關于大學生工程訓練教學中創新能力培養的探討

陳海衛, 范圣耀

(1.江南大學機械工程學院,江蘇 無錫 214122;2.無錫職業技術學院,江蘇 無錫 214121)

關于大學生工程訓練教學中創新能力培養的探討

陳海衛1, 范圣耀2

(1.江南大學機械工程學院,江蘇 無錫 214122;2.無錫職業技術學院,江蘇 無錫 214121)

根據江南大學機械工程學院參加第二屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽的實際情況,探討了大賽對學生創新能力培養的促進作用,并從信息能力、質疑能力、思維能力、實踐能力等幾個方面提出了在工程訓練教學中培養大學生創新能力的具體措施。

創新能力;工程訓練;無碳小車

胡錦濤總書記在清華大學百年校慶大會上的重要講話中指出,建設人才強國和創新型國家要“以創新能力提高為突破”。創新教育的最終目的是形成創新型人才,創新型人才的核心就是創新能力的培養。創新能力是知識經濟時代對創新人才要求的核心素質之一。創新能力是指具有能夠綜合運用已有知識、信息、技能和方法提出新問題、新觀點的思維能力及進行發明創造、改革革新的意志、信心、勇氣和智慧,是一個人全面發展的綜合性能力,是具有發展性、創造性和開拓性的能力[1]。本文根據江南大學機械工程學院參加第二屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽的實際情況,探討了大賽對學生創新能力培養促進作用,并從信息能力、質疑能力、思維能力、實踐能力等方面討論了在工程訓練教學中培養學生創新能力的具體措施。

1 大賽對培養學生創新能力的促進作用

全國大學生工程訓練綜合能力競賽是教育部高等教育司舉辦的全國性大學生科技創新實踐競賽活動,其目的在于促進各高校提高工程實踐和工程訓練教學改革和教學水平,培養大學生的創新設計意識、綜合工程應用能力與團隊協作精神,促進學生基礎知識與綜合能力的培養、理論與實踐的有機結合,養成良好的學風,為優秀人才脫穎而出創造條件。

在節能減排政策的引導下,第二屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽以“無碳小車”為命題。“無碳小車”,顧名思義,就是小車行走所需的動力不得采用任何其他能量,僅能借助某一重物重力勢能的帶動。看似簡單的命題卻對學生的創新設計能力、制造工藝能力、實際操作能力及工程管理能力等各方面都提出了挑戰。這一命題可有效地提高學生解決工程實際問題的能力和培養學生的創新能力。通過這次大賽,對優化學生的知識結構,全面檢驗和促進參賽學生的理論素養和實踐動手能力,增強創新和競爭意識,提高學生的綜合素質起著積極的促進作用。

2 深化創新教育改革,將競賽訓練模式引入工程訓練教學

參加大賽的同學在賽前培訓和參賽過程中受到了嚴格的訓練。要求學生自己查找資料,通過獨立思考,自己消化,設計出無碳小車,比賽中要求無碳小車避開預先設定好的距離相等的圓柱形細棒,依據其行進距離的遠近、避開障礙物的多少、小車相關的設計文件以及實際動手操作能力等來衡量學生綜合能力的高低。整個過程不僅強化了同學們創新精神和實踐能力,而且磨煉了學生的意志品質,培養了團隊意識。但是參賽學生畢竟只是各專業選拔出來的少數學生。如何將大賽的訓練和培養模式引入工程訓練教學中,培養更多學生的創新能力,成為當前創新教育亟待解決的問題。

通過工程訓練教學使學生靈活運用知識去解決工程實際問題,如果同時將大賽訓練模式引入工程訓練教學中,這將更加有助于啟發他們創新思維的靈感,把創意設計變為創新成果,發掘學生的創新潛質,在這過程中,有意識地培養學生的信息能力、質疑能力、思維能力、實踐能力,最終達到培養學生創新能力的目的。

2.1 信息能力的培養

信息能力主要是指應用科學的信息檢索方法和先進的信息檢索工具,在信息獲取之后對信息進行識別、篩選、加工、利用、管理和創新的能力。信息能力又包括獲取信息的能力;分析與綜合加工信息的能力;有效利用信息的能力;交流信息的能力;有效管理信息的能力等。例如,我們參加全國工程訓練大賽,首先讓學生從網站或其他信息渠道獲取大賽的題目,大賽的規則和比賽時間地點等信息,然后根據這些信息進行分析,理解和消化,不明白,不清楚的環節向相關的部門和專家進行咨詢。最后把這些信息進行有效地歸類,篩除。從而為下步無碳小車方案設計提供方向性的指導。在實際的工程訓練教學中,在學生設計和制造工程訓練產品前,老師可以有意識地從這幾個環節培養學生的信息能力。例如,通過工程訓練任務書,簡單說明產品的基本技術要求,然后讓學生通過圖書館、網絡或者其他信息渠道,查閱相關的信息和資料,為下一步的設計方案的擬定,產品圖紙的繪制,加工工藝的編排以及最終實物的檢測做準備。

