李永祥　雷　輝

摘要：本文圍繞大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的途徑，探索了機械創(chuàng)新設(shè)計開放平臺這一實驗基地建制新模式，提出實踐是創(chuàng)新之源的觀點，闡述了在實驗基地建制新模式下適宜于機械類創(chuàng)新人才培養(yǎng)的機械基礎(chǔ)創(chuàng)新課程和創(chuàng)新實驗得以實現(xiàn)的可行機制，并通過實踐取得了成果。

關(guān)鍵詞：模式；開放平臺；四模塊三層次；競賽

對于工科專業(yè)人才培養(yǎng)而言，除了要使學生掌握本專業(yè)的基本理論、方法以外，還應(yīng)具備開拓創(chuàng)新的思維、建立創(chuàng)新意識的能力。專業(yè)知識的傳授是教育的主要內(nèi)容之一，而創(chuàng)新意識、思維和能力的開發(fā)、培養(yǎng)則是教育更本質(zhì)、更核心的內(nèi)容。創(chuàng)新意識、思維與能力的培養(yǎng)是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量工作中不可回避的問題，也是對教學改革的深層次研究與探索。

近十余年來，包括計算機信息科技在內(nèi)的高新科技與傳統(tǒng)機械科技的融合，形成了新的概念與思想、新的結(jié)構(gòu)與功能。機械工業(yè)的進步促進了機械工程學科的創(chuàng)新與發(fā)展，同時對機械工程教育提出嚴峻的挑戰(zhàn)。為適應(yīng)機械工程類應(yīng)用型專門人才培養(yǎng)目標和培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力的需要，我校開展了對機械類專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)教學改革實踐的研究，進行了一系列理論與實踐課程體系的改革和探討，有力地推動了學校的機械工程教學改革，提高了教學質(zhì)量，進一步深化了實踐教學改革。

一、創(chuàng)新能力培養(yǎng)分析

1樹立創(chuàng)新教育的理念。創(chuàng)新教育是全面素質(zhì)教育的具體化和深入化，是以加強學生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力、創(chuàng)新人格的培養(yǎng)為基本價值取向的教育。作為培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要力量——教師，要以樹立創(chuàng)新教育觀念為先導，以加強學生的創(chuàng)新精神和實踐能力培養(yǎng)為重點，以培養(yǎng)創(chuàng)新人才為核心目標，改變過去傳授知識為主的教育模式，將創(chuàng)新教育貫穿于人才培養(yǎng)全過程，落實到每個教學環(huán)節(jié)。為此，教師在教育理念上要實現(xiàn)三個轉(zhuǎn)變：一是從傳授知識為主轉(zhuǎn)向培養(yǎng)學生會學習會創(chuàng)造為主的教育方式；二是從以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W生為中心，在教學中要充分發(fā)揮學生的主體地位與作用，使學生積極主動地參與教學，培養(yǎng)其創(chuàng)新心理素質(zhì)；三是教師必須具有創(chuàng)新思想和創(chuàng)新意識。

2創(chuàng)新之基在于實踐。實踐是創(chuàng)新之源，工程實踐是創(chuàng)新的基礎(chǔ)，創(chuàng)新作品的實現(xiàn)必須有適宜于工程訓練的實驗實踐基地。近幾年，我們在實驗實踐教學方面改革的思路是：依托高等學校本科教學質(zhì)量與教學改革工程大環(huán)境，以河南省機械工程實驗示范中心建設(shè)為契機，構(gòu)建創(chuàng)新人才培養(yǎng)開放實驗實踐教學體系，突出創(chuàng)新教育，建設(shè)省內(nèi)一流機械創(chuàng)新實踐基地。

從工程實際應(yīng)用出發(fā)，進一步注重工程基礎(chǔ)知識和實踐能力的培養(yǎng)，并充分利用近年來實踐性教學環(huán)節(jié)硬件建設(shè)成果，改造、加強實踐環(huán)節(jié)，盡可能利用現(xiàn)代技術(shù)改造課程實驗、創(chuàng)新設(shè)計訓練以及制造技術(shù)實訓，使學生通過實踐培養(yǎng)提高綜合素質(zhì)。通過大量考察與論證，構(gòu)建了機械創(chuàng)新設(shè)計開放平臺主基地，該主基地由機械創(chuàng)新設(shè)計實驗中心、現(xiàn)代機械制造實驗室、CAD／CAM教學與培訓中心、工程實驗實訓中心、機械制造工程實驗室和學生創(chuàng)新活動指導中心組成。學生的第二課堂活動以基地和機械基礎(chǔ)創(chuàng)新開放平臺為支撐，開展課外學分活動和學科競賽活動。

