工程結構物理模型仿真方法課程創新教育的研究

徐強 陳健云 李靜 范書立

摘要：本文對本科生課程“工程結構物理模型仿真方法”創新教育進行了研究。結合創新實踐教育理論和教育實踐的相關問題，對在創新實踐班學習過程中學生需要具備的創新能力進行深刻分析，并采用實證數據計算并得到創新能力的權重及離散型；并以此為研究基礎，針對作者教授的創新實踐班課程“工程結構物理模型仿真方法”，開展創新實踐課程的教學設計的實踐內容。本文的成果將豐富本科生創新實踐教育的研究。

關鍵詞：創新教育；創新能力；權重；離散；教學設計

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）46-0142-02

近年來，創新教育理論逐漸走入國內高等教育領域內并且影響不斷擴大，很多高校采用多種途徑和方式對人才培養模式（重點針對本科生的培養模式改革與創新）進行改革。近二十年以來，大連理工大學深入開展了創新教育、創新人才培養。2000年，在“理工科大學生創新教育體系及其實踐基地建設”國家級重大教改項目的基礎上，創新教育實踐機構——大學生創新院正式組織成立，同時開辦了創新實踐班用以推動拔尖創新人才的培養。

目前，有很多學者對創新實踐班的各方面模式方法進行了研究。朱敏等[1]通過創新實踐班和普通學院學生的對比，提出應從培養方案、教學方法、學者型教師配備、教學評價等多方面對實驗班加以改革。王平等[2]針對創新實踐班，嘗試引導學生自主地發現問題、分析問題和解決問題。在此基礎上，主動學習、主動思考和主動實踐。經過以上訓練達到積累知識、培養能力和提高素質的教學目標。董雪玲和姜浩[3]探索了大學化學創新實踐班的創新教學的基本思路。譚德新等[4]探析了大學創新實踐班的培養模式。高桂娟和蘇洋[5]針對大學生創業能力的關鍵要素，提出完善大學生創新實踐班的相關建議。

由此可見，將分段式教學、模塊化教學、任務型教學、情景化教學、自主學習、合作學習、小組學習等一些先進的教學理論、學習理論與“創新實踐班”的教學過程、教學內容、教學環境、教學對象相結合，在理論與實踐兩方面開展的教學研究，還有待于突破，還不夠充分，還有很大的空間可以提高。本文作者從創新實踐班存在的問題入手，深刻分析創新實踐班需要學生具備的創新能力；并以此為研究目的，針對作者教授的創新實踐班課程“工程結構物理模型仿真方法”展開創新教育的研究。

一、創新教育存在的問題

在目前和今后，用人單位都十分注重學生對模型試驗技術和有限元數值分析的能力。但是，隨著經濟社會發展和用人單位的需求變化，院校的人才培養模式和教學質量已不能滿足用人單位的需求。課程教學的兩個方面——“教”與“學”都需要進一步改進，才能實現培養技術應用型人才這一目標。

從學生方面看，學習理論知識，死記硬背，似懂非懂，不知真實項目如何操作，所學知識不知能否用于實際工程中。加上學習習慣不夠、方法欠缺、自覺性差，普遍感到學習的理論用于設計院的實際項目計算中有一定的困難。用設計院的實際項目圖紙考察學生能力時，也發現學生的識圖能力、判斷能力較差。不會使用所學知識解決實際問題，無法用于項目實踐。盡管加強了實踐教學，卻往往限于簡單模仿。對于實踐問題，還不能有效應用理論知識加以解決。不能完成結果分析、編輯乃至項目報告的撰寫等工作。很多學生都是從家庭到學校、學校到學校，對社會的了解不夠深入，從而影響對改革開放的艱巨性、復雜性的認識。在中小學應試教育的影響下，學生重視理論，但是動手能力不強，實踐能力不足，而且獨生子女普遍存在人際交往能力、組織協調能力差的特點。高校也存在實驗、學習、實踐不足的問題，在經費、時間、人數及深度上仍需進一步投入。

