［摘 要］實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等教育新工科人才培養(yǎng)的關(guān)鍵教學(xué)環(huán)節(jié)，而傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和平臺(tái)已經(jīng)不能滿足新時(shí)代復(fù)合型、綜合型和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需求。蘭州理工大學(xué)基于機(jī)械電子工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)，以培養(yǎng)具備創(chuàng)新實(shí)踐能力的高素質(zhì)復(fù)合型人才為目標(biāo)，自主研制了“機(jī)—電—液—控”一體化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，解決了傳統(tǒng)專業(yè)改造升級(jí)過(guò)程中實(shí)踐平臺(tái)和能力培養(yǎng)缺失的問(wèn)題。同時(shí)，在自主研制實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)改革，創(chuàng)新教學(xué)方法和教學(xué)手段，提出工程化訓(xùn)練全貫穿的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系。實(shí)踐表明，學(xué)生對(duì)“機(jī)—電—液—控”專業(yè)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力得到了顯著提升，基于多學(xué)科交叉的自主創(chuàng)新能力也得到了增強(qiáng)。

［關(guān)鍵詞］自制實(shí)驗(yàn)設(shè)備；新工科；實(shí)踐教學(xué)；自主創(chuàng)新

［中圖分類號(hào)］G642 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A ［文章編號(hào)］2095-3437（2024）17-0049-05

第四次工業(yè)革命的高速發(fā)展，使教育事業(yè)面臨巨大變革，也為高等教育的創(chuàng)新變革帶來(lái)了重大發(fā)展機(jī)遇[1]。因此，傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)工科專業(yè)如何在保持自己傳統(tǒng)特色的前提下，基于實(shí)踐教學(xué)體系樹(shù)立新工科教育發(fā)展理念，完成新技術(shù)革命浪潮下的教育變革與發(fā)展，是其當(dāng)前面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

工科教育在高等教育中具有特殊的地位和作用，與國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展息息相關(guān)[2]。其引領(lǐng)原始科技創(chuàng)新，突破工程技術(shù)瓶頸，是科技強(qiáng)國(guó)、人才強(qiáng)國(guó)的重要戰(zhàn)略支撐[3]。實(shí)踐教學(xué)是工科教育教學(xué)體系中的重要環(huán)節(jié)，也是教學(xué)質(zhì)量保障的重要方面。面對(duì)新工科發(fā)展目標(biāo)，高等工科教育需要培養(yǎng)出具有實(shí)踐應(yīng)用能力、工程分析技能、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，以及職業(yè)素養(yǎng)的復(fù)合型應(yīng)用人才，這對(duì)實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)提出了更高的要求[4]。然而，目前部分高校的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)與科技創(chuàng)新不匹配，大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)與社會(huì)需求脫節(jié)，導(dǎo)致實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)在創(chuàng)新實(shí)踐教育中不能很好地發(fā)揮作用[5]。因此，如何創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)成為傳統(tǒng)工科專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革中亟待解決的問(wèn)題。自制實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器設(shè)備是指從事科學(xué)研究和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教師依據(jù)本專業(yè)教學(xué)現(xiàn)狀和培養(yǎng)目標(biāo)，自主設(shè)計(jì)和研制的具有先進(jìn)性和實(shí)用性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備。這些新型設(shè)備在市場(chǎng)上無(wú)現(xiàn)成產(chǎn)品出售，可用來(lái)彌補(bǔ)現(xiàn)有設(shè)備創(chuàng)新不足、性能不夠、與企業(yè)實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié)的問(wèn)題，以滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求[6-7]。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)高校開(kāi)始逐漸重視實(shí)驗(yàn)裝置的自主研制工作[8-10]。

