科技創新能力提升的OBE培養策略研究

田秋麗 劉戰合 王菁 郝愛民 張蘆

[摘 要] 為提升大學生科技創新能力，詳細分析了當前科技創新培養現狀和矛盾，結合飛行器設計過程，提出并構建了融合科技創新的OBE培養策略，基于指導教師和學生團隊相互配合，以飛行汽車和垂起飛行器為例，驗證了OBE培養策略的正確性。

[關鍵詞]OBE;科技創新;飛行器設計;互聯網+

[課題項目] 2019年河南省高等教育教學改革研究與實踐項目“‘互聯網+大賽導向下‘專思創三元融合航空特色雙創教育模式探索與實踐”（2019SJGLX594）;河南省全省大中專院校就業創業課題“新時代提升大學生實踐能力的科教融合人才培養模式探索”（JYB2019224）;鄭州航空工業管理學院教學改革研究與實踐項目“高水平學科競賽驅動‘專創融合航空特色人才培養模式改革與實踐”（2020-46）

[作者簡介] 田秋麗（1980—），女，碩士，鄭州航空工業管理學院助教（通信作者），研究方向為航空經濟;劉戰合（1977—），男，博士，鄭州航空工業管理學院副教授，研究方向為飛行器設計;王 菁（1991—），女，碩士，鄭州航空工業管理學院助教，研究方向為飛行器設計。

[中圖分類號] G645? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）35-0083-02? ? [收稿日期] 2019-10-07

一、引言

《“十三五”國家科技創新規劃》等國家發展策略已將科技創新列為創新型國家實現的重要途徑，《國家創新驅動發展戰略綱要》明確提出，把創新驅動發展作為國家的優先戰略，以科技創新為核心帶動全面創新。教育部在2018年10月提出的新高教四十條中，將高校的創新創業教育作為高校培養的核心目標之一。

現代大學是先進生產力的源發地，是實現和實施科技創新的核心平臺之一結合普通本科院校尤其是二本院校實際情況，從教學理念著手，融合學科特點，以OBE（Outcome based education，成果導向教育）為指導思想，通過鄭州航空工業管理學院科技創新活動實踐與探索，研究了以提升大學科技創新能力為目標的OBE培養策略。

二、大學生科技創新培養現狀

與雙一流或雙一流專業院校相比，大多數二本院校的學科專業在教學科研實驗平臺、教學科研實力、師資力量等方面均存在較大差距，該類學校定位為教學類型，科研上大多重視程度不夠，這一矛盾在較大程度上制約了教學改革的實施及教學效果的提高。隨著新時代教學形勢的進一步發展偏重理論教學的傳統教學方式對科研方向、科研內容、科技開發、應用等缺乏足夠認識，甚至出現教學和實際工作相背離的現象，在一定程度上剝奪了學生參與實踐的機會和能力，新高教四十條明確提出重點進行雙創教育和實踐教育培養。

對二本院校，一方面，科技創新活動較為缺乏，受限于基礎理論知識、專業知識、學科平臺、時間精力等，從事科技創新/科技開發活動的學生占比較少，且在學科交叉、專業知識理解上，有較大缺陷。另一方面，從教師角度來看，無法形成較為系統的科研團隊，與教師科研究方向密切相關，科研內容與學生基本能力、科研素養存在較大差距，較難形成吻合的科研方向。

三、以提升大學生科技創新能力為目標的OBE培養策略

對科技創新方向，采用兩種方法，一是由指導教師團隊根據學生興趣和能力，設計前瞻性、可實現的科技創新項目，并在細節上指導和跟蹤;二是學生自發組建，由指導老師團隊完善和提升。結合OBE教學培養理念，構建培養策略如下圖1。

一個完整的科技創新項目應該有完整科研或科技過程，從兩個維度來研究，結合其研究方法、研究載體等構建培養策略。

其一，從科技創新設計路線來看，包含需求牽引、項目設計、任務細化、成果產出等，一般的科研項目均有一定的需求，包含偵察、監視、投放、攻擊、物流、電力巡檢、農業植保、災情預警等，每種應用需求將會在載荷、氣動外形、結構設計上存在較大區別。需求明確后，形成載荷參數、飛行性能航程航時參數、飛行器空重、成本、動力系統等基本依據，選取或設計新概念飛行器設計方案。從細化方案和劃分方案出發，按氣動、載荷、結構、材料等細化，交由不同學生完成。設計完成后，形成新概念飛行器總體設計方案，完成制作和試飛，得到可視化研究成果。

其二，從學科角度看，科技創新項目包含專業知識、學科融合、工藝細化、新概念飛行器等過程。專業知識是基本出發點及必要條件，對飛行器設計來說，包含總體設計、空氣動力學、結構力學、結構與系統、飛行器控制等。飛行器設計具有多學科融合特點，不僅需要掌握飛行器設計知識，也需要在材料、數學分析、工藝、演講、溝通等方面有一定基礎。其次，科技創新離不開工藝設計，工藝細節多是跨學科知識，如飛行器防水問題、控制芯片制作問題等，需要事先研究好工藝細節。在研究和實施過程中，以上兩條主線相互推進和制約，需求牽引可與“互聯網+”技術手段相融合，項目設計階段本身就是多學科融合的過程，成果產出和新概念飛行器可以是形成的研究方法體系、工藝路線、實體飛行器等。

四、OBE培養策略實踐

結合上述研究內容，以飛行汽車和垂起飛行器為例開展實踐研究。1.飛行汽車項目：面向當前和未來城市交通需求，以李飛翔同學為負責人組建團隊，通過總體設計，采用汽車車體和飛行器機翼、布局綜合設計技術，考慮到車庫、地面行駛等約束，設計了可折疊機翼以節省空間，布局型式借鑒飛行穩定性優良的傳統布局，機翼采用低速翼型，提高了飛行汽車的安全性。該項目已完成初步飛行試驗。2.垂起飛行器：以學科競賽垂直起降項目為依托，由何怡君等同學負責完成，采用彎度薄翼型方案，較大弦長機翼設計為低速下大升力提供了可能，在機翼尾部設計舵面實現空中飛行控制，機身結構為桁架結構，可完成載荷精準投放，通過初步飛行試驗驗證，該款飛行器具有較強的飛行穩定性，飛行過程可控，有優秀的載荷運輸能力。

五、結論

針對二本高校本科生階段科技創新培養方法，結合國家、教育部要求，首先分析了普通高等院校科技創新培養過程的培養現狀，指出其中存在的教師科研、學生科技創新、學校載體之間的矛盾。針對以上問題，研究了結合OBE教學理念融合科技創新思想，建立了提升科技創新能力的OBE培養策略，基于飛行器設計專業詳細分析了培養策略中各環節的具體實施方法。通過飛行汽車和垂起飛行器兩個學生科技創新項目，實踐證明了文中構建的培養策略的有效性。

參考文獻

[1]耿曉偉.基于OBE理念的實踐教學體系改革——以安全工程專業為例[J].實驗技術與管理，2019（7）

[2]劉戰合，田秋麗，王曉璐，等.面向創新思維培養的大學科研活動及演化[J].長沙航空職業技術學院學報，2019（1）.

[3]劉戰合，田秋麗，王菁.高校科技活動的創新意識內涵分析——以水上無人機研究為例[J].河南教育（高教），2018（10）.

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