張學(xué)昌　江美芬　童森林　楊慧梅　李賢義

[摘 要]實驗教學(xué)示范中心是高校人才培養(yǎng)的重要基地，實驗教學(xué)在學(xué)生的創(chuàng)新能力、實踐能力和創(chuàng)業(yè)精神培養(yǎng)方面具有舉足輕重的作用。浙大寧波理工學(xué)院在機電與能源省級實驗教學(xué)示范中心建設(shè)過程中，根據(jù)浙江省寧波市產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展需求，經(jīng)過10余年建設(shè)，形成了以智能制造為特色，以綜合訓(xùn)練體系層、專業(yè)綜合創(chuàng)新實驗層和學(xué)生實踐創(chuàng)新綜合能力提高層為支撐，以校內(nèi)實訓(xùn)資源共享平臺、教學(xué)科研互動平臺、智能制造實驗教學(xué)平臺和校企共建合作平臺為基礎(chǔ)，實行實驗教學(xué)與理論教學(xué)“五個結(jié)合”的“1345”實驗教學(xué)體系，并在產(chǎn)教融合、實驗室“四個開放”方面探索出具有地方特色的操作路徑，有效地提高了實驗教學(xué)水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量，為機械設(shè)計制造及其自動化國家級“雙一流”專業(yè)建設(shè)提供了強有力的支撐。

[關(guān)鍵詞]實驗教學(xué)示范中心;實驗教學(xué);實踐育人;地方高校

[中圖分類號] G640 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2022）03-0001-04

引言

當(dāng)前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速演進，人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)、新應(yīng)用、新業(yè)態(tài)方興未艾[1]。新科技革命和產(chǎn)業(yè)變革將對人類生產(chǎn)模式、生活方式、價值觀念產(chǎn)生深刻影響。技術(shù)的演進促進工程教育進入了快速和根本性變革期，“以本為本，四個回歸”， 加快建設(shè)高水平本科教育，全面提高人才培養(yǎng)能力，造就堪擔(dān)民族復(fù)興大任的時代新人成為我國高等教育的主旋律[2]。我國普通高等工科院校的人才培養(yǎng)模式面臨重大改革，全面提升本科教學(xué)質(zhì)量，在專業(yè)教學(xué)中淘汰“水課”、打造“金課”以及取消清考，全面整頓本科教學(xué)秩序，讓學(xué)生忙起來、教師強起來、管理嚴(yán)起來、效果實起來[3]。例如，機械專業(yè)復(fù)雜工程問題的解決需要學(xué)生有很強的實踐動手能力，因此在專業(yè)人才培養(yǎng)方案的執(zhí)行過程中，要理論教學(xué)與實驗教學(xué)并舉，充分發(fā)揮實驗教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、實踐能力和創(chuàng)業(yè)精神以及提高學(xué)生人文素養(yǎng)和科學(xué)素養(yǎng)方面的舉足輕重的作用[4]。實驗教學(xué)示范中心是高校人才培養(yǎng)的重要基地[5]，要加強實驗教學(xué)示范中心建設(shè)，為教學(xué)質(zhì)量的提高和人才工程素養(yǎng)的培養(yǎng)提供有力保障。

實驗教學(xué)示范中心建設(shè)要滿足學(xué)校的專業(yè)功能定位和辦學(xué)要求[6-7]，要深化實驗教學(xué)改革，提高實驗教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力[8]。國內(nèi)高校結(jié)合自己的特色在實驗教學(xué)方法與手段、實驗教學(xué)改革思路以及實驗教學(xué)手段的虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化、現(xiàn)代化等方面做了大量探索[9-11]，不斷強化實驗教學(xué)在培養(yǎng)創(chuàng)新人才方面的作用。

浙大寧波理工學(xué)院（簡稱“我?！保?020年轉(zhuǎn)型改制為地方性普通本科院校，其機械類專業(yè)定位于為浙江省8大萬億產(chǎn)業(yè)之高端裝備制造以及寧波246萬千億級產(chǎn)業(yè)集群之高端裝備和關(guān)鍵基礎(chǔ)件，專業(yè)培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實、實踐能力強、綜合素質(zhì)高，能從事高端機電裝備及其自動化技術(shù)領(lǐng)域的設(shè)計制造、應(yīng)用開發(fā)、運行管理等工作的應(yīng)用型人才。其機電與能源省級實驗教學(xué)示范中心（簡稱“中心”）2019年立項為省級重點實驗教學(xué)示范中心。