近年來(lái)，蘭州理工大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱我校）非常重視傳統(tǒng)工科專業(yè)的升級(jí)改造工作，通過(guò)設(shè)立教學(xué)研究項(xiàng)目等多種舉措，大力支持教師自主研制實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備。機(jī)械電子工程專業(yè)是我校傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)專業(yè)，屬典型的產(chǎn)品設(shè)計(jì)類專業(yè)。該專業(yè)的核心課程所涉及的傳統(tǒng)流體元件及系統(tǒng)，在現(xiàn)代工業(yè)中已經(jīng)發(fā)展為內(nèi)置微控制器、微傳感器和專用控制算法的智能化元件及系統(tǒng)。因此，本文以我校機(jī)械電子工程專業(yè)的液壓元件、液壓系統(tǒng)微機(jī)控制等課程的實(shí)踐教學(xué)為例，自主研制了融入數(shù)字化、信息化和智能化等內(nèi)容的跨學(xué)科電液控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備，為學(xué)生構(gòu)建交叉融合的專業(yè)知識(shí)體系和培養(yǎng)創(chuàng)新能力創(chuàng)造實(shí)踐條件。

一、教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)研制

液壓元件與系統(tǒng)的相關(guān)課程是我校機(jī)械電子工程專業(yè)的主要專業(yè)課程[11]。液壓系統(tǒng)是一種利用流體來(lái)傳遞能量的系統(tǒng)，其通過(guò)控制流體流動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)力、扭矩和運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換與傳遞，被廣泛用于國(guó)防軍工、航空航天、能源動(dòng)力、生物醫(yī)療等高科技裝備領(lǐng)域。但是這些核心課程所涉及的流體元件及系統(tǒng)，在現(xiàn)代工業(yè)中已逐漸變得更信息化、智能化，其不再是傳統(tǒng)意義上的流體元件及系統(tǒng)。而傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)仍然是簡(jiǎn)單機(jī)械及裝置的組合。如果只是依靠教師在課堂理論教學(xué)中融入嵌入式系統(tǒng)、現(xiàn)代傳感技術(shù)和智能控制算法等內(nèi)容，學(xué)生無(wú)法真正掌握智能液壓元件和系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力，也難以構(gòu)建交叉融合的專業(yè)知識(shí)體系。

我校液壓技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)（以下簡(jiǎn)稱研究團(tuán)隊(duì)）長(zhǎng)期從事液壓元件基礎(chǔ)研究與應(yīng)用方面的教學(xué)和科研工作，深耕工程液壓技術(shù)研究領(lǐng)域，熟知液壓行業(yè)的發(fā)展。近年來(lái)主持國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、甘肅省自然科學(xué)基金等多項(xiàng)省部級(jí)以上科研項(xiàng)目，建成特種泵閥教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、甘肅省實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、甘肅省液壓氣動(dòng)工程技術(shù)研究中心等多個(gè)省部級(jí)以上創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)，在液壓技術(shù)領(lǐng)域積累了豐富的教學(xué)和研究經(jīng)驗(yàn)，為自主研發(fā)電液控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)奠定了深厚的理論基礎(chǔ)[12]。

（一）自制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的背景和目標(biāo)

我校機(jī)械電子工程專業(yè)在進(jìn)行傳統(tǒng)專業(yè)升級(jí)改造的過(guò)程中，以新工科建設(shè)“應(yīng)對(duì)變化，塑造未來(lái)”為理念，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有培養(yǎng)方案、課程設(shè)置、教材建設(shè)、實(shí)踐培養(yǎng)環(huán)節(jié)等進(jìn)行一系列改革，將原來(lái)以“液”為主、以“機(jī)”為輔的單一傳統(tǒng)知識(shí)體系，升級(jí)改造為集數(shù)字控制技術(shù)、現(xiàn)代傳感技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和智能控制算法于一體的“機(jī)—電—液—控”多學(xué)科融合的新型知識(shí)體系。在實(shí)踐培養(yǎng)環(huán)節(jié)的改革中，我們發(fā)現(xiàn)原有的或市場(chǎng)上有售的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)功能不足，教學(xué)內(nèi)容陳舊，改造創(chuàng)新困難，無(wú)法將科研工作的新進(jìn)展、新內(nèi)容補(bǔ)充到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容缺乏綜合性、創(chuàng)新性和前沿性。在此背景下，研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，自行研制實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器設(shè)備，以推進(jìn)科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，從而促進(jìn)實(shí)驗(yàn)技術(shù)裝備革新，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新能力。最終實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量水平的提升，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)特色與核心競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)一步增強(qiáng)。因此，自制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的目標(biāo)是研制集“機(jī)—電—液—控”于一體的多學(xué)科綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)和創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)，以解決傳統(tǒng)專業(yè)升級(jí)改造過(guò)程中交叉學(xué)科實(shí)踐平臺(tái)缺失的問(wèn)題。

