大學生技術創新能力培養的教學方法探討

曲金玉　韓加蓬

【摘 要】本文結合汽車電器與電子技術課程專業課教學案例，探討了的專業課教學中提高大學生技術創新能力的教學方法：（1）研究分析現有技術的創新歷程啟發創新思維；（2）學習借鑒其他專業領域的科技成果進行技術創新；（3）檢索科技文獻資料進行技術創新實踐；（4）在工程技術實踐中培養技術創新能力；（5）在科研活動和組織科技創新競賽中培養技術創新能力。并提出了大學生技術創新能力培養的對專業教師的四個基本要求。

【關鍵詞】大學生；技術創新能力；專業課教學；教學方法

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 技術創新能力是工科大學生能力培養的重要目標

技術創新是1912年由美籍奧地利經濟史學家約·阿·能彼特在《經濟發展理論》中首次提出的。技術創新實際上是一種使科學與經濟一體化，加速技術應用速度，提高技術應用效率與效益的發展模式，是一個從新產品或新工藝設想的產生到市場應用的完整過程，是以技術為基礎與導向的創新活動[1]。技術創新分為原始技術創新和技術集成創新。原始技術創新是通過理論創新、原理創新、方法創新實現。原始技術創新可以得到理論、方法、技術或產品[2]。原始技術創新是新產業出現的基礎，能夠促進經濟結構的變革，從而促進技術和經濟的發展，對技術經濟的發展發揮長期和深遠的影響。技術集成創新的概念來源于20世紀90年代初期美國哈佛商學院的Marco Iansiti教授首次提出的“技術集成”的概念[3]。技術集成是首先形成產品概念，然后再選擇產品開發所需要的技術，技術和知識積累是集成創新的基礎。

技術創新能力培養是工科大學生能力培養的重要目標，工科大學生專業課程的教學，是繼公共基礎課程、專業基礎課程之后的重要教學環節，旨在培養學生綜合運用所學基礎理論和專業知識進行工程實踐和技術創新能力。因此，在專業課教學過程中，在講授專業知識和培養實踐技能的同時，如何增強學生的創新意識，如何培養學生的技術創新能力，是專業課程教學的重要研究課題。

2 技術創新的基本途徑

2.1 研究分析現有技術的創新歷程啟發創新思維

專業課堂教學內容絕大部分專業知識是前人發明家或工程師等的優秀創新成果的廣泛應用。研究分析現有技術的創新歷程啟發創新思維。例如，在講授汽車電源系統的交流發電機過程中，從分析講解從1948年晶體管的發明，到1970年代利用晶體管的單向導電特性，將交流發電機產生的交流電整流為直流電，從而發展到交流發電機取代原有的直流發電機的技術創新過程。

又如，在講授點火系統過程中，的交流發電機過程中，從1851年倫可夫（Ruhmkorff）發明了感應線圈點火裝置，1889年，喬治布頓（Georges Boudon）發明觸點式斷電器，到1970年采用晶體管的無觸點電子點火系統誕生，到1986年，別克首創了無分電器計算機點火系統（DLS），從而形成目前廣泛采用的計算機直接點火系統（DIS）。

利用已有科學技術成果進行技術創新，首先應當全面了解已有的科學技術研究成果發展現狀，然后分析已有科學研究成果應用潛力，研究已有技術成果存在的缺陷，分析調查社會發展與市場需求，在此基礎上研究開發出出新的技術創新成果。

2.2 學習借鑒其他專業領域的科技成果進行技術創新

汽車電器與電子技術是以車輛工程、計算機工程、信息與自動化工程、能源工程等學科的為基礎的工程技術，借鑒這些相關技術領域的科技創新成果，有利于促進汽車電器與電子技術的技術創新。

借鑒航空航天技術領域的科技成果進行汽車技術創新。汽車安全帶、汽車組合儀表、防抱死制動系統（ABS）、地球定位系統（GPS）和智能導航等技術都是最早應用在飛機上的。汽車組合儀表是1960年代借鑒飛機的組合儀表的設計理念由原來的分離儀表發展起來的；汽車ABS的起源，1908年J.E.Francis首次設計的制動裝置，1936年德國Robert Bosch公司的ABS專利，1948年美國Westinghouse.Air Brake公司開發的鐵路機車專用ABS裝置，1954年美國福特汽車公司首次把法國生產的民航機用的ABS系統首次應用到林肯牌轎車上，開啟了汽車應用ABS的序幕。此外，汽車空調、汽車音響、汽車GPS導航等均是借鑒其他科技領域成果進行汽車技術創新的典型事例。