一、“1345”實驗教學(xué)體系的內(nèi)涵

機電與能源省級實驗教學(xué)示范中心根據(jù)寧波區(qū)域產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展需求，經(jīng)過10余年建設(shè)，已經(jīng)形成了具有“一個特色、三個層次、四個平臺、五個結(jié)合”特點的“1345”實驗教學(xué)體系，構(gòu)建資源共享、教研互動、產(chǎn)教融合的實驗教學(xué)新模式，全面培養(yǎng)機械類學(xué)生的創(chuàng)新思維、實踐能力和工程意識。

“一個特色”：寧波作為全國首批中國制造2025試點城市、長三角制造業(yè)大市，對智能制造人才需求巨大。中心緊密結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)和區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的需求，在智能制造方面形成培養(yǎng)特色。

“三個層次”：構(gòu)建由4大平臺組成的綜合訓(xùn)練體系層，由特色實驗組成的專業(yè)綜合創(chuàng)新實驗層，以及圍繞學(xué)生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的綜合能力提高層。

“四個平臺”：形成校內(nèi)實訓(xùn)資源共享平臺、教學(xué)科研互動平臺、智能制造實驗教學(xué)平臺和校企共建合作平臺。

“五個結(jié)合”：將實驗教學(xué)與理論教學(xué)有機結(jié)合起來，確立實驗教學(xué)的重要地位[12];明確產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)對實驗教學(xué)的需求，把實驗教學(xué)與區(qū)域智能制造產(chǎn)業(yè)特點結(jié)合起來;將科研案例引進實驗，把實驗教學(xué)與科研工作結(jié)合起來，更新實驗教學(xué)內(nèi)容;將實驗教學(xué)的普訓(xùn)性與個性化教育相結(jié)合，體現(xiàn)因材施教的教育理念;將校內(nèi)外的實驗資源相結(jié)合，節(jié)約建設(shè)經(jīng)費，拓展實驗教學(xué)空間。

二、機電與能源省級實驗教學(xué)示范中心的改革與實踐

（一）構(gòu)建層次化、模塊化的基礎(chǔ)實驗教學(xué)體系

根據(jù)所屬學(xué)院的辦學(xué)定位和人才培養(yǎng)目標(biāo)，機電與能源省級實驗教學(xué)示范中心堅持以“鑄基礎(chǔ)、強能力、練實戰(zhàn)、培思維、重對接”為指導(dǎo)思想，建立層次化、模塊化的基礎(chǔ)實驗教學(xué)體系，注重實驗的基礎(chǔ)性、研究性和創(chuàng)新性，提高實驗的綜合性和開放性，構(gòu)建有助于實施基礎(chǔ)實驗技能訓(xùn)練、綜合實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)和具有創(chuàng)新性的多層次實驗教學(xué)體系。

機電與能源省級實驗教學(xué)示范中心在工程訓(xùn)練實踐環(huán)節(jié)構(gòu)建了4年不斷線的包含3個層次的金字塔型工程訓(xùn)練體系，如圖1所示。第一層次為面向大一學(xué)生的基礎(chǔ)認(rèn)知訓(xùn)練，包括單獨開設(shè)的工程訓(xùn)練、力學(xué)實驗和機械基礎(chǔ)實驗，使學(xué)生通過訓(xùn)練，能夠掌握基本的設(shè)備操作辦法及常用機械傳動機構(gòu)的運動原理，并能根據(jù)設(shè)計要求進行傳動機構(gòu)綜合。第二層次為面向大二、大三學(xué)生的工程技能訓(xùn)練，分設(shè)智能制造加工模塊、模具數(shù)字設(shè)計及仿真模塊、機電智能控制模塊、包裝與能源機械模塊，相應(yīng)的課程有智能制造裝備、制造系統(tǒng)感知與決策、精密與超精密加工技術(shù)、精益生產(chǎn)與管理等，在注重實驗先進性的同時強調(diào)實驗的單元化和系統(tǒng)性。第三層次為面向大學(xué)高年級學(xué)生的綜合創(chuàng)新訓(xùn)練，主要是為提升學(xué)生解決實際問題的能力而開設(shè)的一些綜合設(shè)計類實驗及技能訓(xùn)練，包括綜合創(chuàng)新課程設(shè)計、機電創(chuàng)新實驗、大學(xué)生競賽等，并結(jié)合學(xué)院學(xué)生科研訓(xùn)練計劃和各級大學(xué)生競賽的要求對學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力進行培養(yǎng)、鍛煉和提高。

