武汉城市学院 机电工程学部 徐陶祎

机器人是最典型的机电一体化产品，也是高校中集电子、控制、机械、计算机等多学科交叉的综合体。在教学过程中，通过对机器人的操作、扩展设计与开发，更易于激发学生的学习兴趣与创新能力，因此，机器人方向的学习与实践是开展机电类专业创新教育的较好选择。建设以机器人与智能制造为主要平台的创新实践教学体系，可以让机电各专业学生更好的将理论只是融合到实践中去，发展多元智能，提升核心素养。

武汉科技大学城市学院机电工程学部“机器人及智能制造”实验中心是专门服务于机器人工程、自动化、机械设计制造及其自动化、工业机器人技术等多个专业本、专科教学和实践的系统平台，是高年级工业机器人、模式识别等专业课程的实践创新基地。经过近 10年的建设发展，我们在实验室建设、创新教学体系建设、校企合作培养等方面积累了一定的经验。

一、实验中心建设定位和配置

工业机器人是智能制造方向特色，重点培养学生在工业机器人操作与编程、工业机器人传感器技术、智能控制、多传感器信息采集与融合等方面的实际应用能力。因此实验中心的建设主要围绕相关课程的实践教学和科研活动展开。

实验中心自2012年开始组建，根据教学实践需要，实验中心包括通示教型教学工业机器人实验室、柔性生产线实验室、虚拟仿真实验室、3D设计与打印实验室、智能制造与加工实验室等，在这些设备的基础上，教师方便开展机器人与智能制造相关的实践教学。

二、阶段化创新实验教学体系

根据智能科学与技术的学科特点，智能机器人实验室提供循序渐进的阶段性系统训练课程：初级课程、中级课程、高级课程，具体开课情况见表1。

表1 “机器人及智能制造”实验中心教学体系图

（一）针对低年级学生的系统化基础工程训练：学生可以利用智能制造与加工、电子电路等基础性实验室，进行学科基本常识与能力的认知和培养，包括计算思维能力、算法设计与分析能力、程序设计能力、开发应用能力等；并能够动手组装和加工简单零件；编写控制软件；获得全方位的、系统化的基础工程训练。

（二）针对中年级学生：可以利用EDA技术、工业机器人、传感检测等专业实验室，进行系统能力的培养，要求学生能够站在系统的全局去看问题、分析问题和解决问题，从而更加深入地学习并实践工业机器人结构与仿真、自动控制、电子电路等学科知识与试验学习结合起来。

（三）针对高年级学生：利用柔性生产线、3D设计与打印、虚拟仿真等实验室，深入研究目前前沿的学科知识，进行人工智能、图像处理、语音识别、机器人运动控制、传感器信息融合、信号处理、模式识别、人工智能等多学科的研究验证，并由专业导师带领，研发学生科研项目，参加各类专业竞赛，进行创新能力培养与提升。

三、校企合作联合培养专业人才

为了贯彻落实教育部“百、千、万”教育工程，深化校企合作、产教融合，推动职业教育健康稳步发展，机电学部通过“引企入校”“专业共建”方式，与工信部人才培养中心及武汉央所教育投资咨询有限公司（以下简称央所教育）开展合作，充分发挥校企双方的优势，培养更多高素质、高技能的实用型人才。

该合作项目充分整合行业、企业和学校的优势资源，形成校企合一、工学一体的技能人才培养新机制，项目达成后，我校可完善工业机器人实训基地建设，同时还可以利用合作企业的资源，共同打造和拓宽学生实践训练平台，为学生创新创业实践提供良好的硬件基础。并可组织学生到企业跟岗实习，引导学生认知工业机器人行业及企业环境，感知企业文化，进一步了解企业经营管理机制，激发学生创新创业热情。

四、实验室发展成果

（一） 提高科研水平，促进实验室良性发展

在带动实验室建设上，科研课题以优势、特色学科为基地，购置大量先进的仪器设备，构建起坚实的实验条件，在完成科研任务的同时，转化为学科教学、科研发展的基础设施，为培养高水平本科人才提供物质支撑。机电工程学部先后申请主持湖北省自然科学基金项目1项、湖北省教育厅科研计划项目7项，院级项目20余项，发表包括SCI、EI检索在内的学术论文100余篇，从而极大促进了“机器人及智能制造”实验中心建设，为实验中心的长期发展创造坚实的物质基础和持续的科研动力。

（二）服务学生科研竞赛，提升创新创业能力

目前，本专业群学生参与的科技竞赛主要有挑战杯大学生科技作品竞赛、3D设计大赛和大学生机械创新设计大赛。这三个大赛都是学生根据大赛命题要求，以团队的方式，在老师的指导下查阅文献资料、设计比赛方案、加工零件、调试程序，将理论知识应用到实践当中，提高他们自身科研创新能力和实践动手能力。特别是在机械设计创新大赛中，机电各专业的学生团结协作，其中自动化专业主要负责机器人的控制与管理，电气工程及其自动化专业负责机器人相关的电气驱动装置，机械设计制造及其自动化专业负责机器人的机械结构设计与工艺，进一步彰显了实验中心建设的意义。大学生通过参与课外科技竞赛，综合应用所学知识，不断提出问题、分析问题、解决问题，同时进行自我学习、自我完善和自我创新。近年来，机电学部学生获得了各级课外科技竞赛奖项200余项，甚至还有学生申请了发明专利，获评湖北省长江学子称号，既为其他学生起到了示范带头作用，也为学院取得了不少的荣誉。

五、未来发展

武汉科技大学城市学院机电学部“机器人及智能制造”实验中心经过近十年的不断探索与实践，找到了一条可持续发展的建设方法，从中积累了一定经验。为了进一步提升实验中心水平和更好促进实验中心可持续良性发展，实验中心未来的发展规划如下：保持和进一步增强实验室传统的竞赛项目水平，重点培育一到两项可以参加到比如挑战杯等代表全国水平的机械创新类比赛项目，将智能制造教学、创新实验和指导老师的科学研究结合在一起，充分利用实验中心软硬件资源，逐渐形成“教学-竞赛-创新实验-研究”的发展模式，以最终提高实验中心的科研水平，重点培育一些符合市场需求，可产业化的创新实验项目，实现实验中心产学研一体化建设。