機(jī)器人對抗賽在金工實(shí)習(xí)中的應(yīng)用

劉自范

【摘 要】本文介紹了金工實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀，討論了實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新的必要性，提出實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新的思路、競賽實(shí)施的具體措施，實(shí)踐證明，機(jī)器人的設(shè)計(jì)制作比賽是我們將競賽機(jī)制引入常規(guī)教學(xué)的一個(gè)創(chuàng)舉，通過班組對抗比賽極大地激發(fā)了學(xué)生和老師的學(xué)習(xí)熱情，同時(shí)培養(yǎng)鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和綜合工程素質(zhì)。

【關(guān)鍵詞】工程意識；學(xué)習(xí)熱情；金工實(shí)習(xí)；機(jī)器人對抗賽

0 前言

當(dāng)前金工技術(shù)的發(fā)展迅速，各種新技術(shù)不斷得到推廣和應(yīng)用。為了適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展需求，許多高校進(jìn)行了一系列的教學(xué)改革。在我國高等學(xué)校教育教學(xué)改革的進(jìn)程中，金工系列課程改革已經(jīng)取得了重要進(jìn)展。在不少院校，課程內(nèi)容已經(jīng)更新三分之一以上，課程體系也隨之有所突破；為了解決學(xué)時(shí)少、內(nèi)容多和內(nèi)容新的矛盾，取得更好的效益，已經(jīng)引入現(xiàn)代教育技術(shù)；為了培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立獲取知識的能力，教師都在認(rèn)真探討新的教學(xué)方法，擴(kuò)展學(xué)生的思維空間；為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，教師和學(xué)生一起，創(chuàng)造了不少好的方法；為了增強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，國家和學(xué)校正加大對校內(nèi)工程實(shí)踐教學(xué)基地的經(jīng)費(fèi)投入[1-2]。

現(xiàn)在仍有一些高校以傳統(tǒng)的金工實(shí)習(xí)為主，學(xué)生普遍興趣不大，實(shí)踐教學(xué)效果較差，學(xué)生缺乏獨(dú)立思考精神和創(chuàng)新思維意識，工程實(shí)踐創(chuàng)新教育發(fā)展緩慢。

1 實(shí)踐教學(xué)理念與改革思路

1.1 實(shí)踐教學(xué)理念

實(shí)踐教學(xué)是高等學(xué)校培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的重要環(huán)節(jié)?，F(xiàn)代大學(xué)不僅要向?qū)W生傳授知識，更要培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識的能力。一流的實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)條件和科學(xué)的實(shí)踐教學(xué)方案，是培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生獲得創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的最有效的手段之一[3]。

學(xué)校的基本定位在教學(xué)型大學(xué)和培養(yǎng)高級應(yīng)用型人才，自建校伊始，為提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力與創(chuàng)新能力，學(xué)校就提出要將學(xué)生置于真實(shí)的工程環(huán)境下進(jìn)行實(shí)踐鍛煉。長期以來，學(xué)校在實(shí)踐教學(xué)方面投入了大量的人力、物力、財(cái)力對學(xué)生進(jìn)行工程實(shí)踐訓(xùn)練，注重開啟學(xué)生探索創(chuàng)新、科學(xué)思維、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力。把實(shí)踐教學(xué)納入到人才培養(yǎng)目標(biāo)中，并且在培養(yǎng)計(jì)劃總學(xué)時(shí)壓縮的前提下保證實(shí)踐教學(xué)時(shí)間不縮短。

