大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目在素質(zhì)培養(yǎng)方面的思考

王志強(qiáng)

摘要：實(shí)施大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目是落實(shí)大學(xué)生素質(zhì)教育、提高大學(xué)生實(shí)踐能力、培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的有效方式。文章以指導(dǎo)國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目“汽車電助力轉(zhuǎn)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(xué)生創(chuàng)新能力、拓展學(xué)生學(xué)術(shù)視野以及增強(qiáng)學(xué)生科研創(chuàng)新意識方面的效果和意義。

關(guān)鍵詞：大學(xué)生;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練;電動助力轉(zhuǎn)向

創(chuàng)新是一個(gè)民族發(fā)展的不竭動力，大學(xué)生創(chuàng)新能力的高低更是關(guān)系到民族發(fā)展的未來。如何拓展大學(xué)生的創(chuàng)新思維，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新基因，提高學(xué)生的獨(dú)立思考及實(shí)踐能力，已成為高等教育中愈加突出的難點(diǎn)問題。實(shí)施“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”的目的，就是要把課堂教育與實(shí)踐創(chuàng)新教育結(jié)合起來，提升大學(xué)生創(chuàng)新思維，強(qiáng)化大學(xué)生實(shí)踐能力，使其能更好地適應(yīng)創(chuàng)新型社會建設(shè)發(fā)展的需要。本文以國家級大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目“汽車電助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模擬示教平臺開發(fā)”（項(xiàng)目編號：201510066005）的研究過程為例，探討了創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃對大學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)的效果和意義。

一、項(xiàng)目簡介

（一）項(xiàng)目申請書的撰寫

我校汽車與交通學(xué)院車輛專業(yè)的大三學(xué)生利用大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃，針對專業(yè)課教學(xué)過程中理論知識無法與實(shí)踐認(rèn)知同步結(jié)合的問題，基于半實(shí)物仿真技術(shù)，設(shè)計(jì)了汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的模擬示教平臺，制作了電助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模擬器，用以模擬汽車行駛時(shí)產(chǎn)生的助力相關(guān)汽車狀態(tài)信號，并在上位機(jī)上將助力過程與效果進(jìn)行仿真示教演示。該系統(tǒng)能夠?qū)﹄妱又D(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能與運(yùn)行效果進(jìn)行直觀演示，并能夠根據(jù)課程需求進(jìn)行相應(yīng)的故障診斷實(shí)訓(xùn)，使學(xué)生能更加直觀地了解電動助力轉(zhuǎn)向的工作原理及結(jié)構(gòu)組成，并主觀感受各工況下的助力效果及核驗(yàn)客觀數(shù)據(jù)正確與否，利于教學(xué)效果的提高。

項(xiàng)目成員通過搜集國內(nèi)外汽車電動助力系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r以及主要技術(shù)參數(shù)，了解項(xiàng)目的研究背景，確定項(xiàng)目的研究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)，提出切實(shí)可行的研究方法、技術(shù)路線以及實(shí)施方案，獨(dú)立撰寫了大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃的項(xiàng)目申報(bào)書。在這個(gè)過程中，項(xiàng)目成員加深了對課題的認(rèn)識，提煉出了較為清晰的邏輯思路，深化了對團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神的理解，同時(shí)科研寫作能力也得到了較好的培養(yǎng)。

（二）機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

根據(jù)教學(xué)演示系統(tǒng)的專業(yè)準(zhǔn)確性需求，項(xiàng)目組成員必須模擬實(shí)際車輛結(jié)構(gòu)布局，測量好零部件間距及尺寸，設(shè)計(jì)繪制臺架圖紙，制作并組裝臺架。由于電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)中功能部件較多，需要調(diào)研參考實(shí)際車輛中的助力系統(tǒng)部件，選擇合適的型號以及機(jī)械連接方式，同時(shí)，由于教學(xué)演示系統(tǒng)操作友好性等方面的需求，需要設(shè)計(jì)或者選擇部分零部件代替實(shí)際車輛中的相關(guān)機(jī)械結(jié)構(gòu)。

