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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機器人培訓總結,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
(江蘇聯合職業技術學院無錫機電分院 江蘇 無錫 214028)
摘要:機器人行業企業發展迅猛,產業規模日趨壯大;機器人相關職位應運而生,人才需求出現缺口。五年制高職需充分把握時機,搶占新技術高地,及時有效地開發機器人技術應用課程,為職校生創造更廣闊的職業空間。
關鍵詞 :五年制高職;機器人技術應用;課程開發
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2015)02-0034-04
作者簡介:過磊(1980—),男,碩士,江蘇聯合職業技術學院無錫機電分院講師,機電專業教研室主任,研究方向為機電一體化技術、機器人技術與職業教育教學。
基金項目:江蘇省職業技術教育學會2013—2014年度職業教育研究立項研究課題“五年制高職機器人技術應用校本課程的開發研究”(項目編號:2013254,主持人:過磊)
一、課程開發緣起
(一)技能大賽為指引
全國職業院校技能大賽機器人賽項始于2008年高職組,2011年后更名為機器人技術應用賽,2012年、2013年該賽事分別在廣東順德、安徽蕪湖連續舉行。2012年,機器人技術應用賽項開始添設中職組,至此,該賽項在各級各類職業院校全面展開,在五年制高職院校中,1~3年級學生可報中職組,4~5年級學生可報高職組。高職組競賽目標為引導職業院校關注行業在機器人技術應用(尤其是自主識別、自主決策技術)、智能輸送等方面的發展趨勢,推進職業院校教育教學改革,探索培養企業需要的機器人使用、維護維修高素質技能型人才的新途徑、新方法。中職組目標為引導職業學校關注行業在機器人技術應用方面的發展趨勢及新技術應用,促進智能機器人技術(機器人設備安裝、調試、維護、使用)的普及。
(二)人才需求為支撐
1.全國機器人相關職位調研
2013年7月,全國機器人相關職位共有1 630個,其中碩、博職位82個,本科職位758個,大專及以下職位790個,2013年7月大專及以下機器人相關職位地域分布如下頁圖1所示。統計不包括臺灣、香港和澳門,職位少于10個的歸于其他(數據源于智聯招聘)。按學歷劃分,職業院校畢業生勝任職位占總數的48.5%;按地域劃分,機器人職位主要集中在上海、江蘇、廣東、北京、遼寧等地,與這些地區的機器人產業規模相關。為增加可比性,將同期數控相關職位作為類比,數控職位共有2 789個,其中碩、博職位12個,本科職位305個,大專及以下職位2 472個,兩者的比較如下頁圖2所示。對高職畢業生而言,職位絕對數量不如數控,約占1/3,但其發展空間巨大,深造機會更多。
2.“長三角”地區機器人相關職位調研
在“長三角”城市群中,已有10個城市在2013年7月通過智聯招聘征召機器人職位相關人員,其具體分布如下頁圖3所示,比重如下頁圖4所示。共有機器人職位274個,上海龍頭地位突顯,占總數的59.9%,排在其后的分別是蘇州、南京、杭州和寧波,無錫和常州并列第6,各占總比重的2.2%。值得一提的是,昆山機器人特色產業基地人才需求明顯,共出現18個職位,占蘇州一半的比重。從職位絕對數量分析,無錫需求數量偏少,機器人企業分散,以研發、為主,對學歷要求高,產業尚未形成規模,但周邊城市上海和蘇州機器人產業已具備一定規模,大專及以下人才需求明顯。因此,五年制高職院校應盡快開設機器人技術應用方面的課程,隨時關注機器人產業動態變化,積累經驗、搶占高地,積極為專業開設提供條件。
二、職業職位分析
以“長三角”地區龍頭城市上海的164個大專及以下機器人職位為樣本,其職位類型細分如圖5所示,比重排序依次為:銷售類占19%、機械類占18%、電控類占17%、培訓類占15%、制造類占14%、行政/服務類占8%??梢姡瑱C器人專業開發除機械、電控、制造等技術類課程外,還需營銷、管理、培訓、文秘等服務類課程,機器人技術應用課程開發相對簡單,應以技術為主,比重占49%(機械、電控、制造三者相加)。
適合職校生的12個典型職位(不完全統計)如下頁表1所示,包括職位名稱和職位核心要求。職位要求分析表體現出需求集中在機器人安裝、調試、使用、維護、銷售、培訓等方面,職業能力主要包括機器人常識,安裝、調試、維護能力,編程操作能力,團隊協作能力,英語(日語)水平等。
三、課程開發流程
職業學校在技能大賽指引下,通過對行業、企業的調查研究,對新技術、新項目轉化為新課程和新專業的可行性分析論證,在條件具備時,從企業真實職位出發,分析職位能力,分析工作過程,提煉典型工作任務,在企業專家、技術骨干和專業教師共同合作下,將典型工作任務轉化為相應的學習領域。再由教師設計學習情境,對典型任務進行教學化處理,形成課程標準,并通過教學實施加以評價、改進。機器人技術應用課程開發的基本步驟如圖6所示。
由此可見,職業分析需與教學分析相結合,旨在通過職位、工作過程分析,總結出典型工作任務,形成學習領域。經專家、骨干、教師群體分析討論,機器人技術應用學習領域集中在機器人常識、安裝、調試、使用、維護上,并據此進入學習情境設計。
四、課程核心要素開發
(一)課程目標
培養學生掌握機器人安裝、調試、使用、維護方面的專業知識和操作技能,具備機械結構、傳感技術、計算機控制等專業技能,成為能從事機器人安裝、編程、調試、操作、銷售等方面工作的高技能應用型人才。
(二)課程內容
課程基于項目式教學法,設計提煉5個典型項目,以機器人技術應用賽項訓練平臺ZKRT-300為載體,介紹機器人技術應用知識。項目循序漸進,通過項目描述、目標、實施、評價、總結、拓展和鞏固等形式,熟練掌握機器人技術應用。機器人技術應用學習情境項目設計如表2所示。
(三)課程評價
機器人技術應用課程評價按項目劃分,每個項目結束后,師生共同完成項目評價表,評價方式分為自評、組評和師評,比重分別占40%、30%和30%,項目評價表如表3所示。
機器人競賽逐年增加,機器人技術開始普及,機器人職位日益增多,對五年制高職而言,機器人技術應用課程的開發刻不容緩,只有把握機遇,迎接挑戰,才會為學生創造更好的就業空間。筆者通過對機器人技術的調研,提供了上述五年制高職機器人技術應用課程開發的典型案例,希望能為職業院校機器人教育教學貢獻一份力量。
參考文獻:
[1]2013年全國職業技能大賽“機器人應用技術項目(高職組)”規程[EB/OL].(2013-08-22).http://wenku.baidu.com/view/8c7c2de019e8b8f67d1cb903.html.
[2]2012年全國職業院校技能大賽中職組機器人技術應用賽項規程[EB/OL].(2013-08-22).http://wenku.baidu.com/view/6fc158ece009581b6bd9eb88.html.
關鍵詞:機器人實驗教學;項目式;教學方法
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)28-0268-02
機器人是一個多學科交叉的綜合產物,涉及機械工程、電子技術、檢測技術、通信技術、計算機技術、自動控制理論以及人工智能等多個學科領域,代表了當今機電一體化的最高成就。當前,工業機器人、醫療機器人已經得到了廣泛應用;隨著人口的老齡化,服務機器人也成為了研究的熱點。在此背景下,越來越多的高校開設了機器人課程并給予較高的重視。機器人課程具有涉及學科廣泛、實踐性強、探索性豐富等特點,是面向高等學校機械工程學科機械工程及機械電子工程專業的本科生和一年級研究生開設的專業課。
根據應用型本科的教學定位,本著“技術強校,應用為本”的辦學指導方針,華南理工大學廣州學院以機械工程實驗中心的機器人資源為依托,面向機械類專業學生開展了機器人實驗課程并不斷探索更好的教學方法,著力培養滿足用人需求的技術應用型人才。
在此,本文在分析國內機器人實驗課程現有問題的基礎上,總結自身的教學實踐經驗,提出了“項目式”強化訓練的機器人實驗教學方法。該方法以具體的項目任務為依托,促使學生在完成項目任務的過程中“既動腦又動手”,得到了較好的教學效果。
一、機器人實驗教學的現有問題
目前,機器人教學在國內各高等學校迅速發展,相當一部分的高校建立了機器人實驗室并開展了機器人實驗課程。雖然機器人教學工作發展迅速,但是完整的教學體系尚未形成,在機器人實驗教學仍然存在不少值得關注的問題。
1.實驗平臺單一。目前,阻礙機器人實驗教學發展的一個重要原因就是搭建機器人實驗平臺所需的器材費用非常高。譬如:一套安川小型工業機器人高達十幾萬元,一套包括控制器、傳感器、馬達和零部件等的樂高機器人教學專用套裝一般需要六七千元。另外,機器人的組裝和維護所需的硬件設備和人力投入也是一筆龐大的開銷。由于受到經費等原因的限制,相當一部分的學校只能購買并搭建一到兩種機器人實驗平臺,因而能夠讓學生動手操作、親身體驗的實驗資源非常有限,也難以開展多種機器人實驗,導致機器人實驗的教學內容比較單調,缺乏“廣度”,對學生的吸引力不強。
2.教學手段傳統。機器人實驗不僅要求學生要動手,還要求學生要動腦,但目前機器人實驗的開展以教師進行實驗演示和學生按照步驟操作為主。這樣的教學手段使得學生按照明確的步驟即可完成實驗,無須自行查找資料、思考并解決問題、進行團隊合作。在機器人實驗的過程中,學生缺乏主動實踐的機會,難以激發學生對機器人進行學習和操作的主動性和積極性。學生在實驗結束后往往很快就遺忘所學的內容,在整個實驗課程結束后收獲不多,甚至印象不深,從而導致機器人實驗的教學效果較差。另外,對學生實驗課程的評價依據只能是學生能否按時上課和完成實驗,不能有效地區分出部分動手能力強、創新意識較強的學生并給予較高的評價。不具有一定挑戰性的按部就班式的實驗操作,也不能激發學生爭先創優的競爭心理,這也導致了機器人實驗的教學效果并不理想。
3.教師資源匱乏。機器人課程融合了多個學科的知識,涉及到相當多前沿領域的技術。因此,機器人實驗教學對教師有著比較高的要求,要求教師具備多學科知識背景、較強的動手能力和指導學生對新事物進行探索實踐的能力。然而,由于機器人教學在我國起步較晚,完整的機器人教學體系尚未形成,教師隊伍尚在建設中,專門進行機器人教學活動的教師較少,在機器人實驗教學方面具有豐富經驗的教師就更少了。所以,在開展機器人實驗教學方面,各高校的教師資源嚴重匱乏。
