張煒 陳丙三 彭晉民 張寧

摘? 要? 針對自動化制造系統(tǒng)課程教學在創(chuàng)新能力評價方面的不足，從主觀、客觀方面通過檢驗表評價方式對學生綜合創(chuàng)新能力進行量化分析，并將創(chuàng)新綜合實例庫與課程內容特點結合，構建多元化知識創(chuàng)新體系。以典型課程為例，進一步豐富相關機械領域課程中創(chuàng)新能力的綜合評價分析手段及創(chuàng)新思維培育方法。

關鍵詞? 創(chuàng)新能力評價；自動化制造系統(tǒng)；多元化知識創(chuàng)新體系；檢驗表法

中圖分類號：G642.3? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2023）09-0097-03

0? 引言

在新工科建設大背景下，機械領域人才培養(yǎng)逐漸向多元復合型人才培育轉型[1]。而在多元復合型人才培育中，創(chuàng)新思維能力的提升尤為重要，通過創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)，可進一步提升思維的廣度及深度，同時能夠以實際問題為導向，進行深入思考，進而解決具體問題，提升解決問題的效率與準確度。而在早期機械領域課程教學過程中，通常在創(chuàng)新思維訓練及創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面存在一定缺失，從而阻礙學生創(chuàng)新水平和能力的提升[2-3]，使得學生難以適應目前社會對多元復合型人才的要求。因此，在具體課程教學中提升學生的創(chuàng)新能力便顯得尤為重要，其將對優(yōu)秀拔尖的多元復合型人才培育提供有力幫助。

而在學生創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)中，對創(chuàng)新能力的準確評價是保證創(chuàng)新教育推進的重要環(huán)節(jié)，因此，相關學者針對創(chuàng)新能力評價開展了一系列研究。例如：魏新龍等[4]通過創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技能兩方面對機械專業(yè)學生的創(chuàng)新能力進行評價，即通過撰寫學術報告、PPT匯報等方式對學生的創(chuàng)新能力進行評價，并在此基礎上進一步建立合理的創(chuàng)新成果認定制度；魏巍等[5]對機械專業(yè)的創(chuàng)新能力評價及培養(yǎng)進行研究，發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新評價模式中過多強調學術成果，而忽略了其中創(chuàng)新性的問題，并提出對學生成果創(chuàng)新性進行正確考量和引導的改進方法；湯勃等[6]基于機械類課程考試和評價方式在創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面的不足，通過考核內容和考核形式的變更來體現(xiàn)對創(chuàng)新能力的評價，如通過產品設計制造、產品創(chuàng)新設計報告等方式對學生創(chuàng)新能力進行相關考核評價；張曉光等[7]針對機械領域的專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課的課程引導目標、實踐環(huán)節(jié)等部分進行分析，并通過學生作品實物制作、典型產品CAD/CAE設計等環(huán)節(jié)的完成度對學生的課程學習情況及創(chuàng)新能力、水平進行評價分析；ZOU Lei[8]通過對機械專業(yè)學生的機械原理、自動化設計等各類型課程的綜合學習成績進行分析，從而從側面對學生的創(chuàng)新能力進行評價，但其所采用的量化分析方式并非直接針對創(chuàng)新能力和水平等部分展開。

分析以上學者針對創(chuàng)新能力評價的研究、探索，發(fā)現(xiàn)多集中在對創(chuàng)新能力及效果的定性分析評價上，因而在實際評價過程中存在準確性稍差、效果不明顯等問題。通過對創(chuàng)新能力定量分析評價，可進一步提升對于創(chuàng)新能力評價的準確性等，并可針對創(chuàng)新能力的缺失和薄弱環(huán)節(jié)予以專項訓練提高，從而構建創(chuàng)新能力的綜合評價機制。將綜合評價機制引入實際課程教學環(huán)節(jié)，可在一定程度上對學生的創(chuàng)新能力水平進行評價分析，為進一步的創(chuàng)新思維教育提供指導。

因此，本研究以機械領域專業(yè)性課程自動化制造系統(tǒng)為例，首先結合自動化制造系統(tǒng)課程特點，對自動化制造系統(tǒng)課程教學中在創(chuàng)新能力評價方面的不足之處進行分析；然后提出創(chuàng)新能力的檢驗表式綜合評價法，從而從主觀、客觀方面對學生的綜合創(chuàng)新能力進行量化分析；同時將創(chuàng)新實例庫引入課程知識體系中，從而在實現(xiàn)創(chuàng)新能力量化評價的基礎上，進一步強化課程教學中的創(chuàng)新思維提升效果，從而形成融合創(chuàng)新能力綜合評價的課程教學法，以期為其他機械類課程的綜合創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供指導。

