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摘要：理论与实践相结合是现代教学的一个重要环节。针对这一要求，本文主要总结了纺织领域中实践教学的一些方法和经验。以天津工业大学新型纺织机械设计及自动化专业为例，介绍了纺织工艺及机电一体化实验平台的构建以及该实验平台在实践教学中所体现出的实际价值，并分析了构建该实验平台的必要性和可行性。
关键词：纺织工艺；机电一体化；实验平台；实践教学
一、前言
人类认识和发现真理的过程是经过实践-认识-再实践-再认识这一循环往复、螺旋式上升的过程。实践教学是一种重要的教学手段和有效的教学形式，具有其他教学形式不可替代的作用，在培养学生创新能力方面起着重要作用。但是在传统教学中，实践教学是一个薄弱的环节，多数教师都不同程度地只重视理论的讲授和理解能力的培养，而忽视对学生实践动手能力的培养。这对于学生综合素质的提高是十分不利的1]。纺织机械设计专业，是天津工大的特色专业，从1978年成立以来，已走过近30年的历程，为该行业培养了大批的人才。从2003年开始，进行了纺织机械设计专业的教学改革和课程体系的研究，实施六年来取得了一定的成绩，有了培养学生创新能力和科学精神的机制，有了激发学生创新精神和培养创新能力的氛围和环境。但是，要达到培养创新型人才的目的还远远不够，还必须构建起培养学生创新能力的实验平台。实践教学是建立在实验基础上的。离开了实验平台，实践教学就成了一种形式和口号。下面针对纺织专业中传统实践教学存在的问题和在新理念下如何构建新型纺织工艺及机电一体化实验平台的方法、途径进行分析探讨。
二、传统实践教学存在的问题
与理论教学相比，实践教学的组织实施需要投入更多的人力物力，不仅要受到实验场所、仪器设备等条件的限制，而且还要得到社会、企业的支持，操作起来有更大的难度，所以实践教学是当前高校的薄弱环节，存在诸多问题[2]。
1.对实践教学不够重视。长期以来，我国高等教育普遍存在着重知识轻能力、重理论轻实践的落后教育观。过分强调课堂知识的传授，忽视实践教学对素质和能力培养的重要作用，实践教学被摆在次要位置。这种观念造成培养的学生知识面狭窄、动手能力不强，不能适应社会对人才的需求。
2.实践教学队伍力量不足。由于实践教学在当前整个教学体系中长期不受人重视，教学资源分配相对较少，造成实践教学人员的地位和待遇也相对较低，因此难以吸引和留住人才。
3.实践教学经费投入不足。实践教学的各个环节开展都需要经费的支持，而长期以来由于对实践教学的重视不够导致经费投入不足，造成实验室建设严重滞后、学生科研立项数量有限，这些已严重影响实践教学质量。
4.实践教学不成体系。现有的实践教学各环节大多围绕理论教学进行设置，成为理论教学的简单验证，各环节之间缺乏有效的衔接与整合，很多学校尚未建立实践教学体系。
目前，天津工大的纺织机械设计专业本科生开设的专业基础课为《纺织工艺及设备》《测试技术》，专业课为《纺织机械现代设计方法》《纺织机械设计原理》《纺织机械控制技术》等。可开设的实验是各自独立、偏重印证性的实验，这对学生进行综合性、创新性试验构成了瓶颈。而使用的实验设备陈旧，能耗大，噪声大，不能体现现代工业的发展水平，不利于测试和数学模型的简化，且硕士研究生和本专业的博士生能开设的实验也是寥寥无几，特别是结合专业培养目标，即将开设的《机械振动学》、《摩擦学》等课程没有相关的配套实验设施。国内能够生产和制作集纺织工艺、机电一体化及检测于一体的实验平台的厂家尚是一片空白。
为了直观地、综合性地、创新地及前瞻性地把该系专业的课程实验联系起来，激发学生求知欲、动手能力和综合应用知识解决实际问题能力，构建集工艺、机械设计及机电一体化控制、检测技术的综合性创新性实验平台具有十分重要的意义。
三、构建纺织工艺及机电一体化实验平台必要性
随着纺织企业技术改造的进程不断深入，纺织设备的自动化程度不断提高，尤其是机电一体化技术在纺织新设备中的应用，使得纺织企业产品的质量和效益不断提高。原有的实践教学内容已经不适应新时期的高等纺织机电类专业的人才培养目标，为此，在已有实践教学的基础上，开发新的综合实验成为一种必然[3]。
