李天建-2017年省级教学成果奖总结《依托校企共建平台,推进应用型本科电气类学生双创教育改革与实践》

发布者:教学成果 发布时间:2017-05-09 浏览次数:33

第八届省级教学成果奖项目总结


成果名称:依托校企共建平台,推进应用型本科电气类学生双创教育改革与实践


成果部门(盖章):信息科学与工程学院                           


成果完成人:李天建、李建兴、陈炜、黄靖、马莹、蔡志明、鄢仁武、钟伦贵   


福建工程学院教务处

2017315

教学成果报告

7000字以内)


1.成果内容概述

针对应用型本科电气类学生在双创能力培养方面存在专业知识综合应用能力弱、工程系统研发和设计能力差、自主学习意识淡,培养过程缺乏系统设计,团队协作能力不足,对市场需求的关注度不够,培养质量监控评价体系不全面等问题,本团队在创新队伍建设、创新平台整合、赛事机制建设以及教学模式教学方法和手段的改革方面进行了多年的实践和探索,取得了一定的成果。

本团队申报成果的主要内容体现如下:

1.1 整合校企共建实践资源,建设学生创新平台

福建工程学院传承“大机电、大土木”优势,紧密对接区域主导产业。为更好地服务区域经济,加强校企合作,我校与siemens自动集团公司、GE智能设备(上海)有限公司、台湾永宏机电有限公司等国际知名企业共建多个自动化实验室(附件1共建实验室建设情况),总资产达4000余万元。团队成员积极投入共建实验室的建设中,参与实验设备的设计、安装、调试的整个活动;并在随后的教学过程中不断地改进和提升平台功能(附件2 校实验教改课题);并配套相应的指导书和教材(附件7实验指导书汇总)(附件8 论文及教材汇总)。经过不断地整合提升建校级自动化双创教育中心(附件3双创教育中心材料汇总),通过项目驱动,组织和指导学生学习和应用自动化产品,不但提高了这些实践设备的利用率,而且增强了学生学习的目的性和主动性。

1.2学生双创队伍建设与管理

以项目为驱动,建立“四年不断线”创新能力培养目标。依托校企共建平台,成立“西门子杯校园HUB学习中心”和校级“自动化协会”等自治团队(附件4 协会申报书及获批证明),完善创新团队管理机制(附件5 协会管理制度)

1.3双创能力培养模式建设

1)建立以项目为驱动的创新能力培养模式,构建专业技术基础培训、项目选题及其论证、项目调研、项目规划、项目实施(包括分工)等一系列活动的运作流程(附件6 学科竞赛实施方案)

2)建立以项目为平台的自主创新能力管理机制;

3) 在plc课程设计和工程设计等课程教学中,团队采用实际工程技改项目,提升学生对实际项目的认知和设计能力;在实施过程中完善实践教学评价体系,在评价体系中融入cdio的模式,注重过程和团队合作能力的培养见附件17工程实践任务书、评定方法及报告,并获得良好的教学效果。


4)围绕项目任务,开展推进式教学和翻转教学相结合的混合式教学方法改革附件9 授课PPT和视频

5)创业能力的培养,项目选题以市场需求为前提,注重专利申请和应用附件10学生专利申报汇总,并实现技术的市场化。

6)建立学生反馈调查表档案,根据反馈内容不断改进教育方法。附件21学生就业后发展情况调查

1.4指导教师队伍建设

指导教师是双创教育的主要执行者,参与学生实践教学、项目可行性分析、项目规划(含预算)、项目实施、竞赛过程策划的全流程的指导。教师的业务水平和指导水平是学生创新能力培养的基本保证,通过“走出去、学回来”,不断提升教师的水平;同时吸收具有博士学位的老师进入指导教师团队附件11 指导教师队伍名单),优化指导教师队伍结构。

2.成果曾获奖励情况

12016.10、以学科竞赛为驱动,推进电气类学生创新能力培养(校教学成果特等奖)

22014.3、拓展校企深度合作,推进应用型本科院校工程教育改革与实践(福建省教学成果一等奖)

32014.3、应用型人才创新能力和综合素质培养的研究与实践(福建省教学成果二等奖)

42014.3、校企共建综合自动化系统实践教学平台实施与应用(福建省教学成果一等奖);

