曹　堅，　王　斌，　胡紅生，　張　輝，　鐘美鵬，　朱耀東

(嘉興學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，浙江 嘉興 314001)

0　引　言

高校實驗室既是科學(xué)研究的基地[1-2]，也是實踐教學(xué)的重要場所[3]，對人才培養(yǎng)和科技發(fā)展起著非常重要的作用[4-5]，對學(xué)生創(chuàng)新性能力的培養(yǎng)尤其重要[6-12]。實驗中心建設(shè)水平關(guān)系學(xué)科發(fā)展的水平，人才培養(yǎng)的質(zhì)量，各高校對實驗中心建設(shè)高度重視，許多高校開展了實驗中心特色建設(shè)的探索[13-15]。嘉興學(xué)院是一所新建的本科院校，立足于向社會培養(yǎng)應(yīng)用型人才，學(xué)校各級領(lǐng)導(dǎo)高度重視實驗室建設(shè)，在大中心運(yùn)行模式下積極探索特色建設(shè)，現(xiàn)以機(jī)電工程實驗中心為例介紹大中心運(yùn)行模式下的實驗中心特色建設(shè)。

機(jī)電工程實驗中心自2002年成立以后，采用大中心運(yùn)行模式搭建實踐教學(xué)大平臺，發(fā)揮了積極的作用，已發(fā)展成為跨學(xué)科、跨專業(yè)、現(xiàn)代化、綜合性的大型實踐教學(xué)、科學(xué)研究與社會服務(wù)基地。已擁有儀器設(shè)備總值6 000多萬元，建筑面積1.8萬m2。擁有2個基礎(chǔ)實驗室，包括電工電子、CAD技術(shù)實驗室；6個專業(yè)實驗室，包括機(jī)械工程、工業(yè)工程、電氣工程、電子信息、測控技術(shù)與儀器、材料成型及控制工程實驗室；2個校內(nèi)實踐教學(xué)基地，包括金工實習(xí)基地、大學(xué)生創(chuàng)新實踐基地；2個特色學(xué)科實驗室，包括先進(jìn)制造技術(shù)、檢測與機(jī)械電子技術(shù)實驗室，其中先進(jìn)制造技術(shù)實驗室為嘉興市重點實驗室。實驗中心承擔(dān)了學(xué)校機(jī)、電類專業(yè)的實驗以及金工實習(xí)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計和創(chuàng)新訓(xùn)練等實踐教學(xué)任務(wù)，為人才培養(yǎng)提供了有力支撐。

實驗中心圍繞嘉興乃至環(huán)杭州灣區(qū)域傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)勢特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展對未來人才的期望，確定機(jī)電類專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)該具有的能力要素，面向“機(jī)器換人”產(chǎn)業(yè)亟需的機(jī)電類應(yīng)用型人才的知識、能力和素質(zhì)具體要求，需要大批既掌握機(jī)械類專業(yè)知識又掌握電類專業(yè)知識的復(fù)合型人才，實驗中心充分利用同時具有機(jī)械類和電氣類的實驗設(shè)備和師資力量的優(yōu)勢，面向“機(jī)器換人”產(chǎn)業(yè)背景及時轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，改革課程體系，開發(fā)機(jī)電融合的實驗、實訓(xùn)項目，深入開展了“機(jī)電融合”的實踐教學(xué)特色改革與探索。

1　機(jī)電融合課程體系的構(gòu)建

改革人才培養(yǎng)方案，優(yōu)化課程體系。以機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)為重點，構(gòu)建機(jī)電融合的課程體系，根據(jù)“機(jī)器換人”產(chǎn)業(yè)需要的電類專業(yè)知識，在人才培養(yǎng)方案中單獨設(shè)置了機(jī)電一體化模塊以加大電類課程比例，該模塊包括機(jī)電傳動控制、單片機(jī)原理及應(yīng)用、可編程序控制器及應(yīng)用、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計和工業(yè)機(jī)器人等課程，同時增加了機(jī)電一體化課程設(shè)計、機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計綜合實訓(xùn)等機(jī)電融合的實踐課程。

針對工業(yè)工程專業(yè)在開設(shè)機(jī)械類專業(yè)課程的基礎(chǔ)上，增加了電工技術(shù)、電子技術(shù)等電類課程以及電工技術(shù)課程設(shè)計，面向“機(jī)器換人”產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)既懂機(jī)又懂電的工程管理人才；針對電氣工程及其自動化專業(yè)，設(shè)置了6個任意選修學(xué)分，引導(dǎo)學(xué)生選修機(jī)械類專業(yè)的課程，如《液壓與氣壓傳動》課程已經(jīng)成為大多數(shù)電氣工程及其自動化專業(yè)學(xué)生的選修課程，培養(yǎng)掌握一定機(jī)械知識的電氣工程師。

