機械電子工程專業實踐課程案例化專創融合教學設計與實踐

摘" 要：針對機械電子工程專業實踐課程教學，設計案例化專創融合實踐教學平臺。并針對專業能力培養和創新創業能力培養進行案例化專創融合教學設計，設計專創融合的課程評價體系。教學實踐表明，該教學設計有助于促進專創融合，提升學生參與實踐課程的積極性，培養學生的專業能力和創新創業能力，為同類實踐課程的教學提供參考。

關鍵詞：機械電子工程專業；專創融合；實踐教學平臺；案例化教學

文章編號：1671-489X（2025）04-00-04

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2025.04.0

0" 引言

機械電子工程專業是一門融合機械、電子、計算機等多類學科知識的交叉性專業，涉及工程領域寬，應用范圍廣，具有顯著的理論與實踐密切關聯特征[1]。作為培養學生專業實踐能力的重要環節，專業實踐教學歷來備受各高校重視。當前，各本科高校機械電子工程專業集中實踐性課程的教學一般依托單片機綜合實訓系統、機電傳動試驗臺、機電一體化綜合實訓臺、液壓與氣壓傳動系統綜合實訓系統等實驗設備開展，雖然可以滿足課程基本教學要求，但一方面此類設備的重復利用與專業課程的課內實驗資源沖突，另一方面傳統教學設備普遍存在設備單一化、功能受限、可拓展性和創新程度不高等問題，不利于調動學生參與實踐的積極性，專業技能和創新能力的培養受限。隨著科技發展的持續加速和社會對人才專業能力需求的日益提升，機械電子工程專業實踐課程教學需求也發生了重大變化，新工科背景下機械電子工程專業本科人才培養對學生的專業綜合能力、工程應用能力和創新實踐能力有更高的要求，這對專業類項目化實踐教學設備和資源也提出了更高的要求[2]。

為了更好地適應新工科背景下機械電子工程專業實踐性教學環節的開展，實現專業教育與創新教育的互聯融合[3]，針對本科機械電子工程專業實踐課程教學，開展案例化專創融合實踐教學平臺和資源建設尤為必要。

1" 案例化專創融合實踐教學平臺設計

1.1" 平臺基本組成

案例化專創融合實踐教學平臺的設計主要圍繞與機電產品相關的典型工程案例展開。其基本組成如圖1所示，通過選取典型工程案例，對開發過程進行教學示范和講解，引導學生在實踐環節科學有序地開展工程設計，主要目標是培養學生在工程設計方面的專業素養[4]。同時，挖掘工程領域和高校群體中的典型創新創業案例，并將其融入專業實踐教學過程，主要目標是培養學生的創新創業能力[5]。在專業課程設計實踐階段，將專業教學和“雙創”教學進行融合，并通過實踐教學案例[6]引導學生在實踐環節完成課程設計任務。選拔出在專業課程設計中完成得比較出色的團隊和作品進行培育，參與高水平的學科競賽，并遴選出優秀的作品案例擴充案例化教學資源。

1.2" 平臺硬件資源模塊化設計原理

實踐教學平臺硬件架構設計采用了多元模塊化原理，如圖2所示，根據一般機電產品控制系統的基本組成，按類別劃分成多個基礎模塊和拓展模塊，每個模塊均有多種實現方式?；A模塊主要面向控制系統基礎組成，側重于專業技能的訓練；拓展模塊主要面向智能化控制系統設計，主要應用于創新能力的教學培養?；谠摱嘣K化設計，學生可以在課程設計中進行自主選題，比如，針對智能洗衣機的操作面板，可以在按鍵、觸摸屏和紅外遙控之間任選；再比如，針對洗衣機的狀態顯示，可以在數碼管、LCD液晶屏和LED點陣屏中選擇。

2" 基于實踐教學平臺的教學設計

2.1" 專業實踐案例化教學

根據一般機電產品控制系統工程設計開發流程，實踐教學環節采用工程案例化教學的方式進行教學設計。以智能洗衣機控制系統設計為例，圍繞其關鍵的工程設計開發步驟進行示范講解，設計教學引導路線如圖3所示。首先對設計需求進行分析，明確設計要求；隨后，根據設計需求，進行電控系統方案設計，并基于Proteus進行電路設計，基于Keil MDK進行程序設計，進而完成電控虛擬仿真；在電路設計驗證無誤的基礎上，利用EDA工具完成PCB設計和外協加工、BOM輸出、器件采購、電子焊接及調試，從而最終完成智能洗衣機控制系統設計。通過專業實踐案例化教學，培養學生進行機電產品開發方案設計和利用現代工具開展工程設計的專業能力。

