牛印鎖?劉晉

摘要：如何培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力成為各大院校研究的課題，在培養(yǎng)創(chuàng)新人才的過(guò)程中會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題。從培養(yǎng)學(xué)生興趣、轉(zhuǎn)變教學(xué)模式、創(chuàng)新型師資隊(duì)伍培養(yǎng)、創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)幾個(gè)方面進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新能力；教學(xué)模式；師資隊(duì)伍；創(chuàng)新平臺(tái)

作者簡(jiǎn)介：牛印鎖（1973-），男，河北定州人，華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，高級(jí)工程師；劉晉（1974-），男，河北涿州人，華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，講師。（北京 102206）

基金項(xiàng)目：本文系華北電力大學(xué)2010年教改項(xiàng)目的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）07-0020-03

黨的十七大以來(lái)，黨中央、國(guó)務(wù)院作出了走中國(guó)特色新型工業(yè)化道路、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家、建設(shè)人才強(qiáng)國(guó)等一系列重大戰(zhàn)略部署。這就迫切需要培養(yǎng)一大批創(chuàng)新型工程人才，增強(qiáng)綜合國(guó)力，應(yīng)對(duì)經(jīng)濟(jì)全球化的挑戰(zhàn)。2010年6月，教育部啟動(dòng)了卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃。該計(jì)劃具有三個(gè)特點(diǎn)：行業(yè)企業(yè)深度參與培養(yǎng)過(guò)程；學(xué)校按通用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)工程人才；強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。很多大學(xué)都積極參與了該計(jì)劃，出臺(tái)了卓越計(jì)劃人才選拔機(jī)制，修改了教學(xué)大綱，努力探索了大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的問(wèn)題。

華北電力大學(xué)近些年一直保持快速發(fā)展，從學(xué)生的全面發(fā)展出發(fā)構(gòu)建了以基本實(shí)驗(yàn)?zāi)K、校內(nèi)實(shí)踐模塊、仿真實(shí)踐模塊、校外實(shí)踐模塊為構(gòu)架的“四模塊”實(shí)踐教學(xué)體系，形成了“厚基礎(chǔ)、重實(shí)踐、強(qiáng)能力”的人才培養(yǎng)特色。學(xué)校從2007年開(kāi)始設(shè)立了本科創(chuàng)新人才培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)班，選拔基礎(chǔ)好的學(xué)生，配備了高水平的教師，經(jīng)過(guò)幾輪的實(shí)踐取得了很好的教學(xué)效果，同時(shí)也帶動(dòng)了普通班同學(xué)的學(xué)習(xí)積極性。2010年教育部提出了卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃，學(xué)校積極響應(yīng)，建立了相應(yīng)的培養(yǎng)體系。無(wú)論是創(chuàng)新人才培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)班還是卓越計(jì)劃實(shí)驗(yàn)班都對(duì)學(xué)生的實(shí)踐、創(chuàng)新能力提出了較高的要求，需要全體教師努力地探索教學(xué)模式和教學(xué)方法。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力需要建立一個(gè)復(fù)雜而完善的體系，本文就其中幾個(gè)方面進(jìn)行探討。

一、面臨的問(wèn)題

2012年在西安召開(kāi)了卓越計(jì)劃教師培訓(xùn)班，會(huì)上各個(gè)學(xué)校的教師進(jìn)行了廣泛、深入地交流，認(rèn)為在創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面存在著以下幾個(gè)問(wèn)題：

1.學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣，缺乏創(chuàng)新意識(shí)

很多學(xué)生從高中升入大學(xué)后延續(xù)了高中時(shí)代那種學(xué)習(xí)—做題—復(fù)習(xí)—考試的模式，無(wú)法體會(huì)到工程實(shí)踐的意義，因此對(duì)學(xué)習(xí)喪失了興趣，更無(wú)法談及創(chuàng)新意識(shí)。有些同學(xué)學(xué)習(xí)很好，但功利心很重，認(rèn)為學(xué)習(xí)就是為了獲得獎(jiǎng)學(xué)金、獲得研究生保送資格，一到實(shí)踐環(huán)節(jié)就不太認(rèn)真，也不愿意下力氣參與創(chuàng)新活動(dòng)。

