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一、热能与动力工程的含义及应用
(一)热能动力工程的含义
热能与动力工程主要是指热能与动力的转化,在使用的过程中,通过不同的方式来将原本的热能转换为动能或者是电能,实现能源的高效利用,创造出更大的经济效益。热能与动力工程对于解决能源问题有很好的帮助,所以热能与动力工程的应用效率十分重要,直接影响到电力企业的经济效益。热能与动力工程涉及的学科十分广泛,它在后期的应用中不仅实现了热能与动能的转换,还实现了电能、机械能之间的相互转换,大大提高了能源的利用效率,为社会经济的发展奠定了良好的基础。
(二)热能动力工程的应用
热能与动力工程的应用中要特别注意调节阀的数量,根据不同的负荷来确定相应的调节阀,同时还要实现汽轮机的调节和应用,这样有效地将两者的优势结合在一起才能更好地提高能源的利用效率。在调节数值的时候还要区分单机调节和多机调节,单机调节要特别注意将数值控制在一定的范围,保证单机工作的质量和效率。热能与动力工程的使用还要重视节流调节,节流调节可以提高机组的整体工作效率,保证大机组在工作时能够合理地分配负荷重量。当机组的负荷重量在一定的范围内,可以适当地进行调压调节,实现热能与动力工程的经济性。但是在实际的应用中,会因为一些具体的情况导致能源的损失,给电力企业的发展带来一定的影响。热能与动力工程不仅在热电厂中有广泛的应用,在锅炉中也有相应的应用。随着科学技术的不断进步和发展,传统的人工操作已经不再适应社会的发展,现在的锅炉已经实现了自动化的智能操作,有效地提高锅炉燃烧的均衡性,实现锅炉工作的科学化。锅炉的风机设备会将机械能转换为其他的能量,提高能源的使用率,但是在利用率提高的同时还存在一定的安全隐患,风机长期工作会容易烧坏,不仅给企业带来了经济损害,还给工作人员的人身安全带来很大的威胁。
二、热能与动力工程对经济和环境的影响
(一)对经济的影响
热能与动力的使用在我国的经济发展中有普遍的应用,涉及的行业也十分广泛。热能主要是电力工业、钢铁行业、金属行业、石油行业以及建筑行业等等,这些行业都需要大量的热能;动力主要是水力发电、风力发电、等等,通过动力转换为电力,促进电力事业的发展,为居民创造更好的生活环境。热能与动力现在已经是我国经济发展的支柱和基础,热能与动力的有效利用可以更好地促进经济的发展。新能源的开发和能源的有效利用,是实现社会健康可持续发展的主要动力,要根据社会发展的现状,不断地开发更多的新能源,利用有限的能源创造出更大的经济价值。
(二)对环境的影响
我国之前主要是利用煤炭、石油等能源来发电,但是传统的生产方式不能有效地减少污染物的排放,在生产的过程中会排放出大量的有毒物质,不仅污染了环境,还严重得危害人们的健康。我国为了促进经济的更好发展,经常忽视环境的保护,最后造成我国整体环境遭到严重的破坏,人们的生活环境大不如前,给人们的生活带来了很大的不便。热能与动力工程引进到电力生产中很好地缓解了这种生产困境,热能与动力工程强调使用清洁能源,减少生产过程中排放的污染物质,很大程度上减轻了环境的污染,既符合社会发展的需求,还为人们提供了更加优美的生活环境,促进社会的和谐可持续发展。
三、热能与动力工程的科技创新
(一)热能与动力工程在热电厂中的科技创新
热电厂的创新主要表现重热现象、调频和减少湿气损失三个部分,在这三个部分充分体现了热能与动力工程在热电厂中的科技创新。热电厂在生产的过程中可以有效地利用重热现象,但是在利用重热现象时,要考虑重热的重热系数,要将重热系数控制在一定的范围内才能够实现重热现象的作用。错误的重热系数会造成一定的经济损失,直接影响到热电厂的经济效益。当生产的过程中出现重热现象不能盲目的使用,首先要对重热现象的具体情况有详细的了解,正式使用重热现象时要将重热系数控制在规定的范围,将热能与动力工程的工作指导与实际的生产需要相结合,制定相应的方案来实行重热现象的应用。
