無碳小車越障競賽能力培養(yǎng)的研究

劉燕　張帆　宋芳　譚曉曉

摘要：工程訓(xùn)練綜合能力競賽每年舉行，本文從組員的選拔、備賽氛圍營造、指導(dǎo)教師的引導(dǎo)、比賽規(guī)則分析等方面，對(duì)提高工程訓(xùn)練綜合能力競賽學(xué)生的理論水平和實(shí)踐能力進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：無碳小車；工程訓(xùn)練；創(chuàng)新能力

工程訓(xùn)練綜合能力競賽實(shí)行校賽、市賽、國賽三級(jí)競賽制度，是最具影響力的全國性大學(xué)生賽事之一，包括機(jī)械組S型和8字、3D打印組、電控組。小車為三輪結(jié)構(gòu)，小車避障行駛動(dòng)力由競賽時(shí)統(tǒng)一給定的質(zhì)量為1Kg的標(biāo)準(zhǔn)砝碼提供，砝碼的下降高度為400mm。競賽考察學(xué)生理論、設(shè)計(jì)、工藝、成本、檢測(cè)、操作等方面的能力和綜合素質(zhì)。為在比賽中發(fā)揮實(shí)力，賽出水平，取得優(yōu)異成績，備賽需要從以下方面采取措施：

一、重視組員的選拔

參賽學(xué)生的主動(dòng)性和積極性直接影響比賽成績，尤其是從校賽到上海市比賽再到全國賽中間跨度兩年時(shí)間，有些學(xué)生到大三大四功課多，參加考研或出國考試，學(xué)生可能中途退賽，但若參賽隊(duì)員是真正熱愛，就能堅(jiān)持到底，熱情飽滿。教師應(yīng)廣播比賽信息，學(xué)生主動(dòng)報(bào)名參加，不是指定幾個(gè)考試成績好的學(xué)生參加，善于理論考試的學(xué)生不一定善于比賽。無碳小車競賽不是理論考試，而是注重創(chuàng)新及動(dòng)手實(shí)踐。主動(dòng)報(bào)名的學(xué)生，對(duì)比賽有興趣，比賽困難重重，興趣是最好的老師，學(xué)生一旦對(duì)比賽產(chǎn)生興趣，學(xué)習(xí)便不再是一種負(fù)擔(dān)，它是學(xué)生在學(xué)習(xí)中敢于質(zhì)疑、敢于挑戰(zhàn)的強(qiáng)大動(dòng)力。因?yàn)橛辛伺d趣，即便碰到困難與挫折，也敢勇往直前，不退縮。

二、營造備賽氛圍

“近朱者赤，近墨者黑”，無碳小車越障比賽備賽過程要營造比賽氛圍，有固定的實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生有地方可去，最好幾個(gè)比賽小組在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生專業(yè)背景不同，可以彼此為師，小組之間可以定期舉辦內(nèi)部小比賽，在此過程，總會(huì)有一兩個(gè)小組脫穎而出，成為大家的榜樣，適當(dāng)展示學(xué)生優(yōu)秀方案，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和增加自信，其他小組會(huì)有緊迫感，積極主動(dòng)地和其他同學(xué)進(jìn)行交流，加快自身的進(jìn)度。學(xué)生之間存在著適度競爭意識(shí)，競爭會(huì)感到壓力，而正是這種壓力促使他們產(chǎn)生了拼搏的動(dòng)力，大家學(xué)習(xí)、競爭和趕超彼此，有競爭才會(huì)有進(jìn)步，創(chuàng)造出一種充滿活力的備賽局面，用競爭激發(fā)學(xué)生高昂的斗志，發(fā)掘?qū)W生巨大的潛能。學(xué)生在不知不覺中，自然而然地受到熏陶、暗示和感染，學(xué)生相互切磋，相互啟發(fā)，取長補(bǔ)短，齊進(jìn)步，共發(fā)展。給學(xué)生營造自主探索、合作交流、動(dòng)手實(shí)踐的活動(dòng)空間，備賽氛圍對(duì)于每個(gè)小組的發(fā)展起著至關(guān)重要的影響。

三、指導(dǎo)教師的引導(dǎo)

興趣是最好的老師，但只有興趣是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，教師的引導(dǎo)非常關(guān)鍵。首先教師需要集中培訓(xùn)學(xué)生：介紹比賽主題、場(chǎng)地設(shè)置、小車要求等。如果沒有參加工程訓(xùn)練比賽的經(jīng)驗(yàn)，很多學(xué)生不知從哪里開始著手，教師集中培訓(xùn)幾個(gè)小組的學(xué)生，培訓(xùn)主要包括機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械制圖兩維圖、三維圖、裝配圖、爆炸圖、3d打印設(shè)備的操作、小車拆卸和裝配、標(biāo)準(zhǔn)件的選型、激光切割機(jī)的應(yīng)用、電子元器件的選用、電路設(shè)計(jì)、電路板焊接、程序的編制、參數(shù)調(diào)試等。引導(dǎo)學(xué)生了解比賽，幫助學(xué)生知識(shí)儲(chǔ)備。

