王志強(qiáng)

摘要：實施大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目是落實大學(xué)生素質(zhì)教育、提高大學(xué)生實踐能力、培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的有效方式。文章以指導(dǎo)國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目“汽車電助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模擬示教平臺開發(fā)”的體會為例闡述并分析了其在提升學(xué)生創(chuàng)新能力、拓展學(xué)生學(xué)術(shù)視野以及增強(qiáng)學(xué)生科研創(chuàng)新意識方面的效果和意義。

關(guān)鍵詞：大學(xué)生;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練;電動助力轉(zhuǎn)向

創(chuàng)新是一個民族發(fā)展的不竭動力，大學(xué)生創(chuàng)新能力的高低更是關(guān)系到民族發(fā)展的未來。如何拓展大學(xué)生的創(chuàng)新思維，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新基因，提高學(xué)生的獨立思考及實踐能力，已成為高等教育中愈加突出的難點問題。實施“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃”的目的，就是要把課堂教育與實踐創(chuàng)新教育結(jié)合起來，提升大學(xué)生創(chuàng)新思維，強(qiáng)化大學(xué)生實踐能力，使其能更好地適應(yīng)創(chuàng)新型社會建設(shè)發(fā)展的需要。本文以國家級大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目“汽車電助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模擬示教平臺開發(fā)”（項目編號：201510066005）的研究過程為例，探討了創(chuàng)新訓(xùn)練計劃對大學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)的效果和意義。

一、項目簡介

（一）項目申請書的撰寫

我校汽車與交通學(xué)院車輛專業(yè)的大三學(xué)生利用大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃，針對專業(yè)課教學(xué)過程中理論知識無法與實踐認(rèn)知同步結(jié)合的問題，基于半實物仿真技術(shù)，設(shè)計了汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的模擬示教平臺，制作了電助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模擬器，用以模擬汽車行駛時產(chǎn)生的助力相關(guān)汽車狀態(tài)信號，并在上位機(jī)上將助力過程與效果進(jìn)行仿真示教演示。該系統(tǒng)能夠?qū)﹄妱又D(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能與運(yùn)行效果進(jìn)行直觀演示，并能夠根據(jù)課程需求進(jìn)行相應(yīng)的故障診斷實訓(xùn)，使學(xué)生能更加直觀地了解電動助力轉(zhuǎn)向的工作原理及結(jié)構(gòu)組成，并主觀感受各工況下的助力效果及核驗客觀數(shù)據(jù)正確與否，利于教學(xué)效果的提高。

項目成員通過搜集國內(nèi)外汽車電動助力系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r以及主要技術(shù)參數(shù)，了解項目的研究背景，確定項目的研究內(nèi)容和創(chuàng)新點，提出切實可行的研究方法、技術(shù)路線以及實施方案，獨立撰寫了大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃的項目申報書。在這個過程中，項目成員加深了對課題的認(rèn)識，提煉出了較為清晰的邏輯思路，深化了對團(tuán)隊協(xié)作精神的理解，同時科研寫作能力也得到了較好的培養(yǎng)。

（二）機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計實現(xiàn)

根據(jù)教學(xué)演示系統(tǒng)的專業(yè)準(zhǔn)確性需求，項目組成員必須模擬實際車輛結(jié)構(gòu)布局，測量好零部件間距及尺寸，設(shè)計繪制臺架圖紙，制作并組裝臺架。由于電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)中功能部件較多，需要調(diào)研參考實際車輛中的助力系統(tǒng)部件，選擇合適的型號以及機(jī)械連接方式，同時，由于教學(xué)演示系統(tǒng)操作友好性等方面的需求，需要設(shè)計或者選擇部分零部件代替實際車輛中的相關(guān)機(jī)械結(jié)構(gòu)。

在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計實現(xiàn)過程中，學(xué)生需要投入大量的精力進(jìn)行設(shè)計、制作以及組裝機(jī)械臺架，一方面根據(jù)課堂學(xué)習(xí)過的汽車構(gòu)造等相關(guān)知識，查閱大量參考文獻(xiàn)，確定機(jī)械結(jié)構(gòu)方案;另一方面，自學(xué)三維繪圖軟件CATIA的標(biāo)準(zhǔn)化使用，并根據(jù)項目功能需求，設(shè)計繪制三維結(jié)構(gòu)圖。此過程鍛煉了項目成員堅持不懈的精神，增強(qiáng)了成員科學(xué)管理時間的能力，培養(yǎng)了其科研思維。