二、“項目式”強化訓練的實驗教學方法
針對已發現的問題,華南理工大學廣州學院探索總結了一套“項目式”強化訓練的機器人實驗教學方法。
1.進行項目訓練的教學。為了推行“項目式”強化訓練的教學模式,華南理工大學廣州學院安排了工業自動化強化訓練Ⅰ和Ⅱ兩個課程。其中,強化訓練Ⅰ是可編程控制器和單片機的基礎課程,以教師課堂授課和安排實驗為主。強化訓練Ⅱ是后續課程,以項目任務為教學內容,將機器人作為可編程控制器和單片機的學習平臺,以機器人各種工作站的搭建為具體任務,開展機器人系統結構、系統集成等教學,整個環節以學生操作為主。教師設計有多個不同的項目任務,供學生自行組隊、自由選擇。每個小組根據選定的項目任務,自行進行組內分工和安排工作日程,查閱相關資料進行程序或輔助設備的設計和實驗。
通過豐富具體的項目任務驅動學生的機器人學習,學生可根據自己的興趣和水平選擇項目任務,這可以激發學生的學習興趣,提高學生的創新能力和團隊意識?!凹纫獎幽X又要動手”的項目任務加強了學生對機器人的認識,強化了學生對知識的運用,學生對學到、用到的知識印象深刻,從而提高了教學質量和教學效率。
例如:教師設計了一個“基于工業機器人的生產線分揀系統設計”的項目任務,要求學生在4周時間內搭建一個生產線自動控制系統,能夠自動對傳輸帶上的不同顏色(黑色和白色)、不同材質(金屬和塑料)的物件進行識別,并將不同的物件從傳輸帶上搬運到指定的區域。學生在小組內自行協商項目分工和安排項目進度,利用實驗室現有資源搭建了由PLC控制的生產線,實現了PLC與機器人的通信,對機器人進行了示教編程,并對整個系統進行了調試。教師每周對學生的項目進度進行1~2次監督檢查,并及時對學生遇到的問題給予指導。
2.推動實踐項目的開展。在課外時間,進行以教師為指導、學生為主要參與者的實踐項目活動,是培養學生的學習興趣和自主創新思維的重要方式,也是“項目式”實驗教學方法的一種實踐形式。華南理工大學廣州學院自2009年起,建立了一個可容納50人的機器人實驗室,每年參加ROBOCON全國機器人大賽,以比賽項目為依托鼓勵學生設計和應用機器人。此外,學校開展了大學生創新創業訓練計劃項目(SRP),并積極鼓勵學生參加廣東省大學生創新創業和挑戰杯等實踐活動。不少學生以機器人為主題進行創新和實踐,并取得了較好的成績。
3.加強實驗平臺的建設?!绊椖渴健睆娀柧毜膶嶒灲虒W方法重在實踐,離不開完善的實驗平臺。針對上述由于價格昂貴而導致“實驗平臺單一”的問題,華南理工大學廣州學院依托機械工程實驗中心的現有機器人教學資源,將其進行優化整合,建立了機器人創新實驗室,搭建了多個機器人實驗教學平臺,包括三菱和西門子PLC培訓、單片機培訓兩個基礎平臺,廣州數控機器人和日本MOTOMAN-SV3X工業機器人平臺,以及基于機器人比賽開發的智能車機器人實驗平臺。加強實驗平臺的建設,既為學生提供了基礎理論的實踐平臺,也為機器人項目式訓練和比賽項目實踐等方面提供了必要的資源。
4.優化交叉課程的教學。機器人學科綜合性很強,涉及多個學科,推動機器人實驗教學須要優化交叉課程的教學。交叉課程教學的優化能夠提高機器人實驗的教學質量,而機器人實驗課程又能為交叉課程的教學提高實驗平臺,學生能夠在機器人的實驗中驗證和運用交叉課程的知識,從而起到相輔相成的作用,形成良性循環。
華南理工大學廣州學院機械學院將機器人控制系統作為PLC和單片機強化訓練項目來開展,使得學生在PLC和單片機的學習過程中能夠借助機器人的實驗了解控制系統和理解一些較為復雜的控制原理,在完成機器人項目任務的過程中運用并進一步學習PLC和單片機的知識,因而取得了較好的教學效果。
5.著力教師素質的提高。“項目式”強化訓練的實驗教學方法不但要求教師具備有較強的動手能力和培養學生創新思維,還要求教師具備多學科知識背景,對教師有著較高的要求。為此,華南理工大學廣州學院通過多種形式著力提高機器人實驗教師的綜合素質,例如:組織教師參加機器人高峰研討會,開展各種教研沙龍和網絡教研活動,與優秀的教師團隊交流學習;組織教師前往廣州數控設備有限公司等企業進行參觀學習,了解當前市場上的機器人產品;對積極指導學生完成項目任務的教師進行獎勵,提高教師的工作積極性。
三、結語
“項目式”強化訓練的機器人實驗教學方法采用以學生為中心,教師為指導的教學模式,在整合機器人實驗資源的基礎上,通過豐富具體的項目任務帶動學生進行機器人的學習。教學實踐表明,該方法能夠激發學生的學習興趣,強化學生的知識應用,提高學生的團隊合作意識和創新能力,從而提高教學質量和教學效率。
參考文獻:
[1]雷靜桃,劉亮,張海洪.“機器人學”課程教學改革與實踐[J].實驗室研究與探索,2013,(05).
[2]郭艷婕,桂亮,金悅.基于本科生的機器人實驗教學的實踐與探索[J].實驗室科學,2015,18(01).
上半年工作目標:
1.堅持面向廣大青少年開展興趣特長普及性活動。重點抓好圍棋、跆拳道、中國武術、小模特、民族舞、拉丁舞、街舞、酷吧機器人、航模、沙畫、葫蘆絲、鋼琴、吉他(尤克里里)、架子鼓(非洲鼓)、相聲曲藝等18項專業的培訓工作,豐富青少年的課余生活,促進廣大青少年特長的提升。
2.堅持免費開展公益性活動。利用寒假等節假日開展留守兒童關愛活動,與學校聯合組織研學活動。繼續打造“四點半彩虹公益學堂”品牌活動,充分挖掘“彩虹”公益活動特色文化,做實做優“四點半彩虹學堂”、“彩虹圍棋學堂”等公益學堂,招收一批家庭貧困、有興趣愛好的學生免費學特長。
3.發揮校外活動中心的輻射作用,整合周邊城區“學校少年宮”優秀師資帶動“農村學校少年宮”建設。
4.辦好家長學??傂#B化開展家庭教育講座活動。
完成情況:
2020年上半年因疫情影響,很多的工作計劃沒有得到實施。到5月下旬中心才開展了“四點半彩虹公益學堂”和周未特長班。
利用疫情這段時間,中心主要做的工作有:
1、 對新科技館進行規劃、設計;
2、 修繕了中心房屋滲雨的問題,樓頂重新做了防水,對中心進行安全隱患排查;
3、 對中心課程進行了優化調整,規劃下半年工作任務。
存在問題:
做為公益性培訓機構,無教學管理人員,無專業藝術老師,建議局領導能優化師資給予配置。
二、下半年工作計劃
1、開展好青少年校外教育公益性活動
定期或不定期開展青少年校外教育公益課堂和活動。聯合學校做好校外教育的組織聯絡工作。開展公益講堂,邀請孩子、家長免費聽各種知識講座;開展多樣的校外活動,帶孩子拓展社會實踐,增加孩子的認知能力。中心將繼續開展好“四點半”彩虹課堂、國學課堂、家教沙龍、才藝沙龍、出彩少年郎等公益活動。同時我們利用中心藝術教師積極、義務地為有需要的學校打造特長興趣社團。
2、做好機器人科技館的改造建設
下半年建成機器人工作室,與宿遷學院機器人創客項目合作,做好機器人的教育培訓,讓孩子們了解機器人的搭建、編程及參加比賽,培養孩子們對人工智能技術的興趣,真正認識智能機器人對社會進步與經濟發展的作用,培養孩子的科學素養。
3、建立新的運營管理機制
今年中心將開設舞蹈、美術、書法、圍棋、葫蘆絲、竹笛、“四點半”課堂等項目。特長班采用分塊化管理,主要分為舞蹈組、書美組、“四點半”彩虹學堂組、器樂組、棋類組,每個組由一名工作人員做組長,負責該組的特長班教學管理、考級和各項活動及比賽,讓項目都有團隊,讓團隊管理讓他們課程出彩,辦出特色,塑造精品。
輔導教師隊伍的現狀分析
目前,我國大多數中小學校都沒有專職的輔導教師隊伍,承擔指導學生制作電腦作品和機器人任務的教師大部分是由綜合實踐、信息技術和通用技術等學科的教師兼任。這些教師不但要完成本學科的教學任務,還必須負責學校的網絡管理和電腦設備的日常維修等工作,教學和日常業務工作都比較繁重,況且從事這些煩瑣的工作也很難做出突出的成績,所以他們在職稱評定和工資待遇等方面都無法與語、數、英等學科的教師相比。另外,很多學校只是以課外活動、興趣小組、培訓班等形式開展電腦作品和機器人制作活動,學生參與面較窄,從事電腦作品和機器人制作的輔導教師很少。筆者曾對廣州市中小學校開展機器人制作活動的現狀做過調查,據統計,廣州市有1605所中小學、175萬名學生、13萬名教師,但只有116所學校開展了機器人制作活動,569名學生和152位教師參加了機器人教學和競賽,機器人輔導教師只占教師總數的千分之一。在經濟比較發達的廣州市尚且如此,我國的中西部地區更不容樂觀,所以目前來講,輔導教師隊伍的建設任務還十分艱巨。
如何加強輔導教師隊伍建設
1.呼吁高等師范院校設置機器人制作等專業
全國中小學電腦制作活動包括電腦作品制作和電腦機器人制作兩個項目。由于輔導教師上大學時學校沒有開設相關專業,大部分教師靠自學和參加短期培訓來獲取相關專業知識,這給他們指導學生參加科技教育活動帶來了很大困難。所以我們呼吁高等師范院校進行學科設置改革,設置“機器人制作”等科技教育類的專業,為中小學校培養一批具有較高專業水平和職業能力的輔導教師隊伍。
2.開設繼續教育課程,加強在職教師的培訓
輔導教師隊伍的建設可以采取多種途徑,如建立市級和區級的科技教育活動交流與體驗中心,作為中小學生和教師的科技教育基地,活躍常規研究與實踐交流。同時,開設電腦作品和機器人制作等項目的繼續教育課程,利用面授與網絡課程相結合的方式開展輔導教師的培訓,尤其重視農村中小學輔導教師的培訓,豐富在職教師的專業知識和能力水平,從而打造一批高素質的輔導教師隊伍。廣州市教育信息中心每年組織多次“送教上門”活動,組織從事多年電腦作品和機器人制作的骨干教師到各區舉辦培訓班,進行上門培訓。據不完全統計,每年直接參加面授培訓的教師多達1500多人次,取得了令人滿意的效果。
3.采用“走出去、請進來”的方式培訓教師
學校要為輔導教師提供更多的進修和學習機會,把他們送到高等院校和有關科研機構進行脫產學習和繼續深造,開展多種形式的培訓和進修活動,加強業務學習。同時,聘請科技教育專家和教授到學校開展科技講座,現場指導輔導教師和學生開展電腦作品和機器人制作活動,讓專家與教師面對面地進行交流,全面提升在職輔導教師的科學素質和業務水平。
促進輔導教師的專業化發展
輔導教師專業發展不僅是專業知識的學習,還必須在自己的職業生涯中不斷增強專業意識,提升專業水平,拓展專業領域。所以,作為一名輔導教師,需要自己把握好機會,找到適合自己的專業發展之路。