二、構(gòu)建創(chuàng)新設(shè)計開放平臺，著力理論與實踐教學“三改”

機械基礎(chǔ)實驗室建設(shè)與教學質(zhì)量歷來都是本科教學評估重點考核內(nèi)容之一。依托本科教學評估大環(huán)境，2007年我校成為河南省機械工程實驗示范中心建設(shè)單位，以此為契機，在探索與實踐中，改革傳統(tǒng)實驗課程教學模式，以培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識的專業(yè)人才為核心，構(gòu)建了創(chuàng)新人才培養(yǎng)開放實驗實踐教學平臺。三年來，經(jīng)過對機械設(shè)計基礎(chǔ)、機械原理、機械設(shè)計課程實驗體系內(nèi)容與教學方法的改革，初步形成了面向機械類專業(yè)的寬口徑開放實驗教學體系。為制訂創(chuàng)新人才培養(yǎng)的課程體系研究與探索提供了理論與實踐基礎(chǔ)。在實踐中提出創(chuàng)新人才培養(yǎng)的總體指導思想：降低重心、注重基礎(chǔ)與專業(yè)實驗的交叉：創(chuàng)建工程化實驗環(huán)境、建設(shè)創(chuàng)新基地，強化實踐環(huán)節(jié)；壓縮課內(nèi)學時，抓緊“三改”(改革教學內(nèi)容、改革教學方法、改革教學手段)，培育優(yōu)秀學生。

1架構(gòu)適宜的創(chuàng)新理論課程模塊。創(chuàng)新理論課程旨在給予學生科學的熏陶和基本的創(chuàng)新理論與方法，啟迪學生的創(chuàng)新意識與思維，發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)新潛力。學生創(chuàng)新能力的造就、高素質(zhì)的形成，學習是基礎(chǔ)、思考是關(guān)鍵、實踐是根本，同時，需要構(gòu)建一個創(chuàng)新型的理論教學體系。在規(guī)劃課程體系時，結(jié)合創(chuàng)新設(shè)計理論與方法的學術(shù)研究，結(jié)合學科發(fā)展的新方向、新內(nèi)容，從整個機械系統(tǒng)著眼，構(gòu)建了包括“機械原理、機械設(shè)計、設(shè)計方法學、機械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計、機械電子系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計、數(shù)字化產(chǎn)品信息建模、CAD技術(shù)、智能設(shè)計概論、優(yōu)化設(shè)計與有限元分析”9門課程的創(chuàng)新理論課程模塊。

創(chuàng)新人才培養(yǎng)必須貫徹科學教育人文教育與因材施教的原則。創(chuàng)新理論課程模塊的建立，做到有意識地培養(yǎng)學生，以發(fā)展的觀點看待客觀物質(zhì)世界，引導他們?nèi)ヌ剿餍碌闹R。在三年來的教學實踐中已得到了充分的體現(xiàn)，并為開展創(chuàng)新人才的培養(yǎng)打下了良好的基礎(chǔ)。

2構(gòu)建創(chuàng)新能力培養(yǎng)實驗平臺。兩年來，我校機械基礎(chǔ)實驗室的建設(shè)取得了很大的成果，以機械創(chuàng)新設(shè)計開放實驗室建制為主線，構(gòu)建了機械創(chuàng)新設(shè)計(機械基礎(chǔ))開放平臺和機械創(chuàng)新設(shè)計(專業(yè)實訓)開放平臺新模式，(專業(yè)實訓開放平臺正在構(gòu)建中)。以機械創(chuàng)新設(shè)計(機械基礎(chǔ))開放平臺為支撐，改革了教學的方法和教學的手段，在研究中形成了實踐教學體系及課外學分活動等一套較為科學的教學體系，并通過實踐取得了成功，成績顯著。開放平臺給學生的實踐提供了一個嶄新的環(huán)境，為實施創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供重要活動場所。機械創(chuàng)新設(shè)計(機械基礎(chǔ))開放平臺構(gòu)建框架如圖1所示。

3構(gòu)建“四模塊三層次”機械基礎(chǔ)實驗教學體系。機械創(chuàng)新設(shè)計開放平臺的構(gòu)建為創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供硬件支撐。依托主基地，在實驗實踐課程體系設(shè)置和教學內(nèi)容改革中，由實踐得出改革的思路是：提高起點，注重基礎(chǔ)與專業(yè)實驗交叉，加強通識教育，強化開放實驗實訓環(huán)節(jié)。圍繞思路，在機械基礎(chǔ)開放實驗課程建設(shè)中，我們進一步改革實驗教學內(nèi)容；減少驗證性實驗，增設(shè)設(shè)計性、綜合性實驗；不僅安排有單獨的機械設(shè)計基礎(chǔ)實驗課程、加大課程實驗分量，還安排了大型實踐、實訓環(huán)節(jié)和大量的機械創(chuàng)新開放實驗項目。所有開放實驗納入學校公選課體系，面向全校學生開放。