（二）構(gòu)建資源共享、教研互動、產(chǎn)教融合的遞進式實驗平臺（見圖2）

機電與能源省級實驗教學(xué)示范中心的建設(shè)，按機械工程大學(xué)科門類整合優(yōu)化教學(xué)資源，以學(xué)生創(chuàng)新意識和動手能力培養(yǎng)為目標(biāo)，以教育為學(xué)生提升價值為理念，形成層次化、模塊化的教學(xué)實踐體系，貫穿大學(xué)4年，實現(xiàn)教學(xué)科研互動一體化。

1.基于工程能力培養(yǎng)的工科基礎(chǔ)訓(xùn)練實驗平臺

隨著數(shù)字化設(shè)計技術(shù)、計算機仿真技術(shù)、先進制造技術(shù)、自動化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，專業(yè)基礎(chǔ)實踐教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)隨之進行相應(yīng)調(diào)整，以滿足復(fù)合型、應(yīng)用型技術(shù)人才的培養(yǎng)要求。機械類專業(yè)工科基礎(chǔ)訓(xùn)練實驗平臺的重心在于專業(yè)基礎(chǔ)實踐能力的培養(yǎng)，突出強調(diào)通過機械類工程基礎(chǔ)訓(xùn)練，以達到使畢業(yè)生具備解決復(fù)雜工程實際問題能力的培養(yǎng)要求。

2.基于專業(yè)實踐能力培養(yǎng)的專業(yè)訓(xùn)練平臺

作為第二層次的專業(yè)訓(xùn)練平臺，注重專業(yè)知識的實踐應(yīng)用教學(xué)，針對不同層次的學(xué)生、不同類型的實驗內(nèi)容采用不同的教學(xué)方法。通過工科基礎(chǔ)訓(xùn)練實驗平臺的實踐，學(xué)生對實驗教學(xué)和實驗操作要求已經(jīng)有了充分了解，因此教師在教學(xué)中優(yōu)先使用仿真實驗平臺及在網(wǎng)上開展實驗的預(yù)習(xí)系統(tǒng)，以提升學(xué)生獲取知識的能力。學(xué)生具備獨立做實驗的能力后，可以通過預(yù)約進入開放實驗室，在指導(dǎo)教師的陪同下，充分發(fā)揮自身的主觀能動性和創(chuàng)造性，開展設(shè)計性實驗。

教師根據(jù)實驗內(nèi)容合理選擇實驗教學(xué)方法，靈活運用實物演示實驗、數(shù)字仿真實驗等多種手段，讓學(xué)生在掌握實驗方法的同時了解當(dāng)前最新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用情況。

3.基于工程實戰(zhàn)科研能力培養(yǎng)的科研訓(xùn)練平臺

機電與能源省級實驗教學(xué)示范中心以寧波智能裝備產(chǎn)教融合創(chuàng)新示范基地和寧波裝備制造業(yè)產(chǎn)學(xué)研技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟為依托，以65家制造業(yè)龍頭企業(yè)為基礎(chǔ)，緊密結(jié)合寧波地方經(jīng)濟和社會發(fā)展的需要，對接寧波市先進制造產(chǎn)業(yè)，與智能裝備龍頭企業(yè)合作，共建 “理工-奧克斯綠色空調(diào)聯(lián)合工程中心”“寧波高壓節(jié)能液壓元件創(chuàng)新中心”“寧波模具制造創(chuàng)新中心”“寧海智能包裝裝備研發(fā)中心”等4個校企共建聯(lián)合工程創(chuàng)新中心。學(xué)生參與企業(yè)真實工程項目，將專業(yè)知識與工程實踐相結(jié)合。

4.基于實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的綜合創(chuàng)新訓(xùn)練平臺

這個綜合創(chuàng)新訓(xùn)練平臺是實踐教學(xué)體系的最高層次，為提升學(xué)生解決實際問題的能力而開設(shè)的一些綜合設(shè)計類實驗及技能訓(xùn)練，包括綜合創(chuàng)新課程設(shè)計、機電創(chuàng)新實驗、大學(xué)生競賽等，培養(yǎng)過程強調(diào)因材施教，突出“優(yōu)生優(yōu)教”的特色。圖3是中心的智能機器人創(chuàng)新實驗室。

（三）細化過程管理，實施“五個結(jié)合”的實驗教學(xué)，提升學(xué)生的實踐能力

1.將實驗教學(xué)與行業(yè)特色相結(jié)合

機電與能源省級實驗教學(xué)示范中心開設(shè)專業(yè)認(rèn)知實驗，通過實驗室中的機械原理、機械設(shè)計等課程實驗?zāi)Ｐ?，讓學(xué)生認(rèn)識各種典型機構(gòu)的種類、功能、組成，并對常用機械零件有一定的感性認(rèn)識;利用校外實習(xí)基地進行實驗教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生深入寧波制造業(yè)龍頭企業(yè)參觀注塑機、數(shù)控機床、機電液元器件生產(chǎn)等，通過將書本上抽象的機構(gòu)模型和零件與工廠實際設(shè)備相對比，進一步增加感性認(rèn)識和工程意識，提高對專業(yè)課程的學(xué)習(xí)興趣。

