機電類創新實踐教學體系可持續良性發展探索與實踐

徐陶祎 袁金娟

摘? ?要：在創建創新型國家戰略背景下，培養大學生實踐創新能力顯得尤為重要。武漢城市學院經過多年的改革實踐和推廣應用，對機電類多個專業培養方案進行調整，統一部署智能制造培養方向。因此，針對不同年級不同層次學生制訂個性化工程訓練方案，讓學生在學習過程中充分利用學習時間選擇實習實踐方向，從而實現培養學生個性發展、特長持續發揮和多元文化擴展的教學目的。

關鍵詞：創新創業;實踐教學;可持續發展

中圖分類號：G647.38? ? 文獻標志碼：A? ? ? 文章編號：1673-291X（2022）17-0090-03

武漢城市學院作為培養我國中部應用技能型人才的地方本科院校，在我國制造業處于由“中國制造”到 “中國智造”轉變的重要時期，擔負著培養大量適應智能制造、具有綜合競爭能力的高素質應用型人才的任務。學校認真貫徹落實教育轉型發展工作，啟動了面向智能制造的創新應用型人才培養示范專業建設工程，經過近10年的建設發展，在實驗室建設、實驗教學模式改革、校企合作培養等方面積累了一定的經驗。

一、建成“虛實融合”、優勢互補的創新實驗中心

武漢城市學院所建設的“智能制造”實驗中心是專門服務于機器人工程、機械設計制造及其自動化、工業機器人技術等多個機電類專業本、專科教學和實踐的系統平臺，也是培訓校內外各層次學生工業機器人、模式識別相關專業技能的實踐創新基地。實驗中心自2012年開始組建，多年來根據教學實踐需要建設的實驗中心由通示教型教學工業機器人實驗室、柔性生產線實驗室、虛擬仿真實驗室、3D設計與打印實驗室、智能制造與加工實驗室等構成。有了這些代表現代先進生產力的實驗設備，教師能更為方便地結合實際教授智能制造相關專業實踐課程。

實驗中心結合自身所擁有的實驗設備，除培養學生掌握傳統機械操作技能以外，更重要是培養學生在先進生產力方向的動手實踐能力，如工業機器人操作及編程、傳感器技術、智能控制、機器視覺采集與融合等方面的實際應用能力，使機電各專業學生更好地將理論知識融合到實踐中去，發展多元智能，提升核心素養。

二、構建階段化工程訓練教學模式

結合機電類學科特點和前沿技術，學院智能制造實驗實訓中心設計循序漸進式的工程訓練課程體系（具體開課情況見表1），以培養學生基本實驗技能和自主學習為抓手，構建“模塊化、多層次、遞進式”的實踐教學模式。

教授對象及知識水平面向實驗室實驗課程達成目標。

（一）針對低年級學生的系統化基礎工程訓練

學生可以利用智能制造與加工、電子電路等基礎性實驗室，完成專業常識認知基礎實踐技能培養。比如，程序設計基礎理論實踐一體化課程可以引領學生探索程序編寫和算法設計分析方法，編寫簡單控制程序并驗證;機械加工認知理論實踐一體化課程可以讓學生在課堂上認知傳統機械到現代智能機械的發展，并能夠動手加工簡單零件和組裝一件實際用品，如錘子。

（二）針對2—3年級學生的專業工程訓練

學院利用電子設計自動化、工業機器人、傳感檢測等專業實驗室，完成對專業課程知識學習的實踐驗證與系統能力的提升。比如，電子設計自動化理論實踐一體化課程可以讓學生分小組設計大程序，學習模塊化設計電子線路的方法，學生能夠站在電路設計的系統全局去分析與解決問題;工業機器人理論實踐一體化課程可以使學生掌握從機器人結構到操作以及系統集成的全方位專業技能知識，從而具備系統性專業能力。

（三）針對高年級學生的綜合性工程訓練

利用柔性生產線、3D設計與打印、虛擬仿真等實驗室，結合國民生產需求與前沿科學技術，進行圖像處理、機器人運動控制、信號處理、模式識別、人工智能等多學科的研究驗證，并由專業導師帶領，研發學生科研項目，參加各類專業競賽，進行創新能力培養與提升。