2.教學(xué)模式需要改變

在教學(xué)內(nèi)容上，大多數(shù)教師還停留在原來(lái)的教學(xué)模式，注重理論的講解，重視知識(shí)的記憶，而沒(méi)有教授學(xué)生探索未知領(lǐng)域的方法。在教學(xué)過(guò)程中，強(qiáng)調(diào)主導(dǎo)，忽視主體，片面強(qiáng)調(diào)教師的主導(dǎo)作用，學(xué)生圍著教師轉(zhuǎn)。[1]在課堂上無(wú)法調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，教學(xué)效果大打折扣。

3.缺乏具有工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的老師

目前學(xué)校的絕大多數(shù)老師都沒(méi)有企業(yè)工作的經(jīng)歷，對(duì)企業(yè)的工作模式、工程的認(rèn)知非常少，更加缺乏研發(fā)工業(yè)產(chǎn)品的能力，因此在培養(yǎng)學(xué)生時(shí)無(wú)法傳授相關(guān)的知識(shí)。這樣對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力非常不利。

學(xué)校的相關(guān)制度難以轉(zhuǎn)變教師普遍的“重科研、輕教學(xué)”傾向。因此，很少有老師愿意到企業(yè)接受工程實(shí)驗(yàn)教育并在學(xué)校開(kāi)設(shè)相關(guān)課程。因此需要完善相關(guān)制度，加強(qiáng)對(duì)教師的引導(dǎo)。

4.缺乏創(chuàng)新人才的培養(yǎng)平臺(tái)

目前的教學(xué)模式主要是理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)。實(shí)踐環(huán)節(jié)是工科院校的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，可以幫助學(xué)生更好地理解所學(xué)的理論知識(shí)。目前大多數(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)都來(lái)自于教學(xué)儀器制造廠。廠家為了保證學(xué)生和設(shè)備的安全而將實(shí)驗(yàn)臺(tái)做成了傻瓜模式，接不了幾根線就可以測(cè)試數(shù)據(jù)。學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)中的各個(gè)單元及整個(gè)系統(tǒng)缺乏必要的認(rèn)識(shí)，實(shí)驗(yàn)臺(tái)的開(kāi)放性較差。

開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)大多是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生按照步驟做一遍就算完成了，缺乏必要的思考。有些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目雖然刪掉了實(shí)驗(yàn)步驟，規(guī)定由學(xué)生自行設(shè)計(jì)，但大多數(shù)同學(xué)從網(wǎng)上或其他途徑下載實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，使得“自行設(shè)計(jì)”這一要求流于形式。

有些基礎(chǔ)好、素質(zhì)高的同學(xué)樂(lè)于進(jìn)行探索，希望利用學(xué)到的知識(shí)解決生產(chǎn)生活中的問(wèn)題，或者參加一些競(jìng)賽，但缺乏相應(yīng)的平臺(tái)支持。

二、解決途徑

針對(duì)以上問(wèn)題，經(jīng)過(guò)認(rèn)真思考，認(rèn)為有必要從多方面入手改善目前的狀況。

1.培養(yǎng)學(xué)生對(duì)工程實(shí)踐和創(chuàng)新的興趣

偉大的科學(xué)家愛(ài)因斯坦說(shuō)過(guò)“興趣是最好的老師”，也就是說(shuō)一個(gè)人一旦對(duì)某個(gè)事物有了濃厚的興趣就會(huì)主動(dòng)去求知、去探索、去實(shí)踐。如果大學(xué)生對(duì)所學(xué)專業(yè)有了興趣，那必然會(huì)認(rèn)真學(xué)習(xí)相關(guān)的知識(shí)，老師就不必天天要求他們?nèi)W(xué)，輔導(dǎo)員的管理工作也會(huì)減少很多。他們求學(xué)的目的就會(huì)發(fā)生改變。注意力就會(huì)放到科學(xué)知識(shí)上，而不至于功利心那么強(qiáng)烈。他們知道自己需要的是什么，應(yīng)該怎樣去學(xué)，從而形成良好的個(gè)人學(xué)風(fēng)、班風(fēng)乃至校風(fēng)。如何調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，讓學(xué)生有學(xué)習(xí)的興趣和創(chuàng)新的動(dòng)力呢？

