机电类创新实践教学体系可持续良性发展探索与实践

徐陶祎 袁金娟

摘   要：在创建创新型国家战略背景下，培养大学生实践创新能力显得尤为重要。武汉城市学院经过多年的改革实践和推广应用，对机电类多个专业培养方案进行调整，统一部署智能制造培养方向。因此，针对不同年级不同层次学生制订个性化工程训练方案，让学生在学习过程中充分利用学习时间选择实习实践方向，从而实现培养学生个性发展、特长持续发挥和多元文化扩展的教学目的。

关键词：创新创业;实践教学;可持续发展

中图分类号：G647.38    文献标志码：A      文章编号：1673-291X（2022）17-0090-03

武汉城市学院作为培养我国中部应用技能型人才的地方本科院校，在我国制造业处于由“中国制造”到 “中国智造”转变的重要时期，担负着培养大量适应智能制造、具有综合竞争能力的高素质应用型人才的任务。学校认真贯彻落实教育转型发展工作，启动了面向智能制造的创新应用型人才培养示范专业建设工程，经过近10年的建设发展，在实验室建设、实验教学模式改革、校企合作培养等方面积累了一定的经验。

一、建成“虚实融合”、优势互补的创新实验中心

武汉城市学院所建设的“智能制造”实验中心是专门服务于机器人工程、机械设计制造及其自动化、工业机器人技术等多个机电类专业本、专科教学和实践的系统平台，也是培训校内外各层次学生工业机器人、模式识别相关专业技能的实践创新基地。实验中心自2012年开始组建，多年来根据教学实践需要建设的实验中心由通示教型教学工业机器人实验室、柔性生产线实验室、虚拟仿真实验室、3D设计与打印实验室、智能制造与加工实验室等构成。有了这些代表现代先进生产力的实验设备，教师能更为方便地结合实际教授智能制造相关专业实践课程。

实验中心结合自身所拥有的实验设备，除培养学生掌握传统机械操作技能以外，更重要是培養学生在先进生产力方向的动手实践能力，如工业机器人操作及编程、传感器技术、智能控制、机器视觉采集与融合等方面的实际应用能力，使机电各专业学生更好地将理论知识融合到实践中去，发展多元智能，提升核心素养。

二、构建阶段化工程训练教学模式

结合机电类学科特点和前沿技术，学院智能制造实验实训中心设计循序渐进式的工程训练课程体系（具体开课情况见表1），以培养学生基本实验技能和自主学习为抓手，构建“模块化、多层次、递进式”的实践教学模式。

教授对象及知识水平面向实验室实验课程达成目标。

（一）针对低年级学生的系统化基础工程训练

学生可以利用智能制造与加工、电子电路等基础性实验室，完成专业常识认知基础实践技能培养。比如，程序设计基础理论实践一体化课程可以引领学生探索程序编写和算法设计分析方法，编写简单控制程序并验证;机械加工认知理论实践一体化课程可以让学生在课堂上认知传统机械到现代智能机械的发展，并能够动手加工简单零件和组装一件实际用品，如锤子。

（二）针对2—3年级学生的专业工程训练

学院利用电子设计自动化、工业机器人、传感检测等专业实验室，完成对专业课程知识学习的实践验证与系统能力的提升。比如，电子设计自动化理论实践一体化课程可以让学生分小组设计大程序，学习模块化设计电子线路的方法，学生能够站在电路设计的系统全局去分析与解决问题;工业机器人理论实践一体化课程可以使学生掌握从机器人结构到操作以及系统集成的全方位专业技能知识，从而具备系统性专业能力。

（三）针对高年级学生的综合性工程训练

利用柔性生产线、3D设计与打印、虚拟仿真等实验室，结合国民生产需求与前沿科学技术，进行图像处理、机器人运动控制、信号处理、模式识别、人工智能等多学科的研究验证，并由专业导师带领，研发学生科研项目，参加各类专业竞赛，进行创新能力培养与提升。

三、构建“模块化、多层次、递进式”的实践教学体系

对机电专业实验实训环节设计全新的“60%必修项目+ 30%选修项目+ 10%自主创意”多层次工程训练实践教学改革。构建校企协作的“工程实景式”教学模式，建立基于生产现场的技能训练、工程能力培养、职业素质养成体系，解决理论教学与工程实践相统一，能力培养与创业就业相统一的问题。

为了贯彻落实教育部“百、千、万”教育工程，深化校企合作、产教融合，推动职业教育健康稳步发展，机电学院通过“引企入校”“专业共建”方式，与工信部人才培养中心及武汉央所教育投资咨询有限公司开展合作，充分发挥校企双方的优势，培养更多高素质、高技能的实用型人才。通过采用这种产教协同方式开展专业技能型培训，能在充分满足行业企业需求的同时整合学院软硬件教育资源，拓宽学生实习实践平台，形成校内培训考证，校外顶岗实习的工学一体的人才培养机制。通过这种方法，该院完善了智能制造实践体系的建设，实现了引企业入校，激发了学生的学习创业激情。

