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“大工程”教育理念托起学子成才梦想

 编者按:在今年教育部高教司主办的第四届全国大学生工程训练综合能力竞赛全国总决赛中,我校参赛团队从清华大学、哈尔滨工业大学等109所高校151支队伍中脱颖而出,分别夺得“S”形绕障项目一等奖和“8”字形绕障项目二等奖。这是我校连续四届夺得一等奖,位列全国3所高校其中之一,在河南省高校处于领军地位。

    我校工业训练中心多年来秉承“大工程”教育理念,重视理论和实践相结合,促进多学科知识交叉融合,培养学生的工程科技与创新意识,不断进行创新教育改革,以赛促学,以赛促教,在工程教育应用型人才培养方面收获累累硕果。

年轻的我们,经受住考验

    第四届全国大学生工程训练综合能力竞赛全国总决赛中,我校机电学院机自12级的曲科峰、张得位、葛勇三名同学组成的无碳小车“S”组代表队在工业训练中心副主任王文胜的带领下,从众多强手中脱颖而出,夺得“S”形绕障项目一等奖。

    工业训练中心主任张鬲君说:“全国大学生工程训练综合能力竞赛的特点是竞赛过程与企业生产实际和管理模式相符合,首次将现场制造成型过程和产品实现等融入比赛,学生完成从产品的构思、设计、实现直到运行的整个过程,强调对多学科知识融会贯通、综合应用的‘大工程’观念。”

    “S”形绕障项目是本次大赛规定的主题之一,主要考察参赛选手如何设计以4焦耳重力势能为唯一能量、具有连续避障功能的三轮无碳小车,使得能量的利用率达到最大。比赛赛程主要分为小车拆装,3D设计及打印及制作,“S”赛道小车常规赛和挑战赛,现场答辩等环节,最终评出各个奖项。

    曲科峰团队为比赛准备了一年。大二时进入金工实习仅一个月,对车床、铣床的操作,对3D打印机、激光切割的使用还处在认知阶段,但他们在指导老师王文胜鼓励下报名参加了比赛。

     参赛强调团队协作,优势互补。擅长画图的葛勇承担了3D打印机工作;性格沉稳、心思缜密的张得位主要负责小车调试;曲科峰喜欢实践,承担了零件的设计制作任务;设计的总体思路则来源于三个人思想火花的碰撞。一年时间里,从校赛到省赛再到国赛,各种交流研讨不断,各种创意层出不穷,每推翻一个创意,相应的零件就要重新做过。每个零件在机床上的加工都必须一气呵成,稍有差错,零件的精度都会有偏差,影响最终小车的运行。曲科峰、张得位、葛勇三名同学一有时间就往工业训练中心跑。不在工业训中心的时间里,满脑子想的也都是小车。脉络清晰的分工,同甘共苦的合作,加上指导老师王文胜的严格要求,他们拧成一股绳,一路战到最后。

改变不了赛道,就改变自己

    “S”形绕障项目的比赛是以“稳定且最多绕障”为目的,谁能设计出最准确、最灵活、最具稳定性的“机构”(具有确定相对运动的构件组合,用来传递运动和力的构件系统),谁的小车就有可能在常规赛种绕障最多,跑得最远。

    和往年不同的是,这一届的比赛,主办方并不公布比赛赛道,目的是让参赛队员在小车的稳定性上下功夫。王文胜老师说:“只要你的车足够强,怕什么赛道。改变不了赛道,就改变自己。” 

    离正式比赛还有一个星期,曲科峰他们把小车从体育馆一楼一路试到了二楼,不断变换场地,不断发现问题,解决问题,不断改进“机构”。为了对付光滑的车道,他们制作独特的铝轮子;为了对付摩擦力极大的车道,他们备用了不同的启动器。

    在绕障比赛前还有一场3D打印的比赛,这个比赛的成绩和小车绕障的分数直接挂钩。平时是制图高手的葛勇因为一时紧张,数据出现偏差,导致制作出来的零件不能使用,这意味着他们在常规赛上将损失至少20%的成绩。当葛勇一脸沮丧走出教室的时候,曲科峰想起老师说过的那句话,对葛勇说:“过去的事情已经没有办法改变了,我们不能让它影响了下面一个环节的发挥。”

    功不唐捐,小车绕障比赛时,赛道极其粗糙,但由于曲科峰他们事先准备了启动器,小车成功绕过了34个障碍,在所有参赛团队中绕障最多;跑了37米,最终取得全国第一的好成绩。得知比赛结果时,曲科峰自豪地说:“这是我们‘S’组的名字第一次排在了全国顶尖大学的前面。”

年轻的梦想,在这里生长

    曲科峰说拿到这个奖,离不开在工业训练中心车间的磨练,这里是他梦想最初生长的地方……

    我校工业训练中心建造有三跨45米、长90米,带行车的标准机加工车间,和单跨13米、长60米的热加工车间,总面积达6200多平方米,加上已有的机械、材料实验中心,中心总建筑面积达到9300多平方米,拥有众多高精尖大型设备。这里孕育了无数学子的梦想,完成着他们对专业的追求。

    多年来,工业训练中心秉承“大工程”教育理念,以CDIO 为基本环境,一体化教学,全方位培养。CDIO代表构思、设计、实现和运作,它以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、 实践的、 课程之间有机联系的方式学习工程。“大工程”教育理念是一种以“整合、系统、应变、再循环的视角看待大规模复杂系统”的现代工程观,是在工程教育改革实践中形成并逐步完善的一套指导工程教育改革实践的教育教学体系。大工程背景的概念是CDIO理念下强调“做中学”工程教育理想模式的重要基础和载体。对于“大工程”观的本质内涵,概括为“四个强调”:强调工程本真、强调综合交叉、强调实践创新、强调责任伦理。“大工程”观重视工程的环境、文化和伦理等因素,通过工程教育着力将学生培养成为“技术人文主义者”。一体化教学就是将理论、实验、实践、创新,四个环节相结合,实现“四位一体”的教学模式。通过理论教学,让学生从技术转向立体的工程思想学习模式,全方位提升能力。

    工业训练中心抓住年轻人喜爱竞技的心理,将竞赛机制引入教学,强调学科融合,以“金工杯”竞赛为平台,通过对竞赛环节的设计来提高学生的实践能力;通过竞赛成果的展示,调动学生学习的积极性;通过竞赛选拔优秀人才参加省级、国家级比赛,从而最终达到转变学生思维观念,培养学生工程意识的目的。

    后记:中心张鬲君主任介绍,中国创客教育基地联盟今年4月在清华大学成立,我校是发起单位之一,目前为理事单位。会上还成立了“创客教育生态系统构建高端论坛”,基于促进教育变革和推动教育发展社会进步的责任,与会代表共同探讨“推动创客教育生态系统的构建”。论坛主要议题包括创客文化对未来大学文化塑造的作用、聚合国内外创客教育和实践资源、构建“国际创客生态系统”等。下一步,中心将融合这些资源,把新的理念和好的资源整合起来,更好地促进工业训练中心的实践教学,助力中工学子实现梦想。

                                                                            记者 游海龙