大學(xué)生技術(shù)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學(xué)方法探討

曲金玉　韓加蓬

【摘 要】本文結(jié)合汽車電器與電子技術(shù)課程專業(yè)課教學(xué)案例，探討了的專業(yè)課教學(xué)中提高大學(xué)生技術(shù)創(chuàng)新能力的教學(xué)方法：（1）研究分析現(xiàn)有技術(shù)的創(chuàng)新歷程啟發(fā)創(chuàng)新思維；（2）學(xué)習(xí)借鑒其他專業(yè)領(lǐng)域的科技成果進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新；（3）檢索科技文獻(xiàn)資料進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐；（4）在工程技術(shù)實(shí)踐中培養(yǎng)技術(shù)創(chuàng)新能力；（5）在科研活動(dòng)和組織科技創(chuàng)新競(jìng)賽中培養(yǎng)技術(shù)創(chuàng)新能力。并提出了大學(xué)生技術(shù)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的對(duì)專業(yè)教師的四個(gè)基本要求。

【關(guān)鍵詞】大學(xué)生；技術(shù)創(chuàng)新能力；專業(yè)課教學(xué)；教學(xué)方法

The Exploration of Teaching Methods which will bring up the Technological Innovation Ability of College Students

--take the Automotive Electrical and Electronic Technology Course as an example

QU Jin-yu HAN Jia-peng

（School of Transportation and Vehicle Engineering， Shandong University of Technology， Zibo Shandong 255049， China）

【Abstract】In this paper， the teaching cases of automotive electrical and electronic technology course was combined， and the teaching methods of courses to improve college students technical innovation capability was explored：（1）Innovative thinking is inspired by the research and analysis of the prior technologys innovation process；（2）Innovate the technologies by Learning from other professional scientific and technological achievements in other fields；（3）Practice technology innovation by retrieving science and technology literature；（4）Bing up the technological innovation ability in engineering and technology practice；（5）Bring up technological innovation ability in scientific research activities and the organizing of technological innovation competition. And the four basic requirements of professional teachers for the training of students technology innovation ability have been proposed.

【Key words】College students； Technical innovation capability； The professional course teaching； Teaching methods

1 技術(shù)創(chuàng)新能力是工科大學(xué)生能力培養(yǎng)的重要目標(biāo)

技術(shù)創(chuàng)新是1912年由美籍奧地利經(jīng)濟(jì)史學(xué)家約·阿·能彼特在《經(jīng)濟(jì)發(fā)展理論》中首次提出的。技術(shù)創(chuàng)新實(shí)際上是一種使科學(xué)與經(jīng)濟(jì)一體化，加速技術(shù)應(yīng)用速度，提高技術(shù)應(yīng)用效率與效益的發(fā)展模式，是一個(gè)從新產(chǎn)品或新工藝設(shè)想的產(chǎn)生到市場(chǎng)應(yīng)用的完整過(guò)程，是以技術(shù)為基礎(chǔ)與導(dǎo)向的創(chuàng)新活動(dòng)[1]。技術(shù)創(chuàng)新分為原始技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)集成創(chuàng)新。原始技術(shù)創(chuàng)新是通過(guò)理論創(chuàng)新、原理創(chuàng)新、方法創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)。原始技術(shù)創(chuàng)新可以得到理論、方法、技術(shù)或產(chǎn)品[2]。原始技術(shù)創(chuàng)新是新產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)的基礎(chǔ)，能夠促進(jìn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的變革，從而促進(jìn)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展發(fā)揮長(zhǎng)期和深遠(yuǎn)的影響。技術(shù)集成創(chuàng)新的概念來(lái)源于20世紀(jì)90年代初期美國(guó)哈佛商學(xué)院的Marco Iansiti教授首次提出的“技術(shù)集成”的概念[3]。技術(shù)集成是首先形成產(chǎn)品概念，然后再選擇產(chǎn)品開(kāi)發(fā)所需要的技術(shù)，技術(shù)和知識(shí)積累是集成創(chuàng)新的基礎(chǔ)。

技術(shù)創(chuàng)新能力培養(yǎng)是工科大學(xué)生能力培養(yǎng)的重要目標(biāo)，工科大學(xué)生專業(yè)課程的教學(xué)，是繼公共基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程之后的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)進(jìn)行工程實(shí)踐和技術(shù)創(chuàng)新能力。因此，在專業(yè)課教學(xué)過(guò)程中，在講授專業(yè)知識(shí)和培養(yǎng)實(shí)踐技能的同時(shí)，如何增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，如何培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)創(chuàng)新能力，是專業(yè)課程教學(xué)的重要研究課題。

