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全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽是經(jīng)教育部高等教育司批準(zhǔn)的面向大學(xué)生的群眾性科技活動(dòng)。大賽的目的在于引導(dǎo)高等學(xué)校在教學(xué)中注重培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)意識(shí)、綜合設(shè)計(jì)能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神;加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)和工程實(shí)踐的訓(xùn)練,提高學(xué)生針對(duì)實(shí)際需求通過創(chuàng)新思維,進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)和工藝制作等實(shí)際工作能力;吸引、鼓勵(lì)廣大學(xué)生踴躍參加課外科技活動(dòng),為優(yōu)秀人才脫穎而出創(chuàng)造條件。特別是對(duì)積極探索機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)改革、全面提高課程教學(xué)質(zhì)量和大學(xué)生綜合素質(zhì)具有非常重要的作用。大賽自2004年舉辦以來,在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)、鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力和提高教學(xué)質(zhì)量等方面取得了豐碩的成果,因此,很多高校已經(jīng)將大賽作為創(chuàng)新教育中的一個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),并嘗試將大賽融入到機(jī)械專業(yè)教學(xué)體系中來[1-2]。
江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院是一所三本性質(zhì)的獨(dú)立學(xué)院,經(jīng)過多年的辦學(xué)實(shí)踐,培養(yǎng)“應(yīng)用型”和“創(chuàng)新型”人才已成為學(xué)院培養(yǎng)目標(biāo)[3-4]。依托學(xué)科開展多種科技競賽活動(dòng)進(jìn)行創(chuàng)新人才和應(yīng)用人才的培養(yǎng)是一種行之有效的辦法[5]。我院于2008年首次參加了第三屆機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽,作品“全自動(dòng)計(jì)量售飯機(jī)”獲得江西省賽區(qū)一等獎(jiǎng),這是江西賽區(qū)唯一獨(dú)立學(xué)院獲獎(jiǎng)作品。改進(jìn)后的第二代作品代表江西賽區(qū)參加全國大賽,榮獲二等獎(jiǎng)。該作品已申請(qǐng)專利,并有一些企業(yè)對(duì)此作品很感興趣,計(jì)劃進(jìn)行市場開發(fā)。在首次參加比賽就取得較好成績的基礎(chǔ)上,我們積極備戰(zhàn),2010年攜3項(xiàng)作品參加了全國第四屆機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽江西賽區(qū)選拔賽,作品“機(jī)械手式機(jī)井救援機(jī)”獲江西省一等獎(jiǎng),“土壤滅火器”獲三等獎(jiǎng),“球型抗風(fēng)暴救生艇”獲優(yōu)勝獎(jiǎng)。“機(jī)械手式機(jī)井救援機(jī)”作為江西省選送項(xiàng)目參加全國比賽,并獲二等獎(jiǎng)。成績的取得,來源于學(xué)生、教師、學(xué)校各方面的努力和堅(jiān)持。在參賽過程中,我們分析問題,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),制定出一套行之有效的操作模式。
一、以賽促學(xué),調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,激勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新欲望
獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生整體素質(zhì)與重點(diǎn)高校相比有較大的差距,與省屬本科院校相比也有一定的差距。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高,厭學(xué)情緒較大,部分學(xué)習(xí)較主動(dòng)的學(xué)生也容易被大環(huán)境同化。在課堂教學(xué)過程中,學(xué)生總是處于被動(dòng)狀態(tài),很難發(fā)揮主觀能動(dòng)性,學(xué)習(xí)興趣提不起來。為了更好將大賽融入到學(xué)生的學(xué)習(xí)生活中,以賽促學(xué),我們進(jìn)行了如下舉措:
