“課程內(nèi)容豐富，設(shè)備齊全，培養(yǎng)了我們動(dòng)手、創(chuàng)新能力，課堂成果即制造出簡(jiǎn)單的機(jī)器人，極大增強(qiáng)了我們對(duì)機(jī)器人研究的興趣和自信?！?/p>

“講課內(nèi)容布置合理，能在極短時(shí)間內(nèi)了解增材制造的背景、發(fā)展、原理及實(shí)際應(yīng)用，同時(shí)圖文并茂，視頻輔助加深了印象?！?/p>

“我們對(duì)3D打印技術(shù)了解得較少，基本上沒(méi)有什么基礎(chǔ)，能親手打印一個(gè)自己的模型十分興奮?！?/p>

……

最近，記者來(lái)到了工程創(chuàng)新實(shí)踐中心，不僅看到了新設(shè)備、新環(huán)境，還了解了這里的新思路、新舉措，3D打印、AR、VR、機(jī)器人等帶來(lái)的新變化讓學(xué)生紛紛對(duì)工程創(chuàng)新實(shí)踐中心“點(diǎn)贊”。

突出“創(chuàng)新”與“特色”

工程創(chuàng)新實(shí)踐中心成立于2017年6月，是以工程訓(xùn)練的功能和體系為基礎(chǔ)，以加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐功能、拓展高端裝備智能制造人才培養(yǎng)功能為原則，整合原工程訓(xùn)練中心、大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)實(shí)踐中心和國(guó)家級(jí)高端裝備虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的優(yōu)勢(shì)資源，打造的新型工程創(chuàng)新實(shí)踐中心。這其中，工程訓(xùn)練中心是1999年國(guó)家首批11所工程訓(xùn)練中心之一，并作為機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的主體被批準(zhǔn)為國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，開(kāi)設(shè)有工程訓(xùn)練系列課程和金工系列課程。

“學(xué)生工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是國(guó)內(nèi)外高校都極為重視的任務(wù)，中心的成立是為了讓學(xué)生在工程訓(xùn)練環(huán)節(jié)中更加適應(yīng)科技進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)變革的新形勢(shì)，提升工程創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)的品質(zhì)，推動(dòng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的融合?！惫こ虅?chuàng)新實(shí)踐中心主任、機(jī)電學(xué)院黨委書(shū)記趙航介紹說(shuō)，面對(duì)新形勢(shì)下學(xué)生對(duì)新技術(shù)的實(shí)踐能力培養(yǎng)，中心依托實(shí)、虛的雙國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，采用了“實(shí)-虛”結(jié)合的教學(xué)理念，梳理出了虛輔、實(shí)操和創(chuàng)新的學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)的主線(xiàn)。

中心對(duì)教學(xué)組織進(jìn)行了重新梳理，改革了制造技術(shù)基礎(chǔ)訓(xùn)練部、數(shù)字制造技術(shù)訓(xùn)練部、電工電子技術(shù)訓(xùn)練部，新建了智能技術(shù)訓(xùn)練部和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐訓(xùn)練部，新建了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心、3D打印技術(shù)訓(xùn)練室、H2-VR全息實(shí)訓(xùn)室等共計(jì)10余個(gè)，新增了機(jī)器人、3D打印和虛擬仿真等設(shè)備225臺(tái)套、總值價(jià)值1485萬(wàn)元，目前中心設(shè)備總值3100余萬(wàn)元。同時(shí)，為創(chuàng)造出一個(gè)富有創(chuàng)新精神和人文氣息的環(huán)境氛圍，中心對(duì)公共空間進(jìn)行了改善，重點(diǎn)打造了創(chuàng)客空間、素拓平臺(tái)、陽(yáng)光走廊、休閑水吧、綜合展廳、階梯講臺(tái)等6個(gè)重點(diǎn)區(qū)域。

