时间：2022-04-19 03:32:59
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摘要：针对机电一化系统设计课程本科教学的现状，在研究高等学校该课程教学改革的思路的基础上，提出理论教学与实践教学并重，并调整与优化了教学内容。同时，在教学方式上采用项目驱动式教学方法，并对实践教学内容进行了改革。实践证明收到了良好的教学效果。
关键词：机电一体化；应用型本科；课程改革
根据《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010－2020年）》，国家教育部提出，对我国部分高校，特别是2000年以后升本的高校应向应用型本科高校转型，以适应高等职业教育的发展。然而，在长期传统高等教育发展模式下，转型需要从结构到形态、从形式到内涵、从宏观到微观的整体性位移与变革。需要各专业的相关课程，特别是专业类课程进行调整和变革来充实本专业应用型转型的内涵。笔者所在高校即为一所应用型本科转型高校，对所教授的《机电一体化系统设计》课程进行了一些改革和调整，努力提高学生解决工业现场实际问题的能力，满足企业工程师岗位要求。具体改革内容主要包括以下几个方面。
1当前教学中存在的问题
机电一化系统设计课程是机械电子工程、机械设计制造及自动化专业的一门重要专业课、综合课，通过本课程的学习将学生所学理论知识转化为实际应用，构建起一座理论和实际间联系的桥梁。然而，在当前的教学过程中却存在着一些明显不足和缺陷，不适合应用型本科培养目标。（1）课程教学内容滞后当前应用技术；（2）课程章节相对独立、内在联系不足；（3）课程教学方式和手段不适合应用型人才培养需求；（4）理论教学和实践教学独立进行。
2改革措施和方法
2.1课程教学内容的优化
机电一体化系统设计作为一门新兴的课程，具有明显的时代特征。随着计算机技术的快速发展，新型机电一体化产品研发成功后，很快就得到普及应用。而目前机电一体化教材中的案例依然是十几年前的数控机床和传统的机器人等，学生在学习的时候往往感觉知识陈旧，与当前实际应用脱节。因此，笔者在讲授过程中部分地淘汰掉这些陈旧案例，引入当前企业中产品型号。例如，采用多轴联动机床代替传统机床；在讲授机床导轨时加入倾斜导轨与平导轨之间的比较；引入目前热门的四轴飞行器和3D打印机等案例。通过新型案例的引入，调动了学生学习积极性，拉近了课程与企业之间的联系。
3改进教学方法
针对机电一体系统设计课程，如何使学生通过这门课程的学习逐步到达企业对机电工程师的岗位要求呢？最直接、有效的办法就是将企业中的典型应用项目搬到教学中来。项目式教学，又叫任务驱动式教学，是实施探究式教学模式的一种教学方式。在传统教学方式中，往往以课堂理论教学为主，课后作业也是理论计算或理论设计。虽然，学生掌握了扎实的理论基础，但面对实际系统设计时，总是感觉无从下手。机电一体化系统设计是一门实践应用和理论知识同等重要的课程，传统的教学方式就显得有失偏颇。因此，在教学过程中，采用了项目式教学方法，蕴理论知识于项目实例中。例如，机械传动部件设计一章，主要讲解各种机械传动系统的选择、设计及其对机电一体化产品的影响等。在本章中采用了两个项目实例：数控机床传动系统设计和无碳小车设计（全国大学生工程训练大赛题目）。在讲解项目设计过程中介绍各种传动系统的特点、效率，齿轮、丝杠等结构的间隙调整及其对数控系统动态特性和无碳小车运行轨迹的影响等。学生在学习过程中既掌握了基础理论，又明白了产品设计中是如何进行机械系统设计的，同时去除了枯燥的理论课学习，提高了学习兴趣。
4实践教学内容的改革
机电一体化系统设计的实践教学主要包括课程实验和课程设计两部分。随着学校应用型本科的转型，加大了对实验室建设的经费投入，课程所需实验设备逐渐齐备和完善。课程实验项目也进行了相应调整，增加了综合性、设计性实验，由原来的单一性、验证性实验，调整为认知性实验、验证性、综合性和设计性实验。在课程讲授初期（一般在第二周），开设了柔性制造系统和数控加工中心方面的认知性实验，对机电一体化系统有一个总体了解；增加了液压系统的PLC控制和伺服电机控制系统设计两个综合性、设计性实验。在实验中务求学生自己设计、自己搭接系统、自己分析数据，以达到最好的教学效果。对于课程设计，先前教学中课程设计与理论教学是分开进行的，课程设计集中在学期的最后一周进行。对此，笔者进行了一些探索，在学期初，就下达课程设计任务书，每组一题，同时，允许学生采用大学生挑战杯和创新设计大赛所设计题目作为课程设计。课程设计贯穿整个学期，随着课程的进行，完成课程设计相关内容，在课程结束时，学生也完成了整个课程设计，并在学期最后一周进行总结，撰写说明书。同时，分组向全班汇报设计过程，接受其他同学和老师的提问与质疑。
5结束语
为了满足提高应用型本科专业学生的综合素质和能力的要求。根据教学过程中出现的问题和不足，近年来对机电一体化系统设计课程的理论与实践教学的改革和实践，取得了较好的教学效果。在今后的教学过程中还将不断探索新的思路、新的方法，以培养出更多更好的创新型和应用型人才。
作者：韩向可 吴耀春 单位：安阳工学院
实训过程管理
严格的实训过程管理对实训质量起着一个监督、保障的作用。可根据实训内容、性质对实训环节分散或集中进行。如：机电产品认知实训中的讲座、企业参观等就可分散进行，充分利用学生的课余时间举行。为保证良好的实践动手效果，其他实训建议停课在实验室集中进行。实训过程包括以下环节：实训开题动员、实训专题技术讲解、学生集中设计和制作、实训验收答辩、实训论文提交等。在实训动员时具体告诉学生详细的实训时间安排、实训内容、实训检查、实训考核方式等，让学生完全进入实训状态。根据题目难易程度和学生能力可把实训专题讲解放在实训初或实训中。如电子技术实训是学生接触的第一个专业基础实训，那么最好在实训初给学生具体讲解一下每个题目的大致思路和实训报告的撰写方法。机械设计实训和检测与控制实训可让学生拿到题目后首先自行设计，在学生设计过程中发现问题后再针对问题进行讲解。实训过程中相应地安排指导老师在实验室值班，负责学生考勤、答疑、指导和实验室管理等工作。在此期间，学生按班次、时间段到实验室分批设计和制作。一般，实训最后几天为实训验收或答辩时间。排好时间段，几位指导老师共同验收，根据学生做的实物进行提问。最后，学生提交实训报告。实训报告撰写方法原则上同毕业设计论文写法、格式相近。这也是为学生毕业设计的论文撰写奠定基础。
实训耗材的可持续利用
对机电类专业来讲，由于学生必须制作实物，因此实验耗材开支较大。如果每次实训都购买耗材，这将是极大的浪费。系统性的实训内容安排已为循环利用实验耗材做好保障。每一学期的实训作品都是下一学期实训的地基，犹如必须一步步做好底层才可以最后建造出金字塔来。如何在保证作品质量的前提下，合理、可持续利用实验耗材是实训管理中较难解决的问题。例如，从实训性质来说，电子技术实训和检测与控制实训主要让学生做电路板来实现一定的功能，这两个实训的主要成品都是电路板。可以在这两门实训结束后，由实训负责老师把电路板收集起来统一放在大纸箱里集中保管。机电产品认知实训部分内容，如电子元件识别、电路板焊接就可以使用这些保存的电路板让低年级学生练习，大大节省电子元器件的开支。机电产品认知实训购买的电气元件可以继续为电气控制系统实训服务。当然，实训中常用的各种电子、电气元器件可以由实验室早期统一购买，实训时到实验室领取并做好登记。不常用的，或有些特殊的，由学生提出申请，指导老师同意后方可购买。由于大学四年的实训内容是系统性的，如果严格做好实训耗材的进出管理，妥善保管好每一次实训作品，都可重复、循环使用实验耗材，为节约实训耗材成本提供保障。四结论本文提出的机电实训体系构建是根据我系对毕业生就业情况调查和理论课程设置总结出来的。实训体系的合理构建为工程应用型人才培养奠定基础，满足社会对高技术人才的需要。我们将在今后的实践教学中根据各方反馈的信息加以调整和完善此实训体系。
本文作者：李静工作单位：桂林电子科技大学信息科技学院
摘要创新能力是民族进步的灵魂、经济竞争的核心。应用型本科院校要培养卓越的机电工程师，关键就在于提高学生的创新能力。本研究就旨在通过论述创新能力对未来机电工程师培养的意义及原则，并以湖南工程学院的实践教学为例，来探讨与培养应用型人才相适应的机电工程师创新能力的教学新模式。
关键词 机电工程师 创新能力 实践研究
0 引言
创新能力是运用知识和理论，在科学、艺术、技术和各种实践活动领域中不断提供具有经济价值、社会价值、生态价值的新思想、新理论、新方法和新发明的能力。创新能力是民族进步的灵魂、经济竞争的核心；当今社会的竞争，与其说是人才的竞争，不如说是专业人才知识创新能力的竞争。而应用型本科院校要培养卓越的机电工程师，关键就在于提高学生的创新能力。
从人类进入20世纪到现在，科技创新已经成为人类智力进化的乐章和主旋律，成为整个人类科技文明进化史诗与主题。人类已经生活在一个高度运用人自身的智慧来对大自然进行设计和创造的时代，我们生活中所使用的各种各样的物品都是人的高度智力发明设计制造的结果，设计和改造自然的能力已经被现代教育培养成了人的本能的同时却忽略了设计本质和设计素质的研究和教育。一切的机电系统设计的背后都具有设计师的设计精神、智力及素质的高度的隐藏性及加密特性。本研究旨在通过论述创新能力对机电工程师培养的意义及原则，来探讨与培养应用型人才相适应的机电工程师创新能力的教学新模式。
1 创新能力对未来机电工程师培养的意义
创新能力越来越成为评判优秀机电工程师是否真正优秀的最重要决定因素。改革开放以来，创新思维和创新能力是机电工程师必备的基本素质。在科学技术飞速发展的今天，创新能力有了很大提高，少数科学研究和技术创新在世界上也占有一席之地。但现实是，我国创新能力和国际先进水平的差距依然较大。根据2001年的有关分析数据，中国在49个主要国家中，科技创新综合能力处于第28位，也就是中等偏下的水平。如果中国2020年要进入创新型国家行列，意味着要从当前的水平再前进10位，进入世界前20位。目前，中国的科技人力资源达到3850万人，名列世界第一；研发人员109万人，名列世界第二。这是中国进入创新型国家行列的、任何国家无法比拟的最可宝贵的资源。然而，有资料分析表明，中国机电专业毕业学生应试能力强，但动手能力特别是创新能力较差，与美国等西方发达国家学生存在明显的差距。进一步而言，进入21世纪，随着世界经济一体化趋势，知识经济与日新月异的科学技术正在极大的影响着当代经济生活和社会生活，同时也对高等机电专业工程教育提出了更高的目标和要求，这些都离不开对学生创新能力进行精心的培养。
