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摘要：基于中南大学首创的创新型大学办学要求和“A”型人才结构目标模式即“宽专业、厚基础、高素质、突出创新能力”人才培养模式，本文研究在原有机械基础实验平台的基础上进行整合优化，构建以转变实验教学理念、更新实验教学观念为先导，以管理体制和实验队伍的建设为根本，以实验教学条件及设施的建设为基础，以大机械基础实验教学体系的建设为目标，适应高素质创新人才培养的开放性大机械基础实验教学平台。其理念与方案对于高等学校实验教学平台的构建和优化具有引导与借鉴意义。
关键词：机械基础实验平台；实验室建设；整合优化
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）25-0252-03
大学生的实践能力不强及创新能力薄弱是当前高等教育最突出的问题。实践环节是培养学生实践能力、创新能力的重要环节，是培养创新能力的重要载体，故加强实践环节是形势所趋。中南大学机械基础实验平台主要承担全校工科类本科生的机械设计基础、工程制图、创造工程学等课程的实验教学与管理工作。为了满足中南大学首创的创新型大学办学要求和“A”型人才结构目标，本文探讨如何整合优化大机械基础实验平台，建立符合创新型人才培养目标，集知识、能力、素质结构为一体的基础性实验平台。
一、大机械基础实验平台建设方案
（一）搭建六个开放性实验教学平台
实验中心根据独创的“五个层次”实验教学体系，搭建了六个实验教学平台：引导认知平台、基本训练平台、基础实验平台、综合实验平台、创新实践平台和开放实践平台。
（二）建立实验室开放管理机制
实验中心通过采用信息技术和计算机技术，建立了实验教学全过程和实验室基本信息计算机管理系统，实现实验室管理信息化和网络化，建立了开放性实验教学网络管理系统。
（三）队伍建设及激励机制
学校和实验中心通过制定一系列优惠政策、激励措施、监督机制，激励实验教学人员在职攻读硕士、博士学位，同时鼓励实验技术人员参加科研工作，使实验教学人员与教师一样可在学术上有所发展，稳定了实验队伍。
（四）建设三个特色示范基地
按照从机械测绘、机械设计、机械制造的创新过程，建设三个特色示范基地：图形三维可视化虚拟技术示范基地、现代测绘制造基础技术示范基地和机械创新实验示范基地。
图形三维可视化虚拟技术示范基地其组成部分有：大幅面沉浸式虚拟现实投影系统、小型桌面虚拟现实系统、6自由度交互式虚拟现实系统、虚拟现实及视景仿真软件系统。
现代测绘制造基础技术示范基地主要由三坐标测量仪、影像测量仪、复合式激光扫描机及小型快速成型系统组成。
机械创新实践示范基地主要组成部分有：学生创意制图、创新设计展示厅、机构概念创新设计和机械设计展示厅、机械创新设计多功能自控展示厅、机构创意组合实验室、机械传动设计及多轴搭接实验室、平面机构创新设计及运动分析实验室、平面机构设计分析及动态仿真实验室、TRIZ创新实验室、机械系统集成组合实验、机器人机构与控制搭接实验室。
二、大机械基础实验教学体系构建
（一）实验教学理念
1.实验教学要与我校首创的创新型大学办学要求和“宽专业、厚基础、高素质、突出创新能力”人才培养模式紧密结合。
2.在教学过程中，应给学生自我发展的空间，对不同能力、不同潜力、不同志向的学生实现个性化培养，提高其应变能力，以创新型人才、具有市场竞争力的多样化综合型高级人才为培养目标。
3.将资深教授实质性地引入实验中心的关键岗位，使之在实验室规划、建设中发挥引领和主导作用，实现理论教学和实验教学师资的有机融合以及实验教学与科学研究、产品研发的有机融合。
4.本着让实验教学覆盖广、受益大、影响深的原则，大机械基础实验平台应该成为全校学生工程实践训练和素质教育基地。