1.知識更新是促進輔導教師專業發展的重要途徑
知識更新是輔導教師專業發展的根本要素。輔導教師必須有勤奮好學的態度,有淵博的知識和熟練的操作技能,并不斷幫助學生解決無數個未知的技術難題。只有這樣,學生才能在教師的發展中成長,教師也才能在學生的成長中發展。
2.建立完善的激勵機制,提高輔導教師的積極性
目前,輔導教師普遍存在工作量大、待遇較低、缺乏學習提高的時間和機會、專業知識更新不及時、工作成就感不高、沒有專職輔導教師的編制和職稱評定困難等突出問題,這在一定程度上影響了輔導教師的專業發展。所以,教育主管部門和學校領導應考慮輔導教師的難處,解決他們的編制和職稱評定問題。學校應配備專職的輔導教師,為輔導教師提供參加各種科技會議和培訓的機會,在制度保證、運行機制和獎勵制度等方面向輔導教師傾斜。合理的獎勵機制關系到輔導教師的名分、地位、待遇等。因為真正要在科技活動上做出成績來,僅靠上班時間是遠遠不夠的,還需要投入大量的休息時間。在輔導教師隊伍中,不計時間、不計得失的教師很多,他們經常利用早、中、晚的休息時間,放棄雙休日和寒暑假的休息時間輔導學生制作電腦作品和機器人。所以應該建立有效機制和相應激勵措施,對在工作中做出重要貢獻的輔導教師,在發放獎金、評定職稱和評選先進工作者等方面實行政策傾斜,給予一定的物質獎勵和精神鼓勵,充分調動輔導教師開展活動的積極性。
3.教師發展要有創新和進取意識,有為才能有位
一流的輔導教師才能培養出一流的科技人才。作為一名輔導教師,要有科技創新和勇于進取的意識??茖W技術在飛速發展,競爭也日益激烈,不進則退已是不爭的事實。如何才能在眾多強手中脫穎而出,就要有新主意、新辦法,并要善于思考和總結,積累經驗和實驗素材,積極參加各類科技競賽活動、撰寫科技教育活動的研究論文、編寫科技教育校本教材、承擔各級有關科技教育方面的科研課題等,逐漸成長為專家型的輔導教師。例如:華南師范大學附屬中學的夏濤老師、廣東實驗中學的劉忠毅老師、海珠區實驗小學的鄭賢老師,他們都是從科技教育工作開始起步,經過多年的不懈努力,最后取得了驕人的業績,并成為廣州市最年輕的特級教師。筆者也多年從事電腦作品和機器人制作等科技教育工作,指導學生參加各類科技競賽獲得多項獎勵,并在普及機器人科技教育方面取得了一定的成績,所以被教育部和中國科協授予“全國十佳輔導教師”、“全國杰出機器人教練”和“全國十佳優秀機器人教練”等榮譽,現在又肩負起廣州市中小學電腦作品和機器人制作等科技活動的組織和管理工作,走上了更為廣闊的發展平臺。一分耕耘,一份收獲。作為一名輔導教師,在工作實踐中只要有所為必然會有地位,在幫助學生放飛夢想的同時也會實現自己的理想。
加強學校輔導教師隊伍建設和促進輔導教師的專業化發展是我國在中小學校實施素質教育的可靠保證,教育主管部門和學校領導應建立協調機制,加強輔導教師隊伍的培養和培訓工作,為輔導教師的學習、進修、交流和開展工作創造良好的條件,從而加快中小學素質教育的進程,為國家培養一批創新型科技人才。
參考文獻
[1]中國政府網.省略/jrzg/2006-03/20/content_231610.htm.
[2]中國校外教育網.省略.
[3]河北教師教育網.省略.
一、校本課程學員的挑選
每學年的開始,我們都要進行校本課的雙向選擇,同學們要挑選自己喜歡的課程來作為自己選修的課程。而老師也要對選修了自己課程的學生進行一次挑選,以達到課程預期的效果。挑選智能機器人校本課學員的原則有哪些?(1)學生必須喜歡智能機器人這門課程。這是挑選學員必須要遵守的原則。(2)要挑選家庭經濟實力較好的學生。這樣的學生由于家庭條件比較好,在學習的時候就能夠有比較好的環境。如果同樣的兩個孩子,一個家庭條件好,能夠自己購買智能機器人去練習搭建,家里也有電腦用來編程;另一個只靠課堂時間來學習。那么他們兩個學習智能機器人的效果就會不同。(3)要挑選計算機能力比較好的學生。智能機器人不光是要把機器人搭建出來,更重要的是怎么讓你所搭建的機器人完成既定的所要達到的功能。
二、器材的合理利用
智能機器人需要用到很多的零件等進行搭建,而由于財力等各方面的原因,學校不能為每一位上校本課的學員提供一套智能機器人套裝。因此,就需要校本課教師在上課的過程中對器材進行合理的分配。同時要對學生的學習內容進行分項分組的學習。比如,將一部分學生安排進行智能機器人的搭建;一部分人進行編程學習;更有新加入的學員就需要對套裝的各個零件進行認真的學習。只有這樣才能使教學井然有序地進行下去。
三、開展機器人教育,我們還需要建立保障機制,確保機器人教育正常開展
為了將機器人打造成學校的特色教育,我們為七、八年級選項機器人校本課的學生每周上兩節機器人校本課、每天下午放學又有部分學生在訓練、在暑假、寒假培訓新學生。結合學校新課改的要求和我校的實際情況,在學生的參與面上,不僅有部分學生作為興趣小組的形式參與,更注重把機器人引入學校校本研究中,保證機器人教育在我校的普及與提高。我們還自編教材,把機器人教育納入課程表,讓更多的學生系統接觸、學習神秘的機器人,引起了全校學生的濃厚興趣,在學生中引發了“機器人熱”。
四、比賽對校本課程的促進作用
為促進我國的大中小學校大力開展智能機器人教育,教育部、中國科協等單位借鑒國外的成功經驗,已實施了多項舉措,“以賽促教”是根據此學科的特點及青少年所具有的挑戰心理而實施的舉措之一。每年會舉辦各種各樣的機器人方面的比賽。正是有了這樣的比賽,激發了學生對智能機器人學習的更大的熱情。以我校的機器人校本課的學生為例。在剛開始學習智能機器人的時候,學生對機器人的學習雖然也有很大的學習興趣。但是聽說要去參加比賽,學生的學習興趣就更高了。平時都是校本課時間在學習機器人的搭建及編程,自從聽說要去參加比賽以后,學生放學以后也自動要求練習搭建和編程。有的學生還把編程軟件帶回家中,自己在家進行練習。而在比賽的過程中對學生的影響也是非常大的,去參加比賽以后,學生就會觀察其他隊的智能機器人是如何搭建的,甚至有的學生還會去問對方的程序是怎么編的,需要有哪些注意事項等等。因此,學習是為了參加比賽,而比賽反過來又對學習進行了促進。
五、機器人教育的成本比較高
一學期來,嚴格按照開學時制定的教學計劃看站教學工作,嚴格要求學生,尊重學生,發揚教學民主,使學生學有所得。不斷提高自己的教學水平和思想覺悟,并順利完成教育教學任務?,F對整個學期的教學工作做一總結。
二、學校工作
我嚴格要求自己,工作實干,并能完成學校給予的各項任務。擔任學校的農遠管理員以來,工作兢兢業業,做好資源的下載與以及農遠設備的使小草[***]用與維護,為全校教師的教學服務。除此之外,還主要完成了學校學生機房電腦及其它設備的維護;全校多媒體設備及教師筆記本電腦的日常維護;協助教導處完成了全校學生電子學籍錄入、相片采集及數據上報;學校班級論壇的用戶注冊及電子圖書館內電子圖書的上傳等工作;并完成了學校領導安排的所有任務。相關文檔:2009年上半年工作總結
三、考勤方面
我在做好各項教育教學工作的同時,嚴格遵守學校的各項規章制度。處理好學校工作與個人之間的關系,做到了不遲到,不早退。準時參加學校各項會議、校本培訓。
四、教學成績
組建了學校機器人興趣小組,并在宣城市首屆機器人大賽中獲得小學機器人滅火團體一等獎,個人第一名、第四名及第六名;小學機器人足球個人第四名。并代表宣城市參加了安徽省“訊飛杯”第十屆機器人大賽。
五、教研成績
1、獲得了宣城市首屆中小學信息技術教師教學基本功大賽一等獎。
關鍵詞 應用型本科;工業機器人;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2013)21-0093-03
1 引言
近年來,由于現代技術的發展、產業結構的調整和產業能級的提升,勞動力市場對技術型人才的需求不斷旺盛。為了適應社會新的需求,實現與傳統本科院校的錯位競爭,很多新升本科院校將學校定位于培養適應社會需要的高層次應用型人才,實施“技術應用型本科教育”[1-2]。上海電機學院提出“培養本科層次技術應用型人才”的人才培養定位,并確立了“技術立校,應用為本”的辦學指導方針[3]。
工業機器人技術是近年來新技術發展的重要領域之一,是計算機、自動控制、傳感器、先進制造等領域技術集成的典型代表。這一技術在工業、農業、國防、醫療衛生、辦公自動化及生活服務等眾多領域有著越來越多的應用[4-5]。社會對掌握機器人技術的人才需求旺盛。作為技術應用型院校,為努力培養適合市場需要的技術應用型人才,上海電機學院開設了“工業機器人”這門課程。機器人是機械類專業學生的一門專業課,課程的開設與學院培養應用型人才的目標是一致的。本文對工業機器人課程教學現狀進行分析,指出目前教學中存在的問題,提出相應的改進措施。
2 課程性質與特點
“工業機器人”安排在本科的第七學期,是唯一一門系統介紹某一設備的課程,主要內容與學時分布如表1(包括4學時實驗)所示。根據應用型本科的辦學理念,課程內容側重實踐和應用,注重理論和應用技術緊密結合。通過本課程的學習,要求學生理解掌握機器人的基本概念和基礎理論,掌握典型工業機器人的機械結構、運動分析,理解動力學原理和機器人控制技術并能進行簡單的機器人編程。培養獨立思考和分析問題的能力,使得學生能夠在較短的時間內掌握生產現場最需要的工業機器人的實際應用技術,為今后從事工業機器人使用和相關研究工作打好基礎。
3 教學過程中存在的問題
3.1 課程內容綜合性強,各章節知識點較獨立
本課程主要講述工業機器人的基本組成、機械結構、運動學、環境感覺技術、控制系統、機器人編程等,包括機械學、自動控制、傳感技術、計算機等相關內容。學習這門課程需要較多知識儲備以及一定的數學基礎,學習時需要將各種知識綜合運用。學生普遍感到學習內容廣、涉及知識面寬、綜合性強,嚴重影響了學習的積極性。另外,機器人課程各章節之間內容相對比較獨立,由結構到運動學,由運動學到控制,沒有一個貫穿的主線,使得學生在學習過程中容易分不清前因后果。
3.2 重講授,學生獨立思考少
授課過程中以教師講授為主要方式。傳統填鴨式教學方式在采用現代多媒體教學手段時顯得更加不合理。采用幻燈片授課,雖然能讓教師從繁重的書寫任務中解放出來,提高教學效率,但是一掠而過不留痕跡的做法讓學生根本無暇進行獨立思考,有時一堂課下來學生對授課內容都沒有印象,致使授課效果變差。
3.3 重理論輕實踐
