郎慶陽，趙 亮，齊秀彪

(遼寧科技學(xué)院 機械工程學(xué)院，遼寧 本溪 117004)

2015年 10月，教育部、發(fā)改委、財政部發(fā)布了《關(guān)于引導(dǎo)部分地方普通本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的指導(dǎo)意見》，指出要確立高校應(yīng)用型的類型定位和培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)技能型人才的職責(zé)使命，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入人才培養(yǎng)全過程，加強實驗實訓(xùn)實習(xí)基地建設(shè)，提升以應(yīng)用為驅(qū)動的創(chuàng)新能力〔1〕。在此之前，《關(guān)于大力推進大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新若干政策措施的意見》和《中國制造 2025》相繼下發(fā)?？梢?，應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)應(yīng)以能力培養(yǎng)為中心，做到理論與實踐并重，重視實踐教學(xué)。實踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，也是提高學(xué)生社會職業(yè)素養(yǎng)和就業(yè)競爭力的重要途徑〔2〕。

實驗室，特別是創(chuàng)新實驗室，在學(xué)生理論知識掌握、實踐能力培養(yǎng)和創(chuàng)新能力樹立等方面發(fā)揮著重要的作用。學(xué)生通過在創(chuàng)新實驗室的各類活動，獲得較強的動手能力、創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作能力，能夠樹立工程理念、創(chuàng)新精神和批判思維，實現(xiàn)培養(yǎng)復(fù)合型應(yīng)用人才的目標(biāo)。本文以機電創(chuàng)新實驗室為例，對應(yīng)用型本科高校中創(chuàng)新實驗室建設(shè)的相關(guān)問題進行研究。

1 機電創(chuàng)新實驗室建設(shè)基本情況

2013年，為推動機械專業(yè)培養(yǎng)體系中創(chuàng)新實踐教育及活動，在機械學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，機電創(chuàng)新實驗室得以創(chuàng)建。幾年來，機電創(chuàng)新實驗室在學(xué)校相關(guān)部門和學(xué)院支持下， 克服各種困難， 從無到有，從小變大，逐漸建設(shè)發(fā)展成為教學(xué)、實踐、創(chuàng)新、科研融為一體的多功能實驗室。

機電創(chuàng)新實驗室目前擁有各類實驗桌椅、工作臺及辦公設(shè)備，擁有3D打印機、激光切割機、雕塑機、刻字機、小型桌面機床、小型CNC機床等設(shè)備，擁有較為齊全的手動工具、電動工具、測量工具、儀器儀表及輔助設(shè)備。

圖1 機電創(chuàng)新實驗室全景圖

機電創(chuàng)新實驗室有實驗室負(fù)責(zé)人教師一名，負(fù)責(zé)實驗室的管理建設(shè)，設(shè)備耗材管理，學(xué)生管理、項目管理、實踐指導(dǎo)等工作，另有一名指導(dǎo)教師，負(fù)責(zé)學(xué)生競賽和技術(shù)指導(dǎo)。近年來，共有50余名學(xué)生常駐機電創(chuàng)新實驗室，產(chǎn)生大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目國家級3項、省級8項、校級3項，參加各類學(xué)科競賽獲國家級獎項3項、省級獎項12項、校級獎項20余項。以機電創(chuàng)新實驗室為基礎(chǔ)，產(chǎn)生?？蒲袉禹椖?項，省教育廳科學(xué)研究項目2項，發(fā)表論文近20篇，授權(quán)實用新型專利和軟件著作權(quán)共10余項。

2 機電創(chuàng)新實驗室建設(shè)作用效果

機電創(chuàng)新實驗室是對機械專業(yè)傳統(tǒng)教學(xué)實驗室體系的良好補充和改善，對培養(yǎng)復(fù)合型應(yīng)用人才、促進教學(xué)和科研、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)在動力等方面都起到了重要作用。

2.1 學(xué)生教師實踐和科研的物理空間

工欲善其事必先利其器，機電創(chuàng)新實驗室遵循實驗、實踐、創(chuàng)新一體化構(gòu)建的思路，為學(xué)生各類教學(xué)實踐活動和教師的教學(xué)科研活動提供了支撐作用的物理空間。