52013 .10依托校企共建平台,以工程项目为导向的电气类专业实践教学模式建设与实施(校教学成果二等奖)(附件24,成果获奖证书汇总

3.成果主要解决的教学问题

1)实训基地设置不合理、设备配置不系统、实训项目不能完全覆盖专业核心能力、管理运行不规范。

2)师资队伍建设、学生双创团队建设、学生创新能力养成教育等与应用型本科教育理念不匹配,制约人才培养质量的全面提升。

3)在学生双创能力培养方面存在产品的社会需求调研不够全面、产品开发过程缺乏系统性,产品的营销能力不足等问题。

4)人才培养质量监控评价体系缺乏信息反馈及建议。

4.成果解决教学问题的方法

围绕现存的问题,团队双创平台建设、双创队伍建设(含教师和学生)、双创能力培养方法、教学模式教学方法和手段等几方面进行改革。

4.1双创平台建设

信息科学与工程学院与国内外知名公司共建多间自动化实验室;其中电气类共建平台有3个:1)台湾永宏plc实验室,该实验室自成立以来,每年承担电气、电子及机械等专业16个班级的实验实践教学,其中创新性实践8/学年。2GE共建自动化系统实验室,该实验室总投资达2630万元人民币,拥有当今世界最先进智能化控制系统平台; 3siemens共建实验室,实验室总资产达1670万元,以Siemens控制器为核心,产品涵盖运动控制、总线控制、过程控制等,产品覆盖面大,技术先进。该3大平台教学环境优美,实验设备齐全,为电气类应用型本科人才培奠定良好的基础。

本团队成员积极参与平台的建设及其升级改造,组织人员自主开发“mn100自动分拣系统“,”mst1000系统“、”多级水箱控制系统等受控对象;组织学生参与”T-CPU伺服运动控制系统“、”“故障安全控制系统”、“先进冗余过程控制系统”、“先进无线工业以太网”、“ ASI_IE总线、Profibus总线”、“S7300中型控制系统”、“6SE70矢量变频器、RFIDRF300)”、“840DSL先进数控系统”、“安全工业以太网防火墙、机器视觉”、“光纤工业以太网”等系统的安装与调试。并配套完成《plc实验指导书》、《多级水箱实验指导书》、《物流检测与存储系统实训指导书》、《机电一体化柔性装配系统plc控制》、《840D数控系统实验指导书》、《西门子V130视觉系统实验指导书》等。(附件7实验指导书汇总)

在这些平台的基础上,团队成员共主持《基于GE Versamax立体自动仓储系统》、《PAC RX3i在多级水箱液位控制系统中的应用》、《基于多传感器的物流检测与存储系统应用开发》、《SCADA控制方案在柔性制造系统中的应用研究》、《机器人视觉实验系统的实验项目开发》、《基于840D数控系统的实验项目开发》等9项教改课题。(附件2 校实验教改课题)

编写《可编程自动化控制器(PAC)技术及应用》基础篇、《可编程自动化控制器(PAC)技术及应用》提高篇、《PLC技术及应用》、《可编程控制器应用技术》等4部教材。发表《基于多目标规划的群控电梯算法的研究与设计》、《基于Rx3I PAC技术的自动仓储系统设计》、《机电设备状态虚拟检测方法的研究》、《应用型本科电气信息类专业实践教学体系的研究》、《汽车零配件表面缺陷检测算法研究与实现》、《基于iFix的卷烟包装机监控系统》等20篇工程实践性较强的论文。(附件8 论文及教材汇总)

4.2双创队伍建设(含教师和学生)

4.2.1以学生为中心建设双创实践管理机制

开放校企共建实验室,在最大程度上为学生提供科技创新平台,并规划合理的实验室准入制度,既让学生有荣誉感和责任感,又惠及大部分的学生。同时,让制度管理人,提高学生的主人翁精神和自主管理能力附件14,共建实验室管理制度及开放记录汇总

4.2.2学生双创管理机制建设与团队梯队建设

学生双创团队梯队建设是学生双创能力培养模式建设的重要一环;充分利用学科竞赛平台,建立“四年不断线” 双创培养目标。依托“西门子杯校园HUB学习中心“和校级自动化协会等学生团体,通过“新鲜人计划”从大一新生中选拔苗子,吸收新生进入创新团队,补充新鲜血液;通过推行“学生导师制”,实现以老带新的传帮带式互助发展,形成良性循环。通过举办校级自动化大赛附件15,校级自动化大赛材料汇总,发挥竞赛平台对大学生双创能力的培养作用。通过校级竞赛机制,实现成员的优胜劣汰,保持学生双创队伍的活力。