该实验平台的构建，一方面，可把几门专业基础课和专业课的实验有机地结合起来；另一方面，也可作为基础课机原机设、材力理力、金属材料及热处理、机械加工工艺学等课程的教具；一方面，还可开发新的实验平台来满足硕士生、博士生的教研需要。
通过该实验平台，能够更好地与前期的改革相呼应，极大地调动学生的积极性，提高学生创新能力、动手能力和科学兴趣。特别是通过该实验台的研制，可把该项成果转化成生产力，真正地实现教研相长，学能并进，探索出一条走产、学、研的科技创新之路4]，逐步形成完善的能够体现基础性、系统性、实践性和现代化教学内容的工程实践教学体系，同时，建立符合社会需求的实验、实践教学平台。
四、构建纺织工艺及机电一体化实验平台方案
众所周知，当今的纺织机械是最复杂的机械之一，被称为"工艺机械"，它集机、电、气、液、仪器仪表、传感器、检测技术于一体的。机电一体化在纺织机械的应用，着重于PLC、变频器及触摸屏通过设定程序实现不同的卷绕形式。采用模块化设计，集纺织工艺、机械传动、控制技术，检测技术四位一体，满足卷绕工艺要求。而该实验平台源于实际纺织工业的发展，而不苟同于现有的纺织机械，该试验台既有设计理论作支持，又有独立自主、创新开发的成分。因此，该试验平台的研制是切实可行的。构建纺织工艺及机电一体化实验平台的具体方案如下。
1.进行模块化设计，制作一多功能的集纺织工艺、机械传动、控制技术，检测技术于一体的小型卷绕机实验台。
2.满足卷绕工艺要求，实现直边、锥边卷绕；动程长短变化；卷绕角变化；螺距变化；卷绕密度变化；智能防凸、防叠、断头自停，满纱自停等功能。
3.机械部分采用积木式组合，可随意拆装、组合；可设计多种实验方案，满足不同卷绕工艺要求。
4.采用工控机、单片机或PLC+触摸屏三套控制方案；采用步进电机驱动、交流伺服驱动、变频调速驱动的三套方案；采用开环、闭环及混合环控制三种控制方法。
5.采用张力传感器、压力传感器、位移传感器，实现开环、闭环或混合环的控制。
6.利用振动测试系统，进行小波分析、时域分析、频域分析，也可进行功率分配的研究。
研制的实验台便于拆装组合，稳定性要好，可靠性要高；便于简化、建模；便于进行测试分析；便于学生进行安全操作。该实验方案设计先进，理论与实践有机结合，有利于培养科学思维、创新意识和实践能力。符合设计性实验或综合性实验要求。
五、教学效果分析
该实验平台已在机械工程学院新型纺织机械设计及自动化系应用实施，并取得了卓越的效果。该专业的本科生、研究生通过在该实验平台的学习，创新型设计思维得以培养，实践动手能力得到很大的提高，为他们今后的学习和工作奠定了良好的基础。具体总结有以下几点：
1.学生通过实际操作，了解了纺织设备卷绕的工艺原理、工作原理、相关控制理论、调试方法、常见故障诊断及排除方法、维护方法等，在指导教师的指导下，完成实验报告，并能够提出新的见解。
2.实验指导教师有针对性地给学生拟好实验目的、要求和实验条件，合理分组，加强指导。让学生应用掌握的基本理论、基本知识，对纺织设备的局部功能部件进行自动化改造设计或改进设计。
3.自该实验开设以来，很受学生的欢迎，使以前所学的专业基础课和专业课有机地综合起来，突出强调了所学知识在实践中的具体运用，和当前纺织行业设备和技术相适应，针对性强，学生学习兴趣较高。
六、结论
1.集纺织工艺、机电一体化、测试技术于一体的综合性、创新性实验平台，填补国内同类型实验平台的空白。
2.采用模块化设计，积木式组合，可组建多种实验方案，做到一机多用。既可满足本科、硕士、博士的教学实验，又可进行科学研究。
3.加强对学生的理论和实践综合训练，在实践过程中着重培养学生的创新型设计思维和实践动手能力，使学生能在学校的实验平台上体验和学习各种实际生产内容，提高了学生的学习热情和工作经验，从而为社会培养出符合社会发展的应用型和创新型人才。
参考文献：
[1]殷祥超，刘玉庆.改革专业实验教学，培养学生综合素质[J].实验室研究与探索，2003，（2）：31-33.
[2]陈曦碧，吴剑锋，吴立经.论高校实践教学体系的建立与完善[J].实验室科学，2008，（5）：20.