2 我校“机电工程师”创新能力培养的教学实践
2.1 以实践为旨趣：加强设计、试验、实践教学
实践是工程的核心，实践教育也可以说是工程教育的核心。麻省理工学院在20世纪90年代重建工程教育的时候，明确提出“回归工程实践”的口号。因此在机电类的专业中开出了大量的设计课和分散在其他课程中的实验成分。在国外的一些工科院校中更是注重实践课的开设。
2.2 “机电工程师” 新教学思路
为了培养具有现代化机电工程实践能力和创新能力的高层次、高素质的工程技术人才，根据社会对高等工程教育的要求和工程实践教育在培养人才中的地位与作用 ，以及高等工程教育的国际化要求，结合国内外工程实践教育现状以及我院几年来的改革实践，提出了以突出培养学生工程实践能力为核心的教学创新改革思想与改革思路。其框架图1如下：
图1机电专业创新教学改革实践
其次，教学中连续以2006级至2009级机电班（含自动化专业）为试点对象，利用现代教育技术，针对机电专业基础课、机电一体化系统设计、机电装备设计、机电产品创新设计等课程进行优化的教学设计，努力实现介于“以教师为中心” 和“以学生为中心”两者之间的教学模式，既发挥教师的主导作用，又充分体现学生的认知主体作用，并探索与之相适应的教学组织形式、创新活动形式、学习方式和教学环境等的建立。
为拓宽学生思路和运用理论解决机电工程师的精神、素质以及创新能力等问题，在教学内容上，对传统教学内容精选的同时，注重机电设计师的创新精神、专业素质、学习原理与方法的更新，加强对机电学科的历史发展、新的设计工具与设计方法、新概念、新理论及创新设计成果的介绍，并注意选编一些与机电工程实际相关的问题，以例题和大学生创新项目指导或挑战杯的形式反映到教学过程中。
2.3 开展大学生创新活动――提高他们的工程实践能力
为了强化“机电工程师”工程设计能力，我们开展了大学生机电产品设计竞赛等课外科研训练活动，旨在从“听课―作业―考试”的传统教学方式之外为学生开辟新的第二课堂的内容，活动不仅为学生提供了一个能够运用课堂所学知识，理论联系实际，充分发挥学生创造力和想象力的广阔空间，而且在培养学生的创新意识、竞争意识、协作精神、敬业精神和严谨的科学作风等方面得到有效锻炼与提高。
大学生机电产品设计竞赛，旨在倡导发扬我院求实、创新，敢为人先的学风，培养和锻炼机电工程师们的专业实践能力和探索精神。通过竞赛活动，丰富校园学术氛围，激发学生专业学习的积极性，进一步提高学生的综合素质和创新能力。
2.4 积极引导学生参加教师的科研活动，强化学生科研意识的培养
为了加强对学生综合素质能力的培养，增强学生的科学研究意识，我们在正常的教学之余，将学生组织成不同的课题组，参与教师的课题研究，以培养学生分析问题和解决问题的能力。我院从2002年起，积极组织高年级学生参加市、省和国家级大学生科技创新竞赛，先后获得市级各种竞赛奖项50项，省级各等级奖项30项，全国竞赛各等级6项奖项好成绩。在该课题的研究中，学生以饱满的热情积极参与项目的研究，为课题的顺利进行做了大量的工作，同时在进行项目的研究过程中，学生学到了许多课本上所学不到的东西，开阔了学生的视野，加强了学生的科研能力，提高了学生的动手能力与解决实际问题的能力。因此，让学生参与科研课题有利于培养学生的综合素质能力，有利于提高教学质量。是值得开展和提倡的事情。
3 结束语
以激发学生大机电系统设计精神、素质及创新能力为核心的新教学模式，既发挥教师的主导作用，又充分体现学生的认知主体作用，互补性很强。根据教学目标和内容的不同要求，在基本保留课堂教学环境的同时，创设多元化的软、硬件教学环境，使学生能够利用以大机电系统设计为核心的现代教育技术，通过学生、教师和实验设备三者的交互去主动地发现、探索和思考，从而培养学生的创造能力和认知能力。它是符合我国国情具有实际意义和可行性的新型教学模式，能够大大地提高教学效果，对于培养具有高素质和创新精神的人才具有重要意义。
【摘 要】作为本科高校机电类专业，其人才培养的目标是培养出面向设计、生产、管理、服务一线需要的高端技能型人才，面向的工作岗位主要有机电一体化装备和产品的设计、制造、装配、操作、调试、维修和售后技术服务等，机电行业范围很大，产品种类很多，而且工种也很多，因此在教学过程中需要学生掌握很多理论及实际操作技能。但是，如何利用有限的理论课堂时间更好的传授理论知识，以及在实验实训设备有限的情况下让学生更好地将理论知识应用到实践中，这就需要我们探索新的教学方法。
【关键词】虚拟；仿真
一、改革意义
仿真技术是继数学推理与科学试验之后认识世界自然规律的第三类基础方法。虚拟仿真教学是指利用实物和计算机软件共同模拟出真实的情境，让学生在模拟的情境下进行探究和学习。这种教学方法生动形象，很接近现实工作场景，有利于提高学生兴趣，使学生在短时间内进入相应情境，真实的体验在现实生活中进行操作的感觉，以达到更快掌握操作技能的目的，而且这种教学方法可以利用计算机软件的优势创造出灵活多样的工作场景，使学生掌握更多的操作技能。
机电类课程的教学，在传统的教学模式中，理论课与实验课是分离的，这就导致技能训练得不到及时的理论指导，而理论课也没有结合生产、生活实际，这样导致了学生的技能掌握不到位。随着教学改革的发展，出现了“项目教学”、“教、学、做”一体化等新型的教学模式，但在这些新的教学模式下采用的技能训练通常有两种：第一种是仅限于实验箱提供的几个固定实验，学生只需按图接好线、按实验指导书输入程序就可完成实验，学生动手机会少，不能真正地参与到学习活动中；第二种是通过制作一些实际的实验电路板或实物，然后在上面进行安装、试验和调试，大大提高了学生的动手能力，但是实际操作时要受到设备数量、品种等方面的限制，而且耗时大，占用课时太多，耗材的消耗量也很大，成本高。
虚拟仿真教学则以其高效率、低成本、内容丰富、性能有效和安全等优势得到越来越多的应用和推广。因此应该将“项目教学”、“教、学、做”一体化和虚拟仿真教学的方法结合起来，充分发挥各自的优点，得到更好的教学效果。虚拟仿真教学很容易与其他先进的教学方法相结合，因此在机电类课程的教学中，将虚拟仿真教学与其他教学方法相结合有助于提高课程教学效果，而且成本低、效率高，使学生可以不受场地与设备的限制，掌握更多的技能，在机电类课程的教学中具有重要的意义。
二、具体改革的方法思路
本研究将在深度分析学生学习特点和企业真正需求的基础上，在建构主义学习理论和混合式学习理论的指导下，按照独立本科教育工学结合课程改革的基本要求，结合虚拟仿真教学设计的基本原则，借鉴信息化和项目教学设计方法，探索基于典型项目和工作任务的虚拟仿真教学模式，实现“教、学、做”一体化教学设计。
该模式由“项目导入”、“制定计划”、“实施计划”和“成果展示与评价”四个环节组成，其中虚拟仿真教学贯穿了该模式的所有环节。下面简单介绍该模式的具体实施方案：
（1）在“项目导入”环节，任课教师的活动包括三个内容：
① 借助虚拟实验平台，导入项目任务及目标、展示项目结果，让学生对项目有一个直观的认识，然后再布置具体的学习任务；
② 利用虚拟实验环境，让学生明确自己应当完成的具体任务和完成任务后可以得到哪些知识以及达到什么样的水平；
③ 在充分考虑学生的现有知识和能力水平的基础上，按照适合协作学习的分组办法对学生进行分组，安排具体的完成时间和成果的评价方式等。
（2）在“制定计划”环节，学生通过自主学习、小组协作学习等方式，对该项目的
任务目标进行分析，确定任务所涉及的各种要素，充分应用已掌握的前序知识，基于虚拟仿真实验平台进行决策，确定任务的实施步骤，为任务的实施做好充分的准备。
（3）在“实施计划”环节，学生在虚拟仿真实验平台上按照已制定好的计划逐步完
成项目任务。教师借助虚拟仿真实验平台对学生进行指导，实现教师和学生以及学生之间的交流。学生通过应用已学习的知识完成工作任务，进行知识的建构，形成职业岗位能力。
（4）在“展示与评价”环节，学生在虚拟仿真实验平台上展示自己的项目成果，然
后接受他人的评价和教师的反馈。同时，学生在汇报和听取同学汇报的过程中，通过对比自己与其他同学的成果，查找不足，反思其成败。
三、预期效果
将虚拟仿真教学与项目教学更加紧密的结合起来，更好的实现了“教、学、做”一体化，并且在显著改善教学条件、提高教学效果的同时减少了设备消耗，尤其是耗材的使用量，节省了教学经费的开支，而且克服了时间与空间上的限制，使学生更好地利用课余时间进行学习与实践，进一步提高了学风建设。
摘要：创新能力的培养是当前高等教育的主要任务之一。除在课堂理论教学环节中要注重对学生创新能力的培养外，其他课程教学形式对创新能力的培养同样起着至关重要的作用。本文结合机械制造及电气工程领域发展的新形势，针对我校机电类专业本科生的培养现状，研究探讨了提高机电类本科生创新能力的培养方法。
关键词：机电专业；人才培养；课程改革；实践创新
21世纪是知识经济世纪，综合国力和人力竞争日趋激烈，社会对应用型人才的需求愈来愈迫切，培养具有丰富知识储备、娴熟技能和具备创新能力的全方位人才，已经成为当今高教改革和发展的重要任务。本文针对我校机械类和电气类专业本科生的培养现状，开展机电类专业创新人才培养模式的研究与探讨。
一、机电专业在教学中存在的问题
为地方经济发展培养应用高级人才，在广大以教学为主导的本科院校中已经基本达成共识。但我国高等教育长期以来人才培养模式比较单一，过分强化专业教育，过多强调学科体系的完整性和课堂理论教学。其结果是学生基础知识不够宽广、专业面过窄，从而限制了学生的思维、想象力和创造力。同时忽视对学生工程意识和实践能力的培养，造成学生的知识能力结构与社会需求严重脱节。这样的教育显然是不成功的教育。高教课程改革应该使我们的本科专业基础教育更加贴近实际，保证知识体系的系统性和完整性，同时把学科之外的知识包括社会、人文、历史、经济、环境等方面的因素科学地融入学科教育中。
二、明确培养目标
21世纪，学科交叉是高等教育的发展趋势。具备对交叉学科知识的理解和综合运用的能力是当今社会对合格的复合型人才的要求，在教学中应尽量拓宽学生的知识面，培养机械、电子、检测、控制等各专业知识储备丰富的复合型人才。由此，培养目标应该是培养某个学科领域或某个行业的通用性人才，其制定原则应以培养符合社会发展需求的高素质全方位并且具备创新精神的复合型人才为宗旨，以“将工程实践带入课堂，探索课程教学创新模式”为宗旨，以社会发展需要为主导。在近年来的本科生培养目标制定过程中，我们已经做了下面的几项工作：
（一）合理规划专业课课程的教学