自该模式运行以来,我校自动化类学生双创团队规模已从2010年的4名同学,发展到2016年的近100名同学,实现了跨专业学生融合的发展。附件18 2013-2016年我院学生参加双创培养人员名单

4.2.3以项目支持为目标的导师队伍建设

指导教师参与赛前学生动员、学生培训、项目可行性分析、项目规划(含预算)、项目实施、竞赛过程策划的全流程的指导,以及项目的文案编写指导、PPT撰写能力培养、学生演说技巧培养等。

稳定的指导教师是学生双创能力培养模式的基础。提升指导教师队的技术业务水平和管理水平是学生双创能力培养的目标的保证。通过“走出去、带回来”,迅速提升教师的指导水平;同时积极吸收具有博士学位的老师进入指导教师团队,优化指导教师队伍结构。

4.3双创能力培养方法

4.3.1以项目为载体培养学生的工程系统研发和设计能力

2010年开始,每年都组织电气类本科学生参加“西门子杯全国大学生自动化控制挑战赛”、“台达杯两岸高校自动化控制大赛”及GE智能平台全国大学生大奖赛,使学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习,系统地培养产品的构思、设计、实现和运作等技能附件12 省级以上学科竞赛申请表汇总)。

4.3.2以项目为单位培养学生的团队协作能力

在竞赛项目执行过程中,改革以往实践教学中11组的组织模式,以项目为单位,将学生按比赛规则要求组成项目团队,选出组长1名,由组长负责项目的组织与实施,并定期向指导教师汇报项目的进度。同时要求项目组之间能够进行良好的沟通与协助。培养学生具有良好的团队协作能力, 以便适应现代化工程团队、新产品及新系统的开发需求。

4.3.3以引导性探究为手段培养学生的创新能力

在竞赛项目实施过程中,要求学生以探究方式获取新知识,不断提高学生资料查阅、问题分析和知识综合运用能力,以创新思维的理念引导学生将自动化产品和技术应用到跨学科领域,提出新创意,不断完善系统的构思与设计,并将创意转化产品和专利。

4.3.4市场和实际应用为导向培养学生的关注产品市场能力

以项目为单元,建立以产品经理(项目组长)、技术总监、市场总监等角色组成的学科竞赛团队。在项目启动之初,团队将被要求提供完整的市场调查报告。创新创业导师团队对项目进行评估,并提出包括经济、安全、政策、技术等各方面的效益要求。

引导学生应用FAB分析法,从产品的特性、先进性、效益等方面进行分析,开展产品开发的必要性分析。引导学生应用SWOT分析法,从产品的定位、定价等策略进行整体策划,帮助学生建立“技术服务市场”的理念附件13学科竞赛文件汇总

4.3.5以竞赛项目为中心的混合式教学方法改革

由于项目涉及的学科跨度大,应用信息化教学手段,通过推进式教学,强化学生的基础知识,拓展课外的技术;应用翻转教学模式,学教互动,解决项目所遇到的重点难点。附件9  信息化教学课件及视频材料汇总

5.成果的创新点

5.1双创能力培养平台建设

整合校企共建实训资源,提高实验设备的利用率,增加学生对国内外知名自动化品牌的认识和应用。并利用现有的竞赛平台,如“西门子杯”、“ 台达杯”、“GE智能平台”等学科竞赛,以及“挑战杯”、“节能减排”、“创新创业大赛”等综合性大赛,提升学生综合知识应用能力,实现电气专业学生的创新能力向网络化、信息化方向拓展,紧扣“中国智造2025”的两化融合人才的培养需求。

5.2双创能力培养方法

建立以项目为驱动的创新能力培养模式,构建学生技术基础培训、项目选题及其论证、项目调研、项目规划、项目实施(包括分工)等一系列活动的运作流程。

建立以竞赛为目标,采用“先普及训练,再提升训练,再精准指导”的整体思路。在此过程中,逐渐培养学生的工程实践能力、团队协作精神、产品创新能力和关注产品市场能力,建立“技术-产品-市场”三者一体的开发理念。