2　機(jī)電融合實驗平臺的搭建

實驗中心優(yōu)先支持機(jī)電融合的實驗室建設(shè)項目，先后新建和改建了機(jī)電融合的模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)實驗室、機(jī)電一體化實驗室、機(jī)器人與智能控制實驗室、液壓傳動實驗室、氣動實驗室、測試技術(shù)實驗室、GE實驗室以及大學(xué)生創(chuàng)新實驗室等實驗室用于機(jī)電融合實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)。

改建的液壓實驗室，如圖1所示，液壓實驗臺除了回路安裝面板還有電氣控制面板，在回路安裝面板中，可以讓學(xué)生自主搭接各種液壓回路，在電氣控制面板中包含了繼電器控制模塊、單片機(jī)控制模塊、PLC控制模塊，可以采用繼電器、單片機(jī)和PLC 3種控制方式控制液壓缸的運(yùn)動，實現(xiàn)了“機(jī)”與“電”課程的有機(jī)融合。新建的GE實驗室，充分考慮了機(jī)和電的融合(見圖2)。

圖1　機(jī)電融合的液壓實驗臺

圖2　機(jī)電融合的NGC-RA6C模塊化工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用教學(xué)系統(tǒng)

3　機(jī)電融合實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的革新

改革課程實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，增加實踐教學(xué)的比例，把實踐教學(xué)課時的比例在整個課程體系中的占35%以上，實驗環(huán)節(jié)增設(shè)機(jī)電融合的綜合性、設(shè)計性實驗項目，實驗中心根據(jù)課程體系開發(fā)了大量的機(jī)電融合的設(shè)計性、綜合性實驗項目，如《液壓與氣壓傳動》課程的實驗課時從6學(xué)時增加到了12學(xué)時，其中新增的6學(xué)時全部用于機(jī)電融合實驗項目的教學(xué)等。同時中心發(fā)動教師大力開發(fā)機(jī)電融合的實驗項目，例如利用模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)實驗室的實驗設(shè)備開發(fā)了10多項面向“機(jī)器換人”產(chǎn)業(yè)的自動化生產(chǎn)線機(jī)電融合的實驗和實訓(xùn)項目，利用機(jī)電一體化實驗室和機(jī)器人與智能控制實驗室的設(shè)備開發(fā)了40多項工業(yè)機(jī)器人的實驗和實訓(xùn)項目，利用液壓傳動實驗室和氣動實驗室的實驗設(shè)備開發(fā)了30多項以液壓缸或氣缸為控制對象，采用繼電器、單片機(jī)以及PLC多種方式控制的機(jī)電融合實驗項目等，同時實驗中心教師把參與企業(yè)的研發(fā)項目融入教學(xué)，用于學(xué)生機(jī)電融合實踐能力的培養(yǎng)。

4　機(jī)電融合創(chuàng)新訓(xùn)練的實施

實驗中心利用現(xiàn)有實驗室設(shè)備資源深度發(fā)掘開發(fā)機(jī)電融合的創(chuàng)新訓(xùn)練項目，機(jī)械實驗平臺發(fā)掘電氣控制的內(nèi)容，電氣控制的實驗平臺增加機(jī)械控制對象。比如機(jī)械實驗臺增加單片機(jī)、PLC控制的創(chuàng)新訓(xùn)練項目，PLC電氣控制的實驗臺增加機(jī)構(gòu)控制的對象。另外，向?qū)W生開放慧魚創(chuàng)意組合模型、美國DRRob系列機(jī)器人實驗場地，為學(xué)生自主設(shè)計機(jī)電融合的創(chuàng)新訓(xùn)練項目提供條件。為實現(xiàn)學(xué)生全面系統(tǒng)掌握機(jī)電融合知識，中心積極引進(jìn)國內(nèi)培訓(xùn)及認(rèn)證項目，面向所有專業(yè)學(xué)生進(jìn)行專業(yè)技能認(rèn)證培訓(xùn)。中心積極組織學(xué)生參加計算機(jī)繪圖技術(shù)培訓(xùn)和三維設(shè)計軟件培訓(xùn)，近5年來，先后有1 130多名學(xué)生參加了AutoCAD繪圖技能培訓(xùn)、Solidwork、Pro/E、UG三維設(shè)計軟件培訓(xùn)，取得了國家三維CAD應(yīng)用工程師資格或?qū)?yīng)的培訓(xùn)證書。520多名學(xué)生參加了電工技術(shù)培訓(xùn)，通過培訓(xùn)，提高了學(xué)生個性化的實踐能力。學(xué)科競賽的開展也充分利用了實驗中心機(jī)電融合的優(yōu)勢，鼓勵機(jī)械類專業(yè)和電類專業(yè)的學(xué)生混合組隊參賽，機(jī)類學(xué)生負(fù)責(zé)設(shè)計的作品機(jī)構(gòu)、外觀，電類學(xué)生負(fù)責(zé)設(shè)計學(xué)生的控制電路、電機(jī)驅(qū)動，分工協(xié)作共同完成一項任務(wù)?；爻修k組織了浙江省大學(xué)生智能汽車競賽和一系列校內(nèi)的大學(xué)生科技培訓(xùn)和競賽，如機(jī)械設(shè)計競賽、工程訓(xùn)練綜合能力競賽、電子設(shè)計競賽、機(jī)器人設(shè)計競賽等活動，使較多的學(xué)生參加到創(chuàng)新實踐活動中。通過大賽促進(jìn)了學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新意識和團(tuán)隊合作能力，提高了學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力，同時也選拔了有培養(yǎng)基礎(chǔ)的學(xué)生。在校內(nèi)競賽的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新實踐基地積極組織學(xué)生參加全國以及浙江省組織的各類科技競賽，如全國大學(xué)生電子競賽、全國大學(xué)生工程綜合能力訓(xùn)練大賽、浙江省大學(xué)生智能汽車競賽、浙江省大學(xué)生電子設(shè)計大賽、浙江省機(jī)械設(shè)計大賽等，獲得多項國家級、浙江省級的獎項。近5年來，獲省級(包括行業(yè))以上競賽獎項168項，其中國家級獎項41項。實驗中心在培養(yǎng)學(xué)生個性化能力方面成績突出，在實驗中心接受過創(chuàng)新訓(xùn)練的畢業(yè)學(xué)生受到用人單位的青睞。

