科技創(chuàng)新能力提升的OBE培養(yǎng)策略研究

田秋麗 劉戰(zhàn)合 王菁 郝愛民 張?zhí)J

[摘 要] 為提升大學(xué)生科技創(chuàng)新能力，詳細(xì)分析了當(dāng)前科技創(chuàng)新培養(yǎng)現(xiàn)狀和矛盾，結(jié)合飛行器設(shè)計(jì)過程，提出并構(gòu)建了融合科技創(chuàng)新的OBE培養(yǎng)策略，基于指導(dǎo)教師和學(xué)生團(tuán)隊(duì)相互配合，以飛行汽車和垂起飛行器為例，驗(yàn)證了OBE培養(yǎng)策略的正確性。

[關(guān)鍵詞]OBE;科技創(chuàng)新;飛行器設(shè)計(jì);互聯(lián)網(wǎng)+

[課題項(xiàng)目] 2019年河南省高等教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目“‘互聯(lián)網(wǎng)+大賽導(dǎo)向下‘專思創(chuàng)三元融合航空特色雙創(chuàng)教育模式探索與實(shí)踐”（2019SJGLX594）;河南省全省大中專院校就業(yè)創(chuàng)業(yè)課題“新時(shí)代提升大學(xué)生實(shí)踐能力的科教融合人才培養(yǎng)模式探索”（JYB2019224）;鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目“高水平學(xué)科競賽驅(qū)動(dòng)‘專創(chuàng)融合航空特色人才培養(yǎng)模式改革與實(shí)踐”（2020-46）

[作者簡介] 田秋麗（1980—），女，碩士，鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院助教（通信作者），研究方向?yàn)楹娇战?jīng)濟(jì);劉戰(zhàn)合（1977—），男，博士，鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院副教授，研究方向?yàn)轱w行器設(shè)計(jì);王 菁（1991—），女，碩士，鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院助教，研究方向?yàn)轱w行器設(shè)計(jì)。

[中圖分類號(hào)] G645? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? [文章編號(hào)] 1674-9324（2020）35-0083-02? ? [收稿日期] 2019-10-07

一、引言

《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》等國家發(fā)展策略已將科技創(chuàng)新列為創(chuàng)新型國家實(shí)現(xiàn)的重要途徑，《國家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略綱要》明確提出，把創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展作為國家的優(yōu)先戰(zhàn)略，以科技創(chuàng)新為核心帶動(dòng)全面創(chuàng)新。教育部在2018年10月提出的新高教四十條中，將高校的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育作為高校培養(yǎng)的核心目標(biāo)之一。

現(xiàn)代大學(xué)是先進(jìn)生產(chǎn)力的源發(fā)地，是實(shí)現(xiàn)和實(shí)施科技創(chuàng)新的核心平臺(tái)之一結(jié)合普通本科院校尤其是二本院校實(shí)際情況，從教學(xué)理念著手，融合學(xué)科特點(diǎn)，以O(shè)BE（Outcome based education，成果導(dǎo)向教育）為指導(dǎo)思想，通過鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院科技創(chuàng)新活動(dòng)實(shí)踐與探索，研究了以提升大學(xué)科技創(chuàng)新能力為目標(biāo)的OBE培養(yǎng)策略。

二、大學(xué)生科技創(chuàng)新培養(yǎng)現(xiàn)狀

與雙一流或雙一流專業(yè)院校相比，大多數(shù)二本院校的學(xué)科專業(yè)在教學(xué)科研實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、教學(xué)科研實(shí)力、師資力量等方面均存在較大差距，該類學(xué)校定位為教學(xué)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(xué)改革的實(shí)施及教學(xué)效果的提高。隨著新時(shí)代教學(xué)形勢的進(jìn)一步發(fā)展偏重理論教學(xué)的傳統(tǒng)教學(xué)方式對(duì)科研方向、科研內(nèi)容、科技開發(fā)、應(yīng)用等缺乏足夠認(rèn)識(shí)，甚至出現(xiàn)教學(xué)和實(shí)際工作相背離的現(xiàn)象，在一定程度上剝奪了學(xué)生參與實(shí)踐的機(jī)會(huì)和能力，新高教四十條明確提出重點(diǎn)進(jìn)行雙創(chuàng)教育和實(shí)踐教育培養(yǎng)。

對(duì)二本院校，一方面，科技創(chuàng)新活動(dòng)較為缺乏，受限于基礎(chǔ)理論知識(shí)、專業(yè)知識(shí)、學(xué)科平臺(tái)、時(shí)間精力等，從事科技創(chuàng)新/科技開發(fā)活動(dòng)的學(xué)生占比較少，且在學(xué)科交叉、專業(yè)知識(shí)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(tǒng)的科研團(tuán)隊(duì)，與教師科研究方向密切相關(guān)，科研內(nèi)容與學(xué)生基本能力、科研素養(yǎng)存在較大差距，較難形成吻合的科研方向。

三、以提升大學(xué)生科技創(chuàng)新能力為目標(biāo)的OBE培養(yǎng)策略

對(duì)科技創(chuàng)新方向，采用兩種方法，一是由指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)根據(jù)學(xué)生興趣和能力，設(shè)計(jì)前瞻性、可實(shí)現(xiàn)的科技創(chuàng)新項(xiàng)目，并在細(xì)節(jié)上指導(dǎo)和跟蹤;二是學(xué)生自發(fā)組建，由指導(dǎo)老師團(tuán)隊(duì)完善和提升。結(jié)合OBE教學(xué)培養(yǎng)理念，構(gòu)建培養(yǎng)策略如下圖1。

