教學簡介
1999年學校批准機械基礎實驗教學中心為重慶大學校級基礎實驗教學中心,實行校、院兩級管理,進一步理順管理體制,實現了實驗教學資源統籌、共享。一直以來,重慶大學機械基礎實驗教學中心轉變實驗教學觀念,堅持實驗教學與理論教學相結合、實驗教學與科學研究相結合,注重創新能力培養,鼓勵個性發展的建設思路,依託國家工科機械基礎教學基地、機械設計及理論國家重點學科和機械傳動國家重點實驗室,深入進行實驗教學內容、體系、方法和運行管理方式的改革,建立了包括《機械認識實踐》和《產品製造基礎工程訓練》——《機械基礎實驗》和《機械基礎綜合課程設計》——《工程綜合實踐》與《研究創新實踐》的新型三層次機械基礎實驗和實踐教學體系。其間,該中心人員主持和參加完成國家級實驗教改項目6項,獲得國家教學成果一等獎1項,二等獎2項,重慶市教學成果獎一等獎3項,二等獎2項,三等獎2項;主持完成、省部級企業科研項目20餘項,科研經費630餘萬元,申報國家發明專利9項,發表學術論文250多篇。
重慶大學機械基礎實驗教學中心下設:機械性能測試與綜合分析、機電流體傳動控制、機械創新設計、機械CAD/CAE/CAM、機械精度測試測繪、機械製造技術基礎、工程材料及成形技術、快速原型製造、工程綜合實踐等9個實驗室和機械創新陳列展示、機械及零部件陳列展示室。擁有了一支專、兼職人員共37人,其中教授10人、副教授(高工)16人、工程師(講師)7人、助理工程師(助理實驗師)4人,博士學位13人、碩士學位9人、本科畢業12人的結構合理、穩定的實驗教學隊伍。
理念與改革思路
重慶大學堅持“理論教學為基礎、實踐教學為載體、第二課堂為拓展”的實驗教學改革思路,並不斷探索和構建“三層次兩結合”的實踐教學體系,即包含基礎層、提高層和綜合層的課內實踐教學,同時強調實驗教學與科學研究的結合以及實驗教學與課外科技活動的結合,激發學習興趣、培養創新能力,鼓勵個性發展。制定的“十一五”實驗教學建設與發展規劃,明確提出了實驗教學中心的建設目標是深化實驗教學改革,探索構建以學生為本,以培養實踐能力和創新能力為核心的實驗教學新體系,建立先進、高效、開放的實驗室管理體制和運行機制,建設結構合理、理論教學與實驗教學緊密結合的高素質實驗教學隊伍,構建儀器設備先進、網路共享資源豐富的實驗教學環境,全面提高實驗教學水平和質量。
根據總體發展規劃,重慶大學制定了一整套實驗教學政策、措施,將實驗教學體系和內容的改革、建設與學校的教學建設、課程建設以及專業人才培養模式改革等緊密結合,形成了完善的專業教育、課程教學、實驗和實踐教學有機結合的人才培養體系,並在學生培養計畫中得到體現和實施。其中包括:
1)把實驗教學隊伍建設納入學校人才建設規劃,制定高水平實驗人員的培養、引進、聘任方案,有計畫、有步驟的改善實驗人員隊伍的學歷、職稱結構。通過設崗聘任,建立鼓勵教師從事實驗教學的聘任機制和崗位方案,吸引高水平教師參加實驗室建設、管理和實驗教學工作,改善實驗教學師資隊伍的知識水平與能力、職稱結構。採取研究生留校充實實驗教學隊伍與在讀研究生助教,承擔實驗教學、實驗技術研究與開發等工作,加強實驗師資力量、進一步提高實驗教學水平。
2)要求各校級基礎教學實驗中心必須有部分實驗室實行開放運行和管理。制定了教學計畫內實驗課程(含課程設計、畢業設計)彈性安排開放時間,設定提高性實驗項目、課內外選修實驗項目,支持學生參加科研、創新實踐項目及各級各類學科競賽等實驗開放措施,提高實驗室的開放度。建立了實驗室人員值班、教師指導安排、開放實驗室實驗預約、學生實驗情況記錄、儀器設備使用等登記制度。