依照拓宽基础知识层面，浅化专业知识意识，增强综合素质教育和培养创新能力的想法科学设定教学计划，加强不同学科之间的交叉和融合方式。在课程体系方面：对相关课程及内容进行整合提高知识传授效率，强化实践教学的过程，设置更多的能够满足创新人才培养的选修课和一些理工交叉、文理渗透的跨领域课程，让学生可以根据自己的爱好和对未来的判断进行选择，同时增加新知识点的传授。
（二）设置创新实践课程
设置一系列创新实践课程，使学生在校期间建立起大工程观念，加强对学生工程应用能力的培养力度。使学生综合运用各学科专业知识在各种创新实践课程中能够获得系统训练，培养学生的创新精神，增强学生的动手实践能力。
（三）培养学生的创新精神
增强实践，重点培育学生的创新精神和个性发展，在教育的过程中帮助学生获得自主学习的能力，培养他们独立思考的能力，推动学生思维和想象力发展，更好地发展学生的思维，培养学生的创新型思路，重点培养学生们收集和处理信息的能力。
三、科学规划制订课程教学计划
当今社会的发展趋势要求各高校的学科教育应当加强知识的渗透交叉，为学生们创造一个多种学科、多个方面熏陶的成长环境。在设定教学计划和进行课程机构设计、课程设置时，应依据上述培养原则，培养学生们科学合理的知识结构和综合创新能力，以培养学生们的创新能力为核心，将创新能力的培养理念穿插在整个教学过程中。
大学一年级按工科要求设置通识教育课程，包括思想教育、人文知识、军事体育、外语和数理基础；大学二年级按机电类专业要求设计大平台专业基础课等通用专业基础课，并结合这些课程的应用性开设相对独立的实验课、实训与课程设计。建议将“模拟电子技术”和“数字电子技术”进行优化整合，减少理论课时，增加实验课时。并提前到大一开课，使电类学生提前接触专业知识，为从大二开始参与电工、电子类创新活动打下基础；大学三年级按专业特点可设专业基础课和专业课。专业课程要根据科技发展和市场需求进行梳理，灵活设置多个方向选修课课程，每个学生到三年级下半学期可根据自己的兴趣爱好、学习继承和就业意向，在教师的指导下选定一组方向课程进行修学；大学四年级，学生应不再以课堂学习为主，而应以生产实习、课程设计和毕业设计为主要学习形式，提倡学生开展以参加教师科研项目、担任实验室助教、到企事业单位实习、参加大学生创新活动等多种形式的自主学习，对学生学习优劣的评价应重点考核学生自主学习的能力、创新思维的体现和对本专业知识整体的把握和运用。
同时结合本校培养方案，在专业教学计划中加入《电工技术》、《模具CAD/CAM》、《电力拖动控制系统》、《传感器应用》、《测试技术》、《印刷电路设计与制作》、《液压传动》、《电气控制与可编程控制器课程设计》等实践性和创新性很强的课程。同时增加实践过程的力度，帮助学生创造出更多实践和创新的机会。例如安排了1周《电气控制与可编程控制器课程设计》、2周《电气专业实习》、3周《机械设计课程设计》等，用来培养学生的创新实践能力。另外又增加了理论、社科、经管等各方面的课程教学，例如设置了《情报检索与利用》、《思想道德与法律基础》、《就业指导》、中荷机电开设的《工程素养》等课程，增加了学生的知识面，培养了学生适应当今市场经济的能力。在课程教学过程中，实施新的教学计划，可有效改变学生的知识结构，有效提高学生的创新能力，增强学生的竞争能力和适应能力。系统性、开放性课程的设置，增进了各学科之间的交流、结合，促进了课程之间的结合，通过学习选修课程，学生可获得重要的价值分析，完善自己的学习方式，提高自身的综合能力，促进师生、生生之间的沟通交流。
四、改革实验教学提高学生的创新能力
一直以来，在本科教学过程中，大多数教师采取的都是传统的教学方式，以教师为主体，教师通过对知识的讲解向学生传授基本的概念和专业知识。教师的教学水平直接影响着学生对知识的接受程度和掌握程度。然而，在教学过程中教师往往忽视对学生创新思维能力的培养，学生很难彻底理解所学到的专业知识。所以，在实践教学过程中要考虑学生的实际需求，改变传统的教学模式，以技能的培养为主体，通过由浅入深的教学方式，使学生加深对知识的理解。同时以技能为主体的教学模式是建立适应社会需求的实践教学模式的理论依据，同时具有重要的指导意义。
实验室是高校对学生的实践能力和创新精神进行培养的有利平台，充分发挥实验室的硬件设备，对实验室进行开放，可提高实验仪器的利用率。同时，学生可通过开放的实验室满足自己的需求，提高实效性，有利于培养学生的实践操作能力和创新精神[3]。
结合我校机电类专业实验教学的改革进行了一些有益的探索。改进后的电气专业实验教学主要有：电气专业实习、金工实习、模拟电子技术实验、电路实验、数字电子技术实验、电力拖动控制系统实验、电气控制与可编程控制器课程设计、微机原理系列实验、自动控制原理系列实验、控制系统仿真与CAD课程设计、控制系统仿真与CAD、印刷电路设计与制作、毕业实习、毕业设计等。机械专业包括：金工实习、机械专业实习、机械设计课程设计、液压控制工程设计、机械工艺课程设计、模具CAD/CAM课程设计、电工，电子实习、机械先进设计微机应用课程设计、计算机实习（工程应用软件、模具CAD/CAM、计算机绘图）等。其中：
第一阶段：主要对象是新入学的大一理科的所有学生。主要教学内容是电子工艺的实训、实习。包含：万用表使用、焊接技能训练、电子元件识别、测量，示波器等设备检查、测量简单电路故障，常用工具、测量仪器的使用等[4]。本阶段，重点培养学生的实践操作兴趣和感知认识，为以后的工程实践打下扎实的基础。
第二阶段：通过学习基础专业知识和基本的技能，学生已基本掌握了认识问题、分析问题的能力。所以，本阶段的实验教学内容主要是以专业基础课为主。电气专业的基础课程包括：金工实习、电路实验、电气专业实习印刷电路设计与制作、数字电子技术实验、模拟电子技术实验、电力拖动控制系统实验、电气控制与可编程控制器课程设计、自动控制原理系列实验；机械专业包括：金工实习、机械专业实习、机械设计课程设计、液压控制工程设计、机械工艺课程设计、模具CAD/CAM课程设计、电工，电子实习等。本阶段的主要教学目的是使学生熟练掌握实验课的相关训练内容，巩固和加深对理论知识的理解，掌握相关的分析方法，培养学生完成单元电路实验的能力。
第三阶段：依据扎实基础、扩大范围、突出特色、注重能力培养的原则，提出了课程教学实验体系的构建思路。电类专业：开设微机原理，单片机接口技术、电力拖动控制系统实验、电气控制与可编程控制器课程设计、自动控制原理系列实验、控制系统仿真与CAD课程设计、控制系统仿真与CAD、EDA技术、传感器技术及应用、电子系统综合设施等试验，注重培养学生的创新能力，利用电子设计自动化仿真软件，设计组装的系统电路板等工具，建立“软、硬、虚、实”相结合的框架结构，对现代电子技术进行设计。机械专业：开设机械设计课程设计、电工电子实习、液压控制工程设计、模具CAD/CAM课程设计、机械工艺课程设计、机械先进设计微机应用课程设计、计算机实习（工程应用软件、模具CAD/CAM、计算机绘图）等。在这一过程，需要学生能单独完成实验的设计和制作，在虚拟和现实的电路中得到锻炼和时间，使学生在初期所获得的感性认识加深，达到理论知识的掌握和综合技能的训练，提高学生的实践操作能力和创新能力。
五、加强实践突出创新能力的培养和学生个性的发展
实践教学在本科教学过程中占有十分重要的地位，高校应当不断提高实践学习中的软件硬件水平，在“机械”、“电气”等专业的人才培养中构建新的实用性和专业性强的创新教学体系，增强学生的思维能力，拓展学生的想象能力，培育学生的创新精神。建立科学合理的培养模式，培育出基本理论扎实、综合素质强、具备创新精神的实践型高级技术人才。
在调研中，企业对高校毕业生普遍的反映是，毕业生面对实际工作中的问题解决能力较差。符合当今时展的人才应当是具备创新精神、实践操作能力和人文精神的综合性复合型人才。实践教育过程是教学过程中最重要的环节之一，它对学生理解基本理论知识、提高综合运用能力有着极其重要的作用，同时也是培养学生实践能力和创新精神的重要环节之一，是实践创新人才培养模式，完成创新人才培养目标的有力措施。我们针对本专业的学生安排了较多的创新实践课程，形成连贯性的实践教学过程，可以让学生在各项实践方面获得系统训练。并且结合本专业要求增大设计性实验所占比例，增设更多的专业实验课程。学生在老师指导下在新添置的过程装备与控制实验台上可以通过不同组合，完成多项控制与结构性能的测试实验，熟悉各种先进仪器设备，使学生掌握机电工程的基础知识。开展“教学与科研相结合”的教学改革实践，让学生们自己设计实验过程，培养学生们的创新实践能力。随着课程改革和实验教学改革的步伐，积极倡导学生们参加数学建模竞赛、挑战杯、电子设计竞赛等相关竞赛活动。实践教学把学生的探索性学习作为基础，运用类似于科研及实践的方式，增加学生学习主动性的教学方法。在教学过程中，教师要将需要解决的问题或者目标任务交待给学生，在老师的引导下，学生们分成小组，各个小组的学生依照实际工作程序，一起制订计划、共同或者分工完成整个项目所需要的各项工作。因此整个学习过程变成每个学生都可以参与的创造活动、实践活动，每个人看重的不是最终结果，而是达成项目目标的过程。在课程过程中，为了保证学生既参与了全程实践工作，又有自己独自承担的任务，应将任务分解，由学生在小组内自行讨论任务的分配方案，既要发挥每个小组组长的作用，又要积极调动每个小组成员学习的主动性。
实践教学过程跟传统教学模式是不一样的，它是学生自主学习的过程，教学任务的实施其实是一个探索过程，借鉴基础上的创新过程、对课程中学到知识的应用、对新知识的学习过程以及实践现场会很“混乱”，与传统教室教学的氛围是有很大区别的。对于老师的知识基础、随机应变能力、临场解决问题的能力、授课过程的操控能力、对学生的点评能力等，都有很高要求。因此，教师的备课过程就十分重要，要准备项目，又要对项目进行深刻研究，对项目操作实施的过程了如指掌，对实践过程中要用到的知识点充分准备，同时对有可能在授课过程中出现的问题准备预案等。
实践教学充分注意到学生的个性发展，充分发挥学生的学习主体作用，是在全面考虑学生如何学的基础上组织学习的一种教学方式，在培养目标上关注的是学生如何掌握与从业相关的职业技能，重点培养学生的学习能力和学习习惯。这些能力和素养是学生职业持续发展和终身学习的坚实基础。实践教学对教师的教学能力提出了更高的要求，教师能够在实际产品的生产过程中指导学生，全面的教学能力特别是实践能力得到了明显的提升，对于实现学校的“以就业为导向，服务区域经济发展”的办学理念提供了必要的保障。
六、结束语