调频手段在热电厂的生产中也有很广泛的应用。调频一般分为一次调频和二次调频,一次调频主要是指当电网的外力作用发生变化时,会给相关的数值带来很大的波动,影响整个生产的稳定性,这个时候设备自动的会进行调频,以此来保证设备的正常工作。这种调节方式比较被动,只能根据当时的情况进行调节,不能对外界环境的变化实现灵活的调节。二次调节是在一次调节基础上的再次调节,它相比较一次调节来说更加精准和科学。它可以将电网的工作频率控制在一定的范围内,利用智能技术设置相应的数值,提前对外界的变化做出反应,能够很大程度上减少经济损失,还能很好地管理控制数据,为下阶段的生产工作创造有利的工作条件。
降低湿气损失是热能与动力工程科技创新的一个重点,因为湿气造成的经济损失严重的影响到电力企业的健康发展。在生产的过程中经常会产生大量的水蒸气,产生水蒸气的同时还会生成多余的水滴,多余的水滴会影响到水蒸气的正常流速,造成能源的不必要浪费,降低了能源的使用效率。针对这种情况可以对相关的生产设备进行创新,增加去湿装置和热循环装置,将多余的水分蒸发,提高热能与动力工程的使用效率。
(二)热能与动力工程在锅炉应用中的科技创新
热能与动力工程在锅炉中的科技创新主要表现是锅炉燃烧的控制技术。随着科学技术的不断进步和发展,我国的锅炉燃烧技术由之前的人工控制发展为智能控制,自动控制锅炉的燃烧状况,可以更好地保证锅炉燃烧的质量。燃烧系统的控制一般分为两类,一类是控制锅炉燃烧的温度,通过控制空气以及燃料的温度来控制整个锅炉的燃烧温度,这种温度控制方式程序需要对相关的数据进行反复的分析才能够得到最后的结果,操作起来比较困难,而且最后结果的准确性也不能得到保证,所以一般控制锅炉的燃烧温度是采用第二种方式。这种方式主要是通过控制空气和燃料的比例来控制锅炉燃烧的温度,这种判断方式相比较第一种而言更加科学,结果也更加准确。这种数值的确定是根据生产曲线来确定的,这种生产曲线是长期生产经验积累而成,可以有效地控制燃烧温度,并且使用起来也比较方便和快捷。利用仿真锅炉风机来保证生产的质量,锅炉内部的结构复杂,涉及的数据比较复杂,要想实现风机的计算比较困难。但是现在可以根据电脑模拟风机工作的场景,根据不同的数据对锅炉的工作状态进行一定的测定,为今后的工作打下坚实的基础。
四、总结
随着能源需求的不断增加,热能和动力过程在能源生产中收到越来越高的重视,热能与动力过程的应用也更加广泛。要想真正发挥热能与动力过程的效用,需要加强对它们的研究,这样才能真正掌握热能与动力过程的精髓,有效地提高工作效率,提高能源的利用率。能源的利用率提高,不仅能够创造更多的经济价值,还能一定程度上缓解环境问题。热能与动力工程的使用要根据实际的工作环境来确定使用的方式,正确的发挥热能与动力工程的作用,才能真正实现社会的健康可持续发展。
参考文献:
[1]刘洪超.论热能与动力工程的科技创新[J].科技创新与应用,2014,(3)
[2]孟凡强.热能与动力工程在热电厂的运用分析[J].黑龙江科技信息,2013,(36)
[3]孙伯赫.论热电厂中热能与动力工程的改进方向[J].黑龙江科技信息,2013,(36)
关键词:实习教学模式;生产实习;检修实习;毕业实习
作者简介:刘忠(1978-),男,湖北汉川人,长沙理工大学能源与动力工程学院,讲师;邹淑云(1979-),女,福建漳州人,长沙理工大学能源与动力工程学院,讲师。(湖南 长沙 410114)
基金项目:本文系长沙理工大学教学研究项目(项目编号:JG1235)、长沙理工大学教学研究项目(项目编号:JG1307)的研究成果。
中图分类号:G642.44 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)35-0153-02
