張育林 栗茂林 崔琦 黃寶娟 王娜

摘? 要? 針對(duì)目前工程教育人才綜合實(shí)踐能力欠缺的問題，結(jié)合實(shí)踐教學(xué)中心（工程坊）內(nèi)涵化建設(shè)，進(jìn)一步深化本科生實(shí)踐教學(xué)改革，建設(shè)機(jī)電交叉的創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)，一方面在基礎(chǔ)層面針對(duì)工科本科生開展機(jī)電交叉的實(shí)踐教學(xué)，另一方面面向機(jī)電類科技/學(xué)科競(jìng)賽，構(gòu)建完善的實(shí)踐培訓(xùn)及管理體系，培養(yǎng)具有實(shí)踐能力、綜合能力、創(chuàng)新能力的機(jī)電類工程人才。

關(guān)鍵詞? 工程教育;實(shí)踐教學(xué)中心;機(jī)電交叉;工程能力;科技競(jìng)賽;創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái);創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育

中圖分類號(hào)：G642? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2022）06-0001-06

Construction of Electromechanical Comprehensive Innovative Practical Platform for Engineering Ability Training//

ZHANG Yulin， LI Maolin， CUI Qi， HUANG Baojuan， WANG

Na

Abstract? Combined with the connotative construction of

Practical Education Center （Engineering Workshop）， further deepen the reform of undergraduate practice teaching， strive to build a electromechanical comprehensive innovative prac-

tical platform for solve the problems of lack of comprehen-sive practical ability of engineering talents. On the one hand， carry out the basic electromechanical practice teaching acti-vities for engineering undergraduates; on the other hand， con-

struct a system of practice training and management for elec-

tromechanical science and technology competitions or discip-

line competitions. To cultivate mechanical and electrical engi-

neering undergraduates with practical ability， comprehensive ability and innovative ability.

Key words? engineering education; practical education cen-ter; electromechanical; engineering ability; science and tech-

nology competition; innovative practical platform; innova-tion and entrepreneurship education

0? 前言

目前，工程教育存在工科教育理科化、工程人才綜合實(shí)踐能力缺乏、工科教育核心能力定位不明確、所學(xué)知識(shí)技能與社會(huì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)需求不完全契合等問題，基于新工科建設(shè)理念，高等學(xué)校的實(shí)踐育人工作需要深入推進(jìn)開展[1-3]。結(jié)合西安交通大學(xué)大類招生的培養(yǎng)計(jì)劃，配合實(shí)踐教學(xué)中心（工程坊）的內(nèi)涵化建設(shè)，進(jìn)一步深化本科生實(shí)踐教學(xué)改革，在實(shí)踐教學(xué)中心（工程坊）建設(shè)一個(gè)機(jī)電交叉的創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)，可以更好地利用校內(nèi)各項(xiàng)資源，營(yíng)造創(chuàng)意、創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)氛圍，培養(yǎng)和提升學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識(shí)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，以社會(huì)需求為導(dǎo)向，培養(yǎng)適應(yīng)甚至引領(lǐng)未來(lái)工程需求的機(jī)電類工程人才。

西安交通大學(xué)實(shí)踐教學(xué)中心（工程坊）近年來(lái)指導(dǎo)學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、ROBOCON機(jī)器人大賽、RoboCup機(jī)器人大賽、工程訓(xùn)練綜合競(jìng)賽等各類科技創(chuàng)新類大賽，取得很好的成績(jī)。構(gòu)建機(jī)電交叉創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)，可以更好地發(fā)揮已有優(yōu)勢(shì)，面向機(jī)電類科技/學(xué)科競(jìng)賽，構(gòu)建完善的實(shí)踐培訓(xùn)及管理體系，指導(dǎo)更多學(xué)生積極參與相關(guān)競(jìng)賽，力爭(zhēng)取得更好的競(jìng)賽成績(jī)。機(jī)電交叉創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)是一個(gè)滿足學(xué)生綜合實(shí)踐和參與競(jìng)賽活動(dòng)的物理空間，并配備相應(yīng)設(shè)備、工具和材料等，給參與競(jìng)賽的學(xué)生提供一個(gè)活動(dòng)場(chǎng)所，助力他們?nèi)〉脙?yōu)異的成績(jī)。

1? 平臺(tái)建設(shè)目標(biāo)

