摘要:竞赛是激发学生学习积极性的最好手段,通过校内外的多种科技竞赛,充分调动学生的学习积极性,锻炼学生的应用动手能力、实践创新能力、团队协作能力,培养适合社会需要的应用型本科人才。本文根据所在单位的实际情况,探讨了通过科技竞赛带动和促进学生进行专业学习的培养模式。
关键词:科技竞赛;电气工程;应用型本科人才;实践创新
作者简介:刘旭明(1975-),男,江苏宿迁人,金陵科技学院机电工程学院,讲师,主要研究方向:电气工程及自动化;凌秀军(1973-),男,江苏泰州人,金陵科技学院机电工程学院,讲师,主要研究方向:实践教学与管理。(江苏 南京 211169)
金陵科技学院(以下简称“我校”)是一所组建时间不长的公办二类本科院校。我校从办学伊始就将办学思路定位于应用型本科院校,坚持用“一本、二主、五性”(即以能力为根本,以学生为主体,以教师为主导,注重应用性、融合性、职业性、开放性和创新性)的教育理念,努力为地方和社会培养各类高级应用型技术管理人才。电气工程及其自动化专业是我校的一个特色专业,这个专业本身具有非常强的实践性,不仅要求学生掌握各种各样的应用技能,而且要求学生能具备综合的、多元化的理论知识。如何体现我校的应用型特色,贯彻应用型本科院校电气工程及其自动化专业的培养计划,培养优秀的应用型本科人才,我们在近年来的学生培养过程中,不断探索,总结了“以赛带学”的培养理念。
以赛带学,即通过各类科技竞赛,包括学校自己组织的和全国性及行业性的竞赛,来带动学生对各门专业知识的学习,变被动学习为主动学习,激发学生的学习积极性,同时,通过设计合理的竞赛课题,将本专业培养计划中各项专业技能具体化、综合化、趣味化,从而能够被学生更有效地掌握,在培养学生实践应用能力的同时,也培养了学生的科技创新能力和团队协作精神。
一、应用型本科人才培养定位
我校的定位是应用型本科院校,电气工程及其自动化专业更是着重以培养学生的各种工程基本技能为基础,同时以提高应用能力为主线,使学生毕业时具备综合的工程应用能力和实践创新精神。在培养的人才类型上,定位于培养高级技术应用型或工程应用型人才,服务地方经济建设和社会发展,坚持理论和实践相结合,在打好扎实理论基础的前提下,更偏重于实践技能的掌握,使学生能适应电气工程及自动化行业发展的需要,成为能够从事电气和自动化设备及控制系统的设计、生产、安装、调试与维护的高素质高技能专门人才。
和重点本科院校不同,我们在制定培养方案的时候,更侧重于对学生实践技能的培养,在理论课时和学分上压缩比例,增加实践实习环节,利用各种途径培养学生的实践能力和创新能力。但是,如何将培养计划中制定的这些要求真正落到实处,通过一个有效的形式为学生真正并乐意接受,这不仅仅是简单地进行一些课程设计或加强实习环节所能解决的,某些培养计划设置得再合理,却得不到合理有效的执行,或者学生疲于应付,都得不到较好的效果。不妨想想我们在幼儿园的时候,往往会因为得到一朵小红花而快乐半天,在小学的时候往往会因为老师的一句赞扬而对这门课程更加喜欢,其实到了大学时代,学生同样还是需要群体的认可,通过参加各种各样的科技竞赛,学生总能找到自己喜欢的某个专业领域,真正喜欢并能得到老师和同学的认可,学生会发现自己的兴趣和价值,从而更加对这个专业感兴趣。
二、以赛带学,融合专业综合技能
1.组建社团,成立兴趣小组
在校园内,由学院学生会牵头,专业教师把关,组建了各种有针对性的学生科技社团,例如机器人社、电子竞技社等,并定期开展各类活动,活动包括学生自己开展的各类科技交流、作品展示、专业讲座等活动,学生可根据自己的兴趣爱好选择加入。另外,在各个班级,班级导师还鼓励学生组织各个学习兴趣小组,目前我校电气工程及其自动化专业在校学生有将近一半的学生加入了各类学生科技社团和兴趣小组。这些社团和兴趣小组由学生自己组织,自己管理,自己开展活动,专业教师负责对学生进行专业知识上的指导,以及对学生将要研究的课题进行方向上的把握。
2.逐步引导,激发学习兴趣
