李慧媛 趙曉文 高雪 劉思琪
摘 要 大學生創新創業訓練計劃項目能夠提升學生的創新思維和科研能力。以參加吉林大學汽車工程學院“絕熱材料導熱系數測量精度分析及研究”這一國家級大學生創新創業訓練計劃項目為例,總結項目參與的體會與感想,具體闡述此項目的意義以及對大學生能力的提升,并對想要參加學生創新創業訓練計劃項目的學生提出意見和建議。
關鍵詞 大學生創新創業訓練計劃項目;絕熱材料導熱系數測量精度分析及研究;實驗儀器
中圖分類號:G645 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2018)14-0105-03
Participation Experience and Sentiment of College Students Inno-
vative Entrepreneurship Training Program//LI Huiyuan, ZHAO Xiaowen, GAO Xue, LIU Siqi
Abstract College Students Innovative Entrepreneurship Training Program can improve students innovative thinking and scientific research ability. The author takes the experience of taking part in a National Innovative Entrepreneurship Training Program of the College of Automotive Engineering, which analyses and researches on the measurement accuracy of thermal conductivity of Adiabatic Materials as an example, to sum up the experience and feelings of project participation, to elaborate the significance of this project and the improvement of College Students ability, and to put forward opi-
nions and suggestions for students who want to participate in College
Students Innovative Entrepreneurship Training Program.
Key words college students innovative entrepreneurship training
program; research on measurement accuracy of thermal conducti-vity; experimental instrument
1 引言
隨著教育部對創新的重視,大學生創新創業教育已經引起越來越多的關注。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010—2020年)》明確提出,要“把改革創新作為教育發展的強大動力”[1]。為了提高大學生創新創業的積極性,改革人才培養模式,根據《教育部財政部關于“十二五”期間實施“高等學校本科教學質量與教學改革工程”的意見》(教高〔2011〕6號)和《教育部關于批準實施“十二五”期間“高等學校本科教學質量與教學改革工程”2012年建設項目的通知》(教高函〔2012〕2號),教育部決定在“十二五”期間實施國家級大學生創新創業訓練計劃項目。
大學生創新創業訓練計劃項目的實施原則是“興趣驅動、自主實驗、重在過程、面向需求、追求實戰”[2],存在的意義是為了提升大學生的創新思維以及創新實踐能力,“訓練”兩字更是說明此項目的目的是鍛煉本科生個人或團隊,提升學生各方面能力,培養創新意識。筆者參加的項目“絕熱材料導熱系數測量精度分析及研究”被批準為國家級大學生創新創業訓練計劃項目,筆者在本文總結參加這一項目的感悟,發掘大學生創新創業訓練計劃項目給學生帶來的能力提升,希望為促進我國高等教育模式下培養出更多有創新意識的青年,為加快祖國的現代化進程做出貢獻。
2 項目介紹:絕熱材料導熱系數測量精度分析及研究
在吉林大學汽車工程學院能源與動力工程(熱能)專業教師的帶領下,包括筆者在內的三名15級本科生進行了此次項目的研究。目前,國內外對絕熱材料導熱系數的測量主要采用雙護熱板法,在這種測算方法中,實驗儀器的設計與使用仍存在問題,對實驗結果有很大影響,存在較大的系統誤差。項目的主要研究內容就是,通過使用傳統試驗臺進行大量實驗,進而發現傳統試驗臺產生較大誤差的原因,在傳統試驗臺的基礎上設計制作新的試驗臺,規避傳統試驗臺中的缺陷,使測算結果更加精確,并使用新試驗臺進行大量實驗,驗證新型試驗臺的正確性與準確性。
3 能力提升
動手實踐能力得到增強 一名合格的工程人才不僅要有扎實的理論基礎,還要有大量的工程實踐經驗、開闊的思維,具備實踐能力和創新意識。大學生創新創業訓練計劃項目為學生提供了參與實踐的機會,極大提高了實踐能力和工程素質,豐富了實踐經驗[3]。如果沒有大學生創新創業訓練計劃項目,可能學生永遠不會想去了解穩態平板法測絕緣材料導熱系數的試驗臺內部構造是什么樣的,為什么要設計成這樣,這個實驗的系統誤差又來自于哪個方面。項目進行初期,遇到各種各樣的問題,比如在使用低溫恒溫槽進行熱電偶的標定工作中遇到如下問題:
1)實驗中需要使用溫度計,而恒溫槽低溫儀器蓋上沒有適宜的孔洞,若把蓋移除則無法保證恒溫,從邊緣插入則無法保證溫度計的水銀球在恒溫槽中央位置;
2)標定熱電偶時,熱電偶的尖端不能互相接觸,而逐一標定耗時太長,如何在保證時間和標定準確性的前提下將熱電偶尖端分開?