1.2 改革基本思路

以觀念改革為先導(dǎo)、體制改革為重點(diǎn)、制度改革為保障、教學(xué)改革為核心，圍繞學(xué)校本科培養(yǎng)目標(biāo)，全方位進(jìn)行探索與改革。在深刻分析了新時(shí)期的工程訓(xùn)練特點(diǎn)和作用后，提出了基礎(chǔ)工程訓(xùn)練的現(xiàn)實(shí)意義：“重新激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，轉(zhuǎn)變學(xué)生思維觀念，建立工學(xué)系統(tǒng)方法，初步培養(yǎng)工程意識”，樹立“嚴(yán)肅紀(jì)律，確保安全；注重內(nèi)容，加強(qiáng)觀念；開拓創(chuàng)新，勇于實(shí)踐”的行為準(zhǔn)則。確定“大工程背景、多層次教學(xué)、全方位培養(yǎng)”的基地建設(shè)和教學(xué)改革方向。實(shí)現(xiàn)六個(gè)轉(zhuǎn)變：（1）由單一強(qiáng)調(diào)動(dòng)手能力培養(yǎng)向全面素質(zhì)教育培養(yǎng)的轉(zhuǎn)變；（2）由傳統(tǒng)加工技術(shù)和技能訓(xùn)練向綜合性先進(jìn)制造技術(shù)方向的轉(zhuǎn)變；（3）由單機(jī)訓(xùn)練向?qū)崿F(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)條件下的綜合訓(xùn)練方向的轉(zhuǎn)變；（4）由傳統(tǒng)的認(rèn)知訓(xùn)練向?qū)崿F(xiàn)完整工程過程的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)方向轉(zhuǎn)變；（5）由本科教學(xué)逐步向以教學(xué)為主，產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的方向轉(zhuǎn)變；（6）由自成一體、封閉式發(fā)展向帶動(dòng)省內(nèi)高校共同發(fā)展，具有示范作用的方向轉(zhuǎn)變。

不斷發(fā)展和創(chuàng)新教學(xué)手段與方法，突出特色，提升教學(xué)水平和檔次。加強(qiáng)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵建設(shè)改革，在基礎(chǔ)工程訓(xùn)練中引入綜合性內(nèi)容和項(xiàng)目，把競賽機(jī)制納入常規(guī)教學(xué)中。突出產(chǎn)學(xué)研一體化特色，加大中心開放力度，吸引教師的科研，擴(kuò)大對外服務(wù)，將最新科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源，加強(qiáng)實(shí)踐技術(shù)支撐隊(duì)伍建設(shè)，促進(jìn)中心可持續(xù)發(fā)展。

2 工程實(shí)踐創(chuàng)新的措施

工程訓(xùn)練中心最突出的教學(xué)改革成果就是將競賽機(jī)制引入常規(guī)教學(xué)而形成的機(jī)器人設(shè)計(jì)制作對抗賽。機(jī)器人設(shè)計(jì)制作對抗賽，是在基礎(chǔ)工程訓(xùn)練過程中開展的一項(xiàng)旨在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)工程意識、激發(fā)創(chuàng)造熱情的教學(xué)活動(dòng)。自2001年啟動(dòng)，迄今已成功連續(xù)舉辦了十幾屆。此項(xiàng)活動(dòng)的開展，從根本上改變了學(xué)習(xí)主體，培養(yǎng)了同學(xué)們團(tuán)結(jié)協(xié)作、組織協(xié)調(diào)等能力，有效激發(fā)了學(xué)習(xí)熱情，在帶給學(xué)生成功喜悅的同時(shí)，消除了創(chuàng)造發(fā)明的神秘感，從而樹立起學(xué)好專業(yè)知識的信心。同時(shí)，機(jī)器人設(shè)計(jì)制作對抗賽活動(dòng)的開展，也促使廣大教師有了危機(jī)感和緊迫感，從真正意義上建立起了終生學(xué)習(xí)的自我激發(fā)機(jī)制。

培養(yǎng)大批基礎(chǔ)寬厚、素質(zhì)高和創(chuàng)新能力強(qiáng)的復(fù)合型人才，是21世紀(jì)高校的教學(xué)目標(biāo)與重要任務(wù)。為了這一目標(biāo)，工程訓(xùn)練中心舉辦了轟轟烈烈連續(xù)十幾屆的機(jī)器人設(shè)計(jì)制作對抗賽?；叵肫鸸こ逃?xùn)練中的風(fēng)風(fēng)雨雨，注重啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神，并為其成為創(chuàng)新型人才創(chuàng)造有利條件。經(jīng)我院和兄弟院校的專家評定，十幾次大賽都是成功的、圓滿的。