本課程對學生的動手能力要求較高,然而目前的課程設置中比較側重理論部分,實踐環節相對薄弱。在總課時32學時中,實驗只占4學時,這對掌握機器人應用技術來說是遠遠不夠的。且均為驗證性實驗,不能激發學生的學習積極性,沒有真正提高學生的實踐動手能力。
4 改革措施與實踐
針對目前教學中存在的問題,根據上海電機學院的辦學方針,結合課程本身特點和現實情況,總結課題組多年教學經驗,提出改革措施,并在課程教學中進行一系列嘗試。
4.1 合理安排教學內容,由淺入深逐步遞進
針對課程內容綜合性強,各章節知識點較獨立的問題,教師在教學過程中要合理安排課程內容,找到貫穿各章節的主線,理清各知識點的前因后果。先從機械專業學生比較熟悉的機械結構入手,通過對機器人三大組成部分(機械部分、控制部分、傳感部分)之間關系的講解,進入機器人的控制系統和環境感覺技術的學習。機器人運動學的部分理論性較強,學習起來相對吃力。遵循由淺入深、逐步遞進的原則,先介紹齊次坐標和位姿描述等基本概念,在對機器人的位姿分析的基礎上,引入機器人運動學方程建立的方法和步驟,既要使學生掌握關鍵知識,又不過多糾纏于繁瑣的公式推導。最后講解機器人編程,使學生對機器人控制的認識提高到實際操作的層面上來。
另外,在講每個章節時,適當引入相關知識的前沿進展、最新的成就成果,既擴大了學生的知識面,又提高了學習興趣。
4.2 采用案例教學,改進教學方式
1)豐富實例激發興趣。在進行新的知識點講解前,通過圖片、視頻等多媒體技術,將收集的教學案例展現在學生面前。以實驗室現有的FANUC機器人為一基礎案例,并將該案例貫穿到整個教學過程中,把機器人各章節內容有機地聯系起來,如圖1所示。在講解案例過程中指出相關知識在該機器人上的應用并提出問題,目的是引導學生將課堂理論與應用實際有機結合在一起。由于這個實際案例就在學生身邊,拉近了理論知識與學生的距離,能夠激發學生積極思考,增加學習興趣,同時又能提高學生解決實際問題的綜合能力,授課中取得了較好的效果。
2)注重課堂互動。在課堂教學中,一改傳統填鴨式教學,采用啟發式、引導式教學,鼓勵學生進行討論。例如,機器人機械結構部分內容相對枯燥乏味,教師在講解時將各部分結構設計的要點以及常用的運動形式指出;然后讓學生利用機械原理及機械設計中學過的知識,設想和討論可以實現相應運動的機構有哪些,可以采用什么樣的驅動方式;最后鼓勵學生自己做一套完整的機器人機械結構方案,由教師對相應方案做出評估。
在機器人應用現狀和未來前景等較活躍的領域開設課堂互動內容,鼓勵學生從最新的科技文獻、新聞甚至與相關專家的交流中去了解獲得,搜集整理第一手資料。這不僅提高了學生的學習興趣和主動性,也活躍了學生的專業思路。
3)增加現場教學環節。機器人中有些內容和概念比較抽象,比如機器人的自由度、精度、坐標系和機構簡圖等,學生理解起來會有困難。采用現場教學法,先由教師提出思考題,讓學生通過對實際機器人的觀察進行思考。然后教師結合機器人的運動對每個概念進行講解,最后集體討論。
坐標系在機器人學習和使用中是一個很重要的概念。常用的有全局參考坐標系、關節參考坐標系和工具坐標系。機器人可以相對于不同的坐標系運動,在每一個坐標系中的運動都不相同,學生很容易產生混淆。利用現場教學法,講到每一個坐標系時,可以操作機器人讓其在相應坐標系下運動。設定同樣的參數,最終到達的位置不同,形象直觀地展示出不同坐標系下的運動。
現場教學法給學生提供了充分的想象和思考空間,加深了對相應知識點的理解,效果比較顯著。
4.3 改革實驗教學內容,注重理論聯系實際
課題組結合實驗室現有條件,在機器人認知和機器人編程兩個實驗的基礎上,自主開發FANUC機器人故障診斷實驗。實驗時,教師預先設置機器人常見故障,要求學生對工業機器人運行過程中故障進行診斷,能根據系統報錯代碼判斷故障含義及原因,并通過實驗排除故障。故障排除后,能重新校準初始位置,并在新坐標系內實現系統正常運行。該實驗具有一定的綜合性,能夠鍛煉學生靈活運用所學知識分析問題、解決問題的能力。
雖然在實驗過程中,不免會碰到各種各樣的問題,有時可能會找不到原因,但學生學習興致很高,小組里每一名學生都會積極查找故障原因。學生反映這個實驗雖然難度較高,但能讓他們體會到用自己掌握的知識解決實際問題的成就感,提高了學習的積極性。
4.4 注重師資培訓,及時更新教學內容
工業機器人涉及許多專業領域,對任課教師知識的廣度和深度有較高的要求,同時還要保持知識技能的不斷更新。上海電機學院采取鼓勵青年教師攻讀博士學位、派遣教師到企業掛職鍛煉、青年教師“導師制”等措施,加強師資隊伍建設,形成一支具有一定科研能力的教師隊伍。
5 結束語
本文結合學校實際情況,探討應用型本科“工業機器人”課程教學中存在的問題和相應改革措施。課題組將其應用于平時教學中,授課效果有了一定的增強。但教學改革是一個長期積累的過程,需要教師不斷探索,并在實踐中繼續改進和完善。
參考文獻
[1]夏建國.技術應用型本科院校辦學定位思考[J].高等工程教育研究,2006(6):80-83.
[2]王洪,高林,楊冰.應用型大學是高等教育大眾化的必然結果[J].教育與職業,2006(12):5-7.
[3]夏建國.技術本科創新型人才培養:定位、特征與思路[J].中國高教研究,2011(7):67-68.
摘 要:本文以濰坊在信息化環境下全面提升學生創新能力的探索與實踐為例,介紹了濰坊在信息化環境下豐富創新活動內容、搭建創新平臺和創新組織形式等方面的做法,闡述了信息技術對培養學生創新能力的理論支持和技術支撐作用。
關鍵詞:信息化環境;提升創新能力;探索;實踐
中圖分類號:G434 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7503(2013)09-0008-02
創新是一個民族進步的靈魂,是一個國家興旺發達的不竭動力,創新的關鍵在人才,人才的成長靠教育。本文以濰坊在信息化環境下全面提升學生創新能力的探索與實踐為例,介紹了濰坊在信息化環境下在豐富創新活動內容、搭建創新平臺和創新組織形式等方面的做法,闡述了信息技術對培養學生創新能力的理論支持和技術支撐作用。希望運用信息技術提升學生創新能力的思路,能夠得到更多教育專家和信息技術專家的關注,為推進區域全體學生創新能力提升提供一點啟示。
一、現代信息技術為培養學生創新能力提供新渠道
隨著信息理論的發展,人們已經能夠運用控制論、信息論的思想來解釋、理解人的思維認知過程,現代教育技術將文、圖、聲、像等各種教學信息有機組合在一起,直接訴諸于人的感覺器官,不受時間、空間、微觀、宏觀的限制,在教學中實現了教育信息傳輸的高效率,突破了傳統教育模式、方法和手段的局限性,有利于學生主動地觀察、實驗、猜測、驗證、推理、交流與解決問題等活動,有利于改變學生的學習方式,有利于學生主體地位的落實,有利于教師角色的轉變,有利于構建新型師生關系?,F代信息技術為培養學生的創新思維能力提供了必須的技術支撐能力。從創新教育角度看,創新能力培養需要信息技術創建一個無“權威”束縛和民主自由的環境,為學生的創新性學習提供機會,促進人腦的多元思維和創造性思維,激發學生學習熱情和學習興趣,鼓勵探索知識的奧秘,不斷增強創新精神,提高創新能力。
二、現代信息技術為培養學生創新能力構建新載體
信息化環境為推進學生創新能力提供了自由開放的空間和技術支撐平臺。濰坊作為全國教育綜合改革實驗區,充分認識到培養青少年創新意識和創新能力對培養創新人才的關鍵作用,在提高學生創新能力培養工作中,借助信息化、網絡化、智能化等現代新興技術手段,在中小學廣泛開展機器人教育、動漫教育,運用信息技術為創新活動內容開辟了更為廣闊的空間。
電腦機器人技術融合了造型技術、機械、電子、傳感器、計算機軟件、硬件和人工智能等眾多先進技術,充分地體現了當代信息技術多個領域的先進技術,是信息技術的重要內容,更是智能技術的結晶。開設電腦機器人教育課程給信息技術基礎教育帶來新的活力,成為培養中小學生創新能力的智能平臺。濰坊機器人教育試點自2002年至今,堅持學生自主發現問題、尋找思路和解決問題,堅持自主動手動腦,堅持強化團隊合作意識,全市先后建成中小學機器人實驗室109座,配備各類教學機器人2700余臺,編寫《中小學機器人校本系列教材》,配發適合課堂教學和學生實踐活動的視頻演示光盤,受到廣大青少年的熱烈歡迎。依托機器人實驗室,我們積極開展機器人課堂教學和實踐活動研究,逐步探索和總結出了一些通過機器人教育提升學生創新能力的規律和方法。例如:在部分學校開設機器人必修課,將機器人教育融入信息技術課程,形成“以必修課為面,以活動小組為線,以競賽項目為點的點、線、面相結合的教學鏈條”,使學生信息素養得到大幅提高。還比如:通過整合區域辦學力量,組建機器人滅火、機器人足球、機器人創意等項目教研組,定期開展機器人教學研討活動,形成以強帶弱、以高帶低、高低結合、共同提高的機器人教學研討機制,走出了小學階段打基礎、初中階段重點培養、高中階段出成果的“小、初、高梯隊式培養模式”,使大批特長生人才脫穎而出。
動漫產業是創意產業的一個重要組成部分,是高新科技、數字化技術和文化創意結合的產物。近年來,動漫產業在全球得到爆發式的高速發展,動漫創新人才短缺引起世界各國的高度重視。濰坊從2010年起在中小學中滲透動漫教育,為培養信息化創新人才進行了新的嘗試和努力。目前,全市有105所全國動漫教育實驗學校,建成標準中小學動漫實驗室105座,在動漫實驗學校建設、教師團隊建設、實驗課程開設、動漫教材和軟件培訓等方面進行了多方位探索,總結形成了“三步六環任務導學法”、“階梯式五步教學法”、“教師結對制”、“學生幫扶制”等實驗教學規律和方法。發揮動漫企業人才技術優勢,在全國知名動漫企業建立“濰坊市中小學動漫教育實踐基地”,開展“動漫企業進校園”活動,宣傳動漫文化,普及動漫基礎知識。依托高校動漫師資理論優勢,在動漫教育教學和動漫專業發展方向強化教師高端培訓,培養大批動漫骨干教師,形成了濰坊“基地建設、實驗教學、校企合作、高校拉動”四位一體的中小學動漫基地建設模式,培養了大批動漫創新人才,在廣大青少年中形成了一股清新的動漫科技風。
三、現代信息技術為培養學生創新能力搭建新平臺
