機(jī)械類專業(yè)工程教育改革與創(chuàng)新

機(jī)械類專業(yè)工程教育

改革與創(chuàng)新

東南大學(xué)張遠(yuǎn)明101000134@

1.先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢和裝備制造業(yè)的現(xiàn)狀

1.1先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢（1）向“數(shù)、精、極、自、集、網(wǎng)、智、綠”這8個(gè)方面發(fā)展，彼此滲透，相互依賴，相互促進(jìn)，形成一個(gè)整體。

“數(shù)”是發(fā)展的核心，指制造領(lǐng)域的數(shù)字化。以設(shè)計(jì)為中心、以控制為中心和以管理為中心的數(shù)字化制造?！熬笔前l(fā)展的關(guān)鍵，指加工精度及其發(fā)展。以超精密加工的前沿部分、微細(xì)加工、納米技術(shù)為代表,將進(jìn)入微型機(jī)械電子技術(shù)和微型機(jī)器人的時(shí)代。20世紀(jì)末年已達(dá)到１－１０nm

；ATP酶（分子馬達(dá)）,轉(zhuǎn)速最大每秒可轉(zhuǎn)八次，續(xù)航力一百五十分鐘.

在21世紀(jì)初開發(fā)的分子束生長技術(shù)、離子注入技術(shù)和材料合成、掃描隧道工程(STE)可使加工精度達(dá)到１nm；美國康納爾大學(xué)研制成的

"納米直升機(jī)"示意圖

現(xiàn)在精密工程正向其終極目標(biāo)-原子級精度的加工逼近,也就是說,可以做到移動(dòng)原子級別的加工。

用掃描隧道顯微鏡的針尖在銅表面上搬運(yùn)和操縱48個(gè)原子，使它們排成圓形。芯片多層結(jié)構(gòu)示意圖超凈:加工車間塵埃顆粒直徑＜1

μm，顆粒數(shù)少于0.1個(gè)/

inch3；

2）超純:芯片材料有害雜質(zhì)，其含量要＜1/109；

3）超精:加工精度達(dá)納米級。“極”是發(fā)展的焦點(diǎn)，就是極端條件，是指生產(chǎn)特需產(chǎn)品的制造技術(shù)，必須達(dá)到“極”的要求?！拔C(jī)電系統(tǒng)”就是其中之一?！白浴笔前l(fā)展的條件，“自”就是自動(dòng)化。實(shí)現(xiàn)了機(jī)械制造系統(tǒng)自動(dòng)化。普遍采用CAD/CAE/CAM/CAPP/PDM/ERP。

在加工技術(shù)方面也已實(shí)現(xiàn)了底層的自動(dòng)化。包括廣泛地采用加工中心(或數(shù)控技術(shù))、自動(dòng)引導(dǎo)小車(AGV)等。

“集”是發(fā)展的方法，

“集”主要指現(xiàn)代技術(shù)的集成、加工技術(shù)的集成、企業(yè)集成等。

北京第一機(jī)床廠通過實(shí)施C1MS工程，主導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期縮短1／2，庫存占用資金減少10％，生產(chǎn)計(jì)劃編制效率提高40一60倍。C1MS工程“網(wǎng)”是發(fā)展的道路，“網(wǎng)”就是網(wǎng)絡(luò)化。制造技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化不可阻擋，它的發(fā)展會(huì)導(dǎo)致一種新的制造模式，即虛擬制造組織?！爸恰笔前l(fā)展的前景，智能制造作為一種模式，是集自動(dòng)化、集成化和智能化于一身的先進(jìn)制造系統(tǒng)，也是一種由智能機(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化系統(tǒng)。高精度和快速3D機(jī)器人視覺系統(tǒng)顯示天窗的組裝并進(jìn)行完整的質(zhì)量檢查“綠”是發(fā)展的必然“綠”就是“綠色”制造。人類必須從各方面促使自身的發(fā)展與自然界和諧一致。清潔生產(chǎn)技術(shù)既可滿足人們的需要，又可合理使用自然資源和能源并保護(hù)環(huán)境的實(shí)用生產(chǎn)方法和措施。其實(shí)質(zhì)是一種物料和能耗最少的人類生產(chǎn)活動(dòng)的規(guī)劃和管理，將廢物減量化、資源化和無害化，或消滅于生產(chǎn)過程之中。

日本Mazak公司在產(chǎn)品綜合樣本中展示出一種未來機(jī)床，在結(jié)構(gòu)布局上也已突破了傳統(tǒng)機(jī)床原有的格式。該機(jī)床在外形上猶如太空飛行器,加工過程中噪音、油污、粉塵等將不再給環(huán)境帶來危害。

1.2機(jī)械工業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展

（1）主要成績規(guī)模躍居世界首位

2010年機(jī)械工業(yè)增加值占全國GDP的比重已超過9%;工業(yè)總產(chǎn)值從2005年的4萬億元增長到2010年的14萬億元，年均增速超過25%，在全國工業(yè)中的比重從16.6%提高到20.3。