随着我国经济社会发展对能源需求的日益增加和化石燃料供应的日趋紧张,我国提出了“优先开发水电”的能源开发主张,一大批水电站项目不断上马,对热能与动力工程专业水动方向(以下简称“水动方向”)人才需求旺盛。从2008级水动方向学生的培养情况来看,在实习教学模式中存在若干不可忽视的问题,如实习环节与理论教学的衔接、实习内容与水电厂工作安排的一致、实习经费与现场实习时间的矛盾等。这些问题严重地影响了实习教学效果和学生专业实践技能的提高。
因此,为了更好地适应水电企业对水动人才的需求,全面地提高长沙理工大学水动方向毕业生的实践能力,提升长沙理工大学水动毕业生的就业质量和学校在水电行业的知名度,必须重新审视我校水动方向的实习教学模式,因地制宜地进行大胆改革和实践。
一、传统热能与动力工程专业水动方向实习教学模式的不足
长沙理工大学水动方向的人才培养目标主要是培养能够在水电厂、科研院所和水电装备制造业从事运行、工程设计、研究开发、生产制造和工程管理等方面工作的应用型高级工程技术。除较为系统地开设专业理论课程外,长沙理工大学水动方向开设了如表1所示的四次专业实习。
表1 长沙理工大学水动方向实习安排
序号 实习名称 内容 时间安排 地点
1 生产实习 了解并掌握水电生成过程及其涉及到的水、机、电、控系统及其设备(含结构和功能) 第五学期(11月),2周 水电厂
2 检修实习 了解并掌握水电厂机电设备检修相关的工艺过程 第六学期(4或5月),2周 水电厂
3 仿真实习 通过水电机组仿真系统的模拟操作了解并掌握水电厂内的控制、操作、调节,及水电厂事故、故障时的分析与处理 第七学期(11月),2周 水电厂
4 毕业实习 跟班实习,了解水电厂工作制度和流程,为今后进入水电企业工作奠定基础 第八学期(2或3月),3周 水电厂
从表1可以看到,大三和大四每个学期都安排了一次专业实习,本应可以培养学生理论联系实际的学习方法并提高学生的实践动手能力。但是从2008级水动学生的实习教学效果来看,结果却不太理想,离预期目标还相距较远。经水动方向专业课教师多次分析讨论并召集学生座谈,发现主要存在如下问题:
1.实习内容设置与理论教学内容的衔接性问题
进行第五学期的生产实习时,学生仅仅学习了一部分专业基础课,诸如“水轮机原理”、“水轮机调节”、“水力机组辅助设备”和“水电站自动化”等主干专业课的内容还未开始。缺乏一定的专业理论知识,即使花费2周甚至更多的时间,学生们也是不可能达到实习预期目的的。这一实习环节只能是给学生增加若干水电生产过程和机电设备方面的感性认识,初步了解若干设备或系统的结构和功能,激发他们的学习兴趣。
2.实习时间设置与水电厂工作安排的同步性问题
第六学期检修实习的安排照搬了火电集控方向的实习模式,安排在每年的4月至5月。火电厂多在这个时段安排机组检修,而水电厂几乎没有安排机组设备检修的。因为这个时段正值丰水期,是各水电厂全力生产增加效益的黄金时段。学生们在这个时段是无法看到水电厂机电设备内部结构和连接形式的。通过学校投资添置有关专业设备、建设水动方向检修实验室,再结合枯水季节去水电厂进行检修实习,不失为一条建设之路。
3.实习场地的随机性和仿真条件的缺失性问题
由于各种原因,长沙理工大学水动方向的校外实习只有为数不多相对固定的水电厂。这给实习指导老师的工作开展带来了很大不便,也不可避免地增加了水动方向学生的迷茫。而且,随机联系的水电厂不一定配备有专门接待实习的工作人员,在水电厂实习的人员安排和工作衔接等方面都存在较大不足。因此,应该改变实习场地随机性的局面,由学校学院出面联系各方面条件较好的水电厂并挂牌为实习基地,能够实现学校和水电企业的共赢。[1]
仿真实习在水电厂进行也无法实现预期的目标。水电厂虽有计算机监控系统,但是由于生产特点和工作制度的制约,学生们是无法在系统上操作体验的。而且,水电厂现场不可能出现一系列多变或复杂的运行状态,要想模拟、仿真水电厂事故、故障状态及其处理也是不现实的。校内建设水动仿真实验室可以有效地解决这一问题。