创新人才的培养是一个十分复杂的系统工程，综合素质的提高和创新能力的培养是创新型国家对高等院校人才培养提出的新要求。只有通过深化改革，包括培养计划、课程体系、教学内容、教学环境、评价体系等全方位的改革和实践，才能满足现代社会科技技术迅速发展对人才的需求。创新人才的培养是一个教师和学生互动的过程，在本科教学中高校教师不但起到传授知识和技能的职责，还应该起到树立学生自主思考、自主学习和自主解决问题能力的提高，真正实现科研教学互促进。因此，高等工程教学创新人才培养模式改革是推进研究型大学教学改革的重要方向。
摘要：培养创新型人才是目前本科教育的重要问题之一。本文以3D打印机开发为例，从创新项目涉及的机械设计、材料加工、程序开发、电子与控制等专业知识方面，阐述了机电产品创新在机电类专业本科生创新教育中的作用。并提出了建立机电类创新实验平台的构想，为学生创造更大的实践创新空间。
关键词：创新教育；机电产品创新；3D打印技术
一、前言
作为本科生教育的紧迫课题，提高本科生的教育质量已成为时代的强音，其中创新体系的构建一直是国家高等教育发展的一个重要内容，培养大学生的创新能力，已经成为提高人才培养质量的重大举措[1，2]。由于传统高等教育在本科人才培养中存在实践能力和创新精神不足的问题，尤其在制造业，由于创新人才的缺乏，一些关键技术严重落后于西方国家，这严重阻碍了我国经济的进步发展。因此，进一步加强本科生的创新教育，突出学生创新能力的培养，积极探索培养高素质创造性人才的途径和方法，在高校教育教学改革中必须引起足够的重视。
众所周知，实践是创新的源泉。目前，机电类专业本科毕业生普遍存在学习过程中实践机会少的问题，只能通过课堂授课、少量的实验以及实习单位的参观实习去掌握专业内容，知识的运用能力、设计能力与创新思维能力得不到提高。而机电产品创新融合了机械、控制、加工等方面的专业知识，为本科学习阶段知识的运用提供了很好的平台。本文就以FDM（熔融挤出）型3D打印机开发为例，阐述机电产品创新在山东科技大学机制系材料成型专业本科生创新教育方面的作用。
早在20世纪80年代中期，美国科学家就发明了3D打印机。随着科学技术的发展和社会的进步，3D打印机的发展速度前景更加广阔，更加独特，而且技术越加多样化和独特。基于FDM（熔融沉积）的3D打印[3]是一门集图形图像学、机械、材料成型、电子控制、软件与网络信息等于一身的综合性技术，在成功掌握了高分子材料挤出理论知识的同时，必须再配合机械与传动机构、上位机控制和下位机控制软硬件开发工作，而这些工作正是机械设计理论、材料成型、电子控制、计算机技术的综合应用。以材料成型及控制工程专业学生为例，虽然其主要专业课程内容为高分子材料与金属的成型加工，但机械设计、电子控制与计算机技术仍然是与其今后工作密切相关的知识，因此学生在产品创新中不但能把本专业的知识运用到产品设计中，并且还可以把相关知识在实践中进一步学习，为今后从事产品研发工作打下扎实的基础。
二、机械设计的理论实践
FDM型打印机就好比一台小型的加工中心，只是把刀具换做打印喷头，以增材制造的方式加工零件。以delta型打印机为例，其机械机构采用并联臂机器人的运动方式，打印过程中将圆柱坐标转换为笛卡尔坐标数据，其本身的结构与运动形式就是一个典型的机械设计理论应用。在打印机的传动系统中，包括了皮带传动与螺纹传动，这些知识在材料成型及控制工程等专业的本科教学中均会学习到，而在整套打印机的设计、采购与装配过程中，学生可以将所学过的机械设计的理论知识加以练习、验证，极大地提高了学生的学习兴趣和积极性，同时创新思维的能力得到了提升，一些新的运动结构与连接方式不断地被参与产品设计的同学提出并最终实现。
三、材料成型理论实践
3D打印机有多种不同的技术，可用许多不同的常用材料。如：尼龙、不锈钢以及许多金属材料。而FDM型3D打印耗材以热塑性工程塑料为主，目前已经开发出多种可用的耗材，其中包括ABS、PLA、PEEK、HIPS、PA、PC等，而且各种新材料、新性能的材料在源源不断地开发出来。而打印材料的流动能力、力学性能是决定其打印质量和工件性能的主要因素，这些内容与材料成型及控制工程专业知识息息相关。3D打印机中熔融挤出头同样是3D打印机的关键部件，挤出头的结构与加热方案直接决定着材料的挤出流动性，从而根本上影响着打印工件的质量，因此这就需要应用高分子挤出理论对打印头结构进行优化设计，开发新型的打印头，以满足不断更新耗材的需求。在挤出头的设计中，需要应用高分挤出模具的设计理论，同时可以借助有限元分析软件，模拟不同结构挤出头对材料流动性的影响，以此来指导挤出头的结构设计。
四、电子控制部分的创新拓宽了专业知识
3D打印机的电子控制部分一般由主控电路、步进电机与驱动电路、加热管、热电偶、热床组成。主控电路将处理后的3D模型文件（G代码）转换成X、Y、Z轴和喷头供料的步进电脉冲数据，交给4个步进电机控制电路进行控制，然后让步进电机控制电路控制工件输出基板的X-Y平面移动、喷头的垂直移动和喷头供料的速度，比较精确地让高温喷头将原料融化后一层一层地喷在工件输出基板上，形成最终的实体模型。
目前的开源3D打印机都使用Arduino作为主控平台，Arduino是一款便捷灵活、方便学习的开源电子原型平台。其开发语言和开发环境都很简单，对于高校大学生来讲更加容易理解掌握。在控制部分，应用了大量的控制理论与电子知识，并且随着3D打印机的功能与结构形式越来越多，传统的开源电路板已经远远不能满足需要，因此在开源控制板的基础上进行扩展接口以及固件程序的开发显得尤为重要，学生在产品创新设计中不但学习了一些开源电路板的应用，而且往往能根据需求开发出新的控制板与固件程序。
五、控制程序开发加强了计算机技术的学习
3D打印技术的发展离不开配套控制软件（上位机软件）的开发。上位机完成打印数据处理和总体控制任务，包括从CAD模型生成符合快速打印成型工艺特点的数据信息；设置打印参数信息；对打印成型情况进行监控并接收运动参数的反馈，必要时通过上位机对成型设备的运动状态进行干涉的功能；实现人机交互，提供打印成型进度的实时显示；提供可选加工参数询问，满足不同材料和加工工艺的要求。几个著名的开源打印控制软件如Repetier-Host、cura、pronterface等极大地促进了桌面型熔融挤出3D打印机技术的研究与推广，但随着一些软件停止开放源代码，自主开发新功能成为不可避免的问题。上位机软件可由C语言、C#以及其他的编程软件编写，学生以利用C语言程序设计课程中的相关知识，在源代码的基础上充分创新进行开发，从枯燥的书本学习到实际的功能性程序开发，极大地提高了学习兴趣和效率。
六、总结
总之，机电产品创新项目涉及了材料成型及控制工程、机械设计制造及其自动化、机械电子工程、过程装备与控制工程专业、测控技术与仪器专业等相关专业。参与机电产品创新活动，提高了学生对专业知识的应用能力，使学生综合运用所学知识解决实际问题的能力得到了明显提高。同时，参与创新活动，使学生认识到了在进行研究工作时，自己在某些基础理论知识方面的欠缺和不足，认识到了基础理论知识的重要性，从而有力地激发了对理论课的学习兴趣，提高课堂效率和学生的学习积极性。另外，通过参与指导学生创新工作，促进了教师与学生之间的互动，学生在课堂知识、专业技术等方面，更积极地与教师交流，课堂出勤率与学习成绩得到了明显提高。目前，山东科技大学材料成型及控制工程专业有很多学生加入到了与3D打印相关的机电产品创新项目中，并且在山东省高校机电产品创新大赛中崭露头角。
以先进产品技术为导向的实验教学平台成为创新型教学的一种趋势[4，5]，并且通过与高新技术企业进行合作，例如：让学生参与到企业的实际操作环节，或者聘请企业的有经验的高级工程师到学校对学生进行指导。这样，使学生在高校学习期间就获得了企业的实战型教学与培训的机会，学生可以迅速地进入工程师角色，为即将面临的就业打好坚实的基础。为了让更多的机电类专业学生参与到创新项目中，山东科技大学机械电子工程学院基于3D打印技术机电产品创新实验室也在积极筹备中。
机电行业作为国民经济发展中的基础性行业之一，需要更多的创新人才加入到国家建设的大军中。这就需要社会企业和高校共同努力，建立机电产品创新实验平台，是一条把学生塑造成为一名优秀创新人才的有效途径，为学生在今后的工作中有所作为，走向事业的巅峰奠定了坚实的基础。
摘要：根据机械类专业人才培养目标，结合我校机械类专业的特色，对机电控制课程体系中的涵盖课程、教学内容的整合与优化、实践教学的改革与深化、突出工程机械特色、教学手段与教学方法的改革等问题进行了研究与探讨。建立了完备的课程群建设框架，为一般本科院校机械类专业进行机电控制课程体系改革进行了有益的探索。
关键词：一般本科院校 机械类专业 机电控制课程体系
随着科学技术的迅猛发展，尤其是计算机技术、信息技术在传统机械行业中的广泛应用，机械工程学科已发展成为一个集机械、电子、控制为一体的交叉学科。因此，在机械类专业的课程设置中，机电控制课程群是重要组成部分。本文结合我校机械类专业的特色，优化机电控制课程群的教学内容和教学方法，建立了完备的课程群建设框架，为一般本科院校机械类专业进行机电控制课程体系改革进行了有益的探索。
1 改革背景
长沙理工大学“机械设计制造及其自动化”专业源于原长沙交通学院1979年创办的“筑路工程机械”专业和1996年创办的“机械电子工程”专业，2000年归并为“机械设计制造及其自动化”专业，设工程机械和机电一体化两个方向。几十年来，已培养了近三千名本科生，毕业生主要在交通领域相关行业就业，具有鲜明的交通行业特色。本专业依托行业优势，以创新实践能力培养为重点，不断优化专业结构，形成了自身的专业特色。
然而，在近几年培养计划的执行过程中，我们发现机电控制课程体系存在以下几个问题：课程体系不严谨，部分课程的内容设置有重复；理论与实践脱钩，实践环节偏少，导致学生的实践能力较差，解决不了实际问题；课程体系和内容与我校机械类专业的特色――“工程机械”背景结合不紧密。因此，优化机电控制课程体系结构，体现我校机械类的专业特色具有重要意义。
2 改革措施
结合机电一体技术的发展趋势，明确我校对机械类专业的要求，学生的基础知识、创新能力和综合素质等方面都需要相对提升。对机电控制课程体系与教学内容、教学方法与教学手段、实践教学以及突出特色等四个方面进行改革与建设。
2.1 课程体系与教学内容的整合与优化
对于原有的课程体系存在的多种问题，比如课程门数多、课程体系不严谨、课程内容相互之间重复交叉等。在重新修订教学计划和教学大纲时，把机电控制类课程体所存在的这些问题做了整合与优化。将“电工电子技术”中的电机部分、“机床电气控制技术”、“电力电子学”等机电控制技术中的强电控制知识整合为“机电传动与控制”；“机械控制工程基础”课程的教学中，通过更新教材，增加了Matlab软件和Simulink仿真工具包的教学内容；增加了“测控电路”、“工程机械电液控制技术”等课程，修订和编写了新的教学计划和教学大纲。