網絡信息的海量性為學生探究習得提供了寶貴的平臺,信息技術的互動很好地培養了學生的主動參與、探究發現、交流作用的能力。濰坊于2012年建成基于全市共享的首個中心學生數字圖書館,形成藏書近20萬冊、2200余種基礎教育數字期刊、近300種基礎教育和重要綜合類報紙、180多所著名大學優秀碩博論文和重要會議論文、近萬個數字教育視頻的規模。濰坊中小學數字圖書館對國內五大圖書供應商的數字圖書及音像資源進行了整合,重構了跨庫搜索引擎,實現了一站式登陸訪問,使學習和閱讀圖書變成了一件隨時隨地方便的事情。
信息技術虛擬現實的仿真性可以有效地激發學生的需要、體驗和聯想,有助于學生自然地進入學習狀態,激發學生參與探究的積極性。目前,濰坊正在借助信息技術建設基于全市共享的大型網上虛擬實驗室,計劃覆蓋物理、化學、生物、地理等多個學科。當前,已經建成物理數字化互動仿真教學實驗系統,含有188種組件和208個實驗案例,能仿真電學、波、光學、力與運動和聲學實驗。建成化學數字化互動仿真教學系統,含有233種組件和143個實驗案例,能精確仿真化學反應,并能夠繪制圖表分析實驗數據。安裝數字星球系統,通過軟件控制地理數字資源,融合多媒體信息實時互動及屏中屏演示功能,實現了用數字視像圓球體屏幕,以立體模式展示天文地理信息,使人們能夠從全球、整體、綜合和區域的角度研究探索宇宙空間環境和地球環境,為學習者創建了一個真實感知地理環境和時間跨越的體驗平臺。
四、現代信息技術為培養學生創新能力提供新形式
現代信息技術的出現,不僅極大地提高了信息傳遞的質量和速度,而且增強了人類認識世界和改造世界的能力。在教育領域內,運用信息化手段合理地配置教育資源,發揮信息技術無時空和主體限制的特性,變革推進學生創新能力普及教育的組織形式,可以促進資源共享,推進學生個性發展,實現人人享有的創新能力培養機會。濰坊通過舉辦人人參與的網上中小學生科技節,組建網上社團,聘請網上專家面對面指導,實現了科技創新普及教育城鄉學生全覆蓋,“科技創新教育濰坊模式”受到同行的廣泛關注。
關鍵詞:自主創新能力 科技訓練 體系構建 大學生
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2016)08(c)-0144-04
System Construction of Technology Training for Undergraduate With the Core of Independent Innovation Ability
Liu Baojun Lu Manhuai Zhang Zhibin Wu Deqiang Yu Chuhong
(Zhongshan College,University of Electronic Science and Technology of China,Zhongshan Guangdong,528402,China)
Abstract:Constructing the system of technology training for undergraduates with the core of independent innovation ability is a project of systematic education.The idea of system construction is proposed, independent and open technology inncvation base is built and meanwhile a variety of educational robot devices are possessed,the procedure of ability training and cultivation is improved,undergraduate technology association and guiding teacher team are both enhanced,and then the training system which consists of multiple steps and grades of “basic engineering,special training,integrated practice and independent innovation” is formed.Excellent progress in series of national technology competition and innovation and undertaking are made by undergraduates.It is proved that thesystemhas a considerable effect.
Key Words:Independent innovation ability;Technology training;System construction;Undergraduate
科技活郵橋嘌和提高大學生創新和實踐水平、能力以及自身素質的一種有效途徑;積極開展大學生科技創新實踐活動,加強和培養大學生的創新精神和實踐能力,是高等學校面臨的緊迫而重要的任務[1]。因而,構建有效的大學生科技創新能力訓練體系對大學生的創新能力和應用能力培養可以起到良好訓練作用,其重要性和必要性毋庸置疑。顯然,以自主創新能力為核心,如何構建行之有效的大學生科技創新訓練體系,保證訓練效果、擴大學生的受益面和受益程度是一項系統性的教育工程,也正是該課題的研究重點。該課題的主要工作所涵蓋的內容有:創新理念、建設自主、開放的科技創新實踐基地,科技創新能力訓練培養全過程的細化和完善,學生科技協會良好的組織管理和基礎培訓能力提高,項目指導教師團隊的創新訓練指導能力提升,形成有效的訓練體系等。
1 創新理念,建立自主、開放型科技創新實踐基地
基于該課題所依托的機電類學科,建設好機電科技創新實踐基地,開展大學生科技創新訓練的理念是:為大學生提供一個不同于日常教學和普通實驗室的培養時空,建立一個自我、開放性的創新活動場所,大學生在這里可以開展各類設計、訓練和制作活動,訓練工程實踐能力、創新能力甚至一定的管理能力,實現創新的思維和夢想,最終成為具有創新能力的應用型工程人才;而教師在這里主要起引導者、輔導者或指導者的作用,甚至只是協作者的角色[2]。
此前的機電創新實踐基地雖然具備了雛形,但是卻依賴于在現有的各實驗室擠騰出來的十分狹小的空間。不僅面積小,而且會受到學生日常實驗教學的時間擠壓,這對科技創新訓練體系的建設形成了空間和時間兩方面的硬件環境約束,既不利于良好地實施現有的創新訓練項目的培訓,更不可能拓展新的創新訓練項目。相對于擁有每年300多名新會員的學生機電科技協會而言,要開展一些基礎性的工程能力訓練更是無法滿足要求。伴隨學校近年來教學和實驗硬件條件的改造升級,該項目也在學校和二級學院的支持下為機電科技創新實踐基地增加了較大的訓練場地和活動空間。
與此同時,為更好開展創新訓練,該課題積極利用該校機械專業作為省專業綜合改革試點項目的資源,添置一系列新的創新訓練設備,如:工程機器人訓練套件、水中機器人訓練設備以及示波器、信號發生器等多種電子測試設備等,如此便可以開設更多的基礎性、專項性和綜合性訓練項目,為更好訓練創新思維提供了更充分的硬件設備條件。
2 完善大學生科技創新能力訓練培養過程
經過多年來探索和建設,為了能將學生持續地吸引到創新實踐活動中來、并上升到自主創新的高度,實現“全過程、階梯式”的能力培養,大學生科技創新訓練體系逐漸得以構建和完善,主要包括四個階段的內容:基礎工程實踐(BE)、專項強化實踐(ST)、綜合訓練實踐(IP)和自主創新實踐(II)。各階段的培養目標、實踐形式和主體對象如表1所示。
2.1 基礎工程(Basic Engineering,簡寫為BE)實踐
該實踐主要面向大一年級學生,以基本機械結構設計、工程結構組成、單元電路設計實現、簡單系統的自主創意以及創新意識的培養為訓練重點,因而系統設計和構造的難度不宜太大,重點在于激發學生開展自主創意、享受創造的樂趣。實踐內容采用可自由組合重構、裝配的模塊式套件為工程實踐對象,易于低年級學生動手實踐,目的在于對大學新生創新意識的激發和基礎工程訓練。
該階段在教師的引導下由學生機電科技協會以組織會員開展基礎性的科技訓練活動的形式來實施,由協會理事(高年級的技術骨干擔任)對新會員進行基礎培訓,并開展各類不同主題的基礎競賽活動,培養學生的基礎設計和實踐能力,初步激發大學生的科技創新意識和精神。
該實踐階段現在主要以校內訓練和競賽來拉動學生的積極性,目前機電科協每年招新生約300人,校內競賽包括基礎的雙足行走機器人機構設計競賽、基礎電路設計競賽和先進制圖技術比賽等[3]。以雙足行走機器人機構設計競賽為例,目前每年上百支隊伍參賽,全校理工類二級學院均有隊伍參加該比賽,而在機電學院學生覆蓋面達60%以上,有較高的普及率和學生受益面。
2.2 專項強化(Specific Training,簡寫為ST)實踐
專項強化實踐主要面對已完成基礎工程實踐的大二年級學生,旨在培訓學生的復雜機械結構設計能力、綜合電路設計能力、單片機編程與控制、完整項目開發流程、專項創新能力等,屬于能力提高和專項強化階段。該階段主要以強調專項技術能力為主的校內競賽項目為設計和實踐主題。各項目要實現的主題雖有競賽規則約束,但其設計實現方法卻是完全自主的,因而要求作品具有一定的創新性,才能在對抗和比賽中處于優勢地位。
這一階段教師和機電科技學會是共同組織者,教師是輔導者的角色,在教師指導下通過科協向學生提出相應的學習和設計實踐內容。學生自由組合成機械結構設計小組、電路設計小組、軟件控制技術小組、信息及綜合創新小組等,教師定時組學生進行各種技術實現方法的研討,如:具體的機械設計方法、電路設計方案、軟件編程方法等方面共同討論以訓練創新思維,通過不斷設計和制作實踐訓練來逐步提高單項的設計能力。
該階段主要通過舉辦以強化專項能力、訓練基本的創新能力為主的校內競賽來進行推動,例如:循跡機器人競賽、以機械機構創新為主的機械電子創新設計比賽,以及一些專項技術設計比賽(如:機械鎖止機構設計大賽等),分別著重于電路設計與單片機編程技術、機械結構設計與制作能力等。由于有競賽規則約束,參賽學生自然開動腦筋,想出各種奇異的創新主意,來實現自己的作品。該階段的主要任務目標是為下一階段即綜合訓練階段選拔參加省級或國家級學生科技競賽而培訓各相應專項能力優秀的候選隊員隊伍。