1? 自動化制造系統(tǒng)課程的特點及在創(chuàng)新方面的不足

1.1? 自動化制造系統(tǒng)課程的主要特點

自動化制造系統(tǒng)課程知識點具有多層次性，同時課程知識點較為復雜。自動化制造系統(tǒng)的組成知識點中包含自動化加工設備子系統(tǒng)、工件儲運子系統(tǒng)、刀具準備及儲運子系統(tǒng)等諸多分類知識點，同時，各個知識點之間具有相應聯(lián)系性和層次性，且大多數(shù)知識點較為抽象，因而難以系統(tǒng)地將相關創(chuàng)新理念與思想融入各個知識點的教學中。同時，目前知識點架構中亦缺乏對于創(chuàng)新能力反饋環(huán)節(jié)的有效體現(xiàn)。

1.2? 自動化制造系統(tǒng)課程在創(chuàng)新思想體現(xiàn)、培養(yǎng)中存在的不足

1.2.1? 課程教學中缺少對學生創(chuàng)新思維培養(yǎng)的環(huán)節(jié)

在自動化制造系統(tǒng)課程教學中，由于與實際工程、產品聯(lián)系較為緊密，大多采用常規(guī)的加工系統(tǒng)、加工設備案例等，難以提高學生的創(chuàng)新思維能力，也導致學生缺乏自主探索的過程，無法激發(fā)學生的創(chuàng)新思維。

1.2.2? 課程教學中學生的創(chuàng)新能力難以準確量化評價分析，并難以有針對性地解決學生某個創(chuàng)新思維環(huán)節(jié)存在的問題

自動化制造系統(tǒng)教學環(huán)節(jié)通常可采用啟發(fā)互動方式獲取學生對于知識的掌握情況。如通過啟發(fā)式提問了解學生對機器人這一自動化設備應用具體場合的認識，擴展學生的創(chuàng)新意識，但對于學生的回答難以從創(chuàng)新能力方面予以量化評價分析，多數(shù)僅能從定性層面進行分析評價。

2? 檢驗表式創(chuàng)新能力綜合評價方法

基于上述自動化制造系統(tǒng)課程在創(chuàng)新能力體現(xiàn)和培養(yǎng)中的不足，尤其針對其對創(chuàng)新能力綜合評價方面的缺陷，將檢驗表式評價法應用于學生創(chuàng)新能力、思維的評價分析匯總。檢驗表法為美國創(chuàng)造學家奧斯本所提出的創(chuàng)造評價技術手段，它亦可拓展成為用于調查、收集、整理數(shù)據(jù)的手段和方式[9]，進而明晰對應數(shù)據(jù)中的具體目標情況，而其亦可應用于學生創(chuàng)新能力的綜合評價中，并可利用其在一定程度上實現(xiàn)學生創(chuàng)新能力的綜合量化分析。

首先，針對學生創(chuàng)新能力能夠予以量化的客觀部分，比較其與相關標準的差異，得出其與標準間差值；其次，針對學生創(chuàng)新能力難以量化的主觀部分，通過分級評價方式予以量化；最后，將學生創(chuàng)新能力評價的主觀、客觀部分進行綜合權重系數(shù)加成，形成評價學生綜合創(chuàng)新能力的量化評價表。

可利用該評價表對每位學生的創(chuàng)新能力進行分析評價，從而挖掘學生創(chuàng)新能力的整體薄弱環(huán)節(jié)。對于學生創(chuàng)新能力綜合評價表，可具體將其分為主觀部分與客觀部分兩部分。

1）主觀主項部分。在主觀部分將包含對應評價子項內容分解為發(fā)現(xiàn)問題能力、創(chuàng)新態(tài)度、創(chuàng)新思維發(fā)散、創(chuàng)新效果四個方面，而各個子項分別對應權重系數(shù)為a、b、c、d，其各項權重系數(shù)之和為1。同時將各個評價子項分為很好、較好、一般、較差和很差等五個等級，根據(jù)學生具體創(chuàng)新表現(xiàn)對其進行等級劃分，各個評價等級對應得分分別為5分、4分、3分、2分及1分。最后通過評分綜合權重加成，獲取學生創(chuàng)新能力主觀主項部分得分。如針對某學生的發(fā)現(xiàn)問題能力部分，通過教師主觀對其表現(xiàn)進行評級為較好，則對應學生發(fā)現(xiàn)問題子項得分為4分；依次對該生創(chuàng)新主觀評價中的各個子項部分進行評價，并將對應得分乘以對應權重系數(shù)，獲得最終得分。

2）客觀主項部分。在客觀部分將包含對應評價子項內容分解為回答創(chuàng)新性問題次數(shù)、創(chuàng)新思維提出時間、自主創(chuàng)新觀點提出次數(shù)、創(chuàng)新內容提出準確率四個方面，而各個子項分別對應權重系數(shù)為e、f、g、h，其各項權重系數(shù)之和同樣為1。各個客觀評價子項內容均可以通過標準次數(shù)、時間等進行準確量化，同時設定相應的評價標準值，與標準值相差越大，則得分越低。如針對回答創(chuàng)新性問題次數(shù)，規(guī)定一段時間內回答創(chuàng)新性問題次數(shù)滿分（5分）基準為5次，則若某學生回答創(chuàng)新性問題次數(shù)為4次，其對應項得分為4分。又如規(guī)定平均每次學生創(chuàng)新思維提出的時間滿分（5分）基準為3分鐘，則若學生提出創(chuàng)新思維的平均時間為4分鐘，其對應項得分為4分，創(chuàng)新思維提出平均時間越長，其得分依次遞減。最后，同樣通過評分綜合權重加成，獲取學生創(chuàng)新能力客觀主項部分得分。