3)強調各教學實驗室在實驗教學中要特別重視學生的實際操作、實驗能力以及分析、解決問題能力的培養訓練,在教學中必須儘可能讓每個學生熟練掌握實驗原理、實驗方法以及儀器設備的使用和操作,並要求學生認真、規範填寫原始實驗記錄和實驗報告。指導教師和實驗人員要加強對學生上實驗課的指導和訓練,切實提高學生的實驗水平與動手能力。尤其要求公共基礎課程和技術基礎課程實驗要特別注重對學生實際操作的訓練,確保學生能夠較熟練的完成各項實驗內容。
4)設立“重慶大學大學生創新基金”和“重慶大學實驗室開放基金”,推動國家、省部級重點實驗室對本科生開放,利用實驗室的人才優勢和設備資源優勢,採取教學與科研相結合的方式,開設研究創新性實驗項目,開闊學生眼界,培養創新人才,更好的發揮實驗室的作用,並作為學校創新人才培養體系的重要組成部分。
機械基礎實驗教學中心是面向全校理工科各類專業開設的技術基礎類實驗。根據實驗教學理念和總體規劃,機械基礎實驗教學中心改革和建設思路是:
以培養學生實踐能力和創新能力為核心,實驗教學改革與課程改革和課程建設同步,素質教育、工程教育和創新教育相結合,理論教學與實驗教學相互依託和良性互動;激發學生學習興趣、開發學習潛能、引導理論聯繫實際、培養分析問題和解決問題的能力,提高實驗教學的質量;堅持“課內、課外”結合,課內實驗教學注重問題牽引、案例示範、啟發創新思維,課外實踐活動重在自主設計和研究,為優秀學生參加工程綜合實踐和研究創新實驗創造良好的條件和環境,引導學生走上創新的道路。
實驗教學與改革的實施方案如下:
1)以能力培養為核心,突破實驗教學依附於理論教學的傳統觀念,獨立開設包括基本性、綜合設計性、研究創新性三類實驗的機械基礎實驗課程,建立包括《機械認識實踐》和《產品製造基礎工程訓練》——《機械基礎實驗》和《機械基礎綜合課程設計》——《工程綜合實踐》與《研究創新實踐》的新型三層次機械基礎實驗和實踐教學體系。
2)以國家工科機械基礎教學基地為依託,以實驗教學中心建設和精品課程建設為重點和結合點,建立理論教學、實踐教學、實驗教學有機結合的機械基礎系列課程教學新體系,構建培養學生知識、能力、素質協調發展的機械基礎教學平台;
3)以機械設計及理論國家重點學科和機械傳動國家重點實驗室為支撐,把教學與科研、實驗教學改革與學科建設緊密結合,創新實驗中心管理體制和運行機制,實現實驗教學資源的開放和共享,促進科研成果轉化為教學生產力,建立培養學生工程綜合素質和研究創新能力的課外工程綜合實踐、科學研究和科技活動基地,實現由單向知識傳授的“教學型”教學模式向知識傳授與創新性教育相結合的“研究型”教學模式的轉變,培養學生探索和創造能力;
4)充分利用計算機、網路通信技術,開發虛擬實驗課件和實驗教學網路資源,建立網路化實驗教學和實驗室管理信息平台,實現網上輔助實驗教學和實驗室管理,為教師和學生提供網路實驗教學的環境,並且發揮實驗中心的輻射作用。
隊伍建設
建設高水平的機械基礎實驗教學中心,必須有一支高水平的實驗教學隊伍。重慶大學把實驗教學隊伍建設納入了整個學校的人才建設規劃,對實驗教學隊伍建設作了慎密的規劃和設計,制定了高水平實驗人員的培養、引進、聘任方案,制定了調動廣大教師積極性的有關政策和激勵措施。通過改革,打破傳統的實驗教學隊伍建設模式,建立實驗教學隊伍與理論教學隊伍互通、專職與兼職結合、教學、科研和實驗技術結合的有效機制,實現實驗教學隊伍的整體最佳化。