機(jī)電交叉創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)旨在推動(dòng)工程教育改革，建立與學(xué)校學(xué)生大類培養(yǎng)相適應(yīng)的機(jī)電綜合實(shí)踐平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)從學(xué)科導(dǎo)向轉(zhuǎn)化為以產(chǎn)業(yè)需求、競(jìng)賽需求、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)為導(dǎo)向，從專業(yè)分割轉(zhuǎn)化為跨界交叉融合，打造工程教育開放融合的新動(dòng)態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力，將人才培養(yǎng)與專業(yè)優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與課程改革相結(jié)合，致力于培養(yǎng)兼具科學(xué)知識(shí)、基本技能和創(chuàng)新能力的機(jī)電復(fù)合人才。

依托機(jī)電交叉創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)，將充分利用和整合現(xiàn)有各類資源，并添置一些設(shè)備和儀器，一是要對(duì)現(xiàn)有的機(jī)電相關(guān)課內(nèi)外實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行擴(kuò)充和改革，進(jìn)一步加強(qiáng)低年級(jí)學(xué)生尤其是工科學(xué)生的機(jī)電相關(guān)實(shí)踐技能和綜合能力的培訓(xùn)，為學(xué)生后續(xù)參與機(jī)電相關(guān)實(shí)踐活動(dòng)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ);二是要與項(xiàng)目活動(dòng)隊(duì)結(jié)合，利用機(jī)電平臺(tái)資源，組織更多的學(xué)生參加機(jī)電相關(guān)的各類競(jìng)賽活動(dòng)，建立可持續(xù)發(fā)展的學(xué)生和師資競(jìng)賽梯隊(duì)，爭(zhēng)取更好的競(jìng)賽成績(jī);三是要與成果孵化機(jī)構(gòu)聯(lián)合，挖掘可孵化的研究成果，鼓勵(lì)更多學(xué)生實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)。B112CC55-18E6-44A4-B536-5D859A531B97

創(chuàng)新平臺(tái)構(gòu)建四個(gè)子平臺(tái)：基礎(chǔ)技能培訓(xùn)平

臺(tái)、綜合項(xiàng)目與實(shí)踐訓(xùn)練平臺(tái)、競(jìng)賽項(xiàng)目實(shí)踐平臺(tái)和產(chǎn)品孵化創(chuàng)業(yè)平臺(tái)。如圖1所示，各個(gè)子平臺(tái)分別以大創(chuàng)項(xiàng)目、學(xué)生競(jìng)賽、課程設(shè)計(jì)、CDIO為目標(biāo)驅(qū)動(dòng)，開展以項(xiàng)目和競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)的多層次實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，相互協(xié)調(diào)與配合，逐層次培養(yǎng)學(xué)生的各項(xiàng)能力：機(jī)電類基礎(chǔ)實(shí)踐技能→機(jī)電綜合實(shí)踐技能→機(jī)電綜合應(yīng)用于科技競(jìng)賽能力→機(jī)電創(chuàng)新作品創(chuàng)業(yè)能力。

2? 平臺(tái)建設(shè)方案

平臺(tái)定位是通過實(shí)踐教育、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，項(xiàng)目指導(dǎo)、競(jìng)賽指導(dǎo)，充分利用校內(nèi)資源，聯(lián)合學(xué)院與企業(yè)以競(jìng)賽為目標(biāo)的工程化創(chuàng)新平臺(tái)。依托機(jī)電交叉創(chuàng)新平臺(tái)，在實(shí)踐教育、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育目標(biāo)和教學(xué)方案的基礎(chǔ)上，面向多學(xué)科（機(jī)械、電氣、能動(dòng)等）聯(lián)合組織實(shí)施實(shí)踐教育、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育過程，包括聯(lián)合開展實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、實(shí)訓(xùn)、競(jìng)賽等實(shí)踐環(huán)節(jié)的基本技能培養(yǎng)，提高學(xué)生的專業(yè)技能和科研能力，以及聯(lián)合訓(xùn)練學(xué)生綜合技能，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)。

在進(jìn)行實(shí)踐、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育過程中，力爭(zhēng)圍繞學(xué)科（機(jī)械、電氣、能動(dòng)等）的科研優(yōu)勢(shì)，經(jīng)過實(shí)踐、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，激發(fā)和升華學(xué)生在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)方面的綜合技能、意識(shí)和精神，讓科技競(jìng)賽成為學(xué)生實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新想法的舞臺(tái)。另外，在一些具有產(chǎn)學(xué)研結(jié)合優(yōu)勢(shì)的方向上發(fā)力，鼓勵(lì)學(xué)生實(shí)現(xiàn)創(chuàng)業(yè)。