5　結(jié)　語

機(jī)電工程實驗中心加強(qiáng)機(jī)電融合的特色建設(shè)取得了較好成績，也得到了業(yè)內(nèi)專家的認(rèn)可，2010年實驗中心批準(zhǔn)立項為浙江省實驗教學(xué)示范中心，2012年通過驗收，2014年立項為浙江省高等學(xué)校“十二五”實驗教學(xué)示范中心重點建設(shè)項目，同年被浙江省高校實驗室工作研究會評選為2014年度先進(jìn)集體，2015年被評為嘉興市高端制造業(yè)培訓(xùn)基地，在人才培養(yǎng)中發(fā)揮了積極的作用。

參考文獻(xiàn)(References)：

[1]蔡國軍,李天斌,馮文凱,李海華,杜鋒. 科研實驗室開展科普活動提高公眾科學(xué)素質(zhì)[J]. 實驗室研究與探索,2015,34(8):131-134,146.

[2]朱娟蓉. 強(qiáng)化高校實驗室安全管理工作的對策[J]. 實驗室研究與探索,2013,32(6):430-43.

[3]莊文芹,成孝剛,劉峰,等.高校實驗室開放模式與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的探究[J]. 實驗室科學(xué),2016,19(1):125-127.

[4]李志輝,關(guān)巖,李婷.實驗中心在實踐教學(xué)中的作用[J].遼寧科技大學(xué)學(xué)報,2013,36(3):334-336.

[5]呂開斌,左勇.普通理工科院校實驗中心管理的認(rèn)識與探討[J].高校實驗室工作研究,2012(1):68-69,92.

[6]孫仁云,王永忠,林秀蘭,等.實驗中心的建設(shè)與管理和創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].實驗室研究與探索,2013,32(10):117-120,127.

[7]申建軍,李楠.加強(qiáng)開放式實驗中心建設(shè)培養(yǎng)自動化創(chuàng)新人才[J].實驗室研究與探索,2013,32(11):333-335.

[8]孫建林,李磊,戈曉達(dá),等.從問卷調(diào)查看實驗中心對大學(xué)生科技創(chuàng)新活動的重要作用[J].實驗技術(shù)與管理,2013,30(1):122-125.

[9]馮林,吳振宇,于麗英.大學(xué)生綜合創(chuàng)新實驗中心建設(shè)的探索與實驗[J].實驗技術(shù)與管理,2011,28(8):110-113.

[10]賈繼文,陳文捷,閻祥慧.創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)下的資源與環(huán)境實驗中心建設(shè)探究[J].實驗室科學(xué),2012,15(1):167-170,173.

[11]周宜君,馮金朝,戴景峰.依托實驗中心平臺,培養(yǎng)學(xué)生實踐和創(chuàng)新能力[J].實驗技術(shù)與管理,2012,29(3):311-313,336.

[12]許森.信息與電子工程實驗中心創(chuàng)新平臺機(jī)制探究[J].實驗室研究與探索,2016,35(10):162-165.

[13]王曉崗,朱仲良,張榮華,等. 凝練“特色模塊”,建設(shè)化學(xué)實驗教學(xué)中心[J]. 實驗技術(shù)與管理,2011,28(7):119-121,126.

[14]郭袁俊,楊宏春,姚列明,等.大學(xué)物理實驗中心特色化建設(shè)的探索與實踐[J].大學(xué)物理實驗,2017,30(1):138-140.

[15]盧海霞,匡建超,曾德彬. 地方理工院校經(jīng)濟(jì)管理實驗示范中心特色建設(shè)思考[J]. 實驗室研究與探索,2011,30(6):104-107.

·名人名言·

如果你問一個善于溜冰的人怎樣獲得成功時，他會告訴你：“跌倒了，爬起來?！边@就是成功。

——牛頓