大中心运行模式下的实验中心特色建设探索

2018-04-11胡红生钟美鹏朱耀东

实验室研究与探索 2018年2期

曹　坚，　王　斌，　胡红生，　张　辉，　钟美鹏，　朱耀东

(嘉兴学院机电工程学院，浙江嘉兴 314001)

0　引　言

高校实验室既是科学研究的基地[1-2]，也是实践教学的重要场所[3]，对人才培养和科技发展起着非常重要的作用[4-5]，对学生创新性能力的培养尤其重要[6-12]。实验中心建设水平关系学科发展的水平，人才培养的质量，各高校对实验中心建设高度重视，许多高校开展了实验中心特色建设的探索[13-15]。嘉兴学院是一所新建的本科院校，立足于向社会培养应用型人才，学校各级领导高度重视实验室建设，在大中心运行模式下积极探索特色建设，现以机电工程实验中心为例介绍大中心运行模式下的实验中心特色建设。

机电工程实验中心自2002年成立以后，采用大中心运行模式搭建实践教学大平台，发挥了积极的作用，已发展成为跨学科、跨专业、现代化、综合性的大型实践教学、科学研究与社会服务基地。已拥有仪器设备总值6 000多万元，建筑面积1.8万m2。拥有2个基础实验室，包括电工电子、CAD技术实验室；6个专业实验室，包括机械工程、工业工程、电气工程、电子信息、测控技术与仪器、材料成型及控制工程实验室；2个校内实践教学基地，包括金工实习基地、大学生创新实践基地；2个特色学科实验室，包括先进制造技术、检测与机械电子技术实验室，其中先进制造技术实验室为嘉兴市重点实验室。实验中心承担了学校机、电类专业的实验以及金工实习、课程设计、毕业设计和创新训练等实践教学任务，为人才培养提供了有力支撑。

实验中心围绕嘉兴乃至环杭州湾区域传统产业结构调整和优势特色产业发展对未来人才的期望，确定机电类专业应用型人才培养目标应该具有的能力要素，面向“机器换人”产业亟需的机电类应用型人才的知识、能力和素质具体要求，需要大批既掌握机械类专业知识又掌握电类专业知识的复合型人才，实验中心充分利用同时具有机械类和电气类的实验设备和师资力量的优势，面向“机器换人”产业背景及时转变教学理念，改革课程体系，开发机电融合的实验、实训项目，深入开展了“机电融合”的实践教学特色改革与探索。

1　机电融合课程体系的构建

改革人才培养方案，优化课程体系。以机械设计制造及其自动化专业为重点，构建机电融合的课程体系，根据“机器换人”产业需要的电类专业知识，在人才培养方案中单独设置了机电一体化模块以加大电类课程比例，该模块包括机电传动控制、单片机原理及应用、可编程序控制器及应用、机电一体化系统设计和工业机器人等课程，同时增加了机电一体化课程设计、机电系统设计综合实训等机电融合的实践课程。

针对工业工程专业在开设机械类专业课程的基础上，增加了电工技术、电子技术等电类课程以及电工技术课程设计，面向“机器换人”产业培养既懂机又懂电的工程管理人才；针对电气工程及其自动化专业，设置了6个任意选修学分，引导学生选修机械类专业的课程，如《液压与气压传动》课程已经成为大多数电气工程及其自动化专业学生的选修课程，培养掌握一定机械知识的电气工程师。

2　机电融合实验平台的搭建

实验中心优先支持机电融合的实验室建设项目，先后新建和改建了机电融合的模块化生产系统实验室、机电一体化实验室、机器人与智能控制实验室、液压传动实验室、气动实验室、测试技术实验室、GE实验室以及大学生创新实验室等实验室用于机电融合实践环节的教学。

改建的液压实验室，如图1所示，液压实验台除了回路安装面板还有电气控制面板，在回路安装面板中，可以让学生自主搭接各种液压回路，在电气控制面板中包含了继电器控制模块、单片机控制模块、PLC控制模块，可以采用继电器、单片机和PLC 3种控制方式控制液压缸的运动，实现了“机”与“电”课程的有机融合。新建的GE实验室，充分考虑了机和电的融合(见图2)。

