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西门子杯中国智能制造挑战赛在技术型人才培养中的探索与实践

更新时间:2009-03-28

0 引言

西门子杯中国智能制造挑战赛是由国家教育部、西门子(中国)有限公司以及中国系统仿真学会共同举办的全国性大学生竞赛项目,是由教高函〔2010〕13号文件批准的人文科技竞赛,该项竞赛已经被列入国家质量和教学改革工程资助项目,主要面向全国各高校自动化、机电一体化等相关专业的大学生,以及高职高专的学生。该项比赛得到了教育部的大力提倡,以及高校各相关部门领导的高度重视,一经举办便吸引了来自全国27个省份的几百名大学生的积极参与,并受到参赛师生的一致好评。

1.2.2 CKK-8法检测SiHa细胞增殖 将稳定表达miR-145SiHa细胞接种至96孔板(1.0×105个/孔),培养0、12、24、36、48、60、72 h后,加入CKK-8试剂,按照说明书操作,酶标仪检测450 nm下各孔细胞光密度(optic density,OD),绘制细胞生长曲线。

西门子杯中国智能制造挑战赛开启了一种全新的比赛模式,它是以模拟典型的工业自动化系统为对象的竞赛,是以教育部提出的卓越工程师计划为背景,旨在促进应用型工程师、开发型工程师和研发型工程师的培养,将由先进的工程理念和工程师素质提炼出来的要素融入其中,通过相应的培训和训练环节来培养学生的实践能力,为有志于成为工程领域的技术型人才提供良好的平台。

1  西门子杯中国智能制造挑战赛简介

西门子杯中国智能制造挑战赛是以创新创意赛为基本的竞赛形式,需要参赛队伍在面对仿真的工业对象的情况下,利用真实的工业控制设备进行控制,根据实际的控制效果来决定竞赛的名次。竞赛的赛项设置包括:设计开发类,应用实施类和创新研发类三大类;每一大类的赛项下面又包含若干个竞赛方向;竞赛以“立足培养,重在参与,面向工程,追求卓越”为指导思想,主要面向全国各大高校中的自动化类,机电设备类以及机械设计制造类等相关专业的学生,内容涵盖多个方面,包括智能制造领域中的科技创新、产品研发和工程设计以及智能应用等。由学生自行组队,每队的学生人数不超过三人,配备指导老师,以队为单元参加竞赛。比赛内容包括:硬件的组装与调试,软件设计和现场比赛。

西门子杯中国智能制造挑战赛最开始称为西门子杯全国大学生控制仿真挑战赛,该项竞赛是由西门子公司与北京化工大学于2006年联合创办,并由中国系统仿真学会领导,主要面向自动化领域的赛事,之后更名为西门子杯全国大学生工业自动化挑战赛;在我国面临由制造大国向制造强国转型的今天,它顺应时代潮流,最终确定为西门子杯中国智能制造挑战赛。内涵和外延都扩大了,由刚开始的控制仿真方面的内容,到自动化和机电一体化相关专业领域的竞赛,再到智能制造领域中的竞赛,竞赛内容覆盖了科技创新、产品研发和工程设计及智能应用,涉及到自动化、电气工程、机械工程、计算机技术,机电设备一体化、仪器仪表、控制科学与工程以及电子信息和通信类等相关的专业。

虽然科研众包改变了以往封闭的科研模式,让更多有创新才能和意愿的企业或个人能够参与到创新中来,但由于科研活动本身具有的复杂性,以及大量需求呈现出个性化特征,如果让发包方自己去平台上筛选能够解决技术难题的接包方,则需要花费大量的时间和精力。据调研中平台反馈,科研众包的大部分发包方都是中小企业,这类企业普遍在研发投入上预算不多。对科研众包平台青睐有加的原因,就是希望能够用最小的成本解决产品和工艺上的关键问题,花合适的钱找专业人做专业事。于是,平台担当科技伯乐为发包方筛选最优方案,这一项工作就显得极具价值。

