摘 要:文章從教學(xué)研究型本科院校材料成型及控制工程專業(yè)模具方向創(chuàng)新實踐教學(xué)存在的問題出發(fā),提出了科研項目驅(qū)動下模具專業(yè)創(chuàng)新實踐教學(xué)策略,在新的創(chuàng)新實踐教學(xué)中,將教師的科研項目與教學(xué)相結(jié)合,豐富了創(chuàng)新實踐教學(xué)的內(nèi)容,優(yōu)化了考核方式,突出了大學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)。
關(guān)鍵詞:科研項目;模具專業(yè);創(chuàng)新實踐教學(xué)
中圖分類號:G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1002-4107(2017)02-0038-02
材料成型與控制工程專業(yè)模具方向是一個對理論性、創(chuàng)新性及實踐性要求都較高的工科專業(yè)方向,其培養(yǎng)的學(xué)生不但要求掌握扎實的理論知識,還要求具有較強的工程實踐能力及創(chuàng)新意識。因此,目前國內(nèi)大多數(shù)高校都在該專業(yè)的人才培養(yǎng)方案中增設(shè)了創(chuàng)新實踐類課程,并且其學(xué)時比例不斷加大[1]。然而由于受到教學(xué)設(shè)備、教材及教學(xué)理念等因素的影響,在教學(xué)實踐中,這類課程往往存在教學(xué)案例少、針對性不強、新穎性差、學(xué)生積極性不高等問題,造成了創(chuàng)新實踐名不副實,流于形式,有些甚至僅僅停留在教師講解示范,學(xué)生模仿操作的階段,嚴(yán)重影響了創(chuàng)新實踐的教學(xué)效果[2]。
針對上述問題,本文提出了科研項目驅(qū)動下材料成型與控制工程專業(yè)模具方向創(chuàng)新實踐教學(xué)的新思路。所謂創(chuàng)新實踐,貴在一個“新”字,因此其教學(xué)內(nèi)容必須建立在知識創(chuàng)新的基礎(chǔ)上,而知識創(chuàng)新往往依賴于科學(xué)研究。高等工科院校,特別是教學(xué)研究型大學(xué),除了擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重任,還承擔(dān)著大量的科研任務(wù)。因此高校教師往往掌握著大量的科研資源,如果能將科研資源與教學(xué)有機地結(jié)合起來,就能實現(xiàn)協(xié)同育人,克服“灌輸式教學(xué)”的先驗式弊端,培養(yǎng)學(xué)生解決“開放式”問題的創(chuàng)新能力,使創(chuàng)新實踐教學(xué)更有廣度和深度。同時還可極大地緩解教師“教學(xué)—科研”的雙趨沖突,使科研更有活力和張力[3]。最終使得學(xué)生在“真刀真槍”的訓(xùn)練中,其創(chuàng)新思維及實踐能力得到全方位的提高。
一、模具專業(yè)創(chuàng)新實踐教學(xué)的策略
在材料成型與控制工程模具方向人才培養(yǎng)的各個環(huán)節(jié)中,都應(yīng)突出體現(xiàn)創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng),而這其中最直接、最能體現(xiàn)創(chuàng)新與實踐的教學(xué)環(huán)節(jié)主要有課程設(shè)計、科技創(chuàng)新競賽、畢業(yè)設(shè)計等。
(一)課程設(shè)計環(huán)節(jié)
哈爾濱理工大學(xué)模具方向的各個實驗室目前已實現(xiàn)全部開放,學(xué)生在通過基本操作訓(xùn)練及實驗室安全教育,經(jīng)考核合格后,可完全自主地在實驗室從事實驗工作。在專業(yè)課程的課程設(shè)計環(huán)節(jié)中,由于學(xué)生已經(jīng)具備了基本的實驗技能,掌握了基本的專業(yè)理論知識,因此在課程設(shè)計的內(nèi)容上,可適當(dāng)?shù)匾雱?chuàng)新性、實踐性更強的探索性實驗與設(shè)計。這類探索性題目的來源一般都出自教師的科研課題,特別是科研項目中的實驗研究、裝置開發(fā)等非理論性部分。將科研項目中的實驗研究部分細(xì)分為小的分支,以這些小的分支作為學(xué)生的課程設(shè)計內(nèi)容,由3—4名學(xué)生組成課題小組,共同完成課題研究及設(shè)計任務(wù)。例如,在本專業(yè)的主干課程“金屬塑性成形工藝與模具設(shè)計”中,傳統(tǒng)的課程設(shè)計內(nèi)容大多局限在一般的沖壓模具、鍛造模具、擠壓模具設(shè)計上,學(xué)生在課程設(shè)計過程中只要按圖索驥、按部就班就可獲得相對滿意的設(shè)計結(jié)果,所受到的創(chuàng)新訓(xùn)練有限,創(chuàng)新能力得不到很大的提升。而在引入科研項目的模式下,該課程的設(shè)計選題范圍可擴(kuò)展為更具挑戰(zhàn)性的教師科研項目領(lǐng)域,如:新材料新工藝的設(shè)計、特種模具設(shè)計、模具結(jié)構(gòu)改進(jìn)與工藝優(yōu)化等,由于是教師所擅長的科研領(lǐng)域,因此教師完全有能力、有條件對學(xué)生進(jìn)行有效的指導(dǎo)。