車輛工程專業面向創新能力培養的教改策略研究和實踐

周韶澤 李婭娜

摘?要：針對車輛工程領域中本科學生創新能力提升的需求，本文提出了車輛工程專業面向創新能力培養的教改策略。該策略集中于創新意識的培育、目標導向的創新設計、跨學科的整合應用、實踐與理論的結合和成果的保護與激勵五個核心方面，涵蓋了教學開始、進行與結束的全過程。實踐結果證明，這些策略有效地提升了學生的創新思維和實踐技能。本文的研究成果不僅為車輛工程及相近專業的創新能力培養提供了有價值的參考，同時也為教育模式創新提供了新的視角。

關鍵詞：創新思維培養；目的導向；高等教育改革

在全球化加速和技術快速進步的當代，創新已成為推動社會進步和經濟增長的關鍵力量。軌道車輛工程領域向智能化、綠色化和網絡化技術發展，對工程技術人才的創新能力提出了更高的要求。在這樣的背景下，探索和分析有效的教學方法，以培養車輛工程專業學生的創新能力，成為教育改革的重要議題。

黨的二十大報告強調了教育、科技、人才在建設社會主義現代化國家中的基礎性、戰略性支撐作用，并指出高校需主動服務于國家戰略需求和行業企業的需求。在此框架內，激發大學生的創新思維和培養其創新能力變得尤為重要［1］。

在大學教育的背景下，激發學生的創新思維和培養其創新能力是創新教育的核心。通過采用目標導向教育OBE（OutcomeBased?Education）理念結合CDIO（ConceiveDesignImplementOperate）和LBL（LectureBased?Learning）教學模式，吳紅梅等人強化了教學內容的整合、在線課程平臺的建設和課程設計的推進，旨在提升學生的理論知識、實踐能力、知識應用能力和創新能力［2］。張鐵成討論了“創造性思維與創新方法”課程的混合教學改革與實踐，重點是通過線上線下混合式教學活動，結合翻轉課堂和現代信息技術，提高學生的創新精神和能力［3］。李剛討論了新工科背景下車輛工程專業人才培養體系的研究與實踐，強調了實踐教學的重要性和校企合作的深化［4］。鄒平研究了服裝專業卓越人才培養的方法和實踐，重點在于建立一個多維的培養模式，結合理論教學與實踐活動，以及創新與創業訓練［5］。李丹提出將勞動理論教育與實踐結合，勞動教育與創新創業教育相結合，并通過師資和平臺資源共享來促進學生職業能力提升和專業技能發展［6］。

盡管已有眾多研究關注創新能力的培養，但如何將這些理論和方法有效地融入車輛工程專業的本科教育體系中，特別是在適應中國高等教育環境的情況下，仍然是一個值得深入探討的問題。本研究提出的教學改革策略，包括覆蓋教學全過程的面向創新能力培養的教改策略，目的是進一步培養本科學生的創新能力。通過實施這些教學方法，期望能夠培養出既能適應未來社會發展需求，又具有高素質的創新型學術研究和工程技術人才。

1?存在問題分析

在探索車輛工程專業教育改革策略的過程中，目前面臨多項挑戰。這些挑戰主要包括：

1.1?課程教學中缺乏創新能力培養

盡管專業課程旨在為學生提供廣泛的理論與技術知識，當前的課程設置仍主要集中于傳統的知識傳授，而如何在課程教學中增強學生的創新能力則涉及很少。雖然在課外引進了創新與創業項目，但這些活動與課程之間的銜接不足，缺少統一的規劃，導致學生難以充分使用課堂上的知識進行創新。

1.2?學生創新積極性不足

由于創新引導的不足、支持性學習環境缺乏、自我探索機會有限以及對創新成果認可與獎勵的缺失，削弱了學生在創新方面的動力和滿足感。教師在課堂上往往過于強調知識的傳授，而忽視了對學生創新思維的培養。這使得學生在面對新的問題和挑戰時，往往缺乏獨立思考和解決問題的能力。由于課業負擔重，學生往往沒有足夠的時間和空間進行自我探索和實踐，在實際操作中缺乏經驗，對創新的理解和應用能力有限。

1.3?學生獨立思考和跨學科創新能力需提升

雖然學生通過參與研究項目和競賽積累了實踐經驗，但在課程知識到實際應用的轉化過程中，仍需在理解的深度與廣度上獲得更多支持。學生在理解課程知識時，往往只停留在表面層次，缺乏對知識背后的深層理解，他們在將課程知識應用到實際問題時，往往無法做出有效的判斷和決策。另外學生局限于單一學科，缺乏跨學科的視野。這使得他們在面對復雜的實際問題時，往往無法進行有效的跨學科創新。

1.4?有限的教學時間內整合創新能力培養

在保障教學基本質量的同時充實學生的創新實踐能力，需在緊湊的教學計劃中加入創新內容，這對于遵循傳統教學模式的教師而言是個難題，限制了學生創新思維和技能的拓展。

為了適應中國高等教育發展的需求，針對上述問題開展創新教育改革的研究顯得尤為關鍵。教育改革研究應專注于引入更多的創新教學方法和實踐活動，使學生在未來的職業和研究中能夠更有效地面對挑戰。