（二）自制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)簡(jiǎn)介

結(jié)合實(shí)際教學(xué)需求，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力為目標(biāo)，研究團(tuán)隊(duì)自主研制了電液控制系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。設(shè)計(jì)思路如圖1所示。

該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以控制系統(tǒng)構(gòu)成中的核心電子元器件（電液比例控制放大器、電液伺服控制放大器、開(kāi)關(guān)閥控制放大器）的開(kāi)發(fā)使用為主要目的，以液壓閥電—機(jī)械轉(zhuǎn)換元件為控制對(duì)象，以可編程控制器為核心的通用數(shù)字控制器為系統(tǒng)控制器（軸控制器），以實(shí)際液壓控制系統(tǒng)仍在廣泛使用的模擬控制器為控制介質(zhì)，能夠?yàn)殡娨嚎刂葡到y(tǒng)、伺服控制系統(tǒng)、電子電路的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)等提供實(shí)驗(yàn)研究。

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以PLC為核心，以電液比例放大器、電液伺服放大器為信號(hào)處理、放大環(huán)節(jié)，以開(kāi)關(guān)電磁鐵、比例電磁鐵、力矩馬達(dá)、繼電器、LED等為被控對(duì)象，以LVDT位移傳感器為反饋裝置，以計(jì)算機(jī)、示波器、電壓/電流表為測(cè)量顯示裝置，五位一體共同構(gòu)成。

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要由三部分構(gòu)成，各部分功能如下。

1.電源和信號(hào)發(fā)生板塊：電源和信號(hào)發(fā)生板塊從左到右分別為電源狀態(tài)指示、電源總開(kāi)關(guān)、實(shí)驗(yàn)臺(tái)工作啟停按鈕、三相電輸出及顯示、5V和24V電源、0-20mA恒流源與0-10V恒壓源信號(hào)發(fā)生器。為系統(tǒng)提供工作電源和信號(hào)。

2.PLC基礎(chǔ)教學(xué)板塊：PLC基礎(chǔ)教學(xué)板塊由三個(gè)可更換式實(shí)訓(xùn)模塊組成，每一個(gè)實(shí)訓(xùn)模塊上有三個(gè)以上實(shí)驗(yàn)科目。其中，PLC實(shí)訓(xùn)模塊1由音樂(lè)噴泉實(shí)驗(yàn)、搶答器實(shí)驗(yàn)、自動(dòng)裝配生產(chǎn)線模擬控制實(shí)驗(yàn)、交通信號(hào)燈、自動(dòng)供水設(shè)備實(shí)驗(yàn)和天塔之光實(shí)驗(yàn)組成；PLC實(shí)訓(xùn)模塊2由自動(dòng)送料車/傳送帶實(shí)驗(yàn)，自動(dòng)售貨機(jī)實(shí)驗(yàn)、軋鋼機(jī)自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)，多種液體混合裝置實(shí)驗(yàn)，郵件分揀機(jī)實(shí)驗(yàn)組成。PLC實(shí)訓(xùn)模塊3由四層電梯實(shí)驗(yàn)、基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)和繼電器實(shí)驗(yàn)組成。三個(gè)實(shí)訓(xùn)模塊由簡(jiǎn)到難，可以有效地提高學(xué)生的PLC控制器的邏輯編程能力。