目前,西门子杯中国智能制造挑战赛分设计开发类赛项,应用实施类赛项,智能创新研发类赛项,工业硬件研发赛项和工业软件研发赛项。其中,设计开发类赛项,应用实施类赛项,智能创新研发类赛项的初赛在全国设立的分赛区进行比赛。报名结束后,在兼顾赛区设备数量和各省报名队伍数量均衡的前提下,依据临近省份和交通便利来划分赛区省份。根据报名情况,将今年(2017年)开发类赛项中的连续过程设计开发和应用实施类赛项中的连续过程应用实施的初赛赛区划分列举如下:东北两个赛区,分别是辽宁科技大学承办的东北一赛区和东北电力大学承办的东北二赛区;华北三个赛区,分别是北京交通大学承办的华北一赛区,北京联合大学承办的华北一赛区,北京经济管理职业学院承办的华北一赛区,中国石油大学承办的华北二赛区,和华北理工大学承办的华北三赛区;华东三个赛区,分别是上海应用技术大学承办的华东一赛区,苏州建雄职业技术学院承办的华东二赛区,苏州市职业大学承办的华东二赛区,和安徽工业大学承办的华东三赛区;西部两个赛区,分别是太原理工大学承办的西部一赛区和宁夏工商职业技术学院承办的西部二赛区;华中赛区一个,由三峡大学承办;华南赛区一个,由东莞理工学院承办。工业硬件研发赛项和工业软件研发赛项不设初赛赛区,由专家通过线上对方案与作品进行评审。在初赛中表现优秀的队伍将参加全国的总决赛。

自2006年开始举办以来,挑战赛已经发展成为目前国内工业自动化领域里规模最大的学生竞赛之一,吸引了全国近300所高校的广泛参与。每年的七月份,来自全国各大高校的参赛队伍分别来到各自的比赛场所进行现场展示,场面壮观,声势浩大。每队的队员既需要在其他队的参赛队员面前展示自己团队设计的系统的功能,又可以看见其他队设计系统的演示效果。通过现场的比赛,每个队的队员可以看见自己设计的系统和其他队伍的不足与差别。参赛成绩较差的队伍的队员可以从那些成绩较好的、最终进入决赛的队伍设计的系统中收获很多,如软件算法、硬件设计以及各种学习心得等。通过参与挑战赛,各参赛队员得到了一个相互交流、互相学习的机会,这也开阔了他们的视野,促使他们更加努力,取得更大的成绩。

2 挑战赛对技术性人才培养的促进作用

从挑战赛的宣讲会开始到挑战赛比赛结束,整个周期大概有一年的时间。在这段时间里,是学生在起主导作用,教师起的是协助的作用。每年的九月中旬,让当年七月份参加比赛的队员给准备申请参加比赛的学生作介绍,包括竞赛涉及到的相关科目、软件及其学习方法,选拔参赛队员的方式,准备竞赛过程中会遇到的困难,参加比赛的心得和注意事项等。新队员进入实验室后,通过对上届挑战赛的题目来熟悉竞赛环节;遇到问题,首先要依靠自己解决,解决不了的,可以请教已经参过比赛的队员。这样既可以提高新队员自主学习的能力,培养了他们的独立意识,又可以让他们尽快的融入到比赛的准备过程到中,更早进入到竞赛的状态。

2.1 挑战赛提高了大学生学习新知识的能力

根据具体参赛的内容,挑战赛要求学生熟练掌握相关的知识,包括学习编程软件和画图软件、该领域的各种先进的控制算法,以及专业知识在工业背景下的具体应用。这些完全不同于在课堂上通过教师的讲授来学习知识,也不同于在实验室做实验,通过简单的实验验证来加深学生对知识的理解,而是在高度仿真的工业对象环境和真实的工业控制器下,让学生来解决和处理工业生产中的一些真实问题。各种新知识的学习,都是有赖于挑战赛中碰到的一些需要解决的问题,这些问题都是在真实的工业生产或生产实践中遇见的。通过查阅相关资料,了解这些问题出现的原因,并解决这些问题,这对学生了解和熟悉工业生产实践过程,提高他们的分析解决问题的能力,缩短高校培养的学生与企业需求人才之间的差距,都大有裨益。