上述问题的存在,加之每次实习经费的严重不足,直接导致了学生们在水电厂现场的时间很短,与现场工程师交流沟通不够,感觉学到的知识和技能很少,在一定程度上打击了学生的学习主动性和积极性,对后续实习环节造成了不良的影响。
二、实习教学模式的创新与实践
水动方向专业课教师和分管教学的领导通过梳理水动方向各实习环节中的实习目的、教学内容和时间安排,结合校内、外实习场所的现有条件和存在的问题有针对性地进行了调整优化。
1.调整“生产实习”的内容和形式
通过建立水动方向多媒体资料库,改原来的“长时间在某一水电厂了解水电生产过程、认识水电生产系统及其设备”为“多媒体观看+到不同机型水电厂参观”的形式,以增长学生见识,增强专业感性认识,最大限度地激发学习热情。
2.调整“检修实习”的形式和时间
通过联系社会资源,低价购买一些水电厂报废的水电机组设备,与之前购置的水轮机模型试验系统共同组建水动检修实验室。改原来单一的“水电厂检修现场实习”为“校内检修实验室+水电厂检修现场双重实习”,让学生能够亲身体验、亲自动手,真正做到理论联系实际。另外,根据教学整理安排,将检修时间调整到每年11~12月份。
3.增加“仿真实习”的内容和形式
通过添置水动方向运行仿真软件建设“仿真实验室”,改原来单一的“只能观看,不能操作”的“水电厂中控室仿真实习”为“水电厂中控室观看交流+校内仿真实验室操作”,使学生的理论联系实际、运行操作能力和处理各种复杂异常运行工况的能力得到真正提高。
4.调整“毕业实习”的考核方式
允许并鼓励学生结合就业开展分散实习。[2]传统的实习教学模式只能由学校统一安排集中实习,但存在实习经费少、实习单位联系难等问题。与此同时,很多已经签约的学生,单位需要他们尽快去实习,以便较快较好地熟悉未来的工作;暂时没有签约的学生,很多已经联系了工作单位,需要留在家乡单位实习。鉴于此,学校允许并鼓励学生自己联系单位分散开展毕业实习。在分散实习期间,要求学生把毕业实习与毕业设计工作有机结合,在毕业实习时除了完成规定的学习内容外,还要根据毕业设计任务书的要求在实习单位收集相关资料,并将学生本人和实习单位现场专家的交流意见与看法在实习报告和毕业设计报告中予以体现。
5.积极推行产学研合作
“双导师制”教学模式是将过去基本上由学校单一培养学生的教学模式转变为由科研单位、实习单位和学校联合共同指导培养学生的一种全新的全程教学模式,是对传统教学模式的补充,是为了实现实践教学的开放性和创新性、提高本科生教育教学质量的有效措施。[3]通过这种方式可以整合和充分利用各个方面的优质资源,实现校内外教学资源的双向互补,更好地将理论教学与实际工程结合起来,使课堂教学在实践中得到了检验,而且还能充分调动教与学两方面的积极性,激发学生的求知欲望和参与兴趣,变被动学习为主动学习。人才培养培训基地是在新的经济社会环境下产学研结合的一种新形式,是以学校和企业在教育培训方面的共同利益作为结合点,实行双向合作的一个途径。[4]目前长沙理工大学已与凤滩水电厂、江垭水电站、皂市水电站、洪江水电厂等省内水电企业建立了良好的合作关系。在学生实习过程中,以现场工程师为主要指导教师,由学校与现场工程师共同提出对学生的实习要求,学生实践结束后回学校答辩,以检查能力培养的结果。电力企业可以结合人才需求情况择优提前录用。
三、结语
实践证明,因地制宜、科学合理地制定适应新形势发展的水动方向实习教学模式,坚持校企联合,多形式多途径建设校内专业实验室和校外实习基地,有利于培养和提高学生的工程意识与实践能力,更好地满足水电企业对水动方向人才的需求。
参考文献:
[1]林定元,潘红忠.高校工科专业实习教学改革研究[J].中国电力教育,2013,(25):162-163.
