教育創(chuàng)新、培養(yǎng)創(chuàng)新人才是現(xiàn)代高等教育改革的新要求,西安工業(yè)大學的工程師計劃與教改實驗班試點正是適應這一形式的教學改革。學生的創(chuàng)新能力是通過動腦思考和動手實踐,將理論知識與實踐相結合,從切身體驗中逐步發(fā)展起來的[1]。大學生的課外創(chuàng)新活動,在創(chuàng)新人才的培養(yǎng)中具有發(fā)展學生個性的特殊功能,開放實驗室建設,為學生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)搭建了一個重要平臺。
全國的各項賽事對培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新能力起到了不可低估的作用,給了學生一個展示創(chuàng)新能力的舞臺。大學生機械創(chuàng)新設計大賽[2]為工科大學生提供了一個很好的鍛煉平臺,使大學生綜合素質得到了提升,社會競爭力增強,為就業(yè)和創(chuàng)業(yè)打下了良好基礎[3,4]。
高校大學生參加各項賽事是一項辛苦又富有挑戰(zhàn)性的工作,由于缺少從事科技創(chuàng)新工作的經(jīng)驗,在選題、計劃、參賽、團隊協(xié)作等方面遇到困難,這些需要指導教師的悉心指導[5]。對于指導教師來說,通過指導學生競賽,可以和本校學生培養(yǎng)師生友誼,可以跟兄弟院校同行強化聯(lián)系,也可以提高教學前瞻性和科研水平,同時也提高了自身成就感和自豪感。如何吸引和指導大學生通過參加大賽,培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力,成為指導教師的必修課[6,7]。筆者通過多年來組織參加各項賽事和指導學生參加多項賽事,根據(jù)自身的體驗,針對大學生機械創(chuàng)新設計大賽得出了幾點體會,希望能對同行有所啟發(fā)。
1 指導學生圍繞大賽主題進行作品選題
全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽從第二屆開始設定大賽主題,學生提交的作品必須符合大賽主題。指導學生選題時應注意充分發(fā)揮學生的主觀能動性和興趣愛好,學生的選題也許會存在一些問題,但千萬不要輕易否定學生以免打擊他們參與創(chuàng)新活動的積極性。一個作品從構思到成形,要經(jīng)過差不多一年的時間,在這個過程中,學生有能力發(fā)現(xiàn)初的不足,指導教師可以在原理上、技術上提供建議,使作品實現(xiàn)預定功能。
2 指導學生以項目為基礎組隊
機械創(chuàng)新設計大賽是對學生綜合素質的考驗。從知識結構上來講,不僅涉及到了學科基礎知識,比如《機械制圖》等,也涉及到了一些專業(yè)性較強的知識,比如加工制作;從技術層面上來講,涉及多個學科領域,比如工業(yè)設計、控制、電子、液壓、機械等;從實施角度來講,不僅包括經(jīng)費的使用,也包含作品的講解和展示;從執(zhí)行角度來講,除了考驗學生的專業(yè)能力之外,還考驗學生的團隊協(xié)作精神。基于此,我們在組建團隊時好以大三學生為主組隊,因為大二學生雖然熱情度很高,但是所學專業(yè)知識有限,恐難以勝任,而大四學生雖然具備了足夠了專業(yè)知識,但是由于面臨畢業(yè)等諸多壓力,很難將更多的精力投入其中,因此,佳的安排便是組隊時遵循自愿的原則盡量選擇大三的學生,大三學生級具有了比大二學生更扎實的專業(yè)知識,也沒有面臨大四學生的畢業(yè)壓力。
通過指導學生以項目為基礎組隊,不僅能夠提升學生們的專業(yè)素養(yǎng),更重要的是在推進項目順利開展的過程中還能夠培養(yǎng)學生們的組織能力和團結協(xié)作精神。
3 指導學生利用信息檢索工具,提高信息檢索能力
在設計方案論證過程中,指導學生根據(jù)自己的設計選題進行文獻資料檢索,了解自己的選題是否有人做過,如果產(chǎn)品已經(jīng)生產(chǎn)出來,可考慮其還存在什么問題,由此確定所選題目的可行性。有的學生學習了《信息檢索》課程,能夠較熟練地上網(wǎng)查閱文獻,但在機械創(chuàng)新設計大賽方面的文獻是有限的,如何把文獻資料和自己的作品相結合,指導教師應該給項目組予以指導,使學生能夠得到熟練應用網(wǎng)絡和紙制圖書資料,快速而準確地獲得所需信息能力的培養(yǎng)和鍛煉。
4 指導提高對專業(yè)知識的綜合運用能力
機械創(chuàng)新設計需要用到多方面的專業(yè)知識,首先學生必須清楚各類加工工藝,了解其利弊;其次學生還應該清楚各類材料的性能和價位,科學合理地選用材料。