從教師方面看，由于日常工作壓力較大，學生課堂反映不積極等主客觀條件的制約，教學方法、教材內容以及課程教案的設計上仍然需要教師進一步改進。在教學方面，學校對培養創新能力的認識不足，還沒有意識到市場對人才需求的變化；有的教師把技能的培養狹隘地理解為科技創新能力的培養，從而造成了學生判斷能力較差，動手能力差，無法用于項目實踐。

二、創新實踐班教育需要培養學生的創新能力

創新實踐班教育的主體是學生。學生創新實踐能力主要包括基本的學習能力、實踐動手能力、創新思維、團隊協作能力等，這些能力之間并不是獨立存在的。創新實踐班教育應在學生的自主學習能力、獲取信息、觀察和分析、學習及創新實踐技巧等方面的培養上投注資源和精力。學生的這些能力在創新實踐班教育中都是比較重要的。

三、工程結構物理模型仿真方法課程的創新能力教育設計

本文針對本科生創新實踐班的課程“工程結構物理模型仿真方法”建立了一套嚴格的科研項目和實驗設計管理辦法，整體課程的創新能力教育設計。具體實施計劃為：

創新實踐班的“工程結構物理模型仿真方法”課程，為了加強對學生的管理和學習引導，設計實行導師—研究生—本科生的梯隊導師制。將班級學生7～9名作為一組，每組配有1～2名研究生，從而組成創新團隊。對社會需求比較多的領域進行深入研究，結合團隊成員的特點，實現優質知識共享。作為導師，通過對學生的學業指導（從班級項目、科研課題、實際工程項目角度進行指導，同時對學生進行基礎輔導和競賽指導），對學生培養的全過程進行跟蹤，從而提升學生創新能力。

通過從選題、文獻資料查閱、申報書撰寫、項目跟蹤、結題等過程的訓練，達到發揮學生的個性，激發青年學生內在的創造潛能和進取精神的目標。在實踐環節中，通過讓學生提出問題、分析問題、獨立設計和解決問題，培養工程意識和創新能力等綜合素質。

通過采用學科前沿講座、國外公開課程學習、素質拓展專項訓練、經典著作閱讀等多種形式相結合，從而達到拓展學生視野，熏陶學生科學和人文素養，培養學生的團隊協作精神和社會責任感的目標。

創新實踐班的課程“工程結構物理模型仿真方法”通過把班級管理的主動權交給學生，任課教師只需加以規范和引導的方式形成學生開放式自我管理模式。通過這種模式提升學生的主動性，鍛煉學生的協調、組織、溝通等能力。

通過網絡平臺（QQ群、微信群等）聯系國內外學習和工作的新老校友，學生通過他們了解當前企業的迫切需求，探討當前工程的技術難題，學習前沿知識，分享成功人士的經驗和體會。通過以上活動使學生與社會緊密接觸，從而使學生增長社會知識，拓寬學生的視野。

四、總結

本文從創新實踐班創新教育存在的教育理論和教育實踐脫節的問題入手，深刻分析創新實踐班需要學生具備的創新能力，采用實證數據計算并得到哪些創新能力需要重點培養；并以此為研究目的，針對作者教授的創新實踐班課程“工程結構物理模型仿真方法”展開創新教育的實踐設計，設計了創新實踐課程的課程實踐內容。

參考文獻：

[1]朱敏，鄧莉，高蓓蕾，魏亞.拔尖創新實驗班學生的學習投入情況研究——基于某高校CCSS項目數據的分析[J].南京理工大學學報（社會科學版），2016，29（5）：75-80.

[2]王平，李慧奇，安勃，苑東偉.創新實驗班“工程電磁場”課程教學改革[J].中國電力教育，2012，（27）：61-62.

[3]董雪玲，姜浩.創新實驗班大學化學課程的創新教學實踐[J].大學化學，2016，31（4）：28-32.

[4]譚德新，王艷麗，劉寧寧，等.大學創新實驗班培養模式探析[J].皖西學院學報，2014，30（5）：124-127.

[5]高桂娟，蘇洋.大學生創業能力的構成：概念與實證[J].高教發展與評估，2013，29（3）：27-34.