2009年，我國機(jī)械工業(yè)銷售額達(dá)到1.5萬億美元，超過日本的1.2萬億美元和美國的1萬億美元，躍居世界第一，成為全球機(jī)械制造第一大國。裝備保障能力顯著增強(qiáng)“十一五”以來，在高速增長的需求拉動(dòng)下，我國機(jī)械產(chǎn)品的水平有了長足的進(jìn)步，機(jī)械產(chǎn)品的國內(nèi)市場占有率已經(jīng)由2005的80%提高到了2010的85%以上，重大技術(shù)裝備自主化取得了較大突破，對國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)的保障能力明顯增強(qiáng)。TK6932型超重型雙立柱數(shù)控落地銑鏜床在齊二機(jī)床研制成功，該機(jī)床具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，達(dá)到了國際先進(jìn)水平，可以為航天航空、大型礦山機(jī)械、大型水電機(jī)組、核電站設(shè)備等超大型工件進(jìn)行加工，打破了西方技術(shù)壟斷。我國造出世界最大、最先進(jìn)的1萬5千噸水壓機(jī)

,有效地解決我國核電、水電、火電、船舶、冶金、石化、煤化工業(yè)以及國防裝備等領(lǐng)域高端大型鑄鍛件的生產(chǎn).中國目前最大的30000噸級模鍛液壓機(jī)，位于重慶市西南鋁業(yè)集團(tuán)有限公司，于1971年制造。國家發(fā)改委正式批復(fù)二重建造8萬噸大型模鍛壓機(jī)。該項(xiàng)目總投資將達(dá)到15.17億元人民幣，建設(shè)期限為兩年半。

我國上海和大連終于掌握了低速大功率船用曲軸制造技術(shù)－航母動(dòng)力核心技術(shù)之一.國內(nèi)首臺(tái)、世界最大的礦用５５立方米挖掘機(jī)２６日在山西太重集團(tuán)下線，這是我國２０００萬噸級以上大型露天礦成套設(shè)備中的關(guān)鍵設(shè)備，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，可滿足世界上所有露天礦山的采掘條件72米臂架泵車創(chuàng)造了兩項(xiàng)新的世界紀(jì)錄，一是混凝土輸送泵車臂架長度達(dá)到72米為世界第一，二是泵車混凝土輸送量世界第一。在水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪穩(wěn)定性和巨型全空冷發(fā)電機(jī)冷卻兩大關(guān)鍵技術(shù)上取得了重大突破，開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的世界最大等級的全空冷水輪發(fā)電機(jī)組，是國內(nèi)外水電建設(shè)史上又一個(gè)重要的里程碑。"超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用項(xiàng)目"獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，"大型直接空冷汽輪機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究及設(shè)備研制項(xiàng)目"獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)。1000兆瓦超超臨界風(fēng)冷汽輪機(jī)3兆瓦海洋風(fēng)電設(shè)備，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組國產(chǎn)時(shí)速350公里CRH3“和諧號”動(dòng)車組標(biāo)志著中國成為世界上僅有幾個(gè)制造時(shí)速350公里高速鐵路移動(dòng)裝備的國家之一。C919將在2013年底到2014年上半年期間下線，2014年實(shí)現(xiàn)首飛，2016年交付使用?；拘腿?jīng)濟(jì)布局168座，混合級156座。其標(biāo)準(zhǔn)航程4075千米，巡航速度每小時(shí)828千米。我國最新定型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)-----太行世界最先進(jìn)的3000米深水半潛式海洋石油鉆井平臺(tái)，作業(yè)水深可達(dá)3000米，最大鉆井水深為12000米。裂解氣壓縮機(jī)為乙烯裝置的“心臟設(shè)備”，是天津百萬噸乙烯裝置中最為關(guān)鍵的核心設(shè)備。它的安裝標(biāo)志著我國百萬噸乙烯裝置將首次裝上“中國芯”。結(jié)構(gòu)調(diào)整取得一定進(jìn)展

在資本結(jié)構(gòu)方面：已實(shí)現(xiàn)多元化，行業(yè)內(nèi)生的發(fā)展活力越來越強(qiáng)。

在組織結(jié)構(gòu)方面：企業(yè)小而散的局面有所改觀，主要行業(yè)的生產(chǎn)集中度不斷提高，尤其是汽車、工程機(jī)械、發(fā)電設(shè)備等行業(yè)更加突出。2010年，中國以超過1800萬輛的年度產(chǎn)銷量，蟬聯(lián)世界第一大汽車生產(chǎn)國和消費(fèi)國，自主品牌轎車市場份額也從2%提升至30%。在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面：新產(chǎn)品產(chǎn)值始終保持兩位數(shù)增長，科技創(chuàng)新成果成為推動(dòng)行業(yè)持續(xù)發(fā)展的強(qiáng)勁動(dòng)力。在資產(chǎn)結(jié)構(gòu)方面：“十一五”期間，機(jī)械行業(yè)固定資產(chǎn)投資持續(xù)高速增長，累計(jì)完成固定資產(chǎn)投資57281億元，年均增速達(dá)到約38%。通用機(jī)械進(jìn)出口貿(mào)易由逆差變順差

2006年，實(shí)現(xiàn)歷史性的轉(zhuǎn)折，首次實(shí)現(xiàn)對外貿(mào)易順差。2008年，我國機(jī)械工業(yè)實(shí)現(xiàn)對外貿(mào)易順差477億美元，達(dá)到歷史最好水平。2010年進(jìn)出口總額達(dá)到5138億美元，同時(shí)仍保持了進(jìn)出口基本平衡，實(shí)現(xiàn)了順差31億美元。（2）存在問題自主創(chuàng)新能力明顯薄弱

