依托重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新基地

現(xiàn)在，“大眾創(chuàng)業(yè)和眾生創(chuàng)新”已經(jīng)成為指導(dǎo)經(jīng)濟(jì)新增長(zhǎng)的國(guó)家戰(zhàn)略。這是中國(guó)從一個(gè)偉大的工業(yè)國(guó)家到強(qiáng)國(guó)的一個(gè)重要?dú)v史選擇。機(jī)械行業(yè)是制造業(yè)的基礎(chǔ),對(duì)于高等學(xué)校來說,培養(yǎng)機(jī)械類人才,落實(shí)“雙創(chuàng)”戰(zhàn)略,就是要更加注重對(duì)機(jī)械類大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。機(jī)械學(xué)科實(shí)踐性要求高,如何培養(yǎng)機(jī)械類大學(xué)生學(xué)生創(chuàng)新能力,這是很多高校面臨的亟待解決的課題。美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、日本等制造業(yè)強(qiáng)國(guó)把機(jī)械類創(chuàng)新人才培養(yǎng)提高到戰(zhàn)略的高度加以重視1基于平臺(tái)建設(shè)1.1基于科研平臺(tái)建設(shè)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新基地的必要性創(chuàng)新源于實(shí)踐隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,政府和高校加大了對(duì)高水平科研平臺(tái)的建設(shè)投入1.2科研訓(xùn)練、科技競(jìng)賽對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的影響2009年,南昌工程學(xué)院微納驅(qū)動(dòng)與控制研究所成立,嘗試挑選優(yōu)秀的本科生進(jìn)入研究所,劃出專門的場(chǎng)地,提供必要的實(shí)驗(yàn)條件,開展科研訓(xùn)練、科技競(jìng)賽等相關(guān)活動(dòng),在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面取得了一些突破。2014年,江西省精密驅(qū)動(dòng)與控制實(shí)驗(yàn)室獲批建設(shè),依托重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建立了大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新基地,軟硬件條件都有了很大的改善?；貒@培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的核心目標(biāo),遵循自主開放,以學(xué)生為主體,以科研項(xiàng)目和科技競(jìng)賽為載體,實(shí)行團(tuán)隊(duì)管理,充分利用平臺(tái)優(yōu)勢(shì)和行業(yè)背景,開展創(chuàng)新能力培養(yǎng)實(shí)踐。大學(xué)生創(chuàng)新基地組織架構(gòu)如圖2所示。1.2.1設(shè)置模型驗(yàn)證材料將培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新工程實(shí)踐能力貫穿于基地建設(shè)的整個(gè)過程。將基地規(guī)劃成慧魚工坊、精密加工和測(cè)試、現(xiàn)代設(shè)計(jì)、作品和成果展示、基地優(yōu)秀校友展等5個(gè)區(qū)域。慧魚工坊配備了100余套慧魚創(chuàng)意組合模型,學(xué)生用模型將自己解決問題的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案搭建起來,驗(yàn)證方案的可行性。精密加工室配備了電火花慢走絲機(jī)床、電火花打孔機(jī)、精雕機(jī)、小型鉆床、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、萬能疲勞測(cè)試機(jī)等加工測(cè)試設(shè)備,學(xué)生可以將前期設(shè)計(jì)的作品制作加工成模型或者實(shí)物,進(jìn)一步對(duì)方案進(jìn)行與驗(yàn)證?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)室除了為學(xué)生提供優(yōu)越的設(shè)計(jì)環(huán)境,還配備了工作站以及現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法所需的SOLIDWORKS、COMSOL等計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和專業(yè)仿真軟件。