陳海衛(wèi), 范圣耀
(1.江南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,江蘇 無錫 214122;2.無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇 無錫 214121)
關(guān)于大學(xué)生工程訓(xùn)練教學(xué)中創(chuàng)新能力培養(yǎng)的探討
陳海衛(wèi)1, 范圣耀2
(1.江南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,江蘇 無錫 214122;2.無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇 無錫 214121)
根據(jù)江南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院參加第二屆全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽的實(shí)際情況,探討了大賽對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的促進(jìn)作用,并從信息能力、質(zhì)疑能力、思維能力、實(shí)踐能力等幾個(gè)方面提出了在工程訓(xùn)練教學(xué)中培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的具體措施。
創(chuàng)新能力;工程訓(xùn)練;無碳小車
胡錦濤總書記在清華大學(xué)百年校慶大會(huì)上的重要講話中指出,建設(shè)人才強(qiáng)國(guó)和創(chuàng)新型國(guó)家要“以創(chuàng)新能力提高為突破”。創(chuàng)新教育的最終目的是形成創(chuàng)新型人才,創(chuàng)新型人才的核心就是創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。創(chuàng)新能力是知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代對(duì)創(chuàng)新人才要求的核心素質(zhì)之一。創(chuàng)新能力是指具有能夠綜合運(yùn)用已有知識(shí)、信息、技能和方法提出新問題、新觀點(diǎn)的思維能力及進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造、改革革新的意志、信心、勇氣和智慧,是一個(gè)人全面發(fā)展的綜合性能力,是具有發(fā)展性、創(chuàng)造性和開拓性的能力[1]。本文根據(jù)江南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院參加第二屆全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽的實(shí)際情況,探討了大賽對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)促進(jìn)作用,并從信息能力、質(zhì)疑能力、思維能力、實(shí)踐能力等方面討論了在工程訓(xùn)練教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的具體措施。
全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽是教育部高等教育司舉辦的全國(guó)性大學(xué)生科技創(chuàng)新實(shí)踐競(jìng)賽活動(dòng),其目的在于促進(jìn)各高校提高工程實(shí)踐和工程訓(xùn)練教學(xué)改革和教學(xué)水平,培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)意識(shí)、綜合工程應(yīng)用能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,促進(jìn)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)與綜合能力的培養(yǎng)、理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合,養(yǎng)成良好的學(xué)風(fēng),為優(yōu)秀人才脫穎而出創(chuàng)造條件。
在節(jié)能減排政策的引導(dǎo)下,第二屆全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽以“無碳小車”為命題?!盁o碳小車”,顧名思義,就是小車行走所需的動(dòng)力不得采用任何其他能量,僅能借助某一重物重力勢(shì)能的帶動(dòng)??此坪?jiǎn)單的命題卻對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、制造工藝能力、實(shí)際操作能力及工程管理能力等各方面都提出了挑戰(zhàn)。這一命題可有效地提高學(xué)生解決工程實(shí)際問題的能力和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。通過這次大賽,對(duì)優(yōu)化學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu),全面檢驗(yàn)和促進(jìn)參賽學(xué)生的理論素養(yǎng)和實(shí)踐動(dòng)手能力,增強(qiáng)創(chuàng)新和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí),提高學(xué)生的綜合素質(zhì)起著積極的促進(jìn)作用。