根據(jù)我院金工系列課程的發(fā)展，工程訓(xùn)練中心逐年加大改革力度。例如，機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化等專業(yè)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)制作。通過這種教學(xué)手段，我們在教學(xué)過程中有效地調(diào)動(dòng)和發(fā)揮教師與學(xué)生兩方面的積極性，注重突出學(xué)生的主體地位，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)與探索精神，提供在各項(xiàng)活動(dòng)中學(xué)生顯示自己聰明才智的機(jī)會(huì)和途徑，萌發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維，增強(qiáng)其自身的內(nèi)動(dòng)力。

與傳統(tǒng)實(shí)習(xí)相比，一是參賽形式多樣化，參加對抗賽的班級代表隊(duì)指定題目（遙控?fù)烨蜍?、遙控高處摘球車、遙控干擾車等），這種制度有效地調(diào)動(dòng)各班級之間競爭氣氛和高漲的學(xué)習(xí)積極性；每班除了兩個(gè)比賽隊(duì)，又從其他創(chuàng)意比賽隊(duì)中推薦兩個(gè)隊(duì)參加評委的答辯，并制作出電子講稿，這樣有效的調(diào)動(dòng)了非比賽隊(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)制作熱情，使得每個(gè)班級的學(xué)生都不會(huì)松懈，而奮力拼搏。二是比賽的準(zhǔn)備工作比較充分，各代理班主任多次開會(huì)、協(xié)商，定出計(jì)劃，與相關(guān)人員多次協(xié)調(diào)，做好配合工作，并明確責(zé)任；制定出教學(xué)日歷，貫穿出一條系統(tǒng)的教學(xué)思想。三是各級領(lǐng)導(dǎo)、老師、學(xué)生重視這次創(chuàng)新設(shè)計(jì)制作，從緒論課開始，給學(xué)生布置任務(wù)，壓擔(dān)子，強(qiáng)調(diào)這次制作規(guī)格較高，要邀請?jiān)侯I(lǐng)導(dǎo)和兄弟院校專家當(dāng)評委，老師們實(shí)習(xí)前，已意識到這次設(shè)計(jì)制作關(guān)系到工程訓(xùn)練中心的榮譽(yù)和未來的發(fā)展，在6周中多次加班（從8：00—22：00），任勞任怨，不計(jì)報(bào)酬，一切為設(shè)計(jì)和制作讓路；各級領(lǐng)導(dǎo)積極參與 ，有力的保證了經(jīng)費(fèi)和提供便利條件；學(xué)生們的學(xué)習(xí)熱情空前高漲，以前多是老師催著學(xué)，現(xiàn)在追著老師要學(xué)，要求加班，到22：00還趕不走。通過這種教學(xué)改革，較好滿足了制定的教學(xué)目標(biāo)。不足之處是學(xué)院需投入大量的經(jīng)費(fèi)，準(zhǔn)備各式各樣的材料；實(shí)習(xí)教師要增加大量的工作量，做好知識和教學(xué)的準(zhǔn)備；教學(xué)的組織和管理工作難度較大，管理人員嚴(yán)重短缺，材料浪費(fèi)和工具損壞控制較難。

3 工程實(shí)踐創(chuàng)新的效果

機(jī)器人設(shè)計(jì)制作的過程和機(jī)器人對抗賽的情景印象深刻令大家難忘。每年的實(shí)習(xí)形式從一開始，就吸引老師和學(xué)生們的注意力。學(xué)生普遍反映，創(chuàng)新設(shè)計(jì)制作要求親手設(shè)計(jì)和制作、自己制作電子講稿介紹作品，具有知識面廣、綜合性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，培訓(xùn)內(nèi)容包容了機(jī)電產(chǎn)品制造過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，感到了未有的壓力，同時(shí)更多的是動(dòng)力，這些一下子吸引住大家，勾起大家的興趣，認(rèn)為這是鍛煉自己和驗(yàn)證自己能力的好機(jī)會(huì)。實(shí)習(xí)結(jié)束后，老師和學(xué)生都認(rèn)為這次實(shí)習(xí)的學(xué)習(xí)效果好、收獲很大，對自己的專業(yè)更加了解和喜愛，提高了基本工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力。學(xué)生強(qiáng)烈表達(dá)出中心今后要多舉行幾次創(chuàng)新設(shè)計(jì)制作大賽，他們一定積極參與，從而增加走向工作崗位的“就業(yè)力”。

