关于大学生创新能力培养的思考*

◆李胜男 金英爱 邵致远 胡宝宝 于宁

关于大学生创新能力培养的思考*

◆李胜男 金英爱 邵致远 胡宝宝 于宁

对于在校大学生而言，大学生创新实验项目是一个接触创新科研工作的绝佳机遇，通过立题、搭建实验台、测试实验台、处理实验数据各个阶段的深入学习与思考，充分调动自己的主动性、积极性和创造性，激发创新思维和创新意识，为今后深造或者工作打下良好基础。

创新实验；综合实验台；创新能力

10.3969/j.issn.1671-489X.2016.14.0132

1　前言

开设大学生创新性实验的目的在于促进高校探索并建立出一种以问题和课题为核心的新的教学模式，倡导以学生为主体的本科人才培养和研究性学习教学改革，充分调动本科大学生的主动性、积极性和创造性，激发学生的创新思维和创新意识。同时在创新项目实践进行中，学生逐渐掌握思考问题、解决问题的方法，在本科阶段就得到创新性科学研究的锻炼，培养科研能力和创新兴趣［1］。

在大学生创新项目实施过程中，大学生作为项目的主要实施者，对于实验项目综合性和创新性等方面的思考是具有重要意义的。其中，立题、搭建实验台、实验数据测试以及实验数据处理的各个阶段中，对个人独立思考能力、理论实践能力有较强的锻炼作用，能使个人在这些方面得到较大的提高，使自己向一个全面的高素质人才方向发展，为自己以后的道路奠定一定基础。

受所学知识范围的影响和限制，大学本科生能接触到创新科研项目的机会不多。吉林大学作为参与“国家大学生创新实验计划”项目的高校之一，每年都大力鼓励学生积极主动参加到这一计划项目中来。笔者有幸申请参与到“蒸汽动力综合实验装置的设计搭建与实验研究”这一创新项目，成功地参与到创新科研中，将会为此付出自己最大的努力，认真做好这一项目。在这次创新实验项目进行过程中，得到学院、教师以及实验室的大力帮助，自己也学到很多。

2　创新实验实施过程中的思考和感悟

立题时的思考 万事开头难。立题就是创新实验的开头，对于第一次参与到科学研究项目中的学生来说是比较困难的。这就需要集思广益，以小组讨论的方式征求每个成员的意见，确定一个大概方向，再通过广泛收集各种资料，最终确定选题。这个过程中要认真思考，结合自己的兴趣以及学过的知识提出自己的意见。

通过对《工程热力学》一书的学习，笔者对喷管有了大概了解，对于喷管可以把流过喷管物质的焓转变为物质的动能这一性质，产生很大兴趣，希望能够利用喷管这一装置，自己设计实验台，验证喷管的这一性质。在详细咨询过导师意见以及查阅相关资料后，决定以喷管为基础，加上蒸汽发生装置以及尾气处理装置，设计一套蒸汽动力综合实验台，运用实验台的可操作性，通过喷管的特性把水蒸气的焓转变成动能，以此来验证热力学第一定律延伸方程，进一步了解设备中水蒸气的压力、温度等参数的变化规律，以达到找出提高能量转换效率途径的目的。

搭建实验台时的思考 对于大学生创新项目来说，搭建实验台就是实践过程，是理论和实践的最好结合，对于整个项目来说是至关重要的。学生对整个创新项目的理解以及对测试过程细节的把握是搭建实验台的关键所在。创新项目的题目只是初步想法，通过查阅资料、仔细认真思考、小组讨论、咨询导师，才可以搭建出可行的实验台。搭建实验台的过程不同于一般实验过程中教师对于实验台的讲解，他是学生通过自己思考，综合各方面因素而得出的最终成果，它可以极大地改善目前高等教育培养过程中的实践教学薄弱环节，提高学生的动手能力［2］。

通过笔者小组成员的多次讨论分析和实践操作确立的搭建实验台的过程总体可以分为三个阶段。

第一阶段，对实验台的整体框架模型有一个基本的了解掌握。在立题阶段，笔者小组就已经讨论出实验台的大概模型，实验台由喷管以及类似汽轮机的简易装置加上加热装置和尾气处理装置组成。

第二阶段，完善实验台。笔者小组先通过查阅资料，并参考其他人做过的实验，在考虑实验的可行性、安全性基础上，通过数据计算，最终确定了实验台的外观尺寸；然后笔者小组通过对实验台测试方法和数据处理过程等方面的考虑，设计实验台的各个细节方面。这个阶段主要考虑压力表、限压阀的使用类型与数目，水的加热方式，热电偶的布置，保温方式以及数据处理。

第三阶段，完成对实验台具体装置的安装制作。笔者小组就装配细节、材料等方面进行实验台的设计。在此过程中，笔者小组查阅大量资料，走访很多商家、工厂，通过与工厂师傅详细讨论实验台各个部件制作细节，与商家、工厂讨论制作价格，最终选定工厂制作实验台各个部件。实验台制作完成后，笔者小组自己动手组装实验台，这个过程主要包括实验台支架的搭建，轴承与轴的配合安装，压力表、限压阀的安装以及保温材料的使用。