（三）電控模塊設(shè)計

根據(jù)系統(tǒng)的完整性要求，在機(jī)械結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上仍需要進(jìn)行電控模塊的設(shè)計制作，電控系統(tǒng)的精準(zhǔn)性是本創(chuàng)新項目的難點之一。首先，需要項目組成員對電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制過程具有比較深入的理解，通過對電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)功能與平臺教學(xué)需求的結(jié)合，選取合適的控制策略以及模擬電路。其次，需要學(xué)生對相應(yīng)的專業(yè)工具應(yīng)用比較熟練，如使用Protel軟件進(jìn)行電路原理圖設(shè)計及利用單片機(jī)編程實現(xiàn)控制策略;再次，電控功能是軟硬件功能結(jié)合的產(chǎn)物，它的實現(xiàn)需要成員分工合作完成，在此過程中會出現(xiàn)有意見分歧和進(jìn)度不協(xié)調(diào)等問題，這需要成員間對項目方案以及進(jìn)度進(jìn)行充分溝通。這些問題的解決，不但強(qiáng)化了學(xué)生的科研能力，而且增進(jìn)了學(xué)生的團(tuán)隊合作意識，也培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、不斷探索的科研精神。

（四）上位機(jī)演示模塊設(shè)計

上位機(jī)演示系統(tǒng)是整個教學(xué)演示平臺的基礎(chǔ)。在研發(fā)初期，由于學(xué)生對上位機(jī)的功能認(rèn)識不足，采取的是240×128點陣型液晶顯示模塊。此實現(xiàn)形式雖然結(jié)構(gòu)簡單，但界面無法完全滿足教學(xué)演示的功能需求。針對這一問題，項目組成員通過自我學(xué)習(xí)和請教專業(yè)教師，在充分論證可行性的基礎(chǔ)上，改用LabView軟件自主設(shè)計上位機(jī)界面，實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)原理動態(tài)演示、故障診斷以及控制曲線實時繪制等多種功能，突出了項目的創(chuàng)新性特點，提升了教學(xué)效果。在此過程中，項目組成員的獨立思考以及邏輯分析能力得到了顯著提升，創(chuàng)新思維得到了強(qiáng)化。

（五）系統(tǒng)整體調(diào)試

汽車電助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模擬示教平臺作為一個整體系統(tǒng)，在完成機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計、電路設(shè)計以及控制策略編程的基礎(chǔ)上，還要進(jìn)行系統(tǒng)整體聯(lián)合調(diào)試，這是實現(xiàn)系統(tǒng)正常功能的重要保障。在調(diào)試過程中，會遇到多方面的問題，如控制精度不足、數(shù)據(jù)通訊實時性不好等，很多問題無法由某個成員獨立完成，需要多個成員之間合作解決。因此，成員在調(diào)試功能和解決問題的過程中極大鍛煉了其發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，提升了團(tuán)隊合作意識，增強(qiáng)了創(chuàng)新思維。

二、效果和意義

經(jīng)過一年的緊張研發(fā)，本項目順利完成，研究成果達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，并且項目組成員綜合能力得到了提升，并利用研究結(jié)果撰寫并發(fā)表論文一篇（《電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)扭矩信號采集模塊設(shè)計》）。部分項目組成員也以優(yōu)秀的成績考上了研究生，項目的實施取得了較好的效果。

（一）學(xué)生的理論聯(lián)系實踐能力得到提高，初步掌握了正確的科研思路和方法

通過項目的實施，項目組成員能夠?qū)⒄n堂上所學(xué)的理論知識有機(jī)融合到項目實際需求中。參加項目之前，學(xué)生學(xué)到的只是純理論知識，對相對應(yīng)的實踐技能以及解決問題的方法掌握不足，遇到實際問題時無從下手。比如，如何選擇性價比最佳的芯片，如何設(shè)計符合實際功能要求的機(jī)械結(jié)構(gòu)，如何設(shè)計具有友好界面的上位機(jī)平臺等一系列問題。雖然學(xué)校開設(shè)了汽車?yán)碚摗⑵囯娮涌刂萍夹g(shù)等專業(yè)課程，但是正確運(yùn)用所學(xué)理論知識分析解決實際問題，對于學(xué)生而言仍然具有不小的難度。為了克服困難，項目組成員認(rèn)真觀察學(xué)習(xí)，遇到問題后，積極查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，尋找解決問題的方案，在指導(dǎo)教師的引導(dǎo)和鼓勵下，學(xué)生能夠沿著合適的研究思路分析問題和解決問題，這不僅使學(xué)生解決實際問題的能力得到了提高，而且極大地調(diào)動了學(xué)生創(chuàng)新的積極性，鍛煉了學(xué)生獨立思考問題、分析問題以及解決問題的能力，有利于幫助學(xué)生掌握正確的科研思路和方法，激勵學(xué)生在科研道路上不斷探索。