學(xué)生在學(xué)習(xí)實踐過程中，會產(chǎn)生很多新穎的想法和創(chuàng)意，就要有平臺支持其實現(xiàn)，否則學(xué)習(xí)和創(chuàng)造的熱情就會迅速消失。

教師在教學(xué)和科研研究過程中，會有很多輔助的裝置設(shè)計、零件加工、維護維修等工作，都可以在創(chuàng)新實驗室得到軟硬件支持。

不同于傳統(tǒng)教學(xué)實驗室，機電創(chuàng)新實驗室為實踐活動提供了通用的、開放的空間場地，并配套了基礎(chǔ)設(shè)施，使多種類型的實踐活動有了場所。

相比較傳統(tǒng)教學(xué)實驗室，機電創(chuàng)新實驗室引進的設(shè)備大多具有DIY的屬性，并具有一定的前沿性熱門性，與教學(xué)實驗室形成良性互補。如在全校率先引入3D打印技術(shù)，擁有全校第一臺桌面3D打印機，極大地豐富了機械制造方面的方式方法和教學(xué)素材。

2.2 先進教學(xué)理念的研究與實施平臺

機電創(chuàng)新實驗室由于其自帶的開放、通用、創(chuàng)新等屬性，為先進教學(xué)理念和方法的研究與實施，提供了良好的實現(xiàn)平臺。與此同時，也對現(xiàn)有應(yīng)用型本科課程體系建設(shè)做出有效支撐和補充。

以大創(chuàng)項目、創(chuàng)新競賽項目、科研項目和自擬項目為形式，充分踐行PBL(項目導(dǎo)向式學(xué)習(xí)或問題導(dǎo)向式學(xué)習(xí))的學(xué)習(xí)方式，學(xué)生在實際項目情景中，通過不斷解決具體問題，獲得知識和技能的提升。

通過將創(chuàng)新實踐項目的實物研發(fā)制作和創(chuàng)業(yè)實踐項目的企劃營銷相結(jié)合，符合CDIO(構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)、運作)工程教育模式的要求，以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體，培養(yǎng)學(xué)生的工程基礎(chǔ)知識、 個人能力、 人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力。

將OBE理念融入實踐項目全過程中。項目最終成果是清晰可見的可以衡量評價的目標(biāo)，以此向回反推，制定各步驟，各階段目標(biāo)，可評價的目標(biāo)成果。

不同于傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)，學(xué)生在創(chuàng)新實驗室的學(xué)習(xí)全部采用“做中學(xué)”的方式。通過實踐，學(xué)生能夠加深對理論知識的理解，有利于學(xué)生迅速掌握相關(guān)知識。 同時，通過實際操作，使學(xué)生積累一定的實踐經(jīng)驗，為各類課程實訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計和未來工作奠定一定的基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)過程中參考費曼學(xué)習(xí)法，通過老成員給新成員講課與輔導(dǎo)、專項交流、頭腦風(fēng)暴討論、學(xué)生參與實驗課程授課等方式，讓學(xué)生不但能學(xué)到，而且會用出來，真正學(xué)懂弄通。

機電創(chuàng)新實驗室為現(xiàn)有應(yīng)用型本科課程體系做出支撐，開設(shè)了快速成型制造和激光加工實驗，建設(shè)了SolidWorks和機電創(chuàng)新實踐基礎(chǔ)等應(yīng)用型課程，率先在畢業(yè)設(shè)計中引入實物制作，將創(chuàng)新實踐項目與畢業(yè)設(shè)計相結(jié)合。

2.3 全面鍛煉學(xué)生綜合能力的第二課堂

機電創(chuàng)新實驗室的實踐教學(xué)，是機械專業(yè)應(yīng)用型培養(yǎng)方案和課程大綱(第一課堂)的良好補充，，讓學(xué)生在“做中學(xué)、賽中學(xué) 、玩中學(xué)”〔3〕，全面培養(yǎng)學(xué)生的各方面能力。