該項目旨在通過不同項目、發掘個人技術特長來保持和增強大學生對科技訓練的投入和興趣,養成自主學習、獨立思考、發現問題和解決問題能力的良好習慣,真正融入這一重要的創新能力訓練階段。
2.3 綜合訓練(Integrated Practice,簡寫為IP)實踐
綜合實踐階段主要面對已完成專項強化實踐的大三年級的優秀學生和部分特別優秀的大二年級學生,主體是經過選拔而產生的參加省或全國性學科競賽的學生隊員,旨在訓練這些學生的綜合技術能力、靈活應變能力、交流溝通能力以及團隊合作精神等。
該階段主要以省或全國性比賽項目為實踐訓練的主題,項目指導教師團隊針對大賽的項目主題,將隊員分成不同的設計制作小組,如:機器人項目就設立了相應的高級訓練小組,如:機電系統綜合訓練組、電路軟件綜合訓練設計組、項目管理訓練組、可靠性測試組等多個小組,在不同的項目指導教師團隊的指導下進行詳細的設計與制作實踐訓練以及參賽。
該階段面對主要的學科競賽包括中國機器人大賽、全國大學生機械創新設計大賽、“三菱杯”大學生自動化應用創新設計大賽、全國大學生先進成圖技術創新大賽、全國節能減排科技競賽等全國性和相關的省級學生科技競賽。
這一階段教師團隊是組織者和指導者,定時組織學生進行技術實現方法的研討和階段性總結,在具體的設計方案、競賽策略等方面共同討論,既可以提高大學生的技術綜合能力,也可以更好訓練其綜合創新實踐能力和精神,尋找創新點和最佳方案;技術優勢和創新互相借鑒,形成技術戰斗力的團隊集成和綜合創新。
2.4 自主創新(Independent Innovation,簡寫為II)實踐
該階段主要面向技術能力強和自我創新意識好的學生,屬于學生實踐能力的高級培養階段,以學生自我創新為核心,學生根據自己的觀察和思考進行自我命題,既可申請各級創新創業項目,實現自己所想攻克的技術難題或者開展個人的發明創造,項目構思、設計、實施和完善的所有內容都要靠自己來完成;進度要靠自己掌控;學生也可以承接企業項目或產品開發等;或者利用個人技術特長開展自主創業,提前規劃和實施未來的人生發展前景。
這是“自我創新”階段,學生主要利用課余時間在創新實踐基地開展自主的設計和制作來實踐自己的夢想,在這一階段教師只是協作者或協助者,為學生提供一些技術發展趨勢方面的信息和建議,而學生才是實際的決策者和實現者。創新實踐基地開放的設備和空間為學生提供了相當有利的環境。
3 改善學生科技協會的組織結構,提升其基礎培訓能力
機電學生科技協會擔負著招收新會員、對新會員進行基礎性的工程能力訓練,并組織相應的科技類競賽活動。協會組織定期選拔技術骨干擔任協會理事,為新生進行基礎性工程實踐能力培訓,以培養新會員的基本實踐應用能力和激發創新意識為核心目標,以培養會員成為省級和全國性比賽的后備技術人才為任務,對有興趣的新生進行為期一年的教學培訓。
此前協會每年新會員眾多,大一新會員普遍認為經過培訓受益良多。但由于學校授權和資助的項目總數有限,加之以項目經費、制作費用、場地和人數的限制,因而經過層層選拔后,最終能參加省級和全國性大賽的人數就受到限制;同時,部分已獲得一些獎項的同學因進取心不足、奉獻精神不夠等原因,在高年級階段不愿意再辛苦參加科技比賽;與此同時,協會的理事逐漸由大二年級會員擔任,對高年級會員產生了擠出效應。所有這些,都給科協的人力資源構成、培訓質量、參加全國大賽的成績形成了不利影響。
該項目實施后,通過改善科協的理事會員的配備結構,加大高年級會員的比例,有力提升了其基礎培訓能力,培訓的項目、內容和質量也得到較大改善。
4 強化項目指導教師團隊建設
由于多年的努力,以機電創新為特色的學生科技競賽活動取得了顯著成效。這既于學生機電科協的宣傳發動和基礎培訓有關,也更與相應參加到大學生科技訓練體系的項目指導教師團隊有關。以機電創新為特色,目前已形成機器人競賽項目指導教師團隊、機械創新設計競賽項目指導教師團隊、PLC自動化應用競賽項目指導教師團隊、先進制圖技術項目指導教師團隊、物聯網技術競賽項目指導教師團隊等10多個教師指導團隊,每個團隊由3~6名教師組成,并設立了主教練負責制,從而保證了良好的項目指導水平。在主教練的帶領下,一大批中青年教師迅速成長,其教研水平、指導能力都得到了顯著提高,項目指導團隊日益強大,對學生的創新能力指導也將更加富有成效。
5 Y語
建設自主、開放型的科技創新實踐基地,形成“基礎工程、專項強化、綜合訓練、自主創新”的“多階段、全過程、階梯式”訓練和培養過程,并加強學生機電科協和指導教師團隊建設,這一有理念、有體系、有內容、有團隊的以自主創新能力為核心的大學生科技創新訓練體系已經取得了顯著成效。在此基礎上,最近3年來機電科協的大學生又在機器人、先進成圖和PLC三菱杯自動化大賽上取得12項全國性一等獎(5項冠軍),6個學生項目先后入選廣東省攀登計劃和省級、全國大學生創新創業訓練項目,更有不少機器人隊員在畢業前后創建了機器人教育培訓機構或者創業開展各類工業機器人的研發,展現了良好的自主創新能力,這些都是該課題優秀建設成效的鮮明例證。
參考文獻
[1] 王世山.大學生課外科技創新活動的實踐[C]//第五屆全國高校電氣工程及其自動化專業教學改革研討會論文集(2).2008:552-5560.
關鍵詞:科技教育; 學生素養
中圖分類號:G623.6 文獻標識碼:A 文章編號:1006-3315(2012)12-008-001
學校開展科技教育,是落實“科教興國”戰略的需要,也是提升學生科技素養,全面實施素質教育的一項重要任務。我??萍冀逃加谏蟼€世紀九十年代,從當初低端的科技模型起步,發展到如今高端的“機器人”階段,從少數人參與活動發展到科技教育的全員普及,從校內開展實踐活動發展到與企業、社區共建科技實踐基地,學校也從“有特色的學?!背砷L為“特色學?!保萍冀逃殉蔀槲倚^k學亮點和特色品牌。本文從“學科滲透、文化熏陶、主題引領、社團活動、隊伍建設”等方面,介紹了我校開展科技教育活動的實踐與思考。
一、立足課堂,學科滲透科技教育
課堂教學是實施素質教育的主陣地,在教學過程中滲透科技教育,從而把普及科學知識、科學方法,培養科學思想、科學精神貫穿于學校整個教育教學之中。
1.傳統學科滲透科技教育。我校以教研組為單位,組織教師認真學習新課程標準,仔細分析研究各科教材,查找并列出各單元、各章節教學中科技教育因素,制成表格,以便教師在備課時充分考慮,合理尋找滲透科技教育的切入點。如理化生等自然學科中本身就蘊含著大量科技知識,教師可利用學科背景知識,向學生介紹當今科技研究最新成果,激發學生愛科學、學科學、用科學的興趣和熱情。
2.積極開展研究性學習。我們鼓勵學生從身邊的事物、現象入手,選取有價值的問題,進行猜想,并通過查閱資料、開展實驗、參觀考察、調查研究等途徑,提出解決問題的辦法。徐楓霞老師指導學生開展《農村家庭感冒藥物用品習慣調查》,在江蘇省青少年科技創新大賽活動中獲省一等獎。
3.主動開發校本課程。2010年我們組織部分教師編寫了《生活?探索?實踐》科普校本教材,內容包括學科知識在生活中的應用、科學家的小故事、重大科學發展史、家庭小實驗、最新的科技成果等, 2011年我校投入巨資興建了機器人工作室,并成功申報為江蘇省機器人教學實驗學校,我們抓住這一契機,著手編寫機器人校本教材,并在初一年級開設了機器人課程,實現了機器人知識普及化。
二、文化熏陶,營造科技教育氛圍
校園文化是一種隱性課程,對學生的成長起著潛移默化的教育功能。我校特別注重校園文化建設,通過合理規劃、精心布局,營造濃厚的科技教育氛圍,使每一位學生在耳濡目染中受到科技教育的熏陶。
1.班級文化。我校每個班級都配備了一個圖書專柜,里面有上百冊圖書、雜志;各班建有科技角,學生的科技小制作、科學幻想畫、科技小報等在科技角長期展示;班級黑板報定期刊出科技動態、科普知識等學生喜聞樂見的內容。
2.走廊文化。我校主干道旁有七塊醒目的科技長廊,圖文并茂地展示地球衛星、克隆技術、空間探測、納米技術、航空航海等最前沿的科學知識。
3.媒體文化
充分發揮校園網站、校報校刊、電子屏幕、校園電視臺等作用,加強科技教育宣傳。
三、主題引領,拓展科技教育領域
1.結合重大節日開展科技活動。如3.12中國植樹節、3.22世界水日、4.22世界地球日、5.22國際生物多樣性日、6.5世界環境日、9.16國際保護臭氧層日等,結合開展相應的專題教育活動。
2.開展科技節活動。校園科技節是我校的一項傳統活動,時間定在每年12月份,為期一個月?;顒泳脑O計,認真實施;主題突出,常搞常新。
3.開展綜合實踐活動。(1)結合春、秋游活動,讓學生融入大自然,親近大自然。(2)充分利用我校地處高新開發區的優勢,爭取市、區科協等部門的支持,組織學生參觀高科技企業、科研院所、農業生態園……請專家開展科技講座,作技術指導等。(3)與社區結對,積極主動促進和引導社會科技教育資源與學??萍冀逃顒拥南嗷B透。
四、社團活動,提升科技教育層次
組建各種社團,發揮它們以點帶面的輻射作用,是學校開展科技教育活動的重要手段。我校組建了機器人、桿身飛機、搖控賽車、搖控飛機、傘降火箭、電子百拼、物聯網傳感電子創新設計等多個科技興趣小組或社團,活動做到“五個落實”,即指導老師落實、計劃(內容)落實、組員落實、時間落實、地點落實。近年來,我校的社團活動成效顯著,在各級各類競賽中頻頻獲獎,2010年我校Idea-CooL(創意酷)機器人社團首次參加全國智能機器人大賽便嶄露頭角,機器人足球獲全國金獎,機器人滅火、人形擂臺賽也取得了可喜成績;2011年參加江蘇省“金鑰匙”科技競賽活動,有三人獲省特等獎,多人獲省壹、貳等獎,為歷年之最,學校被評為江蘇省青少年科技教育先進學校。
五、隊伍建設,夯實科技教育根基
科技教育質量的高低,關鍵在教師。我校一方面通過“請進來,走出去”的方式,選拔科技骨干教師參加各級各類業務培訓,另一方面,借助國家級課題《綜合實踐活動促進學生發展的研究》的開展,要求科技輔導員加強理論學習,及時總結科技教育活動中的經驗教訓,不斷提高自身的理論水平和實施科技教育的能力。
出納試用期工作總結及轉正申請范文一:
經過兩個月的實習,我順利加入了新松公司這個先進的集體。
