機電基礎實驗教學平臺建設的實踐與思考

摘 要 構建跨專業的實驗教學大平臺是地面機動裝備實驗教學中心建設的重要內容之一。機電基礎實驗教學平臺以實驗室資源有效整合為主線，完成了新實驗室體系構建、實驗資源整合、實驗室管理制度建設與實驗室文化建設等內容，實現了預期建設目標。適應現代實驗教學的需求，分析總結了機電基礎實驗教學平臺后續建設的工作重點。

關鍵詞 機電基礎 實驗教學 資源整合 共性平臺

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

Practice and Thinking of Electromechanical Basic

Experiment Teaching Platform Construction

LI Zhongxin， ZUO Jianhua， TAO Ligang， CHEN Jun

（Ground Mobile Equipment Experimental Teaching Center， Beijing Institute of Technology， Beijing 100081）

Abstract Constructing of the multi-discipline experimental teaching platform is one of the important contents of Experimental Teaching Center of Mechanical Engineering. Taking the effective integration of resources as the main line， the foundational experimental teaching platform has completed constructing of the laboratory system， integrating of the experimental resources， constructing of the laboratory management system， constructing of the laboratory culture， and achieved the desired objectives. Adapted to the demand of modern experimental teaching， focus of the future constructing is analysed and summarized.

Key words mechatronics foundational teaching； experimental teaching； integration of resources； multi-discipline platform

“實驗室資源有效整合”、“教學科研緊密結合”、“學校與科研院所、行業、企業密切聯合”是“十二五”期間國家級實驗教學示范中心建設的三大基本原則。北京理工大學地面機動裝備實驗教學中心在教學中心建設規劃的統籌指導下，在學校2013年度實驗室建設項目經費支持下，以“實驗室資源有效整合”為主線先期重點加強了針對共性的跨專業機電基礎實驗教學平臺建設。

1 機電基礎實驗教學平臺的功能定位

改變傳統、分散、小而全的實驗室建設形式，打破原有專業課程界限，整合、盤活現有實驗資源，建設功能相對完善、空間布局相對集中的實驗教學大平臺，可支持多個相近學科和專業的實驗教學。①

機電基礎實驗教學平臺是以北京理工大學機械與車輛學院車輛工程、地面武器機動工程、熱能與動力工程、機械工程及其自動化、工業工程、交通工程和機械電子工程等七個專業的現有本科教學實驗室與實驗資源為基礎，針對各專業的共性實驗教學需求，打破專業壁壘整合資源構建的一跨專業開放共享實驗平臺，服務于上述各專業本科生課程實驗、開放創新實踐、課程設計與畢業設計等實踐活動，如圖1所示。

2 機電基礎實驗教學平臺建設基本原則

打破專業壁壘，構建跨專業的實驗教學大平臺，實現實驗資源的有效整合與開放共享，是機電基礎實驗教學平臺建設的基本原則與指導思想。機電基礎實驗教學平臺建設應服從地面機動裝備實驗教學中心的總體建設規劃，確定明確的建設目標與建設內容，同時結合專業建設、專業認證、卓越工程師教育培養計劃、大學生創新創業活動開展等工作，秉承實用性、共享性和前瞻性有機結合的原則，既要切合教學中心的建設現狀，又要兼顧發展。

圖1 機電基礎實驗教學平臺的功能定位

3 機電基礎實驗教學平臺建設與成效

3.1 實驗室整合與重構形成三級實驗室體系

機電基礎實驗教學平臺根據其功能定位，將各專業實驗室的相近部分進行了整合與重構，并集中于一號教學樓四層統一建設與管理，形成了共性實驗大平臺、按技術領域分類的實驗子平臺、按實驗內容與性質分類的實驗室三級實驗室體系，如圖2所示。

機電基礎實驗教學平臺的三級實驗室體系構建，改變了原有各專業根據課程分散、重復建設小實驗室的模式，理順了實驗室建設與管理思路，集中有限的資金與場地等資源系統建設高水平的開放共享教學平臺。實驗教學共性大平臺的建設，對于加強實驗室管理、提高實驗資源的使用效率與開放共享、改革實驗教學體系具有積極的支持與推進作用。

3.2 整合現有資源并補充優質資源，提升實驗基礎條件水平

實驗臺、儀器設備及其附件等是實驗資源是實驗基礎條件水平的重要體現，也是實驗室建設與管理工作的重點與難點之一。由于各種歷史原因及建設運行經費限制等原因，各實驗室均不同程度地存在部分儀器設備老舊、故障或閑置、臺套數不足、儀器設備使用率低等問題。機電基礎實驗平臺建設前期對各子實驗室的存量實驗資源進行了統計摸底，并根據各實驗子平臺及實驗室開設與擬開設的實驗項目、實驗項目分組要求、實驗面向對象專業與生時數等信息，結合平臺規模與經費情況，進行了詳細的實驗資源建設規劃，主要開展了以下工作。（1）淘汰老舊及閑置無用儀器設備，修復故障設備，保留可用儀器設備；（2）補充現有儀器設備臺套數，保證規模；（3）更新部分通用儀器設備，保障實驗教學運行的可靠性；（4）添置先進儀器設備，提高儀器設備水平；（5）按實驗室體系建立儀器設備臺賬，保證資料的完整性。

