摘要:本文通过对工程实践项目的研究,结合大学生创新课程,将工程训练竞赛命题转化为工程实践项目,开展了相关实践课程,取得了显著的效果,全面提高了学生的设计能力、合作能力、动手实践能力、问题解决能力和创新能力。 关键词:工程实践;创新课程;设计能力;创新能力
资助项目:天津市职业学校“十四五”教育教学改革研究项目
-基于EPIP理念的创新创业教育类课程体系建设的探索与实践 项目编号:2021005
1、工程实践理念概述
工程实践创新项目概念,即将工程、实践、创新、项目四个元素与内涵有机融合,简称工程实践。通常人们先了解和学习先前的工程项目,吸取一定经验,再进行工程实践,在实践中观察并发现问题,最后应用技术技能创新性地解决工程实践问题。近年来,随着国家对职业教育的愈加重视,对创新型应用人才的需求越来越大,天津借鉴国内外的先进经验,
将我国关于加强素质教育、强化工程实践能力和造就创造性人才的要求紧密结合,以EPIP理念为基础,探索工程实践项目式教学。
电压跟随器电路
工程实践项目的培养目标,以学生的自主探究和动手制造为核心,提升学生的科学探究能力、设计能力、合作能力、动手实践能力、问题解决能力和创新能力。鼓励学生培养创造性思维、批判性思维和实践精神,激发创新的激情。在学生的培养过程中,学习的能力非常重要,不断地学习才能适应未来的变化,不断丰富自己的知识及技能结构,以形成系统性解决问题的能力。
2、工程实践项目的可实施范围
工程实践项目的培养目标,也是工科院校学生的培养方向,然而很多院校并没有单独开设工程实践项目课程,因此要想进行工程实践课程,只能结合现有的课程或者一些院校的创新部门。以笔者所在学校为例,学生均接受实训教学,在某一项技能上得到了很大的提高,技能上完全可以胜任职业院校教师的工作。有些学生从事企业中的研发工作或在企业一线,在单一技能上完全没有问题,然而涉及到一个系统工程或项目,有时就会显得无从下手,也会被认为是后劲不足。结合此种情况,学生在校期间应该有针对性地开展该类项
目式教学。
2.1以学生实训课为例,工程实践培养了学生的科学探究能力、设计能力、合作能力、动手实践能力、问题解决能力和创新能力,然而实训教学培养的是学生的专业技能、实践经验、工作方法、团队合作等,两者有共同点,也存在一定区别。对于我们培养的学生,动手实践能力较强,但解决实际问题的能力较弱,即有实训教学环节,但缺少工程实践教学,实际上,完全可以将两者相结合。
2.2很多学校都有创新部门,专门针对学生的创新开展相应课程,同时也会结合一些学科竞赛,进行创新实践项目式教学。以我校机构创新工作室为例,开展过工程能力概论、机构设计与应用公选课,课程共10次课,以制作一个重力势能驱动的无碳小车作为项目的目标,通过线上线下相结合的方式,完成一个完整的项目。课程总体设计安排如表1:
表 1 课程总体设计安排
热熔铜螺母内容 | 课时 | 柔性触觉传感器
工程实践创新项目概述 | 3学时 |
创新思维训练与实践 | 3学时 |
机械制图,了解工程训练比赛相关文件竞赛内容,工程图、装配图、爆炸图相关知识 | 6学时 |
机械零件与机械原理 | 3学时 |
机械加工与检测,零件工艺分析,钳工、普通车工,数控车,加工中心,先进制造技术介绍,3D打印,激光切割 | 9学时 |
小车的装配调试 | 6学时 |
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通过这样一门公选课,学生对设计、绘图、加工、调试产品的整个过程都有所了解,也都亲力亲为去做了。在设计制作的过程中,让学生分组完成任务,也提高了学生的团队协作能力。
编织软管2.3结合现在的劳动教育课程,将无碳小车简化为直线运动的重力势能小车,根据面向对象不同,可以设置小学生版、中学生版和大学生版,以小车的制作流程贯穿整个过程,也是一种方式。
3、工程实践创新项目的具体实施
将工程实践理念融入公选课,首先在教学形式上需要创新,工程实践项目以项目为驱动,全面提高学生的专业技能、实践经验、工作方法、团队合作等,同时在培养这些能力的过程中应用到其所学的技能。我们的公选课也结合了大学生科技创新项目,两者有很多共通点,为了全面提高学生的实践能力,整个创新课程即一个小任务,将大学生工程训练比赛的一个项目无碳小车进行简化,学生分组设计并制作,最后运行,取得了良好的效果。教学过程通过以下几个环节具体实施。
3.1课题组织钢帘线
项目教学过程以小组为单位,每组3名学生,主要实践内容包括方案设计,要求学生们根据课题的命题,能够独立完成设计工作,其中包括二维图和三维图的绘制,根据设计结果拆画零件图,制定零件加工工艺,提出小车装配调整方案及本组实施方案。
3.2时间安排
(1)项目概述,课题布置及讲解,2次课。
(2)机械制图,工程图、装配图、爆炸图相关知识,2次课。
(3)机械零件与机械原理,1次课。
(4)机械加工与检测,钳工、普通车工,数控车,加工中心,先进制3D打印,激光切割,3次课。
(5)小车的装配调试,竞争性运行,2次课。
3.3评分方式
(1)提交材料,以小组为单位,将所有提交资料打包,包括:实施方案、装配图、零件图、零件制作工艺、材料清单、刀具清单、外协加工零件清单、标准件清单,成本核算清单。
玻璃微电极(2)各项评分依据:提交材料,注重过程考核,实践能力培养为主,同时强调实际问题的解决。具体评分明细参考后文。
3.4工程实践项目命题
图1 小车示意图
设计一种无碳小车,其驱动力来自于重力势能的转化,其行走的能量是根据能量转换原理,由重力势能得到的。这个给定的重力势能,使用质量为1Kg的标准砝码(Φ50×65 mm,
碳钢制作)来获得,砝码的可下降高度,为200±2mm。砝码由小车承载,在运动的过程中,不允许从小车上掉落。图1为小车示意图。小车为几轮结构不限,转向轮、主动轮、从动轮的安排形式不限。无碳小车具体设计、小车制作材料的选用及加工制作均由每组学生自行完成。小组按本命题的要求,各自完成设计,制作出一台无碳小车。并按照时间节点进行方案的答辩,提交材料清单等。
3.5集中运行
以分组比赛的形式,检验实践课程的作品,学生携带制作的小车参加运行,最终运行距离为本组现场运行得分。各组加载统一提供的标准砝码,在指定的地面上进行比赛。每组小车可以选择运行2次,取这2次成绩中较好成绩。小车从出发线发车后需要连续运行,直到小车自行停止或碰到两侧边界线,本次运行结束将结果记入评分表中,作为该门课程成绩的一部分。