教师可以引导学生体会语言的“动作性”,比如周朴园说,“梅家有一个年轻的小姐,很贤慧,也很规矩”,这样的话对侍萍是一种思想情感上的推动。美化身份这一举动暗示着周朴园内心有算盘,有隐情,它激活了鲁侍萍。此时鲁侍萍已从对周朴园的心理期待慢慢变成与周朴园的心理交锋。所以她说了一些冷话,“可是她不是小姐,她也不贤慧,而且听说是不大规矩的”。这些话立刻推动了情节的发展,更重要的是推动了周朴园内心的起伏和变化。被揭短的周朴园汗涔涔的,当侍萍的身份在不知情的人前被揭示出来时,周朴园心惊肉跳地说:“你姓什么?”

作为昆明医科大学的附属医院,昆明医科大学第三附属医院高度重视党建思想政治理论研究工作,长期以来,医院秉承工匠精神,采取多种形式开展党建思想政治课题申报以及思想政治论文征集等工作,并探索实施了一系列具有附属医院特色的党建和思想政治工作新举措和新方法,同时对如何协调临床工作与开展党建思想政治理论研究工作之间的关系进行探索研究,工作取得了一定的成效。

2.2 挑战赛增强了大学生综合应用知识的能力

挑战赛是对真实的工业环境的高度仿真模拟,它是一个让学生了解熟悉工业生产实践的良好平台,给了学生很好的展现自己的机会,能够让学生将学到的知识应用于生产实践,达到“学以致用”的目的。众所周知,工业生产涉及到多方面的知识,如通信、自动化、计算机等。仅仅依靠某一专业甚至单独一个学科的知识,是很难在挑战赛中取得好成绩的。学生需要根据挑战赛的要求,合理的补充相关专业的知识,将所学的知识综合应用到挑战赛中,并通过比赛结果对所学的知识及其综合应用进行检查。可以看出,通过挑战赛,学生综合应用知识的能力得到了提高。

2.3 挑战赛锻炼了大学生的团队合作意识

各大高校的大学生需要先自由组队,每队的学生人数不超过三人,然后以队为基本单位参加挑战赛。为了能够取得优异的成绩,每位队员就需要共同努力,通力合作,需要有团队合作意识。参加挑战赛先需要报名,在网上注册信息后,需要对本组的相关信息进行介绍,写一段文字说明,这样才具备参赛资格。在报名完成之后的挑战赛的准备过程中,队员要根据自己的兴趣爱好,选择主要负责的方面。这些可能涉及到上位机软件和下位机软件的编程,硬件的连接和组装以及联机调试等。在编写及调试程序的过程中,会碰到各种不同的问题,仅仅从上位机程序、下位机程序或调试等单个方面着手是很难解决问题的,这就需要各队员之间的相互配合以及加强团队合作精神。文字说明的撰写,需要队员之间有良好的交流与沟通以及分工协作能力。为了取得好成绩,使编写出来的程序在图形界面中以及设计出来的硬件能够更好的运行,队员应该了解彼此之间的设计意图。借助挑战赛的平台,大学生队员之间的交流沟通能力和团队合作意识得到了良好的锻炼。他们学会了如何与人合作,与人配合,才能使团队取得更好的成绩。这无疑会缩短他们毕业后进入公司企业后的过渡时间,并对他们能够更快的融入公司企业文化,提高他们的适应能力都有很大的帮助。

