王志強

摘要：實施大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目是落實大學生素質教育、提高大學生實踐能力、培養(yǎng)大學生創(chuàng)新能力的有效方式。文章以指導國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目“汽車電助力轉向系統(tǒng)模擬示教平臺開發(fā)”的體會為例闡述并分析了其在提升學生創(chuàng)新能力、拓展學生學術視野以及增強學生科研創(chuàng)新意識方面的效果和意義。

關鍵詞：大學生;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練;電動助力轉向

創(chuàng)新是一個民族發(fā)展的不竭動力，大學生創(chuàng)新能力的高低更是關系到民族發(fā)展的未來。如何拓展大學生的創(chuàng)新思維，激發(fā)學生的創(chuàng)新基因，提高學生的獨立思考及實踐能力，已成為高等教育中愈加突出的難點問題。實施“大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃”的目的，就是要把課堂教育與實踐創(chuàng)新教育結合起來，提升大學生創(chuàng)新思維，強化大學生實踐能力，使其能更好地適應創(chuàng)新型社會建設發(fā)展的需要。本文以國家級大學生創(chuàng)新訓練項目“汽車電助力轉向系統(tǒng)模擬示教平臺開發(fā)”（項目編號：201510066005）的研究過程為例，探討了創(chuàng)新訓練計劃對大學生綜合素質培養(yǎng)的效果和意義。

一、項目簡介

（一）項目申請書的撰寫

我校汽車與交通學院車輛專業(yè)的大三學生利用大學生創(chuàng)新訓練計劃，針對專業(yè)課教學過程中理論知識無法與實踐認知同步結合的問題，基于半實物仿真技術，設計了汽車電動助力轉向系統(tǒng)的模擬示教平臺，制作了電助力轉向系統(tǒng)模擬器，用以模擬汽車行駛時產(chǎn)生的助力相關汽車狀態(tài)信號，并在上位機上將助力過程與效果進行仿真示教演示。該系統(tǒng)能夠對電動助力轉向系統(tǒng)的結構功能與運行效果進行直觀演示，并能夠根據(jù)課程需求進行相應的故障診斷實訓，使學生能更加直觀地了解電動助力轉向的工作原理及結構組成，并主觀感受各工況下的助力效果及核驗客觀數(shù)據(jù)正確與否，利于教學效果的提高。

項目成員通過搜集國內外汽車電動助力系統(tǒng)的發(fā)展狀況以及主要技術參數(shù)，了解項目的研究背景，確定項目的研究內容和創(chuàng)新點，提出切實可行的研究方法、技術路線以及實施方案，獨立撰寫了大學生創(chuàng)新訓練計劃的項目申報書。在這個過程中，項目成員加深了對課題的認識，提煉出了較為清晰的邏輯思路，深化了對團隊協(xié)作精神的理解，同時科研寫作能力也得到了較好的培養(yǎng)。

（二）機械結構設計實現(xiàn)

根據(jù)教學演示系統(tǒng)的專業(yè)準確性需求，項目組成員必須模擬實際車輛結構布局，測量好零部件間距及尺寸，設計繪制臺架圖紙，制作并組裝臺架。由于電動助力轉向系統(tǒng)整體結構中功能部件較多，需要調研參考實際車輛中的助力系統(tǒng)部件，選擇合適的型號以及機械連接方式，同時，由于教學演示系統(tǒng)操作友好性等方面的需求，需要設計或者選擇部分零部件代替實際車輛中的相關機械結構。

在機械結構設計實現(xiàn)過程中，學生需要投入大量的精力進行設計、制作以及組裝機械臺架，一方面根據(jù)課堂學習過的汽車構造等相關知識，查閱大量參考文獻，確定機械結構方案;另一方面，自學三維繪圖軟件CATIA的標準化使用，并根據(jù)項目功能需求，設計繪制三維結構圖。此過程鍛煉了項目成員堅持不懈的精神，增強了成員科學管理時間的能力，培養(yǎng)了其科研思維。

（三）電控模塊設計

根據(jù)系統(tǒng)的完整性要求，在機械結構基礎上仍需要進行電控模塊的設計制作，電控系統(tǒng)的精準性是本創(chuàng)新項目的難點之一。首先，需要項目組成員對電動助力轉向系統(tǒng)的控制過程具有比較深入的理解，通過對電動助力轉向系統(tǒng)功能與平臺教學需求的結合，選取合適的控制策略以及模擬電路。其次，需要學生對相應的專業(yè)工具應用比較熟練，如使用Protel軟件進行電路原理圖設計及利用單片機編程實現(xiàn)控制策略;再次，電控功能是軟硬件功能結合的產(chǎn)物，它的實現(xiàn)需要成員分工合作完成，在此過程中會出現(xiàn)有意見分歧和進度不協(xié)調等問題，這需要成員間對項目方案以及進度進行充分溝通。這些問題的解決，不但強化了學生的科研能力，而且增進了學生的團隊合作意識，也培養(yǎng)了學生嚴謹細致、不斷探索的科研精神。