我们在新生入学专业教育的时候,就有意对学生进行各类科技竞赛活动的宣传,鼓励引导学生积极加入各类科技社团。新生正式入学后,组织学生参观各个实验室或实习基地,并请高年级学生中有专业特长或获得竞赛奖励的优秀同学举办各种讲座,让学生在入学之初就在思想上有了对专业的感性认识。对校内的各类科技活动,我们组织新生进行观摩或参与,让他们有意识地了解相关方面的知识,同时,还鼓励新生尽早加入各个社团或兴趣小组,跟在高年级学生后面进行初步学习和交流,因为有些专业课程还没有学到,学生会根据自己的兴趣,提前自学或旁听高年级的专业课程,在接触这些专业课程的时候,会发现自己正在学习的专业基础课程对以后的专业课程非常重要,从而激发他们对专业基础课程的学习兴趣,为后面学习专业课程打下扎实的基础。
3.校内活动,营造科技氛围
每学年,学院都会组织各种校内的专业学科竞赛,例如电工技能、单片机、PLC、电子设计与制作、自动化系统应用等,在学生中营造人人参与竞赛的氛围,我们知道一般人都有从众心理,看到身边的同学都参加了这个或那个竞赛,自己也会参与一个。这些校内竞赛活动仿照全国性大赛的赛题设计题目,题目在难度上低于全国性竞赛,更容易为大多数同学接受,促使更多的学生参与到科技竞赛活动中来。学生或个人,或组队进行选题、分析、设计、制作、完成作品,学生获奖后颁发学校相应的证书,此举一则可以让学生多拿一两种技能证书,二则可以更大程度上激发学生的荣誉感和学习积极性。
通过这些科技竞赛活动的开展,学生在教师的指导下将专业理论知识运用到实际问题中,在设计制作作品的过程中会不断碰到问题,然后再不断解决问题,这样就及时补充了自己不足的专业知识,使学生的知识结构不断完善,学以致用的学习方式也大大激励了学生自主学习专业知识的动力,培养了学生独立思考的意识、团队合作的精神以及发散创新思维的能力。
4.人才选拔,进入创新基地
经过了前面的学习和接触,学生已经掌握了较扎实的专业基础知识,也萌发了浓厚的学习兴趣。这时候,我们会统一安排,选择部分较优秀的学生进入学院特设的科技创新基地,有计划有目的地开始重点培养。当然,并不是只培养这些同学,而是将这些同学培养出来后,去带动身边的同学,造成“以点带面,遍地开花”的学习局面。
此外,学生进入创新实验室之后,我们仿照研究生的培养形式,由专业课教师每人负责一部分学生,结合学生的学习兴趣和教师的科研课题或产学研项目,教师将自己科研课题的基础部分分配给学生来完成,这样一则减轻了教师的工作负担,同时又锻炼了学生,让学生尽早地接触了实际知识。有的学生进了创新基地之后,在攻克竞赛课题的关键阶段,除了正常的上课时间,其他时间都泡在实验室,全身心地进行制作或设计。
5.多项竞赛,锻炼各种能力
一是参加全国“三菱电机自动化杯”大学生自动化系统应用技术大赛。该项竞赛是由中国自动化学会主办的,一届技能应用,一届创新设计,例如2010年的技能应用竞赛,其中一个题目是通过计算机编制PLC语言,通过触摸屏控制PLC输出,实现D/A(数/模)转换,通过变频器控制电机转速,电机的转速通过测速编码器反馈到PLC加以实时显示,还要求能够通过工业网络实现,可以说本身就是一个小型的自动化应用系统。在竞赛的时候,要求三人为一个团队,一个学生负责技术文档的编写,一个学生负责程序调试,一个学生负责硬件连接,每个同学主要负责自己的部分,但是如果在竞赛的过程中,某一个同学有解决不了的问题,其他同学则要协调解决。2009年的创新设计大赛,则要求参赛队伍根据生产生活中的实际情况,自行设计自动化解决方案,并最终制作出实际作品参加评比。
我们仿照此竞赛方案,在我们培养计划安排的为期四周的专业综合设计环节中设计了类似课题,提前公布竞赛方案,让学生自由组队,利用各种专业知识进行针对性的设计,然后将综合设计的答辩环节设计成竞赛的形式,并在答辩现场变化一下竞赛试题,这样有效避免了部分学生应付式的学习,从而真正掌握综合设计要求的知识点。同时,我们要求学生在团队中分工明确,分别设立团队总负责,各分项目主管,分别进行方案的制定、修改与选择,资料的收集分析,程序的编制,硬件电路的制作与调试,技术文档的撰写,并且在设计过程中成员的角色可以不断转变。通过此项竞赛,有效锻炼了学生的可编程控制语言设计,电气控制系统设计与应用,常用仪器仪表工具的正确使用和维护,常用低压电器的检查、修复、测试,检测与传感器的应用,计算机在工业控制中的应用,技术报告撰写等能力,当然,更锻炼了学生的独立解决问题和团队合作的能力。
