葉炬鋒 孫科銳
摘 要:構(gòu)建競賽平臺,以賽促教,基于“機(jī)械CAX”創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力,推動大學(xué)生參與到機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)競賽中,提高大學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、工程項(xiàng)目實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。
關(guān)鍵詞:教學(xué);改革;競賽平臺;創(chuàng)新能力
作者簡介:葉炬鋒,浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院講師。研究方向:數(shù)控專業(yè)教學(xué)與研究工作;孫科銳,浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院。(浙江 杭州 310000)
基金項(xiàng)目:本文系浙江省高等教育課堂教學(xué)改革研究項(xiàng)目的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-0568(2018)05-0100-02
CAX技術(shù)是CAD/CAE/CAM技術(shù)的簡稱,是數(shù)字化信息技術(shù)發(fā)展而形成的新技術(shù),具有知識密集、學(xué)科交叉、綜合性強(qiáng)等特點(diǎn),在計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)中可以發(fā)揮較大作用。培養(yǎng)學(xué)生使用軟件完成主要零部件的設(shè)計(jì)和總裝圖的繪制,熟練運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);創(chuàng)建機(jī)械零件的三維模型,確認(rèn)零件設(shè)計(jì)結(jié)果后,進(jìn)入裝配設(shè)計(jì)環(huán)境;運(yùn)用運(yùn)動仿真和干涉檢查,解決靜態(tài)干涉和運(yùn)動干涉問題;運(yùn)用軟件對零件或產(chǎn)品進(jìn)行性能分析、預(yù)測和優(yōu)化,培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)新能力。
2005年起,浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電系學(xué)生積極參加教育廳所組織的機(jī)械人創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、力學(xué)競賽、工程訓(xùn)練綜合能力競賽和省團(tuán)委組織的挑戰(zhàn)杯競賽,并取得了優(yōu)異的成績,通過這些競賽極大地提升了大學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、工程項(xiàng)目實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。
機(jī)械類專業(yè)人才培養(yǎng)方案制定,要傾向于創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng),構(gòu)建“機(jī)械CAX”課程體系,將創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念貫穿于整個(gè)教學(xué)中,增加多種渠道的實(shí)踐環(huán)節(jié),充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及整套圖紙的繪制,使學(xué)生完整體驗(yàn)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要求和全過程,真正得到機(jī)械工程專業(yè)技能的訓(xùn)練;實(shí)現(xiàn)零件實(shí)體建模中合理利用教改項(xiàng)目成果,使學(xué)生在教學(xué)過程中強(qiáng)化整體設(shè)計(jì)的概念、細(xì)化結(jié)構(gòu)表達(dá),融入創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念。加強(qiáng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用,提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。
1. 建立制度。配合學(xué)院建立健全機(jī)電系競賽規(guī)章制度,主要包括參賽項(xiàng)目立項(xiàng)制度、校內(nèi)初賽選拔制度、經(jīng)費(fèi)使用管理制度和激勵(lì)措施等。競賽的確立和校內(nèi)的選拔制度能夠公正公平地選拔具備競賽資格的學(xué)生。激勵(lì)措施能夠吸引更多的大學(xué)生積極參加競賽,并營造良好的競賽氛圍。對于獲得省級和國家級獎(jiǎng)項(xiàng)的學(xué)生可以申請免修相關(guān)課程和畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)分,并給予一定的物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)。參賽學(xué)生根據(jù)取得的成績在校內(nèi)評獎(jiǎng)推優(yōu)、推薦入黨、就業(yè)推薦等方面給予優(yōu)先。
2. 建設(shè)競賽實(shí)驗(yàn)室。以機(jī)械工程實(shí)訓(xùn)基地為依托,為競賽學(xué)生提供工程創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室與制作的設(shè)備。課余時(shí)間開放機(jī)械CAD\CAM實(shí)訓(xùn)室、數(shù)控技術(shù)實(shí)訓(xùn)室和金工車間,使競賽學(xué)生設(shè)計(jì)有場所、加工有設(shè)備、裝調(diào)有空間。為創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室,投入資金購買一批非常規(guī)的工量具、非標(biāo)準(zhǔn)件及小型設(shè)備等,以滿足競賽學(xué)生的作品加工需求。