對此,經過多次探討及嘗試,項目組成員決定采取如下解決辦法:
1)用苯板或其他可以保溫的材料制作低溫恒溫槽頂蓋,在正上方鉆孔插入溫度計及熱電偶,并用其他保溫材料對空隙進行填充;
2)利用醫用膠布的黏性對熱電偶進行固定,十個一組,相鄰兩個的尖端上下稍稍錯開,避免其互相接觸。
無論實驗進行到哪個階段,項目組成員都會遇到課堂上沒有涉及的問題,通過動手實踐,一遍遍去嘗試,實驗能夠順利進行。在這個過程中,項目參與者的動手能力得到鍛煉,也對理論知識有了更深的理解。
查找資料文獻的能力得到提高 任何實驗都不能盲目進行,由于本科生知識有限,在進行實驗過程中需要進行文獻資料的查找。比如在進行實驗設計時,項目組成員查閱文獻資料后發現,只有冷熱面溫差在10 ℃以上時,測量點計算出的導熱系數才是準確的、有意義的。及時調整實驗思路,避免人力財力的浪費。同時為了能夠記錄研究成果,項目組成員需要進行論文創作,而論文創作需要專業知識的積累,即使是碩士生、博士生的論文,也需要參考大量的文獻資料充實自己的文章。只有大量閱讀相關論文以及其他文獻書籍,才能從量變到質變,將自己的想法用規范且通俗易懂的語言表達出來。
項目組成員收集材料的過程中采用“先通讀再精讀”的原則,先找出與課題內容有關或緊密相連的題目,通過泛讀,大致了解本論題有關的研究現狀及前景,避免重復別人的工作[4]。查找文獻是一項基本技能,項目組成員在研究過程中學習使用工具書,除了傳熱學、熱工測量等基本課程外,由于實驗中有很多數據都需要查找設計手冊,項目組成員選擇去各個圖書館查找相關手冊,獲得實驗數據的標準值。另外,項目組成員主要使用的網站為中國知網以及吉林大學圖書館兩大網站。通過此次大學生創新創業訓練計劃項目的鍛煉,項目組成員查閱與整理文獻資料的能力得到提升,為今后學習工作中快速查找文獻資料打下基礎[5]。
實驗數據處理能力得到提升 任何實驗的完成都不能缺少數據處理的環節,否則就失去實驗的意義。學生在課程學習中很少能運用到表格圖像的處理。在項目進行過程中,大量實驗所得的數據需要系統地分析對比以得出實驗結論。
在本次項目中,項目組成員主要應用Excel表格處理實驗數據的方式,每次實驗結束,數據都匯總在一張表格中進行分析比較,發現問題以便進一步改進實驗方式,進行下一步的實驗。在工程實驗中,還經常會用到MATLAB等數據分析軟件進行數據處理,將數字轉化為圖像,分析更直觀。
實驗儀器使用能力得到增強 此次大學生創新創業訓練計劃項目中為了使數據更準確,項目組成員應用測量精度更高的儀器。大學生本科課程中很少涉及此類實驗儀器的使用方法,通過學習和實踐,項目組成員增強了儀器的使用能力,以下是舉出的三個例子。
1)DC220溫差控制器。設置輸入電流信號為4~20 mA,
根據多次實驗測量得到的高溫面溫度—輔助電壓圖像,可以得到電壓的上限值80 V和電壓的下限值20 V;查閱使用說明書可知,線性輸入最大量程調節為80 V,線性輸入最小量程調節為20 V。經過實驗發現,跟蹤溫度總是高于主加熱板溫度,因此,電壓增大20 V使斜率減小,從而跟蹤電壓相對減小,解決了跟蹤溫度過高的問題。
2)Al-500/501型智能化測量報警儀器。這種儀器在熱工實驗中應用十分廣泛,可支持熱電偶、熱電阻、電壓、電流及二線制變送器輸入;適合溫度、壓力、流量、液位、濕度等多種物理量的測量顯示。實驗中遇到的問題是多點記錄儀上顯示的溫度比智能化測量報儀器上顯示的溫度始終高0.8 ℃,顯然多點記錄儀的測量精度要比智能化測量報警儀器高,因此要調節智能化測量報警儀,將相對低精度表轉化成高精度表。
3)601功率計。傳統試驗臺使用指針式功率計進行功率的測定,無論是功率表的系統誤差,還是讀數時產生的偶然誤差,都較大。采用更先進的601功率計以減小誤差,根據使用說明書對601功率計進行設定,讀數更方便也更準確。
