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十年磨一剑——机械工程学院以学科竞赛为载体推进创新人才培养工作纪实
2016-09-12 09:48   审核人:   (浏览量:)

3000余枚不同币值的硬币一次性倒入一种叫做“锥筒式硬币筛分机”的机器中,不到1分钟,各种币值的硬币筛分和清点工作便全部精准完成。——这是由我校机械工程学院吕云嵩、王育荣老师指导,吴茂瑞、王治金、陈文炎、周可、陶红五位同学共同设计制作的科技作品。前不久,它在第七届全国大学生机械创新设计大赛决赛赛场“亮相”,并以全自动化、高效性、精准性和实用性无可争议地获得评委的一致高分点赞,免复试直接赢得大赛一等奖,刷新了我校在该项赛事的最好成绩。
   
在机械工程学院的实验室里,记者了解到,除了锥筒式硬币筛分机外,电动汽车液压辅助助力系统、节能型液压激振系统、自动循环淋水婴儿澡盆、冲击钻无源集尘器、公交车自动投币箱……吕云嵩、王育荣老师指导完成的科创作品数量还真不少,并且大多是实用性强的“接地气”作品。“我们从2006年就开始带学生参加各类国家和省级赛事,今年刚好十个年头,在机械创新设计大赛这样的国家A级赛事上获得全国一等奖的确是一个新的突破。”“看上去比的是作品,实质上是对作品背后的创意思维、创新精神、创造能力的全面考验,所以我们觉得通过比赛获得荣誉在其次,更重要的意义在于应用型创新人才的培养。”指导老师吕云嵩介绍说。

机械工程学院是如何以学科竞赛为载体推进创新人才培养的呢?

在比赛实战中学真知 增强学生应用创新能力

机械工程学院学生团队的获奖绝非偶然。

因“锥筒式硬币筛分机”而聚在一起的5个小伙伴都是大四的学生,在四年里,他们分别属于不同参赛团队,参与过从学校到省级到国家级大大小小不下于70场科技竞赛。每一场竞赛都是一次“实战”的过程。

学生能从这个“实战”过程中收获什么?吕云嵩打了个比方:“参与一场竞赛,其实是打一套组合拳”。“学生需要查阅资料、自主学习,设计实验并研究制作方案。像机械创新设计大赛这类竞赛项目还要进行机械制作、装配与调试,后期还要撰写说明书、制作PPT并进行现场答辩。每一步都是组合拳里的单元动作,学生从每一个单元动作中都能得到锻炼,都会有所收获。”

事实上正是如此。“参加的比赛越多,越会发现课堂上学到的专业理论知识已经不能完全解决作品研发过程中遇到的实际问题了”,队员吴茂瑞说。从大二开始,他和队友们就开始利用课余时间自学C语言、Adams、单片机、Solidworks等课程,再将相关学科知识融会贯通,活学活用。“就拿这次比赛来说,我们在计数的控制部分用的是单片机控制,我们专门去图书馆借了单片机课本自学,再经过查询资料和反复实验,才确保了计数的准确无误。”经历了无数次实验失败的陈文炎对此印象颇深。

比赛提升了学习能力、实践能力,当然也是锤炼意志,提升团队协作能力的“法宝”。就这次参加机械创新设计国赛来说,从萌生参赛想法到比赛结束,指导老师带领5名学生整整研究了半年,其中的辛苦可想而知。队员周可告诉记者:“国赛时间虽然是在暑假里,但5月18日就要将参赛材料全部提交,那段时间,团队每个人都有着学习任务,还有考试,时间特别紧,但我们只要一有时间就会到实验室进行讨论,制作,交稿前愣是熬了好几个通宵。”在参赛过程中,整个团队的运作就像一个公司,有负责硬件的,有负责软件的,有负责文案的,队员们分工协作,各展所长。大家因比赛走到一起,也因比赛结下了深厚的情谊。“团队就像一个大家庭。我很开心加入到这个团队,团队里的男孩子都是有想法、有规划的人,和他们在一起,为了共同的理想而努力,是一件快乐而有意义的事情。”团队中唯一的女同学陶红说。

在实战中获取真知、锤炼意志、收获友谊成为5名队员大学学习的常态,也取得令人羡慕的成果。除了在各级赛事中获奖之外,大学四年,他们还设计开发了不少新奇、有趣、实用的小发明。5人共有14项专利授权,其中有2项是发明专利。比如陶红设计的“智能伸缩蚊帐”、王治金设计的“半自动伸缩簸箕”等,一些看似平常的生活日用品,经他们改良优化一下子变得神奇起来。

在科创平台上传帮带,提升教师工程实践能力

如何增强应用型本科院校教师的工程实践能力,指导学生科技创新不失为一种好途径。在这方面,曾指导过10余支学生团队,获得过全国奖4项、省级奖10项的吕云嵩和王育荣老师深有体会。

在指导大学生科技竞赛的过程中,吕云嵩一直强调,创新教育重在培养学生的善思、勤悟、敢为,要做到这一点,教师自身的“thinking”和“doing”显得尤为重要。他认为,指导老师只有从自身学科背景出发,不断地思考,才能正确审视学生作品的立题创意和可实现的程度。机械类科技作品从创意到设计到制作完成是一个漫长的过程,指导老师一定要全程跟进,才能引导、帮助学生不断地修正创意并实现目标,确保学生少走弯路。