3.電液控制放大器及系統(tǒng)板塊：電液控制放大器及系統(tǒng)板塊主要由PLC、模擬/數(shù)字式比例放大器及系統(tǒng)模塊、電液伺服放大器及系統(tǒng)模塊、開(kāi)關(guān)閥及控制系統(tǒng)模塊組成，其構(gòu)成如圖2所示。

其中，電液控制放大器及系統(tǒng)模塊主要由PLC、模擬/數(shù)字式比例放大器、比例電磁鐵、位移傳感器、線圈電流顯示儀表和位移反饋儀表組成，共同構(gòu)成電液比例控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)環(huán)和閉環(huán)控制功能，為學(xué)生和教師提供教學(xué)與科研服務(wù)。

電液伺服放大器及系統(tǒng)模塊主要由PLC、伺服放大器、伺服閥先導(dǎo)控制組件——力矩馬達(dá)及相關(guān)儀表組成，形成了伺服控制系統(tǒng)。學(xué)生可學(xué)習(xí)和理解伺服放大器結(jié)構(gòu)原理，伺服閥先導(dǎo)組件—力矩馬達(dá)的工作原理，直觀地觀察和理解力矩馬達(dá)銜鐵組件工作過(guò)程中的擺角變化。

開(kāi)關(guān)閥及控制系統(tǒng)模塊主要由開(kāi)關(guān)電磁鐵、中間繼電器等組成，構(gòu)成了開(kāi)關(guān)控制回路，學(xué)生可以直觀地觀察到電磁鐵的輸出電流，理解其工作原理。

二、依托自制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)踐教學(xué)改革

我校以增強(qiáng)學(xué)生興趣，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)為目標(biāo)，依托自制的綜合性開(kāi)發(fā)式實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)傳統(tǒng)工科專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行深入的探索和改革。改革思路如圖3所示。

（一）建立“金字塔”遞進(jìn)式實(shí)踐教學(xué)體系

根據(jù)學(xué)生對(duì)各學(xué)科專業(yè)知識(shí)的掌握程度和理解能力，分階段、分層次地安排實(shí)踐教學(xué)，建立了“金字塔”遞進(jìn)式實(shí)踐教學(xué)體系，如圖4所示。整個(gè)過(guò)程分為三個(gè)階段：第一階段主要是讓學(xué)生對(duì)抽象的基礎(chǔ)理論有初步認(rèn)識(shí)和理解，能實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際編程的進(jìn)一步嘗試和掌握，結(jié)合自制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手接線操作能力，加深和強(qiáng)化學(xué)生對(duì)整個(gè)電液控制系統(tǒng)、控制算法、PLC編程等的理解和掌握。第二階段為啟發(fā)性實(shí)踐教學(xué)過(guò)程，結(jié)合自制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)理論模型所描述的過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，將流體控制系統(tǒng)中的低壓電器知識(shí)、控制器知識(shí)以及電子電路知識(shí)和液壓知識(shí)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，使學(xué)生將課堂所學(xué)的零散知識(shí)組成一個(gè)知識(shí)體系，啟發(fā)學(xué)生對(duì)交叉學(xué)科進(jìn)行融會(huì)貫通，學(xué)會(huì)科學(xué)研究的基本思考方法。第三階段的主要目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力，教師將科研項(xiàng)目與課程內(nèi)容緊密結(jié)合，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)以工程科研項(xiàng)目實(shí)例引入，引導(dǎo)學(xué)生自主創(chuàng)新解決工程實(shí)際問(wèn)題的方式方法。自制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)預(yù)留了多處參數(shù)測(cè)量、顯示接口，增加了手動(dòng)操作過(guò)程，允許學(xué)生按自己的想法動(dòng)手設(shè)計(jì)和操作實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生可以深度參與到創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中。

（二）構(gòu)建“賽—?jiǎng)?chuàng)”結(jié)合的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式