作品和成果展示區(qū)展示了歷屆學(xué)生設(shè)計(jì)的獲獎(jiǎng)作品和榮譽(yù)證書,使低年級(jí)的同學(xué)更直觀的了解本專業(yè)的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)內(nèi)容,激勵(lì)同學(xué)們更加努力的學(xué)習(xí)?；貎?yōu)秀校友展示區(qū)展示了基地歷屆優(yōu)秀畢業(yè)生的精神風(fēng)貌和他們畢業(yè)后的工作生活情況,樹立身邊的榜樣,進(jìn)一步明確學(xué)習(xí)的目標(biāo),提高學(xué)習(xí)的動(dòng)力。1.2.2科研平臺(tái)的高級(jí)專業(yè)教師為學(xué)生提供了創(chuàng)新方法的指導(dǎo)有三分之一諾貝爾獎(jiǎng)獲得者取得突破性進(jìn)展依靠科學(xué)的創(chuàng)新方法實(shí)現(xiàn)1.2.3將課程設(shè)計(jì)和科技競(jìng)賽貫穿于教學(xué)過程的全過程學(xué)校先后投入2000余萬元對(duì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行建設(shè),現(xiàn)擁有亥姆霍茲線圈標(biāo)準(zhǔn)磁場(chǎng)、3D激光掃描儀、快速成型系統(tǒng)、微小高頻位移量非接觸式光纖系統(tǒng)、精密阻尼隔振光學(xué)平臺(tái)、阻抗分析儀和超凈工作室等一大批與機(jī)械行業(yè)相關(guān)的先進(jìn)設(shè)備。重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室老師結(jié)合自己的科研項(xiàng)目,指導(dǎo)基地學(xué)生申報(bào)各級(jí)科研訓(xùn)練項(xiàng)目和科技競(jìng)賽,利用這些設(shè)備進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)驗(yàn)證。而這些科研項(xiàng)目和科技競(jìng)賽作品又可以貫穿于課程設(shè)計(jì)或畢業(yè)設(shè)計(jì)中,理論與實(shí)踐結(jié)合,大大提高了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和學(xué)習(xí)的積極性。近年來,15位同學(xué)的畢業(yè)設(shè)計(jì)被評(píng)為優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì),2014年學(xué)校開展“特優(yōu)畢業(yè)設(shè)計(jì)”培育工作以來,連續(xù)4年學(xué)生獲得“特優(yōu)畢業(yè)設(shè)計(jì)”重點(diǎn)資助。利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)設(shè)備開設(shè)校內(nèi)實(shí)驗(yàn)公選課,特別是《慧魚創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)踐》課程,涵蓋了數(shù)學(xué)應(yīng)用、技術(shù)應(yīng)用、工程應(yīng)用、基礎(chǔ)科學(xué)等領(lǐng)域,并可以實(shí)現(xiàn)技術(shù)過程還原和機(jī)器的操作模擬1.2.4創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法方面隨著重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室影響力的不斷增大,與國(guó)內(nèi)外相關(guān)機(jī)構(gòu)的交流越來越多。經(jīng)常邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外本領(lǐng)域的知名專家開展學(xué)術(shù)交流、學(xué)術(shù)報(bào)告活動(dòng)。先后舉辦了“磁致伸縮材料與器件新進(jìn)展學(xué)術(shù)交流會(huì)”、“機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法交流會(huì)”、“機(jī)械類大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)交流會(huì)”、“機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽交流會(huì)”“機(jī)械類大學(xué)生創(chuàng)新教育論壇”等20來場(chǎng)學(xué)術(shù)活動(dòng);開展了專利撰寫和申報(bào)技巧、文獻(xiàn)檢索方法等內(nèi)容專題講座;通過交流和講座,學(xué)生進(jìn)一步給掌握和理解創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法,了解國(guó)內(nèi)外專業(yè)發(fā)展的新進(jìn)展,開闊了視野,啟發(fā)和培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維方式?