基于社会需求的机电一体化专业实验教学改革
中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）29-0075-02
机电一体化是将微电子技术和机械、信息、控制检测与系统技术等多门学科相互渗透、结合形成的一门综合技术学科。目前机电一体化技术和产品已渗透到国民经济的各个领域，成为当今新技术发展的主流。与此同时，社会经济发展对机电一体化人才的需求也与日俱增。[1]培养更多基础知识扎实、动手能力强、富有创新意识的机电类工程创新人才已经成为各高校教学改革的重中之重。
国民经济关键部门迫切需要全面掌握机、电、控制和计算机的机电一体化专业复合型人才。围绕社会对机电一体化人才的需求，提出针对机电一体化专业人才培养进行实验教学改革的研究。该研究可为社会培养更多的机电一体化人才，提高毕业生的专业技能和实践动手能力，提高学生的就业竞争力，增加机电一体化方向毕业生的就业率等提供参考依据。同时，对于进一步提高我国高等院校机电一体化实验教学水平和教学效果具有较好的指导和借鉴意义。
现今实验教学的作用不仅是为了让学生验证所学的各种知识的掌握程度，是否能做到理论联系实际，而且培养学生更强的创新意识与能力，实验教学是必然的途径之一。它也是全面提高学生知识、素质与能力的重要手段。因此，在进行机电一体化专业课堂教学的同时更应该做好其专业的实验教学改革。机电一体化专业的实验教学应该持有“学生为主体”的实验教学观念，而摆脱那些简单的知识传授和验证理论课程内容的传统模式，把培养学生综合运用知识、引导其自主学习、独立系统设计和实践创新能力作为目标，开展实验实践课程体系的改革，提高学生的综合能力。
一、机电一体化实验教学现状分析
目前国内高等院校机电一体化实验教学仍存在一些普遍性的问题。
1.“重理论，轻实验”思想
传统的教学模式往往只注重理论教学而忽视实验教学的重要性。机电类知识体系往往概念抽象、理论繁琐，不同课程的联系很紧密，并且原理图多、文字叙述较抽象，学生又无实物接触，在学习过程中普遍感到枯燥乏味，最后学生学到的机电一体化系统的概念和知识体系就很少，而对于机电一体化专业的理解更是停留在表面层次，并且学生的实验动手能力较差，学生的综合能力得不到全面提高。
2.实验教学体系不够完善
传统实验教学内容只是单课程知识点的验证实验，学生固然可以通过实验掌握和理解单课程知识点的基本原理与应用，但无法掌握不同知识点的协调运用，无法提高学生的综合分析能力和解决能力。[2]
现今大多数高等院校普遍使用的实验教学手段、实验教学的传统模式是以教师作为主体，教师选定所做的实验题目，而学生只是按照实验要求和内容被动进行重复的机械式操作。然而，如果使用这种模式将无法提高学生的自主创新能力。有些实验综合性不强，设计性少，代表性不强，不利于学生自主创新能力的培养，也不能激发学生自主参加实验实践的积极性和创造性，这将会造成学生解决实际问题的能力差。毕业后满足不了社会对机电一体化人才的需求。
3.实验教学条件不够完善
现今大多数高等院校所开设的机电一体化类课程实验往往因为所需要的实验设备体积较为庞大，而且设备的价格又昂贵，所以对机电一体化专业的实验课程所配置的设备都比较少。[3]很多机电一体化专业的实验教学都是演示性教学，在整个实验过程中老师一直在做实验，而学生的任务只负责进行实验观察。即使是动手的实验课，学生也是按照老师要求的顺序重复一遍一遍去做。这样实验教学效果会比较差，使得整个实验就会趋于形式化，学生的分析能力、解决问题能力得不到提高。
4.机电一体化专业实验教学的考核机制不健全