目前學(xué)校已經(jīng)在獎(jiǎng)學(xué)金評(píng)定和保送研究生方面對(duì)有創(chuàng)新能力的同學(xué)進(jìn)行了政策上的支持。但還可以從兩個(gè)方面進(jìn)一步加強(qiáng)：一是把參與工程實(shí)踐與創(chuàng)新寫入教學(xué)大綱，作為一個(gè)必修環(huán)節(jié)，以此調(diào)動(dòng)學(xué)生參與創(chuàng)新的積極性。二是加強(qiáng)創(chuàng)新活動(dòng)的宣傳與引導(dǎo)，營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍。通過(guò)對(duì)新生進(jìn)行系列教育，幫助學(xué)生樹(shù)立正確的學(xué)習(xí)觀念，把那些成功創(chuàng)新的事跡介紹給他們，讓他們崇尚學(xué)習(xí)、崇尚創(chuàng)新。在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室、專業(yè)實(shí)驗(yàn)室設(shè)置宣傳展板和展示柜，展示學(xué)生的創(chuàng)新作品，讓學(xué)生感受創(chuàng)新、認(rèn)識(shí)創(chuàng)新、勇于創(chuàng)新，而不是覺(jué)得創(chuàng)新太過(guò)深?yuàn)W或是遙不可及的事情。

2.教師教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變

改變以往以老師為主體的填鴨式教學(xué)，老師不但要傳授知識(shí)，還要引導(dǎo)學(xué)生掌握探索知識(shí)的方法。改變教學(xué)模式，可以采用“案例教學(xué)法”、“項(xiàng)目法”。[1]讓學(xué)生在案例中學(xué)習(xí)知識(shí)，這樣可以做到學(xué)以致用，將理論更快地和實(shí)踐結(jié)合起來(lái)。學(xué)生可以通過(guò)類比老師的案例自行設(shè)計(jì)方案，使他們盡快地掌握工程實(shí)踐的相關(guān)知識(shí)。教師可通過(guò)介紹本課程的最新動(dòng)態(tài)及自己的科研成果激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望，對(duì)部分能力強(qiáng)的同學(xué)鼓勵(lì)其參與老師的科研項(xiàng)目。

3.培養(yǎng)創(chuàng)新型師資隊(duì)伍

為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，首先應(yīng)該提高老師的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。師資隊(duì)伍建設(shè)的解決方案大都為“送出去、請(qǐng)進(jìn)來(lái)”。[2]即把學(xué)校的教師送出去接受企業(yè)的相關(guān)教育，把企業(yè)的教師請(qǐng)到學(xué)校來(lái)上課。

聘請(qǐng)具有工程背景、工程經(jīng)歷和工程成果的企業(yè)人員做兼職教師，可以讓學(xué)生了解更多的工程實(shí)際問(wèn)題，了解新技術(shù)、新方法的應(yīng)用情況。但企業(yè)教師跟學(xué)生呆在一起的時(shí)間畢竟很少，很多的授課和指導(dǎo)還是需要學(xué)校教師來(lái)完成。所以培養(yǎng)創(chuàng)新型的教師隊(duì)伍顯得尤為重要。這就需要把更多的教師送到企業(yè)去學(xué)習(xí)，讓他們學(xué)習(xí)企業(yè)的運(yùn)作模式，積累工程經(jīng)驗(yàn)，把企業(yè)需要解決的問(wèn)題形成創(chuàng)新項(xiàng)目，以此熏陶和培養(yǎng)創(chuàng)新型的學(xué)生。