；貙W(xué)生結(jié)合各自的科研項(xiàng)目獲授權(quán)各類專利50余項(xiàng),發(fā)表各類學(xué)術(shù)論文20余篇。2理、自提高、自組織的“三自”管理模式為充分發(fā)揮基地學(xué)生的主觀能動(dòng)性,在基地內(nèi)推行了自管理、自提高、自組織的“三自”管理模式。這種管理模式下,學(xué)生做到自主、自為、自律、自覺,學(xué)習(xí)知識(shí)、提高能力、培養(yǎng)綜合素質(zhì),受到了師生普遍重視和一致認(rèn)同。2.1基地的學(xué)生具有管的嚴(yán)、管隨著大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新基地規(guī)模的不斷擴(kuò)大,學(xué)生人數(shù)不斷增加,基地內(nèi)環(huán)境、安全、組織運(yùn)行等問題越來越突出。而大部分老師在面臨繁重的教學(xué)和科研任務(wù),沒有更多的經(jīng)歷參與到基地的管理工作中。另外,面對(duì)充滿激情和創(chuàng)造力的學(xué)生,如果管的太嚴(yán),管的太多,勢(shì)必限制他們的創(chuàng)造力和積極性,不利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。自管理指的是讓學(xué)生參與到基地的管理中來,在服務(wù)同學(xué)的同時(shí),也提高了自己的管理能力。學(xué)生自發(fā)成立管理委員會(huì),帶領(lǐng)其他同學(xué)分別負(fù)責(zé)基地實(shí)驗(yàn)器材的保管、設(shè)備的維護(hù)和使用、環(huán)境衛(wèi)生的打掃。老師在整個(gè)過程中盡量少參與或者不參與,管理的過程中遇到了問題可以請(qǐng)教老師,或者定期召開由老師、管理委員會(huì)、基地成員參加的討論會(huì),不斷地完善管理方法,保證基地各項(xiàng)工作的正常運(yùn)行。2.2自提高的工作過程大學(xué)生科研訓(xùn)練項(xiàng)目和科技競(jìng)賽往往涉及多個(gè)學(xué)科的專業(yè)知識(shí),要求學(xué)生除具備相關(guān)課程的基礎(chǔ)知識(shí)外,還必須有較強(qiáng)的知識(shí)綜合運(yùn)用能力。而按照現(xiàn)行的培養(yǎng)方案,一般到大學(xué)三年級(jí)才陸續(xù)開始專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。自提高指的是學(xué)生自主提前學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)課程,鍛煉相關(guān)技能,完善知識(shí)結(jié)構(gòu),以解決在實(shí)踐過程中遇到的問題。學(xué)生從進(jìn)基地開始就在老師的或者學(xué)長(zhǎng)建議下開始相關(guān)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)和專業(yè)技能的訓(xùn)練。低年級(jí)學(xué)生參與到高年級(jí)學(xué)生組建的團(tuán)隊(duì),大一都能熟練掌握一種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件,大二獨(dú)立組團(tuán)申報(bào)科研訓(xùn)練計(jì)劃,鍛煉科學(xué)研究能力,大三可以作為負(fù)責(zé)人參加專業(yè)科技競(jìng)賽,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、繪圖、制作的過程中遇到各種新問題,他們會(huì)主動(dòng)從書本或網(wǎng)絡(luò)中尋找答案,向生產(chǎn)一線的師傅請(qǐng)教,理論聯(lián)系實(shí)際,為實(shí)現(xiàn)自己目標(biāo)而努力。同學(xué)們也會(huì)自發(fā)的組織各種學(xué)習(xí),分享自己的經(jīng)驗(yàn)。2.3對(duì)家庭機(jī)械創(chuàng)新教育自組織指的是學(xué)生自發(fā)組織成員選拔、團(tuán)隊(duì)分工等相關(guān)活動(dòng),保證項(xiàng)目的正常開展和優(yōu)秀成員不斷加入。每年新生入校,為了讓相關(guān)專業(yè)的同學(xué)更好的了解本專業(yè),科學(xué)地制定學(xué)業(yè)規(guī)劃,基地高年級(jí)學(xué)生都會(huì)自發(fā)組織新生參觀重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新基地,結(jié)合科技創(chuàng)新對(duì)他們進(jìn)行專業(yè)教育。