[3]田慧云，张娟.论高校实践教学体系的构建[J].中国电力教育，2006，（4）：63-66.
[4]李丽霞，王玉芳，刘志平.设计性实验教学改革的探索.实验室科学，2007，（4）：42.
关键词：纺织工艺；机电一体化；实验平台；实践教学
一、前言
人类认识和发现真理的过程是经过实践-认识-再实践-再认识这一循环往复、螺旋式上升的过程。实践教学是一种重要的教学手段和有效的教学形式，具有其他教学形式不可替代的作用，在培养学生创新能力方面起着重要作用。但是在传统教学中，实践教学是一个薄弱的环节，多数教师都不同程度地只重视理论的讲授和理解能力的培养，而忽视对学生实践动手能力的培养。这对于学生综合素质的提高是十分不利的1]。纺织机械设计专业，是天津工大的特色专业，从1978年成立以来，已走过近30年的历程，为该行业培养了大批的人才。从2003年开始，进行了纺织机械设计专业的教学改革和课程体系的研究，实施六年来取得了一定的成绩，有了培养学生创新能力和科学精神的机制，有了激发学生创新精神和培养创新能力的氛围和环境。但是，要达到培养创新型人才的目的还远远不够，还必须构建起培养学生创新能力的实验平台。实践教学是建立在实验基础上的。离开了实验平台，实践教学就成了一种形式和口号。下面针对纺织专业中传统实践教学存在的问题和在新理念下如何构建新型纺织工艺及机电一体化实验平台的方法、途径进行分析探讨。
二、传统实践教学存在的问题
与理论教学相比，实践教学的组织实施需要投入更多的人力物力，不仅要受到实验场所、仪器设备等条件的限制，而且还要得到社会、企业的支持，操作起来有更大的难度，所以实践教学是当前高校的薄弱环节，存在诸多问题[2]。
1.对实践教学不够重视。长期以来，我国高等教育普遍存在着重知识轻能力、重理论轻实践的落后教育观。过分强调课堂知识的传授，忽视实践教学对素质和能力培养的重要作用，实践教学被摆在次要位置。这种观念造成培养的学生知识面狭窄、动手能力不强，不能适应社会对人才的需求。
2.实践教学队伍力量不足。由于实践教学在当前整个教学体系中长期不受人重视，教学资源分配相对较少，造成实践教学人员的地位和待遇也相对较低，因此难以吸引和留住人才。
3.实践教学经费投入不足。实践教学的各个环节开展都需要经费的支持，而长期以来由于对实践教学的重视不够导致经费投入不足，造成实验室建设严重滞后、学生科研立项数量有限，这些已严重影响实践教学质量。
4.实践教学不成体系。现有的实践教学各环节大多围绕理论教学进行设置，成为理论教学的简单验证，各环节之间缺乏有效的衔接与整合，很多学校尚未建立实践教学体系。
目前，天津工大的纺织机械设计专业本科生开设的专业基础课为《纺织工艺及设备》《测试技术》，专业课为《纺织机械现代设计方法》《纺织机械设计原理》《纺织机械控制技术》等。可开设的实验是各自独立、偏重印证性的实验，这对学生进行综合性、创新性试验构成了瓶颈。而使用的实验设备陈旧，能耗大，噪声大，不能体现现代工业的发展水平，不利于测试和数学模型的简化，且硕士研究生和本专业的博士生能开设的实验也是寥寥无几，特别是结合专业培养目标，即将开设的《机械振动学》、《摩擦学》等课程没有相关的配套实验设施。国内能够生产和制作集纺织工艺、机电一体化及检测于一体的实验平台的厂家尚是一片空白。
为了直观地、综合性地、创新地及前瞻性地把该系专业的课程实验联系起来，激发学生求知欲、动手能力和综合应用知识解决实际问题能力，构建集工艺、机械设计及机电一体化控制、检测技术的综合性创新性实验平台具有十分重要的意义。
三、构建纺织工艺及机电一体化实验平台必要性
随着纺织企业技术改造的进程不断深入，纺织设备的自动化程度不断提高，尤其是机电一体化技术在纺织新设备中的应用，使得纺织企业产品的质量和效益不断提高。原有的实践教学内容已经不适应新时期的高等纺织机电类专业的人才培养目标，为此，在已有实践教学的基础上，开发新的综合实验成为一种必然[3]。
该实验平台的构建，一方面，可把几门专业基础课和专业课的实验有机地结合起来；另一方面，也可作为基础课机原机设、材力理力、金属材料及热处理、机械加工工艺学等课程的教具；一方面，还可开发新的实验平台来满足硕士生、博士生的教研需要。