2.2 增设实践环节，注重学生工程实践能力的培养
针对原有课程体系实践环节不足的问题，对于这些存在的问题，我们既在课程中设置实验环节，还改革了原有的课程实验内容，同时增加综合性与设计性实验的比例。增加了“机电控制技术实习”环节，该实习以PLC为控制载体，使学生获取机电控制的实践能力，加深对机电控制的基本理论的认识，培养―定的操作技能。
2.3 与交通和工程机械行业紧密结合，突出我校机械类专业的特色
针对原有课程体系实践工程机械特色体现不足的问题，加强了机电控制课程体系与工程机械知识的有机融合。在多门课程的教学中，将工程机械作为机电控制的对象；增开了“工程机械电液控制技术”课程。
2.4 改革教学方法与教学手段
“机械控制工程基础”理论性比较强，用多媒体教学方法和传统的教学方式相结合，能够应对教学过程对学生逻辑思维的开发和理论分析能力的要求，同时将Matlab软件引入教学，可以减轻不必要的课时浪费；通过对平时大量课题和试题的收集，加上多年的教学经验积累，可以组织开发相关课程试题库，以此来满足教学要求；另外学校为提供教师教学和学生学习方便的条件，可以开发教学网站，以此实现互动式教学。
3 改革效果
通过整合优化后的机电控制课程体系内容更加的完善清楚，有利于课堂的教学实施，而且把理论和实践教学结合得更加紧密；教学内容的进一步改革，减少了平时课堂教学出现的重复现象，充实了一些新的科学理论和教学研究。为了突出教学的综合性和设计实践性，我们对原有的课程实践体系进行整合规划，以此加大了综合性和设计性实验的比例。实习实现了“电子技术实习――单片机控制技术实习――机电控制技术实习”的不断线。将机电控制课程体系与工程机械知识进行了有机融合，更明确地突出了本专业的工程机械特色。
4 结语
自2010年专业机电控制课程体系立项以来，我校“机械设计制造及其自动化”专业，就紧紧围绕人才培养目标及专业特色，在课程体系与教学内容、实践教学改革、突出交通及工程机械行业背景、教学方法与教学手段改革等方面进行了深入的改革与实践，取得了一些成果，为一般本科院校机械类专业进行机电控制课程体系改革提供了借鉴。
摘要：本文对应用型本科高校机电实验室实验教学管理存在问
题进行分析，并针对实验室建设和管理存在的问题提出了一些解决措施。
关键词：机电 建设 管理
1 概述
机电专业属于应用技术学科，因而对于实践能力的培养显得尤为重要。机电人才要具有更高、更全面的实践动手能力，这就对实验实践教学提出更高的要求。当今的各个行业对既懂机又懂电的机电一体化人才的需求日渐增长。如何才能培养出满足市场需要的机电一体化人才， 创造一个理论结合实践的实验环境？培养机电一体化的应用型创新人才是众多工科院校一直探索研究的问题。
2 高校机电专业实验室建设中存在的问题
2.1 实验教学管理欠规范。虽然近年一直提倡加强实验教学，但是大多数教师、学生仍然轻视实验实践教学。主要表现在：实验课表不规范，随意更改上课时间；不按规定分组，学生成绩考评体系不完整，学生上课不认真，得过且过已成风气，最终造成了实验室资源的浪费。
2.2 综合性、设计性实验质量和开出率问题。首先，综合性、设计性实验的质量不高，大多数达不到设计和综合知识点的作用；其次，因为课时少、实验复杂，造成了实验项目数量不够；最后，因为有的学校因实验场地、条件和人员问题，实验项目打折扣，再因实验项目区分不严，设计实验变演示实验，综合性实验变理论讲解实验，使综合性、设计性实验的开出率降低。
2.3 实验室实现全开放困难重重。第一实验室少，一般情况下一个实验室承担几门课程的实验教学任务；第二实验教师少，设备维护和管理难；第三教师待遇以及思想上不重视，很多实验室不给学生开放，即使开放也缺少教师现场指导。
2.4 大型数控加工等设备使用效率低，管理欠规范。为了满足学校学科建设、科学研究工作，大型仪器的购买逐年增多。但是，很多大型仪器只有个别教师能够使用，利用率不高，使用时间严重不足，有的甚至出现被闲置的现象。在设备的管理上，缺少专人管理和专人使用执行不到位，同时缺少教师使用记录，不能及时反馈设备情况。
3 机电专业实验室建设方案探究
3.1 建立机电实验室管理信息系统。建立网络化的实验教学和实验室管理信息平台。通过信息平台实现实验项目信息的管理、排课、选课、实验成绩及实验室利用率统计分析等，同时也实现了实验教学管理工作的系统化、信息化和规范化。通过平台学生可以网上申做实验、预习实验、观摩实验、查询实验室的实验教学情况、实验教师上课情况等综合信息。实验室的信息化管理大大提高了实验室的利用率，实现了资料共享，为加大实验室的开放力度，奠定了基础。
3.2 产学研结合加强实验室工作队伍的建设。实验教师队伍是实验教学和实验室建设的直接参与者，机电专业是应用型专业，要求学生有较强的动手能力和紧跟时代的先进技术，这就要求具有一支结构合理、素质优良的实验教师队伍。让实验教师到企业、研究单位进行学习深造，获取实际经验，将当前先进的生产经验带回课堂，解决学校教育与社会需求脱节的问题，缩小学校和社会对人才培养与需求之间的差距，增强学生的社会竞争力。
3.3 以竞赛为契机推进机电专业创新实验室建设，激发学生学习兴趣。积极组织机电专业的大学生参加竞赛。学生通过机电实验室提供的平台，进行创新实践。制作的机电作品，将材料应用技术、传感器与检测技术、单片机技术、控制算法及软件设计等内容有机结合起来，这又为实验室开设机电综合设计实验提供了更多途径，而创新实验室建设又为以后的大学生竞赛活动提供了良好的创新实践基地，充分发挥了学生的想象能力和综合运用机电知识的能力，实现了竞赛与实验室建设的互补。
3.4 成立创新创业团队，形成以旧带新梯队管理模式，充分利用大型加工设备。因机电专业特点，实验室具有数控加工中心，线切割激光内雕机等大型设备较多，而这些设备除了正常教学外，很少他用，因此成立创新创业团队，团体成员主要由学生构成，主要以机电专业学生为主，其他专业为辅，知识传授主要是高年级的学长带低年级的学弟进行自主学习，实验室教师从旁指导。团队成员可以使用和管理实验室的大型设备，设计新产品投入市场，以此来培养学生创新创业意识，提高设备的利用率。创新创业团队实行梯队管理模式，减少实验教师的工作量，通过以旧带新实现了知识的合理过渡，同时也完善了对大型设备的规范管理。
3.5 应用现有条件自主开发综合性、设计性实验项目，使学生有更多的选择性。验证性实验多，综合性设计性实验少，大多数高校按课程设置实验室，实验内容单一，学生在实验室里学到的实验操作技能缺乏实际价值。实验操作学时数得不到有效保证，学生只能在教师规定的时间内完成规定的内容，不能按自己的爱好和兴趣做一些设计性、综合性实验，这种状况造成学生被动学习，动手能力得不到提高，潜能得不到挖掘。因此根据现有条件，自主设计开发综合性设计性实验是非常必要的。
4 总结
通过本文的介绍我们知道，机电专业实验室建设的任务艰巨，我们要做好长期奋斗的准备，同时要转变观念，强调以理论教学、实验教学并重的制度及以信息化管理为主要手段建设实验室。
[摘 要] 毕业设计是本科阶段一个重要的教学环节，为适应新形式下卓越工程师的培养目标，有必要对这一环节进行改革。通过分析机电方向本科毕业设计现状，提出毕业设计题目要多样化；毕业设计内容上要紧跟题目的变化，与现场工程师解决实际问题的方式接轨；管理上要到位，不同题目要用不同的管理方法。通过这些举措，形成强学生、强教师、强学校三赢的毕业设计教学模式，真正实现了卓越工程师的培养。
[关键词] 卓越工程师；机电；毕业设计
0 引言
随着高新技术的广泛应用，世界各国越来越重视人才质量的培养。把动手能力、工程意识、创新能力、团结协作的能力作为考察学生实践能力的重要内容[1]。在教育部实施“卓越工程师教育培养计划”的大背景下，作为以培养卓越工程师为目标的地方高等院校已走过一段艰难的历程，虽然没有成形的经验可以借鉴，但却都达成一个共识，那就是必须对每一个教学环节都认真考虑，进行必要的改革，以适应新形势下的人才培养模式。
1 机电方向毕业设计现状分析
目前各高校毕业设计一般安排在第八个学期，就业形势日益严峻的背景下，学生们纷纷把找一个理想的工作和考研究生做为头等大事，从而忽略了毕业设计环节对专业学习的重要性。机械电子类毕业设计多停留在任务书-开题报告-中期答辩-图纸-说明书-毕业答辩的形式，学生们从开题到答辩，整个设计要发挥想象力，虽有毕业实习环节，但可参照的实物结构不是很多。所有的设计都是在理想的状态下，合理即可，因为这种“完美”的设计不用实际制作去检验。只设计不做实物的设计被学生认为与企业技术不对接，是找工作、考研的障碍，在这样的情况下，毕业设计这一环节质量毫无保障，所以必须对毕业设计进行改革，为企业、为学生服好务。
2 毕业设计改革具体内容
2.1 毕业设计题目的改革
做好毕业设计要从题目入手，把好入口关。现有的毕业设计题目一般是由教师给定，或者指导教师与学生共同拟定，在保留现有给定题目的基础上，还应从以下几方面加强题目的来源。
1）企业实际工程应用题目直接走进毕业设计。卓越工程师的培养需要学校与企业深度合作，那么毕业设计的题目就可以以解决企业实际问题为切入点，制定切实可行的题目[2，3]。另外，在近几年学生择业时，企业会要求学生毕业前至少在企业工作半年以上，利用好这段时间，学生可以从工作出发，制定解决单位工程实际问题的题目，这样学生会很乐意付出时间和精力，使毕业设计内容具有一定的研究水平，还能从真正意义上让学生更快地接触工作岗位中的实际技术问题。
2011年开始，机电专业对进入煤矿工作的学生百分百地安排了煤矿机械方面的毕业设计题目，涉及到采煤机、掘进机、装载机、刮板输送机、皮带输送机等大型机械的部分结构设计。2012年在此基础上又新增加控制装置的电气和机械的设计题目，如刮板运输机远程控制装置设计等。2013年已有部分题目要求制作出模型，一步步逼近工程实际应用，使学生毕业后能以最快的速度走上工作岗位。解决实际工程问题的题目拟定需要企业的大力配合，更需要学校改进考核标准，二者缺一不可。机电专业于2013年开始小范围实施这类题目，其中一项与某煤机厂共同完成了采煤机截割部输出扭矩轴的改进设计，保护了扭矩轴的同时，还解决了更换扭矩轴带来的麻烦。