平臺(tái)建設(shè)包括創(chuàng)新實(shí)踐體系構(gòu)建、軟硬件平臺(tái)建設(shè)、平臺(tái)管理系統(tǒng)建立、實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)建設(shè)和實(shí)踐教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)等內(nèi)容。軟硬件平臺(tái)構(gòu)建又包括平臺(tái)方案確定、資源整合以及新設(shè)備采購(gòu)等。實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)建設(shè)包括實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容建設(shè)和教學(xué)模式改革創(chuàng)新等。

2.1? 創(chuàng)新教學(xué)實(shí)踐體系構(gòu)建

改革傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，建立實(shí)踐教育培養(yǎng)的目標(biāo)，制定與之相符的教學(xué)方案。在基本技能、專業(yè)技能、綜合技能的培養(yǎng)過程中，充分利用校內(nèi)資源，聯(lián)合學(xué)院優(yōu)勢(shì)制定教育目標(biāo)和教學(xué)方案，重點(diǎn)內(nèi)容如下。

1）圍繞工程教育的基本要求，滿足企業(yè)的工程需求，制定相應(yīng)的基本技能、專業(yè)技能、綜合技能的培養(yǎng)目標(biāo)。

2）合理配置符合工程實(shí)踐認(rèn)知規(guī)律的課程體系，深度參與教學(xué)方案的制定，兼顧通識(shí)實(shí)踐與工程實(shí)戰(zhàn)、理論研究與工程分析、科學(xué)研究與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)三方面能力的培養(yǎng)。

3）一方面進(jìn)一步整合實(shí)驗(yàn)資源，充分利用現(xiàn)有資源建設(shè)高?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái);另一方面還要加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作，拓展專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐平臺(tái)。

2.2? 創(chuàng)新平臺(tái)軟硬件建設(shè)

平臺(tái)軟硬件構(gòu)建內(nèi)容主要包括現(xiàn)有資源整合、新設(shè)備采購(gòu)、場(chǎng)地規(guī)劃布置等工作。整合現(xiàn)有資源，統(tǒng)計(jì)現(xiàn)有機(jī)床和設(shè)備數(shù)量。中心現(xiàn)有普通車床32臺(tái)，普通銑床八臺(tái)、鉗工工作臺(tái)10個(gè)，數(shù)控車床20臺(tái)，數(shù)控銑床四臺(tái)，加工中心六臺(tái)，電火花線切割機(jī)床九臺(tái)，激光切割機(jī)四臺(tái)，激光標(biāo)刻機(jī)一臺(tái)，水切割機(jī)床一臺(tái)，雕銑機(jī)一臺(tái)，以及3D打印機(jī)50余臺(tái)。精密測(cè)量?jī)x器有影像測(cè)量?jī)x一臺(tái)，粗糙度測(cè)量?jī)x兩臺(tái)，3D掃描儀一臺(tái)。中心有專門的計(jì)算機(jī)機(jī)房，配套安裝有常用三維造型軟件SolidWorks、

CAXA和后處理軟件MasterCAM，為數(shù)控設(shè)備和3D打印設(shè)備的運(yùn)行提供了必要的軟件支持。

另外，中心用于教學(xué)的測(cè)控類設(shè)備主要有示波器、數(shù)字信號(hào)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、力測(cè)量系統(tǒng)、溫度測(cè)量控制系統(tǒng)、電梯控制系統(tǒng)、開關(guān)量/模擬量控制模擬系統(tǒng)等，都可以作為實(shí)踐教學(xué)資源實(shí)現(xiàn)共享。

相應(yīng)的教材、課件資料、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書作為實(shí)踐教學(xué)的一部分共享資源使用，同時(shí)在機(jī)電平臺(tái)運(yùn)行過程中選取典型實(shí)踐項(xiàng)目作為創(chuàng)新實(shí)踐的案例進(jìn)行剖析和總結(jié)，為其他項(xiàng)目的開展提供參考。