在現(xiàn)行的各工科專業(yè)教學(xué)大綱下，實(shí)踐課程和科創(chuàng)競(jìng)賽是相互脫離的。但是對(duì)學(xué)生而言，科創(chuàng)競(jìng)賽的實(shí)戰(zhàn)是對(duì)課堂理論知識(shí)和實(shí)踐能力的綜合應(yīng)用、鞏固提升和拓展學(xué)習(xí)。這兩方面的內(nèi)容對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的綜合發(fā)展至關(guān)重要，兩者應(yīng)為相輔相成、相互促進(jìn)的關(guān)系。因此，研究團(tuán)隊(duì)將實(shí)踐課程與科創(chuàng)競(jìng)賽相融合，形成一個(gè)新的實(shí)踐教學(xué)模式，為學(xué)生提供單獨(dú)的學(xué)時(shí)，結(jié)合自制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科研創(chuàng)新實(shí)踐，同時(shí)為學(xué)生參與科創(chuàng)競(jìng)賽提供了保障。另外，在學(xué)分認(rèn)定程序上滿足學(xué)生對(duì)創(chuàng)新訓(xùn)練學(xué)分的要求，此舉極大地提高了學(xué)生參與實(shí)踐學(xué)習(xí)與科創(chuàng)競(jìng)賽的積極性，形成了以學(xué)促賽、以賽促學(xué)的良性循環(huán)。

（三）實(shí)行多元化綜合性的實(shí)踐課程考核方法

傳統(tǒng)的實(shí)踐課程考核方法主要依據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告或設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)內(nèi)容做出最終的成績(jī)?cè)u(píng)定，這些內(nèi)容主要是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)或圖表。這種考核方式形式單一，無(wú)法反映學(xué)生實(shí)踐過(guò)程中的思路、操作和創(chuàng)新等情況。因此，研究團(tuán)隊(duì)提出了多元化綜合性實(shí)踐課程考核方法，重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的理解和設(shè)計(jì)、實(shí)踐操作技能、解決問(wèn)題的能力、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理和分析能力，以及在實(shí)踐課程中得到的啟發(fā)性思考，根據(jù)這些內(nèi)容綜合評(píng)定學(xué)生的實(shí)踐成績(jī)。由此引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐課程的學(xué)習(xí)中結(jié)合基礎(chǔ)理論知識(shí)，掌握科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯糠椒ǎㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行分析思考，從而提升學(xué)生的實(shí)踐能力和科學(xué)探索能力。

三、實(shí)踐教學(xué)改革成效

依托自制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)踐教學(xué)方法改革，充分考慮了機(jī)、電、液各類專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)，不僅能為機(jī)械電子工程專業(yè)（機(jī)、液類）學(xué)生形象展示構(gòu)成電液控制系統(tǒng)的控制器、放大器、轉(zhuǎn)換反饋等元件的工作原理，還能將控制程序和控制算法、控制參數(shù)調(diào)節(jié)等過(guò)程具象化。這有效地解決了機(jī)械電子工程專業(yè)的學(xué)生“缺電短腿”的問(wèn)題，即對(duì)實(shí)際構(gòu)成電液控制系統(tǒng)時(shí)電氣（包括計(jì)算機(jī)）控制部分的組成不熟悉、心生膽怯的問(wèn)題，同時(shí)為電類學(xué)生提供“液壓閥電—機(jī)械轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)及構(gòu)成電液控制系統(tǒng)”這樣的實(shí)際測(cè)控對(duì)象，很好地解決了學(xué)生對(duì)具體測(cè)控對(duì)象感到陌生的問(wèn)題，使機(jī)、電、液各類專業(yè)的學(xué)生對(duì)自己專業(yè)知識(shí)中的“伙伴技術(shù)”增進(jìn)了認(rèn)識(shí)，使學(xué)科交叉融合的概念深入學(xué)生心中，使學(xué)生能更好地進(jìn)行電液控制器及電液控制系統(tǒng)的分析、調(diào)試、設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。

