基于航模實(shí)踐的大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式探索

周偉 寧超 王道平

[摘 要]在深刻挖掘創(chuàng)新能力內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，針對高等院校目前在人才培養(yǎng)方面普遍存在的專業(yè)融合不足、基礎(chǔ)教學(xué)與專業(yè)教學(xué)銜接不好、知識向能力轉(zhuǎn)化不暢等制約學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關(guān)鍵問題，依托學(xué)校航空航天模型實(shí)踐平臺，建立了多學(xué)科聯(lián)合、多專業(yè)融合、多層次共享的大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式。通過這種大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式的探索實(shí)踐，取得了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際效果，并且這種培養(yǎng)模式對各類高等院校在大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面都有一定借鑒意義。

[關(guān)鍵詞]航空航天模型;實(shí)踐平臺;多專業(yè)融合;創(chuàng)新能力培養(yǎng)

[中圖分類號] G642[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）48-0-03[收稿日期] 2020-08-24

一、問題的提出

當(dāng)今世界，和平中潛伏危機(jī)，發(fā)展中暗藏變革，機(jī)遇與挑戰(zhàn)時刻并存。在激烈的國際競爭中，綜合國力競爭說到底是創(chuàng)新的競爭。因此，習(xí)主席多次強(qiáng)調(diào)“創(chuàng)新”要擺在國家發(fā)展全局的核心位置。人才是創(chuàng)新的根基，是創(chuàng)新的核心要素。當(dāng)代中國大學(xué)生是中華民族未來發(fā)展的希望和重要人力基礎(chǔ)戰(zhàn)略資源，如何培養(yǎng)和提高當(dāng)代大學(xué)生創(chuàng)新能力是國家教育體系，特別是高等教育院校面臨的亟待解決的重要問題。

航空航天模型簡稱航模，是各種航空、航天器模型的總稱。該項(xiàng)目是以現(xiàn)實(shí)航空、航天任務(wù)為背景，以縮比航空、航天器研制，試驗(yàn)和飛行為目標(biāo)，開展的綜合性科研創(chuàng)新實(shí)踐活動。航模運(yùn)動及其創(chuàng)新實(shí)踐在世界各國航空事業(yè)的發(fā)展和科技人才的培養(yǎng)方面都起著十分重要的作用。

航空航天模型設(shè)計(jì)與實(shí)踐，是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，具有鮮明的多學(xué)科聯(lián)合、多專業(yè)融合、多任務(wù)綜合的特點(diǎn)。富有實(shí)踐性、挑戰(zhàn)性和創(chuàng)造性。對于提高大學(xué)生解決復(fù)雜問題的實(shí)踐能力，培養(yǎng)理工科大學(xué)生的創(chuàng)新意識和思維，具有無法比擬的優(yōu)勢。依托我?！昂娇蘸教炜萍紕?chuàng)新基地”航模實(shí)踐平臺，梳理形成了研究團(tuán)隊(duì)探索大學(xué)生創(chuàng)新能力多專業(yè)融合培養(yǎng)模式的一些研究成果和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)[1]。

二、創(chuàng)新能力的組成架構(gòu)和內(nèi)涵

一般認(rèn)為，主體的創(chuàng)新能力包括：必要和足夠的相關(guān)知識積累，活躍和敏銳的創(chuàng)新思維與創(chuàng)新意識，物力和人格化的創(chuàng)新潛能，主客體統(tǒng)一多因素驅(qū)動的創(chuàng)新實(shí)踐。

知識要素的積累和準(zhǔn)備是創(chuàng)新能力發(fā)展的前提和基礎(chǔ)，創(chuàng)新的思維和意識是創(chuàng)新能力發(fā)揮作用的核心和關(guān)鍵，創(chuàng)新潛能決定和影響著創(chuàng)新的效果及其發(fā)揮的效用，創(chuàng)新實(shí)踐則是創(chuàng)新能力向現(xiàn)實(shí)性轉(zhuǎn)化的載體和平臺。

（一）創(chuàng)新首先要具有足夠知識的積累

知識的英文為Knowledge，是從動詞know“知道”“了解”演變而來。知識是人類面對自然界過程中認(rèn)識和總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)與規(guī)律，是前人在歷史長河中留下的寶貴財富。因此，知識本身不是創(chuàng)新，知識再多也不是創(chuàng)新。創(chuàng)新需要從已知到未知，這個過程中已知是未知的基礎(chǔ)，沒有已知未知無從談起。因此要實(shí)現(xiàn)對未知世界的創(chuàng)新就必須具有足夠的已知的知識積累作為基礎(chǔ)。