[2]蒋军,师国平.航运管理专业实习教学模式创新与实践[J].教改论坛,2011,(3):64-65.
[3]翟东海,化国瑞,张暇,等.校企合作“双导师制”培养模式对高校培养应用型人才的重要作用研究[J].中国科教创新导刊,2013,
您好!
首先我对您能在百忙之中抽出宝贵的时间来阅读我的材料表示深深的感谢!
我是吉林大学南岭校区(原吉林工业大学)汽车学院9712班的一名即将毕业的学生。我的专业是热能与动力工程。我叫xxx,来自陕西省兴平市。
一直希望自己能够从事一种富有挑战性的事业,去实现自己的人生价值。为了实现它,我从小就养成了勤奋好学的习惯。从小学到初、高中几乎年年获奖。97年我以优异的成绩考入吉林工业大学汽车学院。这是一个新的起点。现代社会国家的发展要靠工业,特别是汽车工业的发展,而好的汽车要有好的发动机。本着为祖国汽车工业的发展与腾飞而努力的坚定信念,我在校期间刻苦钻研、不耻下问,取得了良好的学习成绩,其中专业课成绩较为突出。加上我校汽车学院优秀的文化传统,在这里我吸取着大量汽车工业知识,享受着汽车文化的熏陶。为了提高自己的英语水平,我辅修了第二专业:经贸英语,并取得了良好的成绩。21世纪是信息社会,作为跨世纪的大学生,我们必须掌握计算机的操作,所以,我除了学好必修的计算机课以外又学习了Windows、Word、制图CAD及Internet等计算机操作知识。并且于99年顺利通过了计算机省、国家二级的考核。为了拓宽自己的知识面,我经常钻在图书馆,从历史、地理、军事到经济、文化领域,我沉浸在知识的海洋,汲取着知识的精髓。同时为了丰富自己的业余文化生活,我积极参加各种文体及社会实践活动。
大学的学习更重要的是学习能力的培养,我自己十分注重这一点。在校期间,我时刻严格要求自己,培养着自己如何去学习、如何去掌握知识的能力,以使自己有一个质的飞跃。
我坚信,通过这些培养与锻炼,一定会为以后走上工作岗位及发展奠定坚实的基础。
贵单位在同行业中有着重要的地位,并有着远大的发展前途。同时,我从多方获悉贵单位十分重视人才,有着良好的用人机制和发展氛围。自己就迫切希望成为贵单位的一员,为贵单位的发展尽职尽责,用自己的智慧去为单位美好的未来作出贡献。
一个年轻的我,一个富有朝气的我,一个充满自信的我,一定会为单位注入新的活力。给我一次机遇,还您一个惊喜。我衷心期待着贵单位的答复。
您好!
