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面向新工科的MBD-MCU控制系统实验教学研究

张强陈洁

【摘 要】当前高校实验室教学体系难以满足新工科建设和社会对人才的需求，本文从人才培养新要求出发，紧随市

场需求变化，研究适合应用型本科学生的MBD-MCU实验教学体系，最终建设具有学院特色的多专业融合实验室。

新工科；MBD-MCU；多专业融合

【关键词】

为应对新一轮的科技革命和产业变革，近期教育部会“校院系”三级管理模式，随着一些新学科衍生，这些

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同国家发展改革委、工业和信息化部、财政部、人力资源社学科对应的基础设备设施需要较大的资金投入，并且迭代较

会保障发布了《普通高等教育学科专业设置调整优化改革方快，这也就给高校带来较大的经济负担[3]。

案》，方案要求到2025年完成高校学科专业布点20%优化调综上所述，目前高校实验教学体系难以满足新工科建

整，新设一批适应新技术、新产业、新业态、新模式的学科设和社会对人才的需求，在人才培养过程中需进行实验课程

专业[1]。未来新兴产业和新经济所需的人才与传统工科人才体系的改革。本文从人才培养新要求出发，紧随市场需求变

相比，注重工程实践能力、创新能力和具备国际竞争力的高化，研究适合应用型本科学生的MBD-MCU实验教学体系。

素质复合型“新工科”人才。

作为工程机械之都，徐州工程机械产业链齐全、技术二、MBD-MCU控制系统实验教学体系的目标与特色

研发体系完整。然而，“一带一路”战略和国内新基建的需（一）MBD技术的优势

求变化重塑了工程机械产品布局，工程机械市场面临产品、模型驱动设计（ModelBasedDesign，MBD）是一种以

技术的快速升级与变革。随着系统日益复杂和新需求不断变模型为核心的开发技术，如图1所示。在开发过程中，需求

化，工程机械控制系统开发面临诸多挑战，控制系统软、硬分析实现、软件代码生成、功能仿真验证以及后续迭代升级

件开发模式正悄然变化。如何在“新工科”背景下，突破传等工作都围绕着模型展开。MBD技术在软件功能开发中的应

统的实验教学方式，提高学生兴趣与参与度，培养学生实验用使得软件开发难度大幅降低：通过构建模型，可以高效便

的创新能力，成为当前各类高校研究的重点。捷地进行循环验证；自动代码生成工具能直接将验证后的模

型转化为软件代码；应用MBD技术进行软件开发还能实现配

一、研究背景及意义套技术文档的自动化生成。

当前高校实验室的教学体系主要存在问题：

（1）教学模式与人才培养不适配。当前实验课程内容

主要以验证性实验为主，学生只需要根据实验指导书完成实

验内容，缺少设计性实验，无法实现理论内容和实验内容的

关联，与社会生产存在一定的脱节。图1MBD开发流程图

（2）缺乏学科交叉融合。当前高校实验中心的功能模（二）MBD-MCU控制系统实验教学体系的目标

块主要是按照学科边界划分的，这种划分适用于学科初步建本实验教学体系重点关注以下2个目标：

设的时候，但现今学科增多，这种划分将会阻碍学科交叉融（1）实现MBD模式在应用型本科院校的理论教学。随

合服务的功能，在一定程度上造成了相近实验资源的重复积着社会的发展，企业的产品研发模式发生了变化，这些变化

[2]

累与建设。将会直接导致人才需求有所变化。以前，企业更注重招聘具

（3）实验室建设经济