一個(gè)完整的科技創(chuàng)新項(xiàng)目應(yīng)該有完整科研或科技過程，從兩個(gè)維度來研究，結(jié)合其研究方法、研究載體等構(gòu)建培養(yǎng)策略。

其一，從科技創(chuàng)新設(shè)計(jì)路線來看，包含需求牽引、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、任務(wù)細(xì)化、成果產(chǎn)出等，一般的科研項(xiàng)目均有一定的需求，包含偵察、監(jiān)視、投放、攻擊、物流、電力巡檢、農(nóng)業(yè)植保、災(zāi)情預(yù)警等，每種應(yīng)用需求將會(huì)在載荷、氣動(dòng)外形、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上存在較大區(qū)別。需求明確后，形成載荷參數(shù)、飛行性能航程航時(shí)參數(shù)、飛行器空重、成本、動(dòng)力系統(tǒng)等基本依據(jù)，選取或設(shè)計(jì)新概念飛行器設(shè)計(jì)方案。從細(xì)化方案和劃分方案出發(fā)，按氣動(dòng)、載荷、結(jié)構(gòu)、材料等細(xì)化，交由不同學(xué)生完成。設(shè)計(jì)完成后，形成新概念飛行器總體設(shè)計(jì)方案，完成制作和試飛，得到可視化研究成果。

其二，從學(xué)科角度看，科技創(chuàng)新項(xiàng)目包含專業(yè)知識(shí)、學(xué)科融合、工藝細(xì)化、新概念飛行器等過程。專業(yè)知識(shí)是基本出發(fā)點(diǎn)及必要條件，對(duì)飛行器設(shè)計(jì)來說，包含總體設(shè)計(jì)、空氣動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)、飛行器控制等。飛行器設(shè)計(jì)具有多學(xué)科融合特點(diǎn)，不僅需要掌握飛行器設(shè)計(jì)知識(shí)，也需要在材料、數(shù)學(xué)分析、工藝、演講、溝通等方面有一定基礎(chǔ)。其次，科技創(chuàng)新離不開工藝設(shè)計(jì)，工藝細(xì)節(jié)多是跨學(xué)科知識(shí)，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(xì)節(jié)。在研究和實(shí)施過程中，以上兩條主線相互推進(jìn)和制約，需求牽引可與“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)手段相融合，項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段本身就是多學(xué)科融合的過程，成果產(chǎn)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(shí)體飛行器等。

四、OBE培養(yǎng)策略實(shí)踐

結(jié)合上述研究內(nèi)容，以飛行汽車和垂起飛行器為例開展實(shí)踐研究。1.飛行汽車項(xiàng)目：面向當(dāng)前和未來城市交通需求，以李飛翔同學(xué)為負(fù)責(zé)人組建團(tuán)隊(duì)，通過總體設(shè)計(jì)，采用汽車車體和飛行器機(jī)翼、布局綜合設(shè)計(jì)技術(shù)，考慮到車庫、地面行駛等約束，設(shè)計(jì)了可折疊機(jī)翼以節(jié)省空間，布局型式借鑒飛行穩(wěn)定性優(yōu)良的傳統(tǒng)布局，機(jī)翼采用低速翼型，提高了飛行汽車的安全性。該項(xiàng)目已完成初步飛行試驗(yàn)。2.垂起飛行器：以學(xué)科競賽垂直起降項(xiàng)目為依托，由何怡君等同學(xué)負(fù)責(zé)完成，采用彎度薄翼型方案，較大弦長機(jī)翼設(shè)計(jì)為低速下大升力提供了可能，在機(jī)翼尾部設(shè)計(jì)舵面實(shí)現(xiàn)空中飛行控制，機(jī)身結(jié)構(gòu)為桁架結(jié)構(gòu)，可完成載荷精準(zhǔn)投放，通過初步飛行試驗(yàn)驗(yàn)證，該款飛行器具有較強(qiáng)的飛行穩(wěn)定性，飛行過程可控，有優(yōu)秀的載荷運(yùn)輸能力。

五、結(jié)論

針對(duì)二本高校本科生階段科技創(chuàng)新培養(yǎng)方法，結(jié)合國家、教育部要求，首先分析了普通高等院?？萍紕?chuàng)新培養(yǎng)過程的培養(yǎng)現(xiàn)狀，指出其中存在的教師科研、學(xué)生科技創(chuàng)新、學(xué)校載體之間的矛盾。針對(duì)以上問題，研究了結(jié)合OBE教學(xué)理念融合科技創(chuàng)新思想，建立了提升科技創(chuàng)新能力的OBE培養(yǎng)策略，基于飛行器設(shè)計(jì)專業(yè)詳細(xì)分析了培養(yǎng)策略中各環(huán)節(jié)的具體實(shí)施方法。通過飛行汽車和垂起飛行器兩個(gè)學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目，實(shí)踐證明了文中構(gòu)建的培養(yǎng)策略的有效性。

參考文獻(xiàn)

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