2）结合大学生创新科技实践活动，拟定毕业设计题目。高校中形式多样的学科竞赛、创新科技活动作品不应只停留在制作完成阶段，完全可以在毕业设计中得以充分体现。这类实践活动是在紧密结合课堂教学的基础上，以竞赛、实际制作的方法，激发学生参与的热情，从而使学生在理论联系实际能力、创新思维、团队协作精神及实际动手能力等方面得到锻炼。这样的作品适合学生在毕业设计阶段对其实用价值进行思考，改进后完善技术文件及图纸绘制，从而延伸了前期实践成果，保证了教学的完整性。参加大学生创新科技活动的学生都受益匪浅，极大地提高了学生的动手能力、创新意识。
为大赛准备的各种创新科技活动作品，大多是为了完成特定的功能而作，有时会应用一些现成的机械结构或电控模块，比赛过后，学生们不会细研究这些机构或模块的设计思路、加工过程等，但延伸到毕业设计就可以完成作品的整个设计、选材以及加工等环节，对于学生而言也更容易完成。2011年开始把竞赛的优秀作品纳入到毕业设计中去，如六足机械人、智能防盗系统的设计、水位控制系统的设计、旋转LED灯的设计等，在毕业设计环节完成控制系统的参数设计、机械结构的零部件设计等，收到良好效果。
3）跨学科跨专业的题目、大型题目可建立毕业设计团队共同完成。机械电子专业的毕业设计目标是要完成机电设备的机械装配结构图的绘制、设计原理的阐述、电气控制部分及设计过程的说明（说明书），一个学生做这样的题目不能兼顾零件的加工工艺、产品的外观设计、材料的合理选择等方方面面，但可以根据题目的特点跨学科合作完成一个题目，例如与工业设计专业合作完成产品外观设计、与机械制造专业合作完成机械制造过程中的工艺设计、与材料专业合作完成选材问题、与电气专业合作完成电气控制部分等，真正把一个题目完全按照工程实际设计、制造流程，由多个学生共同完成。这种跨学科合作题目非常有利于培养学生的团队协作精神，加深学生对实际工程设计项目所涉及领域的了解，为培养后备现场工程师奠定基础。
大型题目拆解后由多名学生共同承担，符合工程大项目的实际设计流程，学生可以对自已承担的部分进行更深入的研究，树立全局、合作的思想。表1中列出了历年来毕业设计题目分配情况。
2.2 毕业设计内容方面的改革
毕业设计环节要跟上卓越工程师所达到的工程能力培养和创新能力培养目标，在内容上就要有所突破，在保留原有内容的基础上，还要有所创新。内容的改革见图1。
原有的毕业设计是要完成任务书、实结、开题报告、图纸、说明书等工作，也就是说大部分工作停留在书面材料上。经过上述题目的更新，毕业设计的任务目标可以规范到模型的制作、实物的制作、实物+软件仿真等。而在文件整理上可完成制作过程的可行性分析报告、原理说明书、使用注意事项等，仿真部分可完成仿真全过程的分段解读、仿真结果的演示。这使得学生可以在有限的毕业设计时间内，较好的完成毕业设计，内容上突破原有文件考核较多的方式，从重实际应用出发，减少文件考核数量，增加实物考核项，其核心是要增加考核学生的动手能力、解决实际问题的能力。
企业题目源于学生在企业锻炼实习模式下，或学生已分配到企业工作前提下，在企业由企业技术人员辅导完成的毕业设计，该类题目突出解决企业实际问题，可以以解决哪类工程实际问题及解决方法等作为设计内容来完成，更能体现出现场工程师应具备的能力。
2.3 毕业设计的管理
题目的准确性是出色完成毕业设计的关键，所以立题要慎重，要经过专家委员会的研究通过，对不合适的题目，委员会及时反馈给指导教师，经修改后再审核，从而构建一个分类较细的毕业设计课题库。题库的建立要在大二或大三时就完成。
对于与企业深度合作的题目，原则上题目由企业技术人员与校内指导教师、学生共同拟定，但主要以企业为主。以这种形式作毕业设计的主要任务是解决工程实际问题，文件要完成，但要和校内题目有所区别，题目答辩时要重视企业技术人员的意见，管理上见图2。
3 结束语
“卓越工程师培养计划”是一个系统的工程，需要多个教学环节的参与和保证。毕业设计这一环节要想达到卓越工程师的培养目标，就必须进行必要的改革。综上所述的这些革新，一是学生能很好地利用这一环节，检验自已所学过的知识在工程实际中的运用情况，从而为真正成为一名卓越工程师树立信心――强学生；二是培养了一大批实践能力强的教师，使教师能真正实现与企业技术的对接，共同研发更具实用价值的课题，这些课题的完成，既产生了良好的影响，又将对教学各个环节起到促进作用――强教师；三是通过毕业设计内容的改革，能培养出一大批卓越的现场工程师，这些工程师的表现将扩大学校的影响，从而做到强校。如此形成良性循环三赢的毕业设计模式必将为卓越工程师的培养奠定坚实的基础。
摘要：本文分析了培养机电类本科生机电液一体化系统创新设计能力的重要性，从优化学生创新环境、提高学生创新意识、提高学生创新思维能力、夯实学生创新知识基础、提高学生创新水平等方面介绍了学生创新能力培养体系的构建思路、主要措施和实践成果。
关键词：机电液一体化；创新设计；能力培养
自主创新是一个国家经济发展的灵魂，是提高综合国力和国际竞争力的核心。随着社会不断向前发展，社会更加需要复合应用型的人才，机械制造设计及其自动化、工业电气自动化和车辆工程等个机电类专业人才不只是孤立掌握某一方面的专业知识，而必须系统地掌握机械、电气、液压和自动控制等方面的专业的知识，并将这些知识有机融合于一体，灵活应用于实践。因此，必须优化相关专业的课程体系、教学内容、教学模式，使教学内容学时数、安排、衔接等更为合理，加强实践教学环节，加强学生机电液一体化系统创新设计能力的培养。通过推广实施，营造良好的育人环境，将大学生培养成具有较强的统筹全局能力、创新能力、实践能力、就业能力和可持续发展能力的复合应用型人才。所以大力培养机电类专业本科学生机电液一体化系统创新设计能力具有非常重要的意义。
一、提高教师和学生的创新意识
创新意识是一种不安于现状、精益求精的意识。提高教师和学生的创新意识是培养学生创新能力的前提，学生只有在强烈的创新意识引导下才能产生强烈的创新动机、充分发挥其创造的潜能。首先教师必须有创新意识、创新精神，要有一种超前的活跃的心境，对新事物要有高度的洞察力和敏锐性，潜移默化地提高学生的创新意识。结合机电类专业特征，引导学生敢于怀疑、敢于探索，允许学生说错、做错，努力发现并保护学生的好奇心，鼓励学生勤动脑、多动手，积极参加创新实践活动，从生活、学习中积极培养自己的创新意识，激发学生的创新欲望[1-4]。
二、构建以核心能力和创新能力为主线的人才培养方案
按照人才综合素质培养要求，构建以核心能力和创新能力为主线的人才培养方案，以培养学生的核心能力、创新意识和创新能力为重点，构建科学合理的知识、能力和素质结构，将学生培养成创造性活动的人才。根据机电类专业本科学生机电液一体系统创新设计能力培养目标，学生不仅需要掌握机械设计、机械制造工艺制定能力，还要掌握电气控制系统设计、液压控制系统设计能力，最终要掌握机电液一体化综合设计和应用能力，因此课程体系中必须涵盖机械设计制造、电气控制、液压传动以及机电液一体化综合设计和应用三大能力培养模块，即课程中必须有：《机械原理》、《机械设计》、《机械创新设计》，《电工基础》、《机电传动控制》、《计算机控制》、《数控技术》、《机械工程控制基础》，《液压与气压传动技术》，以及机电液一体化系统实习与设计等核心课程。教材中涉及的原理和定理要介绍其发展过程，培养学生创新意识和创新思维。教材中要有综合创新设计类教学内容[5]。
三、建立科学的实践教学体系
加强实践教学，建立科学的实践教学体系，形成教、学、实践三个方面并重的局面。通过实践活动积极发挥学生的主观能动性，在创新实践活动中激发创造火花，提高学生的创新兴趣和创造能力；加深理论知识理解，提高工程实践意识，缩短从书本知识到实际专业技能之间的距离。在进入专业基础课学习前，增设《认识实习》等课程，让学生早日接触实践、认识实践，有利于课程学习。课程设计和毕业设计内容应与生产实际紧密相关，让学生直接参与和介入科学实验和课题研究，加强对专业前沿动态的了解，激发其求知欲、创新欲。将科研项目引入专业技能训练，大力支持和鼓励学生积极参与科技创新活动，充分利用各种渠道为学生的科技创新活动提供方便，在大赛中培养学生创新能力[6]。
四、加强学生的创新思维培养
教学过程中要从创新意识、创新思维、创新能力这三个层次培养学生能力。教学中要突出重点、关键点，注重应用，遵循先因后果、循循善诱的教学程序。教学采用以启发式为主，变单一课堂讲授为理论讲授与实践、指导与讨论、交流与研究相结合，增强学生的学习主动性和积极性，培养学生的发散思维与聚合思维能力。贯彻实施“启发式”教学原则，采用潜科学教学法、内容不完全教学法、社会探究法、角度教学法、问题教学法、局部探求法、智力激励法、发展问题教学法等教学方法，千方百计激发学生创新意识、创新兴趣，培养独立思考问题、独立解决问题、独立创新能力，做到“不唯书，不唯上，而唯实”[7]。改革课程考核方式，充分调动学生的创新潜能，避免学生死记硬背、循规蹈矩而缺乏创新能力[5]。
五、提高教师创新素质
提高教师创新素质是培养学生创新能力的关键。引导教师不断学习、参加各类培训，更新原有的知识结构，进一步提高教师创新意识、创新能力和创新素质，进一步提高的学术水平、丰富的专业实践经验、掌握专业的最新发展动态，成为教学、科研、服务的多能型人才。加强教师教学经验交流，提高教师创新能力和水平[8-9]。
通过对我院机械设计制造及其自动化专业学生的实践，初步建立了创新能力培养的质量保障体系，建立了一支培养学生机电液一体化系统创新设计能力的教师团队，为学生提高创新意识、创新能力创造了良好的条件和氛围，学生的创新意识、创新设计能力有所提高，思维的敏感性、敏捷性、灵活性，洞察力、独立性和创造性得到培养。学生能较好完成具有技术创新型的课程设计和毕业设计，敢于突破设计图册上的传统结构实施创新设计[10]。在历年国内的机械设计创新竞赛中，都取得了优异成绩，2011年由广东省教育厅主办的第二届全国大学生机械创新设计竞赛广东赛区选拔赛，我院参赛的12支队伍获得了3项一等奖、1项二等奖、8项三等奖的优异成绩；2012年获得国家级大学生机械创新设计大赛二等奖1项；2012年由广东省教育厅主办工程训练综合能力竞赛广东赛区选拔赛，我院参赛的7支队伍获得了1项一等奖、3项二等奖、4项三等奖的优异成绩。
作者简介：黄长征（1970-），男，湖南耒阳人，副教授，博士，从事现代机电液集成控制理论与技术应用研究与教学。
摘要：“机电一体化原理”是机械设计制造及其自动化本科生的一门专业必修课。针对该课程教学过程中存在的问题，对课程的重要性、实验室建设、激发学生开拓就业思路、项目教学法和增设课程设计环节等五个方面进行了认真思考和研究，希望能够进一步提升该课程的教学效果。
关键词：机电一体化；本科教学；人才培养；项目教学法