3. 建立指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)。要建立競賽指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì),為各類創(chuàng)新設(shè)計(jì)競賽提供師資保障。首先,指導(dǎo)老師要有與競賽相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)知識和豐富的競賽實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),具有較強(qiáng)的工程項(xiàng)目創(chuàng)新思維。其次,作為競賽團(tuán)隊(duì)指導(dǎo),教師并不是大包大攬為學(xué)生做決策,而是為學(xué)生篩選可行的參賽方案,對項(xiàng)目實(shí)施監(jiān)督。組織作品說明書的答辯工作,激活學(xué)生的創(chuàng)新思維。除了技術(shù)指導(dǎo)外,指導(dǎo)教師更應(yīng)該具備高度的責(zé)任感和服務(wù)意識,為競賽學(xué)生做好交通、住宿、飲食等服務(wù)工作。
1. 發(fā)散思維的培養(yǎng)。除了浙江省力學(xué)競賽之外,其余的創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽都會設(shè)計(jì)一個(gè)主題。如浙江省第十四屆大學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)競賽的主題為“健康、幸福、快樂”,內(nèi)容為“服務(wù)于人的機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)與制作,機(jī)械裝置工作過程中,人必須是被動的服務(wù)對象。機(jī)械裝置可以是康復(fù)機(jī)械、助殘機(jī)械、娛樂機(jī)械等”。要求所有參賽作品必須與本屆大賽的主題和內(nèi)容相符。其實(shí)競賽來源于生活,考驗(yàn)的是大學(xué)生能否在日常生活中獲得與主題相匹配的靈感。最終方案是通過不斷論證、修改,逐漸確定的,這個(gè)過程很好地激發(fā)了學(xué)生潛在的發(fā)散思維,提高學(xué)生的工程創(chuàng)新能力。
2. 檢索能力的提高。一個(gè)來源于生活、與主題相匹配的優(yōu)秀作品,學(xué)生除了百度搜索相關(guān)圖片信息之外,也可以通過學(xué)校圖書館信息資源渠道去檢索相關(guān)的作品信息。檢閱當(dāng)前最前沿的、有代表性的成果。通過信息檢索鍛煉大學(xué)生的信息查詢能力、資料搜索能力,迅速判斷競賽所需的信息。
3. 書面和語言表達(dá)能力的提高。根據(jù)省部級競賽的要求,在上交比賽作品實(shí)物之前先提供方案、設(shè)計(jì)說明書、設(shè)計(jì)圖紙、展示作品實(shí)物的視頻,競賽過程中還要進(jìn)行現(xiàn)場答辯。設(shè)計(jì)說明書方案要與競賽規(guī)則相符,清晰地說明作品的設(shè)計(jì)理念和工作原理。在答辯環(huán)節(jié),能冷靜思考準(zhǔn)確回答專家提問,在競賽之前必須反復(fù)演練,這個(gè)過程很好地提高了學(xué)生的書面能力和語言能力。
4. 實(shí)踐技能的鍛煉。整個(gè)參賽作品設(shè)計(jì)制作過程是以項(xiàng)目的形式展開的,從方案的設(shè)計(jì)、論證、定稿、實(shí)施都要求學(xué)生自己動手完成。比如,以參加第十四屆大學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)競賽的“攀爬輪椅”的作品為例,根據(jù)設(shè)計(jì)最終方案,畫出零件圖,確定加工工序,由學(xué)生自行購買材料,在金工車間,數(shù)控車間進(jìn)行零部件加工,最終安裝調(diào)試完成作品。其中的輪子連接部分就采用了不銹鋼的焊接、鈑金件的折彎和傳動部分零部件的車削、磨削、鉆孔等。學(xué)生對于各種機(jī)械加工設(shè)備的操作水平得到鍛煉,提高了學(xué)生的實(shí)踐技能。
5. 團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的提高。一般的參賽作品都需要有一個(gè)團(tuán)隊(duì)合作完成,比如參賽作品的設(shè)計(jì)到實(shí)際作品的加工、安裝、調(diào)試。在接到賽題后,團(tuán)隊(duì)充分利用自己的課余時(shí)間,不分早晚,沒有周末,放棄小長假,修改設(shè)計(jì)方案,不斷對制作模型進(jìn)行調(diào)試,最后定下設(shè)計(jì)終稿。根據(jù)競賽的主題,合理安排工作,如文筆特別出眾的隊(duì)員,可進(jìn)行論文及說明書的撰寫;設(shè)計(jì)思維比較活躍的隊(duì)員,負(fù)責(zé)作品的機(jī)械結(jié)構(gòu)與尺寸設(shè)計(jì);動手能力較強(qiáng)的隊(duì)員,可主要負(fù)責(zé)作品中的零部件制作。在整個(gè)設(shè)計(jì)制作過程中,如遇到瓶頸,隊(duì)員之間相互鼓勵(lì),共同對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行探討,尋找問題,共同解決。通過短時(shí)間的磨合,各隊(duì)員對分配的工作越來越熟悉,配合也越來越默契,加工時(shí)間越來越短,且工件裝配的誤差也是越來越小,充分提高了團(tuán)隊(duì)間的默契與協(xié)作能力。
參加機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)類省賽、國賽是提升大學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、工程項(xiàng)目實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神的有效途徑之一。如何培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力,成為高職院校人才培養(yǎng)體系中的重要環(huán)節(jié)。以競賽平臺為依托,積極推動大學(xué)生參與到競賽中,是全面提升學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的有效途徑。
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責(zé)任編輯 秦俊嫄