參加大賽的同學(xué)在賽前培訓(xùn)和參賽過程中受到了嚴(yán)格的訓(xùn)練。要求學(xué)生自己查找資料,通過獨(dú)立思考,自己消化,設(shè)計(jì)出無碳小車,比賽中要求無碳小車避開預(yù)先設(shè)定好的距離相等的圓柱形細(xì)棒,依據(jù)其行進(jìn)距離的遠(yuǎn)近、避開障礙物的多少、小車相關(guān)的設(shè)計(jì)文件以及實(shí)際動(dòng)手操作能力等來衡量學(xué)生綜合能力的高低。整個(gè)過程不僅強(qiáng)化了同學(xué)們創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,而且磨煉了學(xué)生的意志品質(zhì),培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)意識(shí)。但是參賽學(xué)生畢竟只是各專業(yè)選拔出來的少數(shù)學(xué)生。如何將大賽的訓(xùn)練和培養(yǎng)模式引入工程訓(xùn)練教學(xué)中,培養(yǎng)更多學(xué)生的創(chuàng)新能力,成為當(dāng)前創(chuàng)新教育亟待解決的問題。
通過工程訓(xùn)練教學(xué)使學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)去解決工程實(shí)際問題,如果同時(shí)將大賽訓(xùn)練模式引入工程訓(xùn)練教學(xué)中,這將更加有助于啟發(fā)他們創(chuàng)新思維的靈感,把創(chuàng)意設(shè)計(jì)變?yōu)閯?chuàng)新成果,發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)新潛質(zhì),在這過程中,有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的信息能力、質(zhì)疑能力、思維能力、實(shí)踐能力,最終達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目的。
信息能力主要是指應(yīng)用科學(xué)的信息檢索方法和先進(jìn)的信息檢索工具,在信息獲取之后對(duì)信息進(jìn)行識(shí)別、篩選、加工、利用、管理和創(chuàng)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(guó)工程訓(xùn)練大賽,首先讓學(xué)生從網(wǎng)站或其他信息渠道獲取大賽的題目,大賽的規(guī)則和比賽時(shí)間地點(diǎn)等信息,然后根據(jù)這些信息進(jìn)行分析,理解和消化,不明白,不清楚的環(huán)節(jié)向相關(guān)的部門和專家進(jìn)行咨詢。最后把這些信息進(jìn)行有效地歸類,篩除。從而為下步無碳小車方案設(shè)計(jì)提供方向性的指導(dǎo)。在實(shí)際的工程訓(xùn)練教學(xué)中,在學(xué)生設(shè)計(jì)和制造工程訓(xùn)練產(chǎn)品前,老師可以有意識(shí)地從這幾個(gè)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生的信息能力。例如,通過工程訓(xùn)練任務(wù)書,簡(jiǎn)單說明產(chǎn)品的基本技術(shù)要求,然后讓學(xué)生通過圖書館、網(wǎng)絡(luò)或者其他信息渠道,查閱相關(guān)的信息和資料,為下一步的設(shè)計(jì)方案的擬定,產(chǎn)品圖紙的繪制,加工工藝的編排以及最終實(shí)物的檢測(cè)做準(zhǔn)備。
質(zhì)疑能力是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的關(guān)鍵,很多的創(chuàng)新就是始于質(zhì)疑,而提出問題往往比解決問題更重要,因?yàn)榻鉀Q問題,也許僅僅是技術(shù)能力而已,但提出新的問題,新的可能性,卻需要?jiǎng)?chuàng)新的想象力。在大賽訓(xùn)練的過程中,按照大賽要求,無碳小車方案設(shè)計(jì)有很多種,如何設(shè)計(jì)出的小車能夠在行進(jìn)過程中避開更多預(yù)先設(shè)定好的等間距的圓柱形細(xì)棒,取得最終勝利,這就要從新的角度去看舊的問題,啟發(fā)學(xué)生提出新問題。而在工程訓(xùn)練教學(xué)中,要想培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力。首先應(yīng)該設(shè)計(jì)好工程訓(xùn)練的教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)要體現(xiàn)培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的思想,緊密結(jié)合工程訓(xùn)練課程的基本特點(diǎn),使工程訓(xùn)練課程內(nèi)容跳出傳統(tǒng)觀念,使實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容朝著體現(xiàn)現(xiàn)代先進(jìn)機(jī)械、數(shù)字化電子技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)信息、系統(tǒng)工程和現(xiàn)代管理的實(shí)踐教學(xué)模式發(fā)展,教學(xué)內(nèi)容應(yīng)體現(xiàn)先進(jìn)性。這樣學(xué)生更容易提出新問題,前瞻性問題。其次,老師要啟發(fā)和鼓勵(lì)學(xué)生提出的問題,只有大膽質(zhì)疑,大膽想象,才能激發(fā)創(chuàng)新思維。