2.4 挑战赛培养了大学生的实践动手能力

很长一段时以来,我国高校都不怎么重视对大学生实践动手能力的培养,这最终导致许多大学毕业生眼高手低,实践动手能力不强,远远达不到公司企业的要求。正因为如此,国务院在2014年5月出台了《关于加快发展现代职业教育的决定》,提出引导一批普通本科高校向应用技术类型高校转型;李克强总理在2015年3月份的政府工作报告中提出了引导一批地方本科高校向应用型转变的实施意见。挑战赛提倡的是理论联系实际,直接面向工程的优良学风,和注重团队合作的精神,为优秀的学生锻炼自己的实践动手能力,提供了广阔的舞台。挑战赛需要学生对机电一体化硬件设备的熟悉,包括设备各个环节的机械结构,输入/输出端口的含义和系统的建模;同时也要学会设备之间的通信连接、组态以及对故障的处理。参赛的大学生队员需要花两个月左右的时间去了解和熟悉相关硬件设备,弄清楚最基本的工程文件,才能在上面进行动手实践,开发创新。通过挑战赛的平台,学生可以提前了解、熟悉并参与到公司企业的创新生产实践一线,这极大地提高了学生的实践动手能力,为高校培养出符合公司企业需求的人才创造了条件。

2.5 挑战赛开阔了大学生的视野

社会学上认为同辈群体在青少年的社会化过程中发挥着非常重要的作用,在与同辈群体的频繁互动中,青少年极容易习得其他成员的价值观和行为方式。同辈群体的亚文化以及非正式的制约力也会对青少年形成非常大的压力,让青少年服从同辈群体的行为规范。如果身边有一群吸毒的朋友,那么吸毒就会成为行为规范,如果不吸毒就会和他们无话可说,被他们排斥。这种情况下,很多青少年都会选择吸毒。因此,青少年一定要慎重地结交朋友,遇到吸毒的朋友一定要远离。

3 湖北师范大学参加挑战赛的各种举措与取得的成果

我校一贯重视并鼓励大学生参加各种竞赛,特别是像挑战赛这种能够切实提高学生的实践动手能力,能为公司企业培养技术性人才的国家级的竞赛。为了能够保证吸引更多、更加优秀的学生参加挑战赛,并在竞赛中取得好的成绩,我校努力在每个环节做得更好,具体的各种措施体现在以下几个方面。

3.1 笔试与面试相结合选拔优秀队员

挑战赛涉及的专业知识内容广,难度大,要取得优异的成绩,就必须配备专业教师,对赛事作整体的规划和指导。我校每年从教师队伍中选出一部分具有丰富的参赛经验和实践能力的教师,并根据具体情况,为每支队伍配备1至2名教师作为挑战赛的指导老师。在挑战赛的准备初期,指导教师会给每个队员布置学习任务,并督促他们按时的完成。大约两个月以后,由队员自己制定每周的学习计划,将周学习计划书用电子邮件发给自己的指导老师,由指导老师做适当的调整与修改,并以此为依据检查他们学习计划的完成情况。指导老师每隔一个月左右,召集本队的学生开一次会,由每位队员介绍一下这个月的具体工作,对工作中存在的问题及解决情况做一个简短的报告,由其他与会队员作详细的记录,指导老师根据队员汇报的情况对之后的工作和目标做总体性的规划。

两组术前NIHSS评分比较差异无统计学意义(P>0.05),术后14 d的NIHSS评分均较术前显著降低,但观察组比对照组改善更明显(P<0.05)。见表3。

3.2 充裕的经费和专门的实验室保障竞赛

挑战赛从报名到参赛涉及到许多方面的内容,如相关器材的购买,赛事的宣传,学生的选拔培训以及教师的差旅费用等。挑战赛花费的金额很大,也需要提供专门的培训及实验场地。为了锻炼和提高工科生的实践动手能力,我校非常重视和鼓励在校大学生积极参加像挑战赛这种类型的竞赛,并为此提供了充裕的资金支持和实验场地保证。我校每年都有专项资金资助学生参加挑战赛;挑战赛对实验场所有特殊的要求,我校专门建设了相关实验室,为了给学生营造舒适安全的参赛环境,学校特意铺设了防静电地板,并在实验室中安装了空调。此外,我校还为参与竞赛的学生设立了专门的奖学金,以及出台相关的政策,允许获奖的学生免修相关科目,以提高学生参加挑战赛的积极性。