在充分利用和整合現(xiàn)有各類資源基礎(chǔ)上，考慮到各類比賽加工制作時(shí)間緊，與現(xiàn)有資源所承擔(dān)的課程相沖突的情況，構(gòu)建一個(gè)滿足學(xué)生綜合實(shí)踐和參與競(jìng)賽活動(dòng)的專門的物理空間，并配備相應(yīng)設(shè)備、工具和材料等，給參與競(jìng)賽的學(xué)生提供一個(gè)作品制作的場(chǎng)所。場(chǎng)地方面，規(guī)劃一個(gè)200 m2的物理空間，用于機(jī)電交叉創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)。設(shè)備方面，根據(jù)需求，購(gòu)入專門服務(wù)于活動(dòng)隊(duì)學(xué)生加工使用的數(shù)控機(jī)床（數(shù)控車床、數(shù)控銑床、雕銑機(jī)、鉆床）和通用儀器設(shè)備（示波器、電源、萬(wàn)用表）等，還需為三維設(shè)計(jì)配置相應(yīng)的工作站。材料方面，針對(duì)機(jī)電平臺(tái)綜合項(xiàng)目中的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)搭建與控制項(xiàng)目選取應(yīng)用廣泛的機(jī)械結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)，購(gòu)置運(yùn)動(dòng)平臺(tái)組件，包含機(jī)械構(gòu)件、單片機(jī)、Arduino等控制器，還有直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)以及驅(qū)動(dòng)器等。針對(duì)全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽以及學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，購(gòu)置慧魚零件，改善硬件條件，主要購(gòu)置多自由度機(jī)械手、多傳感器避障小車等功能組合系統(tǒng)，齒輪、凸輪、連桿、齒條以及傳感器等近百種基礎(chǔ)零件。另外，為學(xué)生培訓(xùn)和比賽用準(zhǔn)備一定的加工材料，配置一定數(shù)量的裝配工具及測(cè)量工具。

2.3? 創(chuàng)新平臺(tái)管理系統(tǒng)構(gòu)建

如圖2所示，針對(duì)創(chuàng)新教學(xué)平臺(tái)，建立相應(yīng)的創(chuàng)新平臺(tái)管理系統(tǒng)與網(wǎng)頁(yè)系統(tǒng)，設(shè)置實(shí)踐課程培訓(xùn)管理、實(shí)踐課程考核評(píng)價(jià)、共享資源管理、競(jìng)賽管理以及通知發(fā)布等功能，方便學(xué)生了解實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)最新動(dòng)態(tài)、評(píng)價(jià)考核結(jié)果、資源情況、實(shí)踐課程報(bào)名學(xué)習(xí)、競(jìng)賽相關(guān)信息公布等信息，也能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)教學(xué)多媒體化、資源共享化、信息公開化、管理自動(dòng)化。

2.3.1? 建立實(shí)踐教學(xué)信息化管理系統(tǒng)? 為提高教學(xué)信息化管理水平，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的共享作用和實(shí)驗(yàn)教學(xué)成果的輻射推廣作用，構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，用于發(fā)布實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、報(bào)名及具體安排，方便學(xué)生選擇適合自己的實(shí)踐培訓(xùn)內(nèi)容。

圍繞基礎(chǔ)技能培訓(xùn)、綜合技能培訓(xùn)以及項(xiàng)目和競(jìng)賽實(shí)戰(zhàn)指導(dǎo)三個(gè)層次的教學(xué)實(shí)踐體系，結(jié)合工程教育培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，還需要建立實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量保障體系。實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量與實(shí)踐教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)緊密相關(guān)，需要從教學(xué)理念、教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段等方面形成質(zhì)量保證體系，建立“制度建設(shè)為前提，領(lǐng)導(dǎo)重視為保障，內(nèi)容改革為核心，學(xué)生評(píng)教為基礎(chǔ)，競(jìng)賽成績(jī)?yōu)橹鲗?dǎo)”的實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量保證體系。制定《實(shí)踐教學(xué)管理辦法》《實(shí)踐教師工作職責(zé)》以及《學(xué)生實(shí)踐考核辦法》等一系列制度辦法。B112CC55-18E6-44A4-B536-5D859A531B97