2.2 質疑能力的培養

質疑能力是培養創新型人才的關鍵,很多的創新就是始于質疑,而提出問題往往比解決問題更重要,因為解決問題,也許僅僅是技術能力而已,但提出新的問題,新的可能性,卻需要創新的想象力。在大賽訓練的過程中,按照大賽要求,無碳小車方案設計有很多種,如何設計出的小車能夠在行進過程中避開更多預先設定好的等間距的圓柱形細棒,取得最終勝利,這就要從新的角度去看舊的問題,啟發學生提出新問題。而在工程訓練教學中,要想培養學生的質疑能力。首先應該設計好工程訓練的教學內容。教學內容的設計要體現培養創新精神和實踐能力的思想,緊密結合工程訓練課程的基本特點,使工程訓練課程內容跳出傳統觀念,使實踐教學內容朝著體現現代先進機械、數字化電子技術、物聯網信息、系統工程和現代管理的實踐教學模式發展,教學內容應體現先進性。這樣學生更容易提出新問題,前瞻性問題。其次,老師要啟發和鼓勵學生提出的問題,只有大膽質疑,大膽想象,才能激發創新思維。

2.3 思維能力的培養

對實際工程問題進行數學建模是學生在工程訓練過程中的重要環節,例如通過對參賽的無碳小車進行數學建模,然后根據數學模型的仿真結果設計出小車的關鍵參數,如前后輪距,后輪間距,整車傳動比,轉向機構中各桿的長度等等[2],比賽證明,數學模型所預測的結果與實際相當吻合,并最終獲得了江蘇省的一等獎和全國二等獎。而數學建模是把工程訓練中復雜的實際問題抽象出來,利用數學語言來描述現實生活當中的問題,建立數量關系。數學建模將許多工程訓練問題轉化為數學關系,這說明數學建模對學生抽象邏輯思維能力、發散思維能力培養是有促進作用的。同時也有利于創新思維的訓練和培養,創新思維不是單一的思維形式,它是由各種思維融合的復合體。由此可見,數學建模是培養學生思維能力的有效手段和措施。

另外,在工程訓練教學中,老師可以要求學生將工程訓練中遇到的問題,對問題原因的分析,解決問題方案的提出,產品的設計的改進寫出思維報告,提出新的創意。雖然這只是“紙上談兵”,但也培養了學生創新思維的能力[3]。

2.4 實踐能力的培養

創新源于實踐,實踐出真知。工程訓練作為一種工程實踐教學環節,在整個教學過程中,始終把動腦與動手、理論與實踐、教學與生產、方法訓練與技能培養緊密地聯系和有機地結合。教師可以布置一個題目,在任務書僅對產品的功能,尺寸等做一些基本的要求,由學生參照大賽訓練模式,通過提出“設想”、收集信息、擬訂方案、加工制造、性能測試等一系列真實的工程實踐活動來鍛煉自己實踐能力。老師還可以利用工程訓練中心自身的優勢,提供必要的硬件條件和技術指導,組織學生開展一些發明創造、設計制作等比賽,激發學生靈感和熱情,培養創新意識和能力,增強創新信心,同時也經歷了一次創新實踐。

3 結 語

21世紀是競爭的世紀,國際競爭日趨激烈,焦點是人才的競爭,是民族創新能力的競爭。培養大批具有創新精神與創新能力的高素質人才,是我國2l世紀高等教育的基本任務。實踐表明,全國大學生工程訓練綜合能力競賽對培養學生創新能力有積極的促進作用,如果將大賽訓練模式引入大學生工程訓練課程中,將有利于激發學生的創新思維;有利于培養學生的創新能力;有利于造就高素質創新人才。

[1] 魯敏,王洪坤.高校大學生創新能力培養研究與探索[J].農業網絡信息,2011(5):1312132.

[2] 陳海衛,張秋菊,范圣耀,等.數學建模——大學生工程訓練的重要環節[J].無錫職業技術學院學報[J]. 2011(4):70272.

[3] 唐英,孫榮祿.關于高校工程訓練的思考與實踐[J].高等教育研究學報,2008(6):69271.

Discussion on Cultivating of Creative Ability in Engineering Training Teaching of College Students

CHEN Haiwei1, FANS hengyao2
(1.School of Mechanical Engineering,Jiangnan University,Wuxi 214122,China; 2.Wuxi Institute of Technology,Wuxi 214121,China)

The paper according to the actual situation of school of mechanical engineering of Jiangnan university participated in the 2nd National Engineering Training Competition of College Students,namely a Car without Carbon,discuss the national competition play a promoting role in college students innovation ability cultivation,and put forward specific measures about the cultivating of creative ability in engineering training teaching of college students from several aspects such as information ability,questioning ability, thinking ability,practice ability and so on.

creative ability;engineering training;car without carbon

G 642.41

A

167127880(2011)0520049203

2011-08-20

陳海衛(1982— ),男,江南大學機械工程學院校聘副教授,博士。