其次進(jìn)度管理，定期見面。教師應(yīng)與學(xué)生定期見面了解小車的進(jìn)展，引導(dǎo)學(xué)生團(tuán)隊(duì)分工，哪些同學(xué)負(fù)責(zé)機(jī)械部分，哪些同學(xué)負(fù)責(zé)電路部分，制定短期目標(biāo)，定期檢查是否達(dá)到預(yù)期的進(jìn)度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題與學(xué)生探討，共同解決問題，不能放手全交給學(xué)生，教師不進(jìn)行過程管理往往進(jìn)度太慢，老師應(yīng)及時(shí)指導(dǎo)，對(duì)于好的方案給予肯定，不完善處指出具體細(xì)節(jié)及修改方向，使學(xué)生明確探究目標(biāo)。如小車下坡時(shí)剎車裝置的設(shè)置，先討論幾個(gè)剎車方案，確定預(yù)期完成時(shí)間，采購零部件，安裝調(diào)試，教師定期檢查，實(shí)車實(shí)驗(yàn)剎車效果，修改完善方案。

四、詳細(xì)分析比賽規(guī)則

工程訓(xùn)練綜合能力競賽總分有幾個(gè)部分組成，小車拆裝、電路板焊接、制圖、機(jī)電聯(lián)調(diào)、拆裝后小車行走、設(shè)計(jì)方案評(píng)審等。第一大部分參賽隊(duì)重視競賽小車在前行時(shí)能夠自動(dòng)繞過賽道上設(shè)置的障礙物數(shù)量和行進(jìn)距離，對(duì)分?jǐn)?shù)多的環(huán)節(jié)即拆裝后小車行走重視，往往不太重視四個(gè)設(shè)計(jì)方案的分?jǐn)?shù)，如設(shè)計(jì)方案評(píng)審中文字多圖片少，零件圖和裝配圖線條粗細(xì)不分，文件沒有寫滿，條理不清晰甚至有錯(cuò)別字等，導(dǎo)致文件分落后于其他比賽小組。

第二拆裝不夠熟練。比賽規(guī)定一個(gè)小時(shí)內(nèi)拆裝完成，拆裝時(shí)間越短分?jǐn)?shù)越高，有的小組28分鐘完成，有的超過一個(gè)小時(shí)完成，拆裝分?jǐn)?shù)差距很大。首先是設(shè)計(jì)小車時(shí)盡量減少零件數(shù)量，標(biāo)準(zhǔn)件盡量采用相同規(guī)格互換性好，螺紋孔位置要便于拆裝螺絲等，其次，平時(shí)經(jīng)常訓(xùn)練拆裝，比較自己拆裝時(shí)間與歷屆比賽最短時(shí)間，增加熟練程度。

第三砝碼高度不合理。砝碼與小車底板的高度規(guī)定四百毫米，備賽時(shí)采用自己選購的砝碼，正式比賽只能使用比賽方提供的砝碼，規(guī)格可能不一致，如果設(shè)計(jì)小車砝碼高度不留適當(dāng)余量，如備賽時(shí)砝碼掛鉤比較短而正式比賽砝碼掛鉤長則砝碼底部到小車底板的高度不到四百毫米。重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能驅(qū)動(dòng)小車行進(jìn)，砝碼的高度影響行進(jìn)距離，應(yīng)該最大限度利用砝碼重力勢(shì)能。

總之，工程訓(xùn)練綜合能力競賽成績受學(xué)生能力、教師水平、賽場(chǎng)地板摩擦系數(shù)、障礙物擋板顏色、光照強(qiáng)度等因素影響，只要隊(duì)員們分工合作、制定計(jì)劃、進(jìn)度跟蹤，學(xué)生在學(xué)習(xí)中不怕挫折，敢于質(zhì)疑、重視細(xì)節(jié)，則不僅能取得優(yōu)異成績，更重要的是可以大幅提升學(xué)生工程創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)合作精神和實(shí)踐操作能力。

參考文獻(xiàn)：

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[2]無碳小車軌跡模擬及轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的優(yōu)化，李杰、謝良喜、馬昭、陳建文、章毅、田志翔，機(jī)械工程師，2015年第7期。