項目實施過程不僅提升了學(xué)生理論聯(lián)系實踐的能力，而且培養(yǎng)了學(xué)生的邏輯思維能力。項目結(jié)題階段，項目組成員需要整理實驗數(shù)據(jù)，對實驗結(jié)果進(jìn)行分析論證，制作答辯PPT以及撰寫結(jié)題報告等工作，這進(jìn)一步增強(qiáng)了他們邏輯分析和解決實際問題的能力，為其就業(yè)后更好的符合崗位需求奠定了基礎(chǔ)。

（二）學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作意識有所增強(qiáng)

本創(chuàng)新項目內(nèi)容涉及到機(jī)械結(jié)構(gòu)制作、電路設(shè)計、軟件編程以及功能調(diào)試等多個方面，一個人難以獨立完成全部工作，需要每位項目組成員分工合作完成。每位項目組成員需要合理安排科研與學(xué)習(xí)的時間，甚至利用周末和寒暑假來完成部分實驗，還要對遇到的問題進(jìn)行積極溝通，互相協(xié)調(diào)。在這個過程中，學(xué)生學(xué)會了科學(xué)管理時間以及與他人協(xié)作共同處理遇到的問題，提升了團(tuán)隊意識，這對學(xué)生適應(yīng)未來職場發(fā)展是很有必要的。

（三）學(xué)生的學(xué)術(shù)視野得到開拓

本項目電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)是汽車結(jié)構(gòu)，但其教學(xué)演示平臺的對象是職教學(xué)生，因此在項目實施過程中，學(xué)生不但要按照功能需求進(jìn)行系統(tǒng)功能設(shè)計與實現(xiàn)，同時還要查閱大量文獻(xiàn)資料，調(diào)研國內(nèi)外汽車行業(yè)以及教育行業(yè)中的前沿學(xué)術(shù)動態(tài)，使得所設(shè)計的教學(xué)演示平臺能夠在更加符合實際車輛功能的同時，更加滿足教育的實際需求，并且所使用的技術(shù)手段不會在短時間內(nèi)被行業(yè)淘汰。這個過程中學(xué)生的學(xué)術(shù)視野得到了充分的拓展和加深，為以后繼續(xù)深造打下了良好的基礎(chǔ)。

同時，項目成員通過與指導(dǎo)教師定期交流，提升了科研經(jīng)驗，而且從深度和廣度上增強(qiáng)了學(xué)術(shù)積淀。平時課堂上，學(xué)生與教師的交流以書本理論知識為主，科研實踐方法涉及相對較少，大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃為師生之間進(jìn)行更深層次的科研交流提供了較好的平臺，能更好地引導(dǎo)學(xué)生了解行業(yè)的前沿知識。

三、結(jié)語

大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目的實施，提升了學(xué)生理論聯(lián)系實踐的能力，增強(qiáng)了學(xué)生的科研創(chuàng)新意識，拓展了學(xué)生的學(xué)術(shù)視野，鍛煉了學(xué)生獨立分析解決問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作精神?！芭d趣驅(qū)動、自主實驗、重在過程”的大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提升其綜合能力和推動我國創(chuàng)新型社會的建設(shè)將起到重要作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭家茂，張胤.對大學(xué)生科研訓(xùn)練計劃的若干思考[J].高等工程教育研究，2008，（6）：98-102.

[2]揚(yáng)蜜，付瑞平，吳培培.大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目的實踐與思考[J].美與時代，2014，（4）：122-124.

[3]李浩然.探析大學(xué)科技園助推創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育模式——以燕山大學(xué)科技園助推大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐能力培養(yǎng)教育模式為例[J].中國商貿(mào)，2013，29（29）：160-161.

[4]張俐麗，白雪，何勝陽.新工科背景下大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式探索[J].黑龍江教育（理論與實踐），2018，（12）：20-21.

[5]張銳波.基于創(chuàng)新開放平臺的物理實驗教學(xué)方法[J].實驗室研究與探索，2013，32（7）：198-199.

[6]鄧曉蓓，華麗，王文立.大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃的實踐和思考——指導(dǎo)本科學(xué)生科研項目體會[J].教育教學(xué)論壇.

2019，（17）：229-231.

編輯/宋宇