分析解決問題的能力得到提升 在指導教師的帶領下,項目組成員通過一系列的申報、答辯程序,獲批“國家級大學生創新創業訓練計劃項目”。從實驗思路的設計到后來實驗的開展、實驗數據的處理以及實驗結論的總結,項目組成員遇到很多問題,其中實驗內容的總體設計思路在整個過程中尤為重要,只有明確實驗目的,找到實驗方法,才能更有效地得出實驗結論,達到項目要求。經過項目組成員的討論,確定了基本的實驗思路:先在未改進的試驗臺進行實驗,測定不同工況下試材的導熱系數并計算和標準值之間的誤差;然后在改進后的試驗臺進行實驗。通過查閱資料、請教教師以及自己思考分析,問題一個個解決,項目參與者分析問題的能力得到提升。
4 對大學生創新創業訓練計劃項目參與者的意見和建議
合理平衡創新與學業的關系 通過參加大學生創新創業訓練計劃項目,筆者認識到每個人的能力都是有限的,努力做好一件事便是成功。完成學業是對大學生的基本要求,大學生創新創業訓練計劃項目會為自己的學業錦上添花??紤]到工科學生的課程較為繁重,除了基本課程外,還要參加各種各樣的資格考試,這都需要投入大量的時間和精力,因此,課余時間并不充裕[6]。參與者應合理協調學業和大學生創新創業訓練計劃項目的關系,合理安排時間,既要做到不耽誤學業,又要留給項目充沛的精力。
合理進行項目選題 大學生創新創業訓練計劃項目的選題尤為重要,項目選題不能過空過大,否則難以結合實際。建議選題過程中和指導教師協商,選擇和專業相關的課題。筆者的選題與所學專業息息相關,改進的試驗臺滿足課程大綱要求,這樣的項目能使參與者將創新理念與所學理論知識結合,學業與大學生創新創業訓練計劃項目相輔相成,意義重大。項目組成員都來自能源與動力工程(熱能)專業,對此課題有濃厚興趣,也有一定的理論基礎,因此,實施起來更有意義。
5 結語
此次大學生創新創業訓練計劃項目中,項目組成員合理選題,在兼顧學習的情況下完成教學試驗臺的改進,有效減小了實驗誤差,使測量數據更加準確。在穩定所需時間上,改進試驗臺在經過兩小時的預熱后,每種工況的穩定時間在40分鐘左右,比原試驗臺節省了一半的時間。如果試驗臺投入教學過程中,將會在有限的課時內得到更多的實驗數據,實驗結果也就更直觀準確,對教學意義重大。同時,項目組成員自身能力得到很大提升,圓滿完成此次項目任務。
創新是一個國家興旺發達的不竭源泉。作為祖國未來建設的棟梁,大學生必須重視創新意識培養。大學生創新創業訓練計劃項目是一個很好的平臺,雖然并不是所有參加者都會有很大的科研成果,但是所有的參加者的科研能力都會有所提升。努力過就會有收獲,參加大學生創新創業訓練計劃項目的寶貴經歷,會對以后的工作和生活起到意想不到的作用。
參考文獻
[1]創新創業教育必不可少(兩會行走)[N].人民日報:海外版,2013-03-14.
[2]中華人民共和國教育部.教育部關于大力推進高等學校創新創業教育和大學生自主創業工作的意見(教辦〔2010〕
3號)[EB/OL].[2010-05-13].http://www.moe.gov.cn/src
site/A08/s5672/201005/t20100513_120174.html.
[3]王海良,任權昌,喻洋,等.“國家級大學生創新創業訓練計劃項目”實施體會及感想[J].中國電力教育,2013(25):
216-217.
[4]陳道蘭.大學生畢業論文的寫作與文獻資料查找[J].重慶文理學院學報:自然科學版,2006(5):88-90.
[5]王曉天,王樹范,舒浩愷,等.“國家級大學生創新創業訓練計劃”項目的實施及收獲[J].科技資訊,2014(16):
222.
[6]田青.“大學生創新創業訓練計劃項目”實施體會及感想[J].理論前沿,2014(9):11,35.