1)通過設崗聘任,建立鼓勵教師從事實驗教學的聘任機制和設崗聘任方案,在實驗中心設定了校聘教學骨幹8級、7級崗位和院聘教學骨幹6級、5級崗位。
2)鼓勵教師參加實驗中心建設和實驗教學,對參加實驗室建設和實驗教學的教學科研崗位教師,聘任崗位級別從優,實驗教學和實驗室建設工作量計入教學工作量,參與年度考核。安排教學經驗豐富、動手能力強的中青年骨幹教師兼任中心各實驗室的主任,負責規劃和組織實驗室的建設工作,與實驗技術人員一道設計研製實驗設備,開出新的實驗項目,建立實驗教學與理論教學隊伍相結合,教學、科研和實驗室建設相結合的實驗教學隊伍。
3)支持和鼓勵實驗教學的教師和實驗技術人員在職攻讀碩士、博士學位,選派專、兼職實驗教學的教師和實驗技術人員到國內外知名大學對口進修和培訓,充分利用國家工科基地、實驗教學中心的條件開展教學研討和對教師、實驗技術人員進行新知識新技術培訓,通過教學、實驗和科研相結合,改變實驗教學隊伍的知識結構和能力結構,提高實驗中心學術、技術水平和實驗教學質量。
4)採取研究生留校充實實驗教學隊伍與在讀研究生助教,承擔實驗教學、實驗技術研究與開發等工作,增強實驗師資力量、提高實驗教學隊伍技術水平。
5) 支持鼓勵教師和實驗技術人員開發新實驗和研究開發新實驗裝置和設備,通過在實驗中心和學校立項,簽定協定,學校提供相應的經費支持,並實行成果驗收制,對按協定完成的項目,計算業績點,並作為年終考核的依據。
6)支持鼓勵教師組織學生開展創新設計競賽活動,並定期從經費上給予支持。
管理體制
機械基礎實驗教學中心是校級實驗實驗教學中心,同時是國家工科機械基礎教學基地的組成部分,日常管理和學科支撐在機械工程學院,學校負責經費、設備及實驗教學管理。
實驗教學中心下設機械性能測試與綜合分析、機電流體傳動控制、機械創新設計、機械CAD/CAE/CAM、機械精度測試測繪、機械製造技術基礎、工程材料及成形技術、快速原型製造、工程綜合實踐等9個實驗室和機械創新陳列展示、機械及零部件陳列展示室。每個實驗室主任由責任心和實驗動手力強的副教授、高級工程師或博士擔任,負責各實驗室的建設規劃和實驗設計,專職實驗技術人員負責實驗室管理。
實驗中心各實驗室全天開放,採用預約實驗的方式,每天上午、下午和晚上三個單元(含星期六、星期日)學生均可進行實驗。
每年吸納學生10590人,完成實驗人時數551280人時。同時,以實驗中心為開放性科技活動平台,接納學生參加工程綜合實踐和課外科技活動。
實驗教學中心資源利用率高。
儀器設備配置
通過國家教學基地建設、世界銀行貸款項目建設及學校配套建設,機械基礎實驗教學中心的實驗儀器、設備、裝置新增和更新率達到95%,並且90%以上是機電一體化的設備,50%的實驗設備可以提供學生進行創新組合,作綜合設計性和研究創新性實驗,設備利用率100%。
自製儀器設備15種,有特色。其中包括:
1)開發的機電控制基礎平台和平台庫為學生開展綜合設計性實驗和研究創新性實驗提供了很好的環境,在此基礎上學生研究開發了“人造板厚度線上檢測及生產數據管理系統”、“空氣靜壓球軸承球面螺旋溝槽專用數控研磨機”等22項成果;
2)研究開發了機械傳動性能測試實驗台,獲得教育部科技進步二等獎;
3)剛性和柔性支撐動平衡儀,幫助學生了解動平衡原理,掌握轉子動平衡和機構動平衡實驗方法;
4)設計製造了由原動機和5種不同機械傳動系統組成的帶式運輸機。
5)研究開發了機電液組合式實驗台,由多個獨立模組組合而成,既可以獨立進行實驗教學,也可以由幾個模組組合成大型的控制系統進行綜合性實驗教學,還可套用於科研開發。