三、構建“模塊化、多層次、遞進式”的實踐教學體系

對機電專業實驗實訓環節設計全新的“60%必修項目+ 30%選修項目+ 10%自主創意”多層次工程訓練實踐教學改革。構建校企協作的“工程實景式”教學模式，建立基于生產現場的技能訓練、工程能力培養、職業素質養成體系，解決理論教學與工程實踐相統一，能力培養與創業就業相統一的問題。

為了貫徹落實教育部“百、千、萬”教育工程，深化校企合作、產教融合，推動職業教育健康穩步發展，機電學院通過“引企入校”“專業共建”方式，與工信部人才培養中心及武漢央所教育投資咨詢有限公司開展合作，充分發揮校企雙方的優勢，培養更多高素質、高技能的實用型人才。通過采用這種產教協同方式開展專業技能型培訓，能在充分滿足行業企業需求的同時整合學院軟硬件教育資源，拓寬學生實習實踐平臺，形成校內培訓考證，校外頂崗實習的工學一體的人才培養機制。通過這種方法，該院完善了智能制造實踐體系的建設，實現了引企業入校，激發了學生的學習創業激情。

四、實施效果

（一）科教融合，促進實驗室可持續良性發展

近年來，機電工程學院專業教師先后主持湖北省自然科學基金項目、湖北省教育廳科研計劃項目、湖北省科學規劃課題等多項高水平項目，發表包括SCI、北大、南大核心高水平學術論文100余篇。學院各專業教師以這些高水平科研課題為依托，在建設科研項目的同時，將科研成果與教學融合，轉化為可以供學生進行學習研究的綜合性實驗，將科研所購置的先進儀器設備不僅用于研究，還能用于實踐教學，從而極大促進了“智能制造”實驗中心建設，為實踐教學體系的良性發展創造堅實的物質基礎和持續的科研動力，并為培養高水平應用型人才提供良好的物質支撐。

（二）積極開展學生課外科技競賽，提升創新創業能力

學生專業科技競賽是檢驗學生專業技能的重要手段，賽教融和也能反過來檢驗教學方式是否合理。機電專業類學生主要參與的有重大影響的賽事有互聯網+，挑戰杯、數字化三維設計大賽和機械創新設計大賽等。學生們在備賽過程中以小組為單位，結合大賽命題，在老師的指導下設計方案，采購加工零件，調試程序，制作電路板，團結協作，從而設計出完整的機械作品。在比賽的過程中，不僅讓知識結構更為完善，還能讓團隊協作能力有效提升，對大學生畢業后的深造或工作都帶來了極大的好處。

近年來，學院教師成立工作室在帶領學生團隊參加挑戰杯、互聯網+、機械創新設計大賽等校外科技競賽中成績斐然。完成國家級、省級大學生創新創業項目9項，并榮獲2017“挑戰杯”全國大學生課外科技作品競賽三等獎、湖北賽區一等獎，2021年、2019年湖北省“互聯網+”大學生創業大賽金獎、2018年湖北省機械設計創新大賽一等獎，獲獎學生達400余人次。大學生參加研究生考試錄取率平均達18.1%。還有部分大學生申請了發明專利，獲評湖北省長江學子稱號，既為其他學生起到了示范帶頭作用，也為學院獲得了榮譽。

五、未來發展

機電工程學院在十年的探索與發展創新過程中找到了一條適合于自身發展的良性循環道路。發展過程中，為了能在接下來的十年甚至更久保持強勁的發展勢頭，學院計劃在“十四五”期間制訂以下發展方案。首先，以教師科研和學生競賽融合為抓手，保持學部已有傳統學科競賽良好氛圍的基礎上，將教師科研項目融入其中，每年重點培育1—2項高水平學生項目，指導學生申報大學生創新創業訓練項目。其次，利用實驗室資源做出實驗原型機，并參加全國高水平機械電子類課外科技競賽。使機電工程學院最終形成“教學-競賽-創新實驗-研究”的學科發展模式，在提高學院科研水平的同時，培養符合市場需求的高水平技術型人才。

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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

[責任編輯? ?彥? ?文]