這類探索性題目較以往的驗證性、重復(fù)性設(shè)計具有更高的難度, 但同時更具有科學(xué)性、前沿性與新穎性,因此對學(xué)有余力的學(xué)生具有極高的吸引力,其參與熱情極高。學(xué)生在進(jìn)行這類探索性課程設(shè)計時,沒有現(xiàn)成的教材與講義, 設(shè)計方案靠學(xué)生自己去探索,設(shè)計結(jié)果靠學(xué)生自己去分析總結(jié)。因而,獨立地完成課程設(shè)計任務(wù),將會使學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力得到極大的鍛煉與提升。多年的教學(xué)實踐證明,科研項目訓(xùn)練是非常有效的實踐教學(xué)手段之一,該方法對學(xué)生科研能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到了至關(guān)重要的作用。同時,學(xué)生頭腦中不斷閃現(xiàn)的靈感與智慧也為教師的科研提供了永不枯竭的創(chuàng)新源泉。
(二)科技創(chuàng)新競賽環(huán)節(jié)
經(jīng)過課程設(shè)計環(huán)節(jié)的科研訓(xùn)練,絕大多數(shù)學(xué)生會對創(chuàng)新與實踐產(chǎn)生極大的興趣,科研熱情十分高漲。此時教師應(yīng)因勢利導(dǎo),鼓勵學(xué)生積極參與各級各類科技創(chuàng)新競賽、積極申報不同類型的創(chuàng)新實踐項目。這些科技項目的思路及靈感大多數(shù)都來源于教師的科研課題,甚至有一部分就是教師科研項目的一部分或一個小的分支。參賽學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,獨立完成項目的前期預(yù)研、申請立項、項目研究、項目驗收等多個環(huán)節(jié)。在這個過程中涉及大量的資料整理歸納、科學(xué)問題的提出與凝練、解決方案的制定、可行性分析、項目研究與實施、結(jié)果評估、科技論文撰寫等自主性、創(chuàng)造性、創(chuàng)新性的工作。參與這一過程,不但提高了學(xué)生科研水平、實踐與創(chuàng)新能力, 而且培養(yǎng)了參與學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作精神。以科研項目為模式的各類科技創(chuàng)新競賽,實現(xiàn)了科研項目與創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)的無縫對接,實現(xiàn)了教師與學(xué)生在科研方面的充分融合與互動。
(三)畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)
與課程設(shè)計、科技創(chuàng)新競賽相比,畢業(yè)設(shè)計的進(jìn)行時間最長,學(xué)生的精力最為集中,參與范圍最廣。因此,在這一環(huán)節(jié)中,可直接吸收學(xué)生參與指導(dǎo)教師的科研項目。哈爾濱理工大學(xué)材料成型專業(yè)模具方向的畢業(yè)設(shè)計論文絕大多數(shù)都是結(jié)合指導(dǎo)教師的科研課題真題真做。在畢業(yè)設(shè)計的開題階段,以科研項目的立項申請為例,教授學(xué)生選題的一般程序、原則與技巧,突出畢業(yè)設(shè)計選題的創(chuàng)新性、新穎性與可行性。文獻(xiàn)檢索、開題報告撰寫等環(huán)節(jié)使學(xué)生掌握如何運用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)收集整理文獻(xiàn)資料的方法,掌握如何提出并凝練科學(xué)問題的方法,掌握如何科學(xué)合理地制定研究方案的方法。在畢業(yè)設(shè)計的實施階段,學(xué)生在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下按照科研項目的實施模式,按進(jìn)度分步完成實驗準(zhǔn)備、實驗實施、實驗結(jié)果的整理與理論分析、研究報告及學(xué)術(shù)論文的撰寫等工作,在這一過程中,每一位學(xué)生都受到了基本的科研訓(xùn)練,其創(chuàng)新思維意識得到了培養(yǎng),創(chuàng)新能力得到了提升,具備了科學(xué)與工程技術(shù)工作者必備的基本素質(zhì)。
(四)評價與考核環(huán)節(jié)