2.將實驗教學(xué)與先進制造技術(shù)相結(jié)合

機電與能源省級實驗教學(xué)示范中心結(jié)合我校機械類專業(yè)的特色和優(yōu)勢，實施從設(shè)計、工藝、數(shù)控編程到數(shù)控加工一條龍實訓(xùn)項目，通過逆向工程進行產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計，然后進行工藝分析、裝夾工具確定、數(shù)控程序編制并進行仿真模擬加工，學(xué)生在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行機床操作，加工出所設(shè)計的零件。通過數(shù)字化設(shè)計、工藝分析、產(chǎn)品制造全過程內(nèi)容的綜合訓(xùn)練，讓學(xué)生掌握現(xiàn)代化設(shè)計方法，并能將創(chuàng)新應(yīng)用到產(chǎn)品開發(fā)過程中。

3.將實驗教學(xué)與科研、社會應(yīng)用相結(jié)合

機電與能源省級實驗教學(xué)示范中心讓科研反哺教學(xué)，學(xué)科建設(shè)與專業(yè)建設(shè)相互促進，實驗教學(xué)以學(xué)科為依托，將科研案例引進實驗，如將國家海洋經(jīng)濟創(chuàng)新示范區(qū)項目“新型海洋養(yǎng)殖裝備研發(fā)與服務(wù)中心”的成果列入本科生的“海洋裝備設(shè)計與集成”課程內(nèi)容，將寧波市企業(yè)重大攻關(guān)項目“智能化柔性瓦楞紙板后端包裝生產(chǎn)線”轉(zhuǎn)化為包裝機械綜合訓(xùn)練等。這樣有助于保持實驗教學(xué)內(nèi)容的先進性和創(chuàng)新性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情。

4.將實驗教學(xué)與理論教學(xué)相結(jié)合

為實現(xiàn)讓工程教育回歸工程本身，實驗教學(xué)與理論教學(xué)相互促進，機電與能源省級實驗教學(xué)示范中心將實驗教學(xué)與機械工程實際項目相結(jié)合。比如“智能化柔性瓦楞紙板后端包裝生產(chǎn)線”項目，經(jīng)過企業(yè)的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，目前正轉(zhuǎn)化為自動打包系統(tǒng)，學(xué)生不僅可進行機構(gòu)的方案設(shè)計、運動分析和運動模擬以及傳感器、單片機、PLC與智能控制綜合實驗，而且還可在該自動線上進行重新組合設(shè)計，培養(yǎng)實踐創(chuàng)新能力及工程應(yīng)用能力。

5.將實踐訓(xùn)練與個性化人才培養(yǎng)相結(jié)合

機電與能源省級實驗教學(xué)示范中心以科研創(chuàng)新訓(xùn)練為切入點，鼓勵綜合素質(zhì)和實踐能力不錯的大四學(xué)生直接參與重大科研項目的設(shè)計和部分配件的加工、裝配實踐活動，并將其作為部分機械類專業(yè)本科生的課程設(shè)計或畢業(yè)設(shè)計課題，實現(xiàn)以實踐訓(xùn)練助力人才個性化發(fā)展的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)。

（四）引企駐校、引校進企，打造校企共建共享生產(chǎn)性實訓(xùn)基地

機電與能源省級實驗教學(xué)示范中心以寧波市創(chuàng)建國家級教育與產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新實驗區(qū)和建設(shè)“中國制造2025”試點示范城市為契機，協(xié)同智能制造龍頭企業(yè)建設(shè)寧波智能制造學(xué)院。深入實施產(chǎn)教融合、校企協(xié)同，在教學(xué)培養(yǎng)方案和培養(yǎng)過程中設(shè)置企業(yè)行業(yè)實踐課程和環(huán)節(jié)，實施專業(yè)實習(xí)、專業(yè)課程設(shè)計以及畢業(yè)設(shè)計進企業(yè)。新建4個校企共建聯(lián)合工程創(chuàng)新中心，提升特色學(xué)院人才培養(yǎng)水平，促進智能裝備技術(shù)特色學(xué)科專業(yè)群發(fā)展。

