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一、建設背景

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020 年)》中提出建立創新人才培養模式;李克強總理在工作報告中提出,“大力發展眾創空間,推動大眾創業、萬眾創新”。國務院辦公廳《關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》要求,把創新創業作為撬動學院綜合改革的突破口。創新實踐教學平臺以用戶創新為核心理念,堅守創新,持續實踐,樂于分享。該平臺是以創客文化為核心價值,以聚會來共享資料和知識,共同制作創新創作想要的東西的一個平臺。實施創新項目,加強教師實踐工作,是創新質量管理、打造特色品牌的需要,是密切與企業聯系、加強校企合作的需要,是實施產教融合的需要。創新實踐教學平臺將創意、發明、創新、創業、教學實踐轉化為一個有機的過程,將成為創業的集散地和創新社區的中樞,是提高學生專業技能水平和教師實踐教學能力的有效途徑,是學院創新創業教育改革的一個綜合實踐平臺。

在學院創建以機電類專業為基礎的《創新實驗室》,是給予學生有一個創新實踐的平臺,同時培養學生創新能力,綜合提升學院的教學水準。

二、建設目標

1、培養學生動手能力

以視頻課程為主要教學手段。讓學生掌握小型車床、鉆床、銑床等設備操作;掌握小型數控車床、加工中心等設備操作。并通過使用這些設備,制作出簡單的產品。讓學生實際動手起來,培養學生的動手能力。

2、培養學生創新能力

以由簡入深的各個項目為核心,圍繞“認知,模仿,改善,創造”四個階段反復進行學習,制作。培養學生創新思維,以及實現構想的能力。


三、創新能力培養

1、創新能力培養理念

創新能力培養需要經過認知(理解對象),模仿(逆向工程),改善(改進設計),創造(獨立設計)4個階段。我們依據創新能力培養4個階段所設計的“創新鏈條”貫穿第二課堂課程,經過實踐檢驗,學習者反復學與練,創新能力得到顯著提高。


圖1 創新能力培養理念

創新是對所學知識的融會貫通

現階段,創新所需的各種知識學生都已經從第一課堂學習,但如何將所學的知識綜合運用,也是創新能力培養的重要環節

創新能力培養是培養學生對所學知識進行整理,交叉結合,最終達到一個融會貫通的地步。

圖2 創新能力培養理念


2、師資能力提升、培訓

根據《教育部關于建立中等職業學校教師到企業實踐制度的意見》(教職成〔2006〕11號)的要求,組織機械加工類專業課教師、專業基礎課教師及實習指導教師到學院創客空間參加與專業相關的企業或生產服務一線實踐活動,接受新技術和新工藝的培訓;要求教師結合企業的生產實際和用人標準,不斷完善教學方案,改進教學方法,積極開發校本教材,把握實踐教學和生產環節,至少熟悉1個產品生產的相關環節。

能力實現模型:

圖3 能力實現模型

注解:

智能是由智慧(知識,用A表示)和技能(包括領會,用B表示;應用,用C表示;分析,用D表示;綜合,用E表示;評價,用F表示)兩部分所構成的。當知識與領會結合時(A+B),我們把它稱作為基礎性學力;知識領會后會應用和分析(A+B+C+D),稱作為發展性學力;只有知識領會應用分析綜合評價完美結合時(A+B+C+D+E+F),才是創造性學力;A性學力,它對學生今后的發展是遠遠不夠的。在“創新實驗室”活動中,我們更要教會學生具有發展性學力和創造性學力,才能使他們為自己的生存和為國家建設奠定扎實的基礎。明確了認識,怎樣教?反思實踐才是檢驗的標尺。

3、提高學生技能

組織機械加工,機械工程、機電一體、維修類專業學生到學院創客空間參加企業生產一線實踐活動,了解企業生產組織方式、工藝流程、產業發展趨勢等基本情況,熟悉企業相關崗位(工種)職責、操作規范、用人標準及管理制度等具體內容,學習所學專業在生產實踐中應用的新知識、新技能、新工藝、新方法,使學生畢業后能盡快適應企業用人需求。

能力實現模型:

圖4 能力實現模型

4、組織產品加工

組織基礎課教師和相關人員到企業進行考察、開展調研,了解企業生產情況及其對職業教育的需求,結合學院創客空間的設備條件和教育教學工作要求,采取靈活多樣的形式,組織教師到創客空間帶領學生開展產品加工,將生產需求和教學要求融為一體,在實踐中培養學生的創新創業精神。



四、方案組成及效果

1、效果圖


圖5 實訓室布局示意圖

2、創新實驗室構成

創新實驗室組成由若干小型普通機床,數控機床,機床附件,各類工具,量具等等設備構建而成的空間,建議面積50-70㎡,可容納20名學生。同時,配置相應的制作項目和課程。

3、主要對象

創新實驗室主要面向對象:本科院校,各類職業院校的理工科學生為主要對象。


4、部分設備介紹


5、配套課程

基礎課程:小型車床操作、小型鉆銑床操作、數控車床操作、數控銑床操作。

進階課程2門:綜合創新項目一、綜合創新項目二。

配套課程如下表:

項目名稱

實訓指導手冊

視頻

圖紙

毛坯

數控加工程序

基礎項目

手動車床基礎項目

陀螺項目

火箭模型項目

手動銑床基礎項目

名片夾項目

相框項目(1

數控車床基礎項目

葫蘆掛件項目

數控銑床基礎項目

相框項目(2

創新項目

綜合創新項目一

臺鐘項目(認知模仿)

臺鐘外觀變形(改進創新)

綜合創新項目二

搖擺氣缸項目(認知模仿)

雙缸搖擺氣缸(改進創新)

表1 配套課程清單表


以搖擺氣缸為例,所包含的內容有:



圖7 搖擺氣缸項目圖紙


圖8 實訓指導手冊



圖9 加工視頻截圖

五、創新能力培養案例


圖10 搖擺氣缸空氣能發動機模型


課程形式:以引導學習教學視頻為載體。每一步都有詳細的教學視頻。制作過程中穿插原理知識點講解。

以搖擺氣缸空氣能發動機為項目載體,提供制作所需毛坯材料,圖紙,教學視頻等,并根據項目配置機床設備及工量具等。為學生提供動手加工制作的工場,引導學生運用第一課堂所學知識完成機械加工,測量,檢驗,組裝,裝配等工藝。并發散性的引導學生對它進行改進。完成創新鏈條。

1、第一步:項目介紹

介紹搖擺氣缸空氣能發動機的紹構及工作原理,以及所需加工設備和工具


圖11 搖擺氣缸空氣能發動機結構圖


2、第二步:項目引導

介紹各零件的所對應的加工設備及整體工序


圖12 搖擺氣缸空氣能發動機毛坯件

3、第三步:項目分解

對項目進行分解,介紹每一個零件的加工過程,一邊做一邊講解加工過程中所需用到的對應的知識點(例如加工的刀具運行方向以及原理,加工過程中的安全防護等),真正做到做中學,學中做。


圖13 飛輪加工

4、第四步:項目組合

將分解加工的零件進行組裝整合,介紹組裝過程中所需的知識點(例如公差配合等等)。


圖14 裝配成型

5、第五步:項目優化

對作中進行優化,如結構變形(雙缸,水平對置,V型,四缸),外觀美化(表面處理),并介紹相關工藝及原理。

圖15 結構變形

圖16 表面處理

6、舉一反三

學生通過前面五步的學習后,掌握了一定的加工裝配知識,可以進一步學習制作難度更高一點的項目


例:斯特林發動機模型

飛輪通過形式多樣的連桿機構連接活塞,活塞一側的空氣與金屬空心棒的空氣連通,酒精燈加熱空心金屬棒后,使活塞兩側產生壓差,當外力驅動飛輪運動后,飛輪即可實現“連續運動”,金屬棒溫度越高,飛輪轉動越快,這就是斯特林發動機的工作原理。


7、其他趣味創新項目





斯特林發動機 半成品套件


斯特林發動機 毛坯套件


斯特林發動機 HEA01


斯特林發動機 HEA02


斯特林發動機 HEA04


由斯特林發動機改造而成的

福特T型車 CAR





































加農炮模型

完全由黃銅制作而成,外觀大方、華麗,造型精致。

加農炮 HM2-CAN02


加農炮 毛坯套件


加農炮 HM2-CAN01







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