在上述環(huán)節(jié)的創(chuàng)新教學(xué)實踐中,應(yīng)該特別注意本科學(xué)生,特別是低年級的學(xué)生,由于在學(xué)識、能力上的局限,有相當(dāng)部分的學(xué)生還不能很好地勝任科研項目的研究工作,這種情況下如果僅僅以研究結(jié)果、研究成果等傳統(tǒng)的評價指標(biāo)來衡量一個學(xué)生的成績顯然有失公允,因此在教學(xué)實踐中,合理的做法是采用基于創(chuàng)新工作過程的評價體系,即在評價學(xué)生學(xué)習(xí)效果及成績時應(yīng)當(dāng)是以人為本的整體性評價,注重工作過程的連續(xù)性、創(chuàng)新性與發(fā)展性,即重過程而非結(jié)果。其評價的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力的形成過程,重點考查學(xué)生在此過程中知識的運用、經(jīng)驗的形成和創(chuàng)新能力的提高情況。具體的評價與考核中應(yīng)該以學(xué)生完成的任務(wù)是否具有創(chuàng)新性,是否對實驗過程、裝置及結(jié)構(gòu)有所改進(jìn)等為指標(biāo)。同時,應(yīng)通過多種渠道對學(xué)生的創(chuàng)新實踐活動進(jìn)行激勵,給予適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)和精神獎勵,調(diào)動學(xué)生參與科研參與創(chuàng)新的熱情。
二、模具專業(yè)創(chuàng)新實踐教學(xué)的效果分析
(一)科研與教學(xué)結(jié)合,提升教學(xué)層次與師資質(zhì)量
科研是“源”,而教學(xué)是“流”,科學(xué)研究與創(chuàng)新實踐教學(xué)的有機結(jié)合,可實現(xiàn)協(xié)同育人,形成有效的教育合力。科研項目及其所產(chǎn)出的成果反映的是學(xué)科專業(yè)最前沿的知識,若能以此作為創(chuàng)新教育的教學(xué)案例,將其移入人才培養(yǎng)的課堂,則不僅可改善傳統(tǒng)的教學(xué)方式,優(yōu)化教學(xué)手段,拓展教學(xué)內(nèi)容,使得教學(xué)層次與教學(xué)平臺得到極大的提升[4],而且還可以改善傳統(tǒng)的師生關(guān)系,使得教師由“主宰者”變?yōu)椤爸鲗?dǎo)者”,成為學(xué)生學(xué)習(xí)的合作者與促進(jìn)者,使得科研實踐成為師生共同進(jìn)步的重要載體。與此同時,教師自身的素質(zhì)也將在科研與教學(xué)的結(jié)合中得到提升。大學(xué)教師具有教師與科研工作者的雙重身份,也就是說,作為一名高校教師,既要教書育人,又要進(jìn)行科學(xué)研究,當(dāng)把科研與教學(xué)有機結(jié)合起來后,將不僅會使教學(xué)更有廣度和深度,同時會使得科研更有活力和張力。有研究表明大學(xué)教師的科研工作與教學(xué)工作之間存在著相互促進(jìn)的關(guān)系??傮w來看,科研成果豐厚的教師的教學(xué)質(zhì)量特別是其對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)質(zhì)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于不從事科研的教師。同樣,教學(xué)質(zhì)量高,受學(xué)生歡迎的教師的科研工作也往往要好于教學(xué)質(zhì)量差的教師。由此可見,科研與創(chuàng)新實踐教學(xué)相結(jié)合,不僅可以提高創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)質(zhì)量,還有助于提升教師自身的教學(xué)與科研業(yè)務(wù)水平,實現(xiàn)教學(xué)與科研相長,既培養(yǎng)了學(xué)生,又提升了教師自己。
(二)科研與教學(xué)結(jié)合,提升學(xué)生的創(chuàng)新能力
教學(xué)實踐表明,學(xué)生“真刀真槍”做科研是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的一個重要經(jīng)驗,廣大教師和學(xué)生成為科技創(chuàng)新的共同體,他們不僅是高水平科技論文的主要作者,也
是專利發(fā)明群體的重要成員。哈爾濱理工大學(xué)材料成型專業(yè)的學(xué)生依托本專業(yè)教師的科研項目,經(jīng)過多層次的創(chuàng)新能力訓(xùn)練,科研素質(zhì)得到了鍛煉、創(chuàng)新能力得到了提升。學(xué)生先后在國家及省級新材料創(chuàng)新設(shè)計大賽、“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽、全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽等各類競賽中獲獎20 余項, 獲批國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目2項、校級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目10
余項。學(xué)生發(fā)表核心期刊以上學(xué)術(shù)論文20余篇,授權(quán)專利10余項。經(jīng)過多年的探索與實踐,哈爾濱理工大學(xué)材料成型與控制專業(yè)模具方向在培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力、全面提升學(xué)生綜合素質(zhì)等方面開辟了一條有效的途徑。
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