机电类专业本科教学加强创新能力培养方法探索

摘要：创新能力的培养是当前高等教育的主要任务之一。除在课堂理论教学环节中要注重对学生创新能力的培养外，其他课程教学形式对创新能力的培养同样起着至关重要的作用。本文结合机械制造及电气工程领域发展的新形势，针对我校机电类专业本科生的培养现状，研究探讨了提高机电类本科生创新能力的培养方法。

关键词：机电专业；人才培养；课程改革；实践创新

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）49-0029-03

21世纪是知识经济世纪，综合国力和人力竞争日趋激烈，社会对应用型人才的需求愈来愈迫切，培养具有丰富知识储备、娴熟技能和具备创新能力的全方位人才，已经成为当今高教改革和发展的重要任务。本文针对我校机械类和电气类专业本科生的培养现状，开展机电类专业创新人才培养模式的研究与探讨。

一、机电专业在教学中存在的问题

为地方经济发展培养应用高级人才，在广大以教学为主导的本科院校中已经基本达成共识。但我国高等教育长期以来人才培养模式比较单一，过分强化专业教育，过多强调学科体系的完整性和课堂理论教学。其结果是学生基础知识不够宽广、专业面过窄，从而限制了学生的思维、想象力和创造力。同时忽视对学生工程意识和实践能力的培养，造成学生的知识能力结构与社会需求严重脱节。这样的教育显然是不成功的教育。高教课程改革应该使我们的本科专业基础教育更加贴近实际，保证知识体系的系统性和完整性，同时把学科之外的知识包括社会、人文、历史、经济、环境等方面的因素科学地融入学科教育中。

二、明确培养目标

21世纪，学科交叉是高等教育的发展趋势。具备对交叉学科知识的理解和综合运用的能力是当今社会对合格的复合型人才的要求，在教学中应尽量拓宽学生的知识面，培养机械、电子、检测、控制等各专业知识储备丰富的复合型人才。由此，培养目标应该是培养某个学科领域或某个行业的通用性人才，其制定原则应以培养符合社会发展需求的高素质全方位并且具备创新精神的复合型人才为宗旨，以“将工程实践带入课堂，探索课程教学创新模式”为宗旨，以社会发展需要为主导。在近年来的本科生培养目标制定过程中，我们已经做了下面的几项工作：

（一）合理规划专业课课程的教学

依照拓宽基础知识层面，浅化专业知识意识，增强综合素质教育和培养创新能力的想法科学设定教学计划，加强不同学科之间的交叉和融合方式。在课程体系方面：对相关课程及内容进行整合提高知识传授效率，强化实践教学的过程，设置更多的能够满足创新人才培养的选修课和一些理工交叉、文理渗透的跨领域课程，让学生可以根据自己的爱好和对未来的判断进行选择，同时增加新知识点的传授。

（二）设置创新实践课程

设置一系列创新实践课程，使学生在校期间建立起大工程观念，加强对学生工程应用能力的培养力度。使学生综合运用各学科专业知识在各种创新实践课程中能够获得系统训练，培养学生的创新精神，增强学生的动手实践能力。

（三）培养学生的创新精神

增强实践，重点培育学生的创新精神和个性发展，在教育的过程中帮助学生获得自主学习的能力，培养他们独立思考的能力，推动学生思维和想象力发展，更好地发展学生的思维，培养学生的创新型思路，重点培养学生们收集和处理信息的能力。

三、科学规划制订课程教学计划

当今社会的发展趋势要求各高校的学科教育应当加强知识的渗透交叉，为学生们创造一个多种学科、多个方面熏陶的成长环境。在设定教学计划和进行课程机构设计、课程设置时，应依据上述培养原则，培养学生们科学合理的知识结构和综合创新能力，以培养学生们的创新能力为核心，将创新能力的培养理念穿插在整个教学过程中。

大学一年级按工科要求设置通识教育课程，包括思想教育、人文知识、军事体育、外语和数理基础；大学二年级按机电类专业要求设计大平台专业基础课等通用专业基础课，并结合这些课程的应用性开设相对独立的实验课、实训与课程设计。建议将“模拟电子技术”和“数字电子技术”进行优化整合，减少理论课时，增加实验课时。并提前到大一开课，使电类学生提前接触专业知识，为从大二开始参与电工、电子类创新活动打下基础；大学三年级按专业特点可设专业基础课和专业课。专业课程要根据科技发展和市场需求进行梳理，灵活设置多个方向选修课课程，每个学生到三年级下半学期可根据自己的兴趣爱好、学习继承和就业意向，在教师的指导下选定一组方向课程进行修学；大学四年级，学生应不再以课堂学习为主，而应以生产实习、课程设计和毕业设计为主要学习形式，提倡学生开展以参加教师科研项目、担任实验室助教、到企事业单位实习、参加大学生创新活动等多种形式的自主学习，对学生学习优劣的评价应重点考核学生自主学习的能力、创新思维的体现和对本专业知识整体的把握和运用。

