大中心運(yùn)行模式下的實(shí)驗(yàn)中心特色建設(shè)探索

曹　堅(jiān)，　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(shí)驗(yàn)室既是科學(xué)研究的基地[1-2]，也是實(shí)踐教學(xué)的重要場(chǎng)所[3]，對(duì)人才培養(yǎng)和科技發(fā)展起著非常重要的作用[4-5]，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新性能力的培養(yǎng)尤其重要[6-12]。實(shí)驗(yàn)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(duì)實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)高度重視，許多高校開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)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(huì)培養(yǎng)應(yīng)用型人才，學(xué)校各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)高度重視實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中心為例介紹大中心運(yùn)行模式下的實(shí)驗(yàn)中心特色建設(shè)。

機(jī)電工程實(shí)驗(yàn)中心自2002年成立以后，采用大中心運(yùn)行模式搭建實(shí)踐教學(xué)大平臺(tái)，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(shí)踐教學(xué)、科學(xué)研究與社會(huì)服務(wù)基地。已擁有儀器設(shè)備總值6 000多萬(wàn)元，建筑面積1.8萬(wàn)m2。擁有2個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室，包括電工電子、CAD技術(shù)實(shí)驗(yàn)室；6個(gè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，包括機(jī)械工程、工業(yè)工程、電氣工程、電子信息、測(cè)控技術(shù)與儀器、材料成型及控制工程實(shí)驗(yàn)室；2個(gè)校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)基地，包括金工實(shí)習(xí)基地、大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐基地；2個(gè)特色學(xué)科實(shí)驗(yàn)室，包括先進(jìn)制造技術(shù)、檢測(cè)與機(jī)械電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，其中先進(jìn)制造技術(shù)實(shí)驗(yàn)室為嘉興市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)中心承擔(dān)了學(xué)校機(jī)、電類專業(yè)的實(shí)驗(yàn)以及金工實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新訓(xùn)練等實(shí)踐教學(xué)任務(wù)，為人才培養(yǎng)提供了有力支撐。

實(shí)驗(yàn)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(shì)特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)未來(lái)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(shí)、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(shí)又掌握電類專業(yè)知識(shí)的復(fù)合型人才，實(shí)驗(yàn)中心充分利用同時(shí)具有機(jī)械類和電氣類的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和師資力量的優(yōu)勢(shì)，面向“機(jī)器換人”產(chǎn)業(yè)背景及時(shí)轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，改革課程體系，開(kāi)發(fā)機(jī)電融合的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，深入開(kāi)展了“機(jī)電融合”的實(shí)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(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)為重點(diǎn)，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(shí)，在人才培養(yǎng)方案中單獨(dú)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(dòng)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(jì)和工業(yè)機(jī)器人等課程，同時(shí)增加了機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)、機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)等機(jī)電融合的實(shí)踐課程。

針對(duì)工業(yè)工程專業(yè)在開(kāi)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(jì)，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(duì)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)，設(shè)置了6個(gè)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(dòng)》課程已經(jīng)成為大多數(shù)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的選修課程，培養(yǎng)掌握一定機(jī)械知識(shí)的電氣工程師。

2　機(jī)電融合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建

實(shí)驗(yàn)中心優(yōu)先支持機(jī)電融合的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)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(shí)驗(yàn)室、機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)室、機(jī)器人與智能控制實(shí)驗(yàn)室、液壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)室、氣動(dòng)實(shí)驗(yàn)室、測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、GE實(shí)驗(yàn)室以及大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室等實(shí)驗(yàn)室用于機(jī)電融合實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)。

改建的液壓實(shí)驗(yàn)室，如圖1所示，液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)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(dòng)，實(shí)現(xiàn)了“機(jī)”與“電”課程的有機(jī)融合。新建的GE實(shí)驗(yàn)室，充分考慮了機(jī)和電的融合(見(jiàn)圖2)。

圖1　機(jī)電融合的液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)

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(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的革新

改革課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，增加實(shí)踐教學(xué)的比例，把實(shí)踐教學(xué)課時(shí)的比例在整個(gè)課程體系中的占35%以上，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)增設(shè)機(jī)電融合的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)中心根據(jù)課程體系開(kāi)發(fā)了大量的機(jī)電融合的設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如《液壓與氣壓傳動(dòng)》課程的實(shí)驗(yàn)課時(shí)從6學(xué)時(shí)增加到了12學(xué)時(shí)，其中新增的6學(xué)時(shí)全部用于機(jī)電融合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的教學(xué)等。同時(shí)中心發(fā)動(dòng)教師大力開(kāi)發(fā)機(jī)電融合的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，例如利用模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)設(shè)備開(kāi)發(fā)了10多項(xiàng)面向“機(jī)器換人”產(chǎn)業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)線機(jī)電融合的實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，利用機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)室和機(jī)器人與智能控制實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備開(kāi)發(fā)了40多項(xiàng)工業(yè)機(jī)器人的實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，利用液壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)室和氣動(dòng)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)設(shè)備開(kāi)發(fā)了30多項(xiàng)以液壓缸或氣缸為控制對(duì)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(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等，同時(shí)實(shí)驗(yàn)中心教師把參與企業(yè)的研發(fā)項(xiàng)目融入教學(xué)，用于學(xué)生機(jī)電融合實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