四、实施效果

（一）科教融合，促进实验室可持续良性发展

近年来，机电工程学院专业教师先后主持湖北省自然科学基金项目、湖北省教育厅科研计划项目、湖北省科学规划课题等多项高水平项目，发表包括SCI、北大、南大核心高水平学术论文100余篇。学院各专业教师以这些高水平科研课题为依托，在建设科研项目的同时，将科研成果与教学融合，转化为可以供学生进行学习研究的综合性实验，将科研所购置的先进仪器设备不仅用于研究，还能用于实践教学，从而极大促进了“智能制造”实验中心建设，为实践教学体系的良性发展创造坚实的物质基础和持续的科研动力，并为培养高水平应用型人才提供良好的物质支撑。

（二）积极开展学生课外科技竞赛，提升创新创业能力

学生专业科技竞赛是检验学生专业技能的重要手段，赛教融和也能反过来检验教学方式是否合理。机电专业类学生主要参与的有重大影响的赛事有互联网+，挑战杯、数字化三维设计大赛和机械创新设计大赛等。学生们在备赛过程中以小组为单位，结合大赛命题，在老师的指导下设计方案，采购加工零件，调试程序，制作电路板，团结协作，从而设计出完整的机械作品。在比赛的过程中，不仅让知识结构更为完善，还能让团队协作能力有效提升，对大学生毕业后的深造或工作都带来了极大的好处。

近年来，学院教师成立工作室在带领学生团队参加挑战杯、互联网+、机械创新设计大赛等校外科技竞赛中成绩斐然。完成国家级、省级大学生创新创业项目9项，并荣获2017“挑战杯”全国大学生课外科技作品竞赛三等奖、湖北赛区一等奖，2021年、2019年湖北省“互联网+”大学生创业大赛金奖、2018年湖北省机械设计创新大赛一等奖，获奖学生达400余人次。大学生参加研究生考试录取率平均达18.1%。还有部分大学生申请了发明专利，获评湖北省长江学子称号，既为其他学生起到了示范带头作用，也为学院获得了荣誉。

五、未来发展

机电工程学院在十年的探索与发展创新过程中找到了一条适合于自身发展的良性循环道路。发展过程中，为了能在接下来的十年甚至更久保持强劲的发展势头，学院计划在“十四五”期间制订以下发展方案。首先，以教师科研和学生竞赛融合为抓手，保持学部已有传统学科竞赛良好氛围的基础上，将教师科研项目融入其中，每年重点培育1—2项高水平学生项目，指导学生申报大学生创新创业训练项目。其次，利用实验室资源做出实验原型机，并参加全国高水平机械电子类课外科技竞赛。使机电工程学院最终形成“教学-竞赛-创新实验-研究”的学科发展模式，在提高学院科研水平的同时，培养符合市场需求的高水平技术型人才。

参考文献：

[1]   王秀芝，刘志强，吴祝武.创新创业与专业教育融合的国内外研究进展[J].中国高校科技，2019，（4）：92-96.

[2]   邓张升，栗时锋，陈诗琦，等.国内外高校创新创业教育模式比较研究[J].科技经济导刊，2020，31（28）：6-7.

[3]   孙娟，徐向安，周静.大数据时代高校创新创业教育研究[J].中国商论，2021，（2）：176-177.

[4]   沈云慈.地方高校创新创业教育支持体系的构建：基于产学研协同全链条融通视角[J].中国高校科技，2020，（12）：72-76.

[5]   敖永春，张振卿，陈瑞涵.高校创新创业教育理念和实践探索[J].中国高校科技，2019，（7）：13-15.

Exploration and Practice on the Sustainable and Benign Development of the Innovative Practical Teaching System of Mechanical and Electrical Engineering

XU Tao-yi， YUAN Jin-juan

（Wuhan City College， Wuhan 430083， China）

Abstract： In the context of creating an innovative national strategy， it is particularly important to cultivate college students' practical innovation ability. After years of reform， practice， promotion and application， Wuhan City College has adjusted the training programs of multiple mechanical and electrical majors and uniformly deployed the training direction of intelligent manufacturing. Therefore， individualized engineering training programs are formulated for students of different grades and levels， so that students can make full use of their learning time to choose the direction of practice in the learning process， so as to achieve the teaching purpose of cultivating students' personality development， continuous exertion of their specialties and multicultural expansion.

Key words： innovation and entrepreneurship; practical teaching; sustainable development

[責任编辑   彦   文]