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摘要：分析机械电子工程本科专业现状及其人才培养目标，以中原工学院机电测控技术类实验课程体系及其存在问题为研究对象，在“机械＋控制＋测试＋接口＋系统”的机电专业知识体系结构基础上，提出构建现代机电测控技术创新实验平台，通过分层教学、课程综合、项目引导、完善管理、校企合作等方法，实现实用型创新人才培养目标。
关键词：机电 测控 实验平台
中图分类号：G482 文献标识码：A 文章编号：1007-3973(2011)009-096-02
在《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》中提出，高校要着力培养“高素质专门人才和拔尖创新人才”，以满足国家发展对具有创新精神和创新能力人才的迫切需求。对于工程类本科专业而言，创新型人才培养工作不仅要使学生认识自然规律、掌握一定的科学技术知识，更要培养学生分析和解决实际问题的创新精神和创新能力。在此过程中，实验教学是不可或缺的重要组成部分，承担着开展必要的验证性实验以及研究性、探索性、设计性、综合性实验等重要任务。转变观念，创新机制，加大投入，打造团队，构建与应用型创新人才培养目标相符合的创新实验平台是对各工程类本科专业的必然要求。
1 机械电子工程本科专业现状及人才培养目标
机电行业是国家主要支柱行业之一，近年来发展迅速，人才需求强烈。机械电子工程本科层次主要培养能够进行技术创新和技术二次开发的机电工程与技术应用型人才，但目前国内开设机械电子工程本科专业的高校并不多，且多是2007年以后新增专业。
中原工学院机械电子工程学科为河南省重点学科，而且是河南省两个机械电子工程本科专业之一，学科专业特色优势方向为精密测量测试技术和现代机电测控技术。为了促进学科更好发展，提出进行机械电子工程专业实用型创新人才培养模式的研究与实践，构建现代机电测控技术创新实验平台，加强学生专业素质和实践创新能力的培养。
2 实验教学与实用型创新人才培养
实践教学环节与理论教学环节是本科教学工作中两个不可分割的组成部分，共同发挥着对人才的培养作用。机电领域新理论、新技术、新设备、新仪器的不断出现，对机械电子工程专业的课程体系构建、课程内容更新、实验项目与实验内容创新、实验条件完善、实践环节设置等各方面都提出了更高的要求。中原工学院机电专业总结多年来人才培养的实践经验，提出了适合本专业人才培养的专业知识体系基本结构为：机械＋控制＋测试＋接口＋系统。其中，机械学科为基础，控制技术与测试技术为学科主要特色方向，接口技术为纽带，最终落实到系统应用上。与传统机械设计制造及自动化专业相比较，更加突出控制、测试、接口技术的地位，更强调加强对学生在机、电、测、控、接口等技术一体化综合应用能力和实践创新能力的培养。要达到这个目的，实践环节，尤其是实验环节的设置、实验课程的开设、实验内容的优化、实验平台的建设等，不仅直接影响到人才的培养质量，而且关系到专业教学改革、知识创新、科学研究等主体工作的顺利开展。
根据专业实用型创新人才培养目标的要求，本专业在对课程体系、课程内容、实验室设置与仪器设备、实验项目开设、实验教师队伍等基本情况进行综合分析讨论基础上，结合人才培养过程中出现的问题与取得的经验，借鉴同类知名大学相关专业的实验室设备构成、开设实验类型、实验设计方法、实践环节设置合理性等，提出构建现代机电测控技术创新实验平台，从实验教学体系、实验教学内容、实验室管理方式、实验教师队伍建设等方面进行机械电子工程专业实验教学改革，促进机械电子工程专业实用型创新人才培养。
3 机电测控技术实验课程体系及问题分析
3.1 机械电子工程专业实验室基本情况
中原工学院机械电子工程专业实验室目前建制实验室以纺织机电设计与测控校级重点实验室为统合，包括纺织机械测控实验室、虚拟仪器实验室、多点传动控制综合开发实验室、视觉检测技术实验室、机械CAD／CAM中心等。主要实验设备包括三座标测量机、激光干涉仪、超声波无损检测仪、PLC实验装置、虚拟仪器综合实验套件、纺织机械测控实验系统、多点传动控制综合试验系统、视觉在线检测系统、单片机开发综合实验台、传感器与检测技术创新实验平台、机器人实验系统、计算机控制技术试验箱等。