3.3 让学生起主导作用

西门子杯中国智能制造挑战赛覆盖了工业自动化生产以及智能制造领域的很多方面,对技术型人才的培养,起到了良好的促进作用,具体体现在以下几个方面。

3.4 专业教师悉心规划和指导

挑战赛是教育部提倡高校学生积极参与的一项国家级竞赛,一经举办便吸引着许多高校优秀学生的积极参与。它提高了大学生实践动手能力,为高校培养公司企业需求的技术型人才提供了良好的平台。通过挑战赛的锻炼,学生的实践动手能力提高了,分析解决问题的能力也得到了很大的加强。因此,挑战赛受到高校的高度重视,许多高校出台相关文件,对参加挑战赛并获奖的学生给予一定的政策照顾。参加过挑战赛的学生同样也受到公司企业的青睐,很多对口的公司企业都更加倾向于招聘参加过挑战赛的学生。为了能够招收到更加优秀的学生,我校通过展板和宣讲会等多种形式大力宣传,对申请参赛的学生分别进行笔试和面试,从中选出有潜力的学生作为候选队员;以候选队员自学为主,兼以对他们进行适当的培训,并让他们自由组队;根据自学和培训的结果,作为淘汰和挑选最终队员的依据。事实表明,这样的选拔方式既能够让那些最优秀的学生队员代表我校参加挑战赛,为我校在挑战赛中获得优异的成绩创造了条件,又让那些真正想通过挑战赛获得了提高自己实践动手能力的同学赢得了机会。同时,这也为我校向公司企业培养出更多的符合需求的技术性人才提供了有力的保障。

陶行知说:“生活即教育”。小学生的生活丰富多彩,他们喜欢玩,喜欢闹,只有在生活中,小学生的想象力和思维能力才能被充分调动起来,使学生获得丰富的数学感知。教师要重视数学和生活的结合,在生活中启发学生,提高学生运用数学知识解决生活问题的能力。

3.5  参与挑战赛取得丰硕成果

我校一贯鼓励大学生积极参与各类竞赛,重视提高他们的实践动手能力,坚持理论联系实际培养符合公司企业需求的技术型人才。自2015年开始以来,我校已经连续多年参加挑战赛,参赛规模逐年扩大,并取得了可喜的成绩。据不完全统计,我校已经取得挑战赛国家级奖项二项,省级奖项多项。获奖的同学,有的进入高校读研,继续深造,因其参加过挑战赛,得到过锻炼,动手实践能力强,能协助导师解决各种工程实践问题,很快便赢得了导师的青睐;有的进入相关公司企业,已经成为公司企业的骨干,深受领导和同事的好评。

4 结语

湖北师范大学学生参加西门子杯中国智能制造挑战赛取得的成绩和他们的就业去向,充分说明了西门子杯中国智能制造挑战赛在高校培养符合公司企业需求的技术型人才中所起的积极作用。参加西门子杯中国智能制造挑战赛,将理论知识与公司企业的生产实践相结合,让高校学生通过竞赛尽早参与这一生产实践,锻炼他们的实践动手能力,调动他们的创新能力,培养他们的团队协作意识,为高校向公司企业输送更多更优秀的符合他们需求的技术性人才提供了一种有效的途径。

参考文献:

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万里光,刘金华,叶梦君,高红亮,詹习生,皮大能,江波,黄贞辉
《湖北师范大学学报(自然科学版)》2018年第01期文献

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