6)開發了“機械平衡實驗”、“機電及流體傳動控制實驗”、“液壓控制仿真軟體”、“汽車液壓操縱系統控制仿真軟體”、“液體動壓滑動軸承仿真軟體”;“牛頭刨床主執行機構機構設計與分析”、“牛頭刨床傳動系統設計”、“鍛壓床主執行機構設計與分析”、“模切機主執行機構與分析”、“衝壓床主執行機構設計與分析”、“凸輪機構設計軟體 CamCAD”、“機構分析可裝配軟體模組”等虛擬實驗和機械系統性能仿真分析軟體。
實驗中心特色
1) 依託學科優勢,注重實驗實踐教學與理論教學的相互依託,相互滲透,與理論教學一起共同成為機械基礎教學平台不可或缺的兩大支柱。以機械設計及理論國家重點學科、機械傳動國家重點實驗室、國家工科機械基礎教學基地為依託,以實驗中心和精品課程建設為重點和結合點,實驗教學和系列課程同步改革,整合理論教學和實驗教學資源,構建了理論教學、實驗教學、綜合實踐教學相互依託、有機結合的機械基礎教學平台,獲得了多項國家和省級教學成果獎,推廣套用成效顯著。
2)以培養學生機械工程綜合素質、實踐能力和創新能力為目標,構建了“三層次兩結合”的實驗實踐教學體系,取得良好的人才培養效益。中心在長期的教學實踐中,堅持轉變實驗教學觀念,從人才培養的總體要求出發設計並建立了具有先進理念,現代實驗內容和先進實驗技術,含《機械認識實踐》和《產品製造基礎工程訓練》-《機械基礎實驗》和《機械基礎綜合課程設計》-《工程綜合實踐》與《研究創新實踐》的分層次、模組化、課內和課外相結合、教學與科研相結合的、開放式的機械基礎實驗實踐教學體系。並通過設備先進、運行維護良好的實驗實踐教學環境,以及一支整體最佳化、教學與科研和實驗技術良性互動的高水平實驗教學隊伍,確保其得到有效實施,在學生實踐能力和創新能力培養方面成績顯著。
3)緊跟科學技術發展步伐,長期堅持實驗教學內容、方法和技術的研究和改革,取得豐富成果,為實現“以學生為本”的教育理念,培養高素質創新人才提供了有力支撐。改革傳統實驗教學內容和教學方法,用開放的陳列演示替代演示及部分驗證性實驗;將傳統的機械基礎實驗融入現代設計方法、先進制造技術和測試控制技術,按創新人才培養需要開發了一系列綜合設計性和研究創新性實驗;利用現代信息技術,研究開發了豐富的虛擬實驗軟體、機械運動方案創新設計軟體、運動學動力學性能仿真分析軟體和實驗教學課件;開發了機械基礎實驗教學管理信息系統,構建了功能完善的實驗教學網路平台,實現了實驗室中心的信息化管理,為教師和學生創造了優良的網上教學環境、提供了豐富的網上教學資源,極大地激發了學生的學習主動性和創造性。
4)積極開展實驗教學儀器設備的自主研製,並積極推廣套用,發揮了很好的示範輻射作用。根據先進的設計理念,套用現代測試技術和計算機控制技術,自主研製開發和更新改造了一批有特色的機械基礎實驗教學設備,開出的綜合設計性和研究創新性實驗比例高,在培養學生工程綜合素質和創新能力方面發揮了顯著作用。同時,這些設備還在10餘所高校推廣套用,發揮了示範輻射作用。
效果與成果
1.學生學習效果
1)學生通過實驗教學、工程綜合實踐和創新設計競賽,工程綜合素質和創新能力得到了很大提高,直接參與研究開發項目61項,其中“人造板厚度線上檢測及生產數據管理系統”、“空氣靜壓球軸承球面螺旋溝槽專用數控研磨機”、“Windows 環境下工業數控標記機控制軟體的開發”、“汽車輪圈跳動自動檢測機”、“榨糖生產線均衡壓榨自動控制”及“生產數據管理系統”等22項被企業生產,或直接套用於生產,申請國家發明專利2項(已公開),這些項目的軟體編程任務、設備調試工作和現場服務等80%以上工作由學生完成。發表論文19篇,獲得全國性創新設計競賽獎8項。