在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過程中，學(xué)生需要投入大量的精力進(jìn)行設(shè)計(jì)、制作以及組裝機(jī)械臺架，一方面根據(jù)課堂學(xué)習(xí)過的汽車構(gòu)造等相關(guān)知識，查閱大量參考文獻(xiàn)，確定機(jī)械結(jié)構(gòu)方案;另一方面，自學(xué)三維繪圖軟件CATIA的標(biāo)準(zhǔn)化使用，并根據(jù)項(xiàng)目功能需求，設(shè)計(jì)繪制三維結(jié)構(gòu)圖。此過程鍛煉了項(xiàng)目成員堅(jiān)持不懈的精神，增強(qiáng)了成員科學(xué)管理時(shí)間的能力，培養(yǎng)了其科研思維。

（三）電控模塊設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)的完整性要求，在機(jī)械結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上仍需要進(jìn)行電控模塊的設(shè)計(jì)制作，電控系統(tǒng)的精準(zhǔn)性是本創(chuàng)新項(xiàng)目的難點(diǎn)之一。首先，需要項(xiàng)目組成員對電動助力轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向系統(tǒng)功能與平臺教學(xué)需求的結(jié)合，選取合適的控制策略以及模擬電路。其次，需要學(xué)生對相應(yīng)的專業(yè)工具應(yīng)用比較熟練，如使用Protel軟件進(jìn)行電路原理圖設(shè)計(jì)及利用單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)控制策略;再次，電控功能是軟硬件功能結(jié)合的產(chǎn)物，它的實(shí)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(jìn)度不協(xié)調(diào)等問題，這需要成員間對項(xiàng)目方案以及進(jìn)度進(jìn)行充分溝通。這些問題的解決，不但強(qiáng)化了學(xué)生的科研能力，而且增進(jìn)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識，也培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、不斷探索的科研精神。

（四）上位機(jī)演示模塊設(shè)計(jì)

上位機(jī)演示系統(tǒng)是整個(gè)教學(xué)演示平臺的基礎(chǔ)。在研發(fā)初期，由于學(xué)生對上位機(jī)的功能認(rèn)識不足，采取的是240×128點(diǎn)陣型液晶顯示模塊。此實(shí)現(xiàn)形式雖然結(jié)構(gòu)簡單，但界面無法完全滿足教學(xué)演示的功能需求。針對這一問題，項(xiàng)目組成員通過自我學(xué)習(xí)和請教專業(yè)教師，在充分論證可行性的基礎(chǔ)上，改用LabView軟件自主設(shè)計(jì)上位機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)原理動態(tài)演示、故障診斷以及控制曲線實(shí)時(shí)繪制等多種功能，突出了項(xiàng)目的創(chuàng)新性特點(diǎn)，提升了教學(xué)效果。在此過程中，項(xiàng)目組成員的獨(dú)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(qiáng)化。

（五）系統(tǒng)整體調(diào)試

汽車電助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模擬示教平臺作為一個(gè)整體系統(tǒng)，在完成機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)以及控制策略編程的基礎(chǔ)上，還要進(jìn)行系統(tǒng)整體聯(lián)合調(diào)試，這是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)正常功能的重要保障。在調(diào)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(shí)時(shí)性不好等，很多問題無法由某個(gè)成員獨(dú)立完成，需要多個(gè)成員之間合作解決。因此，成員在調(diào)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(tuán)隊(duì)合作意識，增強(qiáng)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(xiàng)目順利完成，研究成果達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，并且項(xiàng)目組成員綜合能力得到了提升，并利用研究結(jié)果撰寫并發(fā)表論文一篇（《電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)扭矩信號采集模塊設(shè)計(jì)》）。部分項(xiàng)目組成員也以優(yōu)秀的成績考上了研究生，項(xiàng)目的實(shí)施取得了較好的效果。