3.2 可开设实验课程及实验课程体系存在的问题
根据专业主要特色方向要求，课程体系中开设实验课程的专业课包括：机械控制工程、机电系统控制技术、计算机控制、微机及单片机应用技术、机电系统接口技术、传感器及机电检测技术、光电检测技术、无损检测技术、机器视觉技术及应用、信号分析与处理、DSP技术、光学工程基础、机器人技术、精密仪器设计、机电一体化系统设计等，另外还有机电课设、现代制造技术综合实验、虚拟仪器综合实验、机电系统综合实验等综合实验环节，共同构成了现代机电测控技术实验教学的课程体系。
3.3 实验教学环节与课程体系中存在的主要问题
在近年来的专业课程理论教学与实验教学实施过程中，发现了目前实验教学环节与课程体系中存在的几方面问题：
(1)在专业课程内容设置上实验环节所占比重明显不足。造成这一现象的原因一方面是长期以来传统教育理念所造成的教学体系结构所致，另一方面则是实验条件和实验资源不足所致。
(2)资源短缺与资源重复现象并存，实验教学整体投入不足。虽然近年来专业实验设备增加不少，但也只是满足基本实验门类需求，总设备台套数还远不能满足要求。与此同时，由于校内实验资源的科学管理与优化配置仍不完善，其他院系的相关实验资源不能共享，造成实验资源浪费。这也是很多高校实验室建设中存在的一个共性问题。
(3)实验课程开设各自为战，缺乏相关课程实验环节的协调与融合。机电学科为交叉学科，其多门支撑学科的专业课程之间是紧密相关，构成一个有机整体，其实践环节是有可能融合为一体，采用综合实验或综合课程设计的方法来实现的。例如检测与信号分析类实验、机电控制与接口类实验等。但目前该类综合性实验环节开设数量还比较少，实验内容设计方面缺乏新颖性。
(4)采用新型、先进实验设备开设的实验较少，学生实践能力培养跟不上市场需求。
这一现象在许多普通本科院校中也比较广泛，主要原因还是普通院校所能得到的国家与地方政府的资金投入相比重点高校远远不足，新型设备、精密仪器少，许多企业中已经配备并常规化使用的仪器设备高校却没有。
(5)实验形式单一，验证性实验居多，设计型、创新型实验较少。缺乏对实验与实践教学的总体设计，实验教学与科研、学科、专业、人才培养结合不够，实验教学研究也不到位、不深。
4 现代机电测控技术实验教学改革探索与实践
针对上述专业实验室设置、实验课程体系及存在问题，充分考虑本专业兼顾机、电和纺织的行业背景，紧密结合精密测 量技术和机电测控技术的特色方向，提出构建现代机电测控技术创新型实验平台，其研究内容和实践方法如下：
4.1 保证基础，强化创新，确定创新实验平台体系构建的基本原则
在保证课程基本实验内容要求前提下增加综合性、创新性、研究性、实践性实验项目。具体来说，就是要按照“保证传统基础实验、增加新型设备实验；减少验证性实验，增加设计性实验：减少单一课程实验，增加多课程综合实验；减少教师指定题目实验：增加学生自主创新的研究性实验；保证课本内实验，增加实际科研项目关联实验；保证实验室内的实验项目，增加企业现场实践活动”的基本原则，构建符合本专业实际情况的现代纺织机电测控创新型实验平台的课程体系。
4.2 以人为本，因材施教，进行分类、分层次的实验教学体系的研究
高校以培养专业人才为己任，但学生存在基础、兴趣、努力程度等方面差异，在进行创新实验平台建立过程中要注意因材施教，构建分层次的实验教学与研究体系。对于基础薄弱，兴趣不足的同学，以基础实验和一般设计性、综合性实验能力培养为主，对基础扎实、兴趣浓厚、学习努力的同学，应鼓励他们进行一些研究性和创新性的实验研究，并积极参加各类创新实践活动。
4.3 分工负责，通力合作，进行实验大纲、实验内容与实验教学方法研究
组织专业课教师根据各自所长分工负责，对各门课程的基础实验与实践环节的教学计划进行修订和完善。通力合作，完成设计性实验、创新性实验、研究性实验的实验内容规划设计和实验教学大纲的编写。根据本专业人才培养的“机械＋控制＋测试＋接口＋系统”的专业知识体系基本结构，进行多课程综合实验内容开发与实验方法研究。