同时结合本校培养方案，在专业教学计划中加入《电工技术》、《模具CAD/CAM》、《电力拖动控制系统》、《传感器应用》、《测试技术》、《印刷电路设计与制作》、《液压传动》、《电气控制与可编程控制器课程设计》等实践性和创新性很强的课程。同时增加实践过程的力度，帮助学生创造出更多实践和创新的机会。例如安排了1周《电气控制与可编程控制器课程设计》、2周《电气专业实习》、3周《机械设计课程设计》等，用来培养学生的创新实践能力。另外又增加了理论、社科、经管等各方面的课程教学，例如设置了《情报检索与利用》、《思想道德与法律基础》、《就业指导》、中荷机电开设的《工程素养》等课程，增加了学生的知识面，培养了学生适应当今市场经济的能力。在课程教学过程中，实施新的教学计划，可有效改变学生的知识结构，有效提高学生的创新能力，增强学生的竞争能力和适应能力。系统性、开放性课程的设置，增进了各学科之间的交流、结合，促进了课程之间的结合，通过学习选修课程，学生可获得重要的价值分析，完善自己的学习方式，提高自身的综合能力，促进师生、生生之间的沟通交流。

四、改革实验教学提高学生的创新能力

一直以来，在本科教学过程中，大多数教师采取的都是传统的教学方式，以教师为主体，教师通过对知识的讲解向学生传授基本的概念和专业知识。教师的教学水平直接影响着学生对知识的接受程度和掌握程度。然而，在教学过程中教师往往忽视对学生创新思维能力的培养，学生很难彻底理解所学到的专业知识。所以，在实践教学过程中要考虑学生的实际需求，改变传统的教学模式，以技能的培养为主体，通过由浅入深的教学方式，使学生加深对知识的理解。同时以技能为主体的教学模式是建立适应社会需求的实践教学模式的理论依据，同时具有重要的指导意义。

实验室是高校对学生的实践能力和创新精神进行培养的有利平台，充分发挥实验室的硬件设备，对实验室进行开放，可提高实验仪器的利用率。同时，学生可通过开放的实验室满足自己的需求，提高实效性，有利于培养学生的实践操作能力和创新精神[3]。

结合我校机电类专业实验教学的改革进行了一些有益的探索。改进后的电气专业实验教学主要有：电气专业实习、金工实习、模拟电子技术实验、电路实验、数字电子技术实验、电力拖动控制系统实验、电气控制与可编程控制器课程设计、微机原理系列实验、自动控制原理系列实验、控制系统仿真与CAD课程设计、控制系统仿真与CAD、印刷电路设计与制作、毕业实习、毕业设计等。机械专业包括：金工实习、机械专业实习、机械设计课程设计、液压控制工程设计、机械工艺课程设计、模具CAD/CAM课程设计、电工，电子实习、机械先进设计微机应用课程设计、计算机实习（工程应用软件、模具CAD/CAM、计算机绘图）等。其中：

第一阶段：主要对象是新入学的大一理科的所有学生。主要教学内容是电子工艺的实训、实习。包含：万用表使用、焊接技能训练、电子元件识别、测量，示波器等设备检查、测量简单电路故障，常用工具、测量仪器的使用等[4]。本阶段，重点培养学生的实践操作兴趣和感知认识，为以后的工程实践打下扎实的基础。

第二阶段：通过学习基础专业知识和基本的技能，学生已基本掌握了认识问题、分析问题的能力。所以，本阶段的实验教学内容主要是以专业基础课为主。电气专业的基础课程包括：金工实习、电路实验、电气专业实习印刷电路设计与制作、数字电子技术实验、模拟电子技术实验、电力拖动控制系统实验、电气控制与可编程控制器课程设计、自动控制原理系列实验；机械专业包括：金工实习、机械专业实习、机械设计课程设计、液压控制工程设计、机械工艺课程设计、模具CAD/CAM课程设计、电工，电子实习等。本阶段的主要教学目的是使学生熟练掌握实验课的相关训练内容，巩固和加深对理论知识的理解，掌握相关的分析方法，培养学生完成单元电路实验的能力。

