以大学生创新活动项目为平台的教学改革探索
郭智刚 林自炜 杨浩琳 齐帅夫
[摘 要]目前各大高校纷纷开展大学生创新活动项目，以培养大学生的创新能力。然而大学生创新活动项目在实施过程中存在一些问题，更为重要的是项目没有与学生所学的理论知识紧密结合起来。将大学生创新活动项目内容和课堂教学融到一起，让两者相互促进，能改变学生学习理论知识的枯燥性，培养学生沟通能力和口头汇报能力，增强学生的学习积极性和就业竞争力。
[关键词]创新活动；课堂教学；教学改革
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）05-0147-02
大学是提供教学和学术研究的场所，在培养学生的创新能力方面起着非常重要的作用。为了适应国家提出的创新型人才培养的需求，各大高校纷纷开展大学生创新训练计划项目和科研训练计划项目，以培养和提高大学生的科研创新能力。我校大学生科研创新项目分为校级项目和市级项目，每个项目资助1000～10000元不等的经费。笔者带过三届大学生创新项目，通过开展创新项目笔者发现，在项目开展的过程中，部分学生的学习态度由被动变为主动，教师与学生之间的沟通加强，学生的思维很活跃。但是在项目的实施过程中笔者也发现一些问题，如部分学生由于对项目的认识不足，常常半途而废；项目团队之間的分工欠协调；项目投入时间相对较少，与上课冲突较多。更为重要的是，大学生创新活动项目内容并没有与学生所学的理论知识紧密联系起来。因此，本文以大学生创新项目为平台对教学改革进行探讨：一方面，我们将大学生创新活动项目内容融入课堂教学中；另一方面，我们又将理论知识融合到大学生创新活动项目中，让两者互相促进，从而改变学生学习理论知识的枯燥性，以强化学生综合应用和解决实际问题的能力，为“卓越一线工程师”人才培养提供有力的支撑。
一、大学生创新项目实施过程存在的问题
（一）项目申请问题
大学生创新活动项目在立项之前需要申请。大一、大二的学生由于专业课学习得不多，基础知识相对欠缺。大四的学生因为要考研、找工作，参与的兴趣不大。参与申请的学生大部分是大三的学生。而大三的学生刚刚接触专业课，对专业知识的了解还不够。因此，大学生创新项目的题目和内容大部分是由教师提供，这使得部分学生依赖教师，凭一时冲动或为了创新学分而申报项目，没有主动了解项目的意愿，他们根本不知道进行创新项目的目的是什么。
（二）项目实施问题
项目得到资助后，在项目实施过程中，一旦出现一点困难，部分学生就会一改申请时的积极态度，表现出畏难情绪，很少与项目负责人、教师沟通。也有部分学生因为平时课程任务重或者考研而无法投入充足的时间跟进项目，而文献阅读、编程或搭建实验平台又因时间关系不能连续进行。部分学生认为大学生创新项目很高深，由于没有很好地理解项目，这导致他们半途而废，无法结题，没有达到理想的实践效果。
（三）项目与教学的关联问题
因为大学生创新项目大部分是教师科研项目的部分内容，学生很难理解这方面的知识，也很难将其与学到的知识点紧密结合起来。部分大学生认为，创新项目和教学完全是两件独立的事情，从而降低了项目实施的主观能动性，这就没有达到创新的目的。
二、将教学理论知识融入大学生创新项目
笔者基于带过的大学生创新项目内容，将大学生创新项目和教学紧密结合在一起，从而克服了大学生创新项目在实施过程中存在的问题。
（一）项目简介
项目为校级大学生创新项目，题目分别为《三维简支钢桁架桥梁模型设计与静力试验测试》、《基于多源数据融合的钢桁架桥模型的静力特性分析》、《简支钢桁架桥动力试验模型设计与试验过程模拟分析》和《基于无线传感的简支钢桁架桥模型动力特性分析》。项目内容为设计三维简支钢桁架桥模型，对简支钢桁架桥进行静力、动力试验测试分析，并建立有限元模型进行数值模拟，将试验测试结果与数值模拟结果进行对比，为简支钢桁架桥提供一定的设计依据。
（二）具体实施过程