(一)成立機(jī)械創(chuàng)新協(xié)會(huì)當(dāng)今大學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)興趣不濃厚,但對(duì)社團(tuán)活動(dòng)卻情有獨(dú)鐘。在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽組織實(shí)施過程中,學(xué)院利用學(xué)生心理作用于2008年成立了機(jī)械創(chuàng)新協(xié)會(huì),吸引了一批對(duì)機(jī)械創(chuàng)新有興趣的學(xué)生,在課余時(shí)間以科研興趣小組為單位開展課外實(shí)踐活動(dòng),包括創(chuàng)新課題討論、校外實(shí)習(xí)基地參觀、小產(chǎn)品制作、基本加工技能培訓(xùn)、學(xué)術(shù)報(bào)告等。實(shí)踐活動(dòng)中,教師以創(chuàng)新理念引導(dǎo)學(xué)生,為學(xué)生提供了足夠的思維發(fā)展空間,放手讓學(xué)生大膽嘗試,充分培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力、自學(xué)能力和動(dòng)手能力。學(xué)生通過課外實(shí)踐活動(dòng),加強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)合作意識(shí),拓寬了機(jī)械創(chuàng)新基礎(chǔ)知識(shí)面。
(二)建立專用實(shí)驗(yàn)室固定的實(shí)驗(yàn)場所是順利開展課外實(shí)踐活動(dòng)的基本保障。江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院在實(shí)驗(yàn)樓建立專門實(shí)驗(yàn)室供學(xué)生使用。此實(shí)驗(yàn)室由機(jī)械創(chuàng)新協(xié)會(huì)管理,配備專門指導(dǎo)教師和常用加工工具如老虎鉗、扳手、電鋸、小型鉆床等,并與學(xué)院實(shí)訓(xùn)中心建立聯(lián)系,利用實(shí)訓(xùn)中心現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行機(jī)械零部件加工并完成創(chuàng)新小產(chǎn)品的制作。這樣學(xué)生可以充分利用課余時(shí)間,有計(jì)劃地開展實(shí)踐活動(dòng),避免了受常規(guī)實(shí)踐教學(xué)的干擾,提高了學(xué)生參與課外實(shí)踐活動(dòng)的自覺性和主動(dòng)性。
(三)定期開展學(xué)術(shù)報(bào)告和專業(yè)講座針對(duì)機(jī)械愛好者定期開設(shè)系列講座如:機(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)、機(jī)械制造技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢、傳感檢測技術(shù)在機(jī)電產(chǎn)品中的應(yīng)用、單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢等,涉及設(shè)計(jì)方法、先進(jìn)制造技術(shù)、測試技術(shù)、控制理論等專業(yè)技術(shù)方面知識(shí)。通過啟發(fā)式、討論式等多種方式,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,引導(dǎo)學(xué)生思考,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。還有一類報(bào)告是由學(xué)生自己主持的,由已畢業(yè)返校的校友和參加過往屆比賽的學(xué)生講述自己的經(jīng)驗(yàn),并對(duì)學(xué)弟學(xué)妹提出期望和告誡。系列講座和學(xué)術(shù)報(bào)告的開設(shè),拓寬了學(xué)生的基礎(chǔ),擴(kuò)大了學(xué)生的知識(shí)面,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維,激勵(lì)了學(xué)生的創(chuàng)新欲望。
二、以賽促教,加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)
教師是培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵,優(yōu)秀的指導(dǎo)教師不僅應(yīng)有較高的理論水平,更需具備較強(qiáng)的動(dòng)手能力和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院是2001年組建的獨(dú)立學(xué)院,師資隊(duì)伍結(jié)構(gòu)不太合理,年輕教師居多,這些教師大多是畢業(yè)后直接進(jìn)入學(xué)校參加教學(xué)和管理工作,動(dòng)手能力和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)都有欠缺。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)比賽周期很長,從項(xiàng)目創(chuàng)意、立項(xiàng)、方案設(shè)計(jì)、具體零部件設(shè)計(jì)、加工制作、試驗(yàn)調(diào)試到參賽答辯準(zhǔn)備等工作,需要指導(dǎo)教師長時(shí)間關(guān)注指導(dǎo)項(xiàng)目,并對(duì)指導(dǎo)教師的綜合能力提出較高的要求。針對(duì)以上問題,學(xué)院在教師培養(yǎng)和提高教師綜合素質(zhì)方面做了很多工作。