机电一体化传统的实验教学考核方式主要是以考查、实验报告以及实验考察成绩相结合的方式，这样只能通过学生实验报告的完成情况给其打分。[4]如果采用这种考核方式，无法真正体现出学生的实践动手能力，因此可看出传统的考核方式不够合理。
二、机电一体化专业实验教学的基本要求
需要学生强化认识理论知识、验证理论知识的结论；要求学生能基本掌握常规仪器的基本原理与使用方法，而且能学会完成实验的方法和操作步骤；学生能从实验数据的分析中得出反映事物本质的结论；学生能独立书写实验过程，完成实验报告指定内容。
三、机电一体化专业实验教学改革的策略
1.完善现有的实验实践教学体系
专业教师需要充实机电一体化专业实验课程的教学内容，并减少不具代表性的实验，根据专业课程制订合理的实验教学内容，加大动手实验和综合性实验内容，并和理论课程相对应，建立合理的实验教学体系结构（如图1所示），这让学生能在掌握基本理论知识的基础上进行一些相关实验，而且更易掌握机电一体化专业知识和技能。
需要完善机电一体化现有的教学手段，弱化实验实践模式中传统的演示性或验证性实验，尽量加大学生动手的实验实践及综合性实验内容，采取开放式实验教学模式，把学生推到实验的主体位置。在机电一体化实验教学过程中，最好由学生亲自选定所做的实验课题，自己选择需要的仪器设备，制定相关的实验步骤，独立处理和分析实验数据、实验结果。而专业的实验教师只为学生提供实验资料、解答实验问题等方面的服务。 2.改善现有的实验条件
建立以能力培养为主导的实验教学模式，搭建机电一体化专业的三个系列实验室。一是专业基础类实验室，主要针对学生感性认识不足的机械传动和实验的薄弱环节所开设的验证性实验教学课程。二是综合类实验室，主要涉及各专业课的综合实验。三是数控机床、机器人实验室。通过系统有序的实验动手操作，有利于学生掌握实验的基本原理，培养了学生的综合实验能力。
3.制订合理的考核机制
结合机电一体化课程实践教学现有的特点，机电一体化专业的实践课程考核不应该有统一的标准和模式，而是应该结合实验实践教学的手段和方式来灵活设定考核方式。实验实践教学考核可采用能力培养为主考核的方式进行。简单的传统的验证性或者演示性实验，适当减小考核的比重，而一些动手考查较为全面及综合性强的实验，考核的比重就可适当加大；另一方面，可灵活采取现场提问、口试笔试、综合课程实验、课程设计等多种形式来考核，同时可以通过实验技能比赛的方式来激发学生对实验的兴趣。[5]对学生考核的重点不是考查知识的理解程度，而应当重点考核其实践技能的掌握程度和应用能力。
四、实验教学改革的效果
专业教师能将抽象的理论课堂教学转变为实际的实验实践操作，在整个机电一体化专业实验教学的过程中能充分调动学生的主观能动性，增强其实验兴趣，培养学生的分析能力、解决问题的能力，培养学生的动手能力、创新能力和综合实践能力，培养学生的团队协作的精神。
五、结论
本文是基于现今社会需求的机电一体化专业人才提出的实验教学方法及其教学策略的改革，结合了现今大多数国内高等院校机电一体化专业课程教学设置的内容及其实验实践教学现状而提出来的，在一定程度上能有效地提高机电一体化专业课程的教学效果。对于一些理论知识多又深且实践动手能力要求高的课程而言，要不断加强机电一体化专业的实验实践教学工作。
基于社会需求的机电一体化专业实验教学改革涉及到学校的教学管理、师资队伍建设、硬件建设等诸多环节，需不断地研究和探索，培养出更多具有一定理论知识和较强实践能力、适合制造业发展需要的机电一体化技术人才。通过实践教学改革，把实验的主动权交给学生，充分调动学生学习的积极性，这不仅锻炼了学生独立工作的能力，重新整合其知识体系，更能激发其创造性和发散性思维，提高其综合素质。