對(duì)實(shí)際工程問題進(jìn)行數(shù)學(xué)建模是學(xué)生在工程訓(xùn)練過程中的重要環(huán)節(jié),例如通過對(duì)參賽的無碳小車進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,然后根據(jù)數(shù)學(xué)模型的仿真結(jié)果設(shè)計(jì)出小車的關(guān)鍵參數(shù),如前后輪距,后輪間距,整車傳動(dòng)比,轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中各桿的長(zhǎng)度等等[2],比賽證明,數(shù)學(xué)模型所預(yù)測(cè)的結(jié)果與實(shí)際相當(dāng)吻合,并最終獲得了江蘇省的一等獎(jiǎng)和全國(guó)二等獎(jiǎng)。而數(shù)學(xué)建模是把工程訓(xùn)練中復(fù)雜的實(shí)際問題抽象出來,利用數(shù)學(xué)語言來描述現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中的問題,建立數(shù)量關(guān)系。數(shù)學(xué)建模將許多工程訓(xùn)練問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)關(guān)系,這說明數(shù)學(xué)建模對(duì)學(xué)生抽象邏輯思維能力、發(fā)散思維能力培養(yǎng)是有促進(jìn)作用的。同時(shí)也有利于創(chuàng)新思維的訓(xùn)練和培養(yǎng),創(chuàng)新思維不是單一的思維形式,它是由各種思維融合的復(fù)合體。由此可見,數(shù)學(xué)建模是培養(yǎng)學(xué)生思維能力的有效手段和措施。
另外,在工程訓(xùn)練教學(xué)中,老師可以要求學(xué)生將工程訓(xùn)練中遇到的問題,對(duì)問題原因的分析,解決問題方案的提出,產(chǎn)品的設(shè)計(jì)的改進(jìn)寫出思維報(bào)告,提出新的創(chuàng)意。雖然這只是“紙上談兵”,但也培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新思維的能力[3]。
創(chuàng)新源于實(shí)踐,實(shí)踐出真知。工程訓(xùn)練作為一種工程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),在整個(gè)教學(xué)過程中,始終把動(dòng)腦與動(dòng)手、理論與實(shí)踐、教學(xué)與生產(chǎn)、方法訓(xùn)練與技能培養(yǎng)緊密地聯(lián)系和有機(jī)地結(jié)合。教師可以布置一個(gè)題目,在任務(wù)書僅對(duì)產(chǎn)品的功能,尺寸等做一些基本的要求,由學(xué)生參照大賽訓(xùn)練模式,通過提出“設(shè)想”、收集信息、擬訂方案、加工制造、性能測(cè)試等一系列真實(shí)的工程實(shí)踐活動(dòng)來鍛煉自己實(shí)踐能力。老師還可以利用工程訓(xùn)練中心自身的優(yōu)勢(shì),提供必要的硬件條件和技術(shù)指導(dǎo),組織學(xué)生開展一些發(fā)明創(chuàng)造、設(shè)計(jì)制作等比賽,激發(fā)學(xué)生靈感和熱情,培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和能力,增強(qiáng)創(chuàng)新信心,同時(shí)也經(jīng)歷了一次創(chuàng)新實(shí)踐。
21世紀(jì)是競(jìng)爭(zhēng)的世紀(jì),國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,焦點(diǎn)是人才的競(jìng)爭(zhēng),是民族創(chuàng)新能力的競(jìng)爭(zhēng)。培養(yǎng)大批具有創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才,是我國(guó)2l世紀(jì)高等教育的基本任務(wù)。實(shí)踐表明,全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力有積極的促進(jìn)作用,如果將大賽訓(xùn)練模式引入大學(xué)生工程訓(xùn)練課程中,將有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維;有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力;有利于造就高素質(zhì)創(chuàng)新人才。
[1] 魯敏,王洪坤.高校大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究與探索[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息,2011(5):1312132.
[2] 陳海衛(wèi),張秋菊,范圣耀,等.數(shù)學(xué)建模——大學(xué)生工程訓(xùn)練的重要環(huán)節(jié)[J].無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)[J]. 2011(4):70272.
[3] 唐英,孫榮祿.關(guān)于高校工程訓(xùn)練的思考與實(shí)踐[J].高等教育研究學(xué)報(bào),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(wèi)(1982— ),男,江南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院校聘副教授,博士。