4.開(kāi)設(shè)創(chuàng)新訓(xùn)練課，使更多的學(xué)生掌握創(chuàng)新的方法

在《世界經(jīng)濟(jì)論壇2002～2003年全球競(jìng)爭(zhēng)力報(bào)告》中，根據(jù)創(chuàng)新能力把國(guó)家分為兩大類，一類是核心創(chuàng)新國(guó)，另一類是非核心創(chuàng)新國(guó)。我國(guó)的自主創(chuàng)新能力較弱，已成為制約中國(guó)快速發(fā)展的瓶頸。高校是國(guó)家創(chuàng)新體系的重要組成部分，對(duì)提高國(guó)際的自主創(chuàng)新能力、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家肩負(fù)著培養(yǎng)人才的重大責(zé)任。[3]雖然很多大學(xué)建立了創(chuàng)新中心，但還是以個(gè)別同學(xué)參加各種競(jìng)賽為主。而創(chuàng)新是一個(gè)群眾性的活動(dòng)，應(yīng)該讓學(xué)生都接受創(chuàng)新思維的訓(xùn)練。創(chuàng)新思維是多種思維形式協(xié)調(diào)活動(dòng)的綜合性思維，可以通過(guò)創(chuàng)新思維訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。創(chuàng)新本身是一門科學(xué)，應(yīng)該開(kāi)設(shè)相關(guān)的創(chuàng)新訓(xùn)練課程，介紹相關(guān)的理論和知識(shí)，使每個(gè)人都了解創(chuàng)新的方法，塑造創(chuàng)造性人格，將自身潛在的創(chuàng)新能力挖掘出來(lái)，形成推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的巨大動(dòng)力。

5.改變現(xiàn)有實(shí)踐教學(xué)的模式，建立創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

企業(yè)希望有創(chuàng)新能力的學(xué)生進(jìn)入企業(yè)，為企業(yè)注入新的活力。校企聯(lián)合培養(yǎng)存在的問(wèn)題是在校學(xué)習(xí)的知識(shí)跟企業(yè)的生產(chǎn)差距較大，學(xué)生不能很快融入企業(yè)，最終聯(lián)合培養(yǎng)變成了參觀、走過(guò)場(chǎng)，這就失去了意義。要改善這種情況就需要在學(xué)生進(jìn)入企業(yè)學(xué)習(xí)前在學(xué)校接受更多的工程訓(xùn)練和創(chuàng)新訓(xùn)練，這就需要學(xué)校提供一個(gè)平臺(tái)來(lái)培養(yǎng)他們。學(xué)生可以在該平臺(tái)上進(jìn)行研究，鍛煉發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

很多高校已經(jīng)建立了自己的工程訓(xùn)練中心和創(chuàng)新基地，多數(shù)是針對(duì)大學(xué)生比賽設(shè)置的，比如機(jī)器人大賽、施耐德電氣大賽。參與的學(xué)生都是各專業(yè)拔尖的學(xué)生。而這些學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)需要在每門課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)上下功夫。所以如何發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室的作用、能否建立創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、能否建立合理的實(shí)踐體系就顯得非常重要。我校各個(gè)實(shí)驗(yàn)室都為此進(jìn)行了很多努力，電力電子實(shí)驗(yàn)室在這方面也進(jìn)行了探索。

電力電子實(shí)驗(yàn)室在多年的實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中經(jīng)過(guò)不斷總結(jié)，將目前的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分為3個(gè)層次：基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、提高實(shí)驗(yàn)、研究實(shí)驗(yàn)。不同層次的學(xué)生可以根據(jù)需要選擇不同層次的實(shí)驗(yàn)。

（1）基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。電力電子實(shí)驗(yàn)按照教學(xué)大綱主要包括整流、斬波、直流電機(jī)調(diào)速、SPWM逆變4個(gè)實(shí)驗(yàn)，共8個(gè)學(xué)時(shí)。實(shí)驗(yàn)采用的是浙江求是生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。這些實(shí)驗(yàn)是該課程的必修實(shí)驗(yàn)，基本上都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。為了更好地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的作用，全體任課教師重新修訂了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中提出了更多的問(wèn)題。這些問(wèn)題不但針對(duì)理論教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，還涉及到一些工程測(cè)試、設(shè)計(jì)有關(guān)的內(nèi)容。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)把理論課上不太明白的弄清楚了，他們很有成就感，對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了興趣。事實(shí)證明，現(xiàn)在學(xué)生的出勤率高了，實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量提高了，學(xué)生提問(wèn)的多了，問(wèn)題的層次也高了。