我國機(jī)械工業(yè)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模雖已位居世界首位，但目前高端裝備仍滿足不了需要，不得不大量進(jìn)口。行業(yè)中低端產(chǎn)能過剩、高端嚴(yán)重不足的矛盾非常突出?；A(chǔ)發(fā)展嚴(yán)重滯后

與快速發(fā)展的主機(jī)產(chǎn)品相比，基礎(chǔ)零部件及優(yōu)質(zhì)專用材料、自控系統(tǒng)和測試儀器、數(shù)控機(jī)床和基礎(chǔ)制造裝備的發(fā)展明顯滯后，已成為影響機(jī)械產(chǎn)品向高端升級的三大瓶頸。尤其是基礎(chǔ)零部件，不但產(chǎn)品水平差距大，而且至今尚未引起各方面足夠重視。進(jìn)口高檔精密軸承高檔進(jìn)口電機(jī)現(xiàn)代制造服務(wù)業(yè)發(fā)展緩慢

從實(shí)物產(chǎn)量看，與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，我國許多機(jī)械產(chǎn)品的產(chǎn)量已高居世界前列，但從全行業(yè)的銷售額看，尤其是從經(jīng)濟(jì)效益看，這一優(yōu)勢并不明顯，主要原因是服務(wù)性增值方面的巨大差距。產(chǎn)業(yè)發(fā)展方式較為粗放

行業(yè)的快速發(fā)展仍以過多的資源消耗為代價(jià)，生產(chǎn)效率和經(jīng)營效益與工業(yè)發(fā)達(dá)國家同行相比差距明顯。（3）面臨形勢政策環(huán)境有利于行業(yè)發(fā)展黨的十七屆五中全會(huì)明確提出要培育和發(fā)展的七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中，機(jī)械工業(yè)就占了兩個(gè)——高端裝備制造業(yè)和新能源汽車，而且其他5個(gè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)也都離不開機(jī)械工業(yè)的支撐。需求變化要求產(chǎn)業(yè)升級

內(nèi)需形勢：機(jī)械產(chǎn)品市場需求總量仍將保持持續(xù)增長。由于宏觀政策注重經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級和科學(xué)發(fā)展，對機(jī)械產(chǎn)品品種、質(zhì)量和水平的要求將受到更多關(guān)注。外需形勢：出口量仍將不斷增長，機(jī)械工業(yè)的外向型程度將繼續(xù)提高。在此過程中，外部需求也將促進(jìn)機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的提高和水平升級。2011年以來機(jī)電產(chǎn)品進(jìn)口額、出口額累計(jì)同比增速能源資源約束更趨強(qiáng)化

高耗能、高污染、高消耗問題，加劇了能源、資源的供需矛盾和環(huán)境壓力。要提高我國能源和資源利用效率，都要求先進(jìn)機(jī)械裝備的支撐，從而也必然會(huì)促進(jìn)機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級。國產(chǎn)百萬千瓦超超臨界燃煤機(jī)組,機(jī)組熱效率高達(dá)４５％，煙氣脫硫裝置效率９５％以上，除塵效率高達(dá)９９．９％。行業(yè)瓶頸凸現(xiàn)呼喚轉(zhuǎn)型

必須加快發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變，由過度依賴于消耗能源、資源和增加環(huán)境成本轉(zhuǎn)向更多地依靠技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新和勞動(dòng)者素質(zhì)提高實(shí)現(xiàn)增長。

（3）指導(dǎo)思想和發(fā)展目標(biāo)

以轉(zhuǎn)變發(fā)展方式為主線，轉(zhuǎn)型升級為方向，推進(jìn)機(jī)械工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化，按照“主攻高端、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、強(qiáng)化基礎(chǔ)、兩化融合、綠色為先”的總體要求，提高發(fā)展質(zhì)量和效益，實(shí)現(xiàn)全行業(yè)由大到強(qiáng)的戰(zhàn)略目標(biāo)。2.機(jī)械專業(yè)高素質(zhì)人才培養(yǎng)體系的建設(shè)與實(shí)踐

社會(huì)活動(dòng)和生產(chǎn)過程呈現(xiàn)出學(xué)科交叉、綜合集成、高速發(fā)展等特質(zhì)，要求高校培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)是復(fù)合型創(chuàng)新人才。重理論輕實(shí)踐，學(xué)科與學(xué)科和專業(yè)與專業(yè)之間相互隔離，導(dǎo)致在教學(xué)理念、培養(yǎng)模式等方面難以適應(yīng)工程內(nèi)涵變化帶來的調(diào)整。培養(yǎng)的學(xué)生因工程知識(shí)和能力結(jié)構(gòu)單一、自主研學(xué)和創(chuàng)新能力弱而難以應(yīng)對現(xiàn)代工程綜合性、復(fù)雜性、多樣性等的挑戰(zhàn)。2.1研究的背景和理念（1）背景（2）建設(shè)理念提出“工程實(shí)現(xiàn)”的理念，并用其蘊(yùn)含的“知識(shí)、能力、素質(zhì)”一體化思想和“目標(biāo)、過程、效果”一體化特質(zhì)作為人才培養(yǎng)模式和體系建構(gòu)的出發(fā)點(diǎn)與歸屬點(diǎn)。讓每一位學(xué)生都經(jīng)歷“工程知識(shí)學(xué)習(xí)、工程實(shí)踐訓(xùn)練、工程經(jīng)驗(yàn)積累”過程中的循序漸進(jìn)、逐步積淀、技術(shù)內(nèi)化、能力養(yǎng)成，將學(xué)習(xí)知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)、創(chuàng)造知識(shí)有效結(jié)合起來。