图1　机电融合的液压实验台

图2　机电融合的NGC-RA6C模块化工业机器人应用教学系统

3　机电融合实践教学环节的革新

改革课程实践教学环节，增加实践教学的比例，把实践教学课时的比例在整个课程体系中的占35%以上，实验环节增设机电融合的综合性、设计性实验项目，实验中心根据课程体系开发了大量的机电融合的设计性、综合性实验项目，如《液压与气压传动》课程的实验课时从6学时增加到了12学时，其中新增的6学时全部用于机电融合实验项目的教学等。同时中心发动教师大力开发机电融合的实验项目，例如利用模块化生产系统实验室的实验设备开发了10多项面向“机器换人”产业的自动化生产线机电融合的实验和实训项目，利用机电一体化实验室和机器人与智能控制实验室的设备开发了40多项工业机器人的实验和实训项目，利用液压传动实验室和气动实验室的实验设备开发了30多项以液压缸或气缸为控制对象，采用继电器、单片机以及PLC多种方式控制的机电融合实验项目等，同时实验中心教师把参与企业的研发项目融入教学，用于学生机电融合实践能力的培养。

4　机电融合创新训练的实施

实验中心利用现有实验室设备资源深度发掘开发机电融合的创新训练项目，机械实验平台发掘电气控制的内容，电气控制的实验平台增加机械控制对象。比如机械实验台增加单片机、PLC控制的创新训练项目，PLC电气控制的实验台增加机构控制的对象。另外，向学生开放慧鱼创意组合模型、美国DRRob系列机器人实验场地，为学生自主设计机电融合的创新训练项目提供条件。为实现学生全面系统掌握机电融合知识，中心积极引进国内培训及认证项目，面向所有专业学生进行专业技能认证培训。中心积极组织学生参加计算机绘图技术培训和三维设计软件培训，近5年来，先后有1 130多名学生参加了AutoCAD绘图技能培训、Solidwork、Pro/E、UG三维设计软件培训，取得了国家三维CAD应用工程师资格或对应的培训证书。520多名学生参加了电工技术培训，通过培训，提高了学生个性化的实践能力。学科竞赛的开展也充分利用了实验中心机电融合的优势，鼓励机械类专业和电类专业的学生混合组队参赛，机类学生负责设计的作品机构、外观，电类学生负责设计学生的控制电路、电机驱动，分工协作共同完成一项任务。基地承办组织了浙江省大学生智能汽车竞赛和一系列校内的大学生科技培训和竞赛，如机械设计竞赛、工程训练综合能力竞赛、电子设计竞赛、机器人设计竞赛等活动，使较多的学生参加到创新实践活动中。通过大赛促进了学生的动手能力、创新意识和团队合作能力，提高了学生的工程能力和创新能力，同时也选拔了有培养基础的学生。在校内竞赛的基础上，创新实践基地积极组织学生参加全国以及浙江省组织的各类科技竞赛，如全国大学生电子竞赛、全国大学生工程综合能力训练大赛、浙江省大学生智能汽车竞赛、浙江省大学生电子设计大赛、浙江省机械设计大赛等，获得多项国家级、浙江省级的奖项。近5年来，获省级(包括行业)以上竞赛奖项168项，其中国家级奖项41项。实验中心在培养学生个性化能力方面成绩突出，在实验中心接受过创新训练的毕业学生受到用人单位的青睐。

5　结　语

机电工程实验中心加强机电融合的特色建设取得了较好成绩，也得到了业内专家的认可，2010年实验中心批准立项为浙江省实验教学示范中心，2012年通过验收，2014年立项为浙江省高等学校“十二五”实验教学示范中心重点建设项目，同年被浙江省高校实验室工作研究会评选为2014年度先进集体，2015年被评为嘉兴市高端制造业培训基地，在人才培养中发挥了积极的作用。

参考文献(References)：

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[2]朱娟蓉. 强化高校实验室安全管理工作的对策[J]. 实验室研究与探索,2013,32(6):430-43.

[3]庄文芹,成孝刚,刘峰,等.高校实验室开放模式与创新人才培养的探究[J]. 实验室科学,2016,19(1):125-127.

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