汕头大学机械设计及制造实验教学示范中心于2013年成为校级实验教学示范中心建设单位,2014年成为广东省教育厅批准的省级实验教学示范中心建设单位,经过三年多的建设和发展,该实验教学示范中心在实验教学体系、实验教学方法、实验平台建设、实验教学改革和实验开发、实验教学成效等方面已经取得了显著成绩,基本建成了特色鲜明的基于CDIO的机械设计及制造实验教学示范中心,为创新人才和卓越工程师培养创造了良好的机械设计及制造实验教学环境,也为其他兄弟院校起到了实验教学示范辐射作用。
目前机械设计及制造实验教学示范中心拥有2100m2的实验室,其中设有CDIO创新实践中心、机械设计实验室、虚拟现实实验室、先进制造实验室、公差实验室、热工及流体力学实验室、机器人实验室、材料力学实验室、数控技术实验室和工程材料实验等10个实验室。示范中心建设以来,新增建设面积300平米,新增设备19台套,设备费用约400万。
目前中心共有教师29人,其中正高职称教师11人(教授),占教师总数的37.93%;副高职称教师12人(副教授10人、高级实验师1人),占教师总数的41.38%;具有博士学位的教师20人,占教师总数的68.97%,教师结构分布合理。示范中心建设以来,引进5名博士和1名硕士。
中心教师近三年承担教学改革立项项目共9项,其中国家级1项,省部级5项,校级3项;并在国内外发表教改论文16篇。
中心主任陈少克教授长期从事机械设计与制造方面的教学和科研工作,2015年获得南粤优秀教师,2015年获得汕头大学卓越教学奖,2014年获得汕头市优秀教师,2014年获得广东教育教学成果一等奖(排名第4),2014年获得教育部教育教学成果二等奖(排名第4),2015年获得汕头大学教育教学成果一等奖。陈少克教授在机器人、轻工机械、模具、CAD/CAM等方面有较深的研究和成果,近年来主持和参与国家、广东省、揭阳市和汕头市科技计划项目二十多项,科研经费达1000多万,在国内外重要期刊发表了60多篇论文,其中20多篇被EI收录,在上海交通大学出版社、中国电力出版社出版专著2部,已有6项国家发明专利和20多项实用新型专利获得授权,1个著作权取得登记。在陈少克教授的带领下,示范中心建设得到很好的开展,取得了较好的成绩。
为提高中心的利用率,配合CDIO各教学环境节的开展,中心实行全天候开放管理形式,为配合CDIO的各个教学环境,中心分别设置有研讨区、加工区及装配调试区等,学生在中心可以进行从研讨、设计、加工制作、装配调试等CDIO的各项环节的体验。学生可以根据项目需要随时到中心实现自由式的项目研讨。项目的管理主要采用自主式的学生管理,项目从设计、加工、安装及调试主要以学生为主,老师主要是引导及指导。中心不断完善学生实验、实践能力成绩的评定办法,将学生的实验成绩评价逐步引向教学终期(毕业)评价和过程评价,即使学生在大学学习期间自始至终都有接触工程实际的机会,保证实验与掌握工程能力有机结合,通过不断的分析、试验、改进、完善的过程中,使分析问题解决问题的能力得到时有效的训练,增加综合性、设计性实验比例。
表5 中心教学所使用实验室状况
实验室名称
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面积(平米)
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开放方式和利用率
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设备种类与数量
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专职管理人员
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主要用途
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机械设计实验室
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260
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主要是课程实验,采用预约开放形式
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测绘教学模型一批、动平衡实验台8台、慧鱼模型散件一批、齿轮范成仪20台、齿轮参数测定实验箱3箱、齿轮传动实验台8台、轴系结构设计实验箱4箱
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曾海燕
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[MEC2104A]运动学与机构、
[MEC3106A]机械零件设计等课程的课程实验
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CDIO创新实践中心
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1000
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除课程实验之外,采用全天候开放形式,2015-2016学年开放约22050人时数
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车床设备5台、铣床、磨床设备7台、刨床、电焊机3台、钳工工具设备等15台、计算机等设备9台、车刀量角仪14台、好耐 9272切削测力仪系统1套
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陈章林、陈跃涛、谢旭亨等
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[MEC2801A]金工实习、 [MEC3107A]工业生产过程、机电系统设计与制造一级项目及其他学生课外科技活动项目
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热工及流体力学实验室
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150
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主要是课程实验,采用预约开放形式。
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对流放热系数实验装置2台、流体静力学综合实验2台、雷诺实验2台、伯努利方程仪2台,流体动力学综合实验2台。
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陈跃涛
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[MEC2203A]工程热力学、[MEC2202B]流体力学等的课程实验
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材料力学实验室
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181
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课程实验,采用预约开放形式
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电子万能试验机4台、液压式万能试验机4台、电子扭转试验机4台、组合实验装置12台、静态电阻应变仪16台
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陈跃涛
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[MEC2204A]材料力学等的课程实验
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公差实验室
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60
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课程实验,采用预约开放形式
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光切法显微镜11台、投影立式光学计10台、齿轮跳动检查仪4台、测量箱体、花岗岩平板、百分表等6台套
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陈跃涛
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[MEC2103A]互换性与测量技术基础等的课程实验
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机器人实验室
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50
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课程实验,采用预约开放形式
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搬运机械手5台
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曾海燕
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[MEC3105A]机器人技术等的课程实验
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数控技术实验室
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100
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课程实验,采用预约开放形式
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数控机床仿真系统10套
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谢旭亨
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[MEC3403A]计算机数控机床等的课程实验
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工程材料实验
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60
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课程实验,采用预约开放形式
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表面硬度计3台、布洛维硬度计2台、显微硬度计1台、4X-A型金相显微镜10台、金相抛光机2台、P-2金相显微镜1台、箱式电阻炉2台
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谢旭亨
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[MEC3104A]工程材料等的课程实验
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虚拟制造实验室
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60
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课程实验,采用预约开放形式
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美国3D打印机1台,国产3D打印机8台,虚拟制造系统1套
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朱达彦
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[MEC3117B]3D打印与特种加工等的课程实验
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先进制造实验室
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160
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课程实验,采用预约开放形式
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数控车床5台、加工中心4台、激光切割机2台、数控中线切割机1台
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谢旭亨
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[MEC2801A]金工实习、机电系统设计与制造一级项目及其他学生课外科技活动项目
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中心于2013年成为校级实验教学示范中心建设单位,2014年成为广东省教育厅批准的省级实验教学示范中心建设单位,同时得到省、校教改经费的大力支持,近三年来,中心投入约400万元专项经费,更新教学仪器设备和维修改造教学实验室,新增了包括美国system公司的3D打印机、虚拟制造系统、加工中心、激光切割机等先进加工设备(见表6所示),新组建了虚拟制造实验室、先进制造实验室,教学实验平台如图7所示,新增实验室面积300平米,形成了集构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)和运行(Operate)于一体的机械设计及制造教学实验平台。