（二）要有創(chuàng)新的思維和意識

創(chuàng)新思維能力是主體所具有創(chuàng)新特質(zhì)因素的思維和多種創(chuàng)新思維形式內(nèi)在的有機(jī)整合體。從形式上看創(chuàng)新思維是一個抽象與形象、發(fā)散與聚合、正向與逆向等多種思維形式的有機(jī)整體。從內(nèi)涵上看創(chuàng)新思維就是指主體具有創(chuàng)新特質(zhì)的因素內(nèi)在整合所形成的意識[2]。

想要在已有知識基礎(chǔ)上有新發(fā)現(xiàn)，人們必須知道創(chuàng)新之路應(yīng)當(dāng)怎樣走。首先要有質(zhì)疑精神和批判思維;要發(fā)展和超越前人的研究，就要審視和檢驗(yàn)已有的成果，找到需要探索的新問題并予以解決。質(zhì)疑并不等于否定，而是通過思考，判斷事實(shí)是否真實(shí)，邏輯是否自洽。從而正確、有效的提出問題和觀點(diǎn)。其次，是使用正確的研究工具;這里的研究工具也可以視為“方法”。應(yīng)該知道在什么情況下應(yīng)選用哪一類方法，并且知道每一種研究工具適合解決哪一類問題，有怎樣的長處與局限性。提出創(chuàng)新觀點(diǎn)真的沒有攻略可言。在這里，知識、經(jīng)驗(yàn)、勤奮都是不可少的因素，而想象力則是最重要的因素。

（三）形成創(chuàng)新的潛能

潛能是生命物體對自然探索、認(rèn)知、改造水平的度量，是完成一項(xiàng)目標(biāo)或者任務(wù)所體現(xiàn)出來的智力化的綜合素質(zhì)。通常包括創(chuàng)新所需要的信息加工能力、一般的工作能力、動手操作能力、熟練掌握和運(yùn)用創(chuàng)新激發(fā)的能力等等。創(chuàng)新潛能是運(yùn)用一切已知信息，包括已有的知識和經(jīng)驗(yàn)等，正確提出問題，選擇合適的方法，產(chǎn)生某種潛在價值的能力。

（四）不斷實(shí)踐提高創(chuàng)新能力

創(chuàng)新能力是展現(xiàn)我們創(chuàng)新成果的法寶，需要我們創(chuàng)新過程中不斷實(shí)踐并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，才能獲得能力的提升。實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。通過實(shí)踐不僅可以全面、系統(tǒng)、綜合地檢驗(yàn)?zāi)芰?，而且?shí)踐也可以從中汲取豐富的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，形成豐富的多維迭代過程，從而逐步培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。

三、多專業(yè)融合培養(yǎng)模式

當(dāng)前和未來社會對人才特別是高等教育人才的要求已不簡單局限于所學(xué)專業(yè)知識的掌握，而是對其知識體系、能力素質(zhì)的全面要求，多專業(yè)融合培養(yǎng)能夠打破專業(yè)壁壘、拓寬專業(yè)視野、提高靈活運(yùn)用知識的能力，對人才創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)具有十分重要的作用。

目前相當(dāng)一部分高等院校按專業(yè)招生培養(yǎng)，專業(yè)間的交匯融通不足、基礎(chǔ)課與專業(yè)的銜接不夠順暢，一些學(xué)生不知道如何把基礎(chǔ)課所學(xué)的知識有效轉(zhuǎn)化為專業(yè)技能，不能有效應(yīng)對職業(yè)環(huán)境挑戰(zhàn)。同時，知識儲備不足、視野不寬導(dǎo)致學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展不全面，學(xué)生獲得的技能不能有效轉(zhuǎn)為支撐其長遠(yuǎn)發(fā)展的能力素質(zhì)。這些已成為制約當(dāng)前高校人才綜合能力素質(zhì)培養(yǎng)和提升的重要瓶頸問題亟待解決。