最后將學生創(chuàng)新能力主觀主項部分得分與客觀主項部分得分相加，即獲取對應學生創(chuàng)新能力綜合量化得分，得分越高，表明該生創(chuàng)新能力相對越優(yōu)異。同時可從得分薄弱項發(fā)現(xiàn)該生創(chuàng)新能力某個環(huán)節(jié)的不足之處，可在后續(xù)教學中予以針對性強化訓練與提高。

3? 多元化知識創(chuàng)新體系構建

在通過創(chuàng)新能力綜合評價法對學生綜合創(chuàng)新能力及水平進行量化的基礎上，結合自動化制造系統(tǒng)課程特點，進一步將創(chuàng)新案例庫引入課程知識點中，從而構建多元化知識創(chuàng)新體系架構，以期在課程教學中融入多元化知識創(chuàng)新體系，從而更好地對學生的創(chuàng)新思維進行啟發(fā)，進一步提升學生的創(chuàng)新能力。同時，在進行相關多元化知識創(chuàng)新體系教學的基礎上，再次通過創(chuàng)新能力綜合評價法對學生創(chuàng)新能力水平進行評價，從而通過多元化創(chuàng)新知識教學—創(chuàng)新能力水平綜合評價反復進行的方式，不斷有針對性地對學生的創(chuàng)新能力進行提升。

具體可通過以下不同的創(chuàng)新實例引入，構建多元化知識創(chuàng)新知識體系。

1）針對自動化制造系統(tǒng)發(fā)展歷程知識點，可通過基于課本學習不同制造系統(tǒng)發(fā)展階段的典型系統(tǒng)產品，啟發(fā)式地探討其他類型的機械系統(tǒng)產品，并可通過頭腦風暴方式進一步拓展相關機械系統(tǒng)的實際應用，從而將創(chuàng)新思維融入該知識點中。

2）針對自動化制造系統(tǒng)中人機一體化設計知識點，可通過列舉人機一體化設計的主要典型實例，如智能制造系統(tǒng)，其將人工智能與機械制造過程進行相應結合，并強調人機協(xié)同決策、思考、作業(yè)的特點，從而引導學生進行創(chuàng)新性思考：在其他傳統(tǒng)制造系統(tǒng)中如何進行人機一體化設計？

3）針對自動化制造系統(tǒng)組成這一知識點，其下包含自動化加工設備系統(tǒng)、工件儲運系統(tǒng)等多個子系統(tǒng)的知識點，而各個知識點之間相互交叉?？赏ㄟ^提出如“數(shù)控機床—自動輸送小車—自動化立體倉庫”的知識鏈實例的方式，啟發(fā)學生思考其他類型的典型自動化系統(tǒng)下子系統(tǒng)的知識鏈組成，進而激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，并拓展其思考問題能力的廣度。

4）針對自動化制造系統(tǒng)經濟性評價分析知識點，可通過提出某生產企業(yè)自動化制造系統(tǒng)建設、工作過程中靜態(tài)投資回收期、動態(tài)回收期、內部收益率等經濟性指標分析，引導學生創(chuàng)新性地思考、調研本地其他企業(yè)中的自動化制造系統(tǒng)的經濟性，并引導學生通過TRIZ創(chuàng)新理論中的矛盾功能矩陣的應用，打破常見經濟性分析評價指標的限制，提出其他類型的合理的制造系統(tǒng)經濟性分析指標。

通過類似于以上幾點的創(chuàng)新型教學實例的引入，從而將課程中較為復雜的知識點具體化，并將創(chuàng)新思維培育融入各個知識點中，從而構建多元化知識創(chuàng)新體系，充分發(fā)揮其在課程教學中對學生創(chuàng)新能力提升的作用。

4? 結束語

本文以機械專業(yè)課程自動化制造系統(tǒng)為例，在分析課程特點以及其在創(chuàng)新能力綜合評價與創(chuàng)新能力培育方面不足的基礎上，將檢驗表式創(chuàng)新能力綜合評價法引入課程的創(chuàng)新能力綜合評價中，對學生的創(chuàng)新能力進行綜合量化評價，并在此基礎上將綜合創(chuàng)新實例庫與課程知識體系進行結合，構建多元化創(chuàng)新知識體系架構，從而進一步將創(chuàng)新能力綜合評價方式融入自動化制造系統(tǒng)課程教學中，為進一步強化相關機械類課程的創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供有益的方法指引。

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