基地新成員的選拔也是由學(xué)生自己組織,目前主要通過兩種模式:一是高年級(jí)學(xué)生組織考試,通過考試后,由經(jīng)驗(yàn)豐富的機(jī)械創(chuàng)新教育相關(guān)老師組成考核小組進(jìn)行面試。這種方法公平、公正、公開,也能從中選拔出優(yōu)秀學(xué)生,但是不能全面的了解學(xué)生,與團(tuán)隊(duì)的磨合需要較長(zhǎng)的時(shí)間,有的甚至?xí)a(chǎn)生矛盾,降低了學(xué)生的積極性。二是通過團(tuán)隊(duì)推薦,老師觀察的方法。這種方法了解學(xué)生較全面,通?？梢钥焖偃谌雸F(tuán)隊(duì),效率較高,但是要兼顧公平。3在活動(dòng)內(nèi)容上,企業(yè)難以接收或接受學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)離不開實(shí)踐,目前,生產(chǎn)實(shí)習(xí)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)等真正能走入企業(yè)的實(shí)踐活動(dòng)大多也是走馬觀花,難以達(dá)到創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目的。特別是國(guó)有企業(yè)改制后,出于效益和安全角度的考慮,市場(chǎng)環(huán)境下的企業(yè)不愿也難以接收學(xué)生實(shí)習(xí)。在這種情況下,科技競(jìng)賽為大學(xué)生的實(shí)踐提供了平臺(tái),通過競(jìng)賽,使學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神、創(chuàng)新能力、意志品質(zhì)得到全面提升。3.1實(shí)現(xiàn)了一個(gè)目標(biāo)科技競(jìng)賽學(xué)科交叉性和綜合性越來越強(qiáng),一個(gè)人很難完成任務(wù),團(tuán)隊(duì)合作越來越重要。團(tuán)隊(duì)成員學(xué)科背景不一樣,個(gè)人特長(zhǎng)也不一樣,但是為了實(shí)現(xiàn)同一個(gè)目標(biāo)分工明確、相互協(xié)作、互相幫助。例如在備戰(zhàn)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽時(shí),一個(gè)團(tuán)隊(duì)4~5人,團(tuán)隊(duì)各成員都有自己的特長(zhǎng),有的擅長(zhǎng)機(jī)械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì),有擅長(zhǎng)畫圖,有的組織協(xié)調(diào)能力強(qiáng)、有的動(dòng)手能力強(qiáng),團(tuán)隊(duì)成員之間通過溝通協(xié)作,逐步形成了你追我趕,互相幫助,互相促進(jìn)的良好氛圍,從而在較短的時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)。科技競(jìng)賽促進(jìn)了團(tuán)隊(duì)合作精神的培養(yǎng),較好團(tuán)隊(duì)合作精神也幫助學(xué)生贏得科技競(jìng)賽。3.2巧借技術(shù)平臺(tái)需求創(chuàng)新能力提高的前提要有較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí),而創(chuàng)新意識(shí)的增強(qiáng)是建立在科技興趣基礎(chǔ)上。機(jī)械學(xué)科理論教學(xué)枯燥抽象,傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)又不具創(chuàng)新性,這些都會(huì)使學(xué)生對(duì)專業(yè)失去興趣,更談不上創(chuàng)新?？萍几?jìng)賽大多都是解決現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際問題,與我們的生活息息相關(guān),有利于提高學(xué)生的科技興趣。學(xué)生在堅(jiān)持客觀規(guī)律的同時(shí),大膽突破傳統(tǒng)思維方式,利用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)和豐富的想象力,巧妙的解決問題。2014年作品“行走式組合機(jī)構(gòu)演示教具”獲得全國(guó)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽一等獎(jiǎng),“四桿機(jī)構(gòu)演化儀”獲得全國(guó)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽二等獎(jiǎng),兩個(gè)項(xiàng)目都從《機(jī)械原理》課程實(shí)驗(yàn)獲得靈感,針對(duì)原有產(chǎn)品的不足,積極主動(dòng)去探索,將傳統(tǒng)的若干個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置集成,利用自己的專業(yè)知識(shí)來發(fā)明設(shè)計(jì)產(chǎn)品。