研究團(tuán)隊(duì)以“航模創(chuàng)新平臺”的建設(shè)為契機(jī)，從創(chuàng)新能力培養(yǎng)的內(nèi)涵和機(jī)制入手，探索建立了以“多學(xué)科指導(dǎo)教師融合”為引領(lǐng)，“多專業(yè)學(xué)生融合”為目標(biāo)，“多資源融合共享”為依托的新型“多學(xué)科”“多專業(yè)”“多層次”的創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式[3]。

（一）多學(xué)科指導(dǎo)老師融合

傳統(tǒng)的理論教學(xué)老師或者實(shí)踐創(chuàng)新活動指導(dǎo)老師，大都由某一學(xué)科或?qū)I(yè)的老師兼任，他們的知識領(lǐng)域和所授課程相對單一和片面，不利于學(xué)員多專業(yè)拓展與綜合能力素質(zhì)的進(jìn)一步提升。創(chuàng)新平臺建設(shè)時提出“打破專業(yè)界限和學(xué)科壁壘”建立多學(xué)科融合的指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)，堅(jiān)持做到指導(dǎo)老師來自多個不同院系和多個不同學(xué)科方向，形成了涵蓋飛行器總體設(shè)計(jì)、動力工程、控制工程、通信工程、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)等多學(xué)科、跨專業(yè)的高質(zhì)量指導(dǎo)教師隊(duì)伍。使指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)具有多學(xué)科和學(xué)緣結(jié)構(gòu)，由此形成了專業(yè)聯(lián)合、學(xué)科融合、風(fēng)格各異的實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)力量，在多重任務(wù)驅(qū)動和綜合實(shí)踐教學(xué)活動中發(fā)揮了十分重要的指導(dǎo)和引領(lǐng)作用。

（二）多專業(yè)學(xué)生融合

充分利用“航空航天模型俱樂部”“機(jī)械創(chuàng)新俱樂部”“電子設(shè)計(jì)俱樂部”等第二課堂在學(xué)校的廣泛影響，吸引全校各專業(yè)、各年級學(xué)員，從不同專業(yè)、不同年級的學(xué)生中選拔工程創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)對象，進(jìn)行基礎(chǔ)層次的培養(yǎng)。針對俱樂部學(xué)生開設(shè)了“飛行器設(shè)計(jì)”“電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)”等跨專業(yè)的選修課程，這些課程在理論講授的同時更加注重實(shí)踐技能的培訓(xùn)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識的培養(yǎng)。通過這些培訓(xùn)為學(xué)生儲備了創(chuàng)新能力所需的不同專業(yè)知識要素。

在盡量擴(kuò)大受眾面的前提下每年選出“個人意愿強(qiáng)、學(xué)有余力、具備工程創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)潛質(zhì)”的80余名學(xué)員作為航模隊(duì)預(yù)備培養(yǎng)對象進(jìn)行第二層次的培養(yǎng)。

按照“個人申請、隊(duì)員推薦、老師考核”的模式選出航模隊(duì)的正式隊(duì)員進(jìn)行第三層次的培養(yǎng)。充分利用高層次學(xué)員、研究生、博士生層級管理的優(yōu)勢，逐步形成了學(xué)科融合、專業(yè)交叉的高層次人才團(tuán)隊(duì)和軟硬件設(shè)施完備、管理措施完善的創(chuàng)新人才培養(yǎng)平臺，實(shí)現(xiàn)了多層次的創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

（三）多專業(yè)資源融合

與大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)、電子工程專業(yè)、控制工程專業(yè)以及信息與計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)達(dá)成多專業(yè)教學(xué)、科研資源融合共享協(xié)議，通過學(xué)生提交需求申請，指導(dǎo)老師審查、專業(yè)實(shí)驗(yàn)室老師評估批準(zhǔn)的簡單手續(xù)，實(shí)現(xiàn)了如三軸轉(zhuǎn)臺、拉伸機(jī)、3D打印機(jī)、機(jī)械加工中心等大型精密加工、試驗(yàn)設(shè)備的共享[4]。同時，航模隊(duì)則將其擁有的各種飛行器，如多旋翼、固定翼無人機(jī)，激光切割機(jī)等設(shè)備也開放共享，提供各專業(yè)飛行試驗(yàn)任務(wù)。這樣不僅拓寬了學(xué)生的專業(yè)視野、提高了解決復(fù)雜工程問題的能力，豐富了航空航天模型創(chuàng)新平臺可用教學(xué)科研資源，同時也解決了各專業(yè)空中飛行試驗(yàn)條件短缺和無法及時驗(yàn)證的問題，實(shí)現(xiàn)了多專業(yè)資源融合共享，多方受益的目的。