成立由中心領(lǐng)導(dǎo)、校內(nèi)外資深的實(shí)踐教學(xué)與科研突出的教授和專家組成的指導(dǎo)委員會(huì)，負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目審定等工作，充分發(fā)揮其對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的決策和對(duì)示范中心的引導(dǎo)作用。制定一定的競(jìng)爭(zhēng)、激勵(lì)和約束機(jī)制，表彰、獎(jiǎng)勵(lì)認(rèn)真工作的好教師，鼓勵(lì)科研經(jīng)驗(yàn)豐富的教師從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究工作，投身實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，創(chuàng)造教學(xué)成果。

2.3.2? 建立資源共享管理系統(tǒng)? 針對(duì)中心現(xiàn)有的資源，進(jìn)行管理和調(diào)配使用，最大限度發(fā)揮設(shè)備和儀器的作用。制定《實(shí)踐中心機(jī)房管理?xiàng)l例》《實(shí)踐中心設(shè)備使用條例》等規(guī)章制度，建立資源共享管理網(wǎng)站，把整合好的資源包括實(shí)踐教學(xué)資源、儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)室等加以有機(jī)組合和信息化管理，實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)工作的現(xiàn)代化、開放化、高效化和資源共享。通過網(wǎng)站構(gòu)建、管理制度逐步完善、實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源逐步充實(shí)、儀器設(shè)備逐步更新等，更好地保障實(shí)踐教學(xué)資源的共享管理。

2.3.3? 建立競(jìng)賽管理系統(tǒng)? 競(jìng)賽管理系統(tǒng)包括競(jìng)賽相關(guān)信息發(fā)布、競(jìng)賽報(bào)名、競(jìng)賽結(jié)果及競(jìng)賽獎(jiǎng)勵(lì)等信息，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與實(shí)踐培訓(xùn)活動(dòng)，積極參加科技競(jìng)賽，并對(duì)獲得競(jìng)賽獎(jiǎng)勵(lì)的學(xué)生給予一定的獎(jiǎng)勵(lì)，吸引更多的學(xué)生參與其中。

2.4? 創(chuàng)新平臺(tái)實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)建設(shè)

國(guó)外大學(xué)基于工程項(xiàng)目的成功工程教育典范，啟示人們?cè)诠こ倘瞬排囵B(yǎng)中通過項(xiàng)目建立起工程教育與實(shí)際工程之間的緊密聯(lián)系，在實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)上開展四層次的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)。

第一層次是針對(duì)零基礎(chǔ)、實(shí)踐活動(dòng)經(jīng)歷很少的低年級(jí)學(xué)生在較大面積范圍內(nèi)進(jìn)行機(jī)電相關(guān)基本技能的實(shí)踐培訓(xùn)，使學(xué)生熟練掌握基礎(chǔ)技能，起到引導(dǎo)學(xué)生入門、激發(fā)學(xué)生興趣的作用，為學(xué)生后續(xù)的實(shí)踐活動(dòng)打基礎(chǔ)。

第二層次是針對(duì)已掌握一定基本技能的中低年級(jí)學(xué)生進(jìn)行綜合應(yīng)用能力培養(yǎng)，使學(xué)生通過綜合項(xiàng)目實(shí)踐活動(dòng)掌握綜合實(shí)踐技能和一定的開發(fā)能力。

第三層次是對(duì)參加競(jìng)賽的學(xué)生進(jìn)行一定的培訓(xùn)和指導(dǎo)，積極組織學(xué)生參加各類相關(guān)科技競(jìng)賽，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。

第四層次是對(duì)競(jìng)賽或項(xiàng)目的作品進(jìn)行進(jìn)一步開發(fā)孵化，鼓勵(lì)學(xué)生實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)。

2.5? 創(chuàng)新平臺(tái)實(shí)踐教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)

開設(shè)的實(shí)踐培訓(xùn)課程主要由中心現(xiàn)有的教師、工程技術(shù)人員承擔(dān)，還要邀請(qǐng)學(xué)院的教師和企業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行相應(yīng)指導(dǎo)，形成一定規(guī)模的指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)。為了加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)，需要強(qiáng)化與行業(yè)企業(yè)的合作交流，不斷提高教師隊(duì)伍的工程化水平，定期組織教師進(jìn)行研討和交流學(xué)習(xí)，組織相關(guān)教師去其他高?；蛘邌挝粚W(xué)習(xí)調(diào)研，定期組織開會(huì)研討;還要圍繞課程團(tuán)隊(duì)建設(shè)引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，形成結(jié)構(gòu)科學(xué)和可持續(xù)發(fā)展的實(shí)踐教學(xué)隊(duì)伍體系。