智能汽車是未來汽車發展的更高目標，其核心技術的基礎是計算機技術，自動控制理論和人工智能與專家系統。智能汽車所采用的計算機是具有專家系統、語言識別處理系統、機器視覺系統等復雜的人工智能計算機。智能汽車的自動駕駛、巡航控制、聲控功能是汽車智能控制最先可以實現的功能。此外，線控技術在汽車上的廣泛應用將帶來汽車技術的革命，采用線控技術的轉向系統、制動系統、傳動系統在未來汽車將率先獲得應用。

借鑒能源技術領域的科技成果進行新能源汽車技術創新。作為未來汽車的重要發展方向，燃料電池電動汽車就是電化學學科、材料學科和能源科技領域發展的產物。由于燃料電池以電化學方式直接將化學能轉化為電能，不經過熱機過程，不受卡諾循環的限制，能量轉化效率理論上高達85～90%，環境友好，正成為汽車新技術開發的熱點。

太陽能汽車是利用太陽能的光伏效應作為汽車能源。太陽能是一切能源中最豐富、最清潔、可再生的綠色能源。太陽能電池造價高和能量轉化率低是太陽能汽車商業化應用的主要技術瓶頸，太陽能光伏科技的技術創新是太陽能汽車技術創新的關鍵。

2.3 檢索科技文獻資料并借鑒其它技術領域科技成果進行技術創新實踐

鼓勵學生進行創新實踐，引導學生嘗試申請發明專利或使用新型專利。在申請發明專利或使用新型專利時，首先學生提出初步的發明專利或使用新型專利構想，然后通過檢索科技文獻資料，檢索國內外專利已有專利，對照已有的科技文獻資料或專利，修改、完善所提出的專利構想。這種創新目標驅動下文獻檢索、學習和研究過程，可以有效激發學生的學習興趣，有效激發學生的創新靈感[5]。

2.4 在工程技術實踐中培養技術創新能力

工程技術實踐是提高學生的工程實踐能力和技術創新能力有效途徑之一[6]。工程技術實踐環節包括實驗教學、生產實習、課程設計、畢業設計、課外科技活動等環節。通過工程技術實踐，使學生系統掌握專業知識，增強實踐技能，培養發現問題、分析問題、解決問題和技術創新能力。

2.5 在科研活動和科技創新競賽中培養技術創新能力

教師在進行科學技術研究的過程中，吸收學生參入教師所承擔的科研課題，將科學研究引入教學過程，使教學過程變成大學生在教師指導下研究探索的過程，鼓勵和指導學生積極參入科技創新競賽，有助于培養大學生的學習能力、技術創新能力[7]。

3 結束語

專業教師是專業課程教學的策劃者和實施者，是學生技術創新的引領著，培養工科大學生技術創新能力對專業教師自身的創新能力提出更高的要求，主要包括：

（1）專業知識的系統性。系統掌握專業領域發展的歷史和現狀，分析研究技術創新發展歷程，啟發學生的創新思維。

（2）課堂教學的啟發性。從現有的專業知識中分析總結經典的創新案例，在傳授專業知識的同時，啟發學生的創新思維。

（3）專業創新的預見性。在把握未來技術發展趨勢的基礎上，引領學生拓展視野，增強原始創新意識。

（4）創新的示范性。教師應結合研究課題進行技術創新實踐，以優秀的創新成果案例，對學生的技術創新進行啟發和示范。

【參考文獻】

[1]約·阿·能彼特.經濟發展理論[M].北京：中國商業出版社，2009.

[2]侯雄.原始創新與集成創新[J].航天控制，2006（1）：3.

[3]周曉宏.技術集成概念、過程與實現形式[J].科研管理，2006（6）：118-124.

[4]陳鄖，張方晶.集成創新：汽車工業自主創新的主要模式[J].當代經濟，2006（11）：16-17.

[5]樊英.試論科技情報在科技創新中的作用[J].中國高新技術企業，2009（16）：171-172.

[6]韓言銘.科技創新離不開社會實踐——專訪兩院院士羅沛霖[J].中國科技財富，2009（7）：22-25.

[7]趙小強，牛學峰.“學生競賽-科技創新-教師科研”互動模式的研究[J].實驗室科學，2009（3）：187-188.