二是参加全国大学生“飞思卡尔杯”智能小车竞赛。该竞赛是由教育部高等自动化专业教学指导委员会主办,以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛,是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动,是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。该竞赛以“立足培养,重在参与,鼓励探索,追求卓越”为指导思想,旨在促进高等学校素质教育,培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识,激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能,倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神。我们组织了一支由电气工程及其自动化专业各个年级学生组成的队伍,并专门准备了一间实验室用于备战该项竞赛,平时对所有学生开放,学生每年都会在校园内进行智能车作品展示,在赛道上驰骋的智能小车极大地激发了更多同学的学习兴趣,促使更多同学加入到这个学习领域。该项竞赛锻炼了学生的嵌入式芯片应用能力、计算机程序设计能力、常用电子器件应用、电子电路设计、电路板布线、设备焊接、单片机应用、传感器知识等众多能力。
三是参加全国大学生电子专业人才设计与技能大赛。该竞赛融合了计算机语言技术(用C语言编程)、单片机技术、电子技术、检查技术、自动控制技术等,我们曾经在组建团队的时候,在大一新生中挖掘了一个极具潜力的学生,该学生获得了江苏赛区的二等奖,并代表我校参加了全国决赛,这对他以后的学习将是一个极大的促进,对其他学生也是很好的引导。另外,就是参加中国机器人大赛暨RoboCup公开赛,该项竞赛是中国最具影响力、最权威的机器人技术大赛,它广泛涉及电子信息、通讯、装备制造、工控、人机交互、传感与视觉、伺服电机、定位导航、人工智能、航天航空等前沿技术领域。
此外,除了参加以上的全国性科技竞赛,我们自己还组织了校内的电子设计与制作应用竞赛,该竞赛不只是简单地考察模拟电子和数字电子的知识,而是和其他相关课程结合起来,引导学生注意观察生活或生产实际中的各种应用,结合具体实际来进行设计,并鼓励学生开发简单实用的小电子产品,引导学生将设计的作品产品化,即做出具体的电子产品,有可能的可以向企业推广。例如,我们组织学生设计的空调节能器,在不改动空调原有线路的前提下,控制空调在规定的温度范围内工作,符合当前低碳节能环保的要求,还有组织学生开发的太阳能节能照明灯等,这种应用型非常强的电子竞赛促使学生积极思考、创新实践,这样学生有了兴趣,更促进了对专业知识的掌握。这个竞赛活动锻炼了学生对电子知识的掌握,焊接、安装、测试简单电子电路,电子线路图的阅读,对检测与传感器的应用能力等。
通过这些竞赛,我们培养计划的各种能力要求基本上都能得到体现,从而将枯燥的实践环节要求综合化、具体化、兴趣化,让学生在体验创造的快乐中将专业知识深刻掌握,对理论知识的学习更是一种无形的提升。同时,学生通过对竞赛过程的体验、尝试、创新以及感受着指导教师的无私奉献行为,对学生的社会责任感、扎实学风、科研能力、合作精神、意志品质的提高都大有裨益。
三、结束语
在我们这种应用型的本科院校,激发学生对专业知识的学习兴趣关键在于引导,如果纯粹是灌输理论性的研究知识,或者死板地执行教学计划,学生可能不会有太大的兴趣,也不能将“应用型本科人才”的要求真正落实。通过“以赛带学”的培养方式,将培养计划中要求学生掌握的各种专业技能融入到综合性的科技竞赛中,学生在参与科技竞赛的过程中将专业理论与实践技能有效结合,最终成为真正的应用型本科人才。
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