(一)加強(qiáng)教師培訓(xùn)江西理工大學(xué)歷來重視對(duì)青年教師的培訓(xùn)工作,通過多種途徑來提高教師的水平。針對(duì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽,安排《機(jī)械設(shè)計(jì)》《機(jī)械加工工藝》《機(jī)電傳動(dòng)控制》《液壓傳動(dòng)》等課程教師參加了教育部高等教育司舉辦的高校教師網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn),通過學(xué)習(xí)先進(jìn)教學(xué)理念和教學(xué)技法,借鑒其他院校的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)來改變教學(xué)觀念,提高教學(xué)水平。鑒于青年教師實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)欠缺、動(dòng)手能力較差等因素,每年利用寒暑假時(shí)間,聯(lián)系實(shí)習(xí)單位,送教師到工廠和企業(yè)進(jìn)行實(shí)地培訓(xùn),專門針對(duì)加工工藝、數(shù)控加工等專業(yè)操作進(jìn)行培訓(xùn)。另外,還與本地的多家機(jī)械加工企業(yè)建立校企合作,定期派教師到生產(chǎn)一線去進(jìn)行實(shí)踐,并在合作單位與工人師傅共同指導(dǎo)完成《機(jī)械加工工藝課程設(shè)計(jì)》等實(shí)踐環(huán)節(jié)。
(二)豐富課堂教學(xué)內(nèi)容,創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)如今大學(xué)教育還是以課堂教學(xué)為主的教育模式,因此課堂教學(xué)水平的高低反映了學(xué)校的建設(shè)水平。江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院針對(duì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽,豐富《機(jī)械原理》《機(jī)械設(shè)計(jì)》等基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容[6-7]。利用校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地、功能實(shí)驗(yàn)室和機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽,形成有較強(qiáng)工程背景的教學(xué)環(huán)境,使直觀式教學(xué)、現(xiàn)場式教學(xué)方式的采用如魚得水。在這樣的教學(xué)環(huán)境下,通過一系列以機(jī)械產(chǎn)品為對(duì)象的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,以及采用大量的源于生活、源于生產(chǎn)一線的案例,使教學(xué)內(nèi)容注入更多的工程因素,達(dá)到基本知識(shí)、基本理論與工程實(shí)際緊密結(jié)合的目的。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力,在課程建設(shè)中對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行擴(kuò)充,在原有傳統(tǒng)機(jī)械零件模型和機(jī)構(gòu)模型基礎(chǔ)上,進(jìn)行機(jī)構(gòu)創(chuàng)新、軸系創(chuàng)新、機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)意組合和慧魚創(chuàng)新設(shè)備的購進(jìn),在試驗(yàn)內(nèi)容上,增加機(jī)構(gòu)創(chuàng)意設(shè)計(jì)、組合式軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)械傳動(dòng)綜合實(shí)驗(yàn)等。
(三)建立教師工人相結(jié)合指導(dǎo)模式鑒于教師、學(xué)生動(dòng)手能力較差,參賽模型或?qū)嵨镏谱鬟^程比較困難這一問題,結(jié)合江西理工大學(xué)實(shí)際情況,制定了教師工人相結(jié)合的指導(dǎo)模式。學(xué)院的目標(biāo)是培養(yǎng)應(yīng)用型人才,因此在實(shí)習(xí)環(huán)境的投入上比較大。學(xué)院有完整的金工實(shí)習(xí)工廠,其中包含了機(jī)加工的全部工種:鉗、車、焊、熱處理和數(shù)控機(jī)床加工,并配備經(jīng)驗(yàn)豐富的生產(chǎn)工人進(jìn)行實(shí)習(xí)指導(dǎo)。利用學(xué)院現(xiàn)有優(yōu)勢,在參賽初期的選題和方案設(shè)計(jì)階段由教師指導(dǎo)完成,在模型或樣機(jī)的加工制作階段,由教師和工人共同指導(dǎo),學(xué)生具體操作完成零部件的加工和參賽樣機(jī)的裝配。
三、以賽促改,制定科學(xué)的教學(xué)計(jì)劃
機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽每兩年一次,不利于學(xué)校教學(xué)計(jì)劃的安排,難以保證每屆學(xué)生都有機(jī)會(huì)參加;比賽籌備時(shí)間太長,從題目的公布到參加地區(qū)預(yù)賽要一年多時(shí)間,容易與正常的課程教學(xué)相沖突;大賽沒有納入教學(xué)計(jì)劃,作品的設(shè)計(jì)、制作場地易與教學(xué)相沖突;大賽對(duì)學(xué)生知識(shí)面要求很廣,涉及的課程多,包括力學(xué)系列課程、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)系列課程、電工電子、計(jì)算機(jī)控制、程序設(shè)計(jì)系列課程、機(jī)械加工工藝等,學(xué)生在低年級(jí)沒有掌握好大賽需要的一些基本知識(shí)和技能,為了完成比賽任務(wù)臨時(shí)抱佛腳,卻又耽誤了新課程的學(xué)習(xí),高年級(jí)學(xué)生又忙于考研和找工作沒有充足的時(shí)間參加大賽。針對(duì)這一問題,楊叔子院士在《再論機(jī)械創(chuàng)新大賽很重要》的報(bào)告中已經(jīng)提出“:這一大賽不是可有可無,建議納入個(gè)性化教學(xué)計(jì)劃,并從體制上加以保證。”鑒于此問題,江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院進(jìn)行了系列教學(xué)改革。