首先，学生根据桥梁工程中钢桁架桥的知识，设计了一座三维钢桁架桥模型。其次，学生根据所学的工程结构检测对三维钢桁架桥模型进行静载试验和动载试验。最后，学生根据所学的结构力学知识，利用Matlab软件编制程序建立三维钢桁架桥数值模型，得到静载数据和模型的模态数据，并与试验结果进行对比；同时，学生根据所学的有限元分析知识，利用有限元软件建立三维钢桁架桥模型，得到静载数据和模型的模态数据，并与试验结果进行对比。
通过钢桁架桥的设计和试验，学生能了解钢桁架桥模型的静力和动力特性，巩固和加深课堂所学的专业基础理论知识（涉及结构力学、桥梁工程、工程结构检测、有限元分析等课程），初步掌握了轨道工程结构试验的理论和方法。更重要的是这培养了学生自主设计试验和操作试验的能力、综合分析和解决问题的能力、解决工程实践问题的能力，为学生今后对大型结构进行结构受力计算与分析、工程试验与测试、工程结构力学性能评价等打下了良好的基础。
三、将大学生创新项目融入教学
（一）项目简介
项目为校级大学生创新项目，题目分别为《基于有限元的滑坡稳定性分析》、《钢格栅板有限元分析与试验测试》。项目《基于有限元的滑坡稳定性分析》的内容为用有限元软件建立现场滑坡模型进行稳定性分析，确定滑坡的可能滑动面和符合实际情况的抗剪强度指标，得到滑坡土体所能提供的最大抗剪强度与外载荷在边坡内所产生的实际剪应力之比；通过抗剪强度折减系数来判断滑坡的稳定，与现场滑坡情况进行对比，从而为边坡稳定提供技术参数与依据。项目《钢格栅板有限元分析与试验测试》的内容为利用有限元软件建立钢格栅板有限元模型，模拟钢格栅板在实际应用中的各种复杂的受力工况，得到钢格栅板在荷载作用下的位移和应变，以及不同类型的钢格栅板构件的受力性能，分析钢格栅板的动力特性，并进行静、动力试验测试，将试验结果与有限元结果进行比较，同时进行静、动力有限元模型修正，为钢格栅板的工程应用提供技术支持。
（二）具体实施过程
路基工程这门课中包含路基边坡稳定性分析的知识点。如果仅仅单纯地进行知识点讲授，学生很难理解。通过大学生创新项目《基于有限元的滑坡稳定性分析》所做的内容，在课堂上进行讲解，学生可以更好地理解边坡稳定性分析的计算方法。图1为学生基于有限元所做的边坡失稳时位移等值线图。
有限元分析这门课主要讲有限元理论和软件的操作。如果单纯地讲解理论知识，学生学起来会感觉很枯燥，也很难理解。通過大学生创新项目《钢格栅板有限元分析与试验测试》所做的内容，在课堂上进行讲解和操作，可以使学生更好地理解有限元的基本理论，提高学生对有限元软件分析结构的兴趣，让学生了解到钢格栅板的应用。图2为学生基于有限元所做的钢格栅板的静力分析。
四、结束语
将大学生创新活动项目作为教学的案例和研究性专题，同时将教学理论知识用于指导大学生创新活动项目，能使大学生创新活动项目和教学紧密结合在一起。这种方式能突出学生的主观能动性，使教学富于弹性，同时还能激发学生探究问题的兴趣，提高学生解决问题的能力，调动学生学习的主动学习和创新的积极性。大学生创新活动项目能使大学生熟练掌握创新项目所需要的各门课程的知识点，能提高大学生知识运用的能力。最后，大学生创新活动项目还培养了学生的沟通能力和口头汇报能力。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 焦伟，吴健珍.大学生创新活动计划项目指导与管理初探[J]. 上海工程技术大学教育研究，2013（2）：53-55.
[2] 申萍，王立德.大学生创新计划项目与理论课相融合的教学模式[J].电气电子教学学报，2010（S1）：34-36，39.
[3] 陈静.基于大学生创新性试验项目为平台的教学改革[J]. 中国电力教育，2011（16）：135-136.
[4] 张宁.大学生创新性实验计划与实验教学改革[J].中国成人教育，2009（15）：140-141.
[5] 乔连全.我国研究型大学“大学生创新性实验计划”的现状与反思[J].高等教育研究，2011（3）：81-87.
[6] 赵晖.基于项目的本科生创新能力培养探索[J].教育与职业，2012（26）：184-185.
