李永祥　雷　輝

摘要：本文圍繞大學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)科的創(chuàng)新與發(fā)展，同時對機械工程教育提出嚴(yán)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(biāo)和培養(yǎng)學(xué)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(xué)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(xué)校的機械工程教學(xué)改革，提高了教學(xué)質(zhì)量，進一步深化了實踐教學(xué)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(xué)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(dǎo)，以加強學(xué)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(biāo)，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(xué)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(xué)生會學(xué)習(xí)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(xué)生為中心，在教學(xué)中要充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位與作用，使學(xué)生積極主動地參與教學(xué)，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(xùn)練的實驗實踐基地。近幾年，我們在實驗實踐教學(xué)方面改革的思路是：依托高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)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(xué)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(xué)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(xùn)練以及制造技術(shù)實訓(xùn)，使學(xué)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(xué)與培訓(xùn)中心、工程實驗實訓(xùn)中心、機械制造工程實驗室和學(xué)生創(chuàng)新活動指導(dǎo)中心組成。學(xué)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(xué)分活動和學(xué)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(xué)“三改”

機械基礎(chǔ)實驗室建設(shè)與教學(xué)質(zhì)量歷來都是本科教學(xué)評估重點考核內(nèi)容之一。依托本科教學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(dǎo)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(xué)時，抓緊“三改”(改革教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)方法、改革教學(xué)手段)，培育優(yōu)秀學(xué)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(xué)生科學(xué)的熏陶和基本的創(chuàng)新理論與方法，啟迪學(xué)生的創(chuàng)新意識與思維，發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)新潛力。學(xué)生創(chuàng)新能力的造就、高素質(zhì)的形成，學(xué)習(xí)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(xué)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(xué)術(shù)研究，結(jié)合學(xué)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(xué)、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(xué)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(xué)生，以發(fā)展的觀點看待客觀物質(zhì)世界，引導(dǎo)他們?nèi)ヌ剿餍碌闹R。在三年來的教學(xué)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(xùn))開放平臺新模式，(專業(yè)實訓(xùn)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(xué)的方法和教學(xué)的手段，在研究中形成了實踐教學(xué)體系及課外學(xué)分活動等一套較為科學(xué)的教學(xué)體系，并通過實踐取得了成功，成績顯著。開放平臺給學(xué)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(xué)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(xué)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(xùn)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(xué)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(xùn)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(xué)校公選課體系，面向全校學(xué)生開放。

依據(jù)學(xué)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(xué)中為不同能力的學(xué)生設(shè)置了分層次的實驗教學(xué)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(xué)體系，共17個實驗項目，以適宜實踐教學(xué)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(xué)，2007下半年有196名學(xué)生參加開放

實驗，2008上半年有473名學(xué)生參加，大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新熱情，使學(xué)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(xué)科競賽

實驗室的開放在激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識、深化課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革方面發(fā)揮了積極的作用，也改變了學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)術(shù)作品競賽：圍繞全國大學(xué)生競賽項目主題，依托開放基地與平臺，學(xué)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(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽中，我院同學(xué)研制的“多功能風(fēng)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(xué)院成立學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽慧魚組競賽中，我院學(xué)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(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽決賽中，我院同學(xué)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(xué)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(xué)生相應(yīng)的學(xué)分。其中，實訓(xùn)型創(chuàng)新實驗訓(xùn)練、暑期機械創(chuàng)新設(shè)計培訓(xùn)和學(xué)生社會實踐與調(diào)查，所給學(xué)分算公選課學(xué)分，獲獎作品還給予不同級別的經(jīng)濟獎勵。這樣，學(xué)生的積極性顯著提高，主動參與科技創(chuàng)新競賽活動的學(xué)生不斷增多。學(xué)校還配套相關(guān)文件：《河南工業(yè)大學(xué)實驗室開放管理辦法》、《河南工業(yè)大學(xué)學(xué)生科技創(chuàng)新與社會實踐活動實施辦法》、《河南工業(yè)大學(xué)關(guān)于成立校內(nèi)大學(xué)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(zé)任編輯余大品