增強(qiáng)通識(shí)教育，拓寬學(xué)科基礎(chǔ)，提出機(jī)械類課程體系以“機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)電控制、生產(chǎn)保障”四條主線進(jìn)行建設(shè)。依據(jù)“立足專業(yè)特點(diǎn)、面向工程實(shí)際、注重能力培養(yǎng)、提高綜合素質(zhì)”的實(shí)踐教育思想和“理論與實(shí)踐、基礎(chǔ)與前沿、經(jīng)典與現(xiàn)代、原理分解與綜合設(shè)計(jì)、漸進(jìn)習(xí)得與研究探索”相結(jié)合的實(shí)踐項(xiàng)目設(shè)計(jì)原則，打破學(xué)科界限和課程壁壘，對全校機(jī)電類實(shí)驗(yàn)課程、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行重組與優(yōu)化，強(qiáng)調(diào)多學(xué)科融合。創(chuàng)新始于問題、源于實(shí)踐，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)應(yīng)該從低年級開始，應(yīng)該貫穿教學(xué)全程、貫通課程內(nèi)外。讓“創(chuàng)新”成為學(xué)生在學(xué)習(xí)中的一種自覺習(xí)慣。以“工程實(shí)現(xiàn)”理念為指導(dǎo)，創(chuàng)建了以“四個(gè)體系、兩個(gè)機(jī)制、一個(gè)基地為主要內(nèi)容、體現(xiàn)“理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、自主研學(xué)”三位一體的機(jī)械類人才培養(yǎng)新模式。2.2機(jī)械類人才培養(yǎng)新模式

（1）機(jī)械類課程體系梳理并重整專業(yè)知識(shí)領(lǐng)域、知識(shí)單元及知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)循序漸進(jìn)的認(rèn)知規(guī)律，組建課程、課程群（系列課程），形成四主線、三層式（基本核心、拓展提高、專業(yè)應(yīng)用與學(xué)科研討）的機(jī)械類課程體系（見圖2）。

經(jīng)過系統(tǒng)建設(shè)，已形成國家、省、校三級精品課程體系和系列優(yōu)秀教材，其中國家精品課程5門、江蘇省級優(yōu)秀課程8門、校級優(yōu)秀系列課程（課程群）3個(gè)；編著出版“十二五”國家級規(guī)劃教材3本，獲全國精品教材1本，江蘇省精品教材獎(jiǎng)2本，教育部、江蘇省網(wǎng)絡(luò)教材、多媒體課件獎(jiǎng)10余種。（2）實(shí)踐教學(xué)體系

創(chuàng)建了含工程基礎(chǔ)訓(xùn)練、學(xué)科基礎(chǔ)訓(xùn)練和工程實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練三層次，貫穿設(shè)計(jì)、制造、機(jī)電控制和生產(chǎn)保障技術(shù)四主線，多模塊、開放式、研學(xué)型、適應(yīng)“工程實(shí)現(xiàn)”能力培養(yǎng)需要的實(shí)踐教學(xué)體系。基于多學(xué)科教師的教研或科研成果，創(chuàng)設(shè)實(shí)踐課程、研學(xué)項(xiàng)目、創(chuàng)新項(xiàng)目和學(xué)科競賽等載體，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科知識(shí)學(xué)習(xí)與應(yīng)用的融合。形成面向全校所有專業(yè)服務(wù)，滿足機(jī)械等多個(gè)學(xué)科人才培養(yǎng)體系需求，知識(shí)結(jié)構(gòu)科學(xué)，課程配置優(yōu)化，形式多樣，內(nèi)涵豐富的實(shí)踐教學(xué)體系。新開實(shí)驗(yàn)課程12門新開實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目183個(gè)省級以上“大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目”130項(xiàng)校級SRTP項(xiàng)目620項(xiàng)省級以上各類競賽9項(xiàng)開出實(shí)踐課程37門，其中國家精品課程5門；開出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)約569個(gè)，其中綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目260個(gè)。注重實(shí)踐教學(xué)的特點(diǎn)，形成了“引導(dǎo)”與“自主”結(jié)合、“學(xué)做融合”的實(shí)踐課程教學(xué)模式（3）自主研學(xué)體系發(fā)揮多學(xué)科融合的優(yōu)勢，不斷豐富形式多樣、貫穿教學(xué)全程、貫通課程內(nèi)外的基于自主研學(xué)的工程實(shí)踐創(chuàng)新活動(dòng)。持續(xù)建設(shè)各類創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目和積極組織承擔(dān)各類形式多樣的創(chuàng)新性活動(dòng)或?qū)W科競賽，突出創(chuàng)新能力培養(yǎng)的及早性、漸進(jìn)性，活動(dòng)形式的多樣性、環(huán)境的國際性。

