【三全育人案例】材料成型及控制工程中本貫通專業創新引領促高質量學生培養
發布時間: 2019-12-24 浏覽次數: 57
 

    高职学院、高级技校深入学习贯彻习近平总书记关于教育的重要论述,拓展主题教育成果,紧紧围绕立德树人根本任务,着力构建“三全育人”工作体系,大力推动理论创新和实践探索,不断提升人才培养的针对性和实效性,努力开创职业教育事业发展新局面。校园网开设“三全育人案例”专题,对三系一部的典型案例进行展示交流。

 

創新引領促高質量學生培養

 

    摘要:材料成型及控制工程中本贯通专业是上海工程技术大学材料成型与控制工程与上海市高级技工学校数控技术应用专业联合开展的五年一贯制中本贯通联合教育培养专业,经过6年的资金投入和建设,在“以学生为主体、让每一个学生有成果和成才”理念引领下,构建了基于学生终身职业发展,彰显多维能力,共性与个性培养并举,创新引领项目协同促进学生高质量培养的模式,逐渐形成了职业能力为核心、一般能力为基础、创新驱动协同的人才培养体系,打造了一只具有工匠素养的师资团队,学生创新成果显著,形成了特色鲜明的中本贯通专业范式。

    一、以创新推进学生能力提升

    创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力。作为职业教育来说,它肩负着为创新型国家培养具有创新意识、技术革新人才的使命。示范性品牌建设一个亮点就是以校企合作、工学结合为依托,人才培养创新为抓手,技术革新、小发明为重点,通过对贯通专业学生创新意识、技术革新、专利申请和小发明实施、小发明制作等多个维度培养,建立在机械类专业实施创新的模式和课程,全面激活学生的知识和潜能,使其成为具有应变能力和创造能力的高技能人才,更好的为上海市经济发展转型服务,极大满足上海现代服务业和先进制造业发展对高技能型人才和高素质大国工匠的迫切需要。

    引导中本贯通专业学生实施创新项目,获批创新项目2项,开创了在我校中职生中实施创新项目的先例。通过创新项目实施,提高了中职学生的自信,启发了创新能力以及对专业的认知,也打破了我校中职学生从未获得国家授权专利的先例,同时中职学生也可以申请学校、院学生创新项目。

經過創新訓練和創新課程結合,學生學會了創新思考,啓發了創新智慧,並根據自己的特長愛好,結合實際,設計了相應的創新項目和産品,利用CAD軟件設計了相應的結構,並撰寫了專利文書,鍛煉了寫作能力,申請了國家專利,經過三年訓練,以學生爲第一發明人獲批4項國家授權專利,具體見表1和圖1。

 

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表1  2019年专利清单

 

 

图1  获授权国家专利证书

 

    学生创新成果参加“挑战杯—彩虹人生”创新系列竞赛获2017年上海市“挑战杯—彩虹人生”创新大赛二等奖1项;获得2018上海市“挑战杯—彩虹人生”一等奖1项,获2018年全国职业学校创新大赛二等奖1项,具体成果见表2 。

 

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表2  “挑战杯—彩虹人生”创新大赛汇总一览表

 

    创新项目汇集创新成果:三个典型案例:案例1.劳模精神引领:上海工匠 立足岗位 坚持创新;案例2.大虫不灭,研究小虫有何用?世界昆虫泰斗周尧教师的爱国情结;案例3.家国情怀:蛇吞象 化工届“大师”任建新往事。

    二、以创新项目推进专业教学建设

    根据专业发展需求,结合中本贯通专业建设要求,坚持紧跟时代,将项目教学和专业建设结合,将项目教学和智能制造结合,经过专家讨论,最终和上海市协创工业智能装备研究院合作,师生共同参与完成。根据合作双方各自的优势,上海市协创工业智能装备技术研究院技术人员利用丰富的实践经验能力,协同上海市高级技工学校教师较强的机械结构及机械制造工艺设计能力,结合上海市协创工业智能装备技术研究院现有项目和学校的实际教学情况,确定选择FMS系统送料车行走机构设计与主要零部件加工工艺开发为核心,开展相关工作。本项目旨在快速提高上海市高级技工学校教师的技术开发能力,使相关人员在技术开发、技术创新、技术总结能力方面得到进一步提升,为企业能级提升,学校科研工作的推进服务。

