浅谈中职学校机电一体化实验室创新建设

林俊欢

[摘 要]时代的进步和科技的发展对中职院校机电一体化的教育教学提出了更高的要求。实验教学是机电一体化专业的重要构成部分，事关中职生实践操作能力的培养，因此，加强机电一体化实验室的创新建设是中职学校当前急切要做的工作。现阐明了机电一体化实验室创新建设的必要性，指出了当前机电一体化实验教学存在的缺陷，并探究了实验室创新建设的相关策略。

[关键词]中职学校;机电一体化;实验室

一、中职学校机电一体化实验室创新建设的必要性

当今社会的快速发展对中职院校毕业生的能力也提出了新的要求，学生除了要牢牢掌握专业基础理论和技术，还要具备一定的创新实践能力和快速学习新知识的能力。若学校的专业实验设备不能满足实验教学需要，将会阻碍学生的发展。因此，加强对中职院校机电一体化实验室的创新建设是适应社会发展的必然选择。此外，实验室的创新建设还要把实验设施和理论教学、实践工程结合起来。经过调查和研究发现，中职院校机电一体化实验室的创新建设主要包括四部分，即以机械制图和工程力学等为主要内容的基础实验室;以单片机实验、自动控制实验等为主要内容的应用实验室;以机械零件、数控机床等为主要内容的专业实验室;以机电一体化的系统综合技术、设计和应用為主要内容的综合实验室。在实验室的创新建设过程中要紧紧围绕机电基础实验室这个中心，遵循先进性以及实用性的原则，凭借科研活动来推动综合实验室的建设发展。此外，在建设实验室的过程中还要关注教学工作和科研设施的统一性。

二、中职院校机电一体化实验教学存在的问题

当前阶段中职院校机电一体化教学普遍存在缺乏实验教学课程、实验课程课时较少、实验设备不足等问题。例如，《液压与气压传动》的学习实验性和操作性极强，若教师在教学过程中只是对基础理论和操作技术进行讲解却不能让学生实地进行实验操作，学生将很难做到对课程所涉及的一些抽象理论进行消化和理解。长期下去，学生难免会产生抵触和厌学情绪，难以实现课程教学的预期目标。另外，实验课程教学内容通常是依据相对应的理论课程来进行设置的，课程之间具有一定的关联，但是实验设置往往忽视了其中的相关性与综合性。可控制性是机电一体化专业课程的特点之一，因此专业开设了很多有关控制的课程，如学习单片机和可编程控制器。在实际教学中，学生往往只能根据所学的理论知识来进行仿真模拟练习，缺乏实验课程，不少学生即使学完了以上课程，也从未接触过真正的单片机。另外，控制实验不能和执行机构进行有效结合，也就不能做到真正的控制。还有，实验室的管理混乱以及实验指导教师专业素养不高也是当下面临的问题。实验室的设备和器材若得不到妥善维护和管理，很容易出现受损或丢失现象，关键设备的缺失将会影响整个实验的进行。此外，大多数学生理论知识扎实，但实践经验不足，需要在教师的引导和启发下进行相关实验，因而指导教师需要具备较高的业务能力，但就目前机电一体化的师资力量来看，不少教师教学能力有待提高，也不乏敷衍了事的教师。

三、中职院校机电一体化实验室建设的规划

机电一体化专业的基础课程主要包括电工和电子技术、机械制图以及机械设计，因而与这三门课程相对应的实验室是必须具备的。在学习上述课程的基础上，还要以CAD为辅助工具，进一步学习单片机、可编程控制器以及自动控制等技术，综合运用所学内容，扩展学生的知识范围，提高学生的见识。据相关调查显示，当下我国的机电从业人员普遍专业技能和理论知识掌握牢固，但却缺乏一定的创新精神，在机电领域取得的原创性创新成果少，在机电工程技术上的模仿性创新也严重不足，我国目前的知识产权核心技术产品的持有量大大落后于西方发达国家，导致机电类企业竞争力不足，阻碍了机电行业的长足发展。近年来，机电一体化技术进入迅猛发展阶段，因而机电从业人员也要紧跟时代发展，提高自身的创新能力和业务能力。中职院校的学生作为未来的接班人，自然也要提高对自身发展的要求。

四、中职院校机电一体化专业的实验教学体系改革

（一） 增设以工程实现为主要内容的课程

所谓的实验创新不仅仅指要拥有现代化的教学实验室，还要将实验与课程内容有效结合起来。例如，自动控制原理是机电一体化专业学习的重要内容之一。在以往的课程教学中，教师往往只关注对时域和频域分析法的理论解释以及推导过程的讲解，而忽略了与其相关的计算机硬件技术的教学，难以达到自动控制技术的教学目标。针对这一问题，目前国际上主要推行两种改革策略。一种是借助PID软件来对两种分析法进行软件仿真模拟;另一种是在课程教学中引入PLC来辅助学生进行分析法的学习，尤其是利用软件编程来替代继电接触器控制系统。以自动控制原理的学习为跳板，后续可以开展电气控制及PLC课程的教学，对可编程控制器的构成、工作原理以及应用开发环境等进行相关介绍，增进学生对PLC的了解。