工程創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)極大地激發(fā)了學(xué)生的參與意識(shí)、質(zhì)疑求知意識(shí)，使所培養(yǎng)的學(xué)生呈現(xiàn)出鮮明的個(gè)性、良好的工程素質(zhì)和創(chuàng)新意志。承擔(dān)國家和省級“大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目”130項(xiàng)，校級SRTP項(xiàng)目620項(xiàng)；主持、承擔(dān)和參加國家和省級各類競賽9項(xiàng)，校級以下11項(xiàng)；參加各類創(chuàng)新項(xiàng)目和活動(dòng)的學(xué)生達(dá)4931人。我院學(xué)生在RoboCup機(jī)器人國際比賽、飛思卡爾智能車比賽、全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等國際國內(nèi)大賽以及其它省級比賽中，獲得包括國際大賽金獎(jiǎng)在內(nèi)的獎(jiǎng)項(xiàng)共70余項(xiàng)，成績顯著。(4)教學(xué)質(zhì)量保證體系研究制定并具體實(shí)施了一系列以教授領(lǐng)銜負(fù)責(zé)或參與為特征的教學(xué)運(yùn)行與管理規(guī)章制度，構(gòu)成了包括“計(jì)劃、運(yùn)行、控制、反饋、改進(jìn)”在內(nèi)的質(zhì)量管理閉環(huán)。（5）創(chuàng)新激勵(lì)機(jī)制

（6）企業(yè)界系統(tǒng)參與機(jī)制通過聘請企業(yè)界和領(lǐng)域?qū)＜覅⑴c培養(yǎng)方案制定與調(diào)整，參與監(jiān)督與評價(jià)培養(yǎng)環(huán)節(jié)與效果，開設(shè)學(xué)科導(dǎo)論等，以及建立各種形式的產(chǎn)學(xué)研基地、聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室等方式，有效增強(qiáng)了人才培養(yǎng)對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的適應(yīng)性。打破學(xué)科和專業(yè)界限，在國內(nèi)率先提出和實(shí)踐了多學(xué)科融合的建設(shè)理念。形成學(xué)科支撐教學(xué)基地建設(shè)及發(fā)展，教學(xué)基地全方位服務(wù)于學(xué)科發(fā)展及其人才培養(yǎng)體系的良性循環(huán)機(jī)制。機(jī)電實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)及發(fā)展教學(xué)體系融合實(shí)驗(yàn)資源融合師資隊(duì)伍融合運(yùn)行方式融合能力訓(xùn)練融合素質(zhì)培養(yǎng)融合服務(wù)支撐多學(xué)科人才培養(yǎng)多學(xué)科及其建設(shè)（7）實(shí)踐教學(xué)基地---機(jī)電綜合工程訓(xùn)練中心

采取整體建設(shè)，資源共享，在國內(nèi)率先建成了服務(wù)于學(xué)生“工程基礎(chǔ)訓(xùn)練、學(xué)科基礎(chǔ)訓(xùn)練和學(xué)科工程實(shí)現(xiàn)”的機(jī)電綜合工程訓(xùn)練中心把學(xué)術(shù)先進(jìn)的校內(nèi)科研單位發(fā)展成進(jìn)行專題拓展性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基地；與企業(yè)聯(lián)合共建校內(nèi)外實(shí)驗(yàn)室或?qū)嵺`教學(xué)基地，形成反映學(xué)科前沿和生產(chǎn)技術(shù)的的研學(xué)、產(chǎn)學(xué)資源集成。

大工程、大綜合的研學(xué)、產(chǎn)學(xué)資源集成

組建了由機(jī)、電、控制等7個(gè)一級學(xué)科資深教授領(lǐng)銜實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和指導(dǎo)教學(xué)（11個(gè)實(shí)驗(yàn)室，43個(gè)實(shí)驗(yàn)分室）、“教師+實(shí)驗(yàn)員+研究生助教+網(wǎng)絡(luò)助教”多元協(xié)同的師資隊(duì)伍。一、中心概述創(chuàng)建并實(shí)施了人員行政、學(xué)科歸屬不變，以教學(xué)活動(dòng)和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)統(tǒng)籌牽引的互動(dòng)交融式管理模式，形成了服務(wù)多課程、多學(xué)科的實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了資源共享和學(xué)科發(fā)展與基地建設(shè)、實(shí)踐教學(xué)的相互促進(jìn)?；诙鄬W(xué)科融合的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的功能得到充分發(fā)揮，受益面寬，成效突出類型學(xué)校年受益學(xué)生數(shù)實(shí)踐教學(xué)師資培訓(xùn)本校10000以上外校

1000以上培訓(xùn)師資200畢業(yè)生整體表現(xiàn)出綜合素質(zhì)高，工程適應(yīng)性好，實(shí)踐創(chuàng)新能力強(qiáng)，發(fā)展?jié)摿Υ蟮忍刭|(zhì)，受到了用人單位的廣泛歡迎。類型級別數(shù)量主持或承辦競賽項(xiàng)目省級以上9校級以下11承擔(dān)創(chuàng)新項(xiàng)目項(xiàng)國家級113省級17校級620獲競賽獎(jiǎng)省級以上70發(fā)表論文22專利7四、應(yīng)用情況