在与工人师傅讨论过程中，对于实际工厂车间的加工制造方法有了较深的了解，为此还专门学了很多工人师傅交流常用的术语，以便和工人师傅更加方便地交流。经过和工人师傅的交流，发现自己设计的图纸很理想化，在现有条件下，考虑到经费，完全不可能做出完整的实验装置来。笔者与成员又经过深入讨论并通过多次与厂家进行关于制作、价格等方面的讨论，最后确定最终方案。最终方案不仅考虑到综合实验台安全性、可行性，还考虑到综合实验台的经济性。通过思考，把理想化的方案转变为用有限经费可以做出来的实物。通过大学生实验创新，不仅提高了自身的科研能力，而且对于科研工作中不可或缺的科研经费也有了一定理解。

笔者小组在搭建实验台过程中，不止一次遇到难题，类似于科研中的进展瓶颈，大脑的思考和双手的实践无法得到完美契合［3］。虽然遭遇瓶颈期，但笔者小组并没有直接向指导教师寻找解决方案，而是仔细思考、勇于创新，列出设想的多种解决方案，并逐一思考。然后通过指导教师对各可行性方案的点评，结合自己在实践过程中积累的经验来确定最终的解决方案。在此过程中，笔者小组的指导教师大力鼓舞学生勇于尝试、敢于创新，始终将主动权交予学生手中。可以说，笔者小组在此过程中真正学到了东西，掌握了本领，这完全得益于指导教师的及时指点和放手尝试。

在实验台搭建过程中，学生主动查阅文献，思考讨论遇到的问题并提出解决方案，可以很大程度提高思考能力和创新能力，并且激发在这方面的潜力。把书本和实际相结合，让死板固定的书本知识化为灵活真实的科学应用。大学生对科研的接触相对较少，所以很少受到传统思维方式的束缚，可以充分开放思路和思维，寻求新颖创新，很有可能打开课题的另一扇窗户，找到更优质的解决问题的方法［4］。

测试实验台时的思考 在实验台搭建完成后有必要同时也必须对实验台进行相应的测试。测试实验台之前，实验小组要制订高效周密的实验方案，这是非常有必要的。实验方案在实验过程中起着至关重要的作用，它是实验的中心环节，其他实验工作都是围绕实验方案进行的。最初的实验方案是在实验小组思考的基础上确定的，并没有实践依据，得出的实验数据会有一定误差。随着实验的进行，根据实验数据，在思考讨论的基础上应该相应改变实验方案，减小误差，使实验方案精确化、细致化、高效化，从实践中得出成熟的实验方案。通过这种在实验测试中由手到脑、再由脑到手的思维转换，实现大脑思考和双手实践的完美契合，同时也达到实践与理论相结合的目的，使自己独立思考和自主解决问题的能力得到相应提高，并且在无形之中提高自我的科研能力。

进行实验数据处理时的思考 在实验测试的数据结果出来之后，就要对相关的测试数据结果进行精细处理。前期实验数据处理应该与后期实验测试同步进行，实验小组应该基于前一阶段的实验数据，在思考的基础上对后一阶段的实验方案做出相应的改进。实验数据的处理应该利用相应的电脑软件，做出实验数据的表格和曲线，使实验数据更加明朗，继而做出实验数据分析。

出现实验误差是任何一个动手操作的实验所不能避免的现象，但实验误差对实验结果具有较大的影响，因此必须对实验数据进行误差分析，确定实验数据结果的可取性。实验误差是实验过程中一些客观的操作（如实验测量等）而产生的客观结果，实验小组应该从实验的各个细节（如实验方案制订时的思考和实验方案实施时的实践）入手来尽可能减小实验的系统性误差和过失性误差，找到最适合进行实验的环境条件，并且在具体实践中提出相应的改进方案。

3　结语

国家的发展离不开创新，社会的进步离不开创新，民族的复兴更离不开创新。创新为整个人类社会的进步提供了动力。当下中国相对于欧美发达国家而言，创新能力较为缺乏，所以作为为国家培养人才的高校，培养创新型人才是大势所趋、形势所迫。大学生创新实验在为高校、社会培养创新型人才上做出很大贡献，还为高校的创新教育提供了一个崭新平台。创新实践活动是培养创新型人才的必由之路，只有通过实践才能真正激发学生的创新思维，提高学生的自主创新意识，引导学生突破传统思维模式。

通过大学生创新实验，笔者经历了立题、搭建综合实验台、测设综合实验台以及实验数据分析各个阶段，深刻体会到积极思考与动手实践的重要性，并且了解了科研中所需要的基本能力及应有品质，对于以后的发展将会有很大帮助。■

［1］杨洪涛，张新.慧鱼模型在机电类创新型人才培养中的应用［J］.科技信息，2010（20）：420-422.

［2］冯林，张岚.“质量工程”视角下的大学生创新性实验计划［J］.实验室研究与探索，2008，27（6）：27-29.

［3］李文博，尹爽，陈培焱，等.国家大学生创新实验项目的思考与实践［J］.中国教育技术装备，2014（12）：128-129.

［4］蔡盛健，陆树良.大学生创新实验中学生主体地位的思考与实践［J］.实验技术与管理，2009，26（12）：29-31.

G642

B

1671-489X（2016）14-0132-02

*项目来源：吉林大学专业学位研究生课程体系建设项目“动力工程专业流体流动与传热课程体系建设”；吉林大学大学生创新训练项目“蒸汽动力综合实验装置的设计搭建与实验”。

作者：李胜男，吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室；金英爱，吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室教授，研究方向为强化传热与节能技术；邵致远、胡宝宝、于宁，吉林大学汽车工程学院（130025）。