依據(jù)學生創(chuàng)新能力的差異，從創(chuàng)新能力培養(yǎng)的規(guī)律出發(fā)，實驗教學中為不同能力的學生設(shè)置了分層次的實驗教學體系。我們在改造傳統(tǒng)實驗的基礎(chǔ)上增設(shè)了一批新的實驗項目，形成了4個模塊3個層次(基礎(chǔ)層次、創(chuàng)新層次和提高層次)的創(chuàng)新基礎(chǔ)實驗教學體系，共17個實驗項目，以適宜實踐教學的規(guī)模效應(yīng)和特優(yōu)培養(yǎng)(如圖2所示)。其中模塊三和模塊四是近兩年新增的。通過分層次的實驗教學，2007下半年有196名學生參加開放

實驗，2008上半年有473名學生參加，大大激發(fā)了學生的學習興趣和創(chuàng)新熱情，使學生的實踐動手能力、分析問題解決問題能力、創(chuàng)新能力等得到了培養(yǎng)和提高，為創(chuàng)新設(shè)計競賽打下了堅實的基礎(chǔ)。

三、依托實驗基地，開展學科競賽

實驗室的開放在激發(fā)學生創(chuàng)新意識、深化課程體系和教學內(nèi)容改革方面發(fā)揮了積極的作用，也改變了學生科技創(chuàng)新活動單獨進行的局面，為善于思考、勤于實踐的學生提供了交流平臺。機械創(chuàng)新設(shè)計開放平臺自構(gòu)建、實施大面積開放實驗以來，在培養(yǎng)學生的自主創(chuàng)新能力方面取得了一系列成果。

“挑戰(zhàn)杯”課外學術(shù)作品競賽：圍繞全國大學生競賽項目主題，依托開放基地與平臺，學校進行多次的校內(nèi)外參賽作品制作和選拔賽。2007年第十屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術(shù)科技作品競賽中，我院同學研制的“多功能風動式動力頭”獲得二等獎。

機械創(chuàng)新設(shè)計大賽；2007年機電工程學院成立學生機械創(chuàng)新科技興趣小組。在參賽作品的研制中，機械創(chuàng)新科技興趣小組的會員和電氣工程學院電子科技興趣小組的會員，正是由于實驗室的開放，在第三屆“全國大學生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽”三件作品的研制過程中，進行了相互交流、探討，使得學生的科技創(chuàng)新作品克服一道道技術(shù)問題，攻克一些關(guān)鍵電子方面難題，作品研制才順利進行。最終于2008年9月在山東威海舉辦的第三屆全國大學生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽慧魚組競賽中，我院學生設(shè)計的“全自動植樹車”獲一等獎，“路面自適應(yīng)智能除雪車”、“全自動盤類清潔機”獲得二等獎。2008年10月在武漢舉辦的第三屆全國大學生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽決賽中，我院同學設(shè)計的“全自動植樹車”獲二等獎。這是河南省高校首次在此類全國大賽中獲獎，在學生中起到了顯著示范作用。

四、建立適宜于創(chuàng)新人才培養(yǎng)的激勵機制

開放實驗、第二課堂創(chuàng)新活動和科技創(chuàng)新競賽都給予學生相應(yīng)的學分。其中，實訓型創(chuàng)新實驗訓練、暑期機械創(chuàng)新設(shè)計培訓和學生社會實踐與調(diào)查，所給學分算公選課學分，獲獎作品還給予不同級別的經(jīng)濟獎勵。這樣，學生的積極性顯著提高，主動參與科技創(chuàng)新競賽活動的學生不斷增多。學校還配套相關(guān)文件：《河南工業(yè)大學實驗室開放管理辦法》、《河南工業(yè)大學學生科技創(chuàng)新與社會實踐活動實施辦法》、《河南工業(yè)大學關(guān)于成立校內(nèi)大學生創(chuàng)新實踐基地的通知》，這樣，機械創(chuàng)新設(shè)計開放平臺實驗實踐就有了適宜于進行創(chuàng)新人才培養(yǎng)的科技環(huán)境和激勵機制。

責任編輯余大品