王志强

摘要：实施大学生创新创业训练项目是落实大学生素质教育、提高大学生实践能力、培养大学生创新能力的有效方式。文章以指导国家级大学生创新创业训练计划项目“汽车电助力转向系统模拟示教平台开发”的体会为例阐述并分析了其在提升学生创新能力、拓展学生学术视野以及增强学生科研创新意识方面的效果和意义。

关键词：大学生;创新创业训练;电动助力转向

创新是一个民族发展的不竭动力，大学生创新能力的高低更是关系到民族发展的未来。如何拓展大学生的创新思维，激发学生的创新基因，提高学生的独立思考及实践能力，已成为高等教育中愈加突出的难点问题。实施“大学生创新创业训练计划”的目的，就是要把课堂教育与实践创新教育结合起来，提升大学生创新思维，强化大学生实践能力，使其能更好地适应创新型社会建设发展的需要。本文以国家级大学生创新训练项目“汽车电助力转向系统模拟示教平台开发”（项目编号：201510066005）的研究过程为例，探讨了创新训练计划对大学生综合素质培养的效果和意义。

一、项目简介

（一）项目申请书的撰写

我校汽车与交通学院车辆专业的大三学生利用大学生创新训练计划，针对专业课教学过程中理论知识无法与实践认知同步结合的问题，基于半实物仿真技术，设计了汽车电动助力转向系统的模拟示教平台，制作了电助力转向系统模拟器，用以模拟汽车行驶时产生的助力相关汽车状态信号，并在上位机上将助力过程与效果进行仿真示教演示。该系统能够对电动助力转向系统的结构功能与运行效果进行直观演示，并能够根据课程需求进行相应的故障诊断实训，使学生能更加直观地了解电动助力转向的工作原理及结构组成，并主观感受各工况下的助力效果及核验客观数据正确与否，利于教学效果的提高。

项目成员通过搜集国内外汽车电动助力系统的发展状况以及主要技术参数，了解项目的研究背景，确定项目的研究内容和创新点，提出切实可行的研究方法、技术路线以及实施方案，独立撰写了大学生创新训练计划的项目申报书。在这个过程中，项目成员加深了对课题的认识，提炼出了较为清晰的逻辑思路，深化了对团队协作精神的理解，同时科研写作能力也得到了较好的培养。

（二）机械结构设计实现

根据教学演示系统的专业准确性需求，项目组成员必须模拟实际车辆结构布局，测量好零部件间距及尺寸，设计绘制台架图纸，制作并组装台架。由于电动助力转向系统整体结构中功能部件较多，需要调研参考实际车辆中的助力系统部件，选择合适的型号以及机械连接方式，同时，由于教学演示系统操作友好性等方面的需求，需要设计或者选择部分零部件代替实际车辆中的相关机械结构。

在机械结构设计实现过程中，学生需要投入大量的精力进行设计、制作以及组装机械台架，一方面根据课堂学习过的汽车构造等相关知识，查阅大量参考文献，确定机械结构方案;另一方面，自学三维绘图软件CATIA的标准化使用，并根据项目功能需求，设计绘制三维结构图。此过程锻炼了项目成员坚持不懈的精神，增强了成员科学管理时间的能力，培养了其科研思维。

（三）电控模块设计

根据系统的完整性要求，在机械结构基础上仍需要进行电控模块的设计制作，电控系统的精准性是本创新项目的难点之一。首先，需要项目组成员对电动助力转向系统的控制过程具有比较深入的理解，通过对电动助力转向系统功能与平台教学需求的结合，选取合适的控制策略以及模拟电路。其次，需要学生对相应的专业工具应用比较熟练，如使用Protel软件进行电路原理图设计及利用单片机编程实现控制策略;再次，电控功能是软硬件功能结合的产物，它的实现需要成员分工合作完成，在此过程中会出现有意见分歧和进度不协调等问题，这需要成员间对项目方案以及进度进行充分沟通。这些问题的解决，不但强化了学生的科研能力，而且增进了学生的团队合作意识，也培养了学生严谨细致、不断探索的科研精神。

（四）上位机演示模块设计

上位机演示系统是整个教学演示平台的基础。在研发初期，由于学生对上位机的功能认识不足，采取的是240×128点阵型液晶显示模块。此实现形式虽然结构简单，但界面无法完全满足教学演示的功能需求。针对这一问题，项目组成员通过自我学习和请教专业教师，在充分论证可行性的基础上，改用LabView软件自主设计上位机界面，实现了结构原理动态演示、故障诊断以及控制曲线实时绘制等多种功能，突出了项目的创新性特点，提升了教学效果。在此过程中，项目组成员的独立思考以及逻辑分析能力得到了显著提升，创新思维得到了强化。