公司很快給了我鍛煉的機會,剛加入公司的第三天,我被派到大連天納克同泰公司進行工作學習,在處長李寧的帶領下,我開始熟悉機器人本體及控制柜的各個部分組成及相應功能,一邊查閱資料,一邊現場對照,取得了不錯的效果。熟悉機器人后,我開始嘗試調試簡單的程序,主要調試了三菱4a9及海馬419兩個工作站的共四套夾具的焊接程序,在處長的嚴格督導與自身努力下,數次加班的汗水沒有白流,終于掌握并熟練了單機器人工作站的基本焊接流程,及機器人與變位機的協調運動的應用。在調試過程種出現了許多問題,也使我懂得了許多,使我認識到工作中無論哪一個細節都是很重要的,無論焊接參數的調整還是焊槍姿態的擺正,每一點都是不容忽視的。細節的問題在大連天納克埃貝赫也給我上了很好的一課,當天加班到半夜11點多,為的是解決一個焊機報警的問題,我們通過更換焊機、送絲機等進行排除干擾,以便找到問題的癥結,可是卻始終沒能發現問題的關鍵,后來一個偶然發現送絲線繞的多了點,便無意識的扶正,焊機報警立刻消失,這正是一個不起眼的小問題,因此我認識到工作無小事,每一步都要精益求精。
從大連回來在公司工作兩天,我第一次獨立出差,去寧波躍進公司調試s504副車架機器人生產線,以及一個新工作站的安裝與調試工作。第一次單獨出差的壓力是很大的,而且要面對的是自己從未接觸過的雙機器人工作站與點焊工作站,擺在面前的對自己來說都是陌生的東西,但是領導對自己的信任與期望給了我挑戰困難的無限動力,一遍遍的翻閱資料,無數次電話咨詢,感謝同事們對我的關懷與指教,經過20幾天的不懈努力,我完成了s504生產線的整個自動化流程,焊接程序基本成型,但因為客戶工件不合格未能焊出標準件沒能最終驗收。我從中也學會了使用雙機器人工作站的一些基本要領,對點焊機器人的簡單操作也有一定的掌握。在寧波期間還到臺州玉環利中公司參與幾天的調試工作,幾天里的工作,臨時解決了客戶要求的問題,驗收等工作要等工件改好后進行。
寧波回來至今,一直準備東風車橋焊接工作站,這個站涉及到起始點檢測和焊縫跟蹤,經過這段時間的學習,對這兩項功能的實現有了初步的了解并能夠簡單應用。同事還對成都鈴川排氣管焊接工作站進行調試,使自己對機器人的使用更加熟練。
加入公司這四個月的時間里,壓力與動力并存,成長與磨礪相依,為了更好的融入新松公司這個先進的集體,試用期已滿,我現在特此申請轉正,謝謝領導給自己打造了一個展現自我的平臺。
出納試用期工作總結及轉正申請范文二:
各位領導、各位同事:
我于2011年06月25日開始到貴公司工作,從來公司的第一天開始,我就把自己融入到我們的這個團隊中,不知不覺已經二個月。一直以來,我努力實踐著自己的諾言,力爭做到更高、更強、更優。下面,我就這二個月的工作情況向各位領導與同事作個簡要匯報,以接受大家評議。
一、技術培訓和作風紀律方面:
作為一名剛剛畢業的大學生,四年的專業知識學習,養成了對于實踐的東西接觸的少,對于許多實際應用問題不了解。面對這種情況,依靠自己的認真的學習,對現實工作由理論迅速過渡到實際工作中。在實踐中學習,不斷提高工作能力。在接觸到新的陌生的領域時,缺少經驗,對于專業技術知識需要一個重新洗耳恭聽牌的過程,自己在領導同事的幫助下,能夠很快克服這種狀態融入到嶄新的工作生活中。在日常生活中,我認真服從領導安排,遵守公司各項規章制度和各項要求,注意自己的形象,養成良好的工作作風。
二、學習生活方面:
技術服務工作是一個特殊的崗位,它要求永無止境地更新知識和提高技能,并且要有足夠的耐心。為達到這一要求,我十分注重學習提高:一是向書本學。工作之余,我總要利用一切可利用的時間向書本學習,除了認真閱讀公司所發的新產品技術文件外,我還自費購買幾本涂料學參考書。二是向領導學。這段時間以來,我親身感受了各位領導的人格魅力、領導風范和工作藝術,使我受益匪淺,收獲甚豐。三是向同事學。古人說,三人行必有我師。我覺得,我們公司的每位同事都是我的老師,正是不斷地虛心向他們求教,我自身的素質和能力才得以不斷提高,工作才能基本勝任。我認為大家的能力都提高了,我們的公司才會整體的提高。
進入貴公司以來,由于離家較遠(與其它同事相比較),而且加之對生活習慣一時很難不適應,造成工作學習的耽誤。通過二個月的體驗以及在領導同事們的關懷與培養下,認真學習、努力工作,積極投身到工作中,已經逐漸適應了這里的工作環境。對于領導與同事們的關心和關懷,我感到了很大的動力和壓力,爭取在以后的工作生活中以更加努力的優秀成績來回報,不僅能夠彌補自己耽誤的工作學習而且能夠有所成就,不辜負大伙的期望。對金錢、對名譽、對權力,我都沒有什么奢求,努力工作是我最大的追求。說句實在話,工作不僅是我謀生的手段,更是我回報領導和同志們的最好方式,也是一個人實現人生價值的惟一選擇.
三、工作體會:
在二個月的工作學習中,我在學習、工作和思想上都有了新的進步,個人綜合素質也有了新的提高,回顧這段時間來的工作歷程,主要有以下幾點體會:
(一)要在思想上與集體保持高度一致
在工作、學習過程中,我深深體會到,公司是一個團結奮斗的集體,在這樣的氛圍中,只有在思想上與集體保持高度一致、積極上進,才能融入到這個集體之中。所以我必須更加深入提高個人綜合素質,用理論知識武裝自己的頭腦,指導實踐,科學地研究、思考和解決工作中遇到的問題,使自己能夠與集體共同進步。
(二)要認真學習專業技能知識,在工作上爭創佳績
要成為一名公司優秀的一員,首要條件就是成為行業上的骨干。對于剛剛走出大學校門參加工作的我來說,當前的首要任務就是要努力學習、熟練掌握專業知識,始終以積極的工作態度、高度的責任感和只爭朝夕的精神投入到工作中;要在加強專業知識學習的同時,踏踏實實地做好本職工作,戒驕戒躁,爭取在自己的工作崗位上做出優異的成績。只有這樣才能使自己成為工作上的能手和內行。
(三)要揚長避短,不斷完善自己
在段的時間里,我雖然在工作與學習上每天都有了新的進步,但與其他同事相比還存在著很大差距,且與系統內的領導和同志們思想和工作業務交流不夠;因此,我在今后的工作中,不但要發揚自己的優點,還要客觀地面對自己的不足之處,逐漸改掉粗心、急躁、考慮事情不周全的缺點,注重鍛煉自己的口才交際能力、應變能力、協調能力、組織能力以及創造能力,不斷在工作中學習、進娶完善自己。
以上是自己工作二個月來的基本情況小結,不妥之處,懇請領導批評指正。
總之,經過二個月的試用期,我認為我能夠積極、主動、熟練的完成自己的工作,在工作中能夠發現問題,并積極全面的配合公司的要求來展開工作,與同事能夠很好的配合和協調。在以后的工作中我會一如繼往,對人:與人為善,對工作:力求完美,不斷的提升自己的專業水平及綜合素質,以期為公司的發展盡自己的一份力量
出納試用期工作總結及轉正申請范文三:
時間匆匆轉走,現在的工作已經漸漸變得順其自然了,這或許應該是一種慶幸,是讓我值得留戀的一段經歷。一個多月的試用期下來,自己努力了,也進步了不少,學到了很多以前沒有的東西,我想這不僅是工作,更重要的是給了我一個學習和鍛煉的機會。
在各部門的幫助和支持下,我做好統籌及上傳下達工作,把工作想在前,做在前,無論是工作能力,還是思想素質都有了進一步的提高,較好地完成了公司宣傳、人事管理、職工培訓、檔案管理、后勤服務及公司保衛等多方面的任務。為了加強對人、財、物的管理,我完善了過去的各種管理制度,突出制度管理,嚴格照章辦事,進一步明確了工作職責,完善了公章使用、紙張使用、電腦使用、請假、值班等各種常規管理,充分體現了對事不對人的管理思想,各項工作井然有序。
做好辦公室工作,有較高的理論素質和分析解決問題的能力。通過各種途徑進行學習,為此各辦公室都配備了電腦,利用網上資源學習與工作有關的知識,不斷開闊視野,豐富頭腦,增強能力,以便跟上形勢的發展,適應工作的需要。提高了理論水平、業務素質和工作能力。
[關鍵詞]創新基地 高等教育 創新實踐
[中圖分類號] G640 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2015)10-0005-03
“高校是培養創新人才的基地和搖籃,肩負著重要的歷史使命,必須全方位更新觀念,把培養大學生的創新能力作為教育改革的核心。”如何在新方法、新理論的指引下更好地進行創新教育,成為各高校高等教育研究的重中之重。
一、機電創新中心簡介
哈爾濱工程大學科技創新實踐中心(簡稱創新中心)是省級教學示范中心的重要組成部分,是組織和指導大學生科技創新活動的基地。基地以創新課程為牽引,以科技競賽和學生科研立項為橫向基礎,為學生構建了一個綜合創新平臺和各項科技賽事支撐平臺。
創新中心實行開放式管理,其宗旨是“倡導科技創新,投身創新實踐培養創新精神”。創新中心具有幾個資源平臺,如全國機器人大賽、每年在哈爾濱工程大學舉辦的全國大學生創新大賽和國際雪雕大賽。借助這些平臺,我們在本科生的課程中開設了TRIZ概論、機器人概論、機器人創新設計與實踐、探索機械創新、競賽機器人探索、雪雕藝術設計等課程進行創新思維能力、創新技法和創新精神、創新意識等創新能力的培養和基本技能、實踐動手能力的訓練;通過大學生創新基金項目、科技活動和科技競賽等科技創新活動進行科研訓練和團隊創新能力的培養。
二、創新教育的構建模式
學生課外科技活動的開展使課外教學與課內教學得到良好的有機結合,要想使課外科技活動日?;?、普及化,讓更多的學生有熱情參與進來,制度建設至關重要。平臺的構建如果沒有制度作為保障,很難得到長期、有效地開展。根據賽事和科技活動內容的不同,學生們需要投入的時間和精力也大不相同,如果解決不好這個問題,就會與課內教學發生沖突,學生不但不能得到良好的實踐鍛煉,反而會影響其正常學業。在這些年的實踐及與相關兄弟院校的學習的交流中,我們總結出如圖1的創新教育模式,并根據該創新模式,擴展以下幾點。
(一)構建知識基礎,課程引導實踐
學生參與科技創新活動不能僅靠熱情,還要有扎實的基礎知識,只有這樣才能萌發出更好的想法。幾年來,機電創新中心在設計方法學的創新技法和創新思維方式、機電一體化試驗技術、機器人創新設計與制作、機器人技術、可編程序控制器原理與應用、機械設計等方面引入創新的思想。比如在機械設計課程內對各種機構進行認真研究的基礎上,對每種機構能完成什么功能進行深入剖析,全天開放機構模型展室,讓學生隨時都可以了解到各種典型機構的具體結構和功能,并舉一反三,通過課程設計和大作業進行強化訓練;在機電一體化試驗技術課程內,訓練學生如何根據需求完成一個機械系統的概念設計,掌握原理圖的設計方法,PCB圖的設計方法和技巧,也就是教學生完成如何將一個概念變成一個真實系統的過程。通過課堂教學使學生的專業基礎知識得到提高,培養學生的創新意識。我們開設了現代設計方法課程,專門教授學生創新方法與創新原理,尤其是TRIZ理論。在課堂上,教師通過實例來講解介紹創新方法,并引導學生運用所學方法去解決實際問題,這種訓練更能激發學生們的創新思維。