2?教學改革策略

面向創新能力培養的教學改革的重點在于基于掌握課程基礎知識上，加入激發學生的創新思維的內容并提升其創新能力。對于軌道車輛工程專業而言，其未來發展將更加重視智能化、綠色化及環保，本文提出的教學改革策略覆蓋課程的起始、進行與結束各階段，圍繞以下幾個關鍵方面展開。

2.1?課程起始階段

創新意識的培育：課程開始時，引入創新意識的培育。從課程開始就引導學生進行文獻查閱和創新構思，詳細講解本課程的發展歷程、現狀及未來趨勢，說明創新設計的迭代過程和知識產權保護的重要性。這一過程旨在全面啟發學生理解創新的全過程，同時強調創新的價值所在。

2.2?課程進行階段

課程進行階段加入目的導向的創新設計、跨學科技術的整合應用和實踐與理論的結合三方面內容。

目的導向的創新設計：依托車輛工程專業的特點，具體化創新概念。提出目標明確的創新設計課題，如自動駕駛列車、列車物聯網系統等，鼓勵學生基于所學知識進行自主探索和設計實施，以此培養自主創新能力。

跨學科技術的整合應用：推動跨學科技術的融合應用，鼓勵學生結合工業互聯網、人工智能與物聯網等新興技術，進行團隊合作，創造創新的軌道車輛設計，提高學習動機，為其未來職業打下堅實基礎。

實踐與理論的結合：結合課程核心知識點，利用學校創新平臺和講解已有案例，拓寬學生的視野。通過實際案例分析和項目實踐，加深學生對專業知識在實際創新和創業中的應用理解。

2.3?課程總結階段

創新成果的保護與激勵：為提升學生的創新積極性，建立支持性學習環境，包含創新成果的認可與獎勵，依托學校創新創業平臺，提供自我探索和實驗機會。教育學生知識產權保護的重要性，并通過實踐活動，體驗從創新設計到發表學術論文和申請專利的全過程。這些策略不僅有助于提高學生的問題發現、歸納、解決及應用的綜合創新能力，對于就業、考研和創業也具有實用價值，提升學生的成就感和滿足感。

通過實施這些教學改革策略，培育具有創新意識和實踐能力的軌道車輛工程專業人才，使其能夠有效應用知識解決實際問題。

3?教學改革實施

結合了本文所提出的方法，以車輛工程“列車總線控制基礎”課程為例進行實踐，實施了兩個學期的課程教學改革。在掌握本門課程知識基礎上，通過增加一些具體的實施措施，在多個環節上關注提升學生的創新能力和實踐技能的培養，如鼓勵學生掌握查閱文獻、創新立意、迭代創新設計以及知識產權保護的能力。將創新內容作為課后作業布置給學生，然后將該作業在課堂上講解和討論。作業評價作為該課程平時成績的一部分。

3.1?創新意識與能力培養

在“列車總線控制基礎”課程開始的緒論中，課程教學融入創新教育元素，鼓勵學生掌握查閱文獻和創新立意能力。在緒論完成后，布置學生完成一項與當前列車總線技術趨勢相關的研究項目報告，如分析工業互聯網、無線網絡在軌道車輛列車總線中的應用可能性報告，由新技術激發學生好奇心，自主查找資料彌補基礎知識缺陷。

3.2?目的導向的創新設計

在課程進行中，在重要章節完成后，比如列車總線現用網絡技術和基本理論原理講述完畢后，為了啟發學生創新思維，進一步貼近軌道車輛專業的前沿發展，布置設計和實施基于實際問題的“微創新”課題。例如，提出“列車工業互聯網控制系統設計”“無線列車網絡控制設計”和“物聯網高速列車網絡監測”等啟發項目，或學生自主擬定題目，這些項目鼓勵學生以小組團隊形式，討論現有技術的局限和不足，利用新技術進行創新設計。此類項目使學生在深化對列車總線技術的理解的同時，學會如何將理論知識與新興技術結合，以解決具體的工程問題。將創新內容以小型、高效的實踐活動形式融入傳統課程中。這些活動可以設計為課程的一部分，要求學生在掌握基礎知識的同時，結合原有知識開展設計，并解決實際問題，從而激發其創新思維和提高問題解決能力。

同時，在實施這些項目時，還采用了翻轉課堂的教學策略，激勵學生利用課外時間，如通過互聯網資源和學校創新平臺的資源進行自學，包括閱讀課程相關內容和專利申請材料與觀看教學視頻。這樣，課堂時間便可更多地用于進行討論、實驗和項目開發等活動。通過這種教學模式，旨在充分利用課堂時間，促進學生的主動學習，加深理解，并在創新設計中實踐所學知識。