新實(shí)驗(yàn)儀器變化更豐富,表現(xiàn)更直觀和生動(dòng),賽場(chǎng)上得到了各位專家和師生的好評(píng),學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力也大大提高。3.3科技競(jìng)賽要從學(xué)生實(shí)際出發(fā)參與科技競(jìng)賽過程中并不是一帆風(fēng)順,而是處處充滿荊棘。在做一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品時(shí),可能有成百上千個(gè)零件,任何一個(gè)零件一個(gè)小小的誤差都可能導(dǎo)致機(jī)器報(bào)廢,這就要求學(xué)生不僅需要查閱與學(xué)習(xí)大量的專業(yè)知識(shí),還必須要進(jìn)行千百次的重復(fù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。另外,科技競(jìng)賽還要學(xué)生具備良好的心理素質(zhì),做到有耐心、細(xì)心,遇到問題要冷靜下來找到解決辦法,而不是手忙腳亂。2012年作品《智能削面機(jī)》獲得機(jī)械創(chuàng)新大賽全國(guó)二等獎(jiǎng),2013年作品《面向生物質(zhì)發(fā)電的新型枝椏破碎機(jī)》獲得“挑戰(zhàn)杯”國(guó)家三等獎(jiǎng),同時(shí)授權(quán)多項(xiàng)專利。同學(xué)們?cè)谠O(shè)計(jì)制作這些作品的過程中走出教室,走進(jìn)企業(yè),聯(lián)系社會(huì)實(shí)際需求,不斷挖掘開發(fā),經(jīng)歷了數(shù)十次修改完善。過程雖然很艱辛,但是贏得了比賽,更鍛煉了意志品質(zhì)。4節(jié)能減排、科研訓(xùn)練項(xiàng)目通過幾年的探索和實(shí)踐,不斷總結(jié)和完善,先后完成了“TRIZ理論在機(jī)械類學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)中的應(yīng)用研究”、“以科技競(jìng)賽為載體的高校青年教師實(shí)踐能力提升策略研究”兩項(xiàng)省級(jí)教學(xué)研究項(xiàng)目。組織學(xué)生參加了國(guó)家、省、學(xué)校組織的大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新大賽、“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)作品競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)生節(jié)能減排社會(huì)實(shí)踐與科技競(jìng)賽。先后獲得“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)作品競(jìng)賽國(guó)賽二等獎(jiǎng)2項(xiàng),三等獎(jiǎng)5項(xiàng);省賽特等獎(jiǎng)1項(xiàng),一等獎(jiǎng)3項(xiàng),二等獎(jiǎng)2項(xiàng),三等獎(jiǎng)3項(xiàng)。獲得全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽國(guó)賽一等獎(jiǎng)3項(xiàng),二等獎(jiǎng)5項(xiàng);省賽一等獎(jiǎng)4項(xiàng),二等獎(jiǎng)5項(xiàng),三等獎(jiǎng)5項(xiàng)。獲全國(guó)大學(xué)生節(jié)能減排社會(huì)實(shí)踐與科技競(jìng)賽國(guó)賽三等獎(jiǎng)2項(xiàng)。獲批國(guó)家、省、校級(jí)科研訓(xùn)練計(jì)劃60余項(xiàng)。2014年,響應(yīng)國(guó)家“大眾創(chuàng)業(yè),萬眾創(chuàng)新”的號(hào)召,江西省科技廳在大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新基地掛牌成立“南工智創(chuàng)空間———機(jī)械工坊”?；嘏囵B(yǎng)出了以“中國(guó)青少年科技創(chuàng)新獎(jiǎng)”和“江西省五四青年獎(jiǎng)?wù)隆鲍@得者雙超軍為代表的一批優(yōu)秀學(xué)子,他們有的在國(guó)內(nèi)外知名大學(xué)繼續(xù)攻讀博士學(xué)位,有的已成為所在企業(yè)的技術(shù)骨干,有的走上了自主創(chuàng)業(yè)的道路。這些優(yōu)秀校友還定期返校,結(jié)合自身在校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)以及畢業(yè)后工作生活經(jīng)歷,分享了各自真切的感受,并為學(xué)弟學(xué)