2)學生參與科技競賽獲得多項獎勵:全國大學生機器人CCTV 電視大賽”,獲優秀獎1 項,最佳技術獎1項;對抗型機器人大賽二等獎1 項 ;獲“國際大學生數學建模競賽MCM/ICM” 一等獎1 項,二等獎1 項。學生設計的遙控賽車3D數字模型,獲得教育部高等學校機械學科教學指導委員會組織的全國“2002年度三維CAD Solide Edge設計大獎賽” 特別優勝獎。“空氣靜壓球軸承球面螺旋溝槽專用數控研磨機” 2004年獲得西南片區機械創新設計大賽一等獎,全國機械創新設計大賽一等獎。“自動吸水泵”、 “非開挖機器人”2004年獲得西南片區機械創新設計大賽二等獎。
2.2000年以來主要實驗教學成果,獲獎:
1)《面向21世紀機械類專業人才培養改革方案的研究與實踐》, 2001年獲得國家教學成果獎一等獎和2000年重慶市教學成果獎一等獎;
2)《面向21世紀機械基礎系列課程改革的研究與實踐》2001年獲國家級教學成果二等獎、2000年獲重慶市教學成果獎一等獎;
3)《建設國家工科教學基地,構建機械基礎教學平台的研究與實踐》2005年國家級教學成果二等獎,2004年重慶市教學成果一等獎;
4)《機械基礎系列課程計算機輔助教學的研究與實踐》2000年獲重慶市教學成果二等獎;
5)《機械原理CAI軟體系統》2000年獲重慶市教學成果二等獎;
6)《大學生工程綜合素質和創新設計能力培養體系的研究與實踐》2004年獲重慶市教學成果三等獎。
發展規劃
1.機械基礎實驗教學中心教育理念和實驗教學觀念先進、符合教育規律;實驗教學體系從人才培養的總體要求進行設計,突出工程綜合素質、實踐能力和創新能力培養,建立分層次、多模組,與理論教學有機結合,又相對獨立的實驗實踐教學體系,加強與科研、工程和生產實際的結合,改造了傳統的實驗教學內容和實驗技術方法,增加了綜合設計性和研究創新性實驗,激發了學生學習的主動性和創造性,提高了機械基礎實驗教學水平和質量,取得了顯著效果。在整體上達到了國內領先水平,並發揮了一定示範輻射作用。
2.重慶大學重視實驗教學隊伍建設,鼓勵高水平教師參與實驗教學工作的政策措施落實到位,機械基礎實驗中心實驗教學隊伍結構合理、開拓創新精神強、教學研究和科學研究開展活躍、教學成果和科研成果豐富,形成了一支教學、科研和實驗技術結合、高水平、團結奮鬥的實驗教學隊伍。
3.機械基礎實驗教學中心設備先進、數量充足、實驗室環境好、運行維護保障措施落實得力,能面向不同層次開出基礎性、綜合設計性和研究創新性實驗課程。
4.通過探索、研究與實踐,依託國家工科機械基礎教學基地和國家機械傳動重點實驗室,通過教學與科研結合、精品課程與實驗中心建設相結合,整合了優勢實驗教學資源,建立了開放式運行和資源共享的管理體制,實現了國家工科學基地、機械基礎系列精品課程與實驗中心的共同可持續發展。
5.建立了機械基礎實驗教學中心實驗教學資源和實驗教學管理網路平台,研究開發了系列實驗教學課件、虛擬實驗軟體和教學資源庫,實現了網上輔助實驗教學和管理。
6.機械基礎實驗教學中心根據學校辦學定位和人才培養目標,結合實際,在建立機械基礎實驗教學體系、實驗內容和實驗方法的先進性、、開放式教學、自製實驗儀器設備、網路化實驗教學和管理信息平台方面積極創新,特色鮮明。實驗教學受益量大面廣,教學效果顯著,獲得的教學成果多,學生工程綜合素質和實踐創新能力明顯提高,成果豐富。