5.通过学、研、产平台培养大学生创新创业能力，依托我院学科性公司——山河智能和中大创远，工艺实习、生产实习、毕业实习设计与论文等实践教学到科技成果产业化学科性公司进行，教师和学生置身于科技成果转化为产品的实际工作之中。
6.加强与国内外学校、科研机构和工厂企业的合作、共建和交流，引进先进的教学理念和技术与装备，实现开放办学。
（二）实验教学体系建设
构建分层次、多模块、相互衔接的开放型、综合性大机械基础实验教学体系，包括以下四个层面。
1.认知性工程训练：以建立大工程背景知识为目标，以激发学生对工程实践的兴趣和好奇心为出发点，开设机械结构认识、制造工艺认识、控制技术认识及工程管理认识等四个教学单元，面向全校理、工、文、经、管及法学6个学科门类数十个专业的大一学生开放，为全校各个专业提供多种选择，使每位学生在不同的层面上认识工业系统实现的主要流程和涉及的关键技术，由此建立基本工程素养。
2.工程技能基础训练：以培养学生在知识经济时代应该具有的工程师意识和职业转移能力、工程实践能力和与他人沟通合作的能力为目标，在保留传统实训项目基础上，增加了综合性、创新性的实习实训项目，把机、电、计算机、数控技术相结合，突出先进制造技术的训练和培训，面对全校机械专业、非机械工科专业以及经济、商学、管理等文科专业大一、大二年级学生开课，将实践教学及其工艺理论知识的学习内容分为若干个教学模块：材料成形模块、常规机械加工模块、数控加工与CAD/CAM模块、特种加工与快速成形模块，不同专业学生可选择其中若干个模块进行教学。在这个层次的工程训练中，学生通过自己动手完成基础工程技术和现代制造技术等一系列的工程训练项目，直接获得对现代工业生产方式和生产工艺过程的基本认识，接受生产工艺技术组织管理能力的基本训练。 3.机械工程学科基础训练：以培养学生的综合实验能力和严谨细致的工作作风，加强其机械基础系列课程之间的联系为目标，通过让学生按几何体表达→机构综合→机械设计→机械创新的认识规律依次进行引导认知、基本训练、基础实验、综合实验和创新实践，将工程制图、机械设计基础、创造工程学等课程的实验教学环节融为一体，形成完整的机械基础课程实验教学体系，面向机械类和近机类专业大二、大三学生开课。该实验教学体系打破过去为实验而实验的封闭的实验教学体系。
4.科技创新实践：以机电系统工程为背景，以培养与训练学生对产品的全数字化设计、制造、测试、管理及创新能力为目标，中心主办了“数字化制造三维建模竞赛”、“湖南省机械设计创新竞赛”、“中南地区港澳特区金工设计制造创新竞赛”，并组织参加全国各类竞赛，使学生在实践过程中通过创造性地集成运用所学知识，掌握全数字化产品开发的基本原理、知识、技能及创新能力，支持高年级本科生、研究生从事创新性科学研究及实践。
三、大机械基础实验课程体系设置
（一）课程建设理念
围绕加强学生理论与实践相结合的能力、综合分析与创新能力、自主设计与创业能力的培养为目标，在总结了中心近几年的教学及改革研究成果的基础上，提出了“一条主线、二者服务、三点结合、四个转变、多种模块”的非技术性工程素质培养四年不断线教学的课程建设理念。一条主线：以培养学生的工程意识、工程实践能力及创新意识为主线；二者服务：教师、实践实验指导人员联手为学生服务，工程实践与学科基础实验联手为启迪创新思维、培养创新能力服务；三点结合：实现理论教学、实践教学、创新能力的培养三点有机结合；四个转变：由实践教学从属于理论教学向理论、实践教学成功接轨转变，由传统的金工实习和课程设计向现代工程实践教学转化，由操作技能培训向技能、管理与创新实践相结合转变，由单项技能传授向基于网络的集成技术传播转化；多种模块：将实践教学内容分为若干个教学模块，根据不同专业、不同学生来进行模块式教学。
（二）课程体系结构
实验中心以培养创新型人才为宗旨，为打破原有教研室的束缚，拟采用全新的大机械基础实验教学体系，在现有课程设置基础上进行调整优化。其课程分布如图1所示。