“在進(jìn)行教學(xué)項(xiàng)目規(guī)劃和建設(shè)時(shí)，我們充分貫徹了以學(xué)生為中心的理念，思考了學(xué)生應(yīng)該從實(shí)踐中學(xué)習(xí)到什么內(nèi)容，讓學(xué)生通過(guò)工程實(shí)踐，帶著問(wèn)題進(jìn)入專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)?！惫こ虅?chuàng)新實(shí)踐中心副主任潘旭東介紹說(shuō)，中心構(gòu)建了四橫（機(jī)械化類(lèi)-電氣和信息化類(lèi)-智能化類(lèi)-綜合創(chuàng)新類(lèi)）三縱（基礎(chǔ)工程實(shí)踐訓(xùn)練-智能制造創(chuàng)新探究和學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐三個(gè)層次）的課程體系，開(kāi)設(shè)項(xiàng)目60項(xiàng)，服務(wù)專(zhuān)業(yè)52個(gè)，每年有學(xué)生5200余人進(jìn)入中心學(xué)習(xí)，每年總?cè)藭r(shí)數(shù)45萬(wàn)，同時(shí)組織創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽21項(xiàng)。如在智能制造創(chuàng)新探究課程設(shè)計(jì)中就強(qiáng)化高端智能裝備制造實(shí)踐能力，設(shè)計(jì)了快速成型、虛擬仿真、智能工廠(chǎng)、機(jī)器人等課程。

學(xué)生自主設(shè)計(jì)成果走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室

機(jī)械產(chǎn)品的拆裝是工程訓(xùn)練中的重要訓(xùn)練內(nèi)容，而隨著機(jī)電產(chǎn)品朝著集成化和復(fù)雜化的方向持續(xù)發(fā)展，機(jī)械結(jié)構(gòu)也日趨復(fù)雜，帶來(lái)了操作復(fù)雜難以被掌握、難以系統(tǒng)化等問(wèn)題。

在工程創(chuàng)新實(shí)踐中心的機(jī)械拆裝訓(xùn)練中，記者看到在一個(gè)沖床模具實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，有學(xué)生正在認(rèn)真地操作著，他一邊利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)顯示的信息進(jìn)行操作，如操作的零件擺放位置、應(yīng)采取的操作等，一邊不時(shí)從旁邊的工具架上選取零件。拆裝作業(yè)完成后，機(jī)器會(huì)判斷結(jié)果是否滿(mǎn)足要求，并給出提示，滿(mǎn)足要求就會(huì)進(jìn)行下一步的拆裝操作，否則重新進(jìn)行操作直至滿(mǎn)足要求，這讓學(xué)生們的興趣大增。這臺(tái)設(shè)備并不是采購(gòu)的，而是學(xué)生自主設(shè)計(jì)的成果。1408105班王佳鈺同學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目就是基于AR技術(shù)的模具拆裝訓(xùn)練系統(tǒng)研制。在潘旭東指導(dǎo)下，成功研制出這臺(tái)系統(tǒng)的王佳鈺認(rèn)為，采用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)改進(jìn)拆裝訓(xùn)練方式，使得被訓(xùn)練者能夠更直觀(guān)、準(zhǔn)確、全面的了解每一步操作的過(guò)程和特點(diǎn)，從而提升訓(xùn)練效率。王佳鈺的成果讓潘旭東靈機(jī)一動(dòng)，“這么好的思路和設(shè)備為什么不能用于學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)?？”就這樣，王佳鈺的成果被制作成了6臺(tái)樣機(jī)，走進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室。

在課程改革過(guò)程，像王佳鈺這種師生自主研究成果被應(yīng)用于學(xué)生實(shí)驗(yàn)的還有許多。如羅慶有同學(xué)的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是基于移動(dòng)AR的車(chē)削訓(xùn)練教學(xué)輔助系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，內(nèi)容包括安全注意事項(xiàng)、教具、訓(xùn)練指導(dǎo)、學(xué)生作品展等，實(shí)現(xiàn)了課前-課中-課后全流程輔助，同時(shí)充分利用手機(jī)的作用，將手機(jī)變?yōu)閷W(xué)習(xí)機(jī)，提升了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)積極性。如在H2-VR全息實(shí)訓(xùn)室中，月球車(chē)月面巡游虛擬操控也是基于我?？蒲谐晒M(jìn)行的轉(zhuǎn)化。

虛實(shí)結(jié)合讓工程訓(xùn)練走向智能化

“掃描二維碼，查看設(shè)備信息。”

“i5M4.2智能立式加工中心設(shè)備簡(jiǎn)介……”

