资料,临窗配套焊接台10套、示波器5台、万用表5个、电源若干等,以供学生调试电路。
讨论室是保证知识传承的场所。其内架幕布一张,并配投影仪一台,黑板、白板各一块,支持高年级学生对低年级学生的授课,实践证明这种学生之间的讲课模式,效果时常大于课堂,同时,这里也是学生与指导教师交流的场所。历年参赛的获奖作品与奖状陈列于内,环顾四周,前人的荣誉激励着后人,营造出良好的学习、科研氛围。
实验室内涵建设也尤为重要。可以主要分为三个部分:教学内容、实践环节、课程目标。机械创新实验室主要教学内容为基础能力的提升。针对新加入到实验室的学生,开设两方面内容的讲授,通俗来说,就是让学生会画图和懂控制。这两方面分成若干小节,占用课外时间,安排学生授课并布置练习作业。通过一定周期的学习与训练,使得学生具备计算机制图能力和机电结合的控制开发能力。
经过这段时间的训练,大部分学生基础能力提升,一些表现优秀的学生开始崭露头角,由此进入实践环节。实践环节一般包括课内实践和课外科技活动,课内实践主要是对课程大纲的辅助,这里不再赘述。这里讲的实践环节主要是指课外实践,也就是科技竞赛和科研项目参与。鼓励学生积极参与,并在各方面支持学生制作作品,提升学生动手能力和工程实践能力,学生从比赛中获得成就感和自信心。最终,从效果上看,很好完成了机械设计和机械控制基础这两门课程的培养目标。
实验室的基础建设是前提,制度建设是核心。为了加强机械创新实验室的制度建设,保障实验室各项活动顺利有序的运行,维护实验环境的整洁卫生,保证学生们的生命财产安全,必须要制定和实行一系列的管理规章制度。起初草拟的机械创新实验室管理办法、实验室准入和退出细则、实验设备操作规范与责任制、实验室安全卫生考核办法正在执行,并根据过程中出现的问题以及学生所提意见,逐步完善。
2 管理模式与新思路
实验室管理模式是一个重要问题,它是实验室生命力的保障。如何科学有效的管理机械创新实验室,促使开放工作的正常运转,一直在寻找解决办法。传统实验室的管理方式多为教师负责制,这使得学生不愿走进实验室,而且会分散教师的精力,可实际上一些日常维护管理工作,不需要教师过多参与。建立以学生为主力的管理梯队,一方面学生可以自主维护实验室各项工作,使教师专心于指导实验;另一方面学生管理的平等性,可以使更多学生走进实验室。
为增强实验室管理效果,提高管理效率,对机械创新实验室管理按照对象分类,主要包括:学生管理、设备管理、实验室环境管理三大部分。
既然对学生采取自主管理,则选取一名高年级且责任心较强的学生为班长,班长直接管理机械创新实验室的所有事宜,如遇困难及时向教师汇报。学生管理工作主要面向已进组的学生,组长由有能力、能服众的学生承担。学生根据参与的科研项目、竞赛类型、毕业设计方向分成若干小组,小组内由组长负责制,主要工作为:组内人员进出安全、设备工具使用保管、安排组员维护日常环境。
各组存在时间止于项目结题、竞赛完毕或答辩通过,无固定时间节点,学生根据兴趣和特长自由搭配分组,周而复始。
设备管理工作主要包括:中大型仪器设备使用安全和操作规范,以及小型工具的管理和使用。安全问题一直是实验室设备管理最重要的一点,出于对学生人身安全考虑,对于较危险的设备,首先由教师进行操作安全培训;其次,对每一台设备选一名熟悉并心细的学生做安全责任人;最后,使用设备前,必须附上加工申请单,由教师签字后方可操作。小型工具按每组每套配备,一套工具对应一个实验桌柜,小组成立期间归属一个自然组,如有丢失或损坏,按照相关办法执行。