四、成效与展望
整合优化后的大机械基础实验平台实施效果显著，主要表现在四个方面。
1.调动了学生实践学习的积极性。大量的设计型、研究型的实验项目和开放型的体系，提高了学生积极学习工艺知识、系统的分析与设计制作技能和先进制造技术的主动性。
2.学生的动手能力和综合性工程素质有较明显的提高。来自后继专业课任课教师、学校教学质量评价系统、不同院系的以及研究生培养部门或用人单位的反馈意见表明，在大机械基础实验平台实施的实践教学对学生综合能力的培养起到了重要作用。
3.通过实验教学的改革，学生对创新实践的兴趣有了很大提高，综合实验能力和研究创新能力得到加强。学生毕业论文的质量有了很大的提高，几年来共有100多篇论文公开发表，平均每年有30篇评为校优秀毕业设计论文。学生的综合素质也有了明显提高，在各类比赛中取得了骄人的成绩。
4.通过各层次实践教学锻炼和创新设计的磨练，学生的才智与潜力得到了充分的发挥，优化了各类专业的本科生知识结构，毕业生就业率高，他们的实践能力与吃苦精神受到用人单位的高度评价。
众所周知，古代科学的突出特点是知识体系的统一性；近代科学的典型特征是知识的分化；而现代科学则是在高度分化的基础上，朝着知识综合化的方向发展。本文所探讨的大机械基础实验平台正是顺应现代科学发展趋势而构建的符合大机械学科发展规律与国际先进水平接轨的基础实验教学平台。放眼未来，大机械基础实验平台的建设和完善将持续不断的服务于培养与造就具有创新精神和实践能力的高素质人才。
参考文献：
[1]胡万华.机械工程类专业实践教学改革研究[J].交通高教研究，2004，（3）.
[2]郭海波，何竞飞.机械基础实验教学改革的探索与实践[J].实验室研究与探索，2007，26（12）.
[3]李健.建设创新型大学，服务创新型国家[J].求是，2006，（3）.
[4]郭海波，何竞飞.机械基础实验平台的整合优化研究[J].科技情报开发与经济，2007，17（18）.
[5]何竞飞，王艾伦，浮志强.机械基础实验教学体系的探索[J].全国机械设计教学研讨会议，2007.
[6]郭海波，何竞飞.机械基础实验中心开放的改革与实践[J].实验室研究与探索，2007，26（12）.
关键词：机械基础实验平台；实验室建设；整合优化
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）25-0252-03
大学生的实践能力不强及创新能力薄弱是当前高等教育最突出的问题。实践环节是培养学生实践能力、创新能力的重要环节，是培养创新能力的重要载体，故加强实践环节是形势所趋。中南大学机械基础实验平台主要承担全校工科类本科生的机械设计基础、工程制图、创造工程学等课程的实验教学与管理工作。为了满足中南大学首创的创新型大学办学要求和“A”型人才结构目标，本文探讨如何整合优化大机械基础实验平台，建立符合创新型人才培养目标，集知识、能力、素质结构为一体的基础性实验平台。
一、大机械基础实验平台建设方案
（一）搭建六个开放性实验教学平台
实验中心根据独创的“五个层次”实验教学体系，搭建了六个实验教学平台：引导认知平台、基本训练平台、基础实验平台、综合实验平台、创新实践平台和开放实践平台。
（二）建立实验室开放管理机制
实验中心通过采用信息技术和计算机技术，建立了实验教学全过程和实验室基本信息计算机管理系统，实现实验室管理信息化和网络化，建立了开放性实验教学网络管理系统。
（三）队伍建设及激励机制
学校和实验中心通过制定一系列优惠政策、激励措施、监督机制，激励实验教学人员在职攻读硕士、博士学位，同时鼓励实验技术人员参加科研工作，使实验教学人员与教师一样可在学术上有所发展，稳定了实验队伍。
（四）建设三个特色示范基地
