淺談面向工程教育認證的大學生創新能力培養
——以“互聯網+”大賽銅獎項目為例

李 強*，李素娟，張 瑤

（1.唐山學院土木工程學院，河北 唐山 063000；2.河北省建筑工程與尾礦綜合利用重點實驗室，河北 唐山 063000）

引言

經過幾十年的快速發展，我國工業化已經逐步從勞動密集型轉變為技術密集型、創新驅動型。隨著我國新型工業化道路的不斷深入，高等工程教育的一項重要使命就是培養創新型工程人才，為產業轉型升級提供強有力的持續創新動力。與此同時，我國正在以更加開放的姿態參與國際合作與競爭，不僅使世界接受中國制造，更能認可中國創造。[1]工程教育專業認證是國際通行的工程教育質量保障制度，也是實現工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎。[2、3]工程教育專業認證的核心理念就是結果導向教育，以工程行業認可的質量標準作為評價學生畢業條件的依據。學生應具備較強的創新意識及能力，能夠運用自然科學和工程科學的基本原理分析復雜工程問題，進而提出解決方案。加強大學生創新創業能力培養是應用型本科院校雙創教育的核心目標，更與工程教育專業認證的結果導向、以學生為中心和持續改進的三大教育理念高度契合。

“互聯網+”大學生創新創業大賽旨在深化高等教育綜合改革，激發大學生的創造力，培養造就“大眾創業、萬眾創新”的生力軍，推動賽事成果轉化，服務經濟提質增效升級[4]。這一賽事恰好與工程教育認證的核心理念——結果導向教育不謀而合，引導學生們關注行業發展動態，洞察工程難題，運用專業知識提出解決方案。“施工升降機運料通道裝配式自動安全防護門的設計及應用”項目代表唐山學院參加了第五屆“互聯網+”大學生雙創大賽，最終獲得了河北省決賽高教主賽道銅獎，本文通過梳理、凝練項目從選題、模型實驗到現場試車等環節的經驗與教訓，探索以結果為導向的大學生創新能力培養模式。

1 項目選題

建筑工程施工現場是安全生產事故的高發區域，“高處墜落傷害”作為施工現場的五大傷害之一，已經成為當前施工安全管理工作的重中之重[5]。團隊進行了大量的現場調查、采訪、統計和監測等工作，發現高處墜落事故頻發的癥結所在就是樓層運料通道的安全防護門。運料通道既是施工升降機樓層停靠平臺，又是施工人員、材料和機械設備進出建筑物的必經之路，而通道的安全防護門則是防止發生墜落事故的唯一屏障。團隊查閱大量相關文獻發現，國內施工現場所采用的運料平臺安全防護門主要包括杠桿式、升降式和側折式等[6-7]，以上這些防護門主要存在兩大問題，首先是需要工人手動開啟或閉合，這就要求施工人員具備較強的安全責任意識和較為熟練的操作技能。第二，防護門多為施工單位自行制作，缺乏標準化、定型化的制作工藝。

2 解決方案

2.1 方案原理

基于安全防護門的使用及研究現狀，團隊提出了擬解決的關鍵技術問題：（1）防護門具有自閉及自鎖功能；（2）實現防護門與升降機轎廂耦合聯動；（3）較好的周轉性和適用性。團隊成員運用大學本科物理學和電工學等課程知識，提出采用電磁繼電器原理實現防護門與轎廂耦合聯動的設計理念。當轎廂運行時，各樓層防護門通過電磁鐵保持鎖閉狀態。當轎廂停靠某樓層時，安裝在轎廂上的感應塊與該停靠層的永磁感應器感應，觸發防護門電磁鐵斷電，從而實現防護門解鎖。當轎廂離開停靠層，感應塊與永磁感應器分離，觸發防護門電磁鐵再次通電，實現防護門自鎖。

2.2 模型制作與實驗

基于設計原理，團隊制定了詳細的模型制作及實驗方案。自動安全防護門系統模型主要包括：電源及配電系統、轎廂感應塊、永磁感應器、防護門體、電磁鐵等，主要材料詳見表1，主要機具設備表詳見表2，模型詳見圖1（p36）。通過反復模型實驗，團隊對初始設計進行了大量優化改進，如轎廂感應塊安裝位置、供電線路走線設計等。同時，考慮到施工現場環境較為惡劣復雜，團隊重新調整了配電裝置的安裝位置，并加設了線路保護罩，旨在提高裝置的可靠性和耐久性。

表1 主要材料表

表2 主要機具設備表

圖1 防護門模型

3 工程應用

本項目立項之初就著眼于為解決工程復雜問題，在進行了方案優化、理論計算和反復模型實驗后，已經具備工程試車基礎。本項目與唐山城市建筑工程集團有限公司簽訂合作協議，將研究成果應用于利康醫院利康大廈、金山壹號二期等工程項目中。經過工程試車，本項目研制的裝配式自動安全防護門運行狀態穩定，沒有出現機械和電氣故障，提高了施工垂直運輸效率，保障了施工安全生產，實現了文明施工標準化管理，項目建設單位和施工單位一致認為該防護門具備以下特點：（1）原材料就地取材、制作工藝簡單；（2）零部件統一規格，統一標識，安全可靠；（3）防護門實現工具化和標準化，可周轉使用。

4 結語

工程教育專業認證的核心內涵是以學生為中心的“結果導向”人才培養體系，中國工程教育認證通用畢業要求規定學生能夠應用數學、自然科學和工程科學的基本原理，能夠設計針對復雜工程問題的解決方案，并在解決方案的設計和實施過程中體現較好的創新意識和能力。“互聯網+”雙創大賽是激發大學生創新意識，提升其創新能力的有效途徑[8]。參賽項目著眼于解決生產生活中的實際問題，以學生為創新主體，以結果確定研究方向，以工程知識為創新基礎，以應用效果衡量創新水平，以創新競賽替代傳統教學環節，這一賽事的主旨與工程教育認證的OBE教育理念高度契合。本項目從選題、概念設計，到模型實驗、工程應用，整個過程以學生為實施主體。學生從查閱文獻資料到施工現場調研，分析出“高處墜落傷害”這一安全生產頑疾。通過運用數學和電工學等基礎知識，并結合施工技術等專業知識，提出解決方案。運用CAD制圖、軟件模擬和模型實驗等手段，開展測試與檢測，并對實驗數據進行合理的收集和處理。最后，通過與工程項目的有效溝通與協調，實現研究成果的工程應用。綜上所述，本文認為“互聯網+”大學生創新創業大賽等平臺是錘煉和提升大學生創新能力的有效實踐途徑，是對面向工程教育認證的人才培養模式的積極探索。