3.3?跨學科技術融合應用與理論實踐緊密結合

除了采用目的導向的創新設計，還積極鼓勵學生運用信息技術、人工智能、物聯網等前沿技術進行創新設計，學生可以獲得更多的、多元的創新素材。學生被激勵以課程學習為基礎進行創新，并將這些創新應用于發表學術文章、參與創新創業項目和知識產權專利申請中。通過課內形成的創新想法，在學校的創新創業平臺開展實施，促使學生從多學科視角審視問題，提升他們解決復雜工程問題的能力。

3.4?創新成果保護與激勵

在課程的結束階段，課程改革除了著重于激發學生的創新靈感和熱情外，還鼓勵學生撰寫學術論文和申請專利。以專利申請為例，為引導學生理解知識產權保護的重要性，通過實際操作讓學生體驗從創新設計到申請專利的全過程。例如，以小組形式撰寫專利申請書作業，使學生能夠參與、討論并反思整個過程。表現突出的項目將有機會接入校級創新創業項目，并可能獲得學校資金支持，幫助完成專利申請。

此外，創新成果的保護與激勵不僅僅局限于知識產權申請，還包括參加創新創業項目，建立一個激勵機制，認可和獎勵學生的創新努力，為他們提供更多自主探索和實驗的機會。通過這樣的實踐，學生不僅能夠獲得必要的理論知識，還能夠在實際操作中學習如何將理論應用于實踐。

4?教學改革成效評估

通過實施面向創新能力培養的教學策略于“列車總線控制基礎”課程，取得了有效效果。由于在原有教學內容增添了創新內容，讓課程更有活力，受到課程授課時間有限的影響很小。改革措施為學生提供了更多實踐機會，有效激發了他們的創新熱情，并促進了創新思維與實踐能力的發展。通過連續兩個學期實施教學改革，該課程的具體成效表現在以下幾個方面。

4.1?課程創新培養成果

在本課程中，學生每個學期每班通過小組形式提交了16份該課程的發明專利申請書等創新項目作業。這些項目不僅成為評估學生綜合能力的重要依據，也促進了學生之間的互動與合作。例如，學生提出的創新題目包括“無人駕駛列車總線設備”和“列車物聯網無人售貨機”等，這展示了學生將專業知識與新興技術結合的能力。在這些專利作業中，成功轉換了3項發明專利申請。學生不僅豐富了學習體驗，也增強了實踐能力和創新思維。

4.2?對學校創新創業項目的支持

本課程的實施是依托學校的“四位一體”培養體系。參與的學生積極申報創新創業項目，貢獻于學校在國家級和省級創新創業教育項目的建設。在2022—2023學年，學校學生共參與了38項國家級、100項省級、104項市級與校級的科技創新競賽，獲得了81項國家級獎勵和758項省級獎勵。其中，直接由本課程啟發的學生團隊參與項目達到5項，展示了本課程在促進學校創新體系建設和提升學生創新能力方面的積極作用。

4.3?學生滿意度

通過每學期車輛工程專業其中四個班級學生對課程進行評價和創新創業問卷調查，結果表明學生對本課程有較高的滿意度。在過去兩個學期中，學生對課程的評價平均分達到了98.97分（滿分100分），創新創業教育的滿意度在問卷調查中達到97.15分（滿分100分），反映出學生認可課程的創新內容，課程的實用性為學生考研、就業和自主創業產生積極的影響。

結語

本研究在探索和實施面向創新能力培養的教改策略過程中，有效地提升了學生的創新思維和實踐技能。這些改革舉措不僅積極響應了國家對于創新型人才培養的要求，也為學校的創新體系發展提供了有效的方法。成效評估顯示，這些改革措施有效不僅為學生提供了更多的創新素材，提升了學生創新積極性和參與科技創新競賽的能力，還為學生的學習和職業發展提供了有效幫助，并提高了學生的滿意度，從而為未來的教學改革和創新人才培養工作提供了有價值的經驗和參考。

參考文獻：

［1］于家根，李偉峰，高孝日，等.新工科背景下航海類專業本科畢業論文質量提升研究［J］.航海教育研究，2023，40（04）：7681.

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［3］張鐵成，杜玉.“創造性思維與創新方法”課程混合教學改革與實踐［J］.科技風，2023（35）：129131.

［4］李剛，鄭利民，劉叢浩，等.新工科背景下車輛工程專業人才培養體系的研究與實踐［J］.遼寧工業大學學報（社會科學版），2023，25（04）：9699.

［5］鄒平.服裝專業卓越人才培養的研究與實踐［J］.遼寧絲綢，2023（03）：83+6.

［6］李丹，唐非，張志佳，等.大學生勞動教育與專業能力培養的融合發展研究［J］.現代職業教育，2022（44）：810.

基金項目：2022年度遼寧省普通高等教育本科教學改革研究項目：培養創新能力的工科課程教學方法研究（31110150）；2023年度大連交通大學本科教學質量與教育教學改革研究項目：以行業需求為導向激發“新工科”人才培養新動能——車輛工程專業改造升級探索

作者簡介：周韶澤（1977—?），男，壯族，廣西南寧人，博士，副教授，主要從事車輛工程創新教育和科研研究；李婭娜（1977—?），女，漢族，遼寧大連人，博士，教授，主要從事車輛工程教育和科研研究。