为了满足电力行业对机械类专门人才的需求，各电力高校均开设了机械设计制造及其自动化本科专业。该专业的主要特色是培养能够适应电力行业的机械类相关岗位的人才。前几年，该专业毕业生的就业形势喜人，但是，由于制造类相关行业广受金融危机的影响，导致近年来毕业生的就业情况不太理想。面对无法预知的金融危机以及制造业界不太乐观的就业形势，作为专业教师，应该思考怎样才能使学生更从容地面对求职择业问题。
机电一体化作为机械、电子和信息等多科内容融合的学科，在拓宽机械类学生知识面和就业面等方面将起到重要作用。加强该课程的学习，能明显提高学生素质，从而增加学生在机电一体化行业内的就业机会。本文认真思考了机电一体化原理在本科教学中的若干问题，以“机电一体化原理”教学为基础，论述该课程对学生的重要性并指出目前存在的问题，提出以拓宽学生的就业面为目的崭新的教学思路，并辅以项目教学法的教学改革方案，以及增设“机电一体化原理”课程设计的设想。
一、引导学生认识“机电一体化原理”的重要性
学生在学习“机电一体化原理”的时候，由于缺乏实际经验，加上该课程牵涉面很广，学习难度较大，因而学习热情不足。因此，在教学过程中，教师要想方设法、千方百计地引导和吸引学生充分认识“机电一体化原理”这门课程的重要性，从而激发学生的学习热情。
首先，应使学生明确，机电一体化是多学科交叉，相互渗透的综合性课程，广泛涉及机械技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服驱动技术、检测传感技术和系统总体技术等方面的内容。机电一体化技术是给传统机械加上“大脑”（计算机信息处理与控制），极大限度地延伸了机械的概念，使机电一体化产品几乎无处不在。例如，“机器人”作为最重要的机电一体化产品之一，已经成为现代工业控制的三大支柱之一。[1]
其次，针对现在机械专业学生机械基础扎实、电子基础薄弱的特点，认真学习“机电一体化原理”这门课程，将显著提高学生在电子方面的素养。通过课程讲解、实验教学、项目教学、课程设计等教学手段，学生深刻体会机电一体化的基本原理和设计方法。
最后，机电一体化的重要性还体现在很多产品，特别是高科技产品，难以将机械和电子部件完全分开。例如，机电设备设计及维护人员既要精通机械方面的知识，又要精通电子方面的知识。因此，掌握机电一体化原理，并将其应用到解决实际工程问题当中，已经成为机械专业的毕业生必须掌握的一项重要技能。
二、增加实验课时、加强实验室建设与整合
“机电一体化原理”理论学习固然重要，实验教学也同样重要。不少学校现有的“机电一体化原理”的教学大纲中，实验教学所占学时明显偏少，而且学生真正能动手完成的实验更是少之又少。因此，现有实验安排起不到锻炼学生的动手和实际操作能力的目的。
此外，很多学校实验室中的设备和科研条件并没有充分发挥出来。应该在现有的设备的基础上，广泛开拓思路，整合、组合、创造出新的机电一体化实验，以实现锻炼学生动手能力的目的。而且，实验室的工作条件和实验场所还需要进一步改善。实验设备也需要对机电一体化实验教学或辅助教学等方面，进行广泛市场调研，根据需要进行采购和扩充。
因此，必须在加强实验室建设的基础上，适当增加机电一体化的实验课时，才能真正使学生通过实验加深对机电一体化理论知识的掌握，体会机电一体化应用的目的。
三、激发学生在机电一体化行业内的就业思路
激发学生产生在机电一体化行业内就业的想法，是教学的重中之重。只有学生真正产生这种想法，才会产生学好“机电一体化原理”的动力。
目前，机械专业毕业生大多将自己的就业方向主观定位在纯机械领域。尽管机械制造业是非常庞大的产业，但就业机会终归有限。由于能力的欠缺，择业的时候，面对机电一体化行业广泛的就业机会，学生更多的是无奈。鉴于此，任课教师必须努力激发学生在机电一体化行业内的就业兴趣。
引导学生领悟，若是自己具备很强的机电一体化技术方面的素养，将会拓宽自己的就业面，从而为自己创造更多的就业契机。就算是学生毕业后选择在机械行业就业，若是在机电一体化方面有比较扎实的基础，也会开拓自己的视野，何况是现在科学技术、工程技术已经发展到机、电完美结合的阶段，完全分开的机械和电子几乎没有。
因此，在教学过程中，应该结合机电一体化行业激发学生的学习动力。具体来说，可以结合机械专业学生在机电一体化行业就业的实例，引导和激发学生的学习热情。另外，在教学过程中，也可以充分结合机电一体化产品的具体设计思路，引导学生如何跨越机械专业的局限，尽可能多地接触机电一体化领域。通过这些方式，学生们将会自然提升对机电一体化领域的兴趣，从而增加在机电一体化行业就业的主观积极性。
四、开展项目教学法、培养学生综合能力
为了使学生加强对机电一体化领域的认识，启发他们在机电一体化行业内就业的热情，“项目教学法”引入到机电一体化的本科教学工作中去。项目教学法在国外的职业教育中应用较多，目前在本科教学中还很少使用。为了让机械专业的学生通过项目直接深入到机电一体化领域，教师提出使用项目教学法。
项目教学法是一种在“做中学”的理论基础上发展起来的一种教和学的模式，这种教学法通过组织学生真实地参加项目设计，履行和管理项目的全过程，在项目实施的过程中完成教学任务，培养学生的实践能力、分析能力及其他关键能力。这种模式突破了传统的“以课堂为中心，以教师为中心，以教材为中心”的教学模式，强调使用的技能和知识创新，有效地交流课堂与社会生活的联系，充分展示现代教育“素质教育”的本色。[2，3]
项目教学法主要特点是与现实生活紧密联系，加强理论联系实际，有助于培养学生的多方面能力，更重要的是展示学生的创造性，培养了学生解决实际问题的能力。项目教学法的整个教学过程可以分为以下几个阶段：
1.拟定题目
学生自主分组或教师分组，查阅资料、主动思考，充分发挥主观能动性，拟定本小组的题目。教师在这个过程必须要干预，要求学生选定的题目具有创新性或实用性，特别是要适合该小组的特长和兴趣。要求项目既要体现学生的创新性、具备挑战性，又要切实可行、经过学生的努力可以完成。
2.可行性分析及方案设计
通过项目可行性分析及方案设计、确定项目进程计划，要求该进程安排基本与课堂教学进度并行，即：按照课堂教学的进度安排项目的实施进度，即首先是机械机构、执行机构，然后是计算机、控制系统和传感器系统等。教师必须认真检查各小组的可行性分析及方案设计。
3.项目实施要求学生按照工作进度实施并做阶段总结
这一阶段，对于学生在项目研究所用到的内容，有可能在课程学习中没有学到，要求教师指导学生进行再学习，以进一步挖掘学生的创造性思维。项目的实施过程中，学生将有大部分工作需要在实验室中完成，因此，在第三部分对实验室进行整合和扩建的过程中就必须要考虑这些问题。
4.项目考评
以小组为单位，认真考核学生完成项目的情况。针对机电一体化项目的各系统的设计、实现方式、功能和项目报告等进行考评。考评中要特别注意学生在完成项目的过程中发现问题和解决问题的能力。
5.项目拓展
建议学生以研究报告、学术论文的形式呈现本小组的研究成果。对于考评成绩优秀的小组可以组织学生以申报专利、参加竞赛的形式进一步拓展项目。
项目教学法可以极大提高学生的兴趣，激发学生的学习热情，挖掘学生的创造性思维，同时使学生以真正项目的方式接触到机电一体化的产品设计和项目管理。这种项目管理的经验，发现问题、解决问题和总结问题的能力和经验对学生而言非常宝贵。项目考评优秀的学生的科研论文和专利申请都将在学生毕业求职时增加不可或缺的砝码，将成为机电一体化行业的敲门砖。
五、增设“机电一体化原理”课程设计环节
现有的教学手段，还不足以提升学生在机电一体化行业的竞争力。作为项目教学法的补充，还可以通过增加机电一体化原理设计环节，从而更大程度上提高学生的机电一体化产品的设计能力。
课程设计时，要求学生认真回顾教师在课堂上所授要点，分析各要点对产品功能的实现及其特性的影响。希望学生在课程设计过程中，进一步理解、吸收和消化课程理论知识以及在项目教学法中所存在的尚未解决的问题。
课程设计课题要尽可能选择具有产业背景的实际课题，学生通过原理方案的设计、结构设计、传动系统的设计、执行机构的设计、控制系统的设计以及总体设计等过程，加深对机电一体化系统的总体认识。在指导过程中，注意培养学生的创新设计能力，充分发挥学生的创新潜能。此外，还要注意课程设计必须与项目教学法互补，对于项目教学法中没有涉及的部分，要适当加强。[4]
课程设计应着重培养学生熟悉机电一体化行业标准，全面掌握机电一体化产品设计规范和过程，并培养学生扎扎实实的工作作风。
六、结论
本文以拓宽机械类学生的就业面为主要目标，针对“机电一体化原理”本科教学的若干问题，进行了深入探讨和思考。以“机电一体化原理”教学为基础，论述该课程对学生的重要性，以及如何引导学生对该课程的重要性进行再认识。通过加强实验室建设，增加学生动手实践的机会，以拓宽学生的就业面为目的，激发学生的学习动力。提出项目教学法的教学改革方案，着重培养学生在机电一体化产品设计中的发现问题和解决问题的能力；该项目教学法与“机电一体化原理”课程设计相辅相成。期待机电一体化课程在提高综合素质、拓宽毕业生就业面等方面有所建树。
【摘 要】应用型本科教育不仅要加强实训环节，而且还必须对实训体系进行科学合理的构建，才能达到应用型本科教育的培养目标。本论文以我系机电专业为例，提出了以项目为导向，以课本理论知识为基础的系统性实训体系，详细介绍了实训内容安排、实训过程的管理以及实训耗材的可持续利用。
【关键词】机电 实训内容 实训过程 实训耗材管理
应用型本科教育与研究型本科教育相比，最大的特点是培养实践动手能力强的应用工程型人才。而应用工程型人才的培养，必须以就业岗位所需能力为基础构建一套科学合理的实训体系。通过对我系以往毕业生工作情况的调查，大部分同学认为我系机电专业实训环节基本足够，但是实训内容较为分散，仅仅注重了与课本理论知识结合，却缺乏系统性、整体性，学生就业后很难适应工作岗位对技术的全面整体性要求。为培养企业所需人才，达到应用型本科教育的培养目标，必须对实训进行改革。改革原则是以理论课程为基础，以项目为导向，建立系统的实训体系。
一 实训内容安排
机电专业从大一到大四总共八个学期，其中，最后一学期为毕业设计，前七个学期每学期都安排1～3周的实训环节。整个大学四年的实训内容安排应以某个项目为主线，上下衔接，形成一个系统，如功能型机器人的设计和制作。同时要符合本学期专业基础课和专业课的理论要求。具体的每学期实训名称、实训周数安排详见下表所示。
第一学期，新生刚刚入校，主要学习工程制图这一门基础课。对机电专业学生来说，对机械制图的学习要求不亚于机械专业的学生。开展为期1周的机械制图实训，通过徒手