4.4 项目引导、以赛促能，积极开展自主创新的研究性实验与创新竞赛活动
鼓励专业教师根据创新性科研题目或实验室建设项目设计创新性实验，例如采用机器视觉技术、虚拟仪器技术、机电传动控制技术、PLC控制技术进行生产线产品质量检测技术的研究。鼓励教师在创新性实验活动中指导学生形成各种形式的物化成果。还可以结合“挑战杯”、“机械设计创新大赛”“电子设计竞赛”等创新大赛题目进行实验项目设计，组织学生成立创新兴趣小组，以赛促能，在比赛过程中培养学生创新意识、团队意识，提高动手能力、合作能力、创新能力。
4.5 提高能力，加强管理，建设具有创新精神、创新能力的实验指导教师队伍
只有具有创新精神、创新能力的教师才能培养出具有创新精神、创新能力的学生。在实验指导教师队伍建设中，鼓励专业课教师积极参与实验室管理，积极引导学生参加科学研究活动，组织各种科研兴趣小组，加快实验室开放制度的常规化，把实验室建成教学和科研的前沿阵地。
4.6 开拓资源，追求卓越，建设校企合作，资源共享的创新实验大平台
本专业科研人员目前参加有国家科技重大专项机床类项目2项和国家863项目1项，以此为契机，积极开展与相关重点机床企业的合作交流：同时发挥原部属院校的行业优势，保持和加强与纺机行业的技术合作，以教育部“卓越工程师教育培养计划”理念为指导，积极探索将人才培养与企业、科研工作紧密联系，充分利用企业实践平台，探索校企合作的创新人才培养新模式。现代机电测控技术创新实验平台建设将紧密结合机床制造业和纺机制造业中的各种测试、测量、控制技术应用，有效利用校内、校外资源，建设校企合作、资源共享的创新实验大平台，最终培养能够满足企业需要的系统掌握现代机电系统测试、测量、控制技术和应用能力，具有实践能力和创新精神的高层次机电人才。
参考文献：
[1]刘明贵，实践教学在应用型本科高校人才培养中的地位和作用[J]，高等农业教育,2010，(02)：6-9
[2]袁剑波，郑建龙，普通本科院校应用型人才创新能力培养研究[J]，高等工程教育研究，2008,(02)：137-140
[3]鄂晓字，孟丽君，邸魁，以实验教学的新理念建立实验教学的新体系[J]，实验室科学。2006,(01)：21-22
[4]段宝岩，朱敏波，电子机械学科人才培养与课程建设[J]，中国大学教学,2006,(09)
关键词：机电 测控 实验平台
中图分类号：G482 文献标识码：A 文章编号：1007-3973(2011)009-096-02
在《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》中提出，高校要着力培养“高素质专门人才和拔尖创新人才”，以满足国家发展对具有创新精神和创新能力人才的迫切需求。对于工程类本科专业而言，创新型人才培养工作不仅要使学生认识自然规律、掌握一定的科学技术知识，更要培养学生分析和解决实际问题的创新精神和创新能力。在此过程中，实验教学是不可或缺的重要组成部分，承担着开展必要的验证性实验以及研究性、探索性、设计性、综合性实验等重要任务。转变观念，创新机制，加大投入，打造团队，构建与应用型创新人才培养目标相符合的创新实验平台是对各工程类本科专业的必然要求。
1 机械电子工程本科专业现状及人才培养目标
机电行业是国家主要支柱行业之一，近年来发展迅速，人才需求强烈。机械电子工程本科层次主要培养能够进行技术创新和技术二次开发的机电工程与技术应用型人才，但目前国内开设机械电子工程本科专业的高校并不多，且多是2007年以后新增专业。
中原工学院机械电子工程学科为河南省重点学科，而且是河南省两个机械电子工程本科专业之一，学科专业特色优势方向为精密测量测试技术和现代机电测控技术。为了促进学科更好发展，提出进行机械电子工程专业实用型创新人才培养模式的研究与实践，构建现代机电测控技术创新实验平台，加强学生专业素质和实践创新能力的培养。
2 实验教学与实用型创新人才培养