3.機(jī)械類實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程設(shè)計(jì)與實(shí)施3.1教學(xué)形式

層次化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)操作3.2教學(xué)內(nèi)容3.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法與手段3.4實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程設(shè)計(jì)案例（1）機(jī)電控制技術(shù)

1）實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)思想落實(shí)在傳授完整的知識(shí)體系的同時(shí)，突出培養(yǎng)學(xué)生機(jī)電系統(tǒng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的課程教學(xué)宗旨。切實(shí)保證本課程的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)在內(nèi)容和時(shí)間上的優(yōu)化銜接，遵從人類認(rèn)知規(guī)律，構(gòu)建科學(xué)、高效的機(jī)電控制技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)框架。實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)不僅要保證理論教學(xué)知識(shí)點(diǎn)的及時(shí)理解和鞏固，更重要的是要確保理論教學(xué)知識(shí)的拓展、應(yīng)用能力的提高和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。

基于上述教學(xué)設(shè)計(jì)思想，機(jī)電控制技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)框架：以“機(jī)電控制技術(shù)”理論教學(xué)（課堂講授）為基礎(chǔ)，“機(jī)電控制基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”（自主實(shí)驗(yàn)為主）同步配套；“機(jī)電綜合實(shí)踐”（課題型、研究性綜合實(shí)踐）加強(qiáng)深化；自主研學(xué)拓展延伸三個(gè)獨(dú)立設(shè)置學(xué)分、內(nèi)容又相互配套銜接。2）實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)設(shè)計(jì)--機(jī)電控制基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)以“機(jī)電控制技術(shù)”理論教學(xué)相關(guān)內(nèi)容為主線，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容循序漸進(jìn)，環(huán)環(huán)相扣，逐步深入；課內(nèi)學(xué)時(shí)數(shù)16課時(shí)，0.5學(xué)分，與理論課程同步進(jìn)行；實(shí)驗(yàn)性質(zhì)也分為基本型、設(shè)計(jì)型、綜合型和自主研究型逐步深入的四個(gè)等級；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涵蓋課程所有知識(shí)點(diǎn)，并由課內(nèi)向課外延伸。教學(xué)設(shè)計(jì)3）實(shí)踐課程教學(xué)設(shè)計(jì)--機(jī)電綜合實(shí)踐

