航模實(shí)踐大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式
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［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(shí)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(tái)，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(tái)；多專業(yè)融合；創(chuàng)新能力培養(yǎng)
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(shí)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，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(dòng)。航模運(yùn)動(dòng)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(shí)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(tái)，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(shí)積累，活躍和敏銳的創(chuàng)新思維與創(chuàng)新意識(shí)，物力和人格化的創(chuàng)新潛能，主客體統(tǒng)一多因素驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)新實(shí)踐。知識(shí)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(shí)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(tái)。
（一）創(chuàng)新首先要具有足夠知識(shí)的積累知識(shí)的英文為Knowledge，是從動(dòng)詞know“知道”“了解”演變而來。知識(shí)是人類面對自然界過程中認(rèn)識(shí)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(cái)富。因此，知識(shí)本身不是創(chuàng)新，知識(shí)再多也不是創(chuàng)新。創(chuàng)新需要從已知到未知，這個(gè)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(shí)積累作為基礎(chǔ)。
（二）要有創(chuàng)新的思維和意識(shí)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(gè)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(shí)[2]。想要在已有知識(shí)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(shí)、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(dòng)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(shí)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(jià)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(huì)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(shí)的掌握，而是對其知識(shí)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(shí)的能力，對人才創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識(shí)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(shí)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(shí)，知識(shí)儲(chǔ)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(tái)”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(dòng)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(shí)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(tái)建設(shè)時(shí)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(gè)不同院系和多個(gè)不同學(xué)科方向，形成了涵蓋飛行器總體設(shè)計(jì)、動(dòng)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(dòng)和綜合實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)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(shí)更加注重實(shí)踐技能的培訓(xùn)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)的培養(yǎng)。通過這些培訓(xùn)為學(xué)生儲(chǔ)備了創(chuàng)新能力所需的不同專業(yè)知識(shí)要素。在盡量擴(kuò)大受眾面的前提下每年選出“個(gè)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(gè)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(tái)，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(tái)、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(shí)，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(tái)可用教學(xué)科研資源，同時(shí)也解決了各專業(yè)空中飛行試驗(yàn)條件短缺和無法及時(shí)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(tái)還購置了模擬飛行訓(xùn)練系統(tǒng)、自由度搖擺試驗(yàn)臺(tái)、無刷電機(jī)測功機(jī)等多臺(tái)、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(dòng)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(shí)不能是絕對的，更不是萬能的，鼓勵(lì)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(dòng)獲一等獎(jiǎng)13項(xiàng)，二、三等獎(jiǎng)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(huì)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(jiǎng)21項(xiàng)，在“中國國際飛行器設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)賽”中獲獎(jiǎng)13項(xiàng)，在電子設(shè)計(jì)競賽中獲國家二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，陜西省一等獎(jiǎng)3項(xiàng)，二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，三等獎(jiǎng)2項(xiàng)[5]。為用人單位培養(yǎng)初、中級無人機(jī)飛行員96人。
（三）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(cuò)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(tái)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(dòng)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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作者：周偉 寧超 王道平 單位：火箭軍工程大學(xué)