实践教学环节与理论教学环节是本科教学工作中两个不可分割的组成部分，共同发挥着对人才的培养作用。机电领域新理论、新技术、新设备、新仪器的不断出现，对机械电子工程专业的课程体系构建、课程内容更新、实验项目与实验内容创新、实验条件完善、实践环节设置等各方面都提出了更高的要求。中原工学院机电专业总结多年来人才培养的实践经验，提出了适合本专业人才培养的专业知识体系基本结构为：机械＋控制＋测试＋接口＋系统。其中，机械学科为基础，控制技术与测试技术为学科主要特色方向，接口技术为纽带，最终落实到系统应用上。与传统机械设计制造及自动化专业相比较，更加突出控制、测试、接口技术的地位，更强调加强对学生在机、电、测、控、接口等技术一体化综合应用能力和实践创新能力的培养。要达到这个目的，实践环节，尤其是实验环节的设置、实验课程的开设、实验内容的优化、实验平台的建设等，不仅直接影响到人才的培养质量，而且关系到专业教学改革、知识创新、科学研究等主体工作的顺利开展。
根据专业实用型创新人才培养目标的要求，本专业在对课程体系、课程内容、实验室设置与仪器设备、实验项目开设、实验教师队伍等基本情况进行综合分析讨论基础上，结合人才培养过程中出现的问题与取得的经验，借鉴同类知名大学相关专业的实验室设备构成、开设实验类型、实验设计方法、实践环节设置合理性等，提出构建现代机电测控技术创新实验平台，从实验教学体系、实验教学内容、实验室管理方式、实验教师队伍建设等方面进行机械电子工程专业实验教学改革，促进机械电子工程专业实用型创新人才培养。
3 机电测控技术实验课程体系及问题分析
3.1 机械电子工程专业实验室基本情况
中原工学院机械电子工程专业实验室目前建制实验室以纺织机电设计与测控校级重点实验室为统合，包括纺织机械测控实验室、虚拟仪器实验室、多点传动控制综合开发实验室、视觉检测技术实验室、机械CAD／CAM中心等。主要实验设备包括三座标测量机、激光干涉仪、超声波无损检测仪、PLC实验装置、虚拟仪器综合实验套件、纺织机械测控实验系统、多点传动控制综合试验系统、视觉在线检测系统、单片机开发综合实验台、传感器与检测技术创新实验平台、机器人实验系统、计算机控制技术试验箱等。
3.2 可开设实验课程及实验课程体系存在的问题
根据专业主要特色方向要求，课程体系中开设实验课程的专业课包括：机械控制工程、机电系统控制技术、计算机控制、微机及单片机应用技术、机电系统接口技术、传感器及机电检测技术、光电检测技术、无损检测技术、机器视觉技术及应用、信号分析与处理、DSP技术、光学工程基础、机器人技术、精密仪器设计、机电一体化系统设计等，另外还有机电课设、现代制造技术综合实验、虚拟仪器综合实验、机电系统综合实验等综合实验环节，共同构成了现代机电测控技术实验教学的课程体系。
3.3 实验教学环节与课程体系中存在的主要问题
在近年来的专业课程理论教学与实验教学实施过程中，发现了目前实验教学环节与课程体系中存在的几方面问题：
(1)在专业课程内容设置上实验环节所占比重明显不足。造成这一现象的原因一方面是长期以来传统教育理念所造成的教学体系结构所致，另一方面则是实验条件和实验资源不足所致。
(2)资源短缺与资源重复现象并存，实验教学整体投入不足。虽然近年来专业实验设备增加不少，但也只是满足基本实验门类需求，总设备台套数还远不能满足要求。与此同时，由于校内实验资源的科学管理与优化配置仍不完善，其他院系的相关实验资源不能共享，造成实验资源浪费。这也是很多高校实验室建设中存在的一个共性问题。
(3)实验课程开设各自为战，缺乏相关课程实验环节的协调与融合。机电学科为交叉学科，其多门支撑学科的专业课程之间是紧密相关，构成一个有机整体，其实践环节是有可能融合为一体，采用综合实验或综合课程设计的方法来实现的。例如检测与信号分析类实验、机电控制与接口类实验等。但目前该类综合性实验环节开设数量还比较少，实验内容设计方面缺乏新颖性。
(4)采用新型、先进实验设备开设的实验较少，学生实践能力培养跟不上市场需求。
这一现象在许多普通本科院校中也比较广泛，主要原因还是普通院校所能得到的国家与地方政府的资金投入相比重点高校远远不足，新型设备、精密仪器少，许多企业中已经配备并常规化使用的仪器设备高校却没有。
(5)实验形式单一，验证性实验居多，设计型、创新型实验较少。缺乏对实验与实践教学的总体设计，实验教学与科研、学科、专业、人才培养结合不够，实验教学研究也不到位、不深。