我是2001届xx大学汽车工程学院热能动力专业的应届毕业生,即将走出校门跨入社会的我,怀着满腔热忱与自信向您毛遂自荐。
大学四年,我始终以“诚实、努力、自信”作为自己的人生信条,树立了良好的人生观、世界观。四年光阴,我不仅学到了许多知识,也懂得了很多做人的道理。
在学习方面,凭着努力严谨的学习作风,我系统而扎实地掌握了本专业的知识,取得了优良的成绩。我还学习了汽车工程专业的《汽车理论》与《汽车设计》课程,更加充实和扩展了自己的专业知识,同时,我注重动手实践能力,为将来从事工作打下了扎实的基础。英语方面,我注重听、说、读,写能力训练,具备一定的口语能力,顺利通过了国家四级考试,并辅修了经贸英语第二专业,具备扎实的英语功底,在计算机方面,我熟悉微机操作,系统地学习了CAD课程,并能熟练运用,通过了省计算机二级考试。
此外,我积极参与各项社会活动,在实践中锻炼自己,在校期间曾获“院级优秀学生”荣誉称号,
与贵单位共同奋斗是我的荣幸,如我能有幸成为其中一员,我将以全身心投入到创建贵单位美好前景的事业中去,请接受我诚挚的谢意!
祝事业蒸蒸日上!
【关键词】机器人活动;创新能力;培养实施方法
0 引言
党的十提出实施创新驱动发展战略,并强调科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑,必须摆在国家发展全局的核心位置,通过科技创新推动改革。高校是科技创新的主阵地,大学生创新意识和创新能力的培养已成为各高校教育教学的主要抓手。
机器人活动是典型的机电一体化技术,囊括了机械、电子、计算机、自动控制、传感器、通信、人工智能等学科的尖端技术,是一门跨专业、多学科交叉且高度综合的新兴事物。它具有创造性、趣味性、观赏性和对抗性等特点,是在学生具备基础能力的前提下,综合运用多学科知识,给学生广阔的发挥空间,提高学生的创新能力。机器人研究正处于不断完善、不断出新、不断深入的动态研究之中,这些未知领域也恰恰是大学生们的兴趣点所在。
笔者于2008年开始管理、指导学校机器人实践创新团队,从08年开始,连续7年参加了中国机器人大赛暨RoboCup公开赛。该项赛事是中国最具影响力、最权威的机器人技术大赛、学术大会和博览盛会。7年来,我校代表队一共获得冠军15项、亚军12项、季军7项。本文以实际指导与参赛的经验,就我校新设的交通设备与控制工程专业大学生创新能力培养进行探讨。
1 交通设备与控制工程专业情况
交通设备与控制工程专业为工科学科特设专业,主要培养适应国家交通运输设备现代化、智能交通工程建设的需要,具备交通设备、信息及控制工程方面专业知识与应用能力,能从事交通领域设备研发、设计、制造、智能交通系统集成、维护、运行管理的应用性高级工程技术人才。目前全国仅有10所左右的高校开设了此专业。我校交通设备与控制工程专业于2011年开始招生,目前有在校生191人。作为工科专业,学院十分重视学生创新能力、动手实践能力的培养,并将机器人活动作为抓手,促进学生素质全面提升。
2 机器人活动培养学生创新能力的优势
2.1 机器人活动营造良好的校园科技创新氛围
机器人活动丰富了同学们的课余文化生活,培养了同学们科技创新的浓厚兴趣,它作为一种参与面极广的大学生课外科技创新活动,能让同学们将平时所学的课本理论知识应用于实践活动,同时又扩大了知识面。特别是校团委每年一度的大学生科技节开幕式上的展演,把每年参加全国赛、省赛的获奖作品予以宣传展示,邀请相关指导教师开展机器人制作系列讲座,邀请获奖学生代表分享参赛心得等,营造良好的校园科技学术氛围,使得机器人活动被广大同学所了解、喜爱。
2.2 机器人活动激发学生的学习兴趣