    项目主要内容包含FMS系统送料车的机械结构由底盘、转向机构、中央传动机构、行走机构等。具体有:车辆底盘的机械结构设计;转向连杆机构设计;中央传动机构人机械结构与制造工艺设计;行走机构设计;FMS系统送料车样车一台;完成机械设计图纸一套;完成主要部件制造工艺文件一套;设计说明书一份;项目总结一份。主要技术指标包括FMS系统送料车自带行走动力;FMS系统送料车具备一定的负重能力;FMS系统送料车行走不需要轨道;FMS系统送料车具备双向直行(向前、向后)功能;FMS系统送料车具备转向功能。项目成果如图2-图5所示。

 

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图2  固定式双电机差速转向柔性送料小车

1-安全触边 2-障碍物传感器 3-电源箱 4-蜂鸣器 5-光电传感器

6-控制面板 7-控制柜 8-地标传感器 9-万向轮

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图3  AGV小车机械机构模型图

1-底座外壳 2-支撑座 3-上盖板 4-链接片 5-链接轴

6-连接座7-车轮 8-链轮 9-电机 10-地标传感器

 

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图4  控制图

 

图5   AGV小车实样

 

    经过实施,锻炼了年轻老师的建模功能、机械设计能力、系统设计能力,并利用学校的设备完成了部分零件的数控加工,锻炼了学生的加工能力及钳工装配知识,同时也训练了学生对弱点知识的了解。并把这些内容融入到课程中去,让学生去感悟,激发学生的兴趣,让课堂更为接地气。

    三、创新教学资源引领课程建设

    (一)基于机械式拼接机器人的机构创新设计案例资源库建设

    根据专业建设需求,开发机构创新设计教学案例资源包,包含典型机器人部件介绍PPT;典型机械机构运动介绍PPT(自由度运动与控制);工程力学应用PPT(机器人负重力平衡与计算);机器人安装与调试(3D爆炸图);机械臂测绘与3D数字模型建设(供改善及二次开发用);低应力装配方法及生产资料管理;机器人应用创新开发与实践资料准备;机器人部件设计加工与装配;机器人控制介质与应用;机器人动作组调用与调试。机构创新设计实践资源包包含:典型机器人机械版3套(含遥控模块,wifi视频传送);新技术应用(电磁悬浮技术模块);新能源动力应用与开发(太阳能)等。

    (二)基于舵机模块组装式机器人的机械运动创新设计案例资源库

    舵机控制机械运动创新设计教学案例资源包包含:串口下载线驱动安装教程;20路舵机控制器教程;手柄接收器程序下载教程;51主控板使用教程视频;PC端舵机调试上位机教程;PC WiFi控上位机使用教程;WIFI履带式机械臂接线教程;手柄操作教程;手机操作教程;PC端舵机调试上位机软件;蓝牙连接软件(上位机通信);STC开发工具包软件。舵机控制机械运动创新设计实践资源包:、20路舵机控制器集成电路板;wifi收发器;PS2手柄收发器;舵机版机器人3套(可遥控)等。

 

    

 

图6  组装式机器人

   

    四、以创新引领推动学生综合素养的提升

    将创新项目和汇报总结现结合,提升了学生的写作和总结能力,让学生在成果中获得自信,在实施过程验证自我的写作能力和总结能力,具体总结报告案例包括《移动烘干箱》、《多功能锉锯手柄支架研制》、《一款可以改善相机握持感的相机手柄结构设计与制造》、《新型可调等距离切菜刀设计》等。

    五、总结

    紧紧围绕创新引领、项目协同促进学生培养高质量的目标,在“以学生为主体、让每一个学生有成果和成才”理念引领下,采用以学生创新项目推进、专利申请等促进学生能力提升,借助创新教学资源引领课程改革和建设、通过创新推动学生综合素养的提升、通过创新推进教师能力提升等,达到彰显学生多维能力和学生培养高质量。实现学生教师创新成果显著,进而形成了特色鲜明的材料成型及控制工程中本贯通专业范式,能为同类学校提供借鉴和示范,为行业提供具有创新意识的一流技术人才服务。

 

高职学院、高级技校   制造工程系(供稿)  

 

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