4 现代机电测控技术实验教学改革探索与实践
针对上述专业实验室设置、实验课程体系及存在问题，充分考虑本专业兼顾机、电和纺织的行业背景，紧密结合精密测 量技术和机电测控技术的特色方向，提出构建现代机电测控技术创新型实验平台，其研究内容和实践方法如下：
4.1 保证基础，强化创新，确定创新实验平台体系构建的基本原则
在保证课程基本实验内容要求前提下增加综合性、创新性、研究性、实践性实验项目。具体来说，就是要按照“保证传统基础实验、增加新型设备实验；减少验证性实验，增加设计性实验：减少单一课程实验，增加多课程综合实验；减少教师指定题目实验：增加学生自主创新的研究性实验；保证课本内实验，增加实际科研项目关联实验；保证实验室内的实验项目，增加企业现场实践活动”的基本原则，构建符合本专业实际情况的现代纺织机电测控创新型实验平台的课程体系。
4.2 以人为本，因材施教，进行分类、分层次的实验教学体系的研究
高校以培养专业人才为己任，但学生存在基础、兴趣、努力程度等方面差异，在进行创新实验平台建立过程中要注意因材施教，构建分层次的实验教学与研究体系。对于基础薄弱，兴趣不足的同学，以基础实验和一般设计性、综合性实验能力培养为主，对基础扎实、兴趣浓厚、学习努力的同学，应鼓励他们进行一些研究性和创新性的实验研究，并积极参加各类创新实践活动。
4.3 分工负责，通力合作，进行实验大纲、实验内容与实验教学方法研究
组织专业课教师根据各自所长分工负责，对各门课程的基础实验与实践环节的教学计划进行修订和完善。通力合作，完成设计性实验、创新性实验、研究性实验的实验内容规划设计和实验教学大纲的编写。根据本专业人才培养的“机械＋控制＋测试＋接口＋系统”的专业知识体系基本结构，进行多课程综合实验内容开发与实验方法研究。
4.4 项目引导、以赛促能，积极开展自主创新的研究性实验与创新竞赛活动
鼓励专业教师根据创新性科研题目或实验室建设项目设计创新性实验，例如采用机器视觉技术、虚拟仪器技术、机电传动控制技术、PLC控制技术进行生产线产品质量检测技术的研究。鼓励教师在创新性实验活动中指导学生形成各种形式的物化成果。还可以结合“挑战杯”、“机械设计创新大赛”“电子设计竞赛”等创新大赛题目进行实验项目设计，组织学生成立创新兴趣小组，以赛促能，在比赛过程中培养学生创新意识、团队意识，提高动手能力、合作能力、创新能力。
4.5 提高能力，加强管理，建设具有创新精神、创新能力的实验指导教师队伍
只有具有创新精神、创新能力的教师才能培养出具有创新精神、创新能力的学生。在实验指导教师队伍建设中，鼓励专业课教师积极参与实验室管理，积极引导学生参加科学研究活动，组织各种科研兴趣小组，加快实验室开放制度的常规化，把实验室建成教学和科研的前沿阵地。
4.6 开拓资源，追求卓越，建设校企合作，资源共享的创新实验大平台
本专业科研人员目前参加有国家科技重大专项机床类项目2项和国家863项目1项，以此为契机，积极开展与相关重点机床企业的合作交流：同时发挥原部属院校的行业优势，保持和加强与纺机行业的技术合作，以教育部“卓越工程师教育培养计划”理念为指导，积极探索将人才培养与企业、科研工作紧密联系，充分利用企业实践平台，探索校企合作的创新人才培养新模式。现代机电测控技术创新实验平台建设将紧密结合机床制造业和纺机制造业中的各种测试、测量、控制技术应用，有效利用校内、校外资源，建设校企合作、资源共享的创新实验大平台，最终培养能够满足企业需要的系统掌握现代机电系统测试、测量、控制技术和应用能力，具有实践能力和创新精神的高层次机电人才。
参考文献：
[1]刘明贵，实践教学在应用型本科高校人才培养中的地位和作用[J]，高等农业教育,2010，(02)：6-9
[2]袁剑波，郑建龙，普通本科院校应用型人才创新能力培养研究[J]，高等工程教育研究，2008,(02)：137-140
[3]鄂晓字，孟丽君，邸魁，以实验教学的新理念建立实验教学的新体系[J]，实验室科学。2006,(01)：21-22
[4]段宝岩，朱敏波，电子机械学科人才培养与课程建设[J]，中国大学教学,2006,(09)