在設計方案確定后,應著手繪制零件圖和裝配圖。參賽選手必須有一定的繪圖能力,在作品設計制作過程中,學生的設計圖紙不僅僅給教師看,而是要直接進入生產(chǎn)環(huán)節(jié),所以圖紙必須是能經(jīng)得起實踐檢驗的。這就要求參賽的學生必須認真細致地繪制圖紙,如此整個賽程下來,參賽學生的繪圖能力一定能夠得到大大提升。
從方案設計到作品的加工制作,需要用到多門專業(yè)知識及專業(yè)技能,比如“電工、電子技術”、“機械制造工藝”、“互換性與測量技術”、“機械設計”、“機械原理”、“工程材料”、“材料力學”、“理論力學”等。學生們通過參加機械創(chuàng)新設計大賽能夠有效提升自身綜合運用各類專業(yè)知識的能力。
指導教師要在技術上指導學生完成上述課程內(nèi)容的學習及知識積累,在整個項目運行階段作好“領路人”和“護送者”。
5 指導學生依據(jù)大賽要求進行文檔整理, 提高科技寫作能力
在參賽作品完成后,還要書寫完整規(guī)范的設計說明書,錄制作品介紹視頻。設計說明書要符合科技文章的寫作要求,既能清晰、透徹地說明設計意圖、機構的工作原理,又要言簡意賅。在答辯時學生應能夠清晰、準確地回答出評委教師提出的各種問題,要有一定的語言表達能力和應變能力。
指導教師在這個過程中要對指導學生學習相關技術文檔寫作,學習制作PPT,學習視頻錄像的錄制與影視文件的制作技術。
還要指導學生掌握一些必要的答辯技巧,在參賽答辯時應理順設計思路,認真組織語言,編寫答辯提綱,還要有針對性地對評委教師可能提出的問題作必要的準備。這個過程鍛煉并提高了大學生的科技寫作和語言表達能力。
有的作品具有較高的實用價值,指導教師可引導學生申請發(fā)明或實用新型,教給學生文檔寫作技巧等。
6 指導學生動手實踐,鍛煉實際動手能力
機械創(chuàng)新設計活動的整個過程以學生為主,教師指導為輔,參賽作品基本是由學生自己動手制作完成。作品所用的零部件、標準件、輔助件、電氣元器件的購置、加工,整體裝配、調試全部由學生自己參與完成,這樣不僅鍛煉了學生的實際動手能力,也提高了學生的實踐技能。
機械電子、機械設計、機械制作開放實驗室學生的作品制造階段,全面對學生開放,指導教師在這個過程中要在部件采購、動手技巧和安全方面給學生提供指導和幫助,使學生能較熟練地使用各種加工工具和加工設備,能夠加工制作出較為合格的作品。
7 在指導中著意培養(yǎng)學生艱苦創(chuàng)業(yè)精神和團結協(xié)作精神
大賽在學生的正常學習階段進行,而學生有著繁重的學習任務,不可能全天候地去搞機械大賽,所以時間緊、任務重,他們必須利用業(yè)余時間去進行方案的論證及作品的加工制作。這對學生艱苦創(chuàng)業(yè)的精神和頑強進取的意志品質要求很高,學生們只有具備這些優(yōu)良品質才能堅持下去完成比賽。
為調整學生在參賽過程中的心理狀態(tài),克服放棄參賽的想法的產(chǎn)生,指導教師在進行專業(yè)技術指導的同時密切注意學生的心理動態(tài)。遇到困難時,引導學生分析原因、分解困難、逐一解決。在提高學生針對實際需求進行設計、制作等實際工作能力的同時,逐步建立學生的自信心,并適時給學生減壓,讓學生在寬松的氛圍中參加比賽。
大賽作品鼓勵學生以團隊的形式進行申報,機械創(chuàng)新設計大賽一般為3 到5 人一組,在有限的時間內(nèi)要進行方案的設計、改進、技術難題的解決,往往不是一個人能完成的,而是集體智慧的結晶。在為共同目標協(xié)同作戰(zhàn)的過程中,群策群力,每個成員都自覺地承擔著相應的責任,對自己負責,對他人負責。在合作中他們建立了深厚的友誼,增強了集體榮譽感和協(xié)作精神。具備了這種合作素質,也一定能夠更好地肩負起時代賦予的責任。指導教師要在指導中制造環(huán)境,培養(yǎng)學生的艱苦創(chuàng)業(yè)精神和團結協(xié)作精神。
8 結束語
通過10 余年開展大賽的組織與指導實踐活動,學生參與課外科技活動和競賽類科技創(chuàng)新的積極性大大提高,學生創(chuàng)新意識和設計能力不斷增強,對學生積極參與其他大賽活動起到輻射帶動作用,促進了該校人才培養(yǎng)質量的進一步提升。該校自2004 年以來參加了歷屆大賽,共計參加學生1000 余人次,指導教師200 余人次,完成實物50余件,申請22 項,兩次獲得陜西省組織單位獎,近年來共計4 次進入全國總決賽,獲得全國一等獎3 項,二等獎1 項,省級一等獎15 項。獲獎率在全國高校中處于前列,極大提高了學生的學習熱情和創(chuàng)新激情,同時也擴大了該校在同類高校中的影響。
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