在对交通设备与控制工程专业学生专业学习情况的调研中发现,学生对于自己所学的专业认识迷茫,方向不清楚,自然学习的兴趣不浓、动力不足。对于开设的很多专业课程,他们并不清楚课程的重要性,更谈不上灵活运用。有些十分重要的课程同学们感觉比较枯燥无味,难以理解,无的放矢。课堂教学和固定模式的试验并不能激发他们的学习兴趣,教学效果也不是很好。机器人团队的学生普遍反映,通过机器人活动,他们不仅巩固了学习过的课程,而且能将所学的课程与实际运用相结合,有助于他们理解知识点、掌握知识点。同时还具备了围绕具体的制作项目,搜集资料、自学新知识的技能。
2.3 机器人活动的各项赛事有完整的比赛规则
中国机器人大赛暨RoboCup公开赛已成功举办了15届,比赛规则完备,自始至终均保持着公平、公正的竞赛原则,除个别项目是通过评委打分来评判成绩之外,绝大多数项目是通过计时、计分等方式公正客观的来分出胜负,对于结果令人信服。在这样一个公平公正的全国大赛的竞技场上,参赛学生不受任何不良因素的干扰,不存在任何找关系、开后门等社会不良风气,只需关注自身机器人的稳定性,展现自己的设计成果和创新做法。
3 机器人活动促进学生多方面能力的提高
3.1 机器人活动提高学生的工程实践能力
每个机器人都是一个复杂的机电产品,它既是设计出来的,更是制造出来的,好的设计不见得就是好的产品,一个好的产品既依赖于好的设计、制造,也依赖于好的项目管理、质量控制等,这一切都依赖于对于过程的实践,它需要经验的积累,时间的考验。[1]同学们在机器人作品的设计制作过程中,通过反复观察、实践、总结来掌握核心技术、解决棘手问题,为解决工程实际问题打下基础。
在2013年的比赛中,我们进入决赛的一台旅游机器人在赛前适应场地的时候出现了问题,整台车处于不工作的状态,经过队员反复检测,发现主控板被烧掉,更换主控板需要把整台车全部拆掉,此时距离决赛开始还有20分钟,除了要将另外一台车上的主控板拆下换掉烧坏的主控板之外,还要留有时间适应场地。同学们齐心协力,拆车的拆车,焊接的焊接,编程的编程,紧张的15分钟之后,整车装备完毕,开始调试,最终我们获得冠军,同学们欣喜若狂。这与同学们在日常实际训练时,主动将所学课程知识融会贯通,综合运用,具备了一定的工程意识和工程实践能力分不开。
3.2 机器人活动培养学生团队协作的精神
团队协作精神是当今社会衡量大学生个人素质的重要因素,作为一个机器人活动小组成员,他们来自不同的年级、不同的专业,各自的特长也不尽相同,有的擅长硬件制作,有的擅长软件编程,在日常的训练比赛中,难免会出现意见不统一,方法不一致的情况,这就更需要团队的相互协作、各司其职。有时我们也会发现,出现问题之后,队员间相互埋怨,缺乏理解、沟通,严重影响了机器人的创作进程。经过指导教师的劝解、调节,促使他们走到相互协作的轨道上来,让同学们意识到只有团队合作才能顺利完成设计、制作、训练、参赛的任务。
3.3 机器人活动培养学生全面发展的个人品质
机器人活动综合了多学科的知识,在选题、策略分析、制作方案、设计加工、软硬件设计以及稳定性方面的工作量很大。同学们围绕核心主题各抒己见的时候,促进了自己的语言表达能力的提高。
在前期验证、中期制作、后期调试等过程中,促进了同学们思考问题、分析问题和解决问题的能力提高。
机器人调试时一个不断完善、追求完美的过程,它与普通的课程设计不同,需要实践的检验。所以同学们在运行调试过程中,通过反复多次的检测、修改,努力提高机器人的性能,潜移默化地培养了同学们对待工作追求完美、精益求精的品质。