以項目產(chǎn)品從研發(fā)到推廣的生命周期過程為載體，學(xué)生改變以往的“等、靠、要”的學(xué)習(xí)態(tài)度和觀念〔4〕，在動手實踐的過程中，學(xué)會分析問題、查找資料、整合資源、獨立思考、自主學(xué)習(xí)，理論聯(lián)系實際，掌握創(chuàng)新思維方法和技巧、各類實踐技能、自我管理方法、科學(xué)的工程思維，鍛煉表達(dá)交流、團隊合作、統(tǒng)籌規(guī)劃、運營管理能力，最終得到全方面的成長與發(fā)展。

2.4 對外交流合作的開放窗口

應(yīng)用型本科專業(yè)的建設(shè)和發(fā)展，要堅持理論與實踐相結(jié)合，加強交流合作。相比以教學(xué)任務(wù)為主的傳統(tǒng)實驗室，創(chuàng)新實驗室更容易實現(xiàn)校內(nèi)專業(yè)合作、校校合作、校政企合作等交流合作，解決實際問題，優(yōu)勢互補、互利雙贏。

機電創(chuàng)新實驗室通過為企業(yè)生產(chǎn)問題提供解決方案、利用3D打印技術(shù)為企業(yè)建立產(chǎn)品原型等方式，同企業(yè)建立了良好的關(guān)系。依托實驗室加工制作資源和能力，為學(xué)校其他院系和機關(guān)部門相關(guān)活動提供加工制作的服務(wù)。支持中小學(xué)科普及創(chuàng)新教育，多次開展了新技術(shù)的科普實踐活動，同時開展新型教具研發(fā)等合作活動。服務(wù)社會的同時，也樹立了學(xué)校和專業(yè)的良好形象。

3 創(chuàng)新實驗室建設(shè)關(guān)鍵問題

創(chuàng)新實驗室在發(fā)展過程中會遇到很多問題，其中有一些特別需要重視的方面。

3.1 物理環(huán)境及硬件建設(shè)

物理環(huán)境和相關(guān)硬件是創(chuàng)新實驗室存在的基礎(chǔ)，主要包括房間、電氣、照明、供暖、網(wǎng)絡(luò)、工作臺桌椅、貨架、加工設(shè)備、電動手動工具、儀器儀表、電腦和其它輔助設(shè)施。實驗室要發(fā)展，形成規(guī)模，覆蓋更多項目和學(xué)生，足夠的活動空間是必要的，配套的電氣和網(wǎng)絡(luò)設(shè)施等都是日?；顒拥谋仨殫l件。

隨著項目和人員的增加，設(shè)備和工具會出現(xiàn)明顯不足的情況，特別是設(shè)備，比如3D打印機，靠現(xiàn)有的統(tǒng)一采購的幾臺設(shè)備，已經(jīng)不能滿足學(xué)生需要，一方面要持續(xù)申請采購，另一面要充分發(fā)揮實驗室特色和實力，通過自主設(shè)計和制作3D打印機，既鍛煉學(xué)生，又能滿足實際需要。

3.2 管理制度和工作機制的完善

管理制度和工作機制是創(chuàng)新實驗室的重要軟件建設(shè)內(nèi)容，主要包括實驗室的組織管理機制、日常運行管理機制、實驗實踐教學(xué)管理機制、物資管理機制、項目管理機制、文化建設(shè)機制等。軟件建設(shè)是創(chuàng)新實驗室良性發(fā)展的重要保障，也是創(chuàng)新實驗室的生機和活力所在。

管理制度和工作機制一定要伴隨創(chuàng)新實驗室發(fā)展不斷完善和優(yōu)化，以保證實驗室工作順利完成，需要注意的是，管理制度和工作機制一定要根據(jù)實驗室的實際情況來制定，落后和超前都不是恰當(dāng)?shù)?。要讓學(xué)生參與實驗室管理，不僅可以減輕實驗室管理人員的負(fù)擔(dān)， 還可以培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任心和管理能力。