（五）以學(xué)生為中心，打造實驗室“四個開放”運行體系，提高設(shè)備利用率

機電與能源省級實驗教學(xué)示范中心建立開放實驗室，在時間、空間、儀器和內(nèi)容等方面向全校學(xué)生開放，同時進一步提高實驗教學(xué)內(nèi)容的開放性[13-14]，如圖4所示。建立網(wǎng)上實驗預(yù)約系統(tǒng)，這個系統(tǒng)包含與工程訓(xùn)練課程相關(guān)的教程資源、視頻資源、課件資源和試題資源，涉及的課程有金工實習(xí)、工程訓(xùn)練、機械基礎(chǔ)實驗、機電專業(yè)實驗、力學(xué)實驗等，預(yù)習(xí)內(nèi)容覆蓋實驗原理、實驗方法、實驗錄像，還可以進行網(wǎng)上自助預(yù)約、自助完成實驗試題測驗等。

機電與能源省級實驗教學(xué)示范中心制定考評辦法和建立質(zhì)量保障體系。根據(jù)不同職稱、職務(wù)、工種人員的聘任崗位，按照德才兼?zhèn)涞脑瓌t，從德、能、勤、績4個方面進行全面考核。由學(xué)院和人事處等有關(guān)部門負責(zé)全面考核工作，在每年12月份進行。對于長期在實驗室工作的教師、實驗技術(shù)人員的考核，采取自我評定、學(xué)院人事委員會評議、領(lǐng)導(dǎo)簽署意見的辦法進行?？己藘?nèi)容包括實驗教學(xué)、實驗室管理、科研實驗、實驗中心對外服務(wù)工作合理化建議以及在改進實驗教學(xué)工作和管理方面所做出的貢獻等。

三、機電與能源省級實驗教學(xué)示范中心的實踐成效

（一）學(xué)生受益面廣，人才培養(yǎng)成效顯著

機電與能源省級實驗教學(xué)示范中心的服務(wù)范圍以機械設(shè)計制造及其自動化、機械電子工程專業(yè)為主，輻射到我校其他工科專業(yè)，實施了4年，受益學(xué)生達6500余名。

在浙江省“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽、全國大學(xué)生先進成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽、全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽等學(xué)科競賽中獲獎200多項，國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目立項20項，浙江省新苗大學(xué)生科技創(chuàng)新項目立項14項，結(jié)題率100%。參加全國CAD考證及見習(xí)工程師考試的學(xué)生達到500余名，85%的學(xué)生獲得各種證書。200余名學(xué)生進入吉利集團、海天集團等龍頭企業(yè)工作。

畢業(yè)生質(zhì)量高、評價好。近4年，畢業(yè)生一次性就業(yè)率達到98%以上，企業(yè)滿意度達到92%。麥可思相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，畢業(yè)生對專業(yè)的滿意度由86%提高到94%，畢業(yè)生愿意推薦本專業(yè)的比例由65%提升到74%，就業(yè)競爭指數(shù)由84%提升到92%。

（二）實驗教學(xué)培養(yǎng)模式得到企業(yè)、同行認(rèn)可

吉利集團、海天集團、浙江亞太機電等行業(yè)龍頭企業(yè)對浙大寧波理工學(xué)院學(xué)生的工程能力給予充分肯定，并委托專業(yè)進行訂單式人才培養(yǎng);樂歌視訊、宇洲液壓等十幾家寧波企業(yè)在浙大寧波理工學(xué)院設(shè)立專項獎學(xué)金。上海交通大學(xué)、華南理工大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)等高校同行專家對本文所研究的人才培養(yǎng)模式給予高度評價。

四、結(jié)語

浙大寧波理工學(xué)院在機電與能源省級實驗教學(xué)示范中心建設(shè)中踐行教育為學(xué)生提升價值的理念，形成了以“1345”為特色的實驗教學(xué)體系。以實踐教學(xué)模式和手段保證了人才培養(yǎng)的實用性，以制度化、信息化管理保證了人才培養(yǎng)的規(guī)范性，以全方位開放服務(wù)保證了人才培養(yǎng)的自主性。中心運行效果顯著，為人才培養(yǎng)提供了強有力的支撐，為專業(yè)發(fā)展提供了堅實基礎(chǔ)，支撐了機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)成為浙大寧波理工學(xué)院第一個國家級“雙一流”建設(shè)專業(yè)。隨著國家級“雙一流”專業(yè)建設(shè)的推進，中心將向國家級實驗教學(xué)示范中心的目標(biāo)奮力前行。

[ 參 考 文 獻 ]

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[責(zé)任編輯：龐丹丹]