机器人活动作为一项实践性很强的活动,对于学生的动手能力要求很高,在制作调试的过程中,一些纯手工的活儿给同学们带来了极大的挑战。不论男生女生,熟练使用锯子、手电钻、烙铁、钳子等工具都是必须的,这对大多数独生子女都是一个难得的生活体验。在此过程中,加班加点也并不稀奇,熬夜通宵更是家常便饭。调试累了,趁给机器人充电的时候,抓紧时间休息一会儿。在比赛过程中,为了了解竞争对手的机器人,同学们不停地观摩、拍摄、讨论,甚至通宵改进策略。整个过程无形中培养了学生不畏艰难、吃苦耐劳的优秀品质。
4 基于机器人活动的学生创新能力培养方法实施
4.1 创建专门的机器人创新实验室
高校想要在科技竟赛中取得好成绩,就必须注重人才梯队的培养。而依托开放性实验室不失为一种行之有效的方法[2]。目前,由于学校学生人数较多,大部分学校的实验室都在安排正常的实验教学,有的甚至从早安排到晚,无法满足学有余力的同学开展各类科技创新活动。为此,学院专门为机器人活动创建了创新实验室,该实验室不承担普通实验教学,全天候为机器人团队成员开放。实验室既是创新型人才的培养及选拔的基地,同时也为指导教师与学生之间的沟通提供了稳定的场所和条件。
我们将实验室划分为制作区、训练区和展示区。在制作区和训练区内,同学们可以放开手脚、充分发挥自身和团队的聪明才智,紧密围绕中心任务动手实践。展示区就是机器人创新团队的成长足迹,我们将同学们自己设计研发的机器人作品和历年比赛的奖状、奖杯、照片等按照时间顺序进行摆放展示,记录整个团队成长的点滴。我们还将实验室作为新生入学教育的阵地,尽早在他们心中点燃科技创新的火种。
4.2 组建机器人实践创新团队
在组建机器人实践创新团队的时候,我们实行“大手拉小手、左手拉右手”的管理模式,也就是整个团队的梯队式培养。高年级的老队员在知识储备、动手能力、比赛经验等方面有一定的积累,低年级的同学加入后,由老队员对他们进行相关内容的培训和指导,分享自己在机器人活动过程中所积累的丰富经验。即使今后老队员们面临着实习、就业、升学等问题,也不会影响整个团队的继续发展。此外我们还根据每个队员的特长进行合理组队,尽量做到每个队中都有一名有经验的高年级队员,并担任组长,带领小队员们进行理论学习、技术攻关、参加比赛。
4.3 充分给予学生发挥的空间
学生的创造力是无穷无尽的,在机器人的设计制作或优化改进的过程中,指导教师给予学生充分的信任,放开手脚让同学们自行设计、改进。指导教师仅在方案制定、测试调试、策略运用上给予指导和帮助,出现问题时鼓励学生坚持克服、树立自信,鼓励学生永不放弃、重整方案。使学生在机器人活动中真正成为一名设计者、而不仅仅是一名操作者。
4.4 教师的指导要把握好
总的来说,教师的指导原则是“到位不越位”,做好学生的参谋,审核设计的方案,督促制作的过程,协调团队的管理。教师应当常去创新实验室,抓住重点环节,给予具体建议。由于学生在实际工程设计经验等方面不足,有的学生甚至还不会绘图。在这种情况下,指导教师应把机器人关键零部件的制作和结构设计放在首位,把好重点关,使重点零部件和结构可靠、稳定、实用。指导教师还要和学生分享自己丰富的经验,尽量争取时间,少走弯路,提高效率。此外,指导教师还要深入研读比赛规则,根据实际情况选择机器人的制作、策略等,这个过程要给予足够的重视。
5 总结
机器人活动有效的激发了学生参与科技创新活动的热情,有利于学生将理论与实践相结合,促进学生实际分析问题、解决问题能力的提升,是大学生创新能力、实践能力培养的很好的切入点,为全面提升我校交通设备与控制工程专业创新人才培养的空间提供了很好载体和平台。
【参考文献】
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