机械工程类学生创新能力培养的研究与实践

摘要：随着信息技术的飞速发展以及社会对人才的需求，必须加快机械工程类课程与教学体系的改革。以笔者所在院校机械工程类专业为例，阐述了通过优化人才培养方案、构建合理课程体系以及加强实践教学环节的改革等措施，对提高学生创新能力起到了积极作用。

关键词：机械工程类专业；创新能力；课程体系

作者简介：张桂菊（1979-），女，布依族，贵州贵阳人，邵阳学院机械与能源工程系，讲师；肖才远（1979-），男，贵州威宁人，邵阳学院城市建设系，讲师。（湖南邵阳422000）

基金项目：本文系湖南省普通高等学校教学改革研究项目“湖南邵阳学院教学改革研究项目”（项目编号：2009JG26）的研究成果。

中图分类号：G642     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）08-0022-02

在科技迅速发展、综合国力竞争十分激烈的当今时代，培养大学生的创新精神和创新能力具有十分重要的意义，已愈来愈成为时代的要求。改革开放以来，机械工业取得了稳定、快速的发展，同时对机械工程类专业教育提出严峻的挑战。根据本院制定的创办“优势突出、特色鲜明、水平较高，位居省内外同类院校先进行列的地方性、教学型、综合性大学”的办学定位和培养“素质高、基础好、知识广、能力强、有个性、会创新的应用型高级专门人才”的培养目标。结合邵阳学院机械工程类人才培养的实际，培养学生的创新能力作为邵阳学院大学生的重要培养目标之一，针对机械工程类创新型人才的专业特点，邵阳学院机械工程类专业探索出一条科学、完善的机械工程类大学生创新能力培养的路子。本文从创新型人才培养课程体系、实践创新体系等方面构建机械工程类大学生创新能力培养模式，使邵阳学院能培养出具备素质高、能力强、会创新的应用型高级机械工程专业人才。

一、机械工程类创新人才培养的意义

科学制订创新型人才培养体系对培养什么类型的人才有很大的作用。过去机械工程类专业的课程体系过度注重基础课和专业课，而忽视了学生兴趣爱好、个性特长方面的课程。教学内容则往往过分依赖教材，着重强调基础知识、基础理论传授。对于科学技术的发展前沿，教材往往相对滞后。对学生往往采取“填鸭”式的教学，学生注重死记硬背，拼命忙于应付考试，培养出来的学生高分低能，缺少灵活性，缺少创新精神。所以，制订创新型人才培养体系时，始终坚持学生全面发展的教育观，坚持促进学生思想道德、科学文化和身体心理等素质的全面发展，注重知识、能力与素质的协调发展。

二、构建机械工程类专业创新型人才培养课程体系

创新型人才培养课程体系主要是由人文素养和科学态度相结合的通识教育平台、多学科综合交叉构成宽厚的学科基础教育平台、精深的专业知识和渊博的文化修养并重的课程模块所构成。

通识教育课程平台包括自然科学基础知识、人文社科基础知识、文体艺术修养知识、应用科学技术知识与基本技能等有机结合，改变过去教学内容偏窄、知识结构单一的格局。主要课程有中国近代史纲要、形式与政策、品德与法律、体育、健康教育、大学英语、大学语文、高等数学、大学物理、计算机基础、演讲与口才、技术经济学、企业管理等。主要培养学生适应社会与进入社会后发展需要的通识教育知识，培养学生对时代和社会发展规律的正确认识，提高学生的道德情操，树立正确的人生观、价值观和发展观，培养学生的经济意识与政治意识，提高学生的科学文化素养，促进学生的全面发展。

随着现代工业化进程的飞速发展，现代工程逐渐凸显创造性、综合性、社会性、复杂性等特征，未来工程师在“非工程”方面面临的挑战越来越大。工科大学生在业务素质方面要加强与民族意识、工程意识、经济意识的融合，并处理好人与社会、人与自然、自身发展与社会协调发展的关系。因而，必须进行多学科综合交叉学科基础教育平台，即涵盖机、电、液知识、检测技术、控制技术、制造技术与经济管理技术的宽厚的基础课程体系。主要课程有机械制图、理论力学、材料力学、金属工艺学、计算机接口与应用、机械制造工艺、电工电子技术、热工原理、液压与气动技术、控制工程基础、工程检测技术、汽车工程学、企业管理等。旨在加强学科基础教育，拓宽专业口径，培养学生对未来工作的适应性，增强自我发展的能力。

根据学生的兴趣、专长、发展方向和社会需求，按专业大类招生，分专业方向培养。基于精深的专业知识和渊博的文化修养并重的原则，对专业课程学时减少的同时，课程内容进行精炼，突出应用广、水平高、效果好的特点，对现代制造技术、机电一体化、热能工程、模具设计制造、汽车与内燃机、制冷与空调6个专业方向的专业课程模块结构进行优化，在每个专业方向均设置特色课程和探索性课程，针对发展学生个性和增强学生就业竞争性开设部分选学课。

高素质的机械工程类专业创新型人才不但要具备从事工业产品的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的创新型、应用型人才的能力，同时还要具备一定的管理协调能力。因而，构建创新系列课程模块要基于工程实际，注重培养学生的创新设计能力。结合机械工程学科发展前沿、创新理论与方法的学术前沿，着眼于整个机械系统，开设课程有机械原理与机械设计、产品技术创新、现代设计方法、CAD技术、机电系统动态仿真、机械优化设计、有限元分析、机械系统创新设计、工业机器人等课程，涵盖了创造学、创新设计的基本理论与方法。一方面为学生提供夯实的理论知识，另一方面用现代机械设计理论与技术通过大量工程设计去实践，为以后学生解决实际问题的能力奠定扎实的基础。