3? 基于創(chuàng)新平臺(tái)的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)建設(shè)

3.1? 四層次實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)

貫徹“交叉、融合、開放”的教學(xué)理念，重組基礎(chǔ)、綜合交叉，系統(tǒng)構(gòu)建如圖3所示的由基礎(chǔ)實(shí)踐、綜合實(shí)踐到科技競(jìng)賽相結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)體系，突出課內(nèi)和課外相結(jié)合，培養(yǎng)理論基礎(chǔ)寬厚、學(xué)科知識(shí)先進(jìn)、具有國(guó)際視野、能實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用和解決實(shí)際問題的學(xué)生。

第一層次：基礎(chǔ)技能培訓(xùn)? 第一層次以機(jī)電控制類基礎(chǔ)技能培訓(xùn)為主，針對(duì)零基礎(chǔ)、實(shí)踐活動(dòng)經(jīng)歷很少的低年級(jí)學(xué)生在較大范圍內(nèi)進(jìn)行機(jī)電相關(guān)基本技能的實(shí)踐培訓(xùn)，使學(xué)生掌握機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)、加工工藝與制造技術(shù)、測(cè)控基本方法，培養(yǎng)工程素養(yǎng)，夯實(shí)基礎(chǔ)，引導(dǎo)和吸納更多具備一定能力和創(chuàng)新愿望的學(xué)生進(jìn)入更高層次項(xiàng)目及競(jìng)賽中?；A(chǔ)技能培訓(xùn)分為三個(gè)平臺(tái)模塊，分別是機(jī)械制作基礎(chǔ)模塊、機(jī)械設(shè)計(jì)與加工制造工藝模塊、測(cè)控技術(shù)基礎(chǔ)模塊，如圖4所示。

基礎(chǔ)層次的培訓(xùn)主要利用課內(nèi)的金工實(shí)習(xí)和測(cè)控實(shí)習(xí)課程以及開放實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行，由課程負(fù)責(zé)人牽頭完成。課程設(shè)計(jì)上向競(jìng)賽傾斜，著重于機(jī)械創(chuàng)新大賽與綜合能力大賽相關(guān)的實(shí)踐指導(dǎo)。

第二層次：綜合項(xiàng)目實(shí)踐? 第二層次以第一層次為基礎(chǔ)，針對(duì)已掌握一定基本技能的中低年級(jí)學(xué)生進(jìn)行綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)，構(gòu)建面向競(jìng)賽和綜合項(xiàng)目需求的訓(xùn)練內(nèi)容，使學(xué)生通過較為綜合的機(jī)械、機(jī)電項(xiàng)目培養(yǎng)機(jī)電設(shè)計(jì)與實(shí)踐能力，引導(dǎo)學(xué)生參加學(xué)科、科技競(jìng)賽，目標(biāo)是為工程坊機(jī)電類項(xiàng)目活動(dòng)隊(duì)輸送優(yōu)秀隊(duì)員。綜合項(xiàng)目實(shí)踐平臺(tái)包含三個(gè)平臺(tái)模塊，分別是設(shè)計(jì)與仿真模塊、機(jī)電結(jié)構(gòu)搭建實(shí)踐模塊、機(jī)電系統(tǒng)綜合實(shí)踐模塊，如圖5所示。

第二層次的綜合項(xiàng)目實(shí)踐主要以開放實(shí)驗(yàn)課程、選修課等形式開展。綜合培訓(xùn)層的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容應(yīng)符合競(jìng)賽方向，服務(wù)競(jìng)賽;同時(shí)具有一定的學(xué)生受益面，一定程度上能支持各個(gè)活動(dòng)隊(duì)建設(shè)。開放實(shí)驗(yàn)課程、選修課以教師為主體，實(shí)行任課教師負(fù)責(zé)制?；跈C(jī)電交叉創(chuàng)新平臺(tái)開設(shè)的開放實(shí)驗(yàn)課程、選修課程主題應(yīng)圍繞機(jī)械設(shè)計(jì)競(jìng)賽方向開設(shè)。