按照从机械测绘、机械设计、机械制造的创新过程，建设三个特色示范基地：图形三维可视化虚拟技术示范基地、现代测绘制造基础技术示范基地和机械创新实验示范基地。
图形三维可视化虚拟技术示范基地其组成部分有：大幅面沉浸式虚拟现实投影系统、小型桌面虚拟现实系统、6自由度交互式虚拟现实系统、虚拟现实及视景仿真软件系统。
现代测绘制造基础技术示范基地主要由三坐标测量仪、影像测量仪、复合式激光扫描机及小型快速成型系统组成。
机械创新实践示范基地主要组成部分有：学生创意制图、创新设计展示厅、机构概念创新设计和机械设计展示厅、机械创新设计多功能自控展示厅、机构创意组合实验室、机械传动设计及多轴搭接实验室、平面机构创新设计及运动分析实验室、平面机构设计分析及动态仿真实验室、TRIZ创新实验室、机械系统集成组合实验、机器人机构与控制搭接实验室。
二、大机械基础实验教学体系构建
（一）实验教学理念
1.实验教学要与我校首创的创新型大学办学要求和“宽专业、厚基础、高素质、突出创新能力”人才培养模式紧密结合。
2.在教学过程中，应给学生自我发展的空间，对不同能力、不同潜力、不同志向的学生实现个性化培养，提高其应变能力，以创新型人才、具有市场竞争力的多样化综合型高级人才为培养目标。
3.将资深教授实质性地引入实验中心的关键岗位，使之在实验室规划、建设中发挥引领和主导作用，实现理论教学和实验教学师资的有机融合以及实验教学与科学研究、产品研发的有机融合。
4.本着让实验教学覆盖广、受益大、影响深的原则，大机械基础实验平台应该成为全校学生工程实践训练和素质教育基地。
5.通过学、研、产平台培养大学生创新创业能力，依托我院学科性公司——山河智能和中大创远，工艺实习、生产实习、毕业实习设计与论文等实践教学到科技成果产业化学科性公司进行，教师和学生置身于科技成果转化为产品的实际工作之中。
6.加强与国内外学校、科研机构和工厂企业的合作、共建和交流，引进先进的教学理念和技术与装备，实现开放办学。
（二）实验教学体系建设
构建分层次、多模块、相互衔接的开放型、综合性大机械基础实验教学体系，包括以下四个层面。
1.认知性工程训练：以建立大工程背景知识为目标，以激发学生对工程实践的兴趣和好奇心为出发点，开设机械结构认识、制造工艺认识、控制技术认识及工程管理认识等四个教学单元，面向全校理、工、文、经、管及法学6个学科门类数十个专业的大一学生开放，为全校各个专业提供多种选择，使每位学生在不同的层面上认识工业系统实现的主要流程和涉及的关键技术，由此建立基本工程素养。
2.工程技能基础训练：以培养学生在知识经济时代应该具有的工程师意识和职业转移能力、工程实践能力和与他人沟通合作的能力为目标，在保留传统实训项目基础上，增加了综合性、创新性的实习实训项目，把机、电、计算机、数控技术相结合，突出先进制造技术的训练和培训，面对全校机械专业、非机械工科专业以及经济、商学、管理等文科专业大一、大二年级学生开课，将实践教学及其工艺理论知识的学习内容分为若干个教学模块：材料成形模块、常规机械加工模块、数控加工与CAD/CAM模块、特种加工与快速成形模块，不同专业学生可选择其中若干个模块进行教学。在这个层次的工程训练中，学生通过自己动手完成基础工程技术和现代制造技术等一系列的工程训练项目，直接获得对现代工业生产方式和生产工艺过程的基本认识，接受生产工艺技术组织管理能力的基本训练。 3.机械工程学科基础训练：以培养学生的综合实验能力和严谨细致的工作作风，加强其机械基础系列课程之间的联系为目标，通过让学生按几何体表达→机构综合→机械设计→机械创新的认识规律依次进行引导认知、基本训练、基础实验、综合实验和创新实践，将工程制图、机械设计基础、创造工程学等课程的实验教学环节融为一体，形成完整的机械基础课程实验教学体系，面向机械类和近机类专业大二、大三学生开课。该实验教学体系打破过去为实验而实验的封闭的实验教学体系。