4　機(jī)電融合創(chuàng)新訓(xùn)練的實(shí)施

實(shí)驗(yàn)中心利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室設(shè)備資源深度發(fā)掘開(kāi)發(fā)機(jī)電融合的創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目，機(jī)械實(shí)驗(yàn)平臺(tái)發(fā)掘電氣控制的內(nèi)容，電氣控制的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)增加機(jī)械控制對(duì)象。比如機(jī)械實(shí)驗(yàn)臺(tái)增加單片機(jī)、PLC控制的創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目，PLC電氣控制的實(shí)驗(yàn)臺(tái)增加機(jī)構(gòu)控制的對(duì)象。另外，向?qū)W生開(kāi)放慧魚(yú)創(chuàng)意組合模型、美國(guó)DRRob系列機(jī)器人實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，為學(xué)生自主設(shè)計(jì)機(jī)電融合的創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目提供條件。為實(shí)現(xiàn)學(xué)生全面系統(tǒng)掌握機(jī)電融合知識(shí)，中心積極引進(jìn)國(guó)內(nèi)培訓(xùn)及認(rèn)證項(xiàng)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(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)培訓(xùn)和三維設(shè)計(jì)軟件培訓(xùn)，近5年來(lái)，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(jì)軟件培訓(xùn)，取得了國(guó)家三維CAD應(yīng)用工程師資格或?qū)?yīng)的培訓(xùn)證書(shū)。520多名學(xué)生參加了電工技術(shù)培訓(xùn)，通過(guò)培訓(xùn)，提高了學(xué)生個(gè)性化的實(shí)踐能力。學(xué)科競(jìng)賽的開(kāi)展也充分利用了實(shí)驗(yàn)中心機(jī)電融合的優(yōu)勢(shì)，鼓勵(lì)機(jī)械類專業(yè)和電類專業(yè)的學(xué)生混合組隊(duì)參賽，機(jī)類學(xué)生負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的作品機(jī)構(gòu)、外觀，電類學(xué)生負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)學(xué)生的控制電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)，分工協(xié)作共同完成一項(xiàng)任務(wù)?；爻修k組織了浙江省大學(xué)生智能汽車競(jìng)賽和一系列校內(nèi)的大學(xué)生科技培訓(xùn)和競(jìng)賽，如機(jī)械設(shè)計(jì)競(jìng)賽、工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、機(jī)器人設(shè)計(jì)競(jìng)賽等活動(dòng)，使較多的學(xué)生參加到創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)中。通過(guò)大賽促進(jìn)了學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作能力，提高了學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力，同時(shí)也選拔了有培養(yǎng)基礎(chǔ)的學(xué)生。在校內(nèi)競(jìng)賽的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新實(shí)踐基地積極組織學(xué)生參加全國(guó)以及浙江省組織的各類科技競(jìng)賽，如全國(guó)大學(xué)生電子競(jìng)賽、全國(guó)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(jìng)賽、浙江省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽、浙江省機(jī)械設(shè)計(jì)大賽等，獲得多項(xiàng)國(guó)家級(jí)、浙江省級(jí)的獎(jiǎng)項(xiàng)。近5年來(lái)，獲省級(jí)(包括行業(yè))以上競(jìng)賽獎(jiǎng)項(xiàng)168項(xiàng)，其中國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)41項(xiàng)。實(shí)驗(yàn)中心在培養(yǎng)學(xué)生個(gè)性化能力方面成績(jī)突出，在實(shí)驗(yàn)中心接受過(guò)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(yǔ)

機(jī)電工程實(shí)驗(yàn)中心加強(qiáng)機(jī)電融合的特色建設(shè)取得了較好成績(jī)，也得到了業(yè)內(nèi)專家的認(rèn)可，2010年實(shí)驗(yàn)中心批準(zhǔn)立項(xiàng)為浙江省實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，2012年通過(guò)驗(yàn)收，2014年立項(xiàng)為浙江省高等學(xué)?！笆濉睂?shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，同年被浙江省高校實(shí)驗(yàn)室工作研究會(huì)評(píng)選為2014年度先進(jìn)集體，2015年被評(píng)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。

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·名人名言·

如果你問(wèn)一個(gè)善于溜冰的人怎樣獲得成功時(shí)，他會(huì)告訴你：“跌倒了，爬起來(lái)?！边@就是成功。

——牛頓