交通运输系嵌入式创新创业教育专报(一)
——创新人才培养模式,助力学院转型发展
一、背景
创新创业教育是被联合国称为与学术教育、职业教育具有同等重要地位的教育的“第三本护照”。创新创业教育不是短期的知识技能教育,也不是快速创建企业的教育,它是以创造性、创新性、开创性为内涵,以知识技能教育和创新创业实践活动为主体,以培养大学生的创新创业精神,增强大学生创新创业意识与创新创业思维,提高大学生创新创业能力和创新创业素质,使大学生敢于创新创业、善于创新创业、勇于创新创业为目标的素质教育。
目前,在我国一些高等院校,通过开设《创造学》等通识型创新创业课程,取得了一些成效,但此类课程的开设一般集中在一个学期,不能够覆盖整个大学四年,同时此类课程属于通识型的大众教育,针对于不同的专业,没有较好的专业针对性;除此之外,围绕“挑战杯”和“创业计划”大赛,运用第二课堂的形式开展大学生创新创业教育已经成为较普遍的形式,但这种创业教育的受众面比较小。如何开展大规模、专业方向的创新创业教育是摆在我们教育工作者面前的一道难题。
在学院转型改革大帆扬起之际,交通运输系把培养应用型创新人才放在首位,重新梳理人才培养方案,把创新创业教育“嵌入”到专业课教学过程之中,经过长时间的实践研究,归纳总结了一套“嵌入式”创新创业的教学模式。
二、“嵌入式”创新教学模式
1、(0,1)N模式
(1) 形成过程
在《交通运输概论》的教学过程中,普通单开道岔,由于存在有害空间,危害行车安全,如图1所示,红色部分即为有害空间。有介于此,现在有一种新的活动心辙叉能够有效的解决该问题,如图2所示:
图一: 单开道岔有害空间
图二: 活动心轨辙叉
在教学当中,教师向学生讲解单开道岔的组成及所存在的缺陷:存在有害空间,影响行车安全。然后引导学生解决该问题,学生由于并不知道有“活动心轨辙叉”的存在,在老师的引导下会产生很多新的想法,并借助CAD/亿图/sketchup等软件,把这些想法勾勒出来,在勾勒过程当中,学生不仅能够熟练的掌握单开道岔的结构组成,同时还能够提高学生的实际动手能力。在这些新的想法中可能会存在比“活动新轨辙叉”更优秀的方案。学生们设计出新的方案之后,教授再讲解活动新轨辙叉。
(2)定义的提炼
通过上面的案例,(0,1)N模式的定义可归纳为:
“0”代表的是以前的技术,1代表的是现在的技术,教师在讲授过程中,只向学生讲授以前的技术“0”,然后指出以前技术的弊端,引导学生自己动手解决,学生由于并不知道现在的技术“1”,经过引导,会有N种解决方案,在这N种解决方案中,有的方案可能比现在的技术“1”更加优秀,教师再选择比较优秀的方案,交由交通物流仿真工作室进一步的指导。而对于现在的技术“1”则是教师心目中的答案,当学生完成自己的方案设计之后,教师再讲授现在的技术“1”。
(3)知识点列举
通过简单的梳理,能够采用(0,1)N模式的部分知识点列举如下:
2、1,1模式,
(1)形成过程
以城市轨道交通行车组织中的岛式站台和侧式站台为例,在教学过程当中,岛式站台,优点是方便旅客乘车,隧道横断面积小;缺点是进出车站都要经过曲线,车辆行驶平顺性差,降低乘客乘坐的舒适性。而相反,侧式站台,优点是车辆进出站都无需经过曲线,车辆行驶平顺性好,缺点是旅客乘车不方便。在教学当中,向学生讲解其中一个站台类型后,安排学生动手设计另一个类型站台。
(2)定义提炼
1,1模式是一种平行结构,当一种技术有一定的优势但同时又存在一定的缺陷,而它的替代技术能够解决上述缺陷,但同时又会产生新的缺陷,那么这两种技术属于平行结构。教师在教授的时候只讲解其中的一种技术方法,然后引导学生设计另一种方案。
(3)知识点列举
3、(1,0),N模式
(1)形成过程
《铁路运输设备》课程当中的机车车辆的轮对是锥形设计,之所以这样设计,是因为车辆在过曲线的时候,外侧钢轨的长度比内侧长,但是轮对的转速是一样的,如果轮对与钢轨接触的半径一样,那么轮对在过曲线的时候,内侧轮对会滑行。而把轮对设计成锥形,轮对在过曲线时,在离心力的作用下,车辆会向外倾斜,内外钢轨与轮对接触的点不一样,外侧钢轨与轮对接触的半径大于内侧钢轨,在同样的转速下,半径越大所走过的路程就越大,从而有效的解决了轮对过曲线,走行路程不一样的难题。在《铁路运输设备》当中,只介绍了现有的轮对为锥形,并没有介绍以前的轮对的设计,同时如果要在现有的轮对设计上创新有一定的困难,所以,在讲授的时候,假设机车车辆的轮对是圆形的,然后圆形的轮对在过曲线的时候,内侧轮对会滑行,在此基础上引导学生创新。
(2)定义提炼
(1,0),N模式,即某种技术只有现在较为先进的技术“1”而没有以前相对落后的技术“0”,而在现在的基础之上很难创新,则教师可以在现在的技术“1”上,反推或者假设一个相对落后或者存在缺陷的技术“0”,在“0”的基础上引导学生创新。
4、1,N模式
(1)形成过程
在《城市轨道设备》这门课程当中,会讲解到闸机设备,现有闸机在紧急疏散时,闸机机体不能够移动,占用部分疏散通道。以此为出发点,引导学生设计高效率疏散闸机。
(2)定义提炼
即在现在较为先进的技术上直接创新。
三、创业知识的嵌入
创业知识点的嵌入主要在《铁路货运组织》、《旅客运输组织》这两门课程当中,在课程大纲里面把创业计划书纳入到考察范畴之中,即学生在学习《铁路货运组织》这门课程的过程当中,需要撰写“XXX货运公司”创业计划书,并把创业计划书纳入成绩考核;同样在《旅客运输组织》学习中,也需要撰写“XXX客运公司”创业计划书。
四、阶段性成果
交通运输系教师陈泓旭与学生陈麒宇、李珂伊、陈秀娟、骆璐和张钰丝共同获得了《升降闸机》国家专利证书,该项专利于2017年1月12日向中华人民共和国国家知识产权局提交申请,于2017年8月29日取得授权。
此次《升降闸机》即是采用的1,N模式,即在现有的技术上直接创新。现有闸机在紧急疏散时,闸机机体不能够移动,占用部分疏散通道,从而影响疏散效率,在充分分析现有闸机的缺陷之后,结合现有的闸机理论与技术,交通运输系陈麒宇、李珂伊等五名学生在老师的指导下,设计出了若干解决方案,并运用系部Anylogic仿真软件,模拟仿真在紧急疏散时各方案的疏散效率,经过反复的方案比选,最终确定《升降闸机》方案为最优方案,最后陈泓旭老师查阅了大量的专利文献与资料,撰写了专利申请材料,并于2017年1月12日向中华人民共和国国家知识产权局提交申请,经过近8个月的审查,于2017年8月29日取得专利授权。此次《升降闸机》专利证书的取得,为我系继续开展“嵌入式”创新创业教育奠定了信心。相信随着学院转型改革的不断深入,我院师生定将乘着改革之风,再攀高峰。
图三: 专利证书
图四:师生合影