2 技術(shù)創(chuàng)新的基本途徑

2.1 研究分析現(xiàn)有技術(shù)的創(chuàng)新歷程啟發(fā)創(chuàng)新思維

專業(yè)課堂教學(xué)內(nèi)容絕大部分專業(yè)知識(shí)是前人發(fā)明家或工程師等的優(yōu)秀創(chuàng)新成果的廣泛應(yīng)用。研究分析現(xiàn)有技術(shù)的創(chuàng)新歷程啟發(fā)創(chuàng)新思維。例如，在講授汽車電源系統(tǒng)的交流發(fā)電機(jī)過(guò)程中，從分析講解從1948年晶體管的發(fā)明，到1970年代利用晶體管的單向?qū)щ娞匦?，將交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電整流為直流電，從而發(fā)展到交流發(fā)電機(jī)取代原有的直流發(fā)電機(jī)的技術(shù)創(chuàng)新過(guò)程。

又如，在講授點(diǎn)火系統(tǒng)過(guò)程中，的交流發(fā)電機(jī)過(guò)程中，從1851年倫可夫（Ruhmkorff）發(fā)明了感應(yīng)線圈點(diǎn)火裝置，1889年，喬治布頓（Georges Boudon）發(fā)明觸點(diǎn)式斷電器，到1970年采用晶體管的無(wú)觸點(diǎn)電子點(diǎn)火系統(tǒng)誕生，到1986年，別克首創(chuàng)了無(wú)分電器計(jì)算機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)（DLS），從而形成目前廣泛采用的計(jì)算機(jī)直接點(diǎn)火系統(tǒng)（DIS）。

利用已有科學(xué)技術(shù)成果進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，首先應(yīng)當(dāng)全面了解已有的科學(xué)技術(shù)研究成果發(fā)展現(xiàn)狀，然后分析已有科學(xué)研究成果應(yīng)用潛力，研究已有技術(shù)成果存在的缺陷，分析調(diào)查社會(huì)發(fā)展與市場(chǎng)需求，在此基礎(chǔ)上研究開(kāi)發(fā)出出新的技術(shù)創(chuàng)新成果。

2.2 學(xué)習(xí)借鑒其他專業(yè)領(lǐng)域的科技成果進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新

汽車電器與電子技術(shù)是以車輛工程、計(jì)算機(jī)工程、信息與自動(dòng)化工程、能源工程等學(xué)科的為基礎(chǔ)的工程技術(shù)，借鑒這些相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的科技創(chuàng)新成果，有利于促進(jìn)汽車電器與電子技術(shù)的技術(shù)創(chuàng)新。

借鑒航空航天技術(shù)領(lǐng)域的科技成果進(jìn)行汽車技術(shù)創(chuàng)新。汽車安全帶、汽車組合儀表、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）、地球定位系統(tǒng)（GPS）和智能導(dǎo)航等技術(shù)都是最早應(yīng)用在飛機(jī)上的。汽車組合儀表是1960年代借鑒飛機(jī)的組合儀表的設(shè)計(jì)理念由原來(lái)的分離儀表發(fā)展起來(lái)的；汽車ABS的起源，1908年J.E.Francis首次設(shè)計(jì)的制動(dòng)裝置，1936年德國(guó)Robert Bosch公司的ABS專利，1948年美國(guó)Westinghouse.Air Brake公司開(kāi)發(fā)的鐵路機(jī)車專用ABS裝置，1954年美國(guó)福特汽車公司首次把法國(guó)生產(chǎn)的民航機(jī)用的ABS系統(tǒng)首次應(yīng)用到林肯牌轎車上，開(kāi)啟了汽車應(yīng)用ABS的序幕。此外，汽車空調(diào)、汽車音響、汽車GPS導(dǎo)航等均是借鑒其他科技領(lǐng)域成果進(jìn)行汽車技術(shù)創(chuàng)新的典型事例。

智能汽車是未來(lái)汽車發(fā)展的更高目標(biāo)，其核心技術(shù)的基礎(chǔ)是計(jì)算機(jī)技術(shù)，自動(dòng)控制理論和人工智能與專家系統(tǒng)。智能汽車所采用的計(jì)算機(jī)是具有專家系統(tǒng)、語(yǔ)言識(shí)別處理系統(tǒng)、機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)等復(fù)雜的人工智能計(jì)算機(jī)。智能汽車的自動(dòng)駕駛、巡航控制、聲控功能是汽車智能控制最先可以實(shí)現(xiàn)的功能。此外，線控技術(shù)在汽車上的廣泛應(yīng)用將帶來(lái)汽車技術(shù)的革命，采用線控技術(shù)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)在未來(lái)汽車將率先獲得應(yīng)用。

借鑒能源技術(shù)領(lǐng)域的科技成果進(jìn)行新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新。作為未來(lái)汽車的重要發(fā)展方向，燃料電池電動(dòng)汽車就是電化學(xué)學(xué)科、材料學(xué)科和能源科技領(lǐng)域發(fā)展的產(chǎn)物。由于燃料電池以電化學(xué)方式直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，不經(jīng)過(guò)熱機(jī)過(guò)程，不受卡諾循環(huán)的限制，能量轉(zhuǎn)化效率理論上高達(dá)85～90%，環(huán)境友好，正成為汽車新技術(shù)開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。

