关于大学生工程训练教学中创新能力培养的探讨

陈海卫, 范圣耀

(1.江南大学机械工程学院,江苏 无锡 214122;2.无锡职业技术学院,江苏 无锡 214121)

关于大学生工程训练教学中创新能力培养的探讨

陈海卫1, 范圣耀2

(1.江南大学机械工程学院,江苏 无锡 214122;2.无锡职业技术学院,江苏 无锡 214121)

根据江南大学机械工程学院参加第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛的实际情况,探讨了大赛对学生创新能力培养的促进作用,并从信息能力、质疑能力、思维能力、实践能力等几个方面提出了在工程训练教学中培养大学生创新能力的具体措施。

创新能力;工程训练;无碳小车

胡锦涛总书记在清华大学百年校庆大会上的重要讲话中指出,建设人才强国和创新型国家要“以创新能力提高为突破”。创新教育的最终目的是形成创新型人才,创新型人才的核心就是创新能力的培养。创新能力是知识经济时代对创新人才要求的核心素质之一。创新能力是指具有能够综合运用已有知识、信息、技能和方法提出新问题、新观点的思维能力及进行发明创造、改革革新的意志、信心、勇气和智慧,是一个人全面发展的综合性能力,是具有发展性、创造性和开拓性的能力[1]。本文根据江南大学机械工程学院参加第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛的实际情况,探讨了大赛对学生创新能力培养促进作用,并从信息能力、质疑能力、思维能力、实践能力等方面讨论了在工程训练教学中培养学生创新能力的具体措施。

1 大赛对培养学生创新能力的促进作用

全国大学生工程训练综合能力竞赛是教育部高等教育司举办的全国性大学生科技创新实践竞赛活动,其目的在于促进各高校提高工程实践和工程训练教学改革和教学水平,培养大学生的创新设计意识、综合工程应用能力与团队协作精神,促进学生基础知识与综合能力的培养、理论与实践的有机结合,养成良好的学风,为优秀人才脱颖而出创造条件。

在节能减排政策的引导下,第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛以“无碳小车”为命题。“无碳小车”,顾名思义,就是小车行走所需的动力不得采用任何其他能量,仅能借助某一重物重力势能的带动。看似简单的命题却对学生的创新设计能力、制造工艺能力、实际操作能力及工程管理能力等各方面都提出了挑战。这一命题可有效地提高学生解决工程实际问题的能力和培养学生的创新能力。通过这次大赛,对优化学生的知识结构,全面检验和促进参赛学生的理论素养和实践动手能力,增强创新和竞争意识,提高学生的综合素质起着积极的促进作用。

2 深化创新教育改革,将竞赛训练模式引入工程训练教学

参加大赛的同学在赛前培训和参赛过程中受到了严格的训练。要求学生自己查找资料,通过独立思考,自己消化,设计出无碳小车,比赛中要求无碳小车避开预先设定好的距离相等的圆柱形细棒,依据其行进距离的远近、避开障碍物的多少、小车相关的设计文件以及实际动手操作能力等来衡量学生综合能力的高低。整个过程不仅强化了同学们创新精神和实践能力,而且磨炼了学生的意志品质,培养了团队意识。但是参赛学生毕竟只是各专业选拔出来的少数学生。如何将大赛的训练和培养模式引入工程训练教学中,培养更多学生的创新能力,成为当前创新教育亟待解决的问题。

通过工程训练教学使学生灵活运用知识去解决工程实际问题,如果同时将大赛训练模式引入工程训练教学中,这将更加有助于启发他们创新思维的灵感,把创意设计变为创新成果,发掘学生的创新潜质,在这过程中,有意识地培养学生的信息能力、质疑能力、思维能力、实践能力,最终达到培养学生创新能力的目的。

2.1 信息能力的培养

信息能力主要是指应用科学的信息检索方法和先进的信息检索工具,在信息获取之后对信息进行识别、筛选、加工、利用、管理和创新的能力。信息能力又包括获取信息的能力;分析与综合加工信息的能力;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,我们参加全国工程训练大赛,首先让学生从网站或其他信息渠道获取大赛的题目,大赛的规则和比赛时间地点等信息,然后根据这些信息进行分析,理解和消化,不明白,不清楚的环节向相关的部门和专家进行咨询。最后把这些信息进行有效地归类,筛除。从而为下步无碳小车方案设计提供方向性的指导。在实际的工程训练教学中,在学生设计和制造工程训练产品前,老师可以有意识地从这几个环节培养学生的信息能力。例如,通过工程训练任务书,简单说明产品的基本技术要求,然后让学生通过图书馆、网络或者其他信息渠道,查阅相关的信息和资料,为下一步的设计方案的拟定,产品图纸的绘制,加工工艺的编排以及最终实物的检测做准备。