3.3 經(jīng)費和資源支持機制

不同于傳統(tǒng)教學(xué)實驗室一次性采購?fù)瓿桑笃谥恍枰磿r申報耗材的情況，創(chuàng)新實驗室的建設(shè)并非一蹴而就，是一個持續(xù)的、反復(fù)迭代的過程。除了設(shè)備的日常損耗外，還需要支撐不同學(xué)生的不同需求。為了讓學(xué)生充分實踐獲得能力，持續(xù)的適度的材料消耗也是必須的。因此，需要源源不斷的投入。當(dāng)前情況下，除了學(xué)院每年給予一定資源支持，實驗室日常的資金更多是靠項目經(jīng)費“以戰(zhàn)養(yǎng)戰(zhàn)”，這在一定程度上是制約實驗室進一步發(fā)展的。這就需要加大對創(chuàng)新實驗室的資金投入，如設(shè)立創(chuàng)新實驗室建設(shè)專項基金、創(chuàng)新項目實驗基金等。

3.4 學(xué)生個人成長和團隊建設(shè)

培養(yǎng)學(xué)生，提升學(xué)生能力是創(chuàng)新實驗室的終極目標(biāo)。學(xué)生個人成長和學(xué)生團隊建設(shè)是需要持續(xù)關(guān)注的?，F(xiàn)在普遍的情況是學(xué)生缺少實踐技能和工程思維方式、與實踐相關(guān)的理論課程開設(shè)較晚、學(xué)生更愿意去關(guān)注所謂的個性發(fā)展而忽視團隊力量、不會處理人際關(guān)系等等，這些情況很容易導(dǎo)致學(xué)生的實踐熱情迅速減退，乃至放棄。所以，創(chuàng)新實驗室要建立自身的基礎(chǔ)培訓(xùn)體系，關(guān)注學(xué)生的思想動態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生良好的生活和工作習(xí)慣，做好學(xué)生團隊梯度建設(shè)，建好能力培養(yǎng)金字塔和人才成長金字塔。

3.5 指導(dǎo)教師能力水平提升

創(chuàng)新實驗室要求教師具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的理念、創(chuàng)新能力、全面的跨專業(yè)的知識和實際項目的建設(shè)經(jīng)驗，要不斷提升自身能力水平。

教師要克服以教師為主體的教學(xué)觀念，改變填鴨式教育模式，避免手把手教學(xué)生如何實踐，而是采取引導(dǎo)、啟發(fā)和鼓勵的教學(xué)方法，做到認(rèn)真傾聽和充分理解學(xué)生的想法和創(chuàng)意，提供必要的文獻(xiàn)資料和參考意見，同時鼓勵學(xué)生間相互討論、相互幫助，充分借助現(xiàn)有的各項資源獲取所需的知識和解決遇到的難題。

3.6 教學(xué)體系的規(guī)劃與建設(shè)

創(chuàng)新實驗室最終是為教學(xué)服務(wù)的，要將自身的特點和優(yōu)勢體現(xiàn)在培養(yǎng)方案課程體系建設(shè)當(dāng)中。除了開設(shè)在培養(yǎng)計劃中的實踐理論課程之外，還可以通過開設(shè)技能型公選課、開放性實驗、創(chuàng)新性實訓(xùn)等方式，并結(jié)合慕課和微課等形式，進一步為應(yīng)用型本科教學(xué)體系的建設(shè)和發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

3.7 長期發(fā)展規(guī)劃和未來模式形態(tài)

一種方向是在傳統(tǒng)體系內(nèi)，擴大規(guī)模，形成模塊化分室建設(shè)，或是同其它實驗室聯(lián)合建設(shè)。二是向創(chuàng)客空間乃至眾創(chuàng)空間形態(tài)發(fā)展，擴大規(guī)模，增強資源開放共享，加大對外合作交流，形成自身較為完整的發(fā)展體系。無論哪種發(fā)展方向，依托大型教學(xué)或科研項目平臺，或是與企業(yè)聯(lián)合建設(shè)，都是利于實驗室發(fā)展的辦法。

4 總結(jié)

隨著學(xué)校增材制造技術(shù)研究中心的建立，機電創(chuàng)新實驗室得到了更好的發(fā)展機會和支撐平臺，未來教學(xué)科研實踐基地為依托的創(chuàng)客空間形式是明確可行的發(fā)展形態(tài)。