我校自制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)自2016年投入使用以來(lái)，承擔(dān)了機(jī)械電子工程等相關(guān)專業(yè)的課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)、獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課、實(shí)踐周、創(chuàng)新訓(xùn)練和畢業(yè)設(shè)計(jì)等本科生專業(yè)核心課程的教學(xué)任務(wù)，并且兼顧機(jī)械電子工程專業(yè)研究生的電液控制器和電液控制系統(tǒng)相關(guān)的科研開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)，共計(jì)受益學(xué)生超過(guò)8000多人次。自制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)結(jié)合實(shí)踐教學(xué)方法的改革，大大提高了相關(guān)實(shí)踐課程的教學(xué)效果。學(xué)生對(duì)現(xiàn)在的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)充滿了興趣，表現(xiàn)出較高的學(xué)習(xí)積極性和主觀能動(dòng)性。他們?cè)谡n堂上認(rèn)真參與實(shí)踐操作，踴躍討論發(fā)言，對(duì)課程的滿意度從改革前的86%上升到改革后的97%。學(xué)生的自主創(chuàng)新能力和科研方法得到顯著提高，參加學(xué)科相關(guān)科創(chuàng)競(jìng)賽的人數(shù)大幅增加，獲得省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)的比例上升至65.78%。

由于該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為一線教師自主設(shè)計(jì)研發(fā)，因此在使用過(guò)程中，研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)實(shí)際教學(xué)中出現(xiàn)的問(wèn)題，結(jié)合最新行業(yè)技術(shù)發(fā)展，對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了不斷的改良和升級(jí)，在此基礎(chǔ)上研制出二代機(jī)和三代機(jī)，并且都投入實(shí)踐教學(xué)中。其中的設(shè)計(jì)思想獲得實(shí)用新型專利授權(quán)2項(xiàng)，申報(bào)發(fā)明專利1項(xiàng)；獲得中國(guó)高等教育學(xué)會(huì)2018年第五屆全國(guó)高等學(xué)校教師自制實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器設(shè)備大賽二等獎(jiǎng)。自制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在華中科技3RBnD20eOZQv3nUAwx90mqRxh8u5ESnrEjak88Cwspc=大學(xué)等3所高校中得以應(yīng)用并獲得高度認(rèn)可。

四、結(jié)語(yǔ)

本研究綜合了目前我國(guó)高等院校測(cè)控測(cè)量、液壓系統(tǒng)、電子電路、電機(jī)控制、繼電接觸控制、可編程控制器技術(shù)等課程實(shí)驗(yàn)大綱的要求，滿足了相應(yīng)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，加深了學(xué)生對(duì)專業(yè)課程的理解，并將測(cè)控測(cè)量與液壓系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，進(jìn)一步提高了學(xué)生對(duì)“機(jī)—電—液—控”綜合知識(shí)的應(yīng)用能力，更加貼近社會(huì)發(fā)展需求。實(shí)驗(yàn)的深度與廣度可根據(jù)需要靈活調(diào)整，為理論與實(shí)踐結(jié)合提供了支撐點(diǎn)，使教學(xué)過(guò)程更加靈活、生動(dòng)。

基于新工科理念的實(shí)踐教學(xué)方法改革，摒棄了傳統(tǒng)的被動(dòng)型灌輸式教學(xué)方式，以學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力提升為中心，提供了豐富而系統(tǒng)的綜合性、跨學(xué)科、開(kāi)放式的實(shí)踐訓(xùn)練平臺(tái)，促進(jìn)學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動(dòng)學(xué)習(xí)；學(xué)生可以在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐互動(dòng)，也可以自行設(shè)計(jì)和組織創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和能力；在此基礎(chǔ)上，學(xué)生通過(guò)參加探究類項(xiàng)目、校內(nèi)外比賽等科創(chuàng)活動(dòng)，成為適應(yīng)當(dāng)今大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能時(shí)代發(fā)展需求的復(fù)合型專業(yè)人才。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

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［責(zé)任編輯：劉鳳華］