（二） 充分调动师生的积极性，自行研发实验设备

在机电一体化实验室的创新建设中，还要尝试利用多种途径来提高师生的积极性，使其主动投入到实验设备的研发工作中来。机电一体化技术的突飞猛进要求实验室教学设备也要紧跟时代发展要求，并及时进行补充和更新。通过购买大量的新实验设备来完成实验室的更新工作，这样不但花费了大额资金，加重学校财政负担，而且购入的设备并不一定适用于学校的实验需要。因此，由师生来自行研发教学实验设备无疑是最好的选择。一方面，师生对本校的教学条件和教学设备现状比较了解，能够根据教学需要进行创新建设。另一方面，在研发过程中师生能增进对机电一体化相关技术的理解，有助于今后的教学和工作之路更加顺畅。我校自动线自动机实验室的建设也曾走过弯路，购买了大量实验设备因无相应实训教材及维护，导致设备闲置最后以报废处理。现在校长的牵头及教学部长的带领下，对市场进行调研及参观兄弟学校的实验室，自行开发了一套实训设备，并编写了相应的实训教材，目前该实验室成为机电一体化教学、电工考证培训、竞赛训练、会议等多功能综合实验室。

（三）实验内容的设计是实验创新的重要手段

除了要具备健全的实验设备，打造良好的实验环境之外，还要关注对实验内容的设计。如何设计出科学且合理的实验内容，让学生能够在限定的实验课时内完成老师布置的实验任务，并且进行创新实践是目前机电一体化专业教学面临的难题之一。过去的演示型和证明型的实验不利于实验创新的发展。因此，实验指导教师要尽快适应机电一体化技术的发展和全新的实验环境，结合社会发展的要求，指导学生做好两种实验。其一是做好专业的基础性实验，这也是实验课的主要内容，有助于促进学生的基本实验技能和实验素养的提升;其二则是做好专业的创新性实验，主要包括参与开发项目的课程设计、科研项目的环节、设计和制作比赛等。学生能够在教师的引导和启发下进行一定项目的子项目和模块实验，从而对实验教学进行延伸。這样既提高了学生的实验水平，还增强了学生的实验参与度。

五、中职院校机电一体化实验室创新建设的探索

（一）开设具有不同功能的实验室

1.重视基础性实验室的建设

基础性实验室存在的意义在于学生在学习了机电一体化专业的相关理论之后，能够完成简单的课程实验，在动手实践中，加强对所学理论、概念以及实验目的和实验结果的理解。

2.重视综合性实验室的建设

学生在完成基础课程的相关学习之后，可以尝试结合所学内容进行综合性实验，提高学生的综合实验能力。例如，机电液控制实验便是在完成基础实验的学习后进行的综合实验，学生通过综合实验对理论知识进行深入学习，促进学生深入研究和创新思维的提升。

3.重视创新型设计实验室的建设

实验室要具备健全的实验设施、小型的机械加工器材和电子元器件等，还要具备计算机和网络软硬件平台的独立工作场所。对于在校学习期间表现突出的学生，教师可以对其进行创新实验的指导，鼓励学生多参加各类创新竞赛，申请国家或校内创新奖学金。除此之外，学生在平日学习生活中产生的一些新奇的想法在得到老师允许后也可以进行相关的实验验证，或者寻求教师的建议，围绕可进行创新的内容进行深入研究，制订出可行的实验计划，通过实验来验证实验计划。

（二） 建立和完善实验室管理制度

定期对实验室的实验器材和设备进行维护和检修，对于缺失或损坏的设备及时进行补充和更新，保证实验得以顺畅进行。建立实验室的目的就是为了让学生能有更多的机会来进行实验，因此实验室要进行长时间开放，学校可以采用班级预约和网上预约等形式来申请实验室的使用。此外，学校还应健全学生实验能力的考核制度，激励学生多尝试创新性实验。对于实验能力强、基础理论扎实的学生可以重点培养，指导他们参加校外创新竞赛，与社会企业及相关科研单位进行创新项目合作。

（三） 强化实验指导教师队伍的管理与建设加强

学校要定期组织实验教师接受相关业务培训，促进教师专业能力的提升。同时也要激励教师以指导者的身份参与相关创新竞赛中。还要建立师生互评制度，有效地规范和约束师生行为。

综上所述，当下中职学校机电一体化的实验教学仍存在很多不足之处，因而学校要清醒地意识到实验室创新建设的重要性，抓好实验教学体系改革，建立具备不同功能的实验室，健全和改进实验室管理制度，加强对实验指导教师专业素养的培训，以期为机电一体化专业的学生打造良好的实验教学环境，从而促进机电一体化专业的长效发展。

参考文献：

[1]姜浩，吕志丰，黄贺，等.开放式实验室管理系统的设计与实现[J].实验室研究与探索，2018，29（6）：110-112.

[2]张晨艳，吕淑琴，马建涛.通信工程专业实验室建设及内容创新研究[J].科技资讯，2018（2）：22-23.

[作者单位]

广东省广州市轻工职业学校

（编辑：刘莉琴）