走進(jìn)各個(gè)實(shí)驗(yàn)室，記者在一臺(tái)臺(tái)設(shè)備上發(fā)現(xiàn)了一個(gè)個(gè)數(shù)字化TWIN標(biāo)識(shí)。只要通過(guò)手機(jī)掃描，學(xué)生就可以知曉這個(gè)設(shè)備背后的“秘密”，包括使用方法、設(shè)備參數(shù)等。這種基于CPS（信息物理系統(tǒng)）的思想讓設(shè)備活了起來(lái)，也給學(xué)生提供了一個(gè)自主認(rèn)知設(shè)備的機(jī)會(huì)和條件。

基于CPS的自主設(shè)備認(rèn)知

在本次改革中，中心注意虛實(shí)結(jié)合，這其中不僅包括了基于AR的典型機(jī)械產(chǎn)品拆裝、基于移動(dòng)AR的車(chē)削教學(xué)輔助系統(tǒng)、傳統(tǒng)金工錘升級(jí)為“智造錘”綜合訓(xùn)練等“老樹(shù)開(kāi)新枝”，也包括了新開(kāi)設(shè)的全息型虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)平臺(tái)。中心結(jié)合科研開(kāi)發(fā)了空間極特殊環(huán)境效應(yīng)及宇航空間機(jī)構(gòu)交互設(shè)計(jì)、智能數(shù)控機(jī)床、汽車(chē)虛擬設(shè)計(jì)和裝配3套VR資源。

傳統(tǒng)金工錘升級(jí)為智造錘

VR平臺(tái)采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合沉浸式體驗(yàn)設(shè)備，學(xué)生可以“親身體驗(yàn)”機(jī)械零件、機(jī)器設(shè)備、傳送路線(xiàn)或管理學(xué)應(yīng)用等，讓學(xué)生一目了然地了解復(fù)雜設(shè)備的“底細(xì)”。如在汽車(chē)虛擬設(shè)計(jì)和裝配中，學(xué)生使用交互設(shè)備像在真實(shí)環(huán)境中一樣對(duì)產(chǎn)品的零部件進(jìn)行汽車(chē)裝配操作，在操作過(guò)程中系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)的碰撞檢測(cè)、裝配約束處理、裝配路徑與序列處理等功能，從而對(duì)汽車(chē)的可裝配性進(jìn)行分析、對(duì)零部件裝配序列進(jìn)行驗(yàn)證和規(guī)劃等。在裝配（或拆卸）結(jié)束以后，系統(tǒng)能夠記錄裝配過(guò)程的所有信息，并生成評(píng)審報(bào)告、視頻錄像等供隨后的分析使用。

潘旭東介紹說(shuō)，VR平臺(tái)完全建成后，面向本科生、碩士研究生和博士研究生所支撐的訓(xùn)練項(xiàng)目和課程將達(dá)到35項(xiàng)。

“課堂中，老師講了機(jī)器人歷史、功能，播放了視頻，內(nèi)容豐富精彩。開(kāi)始制作后，發(fā)現(xiàn)還有很多不會(huì)的內(nèi)容，在老師全程輔導(dǎo)下，我們最終制成了一個(gè)可實(shí)現(xiàn)特定功能的機(jī)器人?！标惵锻瑢W(xué)表示，“自己動(dòng)手學(xué)到了很多，很棒的課?！?/p>

工程創(chuàng)新實(shí)踐中心堅(jiān)持以學(xué)生為中心，面向智能制造及創(chuàng)新型、應(yīng)用型、復(fù)合型的創(chuàng)新工程技術(shù)領(lǐng)軍人才培養(yǎng)需求，構(gòu)建創(chuàng)新人才實(shí)踐能力培養(yǎng)的“三位一體”培養(yǎng)模式和教學(xué)體系。該培養(yǎng)體系由基礎(chǔ)工程實(shí)踐訓(xùn)練、智能制造創(chuàng)新探究和學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育三個(gè)模塊組成。