構(gòu)建面向部分綜合項(xiàng)目與競(jìng)賽的可以復(fù)用實(shí)踐區(qū)，將三維設(shè)計(jì)與有限元、設(shè)計(jì)與表達(dá)、機(jī)器人搭建與控制、通用運(yùn)動(dòng)平臺(tái)搭建與控制等綜合實(shí)踐項(xiàng)目規(guī)劃在此區(qū)域，區(qū)域內(nèi)設(shè)置實(shí)踐區(qū)、貨架、調(diào)試區(qū)。

第三層次：競(jìng)賽項(xiàng)目實(shí)踐? 大學(xué)生學(xué)科、科技競(jìng)賽已經(jīng)成為深化高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的重要載體，是促進(jìn)大學(xué)生全面發(fā)展的重要平臺(tái)，是推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合的關(guān)鍵紐帶，是高素質(zhì)人才培養(yǎng)的一條有效途徑?？萍几?jìng)賽是整合課內(nèi)外實(shí)踐教育教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神的重要抓手。

第三層次依托于學(xué)科，并以科技競(jìng)賽和大創(chuàng)項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生機(jī)電綜合設(shè)計(jì)與實(shí)踐創(chuàng)新能力，通過項(xiàng)目指導(dǎo)和項(xiàng)目篩選，鼓勵(lì)更多的學(xué)生參與科技競(jìng)賽，培養(yǎng)機(jī)電綜合能力、創(chuàng)新能力、人文精神、項(xiàng)目管理能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等綜合素養(yǎng)，最終形成“堅(jiān)持學(xué)科競(jìng)賽為牽引、創(chuàng)新平臺(tái)為支撐，實(shí)現(xiàn)以賽促學(xué)、以賽促研、以賽促建、以賽促新”的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)新模式。

第三層次的競(jìng)賽項(xiàng)目實(shí)踐中，有的項(xiàng)目是以活動(dòng)隊(duì)團(tuán)隊(duì)的形式參加省級(jí)和全國(guó)競(jìng)賽，如ROBOCON機(jī)器人大賽、節(jié)能車競(jìng)賽、RoboCup機(jī)器人大賽等，以指導(dǎo)教師和隊(duì)長(zhǎng)作為負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)項(xiàng)目日常管理、方案把關(guān)、進(jìn)度掌控等，同時(shí)對(duì)參賽隊(duì)員的人身安全負(fù)責(zé);對(duì)于其他競(jìng)賽和大創(chuàng)項(xiàng)目，通常3～5人一組自由報(bào)名，各參賽組指導(dǎo)教師和組長(zhǎng)履行相應(yīng)職責(zé)。B112CC55-18E6-44A4-B536-5D859A531B97

第四層次：創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)與創(chuàng)新作品孵化? 引導(dǎo)和激勵(lì)高校學(xué)生弘揚(yáng)時(shí)代精神，將所學(xué)知識(shí)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展緊密結(jié)合，加強(qiáng)校企合作。并以第三層次的一些優(yōu)秀作品為基礎(chǔ)，以“互聯(lián)網(wǎng)+”、挑戰(zhàn)杯為切入點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生參加各類創(chuàng)業(yè)類競(jìng)賽，以培養(yǎng)和提高創(chuàng)新、創(chuàng)意、創(chuàng)造、創(chuàng)業(yè)的意識(shí)和能力，促進(jìn)高校學(xué)生就業(yè)創(chuàng)業(yè)教育、創(chuàng)業(yè)實(shí)踐活動(dòng)的蓬勃開展，發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)一批具有創(chuàng)新思維和創(chuàng)業(yè)潛力的優(yōu)秀人才，推動(dòng)大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新。進(jìn)行校企合作，與相關(guān)機(jī)電類公司共建聯(lián)合培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室，探索校企合作方案，不斷細(xì)化與完善聯(lián)合培養(yǎng)模式與方案。

3.2? 實(shí)踐內(nèi)容與教學(xué)方式改革

四層次實(shí)踐內(nèi)容并不是一成不變的，是需要不斷更新升級(jí)的。組織中心教師、實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員與學(xué)院科研經(jīng)驗(yàn)豐富的教師聯(lián)合，不斷將教師的優(yōu)秀科研成果、合作單位真實(shí)項(xiàng)目、學(xué)生競(jìng)賽獲獎(jiǎng)作品加以轉(zhuǎn)化，形成特色實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，從而為學(xué)生實(shí)訓(xùn)、科技競(jìng)賽、創(chuàng)業(yè)實(shí)踐源源不斷地注入更新優(yōu)質(zhì)的實(shí)踐教學(xué)資源。例如：將大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力大賽的賽題“無(wú)碳小車”轉(zhuǎn)化為實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目，將機(jī)械創(chuàng)新大賽的賽題“果蔬采摘機(jī)”轉(zhuǎn)化為實(shí)踐教學(xué)綜合項(xiàng)目，開設(shè)相應(yīng)的綜合項(xiàng)目培訓(xùn)課程，極大地豐富和充實(shí)實(shí)踐教學(xué)資源，也體現(xiàn)實(shí)踐資源的實(shí)時(shí)性。