不断地“thinking”和“doing”,也是吕云嵩对自己的要求。为一个设计方案不眠不休,为一个实验难点辗转反侧…对他来说是常有的事,不少“金点子”就在不断的琢磨中产生了,比如这次通过制作一个锥筒装置来实现硬币的准确筛分和清点,就是源于吕老师的创意。在学生陶红眼中,吕老师像一位睿智的“指导员”,在作品制作过程中遇到攻克不了的技术难题,只要吕老师一点拔,难题都能迎刃而解。“作品制作之初,在节流进料环节遇到了技术瓶颈,吕老师便和我们一起画设计草图、讲解结构原理,让我们参照豆浆机进豆部分的结构去寻找办法,我们的思路一下子就打开了。”陶红告诉我们。

不断地“thinking”和“doing”,还影响着“老搭挡”王育荣老师。在学生眼里,王育荣像一位勤勉的“班长”,带着这群孩子南征北战。从接手指导项目开始,查资料、计算、画图、设计、制作,每个环节王老师都会参与其中。用学生的话说,“不管遇到什么困难,王老师总是在我们身边,一看到他,我们心里就很踏实。”谈及这十多年带学生科创的收获,除了学生的成长之外,王育荣感触最深的是对青年教师自身能力的培养。“所谓教学相长,在指导学生科技竞赛时,教师只要能全身心投入,就能在最短的时间内获得与学生共同‘成长’的机会。大量的实战性训练过程,有助于提高指导教师、尤其是工程实践经验欠丰富的青年教师的创新思维、创新能力,促使他们不断探索新的实验方案;形形色色问题的解决过程,能够在无形中培养教师缜密的逻辑思维能力和解决问题的能力;竞赛还能将书本上‘死’的理论知识变成‘活’的实践经验,这些经验不仅能丰富教学内容,成为课堂上鲜活生动的例子,更能提高指导教师的教学能力和水平。”

令人欣慰的是,在吕云嵩、王育荣等一批优秀指导老师的影响和传帮带作用下,机械工程学院有越来越多的青年教师通过参与大学生科创工作来提升自己,也为学生从多位教学特色不同的教师那里得到多视角、多层次的辅导提供了可能。

在体制机制上下功夫 助推创新人才培养上水平

在采访中,记者还了解到,机械工程学院不仅把力气用在组织和参与学科竞赛上,更加重视结合各级各类科创项目和竞赛活动,从完善课程体系、搭建创新平台、制定政策等多方面入手,努力创新人才培养模式。

“我们借助科技竞赛培养创新人才的做法与美国麻省理工学院、瑞典皇家工学院等共同创立的工程教育模式CDIO项目教学的理念是一致的”,据王育荣介绍,在实践教学改革过程中,机械工程学院着重推进以项目设计为引导,体验“构思—设计—实施—操作”全过程,以强化工程基础知识、工程实践能力、团队合作和工程系统四个层面能力培养为目标,注重职业道德、诚信教育和职业素质培养的CDIO项目教学实践改革。目前,学院建设了包括2个一级项目、8个二级项目和10余个三级项目在内的CDIO教学项目库。导师配置实行“组长负责、依题组员,分工合作、集体指导”;项目管理实行“任务驱动、弹性作息,过程监控、目标管理”,项目教学实践取得了良好的效果,学生的工程实践能力和素养显著提升。

为了满足不同年级、不同阶段、不同能力的学生通过竞赛培养工程实践能力的需求,机械工程学院不断建设和完善机械类分层次、递进式、多元化的科技创新综合训练竞赛活动一体化平台。近几年来,共面向全校承担了大学生机械创新设计大赛、三维数字化创新设计大赛、先进成图技术创新大赛和大学生CAD应用能力大赛等10项国家、省、校级竞赛,2013-2016年累计组织约6100余人次学生参加了竞赛平台项目,其中国家级、省级学科竞赛平台项目470余人次,参与平台项目学生累计获省级以上奖项192项。“我们希望科技竞赛能从少数人的爱好转变为学生能够普遍参与的行为,我们有信心为学生成长搭建更好更合适的平台。”王育荣说。

为了激发师生参与科创活动的热情,学院与学校相关政策相配套,在学生中设置了创新学分,形成学生学业的第二张成绩单,对在国内外专业学科竞赛中取得优异成绩的学生给予表彰奖励;对指导学科竞赛并获奖的教师给予奖励和教学科研分,作为其业绩考核、职称评定的参考依据;学院还在课内教学和课外科技竞赛之间增设了竞赛公选或选修课程、竞赛项目性实验课,开展了丰富的科创比赛、科创讲坛等,不断营造创新氛围,助推创新人才培养上水平。

“十年磨一剑”,借助学科竞赛这个平台,机械工程学院磨的是创新人才培养之剑。迄今为止所有的努力和收获,在机械工程学院的建设者们看来还仍然是一个进行时,他们有决心、有信心让人才培养的列车驶向更加美好的“下一站”。

来源:南京工程学院星火网

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