在6周的工程訓(xùn)練教學(xué)中，大家統(tǒng)一思想，認(rèn)識到教學(xué)的對象是人，是認(rèn)知能力強(qiáng)、思想更新快的青年，教師在充分熟悉教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，結(jié)合工作對象的特點(diǎn)有針對性的施教。（1）更新教學(xué)思想，縮短與現(xiàn)代教學(xué)的差異。每個(gè)學(xué)生對課程的需求和期望各不相同，老師首先了解他們的需求與期望，并以此作為切入口，從實(shí)質(zhì)上提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，第一節(jié)的緒論課顯得尤為重要。緒論是對課程的整體介紹，也是師生溝通的良機(jī)，可以留出時(shí)間讓學(xué)生談?wù)剬C(jī)械及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的了解、想通過該課程的學(xué)習(xí)得到那些收獲等。第一次溝通的成功，能為今后教學(xué)工作的開展奠定良好的基礎(chǔ)。（2）充分利用現(xiàn)有的實(shí)踐條件，為學(xué)生建立完整的課程體系。實(shí)習(xí)期間通過參觀和講解，讓學(xué)生了解產(chǎn)品從設(shè)計(jì)制造到出廠銷售直至投入使用的全過程。通過這次親自設(shè)計(jì)制作，讓他們對機(jī)械制造業(yè)有一個(gè)全面的了解。（3）采用CAI技術(shù)，增大知識容量。CAI豐富多彩的圖、文、聲、像和動(dòng)畫效果大大提高了課堂教學(xué)的效果，緩解了教學(xué)內(nèi)容增加、課時(shí)減少的矛盾，能夠很好地為學(xué)生所接受。（4）擴(kuò)大課堂討論的規(guī)模，鞏固學(xué)習(xí)成果?，F(xiàn)在的青年學(xué)生有思想、做事有自己的方法，反映到專業(yè)問題的解決上也很有新意。在課堂上提出一些與教學(xué)內(nèi)容聯(lián)系緊密的問題進(jìn)行討論，例如，機(jī)器人設(shè)計(jì)與制作的具體問題，學(xué)生往往顯得十分活躍。對像機(jī)械制造這類內(nèi)容較為枯燥的課程，教師只有在日常的課堂教學(xué)與生活中注重教學(xué)方法，加強(qiáng)對學(xué)生的引導(dǎo)，才能讓學(xué)生從思想深處真正地接受它，積極投身到機(jī)械制造知識的學(xué)習(xí)與研究中。2005年的本科教學(xué)水平評估中，學(xué)校將中心確定為教學(xué)亮點(diǎn)建設(shè)。2007年中心被評為省級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心。

4 結(jié)語

機(jī)器人設(shè)計(jì)制作對抗賽是我們在教學(xué)中的一個(gè)重要組成部分，更是我們將競賽機(jī)制引入常規(guī)教學(xué)的一大創(chuàng)舉。這種方式極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，同時(shí)培養(yǎng)鍛煉了學(xué)生的綜合能力和工程素質(zhì)，在教學(xué)中取得了極大地成功。其最根本的出發(fā)點(diǎn)就是最大限度地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造潛能，建立學(xué)生戰(zhàn)勝困難、超越自我的信心和勇氣，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣。多年來的努力，不僅讓學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力得到顯著提高，而且讓學(xué)生有了成功的喜悅和成就感。

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[責(zé)任編輯：朱麗娜]