三、构建工程类专业创新型人才培养实践创新体系

实践环节是机械工程专业教学中的一个重要教学环节，在培养学生的创新能力方面有着不可替代的作用。单靠理论教学是不能内化成学生创新能力。在教学中要与生产相结合，将科研活动引入教学，加强工程实训和学生课外科技创新活动，使学生知识来源渠道多样化，能力培养多元化。注重学生的竞争意识、创新意识、社会责任感和综合实践能力的培养；不断完善以培养学生综合素质、提高工程实践能力、工程设计能力和创新精神为主要目标的工程实践教学新体系。

实践基地已建立了一整套完善的实践教学管理、岗位聘任及培训等制度。在此基础上，顺利实现了人事改革，通过竞聘上岗，拥有实验专职技术人员9人，其中高级职称3人，中级职称5人，初级职称1人；教学仪器设备852台（套），总值达901.36万元。按照工程模式进行实践基地的设计与规划，重视学生的工程能力、应用能力及创新能力的培养。按照省级示范建设实验室、省级重点实验室的建设标准来进行规划和设置。整个实践基地分成三大块：动力机械实训基地、基础实训基地、动力机械创新实训基地和专业实验场地。

动力机械实训基地包括金工实习基地和动力机械拆装实训基地。机械实习工厂基地以数控设备为主，每年能承担实验教学任务达16000人次，除了承担正常的实验教学任务外，还承担数控操作的认证培训工作，学生在数控课程、数控实习的基础上通过考试可获得资质证书，有利于培养学生的应用能力及就业竞争力；动力机械拆装实训基地包括机械产品拆装、机电产品拆装、模具拆装、制冷设备拆装、内燃机拆装以及拆装准备间，每年可承担拆装实训教学任务达2000多人次。

动力机械基础实训基地包括工程力学模块（理论力学、材料力学）、金属材料及热处理模块（互换性及测量技术、金属材料热处理）、传动与控制工程模块（控制工程基础、微机原理与接口技术、液压与气压传动、机电传动控制、PLC等）和热工基础实验模块（工程热力学、传热学、流体力学、工程测试技术、能源与环境）。每年可承担实验教学任务达32000人次。并对实践内容进行重组，实践手段和内容体现了先进性、综合性及设计性。

动力机械创新实训基地包括机械创新模块（机械原理、机械设计、机械创新设计）、机械工程软件实训模块（AutoCAD、Pro-E、UG、Cimetron等）、虚拟实验模块。以前实验要求给学生提供详细的指导书，让学生机械地去验证。这样，验证性实验极大地束缚了学生的手脚，使学生的思路打不开，也造成一部分学生的依赖思想。针对这种情况，我们提供了各种虚拟传动零件、机构及各种仿真软件，为学生自行设计和组合创新机构提供了良好的条件，不向学生具体提出要求，只提出需实现的功能，学生通过各种虚拟实验机构验证创新实践成果，并通过机械工具制作出产品模型。整个实训过程学生独立做出，自己编写和总结实验报告。这种实验方式以设计为主线，注重创新设计能力培养，提高学生方案设计创新能力和综合应用知识解决实际问题的能力。

专业实验场地包括机械工程实验模块、热能工程实验模块、车辆工程实验模块、材料成型实验模块，承担了三个机械工程类专业、六个培养方向的专业实验教学任务，每年可承担实验教学任务达11000人次。

四、创新实践教学成果

根据以上内容构建的大学生创新能力培养体系在机械工程类专业实践近两年来成绩显著。到目前为止，邵阳学院热能与动力工程专业、机械设计制造及其自动化专业入选教育部第一类特色专业；动力机械及工程学科被评为湖南省“十一五”重点建设学科；小型内燃机及先进制造技术被评为湖南省高校重点实验室，发表学术论文40余篇。现承担包括国家自然科学基金项目、湖南省重点科研项目、湖南省自然科学基金项目在内的省部级以上项目3项。学生参加全国大学生节能减排竞赛、湖南省挑战杯竞赛和湖南省第三届大学生机械创新设计大赛等大赛取得优异的成绩，2008年获得湖南省第三届大学生机械创新设计大赛一等奖2项、二等奖1项；2008年荣获第八届湖南省大学生挑战杯课外科技作品竞赛三等奖1项；2009年获得第二届全国大学生节能减排竞赛三等奖1项，2009年获得中南地区港澳特区第四届大学生机械设计制造创新大赛二等奖1项；2010年第四届“挑战杯”湖南省大学生创业计划竞赛金奖1项、铜奖3项。2009年“挑战杯”比赛中获得全国三等奖1项。2009年教育部、住房和城乡建设部高等学校土建学科专业指导委员主办的第一届“亚龙杯”全国大学生智能建筑工程实践技术竞赛在邵阳学院举行，学校成功地承办了该项大赛，并获得了大赛唯一的特等奖。在今后的工作中我们将继续探索地方院校机械工程类专业大学生创新能力培养体系的构建问题，进一步完善培养体系，推广所取得的成果。

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