[责任编辑：陈 明]
[摘 要]目前各大高校纷纷开展大学生创新活动项目，以培养大学生的创新能力。然而大学生创新活动项目在实施过程中存在一些问题，更为重要的是项目没有与学生所学的理论知识紧密结合起来。将大学生创新活动项目内容和课堂教学融到一起，让两者相互促进，能改变学生学习理论知识的枯燥性，培养学生沟通能力和口头汇报能力，增强学生的学习积极性和就业竞争力。
[关键词]创新活动；课堂教学；教学改革
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）05-0147-02
大学是提供教学和学术研究的场所，在培养学生的创新能力方面起着非常重要的作用。为了适应国家提出的创新型人才培养的需求，各大高校纷纷开展大学生创新训练计划项目和科研训练计划项目，以培养和提高大学生的科研创新能力。我校大学生科研创新项目分为校级项目和市级项目，每个项目资助1000～10000元不等的经费。笔者带过三届大学生创新项目，通过开展创新项目笔者发现，在项目开展的过程中，部分学生的学习态度由被动变为主动，教师与学生之间的沟通加强，学生的思维很活跃。但是在项目的实施过程中笔者也发现一些问题，如部分学生由于对项目的认识不足，常常半途而废；项目团队之間的分工欠协调；项目投入时间相对较少，与上课冲突较多。更为重要的是，大学生创新活动项目内容并没有与学生所学的理论知识紧密联系起来。因此，本文以大学生创新项目为平台对教学改革进行探讨：一方面，我们将大学生创新活动项目内容融入课堂教学中；另一方面，我们又将理论知识融合到大学生创新活动项目中，让两者互相促进，从而改变学生学习理论知识的枯燥性，以强化学生综合应用和解决实际问题的能力，为“卓越一线工程师”人才培养提供有力的支撑。
一、大学生创新项目实施过程存在的问题
（一）项目申请问题
大学生创新活动项目在立项之前需要申请。大一、大二的学生由于专业课学习得不多，基础知识相对欠缺。大四的学生因为要考研、找工作，参与的兴趣不大。参与申请的学生大部分是大三的学生。而大三的学生刚刚接触专业课，对专业知识的了解还不够。因此，大学生创新项目的题目和内容大部分是由教师提供，这使得部分学生依赖教师，凭一时冲动或为了创新学分而申报项目，没有主动了解项目的意愿，他们根本不知道进行创新项目的目的是什么。
（二）项目实施问题
项目得到资助后，在项目实施过程中，一旦出现一点困难，部分学生就会一改申请时的积极态度，表现出畏难情绪，很少与项目负责人、教师沟通。也有部分学生因为平时课程任务重或者考研而无法投入充足的时间跟进项目，而文献阅读、编程或搭建实验平台又因时间关系不能连续进行。部分学生认为大学生创新项目很高深，由于没有很好地理解项目，这导致他们半途而废，无法结题，没有达到理想的实践效果。
（三）项目与教学的关联问题
因为大学生创新项目大部分是教师科研项目的部分内容，学生很难理解这方面的知识，也很难将其与学到的知识点紧密结合起来。部分大学生认为，创新项目和教学完全是两件独立的事情，从而降低了项目实施的主观能动性，这就没有达到创新的目的。
二、将教学理论知识融入大学生创新项目
笔者基于带过的大学生创新项目内容，将大学生创新项目和教学紧密结合在一起，从而克服了大学生创新项目在实施过程中存在的问题。
（一）项目简介
项目为校级大学生创新项目，题目分别为《三维简支钢桁架桥梁模型设计与静力试验测试》、《基于多源数据融合的钢桁架桥模型的静力特性分析》、《简支钢桁架桥动力试验模型设计与试验过程模拟分析》和《基于无线传感的简支钢桁架桥模型动力特性分析》。项目内容为设计三维简支钢桁架桥模型，对简支钢桁架桥进行静力、动力试验测试分析，并建立有限元模型进行数值模拟，将试验测试结果与数值模拟结果进行对比，为简支钢桁架桥提供一定的设计依据。
（二）具体实施过程