（2）提高實(shí)驗(yàn)?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)針對(duì)所有同學(xué)開(kāi)設(shè)，要求必須高質(zhì)量完成。對(duì)于那些有能力、感興趣的同學(xué)，教師們提供了提高實(shí)驗(yàn)。這類實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較復(fù)雜，涉及的問(wèn)題較多，往往需要多個(gè)實(shí)驗(yàn)箱的配合。完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)基本都在4個(gè)學(xué)時(shí)以上。比如實(shí)驗(yàn)室開(kāi)設(shè)了三相交流調(diào)壓電路、高壓直流輸電、直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)都緊貼電力系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用，受到了很多同學(xué)的歡迎。

（3）研究實(shí)驗(yàn)與研發(fā)平臺(tái)。為了給學(xué)生的創(chuàng)新活動(dòng)搭建一個(gè)平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)室建立了以下幾個(gè)平臺(tái)：

1）電力電子主回路實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。通用換流器平臺(tái)采用模塊化的設(shè)計(jì)理念，充分考慮了平臺(tái)的通用性。在該平臺(tái)上可以實(shí)現(xiàn)PWM整流、PWM逆變、DC-DC變換以及AC-AC變換等電力電子電路功能，大大提高了平臺(tái)的利用率。同時(shí)，由于采用了通用化設(shè)計(jì)，使得學(xué)生在同一個(gè)平臺(tái)上可以進(jìn)行不同階段的實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)，大大減少了學(xué)生對(duì)于新平臺(tái)的學(xué)習(xí)過(guò)程，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，同時(shí)也提高了平臺(tái)的使用效率。

2）變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和新能源發(fā)電平臺(tái)。變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn)可使學(xué)生能夠進(jìn)行電機(jī)運(yùn)行性能和電機(jī)控制的實(shí)驗(yàn)算法研究。新能源發(fā)電系統(tǒng)平臺(tái)可以進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)。學(xué)生可以根據(jù)需要搭建風(fēng)力發(fā)電或者太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)開(kāi)展相關(guān)的實(shí)驗(yàn)和研究。變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn)平臺(tái)如圖1所示。

3）電力電子控制平臺(tái)。該平臺(tái)包括基于DSP的電力電子控制平臺(tái)、基于ARM的控制平臺(tái)、基于LabVIEW的測(cè)控平臺(tái)。這三個(gè)平臺(tái)都是目前在實(shí)際工程中廣泛應(yīng)用的平臺(tái)，學(xué)生可以在這三個(gè)平臺(tái)上編寫程序、制訂控制策略，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的算法。完成高壓直流輸電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、靜止無(wú)功補(bǔ)償SVC設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)控制算法研究、雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制算法研究、交流電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)以及換流器的各種控制算法研究，配合實(shí)驗(yàn)室的主回路和測(cè)試裝置可以完成小型創(chuàng)新項(xiàng)目，這些對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力有非常大的提升，能夠使該平臺(tái)上完成實(shí)驗(yàn)的同學(xué)都具備一定的產(chǎn)品研發(fā)能力。DSP控制系統(tǒng)軟件調(diào)試界面如圖2所示。

電力電子實(shí)驗(yàn)形成了多層次、多目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的建立極大地滿足了不同層次學(xué)生學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的需要，受到了學(xué)生的喜愛(ài)，利用該平臺(tái)獲得競(jìng)賽獎(jiǎng)勵(lì)的同學(xué)越來(lái)越多。

三、總結(jié)

培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是多元化的，應(yīng)該對(duì)學(xué)生進(jìn)行全方位、立體的培養(yǎng)。在今后的教學(xué)中，還需要在教學(xué)理念、教學(xué)方法、培養(yǎng)體系和培養(yǎng)機(jī)制等方面進(jìn)行研究和探討，把教學(xué)中的各個(gè)環(huán)節(jié)做到實(shí)處，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力與創(chuàng)新人格。[4]

參考文獻(xiàn)：

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（責(zé)任編輯：王祝萍）