（四）上位機演示模塊設計

上位機演示系統(tǒng)是整個教學演示平臺的基礎。在研發(fā)初期，由于學生對上位機的功能認識不足，采取的是240×128點陣型液晶顯示模塊。此實現(xiàn)形式雖然結構簡單，但界面無法完全滿足教學演示的功能需求。針對這一問題，項目組成員通過自我學習和請教專業(yè)教師，在充分論證可行性的基礎上，改用LabView軟件自主設計上位機界面，實現(xiàn)了結構原理動態(tài)演示、故障診斷以及控制曲線實時繪制等多種功能，突出了項目的創(chuàng)新性特點，提升了教學效果。在此過程中，項目組成員的獨立思考以及邏輯分析能力得到了顯著提升，創(chuàng)新思維得到了強化。

（五）系統(tǒng)整體調試

汽車電助力轉向系統(tǒng)模擬示教平臺作為一個整體系統(tǒng)，在完成機械結構設計、電路設計以及控制策略編程的基礎上，還要進行系統(tǒng)整體聯(lián)合調試，這是實現(xiàn)系統(tǒng)正常功能的重要保障。在調試過程中，會遇到多方面的問題，如控制精度不足、數(shù)據(jù)通訊實時性不好等，很多問題無法由某個成員獨立完成，需要多個成員之間合作解決。因此，成員在調試功能和解決問題的過程中極大鍛煉了其發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，提升了團隊合作意識，增強了創(chuàng)新思維。

二、效果和意義

經(jīng)過一年的緊張研發(fā)，本項目順利完成，研究成果達到了預期目標，并且項目組成員綜合能力得到了提升，并利用研究結果撰寫并發(fā)表論文一篇（《電動助力轉向系統(tǒng)扭矩信號采集模塊設計》）。部分項目組成員也以優(yōu)秀的成績考上了研究生，項目的實施取得了較好的效果。

（一）學生的理論聯(lián)系實踐能力得到提高，初步掌握了正確的科研思路和方法

通過項目的實施，項目組成員能夠將課堂上所學的理論知識有機融合到項目實際需求中。參加項目之前，學生學到的只是純理論知識，對相對應的實踐技能以及解決問題的方法掌握不足，遇到實際問題時無從下手。比如，如何選擇性價比最佳的芯片，如何設計符合實際功能要求的機械結構，如何設計具有友好界面的上位機平臺等一系列問題。雖然學校開設了汽車理論、汽車電子控制技術等專業(yè)課程，但是正確運用所學理論知識分析解決實際問題，對于學生而言仍然具有不小的難度。為了克服困難，項目組成員認真觀察學習，遇到問題后，積極查閱國內外相關文獻，尋找解決問題的方案，在指導教師的引導和鼓勵下，學生能夠沿著合適的研究思路分析問題和解決問題，這不僅使學生解決實際問題的能力得到了提高，而且極大地調動了學生創(chuàng)新的積極性，鍛煉了學生獨立思考問題、分析問題以及解決問題的能力，有利于幫助學生掌握正確的科研思路和方法，激勵學生在科研道路上不斷探索。

項目實施過程不僅提升了學生理論聯(lián)系實踐的能力，而且培養(yǎng)了學生的邏輯思維能力。項目結題階段，項目組成員需要整理實驗數(shù)據(jù)，對實驗結果進行分析論證，制作答辯PPT以及撰寫結題報告等工作，這進一步增強了他們邏輯分析和解決實際問題的能力，為其就業(yè)后更好的符合崗位需求奠定了基礎。

（二）學生的團隊協(xié)作意識有所增強

本創(chuàng)新項目內容涉及到機械結構制作、電路設計、軟件編程以及功能調試等多個方面，一個人難以獨立完成全部工作，需要每位項目組成員分工合作完成。每位項目組成員需要合理安排科研與學習的時間，甚至利用周末和寒暑假來完成部分實驗，還要對遇到的問題進行積極溝通，互相協(xié)調。在這個過程中，學生學會了科學管理時間以及與他人協(xié)作共同處理遇到的問題，提升了團隊意識，這對學生適應未來職場發(fā)展是很有必要的。

（三）學生的學術視野得到開拓

本項目電動助力轉向系統(tǒng)的技術基礎是汽車結構，但其教學演示平臺的對象是職教學生，因此在項目實施過程中，學生不但要按照功能需求進行系統(tǒng)功能設計與實現(xiàn)，同時還要查閱大量文獻資料，調研國內外汽車行業(yè)以及教育行業(yè)中的前沿學術動態(tài)，使得所設計的教學演示平臺能夠在更加符合實際車輛功能的同時，更加滿足教育的實際需求，并且所使用的技術手段不會在短時間內被行業(yè)淘汰。這個過程中學生的學術視野得到了充分的拓展和加深，為以后繼續(xù)深造打下了良好的基礎。

同時，項目成員通過與指導教師定期交流，提升了科研經(jīng)驗，而且從深度和廣度上增強了學術積淀。平時課堂上，學生與教師的交流以書本理論知識為主，科研實踐方法涉及相對較少，大學生創(chuàng)新訓練計劃為師生之間進行更深層次的科研交流提供了較好的平臺，能更好地引導學生了解行業(yè)的前沿知識。

三、結語

大學生創(chuàng)新訓練項目的實施，提升了學生理論聯(lián)系實踐的能力，增強了學生的科研創(chuàng)新意識，拓展了學生的學術視野，鍛煉了學生獨立分析解決問題的能力，培養(yǎng)了學生的團隊協(xié)作精神?！芭d趣驅動、自主實驗、重在過程”的大學生創(chuàng)新訓練項目對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，提升其綜合能力和推動我國創(chuàng)新型社會的建設將起到重要作用。

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編輯/宋宇