太陽(yáng)能汽車是利用太陽(yáng)能的光伏效應(yīng)作為汽車能源。太陽(yáng)能是一切能源中最豐富、最清潔、可再生的綠色能源。太陽(yáng)能電池造價(jià)高和能量轉(zhuǎn)化率低是太陽(yáng)能汽車商業(yè)化應(yīng)用的主要技術(shù)瓶頸，太陽(yáng)能光伏科技的技術(shù)創(chuàng)新是太陽(yáng)能汽車技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)鍵。

2.3 檢索科技文獻(xiàn)資料并借鑒其它技術(shù)領(lǐng)域科技成果進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐

鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐，引導(dǎo)學(xué)生嘗試申請(qǐng)發(fā)明專利或使用新型專利。在申請(qǐng)發(fā)明專利或使用新型專利時(shí)，首先學(xué)生提出初步的發(fā)明專利或使用新型專利構(gòu)想，然后通過(guò)檢索科技文獻(xiàn)資料，檢索國(guó)內(nèi)外專利已有專利，對(duì)照已有的科技文獻(xiàn)資料或?qū)＠薷?、完善所提出的專利?gòu)想。這種創(chuàng)新目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下文獻(xiàn)檢索、學(xué)習(xí)和研究過(guò)程，可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有效激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新靈感[5]。

2.4 在工程技術(shù)實(shí)踐中培養(yǎng)技術(shù)創(chuàng)新能力

工程技術(shù)實(shí)踐是提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和技術(shù)創(chuàng)新能力有效途徑之一[6]。工程技術(shù)實(shí)踐環(huán)節(jié)包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、課外科技活動(dòng)等環(huán)節(jié)。通過(guò)工程技術(shù)實(shí)踐，使學(xué)生系統(tǒng)掌握專業(yè)知識(shí)，增強(qiáng)實(shí)踐技能，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和技術(shù)創(chuàng)新能力。

2.5 在科研活動(dòng)和科技創(chuàng)新競(jìng)賽中培養(yǎng)技術(shù)創(chuàng)新能力

教師在進(jìn)行科學(xué)技術(shù)研究的過(guò)程中，吸收學(xué)生參入教師所承擔(dān)的科研課題，將科學(xué)研究引入教學(xué)過(guò)程，使教學(xué)過(guò)程變成大學(xué)生在教師指導(dǎo)下研究探索的過(guò)程，鼓勵(lì)和指導(dǎo)學(xué)生積極參入科技創(chuàng)新競(jìng)賽，有助于培養(yǎng)大學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、技術(shù)創(chuàng)新能力[7]。

3 結(jié)束語(yǔ)

專業(yè)教師是專業(yè)課程教學(xué)的策劃者和實(shí)施者，是學(xué)生技術(shù)創(chuàng)新的引領(lǐng)著，培養(yǎng)工科大學(xué)生技術(shù)創(chuàng)新能力對(duì)專業(yè)教師自身的創(chuàng)新能力提出更高的要求，主要包括：

（1）專業(yè)知識(shí)的系統(tǒng)性。系統(tǒng)掌握專業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀，分析研究技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展歷程，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

（2）課堂教學(xué)的啟發(fā)性。從現(xiàn)有的專業(yè)知識(shí)中分析總結(jié)經(jīng)典的創(chuàng)新案例，在傳授專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

（3）專業(yè)創(chuàng)新的預(yù)見(jiàn)性。在把握未來(lái)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，引領(lǐng)學(xué)生拓展視野，增強(qiáng)原始創(chuàng)新意識(shí)。

（4）創(chuàng)新的示范性。教師應(yīng)結(jié)合研究課題進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐，以優(yōu)秀的創(chuàng)新成果案例，對(duì)學(xué)生的技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)行啟發(fā)和示范。

【參考文獻(xiàn)】

[1]約·阿·能彼特.經(jīng)濟(jì)發(fā)展理論[M].北京：中國(guó)商業(yè)出版社，2009.

[2]侯雄.原始創(chuàng)新與集成創(chuàng)新[J].航天控制，2006（1）：3.

[3]周曉宏.技術(shù)集成概念、過(guò)程與實(shí)現(xiàn)形式[J].科研管理，2006（6）：118-124.

[4]陳鄖，張方晶.集成創(chuàng)新：汽車工業(yè)自主創(chuàng)新的主要模式[J].當(dāng)代經(jīng)濟(jì)，2006（11）：16-17.

[5]樊英.試論科技情報(bào)在科技創(chuàng)新中的作用[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2009（16）：171-172.

[6]韓言銘.科技創(chuàng)新離不開(kāi)社會(huì)實(shí)踐——專訪兩院院士羅沛霖[J].中國(guó)科技財(cái)富，2009（7）：22-25.

[7]趙小強(qiáng)，牛學(xué)峰.“學(xué)生競(jìng)賽-科技創(chuàng)新-教師科研”互動(dòng)模式的研究[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2009（3）：187-188.