机电专业实践教学探索

李启光 刘相权 曹博

摘要：针对机械电子工程专业多学科融合的特点以及目前实践环节存在的问题，提出基于多学科融合、高集成度及系统化的实践教学规划。在相关实践平台上，设计规划了模块化、积木集成化的系列实践项目。教学实践表明该实践体系具有工程实用性、开放性和综合性的优势。

关键词：实践教学；多学科融合；综合性

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）15-0127-02

一、前言

机械电子工程专业是交叉融合，同时也是实践性很强的专业，对学生工程实践能力和创新能力有很高的要求。但现有的实验教学模式存在较多问题：如各自为政，各实践环节教学内容局限于本门课程内容，各实践环节之间缺失衔接性与关联性，教学效果不佳。

因此，面对智能化、网络化制造的新技术浪潮，需建设面向未来工程实际需求的机电类专业综合实践教学平台、规划调整相适宜的实践教学体系[1-3]。体系的构建应充分体现“学科融合，系统集成，面向工程，突出创新”的人才培养思路，科学地规划出实践教学的各个环节，使实践教学整体贯通，在结构上层次化，在内容上集成化，在形式上模块化[4-6]。

二、实践教学改革思路

1.建设多学科融合的实践体系。强调从系统的角度规划实验体系，建设综合性、工程化、高集成的教学实践平台。以完整产品或系统设计能力培养为出发点，以综合知识交叉运用为着眼点，从而拆除各课程间的壁垒，建立复合型大专业概念。通过各课程实践环节共享同一实验系统，在独立实施各实践环节基础上，体现出各环节间的内在有机关联性和完整设计过程。

2.建设符合先进发展方向的创新研究综合实践平台。机械电子工程不断向着网络化、绿色化、智能化等方向发展。依托综合实训平台为学生提供协同创新研究和跨专业课外环境，为培养工程实践动手能力强、有良好团队合作精神的协同创新人才做好准备。

3.建设具备完整工程背景，贴近工程实际的实践项目。实践教学应以工程实际为背景，具有完整的工程任务和功能要求，为学生提供了贴近专业应用领域的综合实验环境，帮助学生更好地理解各种技术在工程中的综合应用，培养学生在机、电、软、控、测等方面知识的综合应用能力。

三、实践教学仪器的整合规划

整合离散实践教学资源，将原各自独立的传送线、机械臂、运动控制等实验设备按设计的工艺需求，有机构建出虚拟的综合实践平台。通过多个系统的综合与集成，使学生在机械、电子、软件、控制、测试、通讯等多方面得到综合运用的训练。通过整合后的虚拟综合实践平台，学生可以完成以下工程实践：

1.完成信号实时采集、处理、分析及数据管理的工程实践。

2.构建分布式的网络化通讯系统实践。

3.运动控制技术的工程实践。

4.软件应用及设计的工程实践。培养学生运用工程软件的能力，能進行通讯、数据管理、控制算法等功能开发的实践训练。

整个虚拟平台功能完整，工艺多样；方便学生认识复杂机电系统组成及运行原理，让学生真实体验工业4.0时代的生产制造模式，有利于解决复杂工程问题的教学训练。

四、实践教学方案规划

在整合后的虚拟平台上，可以完成主要基础技术实践、相关基础技术集成的典型产品设计实践、多产品有机组成的功能子系统实践训练以及车间协同实践实训。

1.实现多学科间交叉融合的实践教学体系建设。虚拟化的综合实践平台由若干相对独立的子系统构成，每一个子系统均由多学科、多种技术共同实现。如智能仓库管理及AGV调度系统，系统涉及光电检测技术、路线识别与定位、单片机控制的AGV小车自动寻迹、仓储系统的数据库管理、传送机构的结构设计。通过设定不同功能需求，学生运用多种知识并集成于同一系统中，有利于体会实现系统功能所需的多学科融合运用，建立系统集成的概念。

2.提供了智能化、网络化等先进平台。虚拟实践平台兼顾了机械电子的最新发展方向，融入了机器人技术、视觉伺服、物联网技术、多网络集成等当前热点技术和关键技术，有利于激发学生学习兴趣。

3.实践项目具有工程背景。虚拟实践平台按工程需求规划设计，规划的实践项目均面向工程实际，相关实训技术可直接运用于实际产品的开发研究。

整个虚拟实践平台及实践体系规划基本完成了设计初衷，融入了机械工程、仪器科学与技术、控制科学与工程等学科前沿技术以及教师科研的最新成果，注重与科研、社会应用实践密切联系。形成了“涵盖素质、基础、综合、创新研究”等多层次系列化实践内容。

五、结论

经过对规划的虚拟实践体系实践教学验证，学生能较好适应从基础模块的训练到多技术融合产品设计，以及系统集成的综合训练逐步提升的实践模式。多层次、高集成的实践体系在打破课程内容之间的隔离的同时，降低了学生实践实训的难度，提高了实践的可参与性和实效性。

参考文献：

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[3]刘沛津，谷立臣，雷鹏，孙昱.机电液系统综合实践平台的建设[J].实验室研究与探索，2016，（01）.

[4]钱宗仁.构建机电专业实用性、综合化和开放性的实践教学体系[J].中国现代教育装备，2008，（11）：69.

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[6]朱慧玲，王玉林，蒋彦.以培养学生创新设计能力为核心的机电综合实验教学形式探讨[J].科教导刊，2015，（10中）：104-105.