在项目实施过程中,每周一次的例会,通过小组总结和讨论,不断完善项目方案和技术构架,提升学生撰写文件以及语言表达能力。结合应用翻转教学方法,不断提高学生发现问题和解决问题的能力。遇到跨学科的技术难题,引导学生跨专业横向交流,实现学生团队合作和对外沟通能力的培养。

5.3学生双创队伍的建设及管理

5.3.1 “新鲜人计划”:在新生入学初期,结合新生的专业教育引导学生进入实验室,让学生了解本专业人才培养定位和就业方向。并通过举办校级自动化大赛—自动化产品创赛项,挖掘新生的“双创”潜力,为创新团队提供新鲜血液。

5.3.2举办校级自动化大赛—自动化产品创赛项,以项目为导向组建竞赛团队,形成竞争机制,实现团队成员的优胜劣汰,为国家级学科竞赛储备和选拔人才。

5.3.3队伍建设,在学校和学院两级领导的支持下,成立“西门子杯校园HUB学习小组”,该团体以西门子共建实验室为活动基地,并通过选举产生管理小组,实现双创团队的自治管理。并在此基础上成立了校级自动化控制协会,成员涵盖跨专业1-4年级学生,聘请学生导师附件16学生导师资料汇总,实现以老带新的传帮带的互助模式。

6.成果的应用、推广情况及实际效果

6.1成果的应用、推广情

plc课程设计和工程设计等课程教学中,团队采用实际工程技改项目(车镗装机控制系统改造、三面铣床控制系统改造)等,提升学生对实际项目的认知和设计能力;在实施过程中完善实践教学评价体系,在评价体系中融入cdio的模式,注重过程和团队合作能力的培养见附件17工程实践任务书、评定方法及报告,并获得良好的教学效果。

团队将本科实践教学模式应用到双创能力培养中去。自该培养模式构建和实施以来,我校电气专业学生踊跃参与。从2010年只有4名学生参与,发展到2016年的全学校跨专业跨年级的100余名学生参与附件18 双创学生名单汇总。特别在自动化协会和西门子校园hub的成立后,学生的科技创新活动从自发行为到自觉行为的转变。创新教学模式的影响力正逐步扩大并向其他专业渗透。

6.2成果的实际效果

1) 2013~2016年,我校电气专业学生共获得国家级学科竞赛奖项24项共72人次,省级奖项以上26100多人次,校级奖项以上420人次;获省级创新项目立项848人次附件19学生获奖情况汇总。申请专利10项,其中, 4位同学获国家实用新型专利32位同学获国家发明专利2项,4位同学获软件著作权授权3项(附件10学生专利汇总,并成功地把相关技术应用到福建省科技重大专项专题子课题下游企业移动物联平台的研发2013HZ0001-42013.10-2016.9)”中;近20名学生自主创业或参与创业,成立公司16附件20 学生创业材料,公司运作良好,取得很好的经济效益和社会效应。

调查证明,参与该模式培养的学生就业竞争力明显增强。其中, 3名同学考取研究生, 2名同学进入中烟集团(其中1名为大区市场经理)、10名同学进入国家电网(其中1名为项目经理)、3名同学进入台达集团、5名同学进入厦门永陞科技有限公司(其中1名同学为区域经理)、2名同学进入事业单位,平均入职薪资水平普遍高于其他同学。附件21学生就业后发展情况调查

2) 2010年以来,在学院领导的关心和支持下,每年选派指导教师参加技术培训,迄今有6名教师获得各类培训71000多课时,其中4位教师获GE大学计划培训证书,1位教师获siemensA7111工业训练证书,3位教师获siemens自动化教育合作项目证书、3位教师获闽台师资培训资格附件22教师队伍培训证书汇总;参与各类企业技术改造项目十余项附件23教师队伍横向课题汇总;团队成员累计获各级教学成果奖6次,其中省级教学成果奖3次;获各类学科竞赛奖项50余项(其中24项为国家级学科竞赛)、指导优秀毕业设计6课题;获校团委授予的“良师益友”荣誉称号1人次;获校学生工作部授予的“优秀班导师” 荣誉称1人次;获校党委授予的“三育人先进个人”、 “争先创优优秀共产党员”荣誉称号2人次;获校教务处授予的本科课堂教学优秀奖1人次。附件24 教师队伍获奖证书汇总