2.2" “雙創”教學

在實踐環節，學生需要通過團隊合作的方式完成專業設計和創新設計各項任務。其中，“雙創”教學主要是以課堂講授和集中研討的方式開展。教學團隊構建了“國產大飛機C919中的黑科技”等創新教學案例和“中國創業人物及案例”等創業教學案例。通過選取中國自主創新創業的典型案例進行講解，深入挖掘案例中的思政元素融入課程教學，通過強調科學精神激發學生的創新意識和思維，啟發學生展開創新創業思考。例如：引導學生思考如何利用不同的器件和電路設計實現相同功能；如何在同樣功能和質量保障的基礎上降低設備的制造成本，提升設備的競價空間；如何在現有功能基礎上進一步提升設備的智能化程度；創業團隊如何開展創業行動，銷售渠道、盈利模式如何設計，等等。通過啟發式教學將“雙創”教育有機融入實踐教學。

2.3" 專創融合課程考核評價

傳統的專業實踐課程評價以專業能力的考核為主，對創新創業部分的考核缺乏實質性的評價依據。為了確保專創融合的教學成效，以機械電子工程專業綜合課程設計教學為例，構建專創融合的實踐教學考核評價表，如表1所示，各教學階段的考核均包含專業能力考核和“雙創”實踐考核。通過將專業能力考核和“雙創”實踐考核相結合，不僅為課程的考核評價提供了細化評分依據，也可以更好地促使學生在完成專業實踐任務的同時落實創新創業思考和行動。

3" 教學實踐效果

案例化專創融合教學模式在江蘇科技大學蘇州理工學院機械電子工程專業綜合課程設計教學中應用已有兩屆，教學成效顯著。就課程考核成績而言，兩屆學生的平均成績分別為83.4分和84.6分，相比往年有明顯提升。

通過案例化教學，學生參與課程設計的積極性明顯提高，較好地掌握了與一般機電產品控制系統設計開發相關的專業技能。在創新創業能力培養方面，加入學校創新實踐基地的學生人數逐年提升，大三年級學生參與本科生創新創業訓練計劃的人數占比達100%，參與學科競賽的獲獎人數和作品質量也呈現逐年提升的態勢。

4" 結束語

本文介紹了案例化專創融合實踐教學平臺基本組成、平臺硬件資源模塊化設計原理。基于該教學平臺，分別介紹了專業實踐案例化教學設計和“雙創”教學案例化設計，并就專創融合課程考核評價體系給出具體的考核評價指標。從教學實踐效果來看，不僅有助于學生更好地理解與機電產品設計相關的專業知識，培養學生進行機電控制系統設計的專業能力，而且可以更好地激發學生的創新創業意識，提升學生的創新創業能力。本課程的案例化專創融合教學模式對機械工程相關專業實踐課程教學有一定的參考價值。

5" 參考文獻

[1] 肖壽仁.“新工科”背景下的工程訓練平臺的構建：以井岡山大學機電工程學院為例[J].工業和信息化教育，2023（12）：62-65，70.

[2] 賈寧，鄭純軍.思政背景下的混合式項目化學習在人工智能專業教學中的實踐[J].計算機教育，2023（7）：138-144.

[3] 孫娜，張倩倩，李邦忠，等.“專創、科教”融合人才培養模式探索與實踐[J].教育教學論壇，2022（31）： 177-180.

[4] 王志鑫.基于“四維導向、五階能力”的工業機器人技術及應用“專創融合”課程教學模式探討[J].創新創業理論研究與實踐，2023，6（9）：163-165.

[5] 吳小鋒，郭魂，江煒，等.地方應用型本科高校機械類專業德技雙馨人才培養的探索與實踐[J].中國現代教育裝備，2023（7）：141-144.

[6] 袁明新，江亞峰.機電控制技術基礎及創新實踐[M].北京：機械工業出版社，2020.

*項目來源：教育部高等教育司2022年產學合作協同育人項目“項目驅動下機械類專業創新實踐周的實踐教學改革與團隊建設”（編號：221001388110505）；江蘇省高等教育學會“十四五”高等教育科學研究規劃課題“應用型機電專業綜合課程設計實踐教學內容改革與應用”（編號：YB079）；2022年江蘇科技大學本科教育教學改革研究課題“融合勞動素養的機電專業電控創新實踐平臺建設及人才培養改革研究”（編號：XJG2022059）；江蘇科技大學蘇州理工學院2022年度教學改革研究課題“工程應用背景下機電專業實踐課程的雙創融合研究與實踐”（編號：SJY20230109）。

作者簡介：江亞峰、王占光，講師；袁明新，通信作者，教授，博士；龔正朋、申燚，副教授。