（一）學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)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(xiàng)目的實(shí)施，項(xiàng)目組成員能夠?qū)⒄n堂上所學(xué)的理論知識有機(jī)融合到項(xiàng)目實(shí)際需求中。參加項(xiàng)目之前，學(xué)生學(xué)到的只是純理論知識，對相對應(yīng)的實(shí)踐技能以及解決問題的方法掌握不足，遇到實(shí)際問題時(shí)無從下手。比如，如何選擇性價(jià)比最佳的芯片，如何設(shè)計(jì)符合實(shí)際功能要求的機(jī)械結(jié)構(gòu)，如何設(shè)計(jì)具有友好界面的上位機(jī)平臺等一系列問題。雖然學(xué)校開設(shè)了汽車?yán)碚摗⑵囯娮涌刂萍夹g(shù)等專業(yè)課程，但是正確運(yùn)用所學(xué)理論知識分析解決實(shí)際問題，對于學(xué)生而言仍然具有不小的難度。為了克服困難，項(xiàng)目組成員認(rèn)真觀察學(xué)習(xí)，遇到問題后，積極查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，尋找解決問題的方案，在指導(dǎo)教師的引導(dǎo)和鼓勵(lì)下，學(xué)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(xué)生解決實(shí)際問題的能力得到了提高，而且極大地調(diào)動了學(xué)生創(chuàng)新的積極性，鍛煉了學(xué)生獨(dú)立思考問題、分析問題以及解決問題的能力，有利于幫助學(xué)生掌握正確的科研思路和方法，激勵(lì)學(xué)生在科研道路上不斷探索。

項(xiàng)目實(shí)施過程不僅提升了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的能力，而且培養(yǎng)了學(xué)生的邏輯思維能力。項(xiàng)目結(jié)題階段，項(xiàng)目組成員需要整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析論證，制作答辯PPT以及撰寫結(jié)題報(bào)告等工作，這進(jìn)一步增強(qiáng)了他們邏輯分析和解決實(shí)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(chǔ)。

（二）學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識有所增強(qiáng)

本創(chuàng)新項(xiàng)目內(nèi)容涉及到機(jī)械結(jié)構(gòu)制作、電路設(shè)計(jì)、軟件編程以及功能調(diào)試等多個(gè)方面，一個(gè)人難以獨(dú)立完成全部工作，需要每位項(xiàng)目組成員分工合作完成。每位項(xiàng)目組成員需要合理安排科研與學(xué)習(xí)的時(shí)間，甚至利用周末和寒暑假來完成部分實(shí)驗(yàn)，還要對遇到的問題進(jìn)行積極溝通，互相協(xié)調(diào)。在這個(gè)過程中，學(xué)生學(xué)會了科學(xué)管理時(shí)間以及與他人協(xié)作共同處理遇到的問題，提升了團(tuán)隊(duì)意識，這對學(xué)生適應(yīng)未來職場發(fā)展是很有必要的。

（三）學(xué)生的學(xué)術(shù)視野得到開拓

本項(xiàng)目電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)是汽車結(jié)構(gòu)，但其教學(xué)演示平臺的對象是職教學(xué)生，因此在項(xiàng)目實(shí)施過程中，學(xué)生不但要按照功能需求進(jìn)行系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，同時(shí)還要查閱大量文獻(xiàn)資料，調(diào)研國內(nèi)外汽車行業(yè)以及教育行業(yè)中的前沿學(xué)術(shù)動態(tài)，使得所設(shè)計(jì)的教學(xué)演示平臺能夠在更加符合實(shí)際車輛功能的同時(shí)，更加滿足教育的實(shí)際需求，并且所使用的技術(shù)手段不會在短時(shí)間內(nèi)被行業(yè)淘汰。這個(gè)過程中學(xué)生的學(xué)術(shù)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(chǔ)。

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

三、結(jié)語

大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目的實(shí)施，提升了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的能力，增強(qiáng)了學(xué)生的科研創(chuàng)新意識，拓展了學(xué)生的學(xué)術(shù)視野，鍛煉了學(xué)生獨(dú)立分析解決問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。“興趣驅(qū)動、自主實(shí)驗(yàn)、重在過程”的大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目對培養(yǎng)學(xué)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(shè)將起到重要作用。

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編輯/宋宇