教學(xué)設(shè)計(jì)的著眼點(diǎn)在于突出體現(xiàn)多樣性、開放性、研究型的教學(xué)理念：多樣性體現(xiàn)在實(shí)踐內(nèi)容以制造業(yè)自動(dòng)化為背景，涉及制造業(yè)自動(dòng)化的各個(gè)方面；開放性不僅體現(xiàn)在教學(xué)內(nèi)容上，而且也體現(xiàn)在教學(xué)組織形式上；研究型體現(xiàn)在綜合實(shí)踐以課題型為特征，以及教學(xué)過程中主角的換位。教學(xué)設(shè)計(jì)采取開放式教學(xué)組織方式，學(xué)生自主選題，自行制定實(shí)踐的功能和性能指標(biāo)，并完成自主設(shè)計(jì)、分析、實(shí)現(xiàn)、總結(jié)與匯報(bào)等全部環(huán)節(jié)，教師僅啟發(fā)式引導(dǎo)，目的在于培養(yǎng)學(xué)生的“五主動(dòng)”——主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題、主動(dòng)提出問題、主動(dòng)思考問題、主動(dòng)探索問題、主動(dòng)解決問題。開設(shè)課程教學(xué)輔助網(wǎng)站，將相關(guān)教學(xué)資料和課程組制作的網(wǎng)絡(luò)課程等全部開放給學(xué)生，通過交互式討論、練習(xí)和虛擬實(shí)驗(yàn)加深學(xué)生對課程內(nèi)容的理解，彌補(bǔ)了書本信息靜態(tài)表達(dá)的一些不足，取得了很好的效果。4）綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)的拓展——課外科研訓(xùn)練要充分體現(xiàn)多樣性、個(gè)性化、分層次的教學(xué)理念，僅靠機(jī)電綜合實(shí)驗(yàn)室來承擔(dān)機(jī)電綜合實(shí)踐的教學(xué)任務(wù)是不夠的；將學(xué)生自主申報(bào)的SRTP研究課題進(jìn)行開題確認(rèn)，凡符合機(jī)電綜合實(shí)踐教學(xué)要求和目標(biāo)的項(xiàng)目，均可作為“機(jī)電綜合實(shí)踐”環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容；將學(xué)院中有代表性的機(jī)電類研究室或?qū)W科實(shí)驗(yàn)室作為機(jī)電綜合實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)有機(jī)組成部分，一起來承擔(dān)機(jī)電綜合實(shí)踐教學(xué)任務(wù)，研究室的老師同時(shí)也承擔(dān)機(jī)電綜合實(shí)踐教學(xué)任務(wù)。項(xiàng)目主題與課程知識(shí)單元聯(lián)系學(xué)習(xí)策略可用資源新機(jī)電系統(tǒng)創(chuàng)意設(shè)計(jì)與功能開發(fā)機(jī)電系統(tǒng)工程概論自主研學(xué)機(jī)電綜合實(shí)驗(yàn)室、課程學(xué)習(xí)網(wǎng)站、教師科研實(shí)驗(yàn)室、企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場節(jié)能環(huán)保裝置設(shè)計(jì)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換研究機(jī)電系統(tǒng)傳動(dòng)力學(xué)電機(jī)原理及其特性自主研學(xué)機(jī)電綜合實(shí)驗(yàn)室、課程學(xué)習(xí)網(wǎng)站、教師科研實(shí)驗(yàn)室、企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場可編程控制高級功能及其應(yīng)用探索電器及可編程邏輯控制自主研學(xué)機(jī)電綜合實(shí)驗(yàn)室、課程學(xué)習(xí)網(wǎng)站、教師科研實(shí)驗(yàn)室、企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場自然能(風(fēng)能、太陽能)研究與利用電機(jī)原理及其特性交直流調(diào)速控制系統(tǒng)自主研學(xué)機(jī)電綜合實(shí)驗(yàn)室、課程學(xué)習(xí)網(wǎng)站、教師科研實(shí)驗(yàn)室、企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場機(jī)器人研究與設(shè)計(jì)制作電機(jī)原理及其特性位置伺服控制系統(tǒng)自主研學(xué)機(jī)電綜合實(shí)驗(yàn)室、課程學(xué)習(xí)網(wǎng)站、教師科研實(shí)驗(yàn)室、企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場已開設(shè)的課外科研訓(xùn)練項(xiàng)目（部分）5）實(shí)踐教學(xué)效果獨(dú)立開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程，避免了實(shí)驗(yàn)僅作為課堂教學(xué)的附屬而不被重視的狀況，保證了教學(xué)設(shè)計(jì)思想的貫徹執(zhí)行。將重要的課程實(shí)驗(yàn)從課程中獨(dú)立出來、單獨(dú)考核的策略，引起了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的高度重視，對學(xué)生能力培養(yǎng)起到了保障作用。分層次、開放式的教學(xué)設(shè)計(jì)，確保有效、系統(tǒng)地培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排上，有“必做實(shí)驗(yàn)”和“選做實(shí)驗(yàn)”，有“驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)”，也有“綜合型”、“設(shè)計(jì)型”實(shí)驗(yàn)，同時(shí)安排有“自主研究創(chuàng)新性”實(shí)驗(yàn)?！皺C(jī)電綜合實(shí)踐”的教學(xué)效果更加顯著，在開放式的模擬工業(yè)現(xiàn)場的實(shí)踐環(huán)境中以自主形式完成學(xué)習(xí)，學(xué)生受益匪淺。4.機(jī)械類典型實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)案例剖析1）工業(yè)系統(tǒng)認(rèn)識(shí)實(shí)踐工業(yè)系統(tǒng)認(rèn)識(shí)實(shí)踐課程通過構(gòu)建以機(jī)、電工業(yè)為主體，融材料、能源、化工等多工業(yè)系統(tǒng)為一體的認(rèn)知平臺(tái)，面向全校學(xué)生開設(shè)。課程堅(jiān)持大工程、大系統(tǒng)和全過程的實(shí)踐教學(xué)觀念。在教學(xué)模式上，采取系統(tǒng)的展板解說、模型和實(shí)物示范、現(xiàn)場制造過程展示、機(jī)電綜合拆裝或搭建實(shí)踐、虛擬仿真拓展等多形式、多手段、立體化的教學(xué)優(yōu)化組合。教授領(lǐng)銜開展工業(yè)系統(tǒng)Seminar專題研討和工業(yè)系統(tǒng)認(rèn)識(shí)實(shí)踐報(bào)告。表1工業(yè)系統(tǒng)認(rèn)識(shí)實(shí)踐課程的教學(xué)體系課程教學(xué)模塊及內(nèi)容學(xué)時(shí)課程性質(zhì)工業(yè)系統(tǒng)認(rèn)識(shí)實(shí)踐（1）（1）展板解說；模型和實(shí)物示范；制造過程現(xiàn)場演示講解等；（2）工業(yè)系統(tǒng)（或生產(chǎn)）及拓展視頻、虛擬仿真實(shí)踐；（3）工業(yè)系統(tǒng)專題Seminar（包括機(jī)電系統(tǒng)概述、工業(yè)及可持續(xù)發(fā)展等內(nèi)容）；（4）工業(yè)系統(tǒng)認(rèn)識(shí)實(shí)踐報(bào)告（工業(yè)系統(tǒng)有關(guān)問題的分析報(bào)告或解決方案）。16必修工業(yè)系統(tǒng)認(rèn)識(shí)實(shí)踐（2）（1）簡易機(jī)器人拆裝（2）慧魚創(chuàng)意實(shí)踐（3）計(jì)算機(jī)拆裝（4）初級CAD/CAM實(shí)踐（可選修其中一個(gè)模塊內(nèi)容）16選修（強(qiáng)調(diào)課內(nèi)外自主研學(xué)）1）工業(yè)系統(tǒng)認(rèn)識(shí)實(shí)踐工業(yè)系統(tǒng)認(rèn)識(shí)實(shí)踐課程知識(shí)體系作為國家精品課程建設(shè)項(xiàng)目，已初步探索出知識(shí)與系統(tǒng)結(jié)合、知識(shí)與實(shí)用結(jié)合、知識(shí)與趣味結(jié)合、教授團(tuán)隊(duì)主持工程素質(zhì)教育新模式，在大學(xué)生工程技術(shù)教育中起到奠基性的作用，取得了期望的教學(xué)效果。4.機(jī)械類典型實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)案例剖析2）實(shí)驗(yàn)公選課《機(jī)電一體化與機(jī)器人技術(shù)》——32課時(shí)，為參加課外科技活動(dòng)和參加校級機(jī)器人競賽的學(xué)生提供方便的途徑并奠定基礎(chǔ)課程依托校企共建的“機(jī)電綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)分室”，以90套Parallax智能車作為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)（其中30臺(tái)BASICStampⅡ系統(tǒng)，60臺(tái)為51內(nèi)核的AT89S52系統(tǒng)，有CCD面陣傳感器、顏色傳感器、紅外傳感器、數(shù)字編碼器和指南針傳感器共5種傳感器可供選用），對學(xué)生進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)傳感器技術(shù)信號獲取與處理電氣驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制等相關(guān)知識(shí)及技能的訓(xùn)練。32課時(shí)實(shí)驗(yàn)，包括基本型、提高型和綜合型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。課內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和傳感器的基本使用，以及部分綜合性實(shí)驗(yàn)的編程和調(diào)試；課外要求學(xué)生參加校級學(xué)科競賽，同時(shí)比賽成績?yōu)檎n程成績的一部分。4.機(jī)械類典型實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)案例剖析2）公選型實(shí)驗(yàn)課《機(jī)電一體化與機(jī)器人技術(shù)》——課內(nèi)外一體化教學(xué)過程框圖這是一門典型的集機(jī)電技術(shù)與產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)等為一體、基于項(xiàng)目研究的開放式課程。本課程展現(xiàn)給學(xué)生的全新學(xué)習(xí)模式，賦予學(xué)生的廣闊自主空間，使之自開設(shè)伊始，就受到了學(xué)生的普遍歡迎。2012年，共有來自18個(gè)院（系）的600多人選修本課程，后組建了近200個(gè)項(xiàng)目小組，研制開發(fā)了近200件作品。4.機(jī)械類典型實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)案例剖析（3）機(jī)械設(shè)計(jì)與制造綜合實(shí)踐