（五）系统整体调试

汽车电助力转向系统模拟示教平台作为一个整体系统，在完成机械结构设计、电路设计以及控制策略编程的基础上，还要进行系统整体联合调试，这是实现系统正常功能的重要保障。在调试过程中，会遇到多方面的问题，如控制精度不足、数据通讯实时性不好等，很多问题无法由某个成员独立完成，需要多个成员之间合作解决。因此，成员在调试功能和解决问题的过程中极大锻炼了其发现问题、解决问题的能力，提升了团队合作意识，增强了创新思维。

二、效果和意义

经过一年的紧张研发，本项目顺利完成，研究成果达到了预期目标，并且项目组成员综合能力得到了提升，并利用研究结果撰写并发表论文一篇（《电动助力转向系统扭矩信号采集模块设计》）。部分项目组成员也以优秀的成绩考上了研究生，项目的实施取得了较好的效果。

（一）学生的理论联系实践能力得到提高，初步掌握了正确的科研思路和方法

通过项目的实施，项目组成员能够将课堂上所学的理论知识有机融合到项目实际需求中。参加项目之前，学生学到的只是纯理论知识，对相对应的实践技能以及解决问题的方法掌握不足，遇到实际问题时无从下手。比如，如何选择性价比最佳的芯片，如何设计符合实际功能要求的机械结构，如何设计具有友好界面的上位机平台等一系列问题。虽然学校开设了汽车理论、汽车电子控制技术等专业课程，但是正确运用所学理论知识分析解决实际问题，对于學生而言仍然具有不小的难度。为了克服困难，项目组成员认真观察学习，遇到问题后，积极查阅国内外相关文献，寻找解决问题的方案，在指导教师的引导和鼓励下，学生能够沿着合适的研究思路分析问题和解决问题，这不仅使学生解决实际问题的能力得到了提高，而且极大地调动了学生创新的积极性，锻炼了学生独立思考问题、分析问题以及解决问题的能力，有利于帮助学生掌握正确的科研思路和方法，激励学生在科研道路上不断探索。

项目实施过程不仅提升了学生理论联系实践的能力，而且培养了学生的逻辑思维能力。项目结题阶段，项目组成员需要整理实验数据，对实验结果进行分析论证，制作答辩PPT以及撰写结题报告等工作，这进一步增强了他们逻辑分析和解决实际问题的能力，为其就业后更好的符合岗位需求奠定了基础。

（二）学生的团队协作意识有所增强

本创新项目内容涉及到机械结构制作、电路设计、软件编程以及功能调试等多个方面，一个人难以独立完成全部工作，需要每位项目组成员分工合作完成。每位项目组成员需要合理安排科研与学习的时间，甚至利用周末和寒暑假来完成部分实验，还要对遇到的问题进行积极沟通，互相协调。在这个过程中，学生学会了科学管理时间以及与他人协作共同处理遇到的问题，提升了团队意识，这对学生适应未来职场发展是很有必要的。

（三）学生的学术视野得到开拓

本项目电动助力转向系统的技术基础是汽车结构，但其教学演示平台的对象是职教学生，因此在项目实施过程中，学生不但要按照功能需求进行系统功能设计与实现，同时还要查阅大量文献资料，调研国内外汽车行业以及教育行业中的前沿学术动态，使得所设计的教学演示平台能够在更加符合实际车辆功能的同时，更加满足教育的实际需求，并且所使用的技术手段不会在短时间内被行业淘汰。这个过程中学生的学术视野得到了充分的拓展和加深，为以后继续深造打下了良好的基础。

同时，项目成员通过与指导教师定期交流，提升了科研经验，而且从深度和广度上增强了学术积淀。平时课堂上，学生与教师的交流以书本理论知识为主，科研实践方法涉及相对较少，大学生创新训练计划为师生之间进行更深层次的科研交流提供了较好的平台，能更好地引导学生了解行业的前沿知识。

三、结语

大学生创新训练项目的实施，提升了学生理论联系实践的能力，增强了学生的科研创新意识，拓展了学生的学术视野，锻炼了学生独立分析解决问题的能力，培养了学生的团队协作精神。“兴趣驱动、自主实验、重在过程”的大学生创新训练项目对培养学生的创新思维，提升其综合能力和推动我国创新型社会的建设将起到重要作用。

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编辑/宋宇