首先，学生根据桥梁工程中钢桁架桥的知识，设计了一座三维钢桁架桥模型。其次，学生根据所学的工程结构检测对三维钢桁架桥模型进行静载试验和动载试验。最后，学生根据所学的结构力学知识，利用Matlab软件编制程序建立三维钢桁架桥数值模型，得到静载数据和模型的模态数据，并与试验结果进行对比；同时，学生根据所学的有限元分析知识，利用有限元软件建立三维钢桁架桥模型，得到静载数据和模型的模态数据，并与试验结果进行对比。
通过钢桁架桥的设计和试验，学生能了解钢桁架桥模型的静力和动力特性，巩固和加深课堂所学的专业基础理论知识（涉及结构力学、桥梁工程、工程结构检测、有限元分析等课程），初步掌握了轨道工程结构试验的理论和方法。更重要的是这培养了学生自主设计试验和操作试验的能力、综合分析和解决问题的能力、解决工程实践问题的能力，为学生今后对大型结构进行结构受力计算与分析、工程试验与测试、工程结构力学性能评价等打下了良好的基础。
三、将大学生创新项目融入教学
（一）项目简介
项目为校级大学生创新项目，题目分别为《基于有限元的滑坡稳定性分析》、《钢格栅板有限元分析与试验测试》。项目《基于有限元的滑坡稳定性分析》的内容为用有限元软件建立现场滑坡模型进行稳定性分析，确定滑坡的可能滑动面和符合实际情况的抗剪强度指标，得到滑坡土体所能提供的最大抗剪强度与外载荷在边坡内所产生的实际剪应力之比；通过抗剪强度折减系数来判断滑坡的稳定，与现场滑坡情况进行对比，从而为边坡稳定提供技术参数与依据。项目《钢格栅板有限元分析与试验测试》的内容为利用有限元软件建立钢格栅板有限元模型，模拟钢格栅板在实际应用中的各种复杂的受力工况，得到钢格栅板在荷载作用下的位移和应变，以及不同类型的钢格栅板构件的受力性能，分析钢格栅板的动力特性，并进行静、动力试验测试，将试验结果与有限元结果进行比较，同时进行静、动力有限元模型修正，为钢格栅板的工程应用提供技术支持。
（二）具体实施过程
路基工程这门课中包含路基边坡稳定性分析的知识点。如果仅仅单纯地进行知识点讲授，学生很难理解。通过大学生创新项目《基于有限元的滑坡稳定性分析》所做的内容，在课堂上进行讲解，学生可以更好地理解边坡稳定性分析的计算方法。图1为学生基于有限元所做的边坡失稳时位移等值线图。
有限元分析这门课主要讲有限元理论和软件的操作。如果单纯地讲解理论知识，学生学起来会感觉很枯燥，也很难理解。通過大学生创新项目《钢格栅板有限元分析与试验测试》所做的内容，在课堂上进行讲解和操作，可以使学生更好地理解有限元的基本理论，提高学生对有限元软件分析结构的兴趣，让学生了解到钢格栅板的应用。图2为学生基于有限元所做的钢格栅板的静力分析。
四、结束语
将大学生创新活动项目作为教学的案例和研究性专题，同时将教学理论知识用于指导大学生创新活动项目，能使大学生创新活动项目和教学紧密结合在一起。这种方式能突出学生的主观能动性，使教学富于弹性，同时还能激发学生探究问题的兴趣，提高学生解决问题的能力，调动学生学习的主动学习和创新的积极性。大学生创新活动项目能使大学生熟练掌握创新项目所需要的各门课程的知识点，能提高大学生知识运用的能力。最后，大学生创新活动项目还培养了学生的沟通能力和口头汇报能力。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 焦伟，吴健珍.大学生创新活动计划项目指导与管理初探[J]. 上海工程技术大学教育研究，2013（2）：53-55.
[2] 申萍，王立德.大学生创新计划项目与理论课相融合的教学模式[J].电气电子教学学报，2010（S1）：34-36，39.
[3] 陈静.基于大学生创新性试验项目为平台的教学改革[J]. 中国电力教育，2011（16）：135-136.
[4] 张宁.大学生创新性实验计划与实验教学改革[J].中国成人教育，2009（15）：140-141.
[5] 乔连全.我国研究型大学“大学生创新性实验计划”的现状与反思[J].高等教育研究，2011（3）：81-87.
[6] 赵晖.基于项目的本科生创新能力培养探索[J].教育与职业，2012（26）：184-185.
[责任编辑：陈 明]