实验室环境管理由教师根据现有小组人员编排值日表,以组为单位,实行环境优差的问责制。实验室进出由指纹打卡机门禁限制,各组组长录入成员指纹,结束时删除,教师为管理员,每月查看数据并做设备使用统计,保证学生及公共财产安全。
科学的管理思路,能有效对项目进行集中整合,合理规划实验仪器,实现基础设备和实验用地的共享,充分提高其使用率,并有利于优化配置和新增资源,避免“人、财、物”资源的重复投入,有效提高机械创新实验室整体水平。
3 实验室开放存在的问题及对策
从机械创新实验室建设到开放,教师和学生们都投入了大量心血,现有实验用房约300m2,大中型设备10台,工具30套,现阶段参与创新实验的学生已达200余人,同时也在省级、国家级等多项比赛中获奖20余项,其中包括:机械创新大赛、挑战杯、机器人创意大赛、大学生创新创意大赛等,培养了一届届优秀的毕业生。但是,在实验室开放过程中,仍存在以下问题:
学生的主动性?如何吸引学生走进实验室,是实验室开放的一个重要问题。纯粹依靠自觉性开展项目的学生仍为少数。大部分学生刚开始可能积极性很高,后来没有老师督促,慢慢就放弃了。
实验设备操作规范与责任制中,有关“设备违规操作损坏赔偿”部分条款很难执行。在日常的加工操作中,难免个别学生为“节省时间”,存在侥幸心理非标操作,最终导致仪器损坏。倘若由学生承担维修费,考虑到学生实际经济情况,担心阻碍学生操作热情;如若不赔,则会加重学院经费支出,而且不利于管理,着实两难。
“铁打的营盘流水的兵”。学生的更新换代过快,这无疑是对实验室管理最大的挑战。况且,进入创新实验室只能是课余时间,这使学生成为准工程师的培养目标实现还有些差距。
针对以上问题,简单概括为三个方面:第一,学习的主观能动性;第二,设备损坏赔偿办法;第三,知识的传承性。面临这些问题,给出了相应的解决办法:
经实践,提高学生主动性的一个有效办法是:在一段时间内,设置半发散性的题目,让学生成立小组并根据擅长分工,自主设计自主加工,要求节点前制出“产品”,最终,由出题教师评价并区分等级。在这个过程中,竞争意识的融入、学有所获,获有所得的成就感、集体共事的责任心等因素,可以促使学生走进实验室。
当出现设备损坏时,首先找出原因,然后根根相关条例划分责任,最后根据相应规定,进行量化酌情处罚,达到警示作用。例:张三组的李四,由于操作不当,导致3D打印机出料口损坏(3D打印机责任人:王二)。维修费用由张三承担5%,李四承担20%,王二承担5%,学院承担70%。
大三学生的授课活动已在进行,主要面向大一新生,采取一对多的讲课方式,目前开展两项课程:CAD、SolidWorks制图方法;91单片机与PLC控制开发,经测验考核,效果显著。大二学生目前处于科技竞赛和科研项目的实践历练中,通过组内和各组之间的互相讨论,彼此提升各方面能力。大四学生由于考研和就业等多方压力,闲暇时间被安排进入机械创新实验室指导。由此过程,保证了知识的传承。一些表现突出且积极的学生的出现,也为学院机械创新实验室的管理注入了新鲜的血液。
4 结语
目前,高校肩负着培养创新型人才的伟大使命,机械创新实验室是实施素质教育、创新教育、实践教育的重要基地,深化和完善创新实验室的建设模式和管理机制具有长远的意义。实践证明,建设完善的机械创新实验室,保证实验室教学健康、科学、可持续发展,可为优秀本科生提供充分发挥实践创新能力的平台,利于培养学生的主观实践能力和创新意识;建立学生与教师之间沟通的桥梁,形成良好的创新文化氛围,带动学生学习、科研热情,同时,也是探索一种满足素质教育、创新教育需要的有益尝试。


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