随着工业物联网、云计算、大数据等新兴技术的迅猛发展,全球制造业迎来了新一轮的工业革命,而中国正处于转型升级的关键时期,企业面临着新的机遇和挑战。工业自动化控制(工控)与工业4.0、智能制造、工业物联网等国家重大战略紧密相关。为适应新一轮工业革命,需要破解工业4.0、智能制造等高端人才技术短缺问题,因此,围绕如何培养适应工业4.0 和智能制造发展趋势且与真实工业环境无缝接轨的创新型高级工程人才,提升工业控制类课程的实验教学水平,2012年,与施耐德电气(中国)有限公司和北京金日创科技股份有限公司联合,建立了中北大学·施耐德电气联合实验室,提供面向智能制造和工业物联网方向的系统解决方案实训实验平台。
成果依托“中北大学·施耐德电气联合实验室建设”、“计算机及应用国家级虚拟仿真实验室建设”、“《“双创”形势下控制类课程实验教学的综合改革》山西省教改项目”和2项校级教改项目,结合产业人才需求及实际应用场景,遵循以学习成果为导向的OBE教育理念,使教育目标、课程规划与教学科研活动持续符合产业需求。以培养能与工程实际接轨的具有较强工程应用能力人才为目标,构建了与真实工业环境一致的4种进阶式先进实验平台,四种不同配置的自动化实验平台有着不同的应用背景,可依次进行实验教学学习、综合提升、工程实践、研发创新;以培养高素质电气及自动化高级工程应用人才为目标,建立了层次性、开放性的工控类课程实验教学体系,全方位提升学生的工程实践能力;以培养研究创新型高级工程人才为目标,建立了产学研深度融合的实验室运行机制,保障了学校教育与市场动态相适应,培养人才与社会内需相匹配,实现了校企双赢的合作目标。
经过多年的努力探索,证实了开放性、集成性、创新性的进阶式实验平台架构和相关工控类课程实验教学内容的取舍、内容的深广度及实验课程的体系能满足专业教学的需要,符合学生培养目标的要求,也符合工业4.0和智能制造等产业的需求,形成了鲜明的特色和可借鉴的实验教学模式,取得了良好的效果。
本成果有效解决了如下教学问题:
1)解决了未能以产出导向为目标构建实验平台,实验室及实验项目与真实工业环境相差甚远的问题;
2)解决了主要为某一模块或单一知识点的实验服务、没有提供系统性解决方案的实验平台问题;
3)解决了未能以学生为中心构建实验教学体系,导致学生学习的自主性和积极性不高的问题;
4)解决了实验平台、实验体系建设、运行机制未能体现持续改进,与快速发展的现代化技术脱节严重的问题。