通过该实验平台，能够更好地与前期的改革相呼应，极大地调动学生的积极性，提高学生创新能力、动手能力和科学兴趣。特别是通过该实验台的研制，可把该项成果转化成生产力，真正地实现教研相长，学能并进，探索出一条走产、学、研的科技创新之路4]，逐步形成完善的能够体现基础性、系统性、实践性和现代化教学内容的工程实践教学体系，同时，建立符合社会需求的实验、实践教学平台。
四、构建纺织工艺及机电一体化实验平台方案
众所周知，当今的纺织机械是最复杂的机械之一，被称为"工艺机械"，它集机、电、气、液、仪器仪表、传感器、检测技术于一体的。机电一体化在纺织机械的应用，着重于PLC、变频器及触摸屏通过设定程序实现不同的卷绕形式。采用模块化设计，集纺织工艺、机械传动、控制技术，检测技术四位一体，满足卷绕工艺要求。而该实验平台源于实际纺织工业的发展，而不苟同于现有的纺织机械，该试验台既有设计理论作支持，又有独立自主、创新开发的成分。因此，该试验平台的研制是切实可行的。构建纺织工艺及机电一体化实验平台的具体方案如下。
1.进行模块化设计，制作一多功能的集纺织工艺、机械传动、控制技术，检测技术于一体的小型卷绕机实验台。
2.满足卷绕工艺要求，实现直边、锥边卷绕；动程长短变化；卷绕角变化；螺距变化；卷绕密度变化；智能防凸、防叠、断头自停，满纱自停等功能。
3.机械部分采用积木式组合，可随意拆装、组合；可设计多种实验方案，满足不同卷绕工艺要求。
4.采用工控机、单片机或PLC+触摸屏三套控制方案；采用步进电机驱动、交流伺服驱动、变频调速驱动的三套方案；采用开环、闭环及混合环控制三种控制方法。
5.采用张力传感器、压力传感器、位移传感器，实现开环、闭环或混合环的控制。
6.利用振动测试系统，进行小波分析、时域分析、频域分析，也可进行功率分配的研究。
研制的实验台便于拆装组合，稳定性要好，可靠性要高；便于简化、建模；便于进行测试分析；便于学生进行安全操作。该实验方案设计先进，理论与实践有机结合，有利于培养科学思维、创新意识和实践能力。符合设计性实验或综合性实验要求。
五、教学效果分析
该实验平台已在机械工程学院新型纺织机械设计及自动化系应用实施，并取得了卓越的效果。该专业的本科生、研究生通过在该实验平台的学习，创新型设计思维得以培养，实践动手能力得到很大的提高，为他们今后的学习和工作奠定了良好的基础。具体总结有以下几点：
1.学生通过实际操作，了解了纺织设备卷绕的工艺原理、工作原理、相关控制理论、调试方法、常见故障诊断及排除方法、维护方法等，在指导教师的指导下，完成实验报告，并能够提出新的见解。
2.实验指导教师有针对性地给学生拟好实验目的、要求和实验条件，合理分组，加强指导。让学生应用掌握的基本理论、基本知识，对纺织设备的局部功能部件进行自动化改造设计或改进设计。
3.自该实验开设以来，很受学生的欢迎，使以前所学的专业基础课和专业课有机地综合起来，突出强调了所学知识在实践中的具体运用，和当前纺织行业设备和技术相适应，针对性强，学生学习兴趣较高。
六、结论
1.集纺织工艺、机电一体化、测试技术于一体的综合性、创新性实验平台，填补国内同类型实验平台的空白。
2.采用模块化设计，积木式组合，可组建多种实验方案，做到一机多用。既可满足本科、硕士、博士的教学实验，又可进行科学研究。
3.加强对学生的理论和实践综合训练，在实践过程中着重培养学生的创新型设计思维和实践动手能力，使学生能在学校的实验平台上体验和学习各种实际生产内容，提高了学生的学习热情和工作经验，从而为社会培养出符合社会发展的应用型和创新型人才。
参考文献：
[1]殷祥超，刘玉庆.改革专业实验教学，培养学生综合素质[J].实验室研究与探索，2003，（2）：31-33.
[2]陈曦碧，吴剑锋，吴立经.论高校实践教学体系的建立与完善[J].实验室科学，2008，（5）：20.
[3]田慧云，张娟.论高校实践教学体系的构建[J].中国电力教育，2006，（4）：63-66.
[4]李丽霞，王玉芳，刘志平.设计性实验教学改革的探索.实验室科学，2007，（4）：42.