基礎(chǔ)工程實(shí)踐訓(xùn)練面向本科各專(zhuān)業(yè)學(xué)生，給予大學(xué)生以工程實(shí)踐的教育、工業(yè)制造的了解、工業(yè)文化的體驗(yàn)，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的基礎(chǔ)。智能制造探究強(qiáng)調(diào)學(xué)科交叉和知識(shí)的綜合運(yùn)用，針對(duì)智能制造高端裝備的原理、組成、開(kāi)發(fā)和管理，采用“實(shí)虛結(jié)合”的實(shí)踐手段，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人、航空航天裝備等與高端裝備制造相關(guān)的領(lǐng)域的認(rèn)知、了解和掌握，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的深化。學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐貫穿于人才培養(yǎng)全過(guò)程，采用創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程、科技創(chuàng)新、學(xué)科競(jìng)賽和創(chuàng)業(yè)孵化四個(gè)層次逐步深入，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的綜合。

在大學(xué)生雙創(chuàng)（創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)）平臺(tái)建設(shè)方面，中心采用“教學(xué)-創(chuàng)新-競(jìng)賽”一體的過(guò)程培養(yǎng)模式，豐富的科技創(chuàng)新活動(dòng)吸引著從大一年級(jí)到大四年級(jí)的學(xué)生參與其中。大一、大二年度突出創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，開(kāi)設(shè)“機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)及仿真”“機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制作”課程，學(xué)生以項(xiàng)目組的形式自主開(kāi)展設(shè)計(jì)與制作。大一階段依托全國(guó)“歐特克杯大學(xué)生機(jī)械產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)大賽”、大二階段依托“聯(lián)盟杯仿生機(jī)器人設(shè)計(jì)大賽”開(kāi)展創(chuàng)新訓(xùn)練。大三重點(diǎn)在創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，結(jié)合全國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新大賽和相關(guān)學(xué)科專(zhuān)業(yè)的競(jìng)賽，提高工程能力和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。大四重點(diǎn)在將四年所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用并根據(jù)實(shí)際需要，自學(xué)其他知識(shí)，結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)、組織學(xué)生積極參與更高層次（亞太大學(xué)生機(jī)器人大賽和全國(guó)機(jī)器人大賽等）競(jìng)賽活動(dòng)，形成競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力強(qiáng)的機(jī)器人團(tuán)隊(duì)，進(jìn)一步強(qiáng)化創(chuàng)新思維和能力的培養(yǎng)。

大學(xué)生雙創(chuàng)（創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)）平臺(tái)

中心自成立以來(lái)，就一直受到學(xué)校和廣大師生的關(guān)注，校領(lǐng)導(dǎo)多次到中心調(diào)研指導(dǎo)工作。在本科教學(xué)評(píng)估中，評(píng)估專(zhuān)家組在考察完工程創(chuàng)新實(shí)踐中心后說(shuō)：“采用虛實(shí)深度結(jié)合的新的方式進(jìn)行工程訓(xùn)練教學(xué)對(duì)于學(xué)生適應(yīng)信息時(shí)代和智能制造時(shí)代具有重要的意義，哈工大工程創(chuàng)新實(shí)踐中心已經(jīng)進(jìn)行了有益的探索，并取得了收獲。”

本科教學(xué)評(píng)估專(zhuān)家組考察工程創(chuàng)新實(shí)踐中心

還有很多留學(xué)生、柬埔寨和韓國(guó)學(xué)生，中小學(xué)生和市民等慕名而來(lái)，一睹工程創(chuàng)新實(shí)踐中心，體驗(yàn)哈工大的“高科技”。5月31日和6月1日，工程創(chuàng)新實(shí)踐中心先后舉辦了3場(chǎng)歡樂(lè)六一狂歡夜活動(dòng)，讓兒童體驗(yàn)了機(jī)器人、VR平臺(tái)帶給大家的奇妙之旅。

雄關(guān)漫道真如鐵，而今邁步從頭越。談到工程創(chuàng)新實(shí)踐中心未來(lái)的發(fā)展，趙航說(shuō)：“在今后的工作中，中心將在智能制造技術(shù)項(xiàng)目、訓(xùn)練項(xiàng)目的寬廣度、學(xué)科交叉度、教學(xué)效率和效果等方面進(jìn)一步改革和創(chuàng)新，以更好地適應(yīng)世界一流大學(xué)建設(shè)和學(xué)生培養(yǎng)的需要。”

來(lái)源：中國(guó)3d打印網(wǎng)

編輯：董強(qiáng)