(一)優(yōu)化課程體系針對(duì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽我們已完成省教改課題“培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型機(jī)械專業(yè)人才的綜合課程設(shè)計(jì)改革”(課題編號(hào):JXJG-06-84-1)和校級(jí)教改課題“以創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽為切入點(diǎn)的《機(jī)械原理》教學(xué)改革”的研究工作。通過兩課題的研究在原有教學(xué)計(jì)劃基礎(chǔ)上,針對(duì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽和綜合課程設(shè)計(jì)改革[8],將機(jī)械專業(yè)09級(jí)教學(xué)計(jì)劃中的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)和專業(yè)課程設(shè)計(jì)分別改為機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)(一)、(二)、(三),使之成為連續(xù)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),并在課題的設(shè)置上,增加創(chuàng)新專題,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。在課程設(shè)置上,增加了《機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)》選修課程,開設(shè)互動(dòng)式和討論式教學(xué)環(huán)節(jié),通過參與課堂教學(xué)提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、掌握創(chuàng)新方法。在10級(jí)教學(xué)計(jì)劃中增加了為期一周的《機(jī)械創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)》實(shí)踐環(huán)節(jié),該實(shí)訓(xùn)是基于慧魚創(chuàng)意組合模型和機(jī)構(gòu)創(chuàng)新組合平臺(tái)開展的,意在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和動(dòng)手能力。
(二)提供政策保障、建立激勵(lì)措施學(xué)院教學(xué)改革的重點(diǎn)是放在實(shí)踐教學(xué)改革方面,因此在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和開展課題研究上給予大力支持。江西理工大學(xué)立足學(xué)院實(shí)際,專門成立了由分管科研的副院長任組長,由教務(wù)辦公室主任、各系教學(xué)主任組成的大學(xué)生科技創(chuàng)新領(lǐng)導(dǎo)小組,對(duì)不同渠道、不同學(xué)科、不同類型、不同級(jí)別的賽事,進(jìn)行策劃、組織和管理,統(tǒng)一協(xié)調(diào)參賽學(xué)生、指導(dǎo)教師、方案評(píng)審、作品制作、組織參賽、動(dòng)員宣傳等各項(xiàng)工作,有計(jì)劃有組織地開展學(xué)生課外科技創(chuàng)新活動(dòng),參與各類科技競賽。學(xué)校投資140萬,正在籌建機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室和液壓測控試驗(yàn)系統(tǒng)(含機(jī)械手等設(shè)備)。另外學(xué)院每年對(duì)大賽設(shè)立專項(xiàng)資金支持,保證大賽順利進(jìn)行,對(duì)參賽老師和學(xué)生給予充分的支持和一定的獎(jiǎng)勵(lì)。
四、結(jié)語
“以賽促學(xué)、以賽促教、以賽促改”是各院校開展各項(xiàng)學(xué)科競賽的初衷。江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院通過參加機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽,促進(jìn)了教學(xué)改革,完成多項(xiàng)教改課題的研究,提高了指導(dǎo)教師的理論水平和創(chuàng)新能力。就學(xué)生而言通過參加比賽提高了學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)了創(chuàng)新意識(shí),增強(qiáng)了專業(yè)綜合知識(shí)應(yīng)用能力、工程實(shí)踐能力和就業(yè)競爭實(shí)力。通過參加機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽,顯示了我院的組織能力和科研能力,宣傳了學(xué)校辦學(xué)特色與成果,提高了學(xué)校的知名度和影響力。