4.科技创新实践：以机电系统工程为背景，以培养与训练学生对产品的全数字化设计、制造、测试、管理及创新能力为目标，中心主办了“数字化制造三维建模竞赛”、“湖南省机械设计创新竞赛”、“中南地区港澳特区金工设计制造创新竞赛”，并组织参加全国各类竞赛，使学生在实践过程中通过创造性地集成运用所学知识，掌握全数字化产品开发的基本原理、知识、技能及创新能力，支持高年级本科生、研究生从事创新性科学研究及实践。
三、大机械基础实验课程体系设置
（一）课程建设理念
围绕加强学生理论与实践相结合的能力、综合分析与创新能力、自主设计与创业能力的培养为目标，在总结了中心近几年的教学及改革研究成果的基础上，提出了“一条主线、二者服务、三点结合、四个转变、多种模块”的非技术性工程素质培养四年不断线教学的课程建设理念。一条主线：以培养学生的工程意识、工程实践能力及创新意识为主线；二者服务：教师、实践实验指导人员联手为学生服务，工程实践与学科基础实验联手为启迪创新思维、培养创新能力服务；三点结合：实现理论教学、实践教学、创新能力的培养三点有机结合；四个转变：由实践教学从属于理论教学向理论、实践教学成功接轨转变，由传统的金工实习和课程设计向现代工程实践教学转化，由操作技能培训向技能、管理与创新实践相结合转变，由单项技能传授向基于网络的集成技术传播转化；多种模块：将实践教学内容分为若干个教学模块，根据不同专业、不同学生来进行模块式教学。
（二）课程体系结构
实验中心以培养创新型人才为宗旨，为打破原有教研室的束缚，拟采用全新的大机械基础实验教学体系，在现有课程设置基础上进行调整优化。其课程分布如图1所示。
四、成效与展望
整合优化后的大机械基础实验平台实施效果显著，主要表现在四个方面。
1.调动了学生实践学习的积极性。大量的设计型、研究型的实验项目和开放型的体系，提高了学生积极学习工艺知识、系统的分析与设计制作技能和先进制造技术的主动性。
2.学生的动手能力和综合性工程素质有较明显的提高。来自后继专业课任课教师、学校教学质量评价系统、不同院系的以及研究生培养部门或用人单位的反馈意见表明，在大机械基础实验平台实施的实践教学对学生综合能力的培养起到了重要作用。
3.通过实验教学的改革，学生对创新实践的兴趣有了很大提高，综合实验能力和研究创新能力得到加强。学生毕业论文的质量有了很大的提高，几年来共有100多篇论文公开发表，平均每年有30篇评为校优秀毕业设计论文。学生的综合素质也有了明显提高，在各类比赛中取得了骄人的成绩。
4.通过各层次实践教学锻炼和创新设计的磨练，学生的才智与潜力得到了充分的发挥，优化了各类专业的本科生知识结构，毕业生就业率高，他们的实践能力与吃苦精神受到用人单位的高度评价。
众所周知，古代科学的突出特点是知识体系的统一性；近代科学的典型特征是知识的分化；而现代科学则是在高度分化的基础上，朝着知识综合化的方向发展。本文所探讨的大机械基础实验平台正是顺应现代科学发展趋势而构建的符合大机械学科发展规律与国际先进水平接轨的基础实验教学平台。放眼未来，大机械基础实验平台的建设和完善将持续不断的服务于培养与造就具有创新精神和实践能力的高素质人才。
参考文献：
[1]胡万华.机械工程类专业实践教学改革研究[J].交通高教研究，2004，（3）.
[2]郭海波，何竞飞.机械基础实验教学改革的探索与实践[J].实验室研究与探索，2007，26（12）.
[3]李健.建设创新型大学，服务创新型国家[J].求是，2006，（3）.
[4]郭海波，何竞飞.机械基础实验平台的整合优化研究[J].科技情报开发与经济，2007，17（18）.
[5]何竞飞，王艾伦，浮志强.机械基础实验教学体系的探索[J].全国机械设计教学研讨会议，2007.
[6]郭海波，何竞飞.机械基础实验中心开放的改革与实践[J].实验室研究与探索，2007，26（12）.