2.2 质疑能力的培养

质疑能力是培养创新型人才的关键,很多的创新就是始于质疑,而提出问题往往比解决问题更重要,因为解决问题,也许仅仅是技术能力而已,但提出新的问题,新的可能性,却需要创新的想象力。在大赛训练的过程中,按照大赛要求,无碳小车方案设计有很多种,如何设计出的小车能够在行进过程中避开更多预先设定好的等间距的圆柱形细棒,取得最终胜利,这就要从新的角度去看旧的问题,启发学生提出新问题。而在工程训练教学中,要想培养学生的质疑能力。首先应该设计好工程训练的教学内容。教学内容的设计要体现培养创新精神和实践能力的思想,紧密结合工程训练课程的基本特点,使工程训练课程内容跳出传统观念,使实践教学内容朝着体现现代先进机械、数字化电子技术、物联网信息、系统工程和现代管理的实践教学模式发展,教学内容应体现先进性。这样学生更容易提出新问题,前瞻性问题。其次,老师要启发和鼓励学生提出的问题,只有大胆质疑,大胆想象,才能激发创新思维。

2.3 思维能力的培养

对实际工程问题进行数学建模是学生在工程训练过程中的重要环节,例如通过对参赛的无碳小车进行数学建模,然后根据数学模型的仿真结果设计出小车的关键参数,如前后轮距,后轮间距,整车传动比,转向机构中各杆的长度等等[2],比赛证明,数学模型所预测的结果与实际相当吻合,并最终获得了江苏省的一等奖和全国二等奖。而数学建模是把工程训练中复杂的实际问题抽象出来,利用数学语言来描述现实生活当中的问题,建立数量关系。数学建模将许多工程训练问题转化为数学关系,这说明数学建模对学生抽象逻辑思维能力、发散思维能力培养是有促进作用的。同时也有利于创新思维的训练和培养,创新思维不是单一的思维形式,它是由各种思维融合的复合体。由此可见,数学建模是培养学生思维能力的有效手段和措施。

另外,在工程训练教学中,老师可以要求学生将工程训练中遇到的问题,对问题原因的分析,解决问题方案的提出,产品的设计的改进写出思维报告,提出新的创意。虽然这只是“纸上谈兵”,但也培养了学生创新思维的能力[3]。

2.4 实践能力的培养

创新源于实践,实践出真知。工程训练作为一种工程实践教学环节,在整个教学过程中,始终把动脑与动手、理论与实践、教学与生产、方法训练与技能培养紧密地联系和有机地结合。教师可以布置一个题目,在任务书仅对产品的功能,尺寸等做一些基本的要求,由学生参照大赛训练模式,通过提出“设想”、收集信息、拟订方案、加工制造、性能测试等一系列真实的工程实践活动来锻炼自己实践能力。老师还可以利用工程训练中心自身的优势,提供必要的硬件条件和技术指导,组织学生开展一些发明创造、设计制作等比赛,激发学生灵感和热情,培养创新意识和能力,增强创新信心,同时也经历了一次创新实践。

3 结 语

21世纪是竞争的世纪,国际竞争日趋激烈,焦点是人才的竞争,是民族创新能力的竞争。培养大批具有创新精神与创新能力的高素质人才,是我国2l世纪高等教育的基本任务。实践表明,全国大学生工程训练综合能力竞赛对培养学生创新能力有积极的促进作用,如果将大赛训练模式引入大学生工程训练课程中,将有利于激发学生的创新思维;有利于培养学生的创新能力;有利于造就高素质创新人才。

[1] 鲁敏,王洪坤.高校大学生创新能力培养研究与探索[J].农业网络信息,2011(5):1312132.

[2] 陈海卫,张秋菊,范圣耀,等.数学建模——大学生工程训练的重要环节[J].无锡职业技术学院学报[J]. 2011(4):70272.

[3] 唐英,孙荣禄.关于高校工程训练的思考与实践[J].高等教育研究学报,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

陈海卫(1982— ),男,江南大学机械工程学院校聘副教授,博士。