(二)開放實驗環境,提供創新溫床
實踐是教育教學最有力的支撐與補充,開放的實驗室為學生們的創新活動提供了良好的環境保障和場地設備支持。通過科研立項、科技競賽等多種教學組織形式,以合作式、研究式為主的學習方式,拓展學生實驗的空間。學生可以通過課堂內外、實驗室內外、精品課網站、圖書館等多種方式進行自主學習,突破了傳統實驗室空間的約束,擴展了實驗教學的空間。目前,中心將各創新實驗室開放給學生進行科研活動,中心實驗室盡量做到時間、內容、對象上的全面開放。實驗室日平均開放8小時;設計、綜合、創新實驗項目71%開放。中心實驗室利用實驗室管理系統大平臺建立了完善的開放管理系統,中心實驗室管理全面開放,井然有序。科技創新逐漸成為校園里最時尚的事情,學生們以科研立項為榮,以從事創新為樂。
(三)大賽激發興趣,成績考驗政策
各項大賽的舉辦,對拓展大學生視野的前沿化、創新化具有積極作用,激發了學生參與各項賽事的興趣。隨著國內外各項學生科技賽事的蓬勃發展,賽事難度的加大對參賽學校及參賽學生提出了更高的要求,這在激發和培養學生科技創新能力大幅提高的同時也考驗了學校在學生科技創新活動方面的制度和政策是否具有創新性和時效性。哈爾濱工程大學學生在連續六屆全國大學機器人電視大賽中,獲得了兩次亞軍、兩次八強及一次特別表演獎,參賽隊每次都能取得驕人的成績,這正是學校政策具有創新性與時效性的良好驗證。參加一屆機器人大賽需要15-25個學生投入近十個月的時間做賽前準備。因為大賽只提供比賽規則,而設計方案和機器人的制作,甚至連比賽場地的制作都需要學生親自動手來完成。在參加完第一屆比賽后,課題組立刻調整參賽模式,將課程設計、畢業設計與學生的課外科技創新活動結合起來。這樣,參賽學生在參賽時間上就得到了充分的保證,為比賽的成功奠定了堅實的基礎。在連續三年的黑龍江省大學生TRIZ大賽中,創新基地輔助學生創新作品獲得一等獎3項,二等獎11項,三等獎32項。
(四)建立傳承社團,擴大橫縱交流
學生社團是學生自主管理的組織,社團有助于將已形成的發展體系傳承下去。通過各類特色的科技創新社團,學生們能夠充分發揮自己的聰明才智,將新穎的想法付諸行動并得以實現。中心的TRIZ協會是黑龍江省創新方法會在哈爾濱高校協助創建的第一個學生創新社團,在每年舉辦的TRIZ大學生創新設計大賽中起到了重要作用,而機器人協會社團則在全國機器人大賽中擔當了重要角色。這些社團經常舉辦學術講座和交流,形成了一股強大的創新之風,吹進校園的每一個角落,激發了每一位學生的創新靈感。社團活動帶領新學生盡快融入科技創新之中,也為學生橫向與同年級、縱向與高低年級學生的相互交流輔導提供了便利。
(五)領導高度重視,完善獎勵制度
校方的大力支持與獎勵制度能夠激發起師生們的創新熱情。哈爾濱工程大學正在向特色鮮明的高水平研究型大學邁進,學校制定了激勵學生參與科技創新活動的獎勵制度。2003年學校出臺了《哈爾濱工程大學課外學術科技活動獎勵辦法(試行)》,經過三年的實踐,于2005年末將此文件廢止。在此基礎上,為表彰在校內外學術科技活動中做出突出貢獻的學生和教師,充分調動廣大學生、教師參與學生學術科技競賽的積極性,加強對學生創新精神和實踐能力的培養,根據學校《本科教育教學工作“九大體系”、“十大工程”文件匯編》中關于“教育教學激勵體系”的有關規定,頒布了《哈爾濱工程大學學生學術科技活動表彰獎勵辦法》。在新的獎勵辦法中,根據賽事的不同,學生可獲得0.5至7個創新學分,并可獲得100元至15000元的表彰獎勵金,對于特別優秀的學生,經學校討論決定后可直接以科技創新人才免試攻讀碩士研究生,課題組成員所指導的學生中已有10多人被保送攻讀碩士研究生。隨著學校的發展,在學校領導的親切關懷和教務處、校辦、實驗室與資產管理處等有關部門的積極支持下,一系列有利于學生科技創新活動發展的政策相繼出臺,這使得學生參與科技創新活動、教師進行指導的熱情進一步高漲,學校的學生科技創新活動正在向著更高的臺階邁進。
三、創新中心建設的啟示
為進一步充分發揮創新中心在培養本科生創新能力的作用,加強本科生的創新基地建設,結合哈爾濱工程大學創新基地建設的實踐,根據機械學科的特點,根據我校堅持培養“具有堅定信念與創新精神、視野寬、基礎厚、能力強、素質優的可靠頂用人才”的培養目標,中心指定了以下建設發展思路。
(一)優化創新實踐基地的導師隊伍,充分發揮指導教師在創新中心的作用
為創新基地配備高水平、有責任心的導師隊伍,這對學生創新能力和實踐能力培養起著關鍵作用。一方面,我們聘請校內學術水平較高的專家教授做理論上的指導,選擇具有很強工程背景經驗的教師參與學生的創新活動;另一方面,要考察教師的責任心和奉獻精神,對學生的指導需要耐心和方法,把這樣的教師充實到隊伍里。嘗試定期對導師在創新基地指導學生創新實踐活動的業績進行評估,建立相應的獎勵機制,在教師的工作量核算、評優晉級等方面給予充分肯定及鼓勵,從而調動教師參與創新指導的工作熱情;對缺乏熱情的教師及時淘汰,對全身心投入的教師及時引進,形成導師隊伍有進有出、有序流動、不斷優化的良好局面。
(二)創新基地要形成積極向上、濃厚的創新文化氛圍
這對于引發大學生創新激情,促進創新基地發展至關重要。具體措施包括:積極舉辦各種學術交流、校際交流活動,如聽取專家報告、參與相關的學術論壇等;與國內外一流院校建立良好的關系,經常邀請外校、外國專家來基地講學;努力支持基地的大學生參與重要的國際大賽,這些大賽提升學生了從事創新實踐活動的興趣,激發了學生的創新思維,推動濃厚的創新氛圍的形成;籌劃舉辦各種創新實踐比賽,鼓勵學生參加國內外舉辦的各種創新設計大賽,實施創新獎勵機制,加大獎勵力度,激發學生的挑戰意識,形成熱衷創新、爭相創新的局面。
(三)創新基地實踐項目設置是創新實踐基地工作的核心,是大學生參與各項賽事的橋梁
實踐項目設置可以采取兩種辦法。一種是結合教師科研項目的延伸,教師把科研項目中的部分內容,需要多人密切配合協作才能完成的綜合項目,通過任務分解,確立創新實踐項目,并從科學性、創新性等方面入手,從理論和實踐上指導學生來參與。哈爾濱工程大學機電學院教師通過所主持的風力發電、康復機器人等項目,指導大學生參與了幾項大賽,均獲得佳績,這對基地的運行起到了非常大的作用。另一種是建立創新性項目題庫,學生自己提出創新性實踐項目。基地每一年都向各專業的教師開展對學生創新實踐項目的課題征集活動,并邀請創新基地教師論證評審所征集的課題,從中選出有研究價值的題目納入課題庫。學生科技創新實踐立項主要從課題庫中選題,也可以由學生自定課題,再經創新基地教師論證評審,進入課題庫。大學生創新實踐項目的選題立項應考慮項目課題的科技含量與水平、創新項目的社會與經濟價值以及學生對該項目開展研究的可行性等。學生可以組織研究團隊從課題庫中選題申報立項,再由創新基地教師進行評審,確定是否提供資助。其中,提供資助的項目可分為重點資助項目和一般資助項目?;貙嵺`項目的設置首先要注重創新性和實踐性,要優選能夠激發學生創新興趣、啟發創新思維、鍛煉動手能力的項目。實踐項目設置不僅要注重體現自身專業背景,實現對專業知識的創新理解和運用,還要注意充分考慮相關學科專業知識,充分實現學科的交叉融合。另外,實踐項目要杜絕低水平重復,注意及時更新。
四、取得的成果
創新中心支持啟航杯、五四杯、全國大學生TRIZ大賽、全國機器人大賽、全國雪雕比賽、全國“挑戰杯”等各種賽事的校內創新立項,2011年共指導86組350人進行創新活動;支持機電工程學院科技協會、TRIZ協會、機器人3636363協會、救援機器人協會、雪雕工作室的科技創新活動,2011年共有300人常年在基地進行創新活動;舉辦主題為“機電工程學院科研立項專題指導及專利申請指導”、機電工程學院“五四杯”專題指導、“科創之路與你同行”等科創沙龍,引導學生參與創新,共有913人參加科創沙龍活動。2011年中心開設5門實踐課程共計420學時,有1255名學生選修。將課外培訓納入正規教學體系,使分散、無序的課外培訓規范化、有序化。中心以課外科技小組、機器人協會、雪雕工作室為主體搭建科研平臺。中心組織學生科研團隊、申報和實施大學生創新研究項目。2011年度共有五件作品參加國家大學生創新創業訓練計劃,校大學生科研立項第一批立項我院普通型14個,引導性4個,重大型9個;第二批科研立項我院普通型14個,引導性9個,重大型8個,共有221名學生參加立項、26位教師參與指導立項。各個協會的科技活動,以學生自主管理和學習為主體,教師指導協調指導為輔,這構成了創新基地的活動主旋律之一。以組織和參加機械類、工業設計類為主的重大學科競賽為檢測平臺,中心積極組織指導學生參加全國大學生機器人電視大賽、“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽、“挑戰杯”全國大學生創業計劃競賽、全國大學生機械創新設計大賽、國際雪雕比賽、?!拔逅谋贝髮W生課外學術科技作品競賽等各種賽事活動。通過競賽來檢驗中心的培訓效果,繼而形成以競賽帶培訓、競賽促培訓的培訓模式,以完成創新基地檢測平臺的構建。
中心將積極探索并初步形成指導教師-高年級學生-低年級學生交叉融合的團隊合作模式和高素質本科創新型人才的培養模式,將基地建設成為創新實踐教學改革的示范中心,為學生們自主學習與實踐、積極創新與創業開辟出更加廣闊的學習空間。中心獲得省優秀教學成果獎6項,教師發表的教學論文19篇,中心承擔的教學研究項目14項。
五、結束語
創新實踐基地是探索提高本科生創新意識和創新能力的新模式,其建設和運行是一個長期的系統工程,涉及導師隊伍建設、創新實踐項目設置、獎懲機制、資金保障、軟硬條件建設等多個方面。本文結合作者所在的哈爾濱工程大學創新實踐基地兩年多的建設和運行情況,對此進行了初步探索,其模式還要在實踐中不斷改進,使其更具有效性和科學性。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 顧秉林,王大中,等.創新性實踐教育――基于高水平學科建設的創新人才培養之路[J].清華大學教育研究,2010(2):1-5.
[2] 劉思華,李際平.湖南省研究生培養創新基地建設理論與實踐研究――以中南林業科技大學三個培養創新基地為例[J].湖南醫科大學學報(社會科學版),2010(2):206-208.