圖2 機電基礎實驗教學平臺的三級實驗室體系

如機電控制子平臺購置了美國ECP公司的質量—彈簧—阻尼機械動態系統，加拿大Quanser公司的柔性機械臂教學實驗臺、二自由度柔性關節教學實驗臺、三自由度起重機教學實驗臺、磁懸浮教學實驗系統、水箱液位控制系統、熱流控制教學實驗系統、基于直流電機的機電系統等先進實驗系統；液壓與氣動子平臺購置了智能液壓綜合實驗臺、雙面氣壓傳動綜合實驗臺、電液伺服比例綜合實驗臺、挖掘機械實訓臺等系統性儀器設備；機械設計基礎子平臺補充擴展了帶傳動實驗臺、滑動軸承實驗臺等儀器設備的臺套數；虛擬與仿真實驗平臺批量更新了計算機等通用設備并配置了新型保護卡等。上述工作顯著提高了機電基礎實驗教學平臺的實驗基礎條件水平，為實驗平臺教學工作的可靠開展、高水平實驗項目開設、實驗教學改革、實驗室開放共享等提供了有力的支持。

3.3 加強制度建設規范實驗室管理

實驗室管理是一門系統科學，是教學實踐活動的重要保障，科學系統的管理是規范實驗秩序、保證實驗室正常運行和提高實驗效果的必要手段。②為保障實驗室工作的高效運行，必須適應實驗室建設和改革的步伐，建立完善可操作的實驗室管理規章制度。③

機電基礎實驗教學平臺在教學中心通用管理制度基礎上，根據平臺的實際情況，編制了《機電基礎實驗平臺管理制度》，涵蓋了實驗過程管理、儀器設備管理、實驗室開放管理、鑰匙管理、物資借用、各實驗室崗位設定與職責、安全與衛生管理等實驗室工作的方方面面，使機電基礎實驗教學平臺的各項工作做到有法可依，有章可循。

3.4 加強文化建設培育實驗教學特色

實驗室文化建設是實驗室建設的一個重要部分。④實驗室文化是一個實驗室精神風貌的集中反映，積極健康的實驗室文化不僅能夠促進學風建設，還能培養和提高學生的學習積極性和實踐動手能力。⑤⑥

機電基礎實驗平臺文化建設主要體現在教學中心形象墻、宣傳公告欄、宣傳展板等方面。機電基礎實驗平臺集中建設于一號教學樓四層，在主樓梯的正對位置，專門設計制作了地面機動裝備實驗教學中心形象墻，如圖3所示。地面機動裝備實驗教學中心形象墻的設計制作，使機電基礎實驗教學平臺具有了強烈的實驗室歸屬感，同時提高了教學平臺各實驗室的凝聚力；宣傳公告欄、實驗室宣傳展板的制作又進一步增加了教學平臺的宣傳展示作用，并營造了嚴謹而和諧的實驗室環境與氛圍。

圖3 地面機動裝備實驗教學中心形象墻

4 機電基礎實驗教學平臺建設的后續工作

實驗室建設是一項系統而長期的工程，機電基礎實驗教學平臺經過近一年的建設，形成了系統的三級實驗室體系，極大地改善了實驗教學條件，提升了基礎條件水平。在后續的建設工作中，機電基礎實驗教學平臺將加強以下幾方面的工作。

（1）進一步完善管理體制，規范運行機制。制度建設僅僅是實驗室管理的一部分，機電基礎實驗教學平臺需進一步推進實驗室管理體制改革，建立符合時代規律與自身特色的實驗室管理模式，包括建立完善的獎懲機制、實驗室開放共享機制、建設高水平的實驗室教學與管理隊伍等。

（2）進一步改革教學體系。進一步改革和完善實驗教學體系，構建以復合型人才和拔尖創新型人才培養為目標的多層次、模塊化實驗教學開放體系。

（3）加強信息化建設。信息化建設是實驗室建設的一個重要內容，機電基礎實驗教學平臺目前的實驗預約與管理尚依靠傳統的人工方式實現，難以適應現代開放式實驗教學與管理的要求。機電基礎實驗教學平臺實驗教學管理系統已納入建設計劃，需加快進度完成。

5 結束語

構建跨專業的實驗教學大平臺是地面機動裝備實驗教學中心建設的重要內容之一。機電基礎實驗教學平臺建設完成了實驗室整合與重構、實驗資源整合、管理制度建設及實驗室文化建設等內容，實現了預期建設目標。運行機制與管理體制改革、實驗教學開放體系構建、信息化建設是機電基礎實驗教學平臺后續建設工作的重點。

資助項目：北京理工大學實驗室建設重點項目——地面機動裝備實驗教學中心建設（2013修購專項）

注釋

① 叢蕾，蔣家慧，劉智軍.高等學校骨干學科教學實驗中心建設的探索與思考[J].實驗技術與管理，2012.29（11）：119-122.

② 鄭麗云.加強實驗室管理工作[J].大觀周刊，2012（41）：247.

③ 杜興浩.高校實驗室管理的新突破[J].實驗技術與管理，2004.21（1）：16-18.

④ 黃紅兵，王家祥.高職院校實驗室文化建設[J].湘南學院學報，2012.33（2）：87-89.

⑤ 夏石頭，蕭浪濤，匡勇.“以人為本和諧發展”的實驗室文化建設[J].實驗室研究與探索，2009.28（2）：5-7.

⑥ 周守喜，胡毅，石東平.論高校實驗室文化建設及應注意的幾個問題[J].重慶文理學院學報（自然科學版），2006.5（4）：95-97.