同時(shí)，實(shí)踐內(nèi)容培訓(xùn)的模式也需要不斷更新改革，不斷挖掘適合學(xué)生進(jìn)行科研實(shí)踐的方法，更有利于學(xué)生參與科技競(jìng)賽。

4? 創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)的成果

創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)構(gòu)建以來(lái)，學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力得以有效提升。以平臺(tái)為載體，共支撐大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目25項(xiàng);在第九屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽中榮獲全國(guó)一等獎(jiǎng)七項(xiàng)、二等獎(jiǎng)兩項(xiàng)，在第三屆中國(guó)高校智能機(jī)器人大賽中榮獲全國(guó)二等獎(jiǎng)兩項(xiàng)，在2020年中國(guó)機(jī)器人大賽中榮獲全國(guó)一等獎(jiǎng)兩項(xiàng)、二等獎(jiǎng)四項(xiàng);工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽、研究生機(jī)器人大賽等各類競(jìng)賽獲獎(jiǎng)30余項(xiàng);優(yōu)秀的創(chuàng)新作品授權(quán)發(fā)明專利五項(xiàng)，申請(qǐng)發(fā)明專利六項(xiàng)。在各類實(shí)踐活動(dòng)和比賽中，學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力得到有效提高，指導(dǎo)教師在實(shí)踐教學(xué)過程中也不斷提高了教學(xué)能力和業(yè)務(wù)水平。

5? 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)新時(shí)代背景下國(guó)家、行業(yè)、產(chǎn)業(yè)及社會(huì)對(duì)高素質(zhì)人才的發(fā)展需求，構(gòu)建面向工程能力培養(yǎng)和科技競(jìng)賽的分層次、漸進(jìn)式機(jī)電交叉創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，推動(dòng)工程教育改革，實(shí)現(xiàn)從學(xué)科導(dǎo)向轉(zhuǎn)化為以產(chǎn)業(yè)需求、競(jìng)賽需求、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力。在實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)上規(guī)劃四層次人才實(shí)踐培養(yǎng)方案，從專業(yè)分割轉(zhuǎn)化為跨界交叉融合，將人才培養(yǎng)與專業(yè)優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與課程改革相結(jié)合，改革實(shí)踐教學(xué)模式，培養(yǎng)兼具科學(xué)知識(shí)、基本技能和創(chuàng)新能力的機(jī)電復(fù)合人才。■

參考文獻(xiàn)

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*基金項(xiàng)目：西安交通大學(xué)本科實(shí)踐教學(xué)改革研究專項(xiàng)項(xiàng)目“工程訓(xùn)練測(cè)控實(shí)訓(xùn)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)”（項(xiàng)目編號(hào)：19SJZX37）。

作者：張育林，西安交通大學(xué)實(shí)踐教學(xué)中心（工程坊），高級(jí)工程師，研究方向?yàn)闄C(jī)器人、機(jī)械電子工程;栗茂林，西安交通大學(xué)實(shí)踐教學(xué)中心（工程坊），高級(jí)工程師，研究方向?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)與制造;崔琦，西安交通大學(xué)實(shí)踐教學(xué)中心

（工程坊），工程師，研究方向?yàn)楣こ虒?shí)踐教學(xué)及工程實(shí)踐中人文素質(zhì)的培養(yǎng);黃寶娟，西安交通大學(xué)實(shí)踐教學(xué)中心（工程坊），高級(jí)工程師，研究方向?yàn)闇y(cè)控技術(shù);王娜，西安交通大學(xué)實(shí)踐教學(xué)中心（工程坊），高級(jí)工程師，研究方向?yàn)閮x器及測(cè)控技術(shù)（710049）。B112CC55-18E6-44A4-B536-5D859A531B97