利用大學(xué)科研條件和專項(xiàng)建設(shè)等契機(jī)，創(chuàng)新平臺還購置了模擬飛行訓(xùn)練系統(tǒng)、自由度搖擺試驗(yàn)臺、無刷電機(jī)測功機(jī)等多臺、套實(shí)踐創(chuàng)新設(shè)備，完善了創(chuàng)新實(shí)踐的軟硬件條件，提升了綜合創(chuàng)新實(shí)踐的保障水平。初步形成了一套面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的“多專業(yè)融合”航空航天模型實(shí)踐教學(xué)模式。

四、多專業(yè)融合培養(yǎng)模式探索實(shí)踐

（一）敢于質(zhì)疑，大膽創(chuàng)新

充分發(fā)揮興趣小組、學(xué)科競賽、發(fā)明創(chuàng)新等活動的引領(lǐng)作用，激發(fā)學(xué)生明確研究目標(biāo)，圍繞目標(biāo)追根究底的探索精神，正像愛因斯坦所說的那樣：“我沒有特別的天賦，只有強(qiáng)烈的好奇心。”讓學(xué)生明白，事物總是在不斷發(fā)展變化的，老師教授的專業(yè)知識不能是絕對的，更不是萬能的，鼓勵學(xué)生不要迷信權(quán)威，應(yīng)當(dāng)大膽地質(zhì)疑。參加全國以及學(xué)校的學(xué)員科技創(chuàng)新活動獲一等獎13項(xiàng)，二、三等獎多項(xiàng)，指導(dǎo)的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)獲省部級優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)3項(xiàng)[5]。

（二）多措并舉，能力提升

近年來，經(jīng)過“多專業(yè)融合”航空航天模型創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式培養(yǎng)，學(xué)員學(xué)會了多角度系統(tǒng)思維發(fā)現(xiàn)問題，具備了協(xié)同合作解決問題，提升了情商與智商互促發(fā)展，綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力與在校同年級同專業(yè)其他學(xué)員相比都有了大幅提升。45人次獲國家、省部級競賽一、二等獎21項(xiàng)，在“中國國際飛行器設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)賽”中獲獎13項(xiàng)，在電子設(shè)計(jì)競賽中獲國家二等獎1項(xiàng)，陜西省一等獎3項(xiàng)，二等獎2項(xiàng)，三等獎2項(xiàng)[5]。為用人單位培養(yǎng)初、中級無人機(jī)飛行員96人。

（四）創(chuàng)新與實(shí)踐，有機(jī)統(tǒng)一

探索創(chuàng)新與實(shí)踐的有機(jī)統(tǒng)一，避免為了創(chuàng)新而去實(shí)踐，也避免維實(shí)踐的創(chuàng)新論兩種錯誤做法。引導(dǎo)學(xué)生勇于創(chuàng)新、善于實(shí)踐，以創(chuàng)新能力引領(lǐng)實(shí)踐能力，以實(shí)踐能力培養(yǎng)促進(jìn)創(chuàng)新能力，形成創(chuàng)新與實(shí)踐的有機(jī)銜接和融合[6]。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，經(jīng)過“多專業(yè)融合”航空航天模型創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式培養(yǎng)的畢業(yè)學(xué)生，90%以上在工作崗位表現(xiàn)優(yōu)秀，受到用人單位的一致好評。

五、結(jié)束語

創(chuàng)新能力決定著國家未來的發(fā)展和命運(yùn)，是各國十分重視的戰(zhàn)略資源。如何培養(yǎng)、保存和挖掘人才的創(chuàng)新能力是高校責(zé)無旁貸的責(zé)任。研究團(tuán)隊(duì)基于航空航天模型實(shí)踐平臺對多專業(yè)融合大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式進(jìn)行了有益的探索，獲得了一定的研究成果，對境況相似的院校和人才培養(yǎng)單位提供了可供借鑒和參考的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。下一步研究團(tuán)隊(duì)將在此基礎(chǔ)上，探索多任務(wù)驅(qū)動對大學(xué)生綜合能力素質(zhì)培養(yǎng)、提升的實(shí)踐與成果。

參考文獻(xiàn)

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