體現(xiàn)了機(jī)械設(shè)計(jì)、工程材料及成形、幾何精度設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、三維幾何建模、機(jī)械制造工程學(xué)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造等課程與知識(shí)的綜合應(yīng)用。學(xué)生結(jié)合具體的應(yīng)用場合，自定實(shí)踐項(xiàng)目與功能目標(biāo)，自擬實(shí)現(xiàn)原理與方案，完成傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、零件加工與配件備置、實(shí)物樣機(jī)裝配與調(diào)試、技術(shù)資料整理與實(shí)踐報(bào)告撰寫等工作。4.機(jī)械類典型實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)案例剖析1）教學(xué)工作組及其任務(wù)確定綜合實(shí)踐任務(wù)與要求——題目與實(shí)踐內(nèi)容（包括：設(shè)計(jì)、制造、裝配、調(diào)試、演示，實(shí)物與報(bào)告【圖紙，實(shí)物照片】），進(jìn)度安排等；準(zhǔn)備分階段專題報(bào)告內(nèi)容與教案：設(shè)計(jì)（選題，方案）、制圖、制造（工藝）、技術(shù)報(bào)告撰寫；對學(xué)生進(jìn)行分階段指導(dǎo)與工作審核;制定綜合考核辦法（考核要點(diǎn)與權(quán)重）：圖紙，報(bào)告，實(shí)物（制作質(zhì)量與功能實(shí)現(xiàn)情況），現(xiàn)場問辯，成員實(shí)際完成工作和貢獻(xiàn)大小對學(xué)生進(jìn)行綜合考核和成績評定.4.機(jī)械類典型實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)案例剖析2）時(shí)間安排2010-2011學(xué)年第2學(xué)期：前16周每周半天集中，后2周全部用于進(jìn)行本綜合實(shí)踐（時(shí)間、地點(diǎn)等安排待定）第18周的后2~3天安排綜合實(shí)踐作品統(tǒng)一展示和答辯與考核（時(shí)間、地點(diǎn)等安排待定）組成若干考核小組，通過現(xiàn)場問辯進(jìn)行考核和成績評定4.機(jī)械類典型實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)案例剖析3）選題主題類：自主確定應(yīng)用場合及功能目標(biāo)門（開閉）機(jī)構(gòu)（單自由度）（設(shè)計(jì)、制造、裝配、調(diào)試、演示）基本要求：門頁與門框之間為非簡單鉸鏈直接連接，利用機(jī)構(gòu)支撐門頁并引導(dǎo)其開閉；動(dòng)力源：電機(jī)，汽缸，液壓缸，人力；應(yīng)用場合不限，門尺寸自定。類型：樓宇自動(dòng)移門、轉(zhuǎn)門；庭院柵欄門、伸縮門；交通工具（如汽車、火車、地鐵、飛機(jī)、輪船等）的出入門、貨倉門、隔斷門；船閘門；等。