绘制机器人平台和各基础部件，让学生掌握工程制图的绘制方法和标准等。大一第二学期，学生已经学习了AutoCAD、电子线路CAD等机械、电路绘图课程，因此在本学期开设机电产品认知实训，为期3周。此实训的主要内容有：计算机绘制机器人模型、参观工厂企业，邀请企业工程师开展讲座，识别电子、电气元件，学习焊接、绑线，制作简易小电路板等。本实训的主要目的是让学生真正开始进入机电实践环节中，从最基本的基本功学起、练起，给学生建立一个机电专业的感性认识。第三学期，学生已经学习了电工技术、电子技术等电路基础课程。此学期实训称为电子技术实训，实训内容主要围绕机器人的基本电路展开，如机器人寻线电路、避障电路、电机驱动电路、电源电路、音频电路等。这些电路板的设计和制作是机器人最基本的电路。同时本学期还有一个金工实习，打破传统的锤头、钢球等的实训内容，根据功能型机器人改为机器人底盘、手臂、车轮、手、轴承等的加工。第四学期学生学习了机械原理、液压与气压传动、三维绘图等课程，由此开设机械设计实训，让学生自主设计机器人模型，机器人可以采用不同的驱动方式，完成机器人二维图纸绘制和三维动画演示，该实训为期2周。第五学期开设检测与控制实训，把本学期所学的单片机原理与接口技术、传感器检测技术、机电传动与控制三门理论课综合起来。学生可以根据能力大小自行完成机器人核心电路板的设计和制作，并为机器人增加功能模块，如机器人寻迹、机器人颜色识别、机器人语音等。第六学期的电气控制系统实训主要针对本学期的PLC电气控制技术展开，让学生在机器人上增加气动驱动方式、用PLC控制完成机器人夹持物品、机器人物料运输等功能。第七学期安排机电一体化系统综合实训，需要把三年来学的专业知识综合起来。学生把以前做的功能型机器人进一步完善和强大，然后根据老师拟定的机器人比赛规则组织机电专业学生举行一场机器人对抗赛。总之，把大学四年来学的所有知识综合应用起来，为第八学期的毕业设计做好铺垫。
二 实训过程管理
严格的实训过程管理对实训质量起着一个监督、保障的作用。可根据实训内容、性质对实训环节分散或集中进行。如：机电产品认知实训中的讲座、企业参观等就可分散进行，充分利用学生的课余时间举行。为保证良好的实践动手效果，其他实训建议停课在实验室集中进行。实训过程包括以下环节：实训开题动员、实训专题技术讲解、学生集中设计和制作、实训验收答辩、实训论文提交等。在实训动员时具体告诉学生详细的实训时间安排、实训内容、实训检查、实训考核方式等，让学生完全进入实训状态。根据题目难易程度和学生能力可把实训专题讲解放在实训初或实训中。如电子技术实训是学生接触的第一个专业基础实训，那么最好在实训初给学生具体讲解一下每个题目的大致思路和实训报告的撰写方法。机械设计实训和检测与控制实训可让学生拿到题目后首先自行设计，在学生设计过程中发现问题后再针对问题进行讲解。实训过程中相应地安排指导老师在实验室值班，负责学生考勤、答疑、指导和实验室管理等工作。在此期间，学生按班次、时间段到实验室分批设计和制作。一般，实训最后几天为实训验收或答辩时间。排好时间段，几位指导老师共同验收，根据学生做的实物进行提问。最后，学生提交实训报告。实训报告撰写方法原则上同毕业设计论文写法、格式相近。这也是为学生毕业设计的论文撰写奠定基础。
三 实训耗材的可持续利用
对机电类专业来讲，由于学生必须制作实物，因此实验耗材开支较大。如果每次实训都购买耗材，这将是极大的浪费。系统性的实训内容安排已为循环利用实验耗材做好保障。每一学期的实训作品都是下一学期实训的地基，犹如必须一步步做好底层才可以最后建造出金字塔来。如何在保证作品质量的前提下，合理、可持续利用实验耗材是实训管理中较难解决的问题。例如，从实训性质来说，电子技术实训和检测与控制实训主要让学生做电路板来实现一定的功能，这两个实训的主要成品都是电路板。可以在这两门实训结束后，由实训负责老师把电路板收集起来统一放在大纸箱里集中保管。机电产品认知实训部分内容，如电子元件识别、电路板焊接就可以使用这些保存的电路板让低年级学生练习，大大节省电子元器件的开支。机电产品认知实训购买的电气元件可以继续为电气控制系统实训服务。当然，实训中常用的各种电子、电气元器件可以由实验室早期统一购买，实训时到实验室领取并做好登记。不常用的，或有些特殊的，由学生提出申请，指导老师同意后方可购买。由于大学四年的实训内容是系统性的，如果严格做好实训耗材的进出管理，妥善保管好每一次实训作品，都可重复、循环使用实验耗材，为节约实训耗材成本提供保障。
四 结论
本文提出的机电实训体系构建是根据我系对毕业生就业情况调查和理论课程设置总结出来的。实训体系的合理构建为工程应用型人才培养奠定基础，满足社会对高技术人才的需要。我们将在今后的实践教学中根据各方反馈的信息加以调整和完善此实训体系。
摘要：对机电一体化特色专业实践性教学环节的建设与改革存在的问题，本文进行了深刻的分析与总结，尤其是对实验室建设、课程建设、教材建设、师资队伍建设等方面作了重点探讨。
关键词：应用型本科；机电专业；实践性教学环节；能力培养
高等教育要适应市场经济的需要，就必须加强学生的实际运用能力的培养。特别是机电专业，随着柔性制造系统、先进制造技术以及有关边缘科学知识技术的普及与应用，如何在现代教育环境下构建新型教学模式是摆在每个高等教育工作者面前的一个难题。随着社会的发展，高科技的应用能力将是社会主义现代化建设的基础，而大学是培养知识与应用型人才的重要基地。如何培养德智体全面发展、有知识、有能力的应用型人才，以适应行业、企业及地方经济发展对应用型人才的要求，是制定应用型本科人才培养计划的首要问题，而实践性教学环节是培养学生能力的关键环节。
培养目标与专业定位
随着科学技术发展及人才市场需求的变化，社会对应用型本科机电专业所培养人才的知识结构以及能力要求发生了很大的变化。为此，应对应用型本科机电专业的培养目标进行科学、规范的制定。机电类应用型本科专业的培养目标是：培养德智体全面发展，掌握专业基础知识、应用方法和基本技能，具有较强动手能力及实际操作能力，从事机电及相关领域内的设计制造、开发、技术应用与改革、运行管理及营销等方面工作的高级应用型人才。同时，机电类应用型本科专业人才应面向行业、企业，按企业现代化生产及技术工程师岗位群的要求，懂设计、会操作，能承担设计向制造的转化、技术应用与改革、运行管理及营销等方面的工作。
机电专业实践性教学
环节存在的问题及对策
在应用型人才培养过程中，应以专业技术知识为主线，以实践性课题为核心，对实践型教学环节中所遇到的问题从理论方面来分析，使实践性教学过程在整个教学环节中起主导作用。学生只有在实践活动中发现了问题，遇到了自己没有办法克服的困难，才会从理论上去寻找答案，去积极探索，并试图按照理论提供的思想方法去解决实际问题。一旦在解决问题过程中发现理论失去效力时，就会促使其创新，进而激发其强烈的探索精神和创造性。
（一）实践性教学环节存在的问题
目前，不少高等院校在实践教学方面普遍存在硬件建设不到位、软件跟不上等问题，与国家提出的高等教育的培养目标相去甚远。
实训基地的硬件不足 我国一些高等院校多数为20世纪90年代后新建或改建的院校。其中，大部分是由专科学校、职工大学、教育学院、中等专业学校通过升格而来的。这些学校原有的办学条件是按中专或成人教育目标的要求配置的，显然与高等教育的培养目标有一定差距。又恰逢高等教育迅猛扩招的时期，高等院校实践教学建设跟不上学校发展的速度，以至于实验室设备老化、陈旧，数量少，实验实训开设率较低，由此导致学生动手能力差，毕业后还要花大量时间接受岗位培训。
软件建设跟不上 这里的软件是指高等教育中的课时、目的、内容、教学组织、要求与考核等实际环节。学校存在软件跟不上的原因主要有制度不健全、管理不到位、专业设计不尽合理、对用人机制和市场机制了解不够等。对综合运用所学专业的各门课程知识考虑不够，从而影响实践教学功能和作用的发挥。有些高等院校的实践教学管理较为松散，没有建立一整套关于实践教学的管理制度和相应的质量管理与评价体系，实践教学的管理全凭指导教师的责任心。
实践教学的考核办法存在问题 一些学校没有建立规范的实践教学考核办法，或没能真正落实；对实践教学的要求与培养目标存在偏差；学生本身对实践教学的重要性缺乏认识，没有应有的压力和自学能力，因而实践效果就会大打折扣。实践教学考核办法存在问题的主要原因是理论教学与实践教学脱节以及课程整合方面存在问题。
（二）加强实践教学采取的相应对策
加强硬件建设 硬件是基础，必须充实。学校应根据开设专业的实际需要加大投资力度，并且进行全面规划，分步实施。要突破只限于感性认识的旧模式，建立有利于培养技术应用能力和综合应用所学理论知识解决实际问题能力的新模式。优化配置硬件资源，从而最大限度地发挥已有设备的使用效率。争取政府相关资金扶持的同时，与企业走产学合作之路，利用企业的设备和真实的现场实施现场实践教学和技能训练。另外，学校之间可进行合作，共建共享，避免重复建设，充分发挥硬件设施的作用。
加强实践教学环节的组织管理 硬件设施配备加强了，就必须让硬件充分发挥作用，对实践教学进行严格、科学管理，可以从以下几点做好实践教学的组织管理。（1）建立以实训中心为核心的基地，可以成立实训中心，采用集中管理模式。学院各类实验室、实训中心（室）、车间等可按专业大类组建校内实训基地并归属实训中心，实训中心统筹安排实践教学计划，使教学资源得以充分利用。实训中心实行全天开放式运作模式，除了向学生提供实践机会之外，也可面向社会开办有偿服务项目。这样，可使实训中心从单一的实训，向技术开发和推广方面拓展，实现教学、生产与社会培训有机结合。（2）加强“双师型”教师队伍建设，采取从企业或社会上的其他部门中选聘优秀工程师、技师、管理人员到学校担任指导教师或专、兼职教师的办法。鼓励教师参加职业技能培训并取得相关技能考核等级证书。同时，组织“双师型”教师编写具有较强针对性、实用性的实训教材及实训指导书，把国内外最新知识、最新技术和最新工艺，充分融入教材和新的课程体系中，提高学生的社会适应能力。（3）将职业精神教育融入实践教育过程，以便让学生在就业时赢得主动，毕业后能够习惯企业的工作。具体来说，要实现校内实践基地企业化，实行严格的8小时工作制和上下班制度，有意识地引导学生从一开始就树立正确的职业意识，让学生在实践中受到现代工业精神熏陶和严格的职业素质教育。
改进实践教学的考核办法 实践教学的考核是确保实践教学质量的重要手段。要制定实践教学考核办法及实践成绩评定办法等实践教学制度，确保实践教学环节的教学质量。把实践教学的考核与考取从业资格证书相结合，推行职业资格证书制度，开发人力资源、开拓人才市场，以利于学生更好更快地就业。
