以創新意識構建實驗平臺

摘 要: 本文從機電一體化實驗室建設的必要性、實驗室建設的規劃、增設以工程實現為主要內容的課程、充分調動教師和學生的積極性、作好實驗內容的設計等五個方面，論述了建設機電一體化專業實驗室，對提高學生的工程實踐能力極具效果。

關鍵詞: 機電類專業 機電一體化 實驗室建設 實驗創新

1.機電一體化實驗室建設的必要性

現代社會的發展要求高校培養的人才不僅應掌握專業技術知識，而且應具備再學習能力、創新思維能力和實踐動手能力。如果專業實驗設施短缺、落后，就會制約人才的培養。因此，建設機電一體化實驗室是必要的。建設的總體思想是本著實驗設備要與理論教學相結合、實驗設備要與實踐工程實際相結合的原則，充分考慮專業實驗室所要求的先進性、系統性和適用性。我們根據研究和調研，認為機電一體化學科實驗平臺的建設思想如下。

基礎實驗室:以機械制圖、電子技術、工程力學為代表(目前這一模塊已建成);

應用實驗室:電機拖動實驗、單片機實驗、自動控制實驗為代表;

專業實驗室:以機械原理及設計、電器控制及PLC、數控機床為代表;

綜合實驗室:機電一體化系統綜合實習、學生畢業設計為代表。

我們在建設機電一體化實驗室時以機電基礎實驗室為中心，以先進性和實用性為原則進行專業實驗室的建設，以科研帶動綜合實驗室的建設。同時實驗室的建設還應注意教學、科研設備的統一。

2.機電一體化實驗室建設的規劃

機械制圖、電工學及電子技術、機械設計是機電一體化專業重要的基礎課程，因此，這三個實驗室是機電一體化專業必不可少的，在此基礎上我們應以AUTOCAD為工具，并通過學習單片機、電子技術、自動控制、PLC等技術，將所學的知識進行綜合運用，以增加學生的知識面，擴大視野。

中國機械行業學會的一項調查表明:目前我國機電技術人員的專業基本知識和基本理論比較扎實，但創新精神和綜合創新素質不高，機電工程方面的原創性創新成果少，工程技術上的模仿性創新也不夠，擁有知識產權核心技術的產品數量與發達國家相比差距較大，造成企業缺乏競爭力，經濟效益不高。

機電一體化技術的迅速發展對從業人員的創新能力和工程素養提出了越來越高的要求，從而也就對大學生的培養提出了越來越高的要求。面對產業界的迫切需求和就業市場越來越大的壓力，工科教育必須改革，其中，實驗創新是極為重要的組成部分。為此，機電一體化實驗室建設要考慮未來機電一體化技術發展的需要。

3.大力改革課程體系，增設以工程實現為主要內容的課程

建設具有現代水平的實驗室，固然是實驗創新的必要條件，但遠不是全部。實驗創新必須與課程設置和內容的改革密切結合。以自動控制技術為例，“自動控制原理”是很多專業重要的基礎和骨干課程。傳統的自動控制原理課程，大多只討論時域和頻域分析法的理論及其推導，較少涉及與這些方法相關的計算機軟硬件技術，和自動控制要求相差甚遠。國內外教育界都在尋求改革的途徑。目前，主要是沿著兩條途徑:一是使用PID作為工具軟件，對時域和頻域分析法進行軟件仿真;二是引入已經被工程界廣泛使用的PLC(可編程控制器)，指導學生完成這兩種分析法的實現，特別是采用軟件編程來代替繼電接觸器控制系統。

在“自動控制原理”課程的基礎上，我們開設了“電氣控制及PLC”課，全面系統介紹了PLC的結構、工作原理、編程指令系統和應用開發環境及有關技術和產品的最新進展。

4.充分調動教師和學生的積極性

充分調動教師和學生的積極性，開發高水平的實驗設備，改進和完善實驗室的建設。隨著機電一體化技術的迅速發展，教學實驗設備也必須適時更新。完全依靠購買新設備來更新設備是不現實的，購買的實驗設備也不一定能完全滿足實驗的要求。因此，自行開發一些實驗設備，已經成為實驗室建設的經常性任務。這樣的開發工作，也有益于參加相關工作的教師和學生對有關技術的理解，大大提高開發能力。

5.作好實驗內容的設計，是實驗創新的重要內容之一

在工科教育的實驗創新中，實驗室的環境固然非常重要，但這還遠遠不是全部，如果將其看作是硬件建設的話，則相應的軟件就是實驗內容的設計。如何配合課程內容的改革，設計出好的實驗，使學生在有限的實驗學時內，接觸到最新的技術，熟悉實驗環境，完成規定的實驗內容，又能進行一些創新性實踐，是很不容易的。

長期以來，在實驗室所做的大量演示性和驗證性實驗，已經滿足不了實驗創新的要求。這就要求我們隨著技術的進步、實驗環境和條件的改變，根據科技界和產業界對人才的需求，設計指導學生完成兩類實驗:一類是適應技術新發展的基礎性實驗，這對養成學生的基本實驗技巧和工程素養是必要的，這仍然是課程實驗的主體，全體學生都必須完成;一類是一些帶有創新性的實驗，其中包括以實用的開發項目為基礎的課程設計、各種設計與制作大獎賽、科研和開發項目中的模塊等。在教師的指導下，由學生完成一定規模和項目的子項目和模塊，這是課程實驗的延伸和發展。這樣做效果是明顯的。前者使學生的實驗功底和工程素養有明顯的提高;后者使學生參與實驗的積極性有明顯的提高，積極地動腦筋、出主意。

教師是實驗創新的主體，著力培養一支熱心關注和參與實驗創新活動的高水平教師隊伍，是實驗創新得以成功的關鍵所在。對于機電類學院，培養“雙師型”人才，是高校未來師資培養的關鍵。

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