第三阶段：依据扎实基础、扩大范围、突出特色、注重能力培养的原则，提出了课程教学实验体系的构建思路。电类专业：开设微机原理，单片机接口技术、电力拖动控制系统实验、电气控制与可编程控制器课程设计、自动控制原理系列实验、控制系统仿真与CAD课程设计、控制系统仿真与CAD、EDA技术、传感器技术及应用、电子系统综合设施等试验，注重培养学生的创新能力，利用电子设计自动化仿真软件，设计组装的系统电路板等工具，建立“软、硬、虚、实”相结合的框架结构，对现代电子技术进行设计。机械专业：开设机械设计课程设计、电工电子实习、液压控制工程设计、模具CAD/CAM课程设计、机械工艺课程设计、机械先进设计微机应用课程设计、计算机实习（工程应用软件、模具CAD/CAM、计算机绘图）等。在这一过程，需要学生能单独完成实验的设计和制作，在虚拟和现实的电路中得到锻炼和时间，使学生在初期所获得的感性认识加深，达到理论知识的掌握和综合技能的训练，提高学生的实践操作能力和创新能力。

五、加强实践突出创新能力的培养和学生个性的发展

实践教学在本科教学过程中占有十分重要的地位，高校应当不断提高实践学习中的软件硬件水平，在“机械”、“电气”等专业的人才培养中构建新的实用性和专业性强的创新教学体系，增强学生的思维能力，拓展学生的想象能力，培育学生的创新精神。建立科学合理的培养模式，培育出基本理论扎实、综合素质强、具备创新精神的实践型高级技术人才。

在调研中，企业对高校毕业生普遍的反映是，毕业生面对实际工作中的问题解决能力较差。符合当今时展的人才应当是具备创新精神、实践操作能力和人文精神的综合性复合型人才。实践教育过程是教学过程中最重要的环节之一，它对学生理解基本理论知识、提高综合运用能力有着极其重要的作用，同时也是培养学生实践能力和创新精神的重要环节之一，是实践创新人才培养模式，完成创新人才培养目标的有力措施。我们针对本专业的学生安排了较多的创新实践课程，形成连贯性的实践教学过程，可以让学生在各项实践方面获得系统训练。并且结合本专业要求增大设计性实验所占比例，增设更多的专业实验课程。学生在老师指导下在新添置的过程装备与控制实验台上可以通过不同组合，完成多项控制与结构性能的测试实验，熟悉各种先进仪器设备，使学生掌握机电工程的基础知识。开展“教学与科研相结合”的教学改革实践，让学生们自己设计实验过程，培养学生们的创新实践能力。随着课程改革和实验教学改革的步伐，积极倡导学生们参加数学建模竞赛、挑战杯、电子设计竞赛等相关竞赛活动。实践教学把学生的探索性学习作为基础，运用类似于科研及实践的方式，增加学生学习主动性的教学方法。在教学过程中，教师要将需要解决的问题或者目标任务交待给学生，在老师的引导下，学生们分成小组，各个小组的学生依照实际工作程序，一起制订计划、共同或者分工完成整个项目所需要的各项工作。因此整个学习过程变成每个学生都可以参与的创造活动、实践活动，每个人看重的不是最终结果，而是达成项目目标的过程。在课程过程中，为了保证学生既参与了全程实践工作，又有自己独自承担的任务，应将任务分解，由学生在小组内自行讨论任务的分配方案，既要发挥每个小组组长的作用，又要积极调动每个小组成员学习的主动性。

实践教学过程跟传统教学模式是不一样的，它是学生自主学习的过程，教学任务的实施其实是一个探索过程，借鉴基础上的创新过程、对课程中学到知识的应用、对新知识的学习过程以及实践现场会很“混乱”，与传统教室教学的氛围是有很大区别的。对于老师的知识基础、随机应变能力、临场解决问题的能力、授课过程的操控能力、对学生的点评能力等，都有很高要求。因此，教师的备课过程就十分重要，要准备项目，又要对项目进行深刻研究，对项目操作实施的过程了如指掌，对实践过程中要用到的知识点充分准备，同时对有可能在授课过程中出现的问题准备预案等。

实践教学充分注意到学生的个性发展，充分发挥学生的学习主体作用，是在全面考虑学生如何学的基础上组织学习的一种教学方式，在培养目标上关注的是学生如何掌握与从业相关的职业技能，重点培养学生的学习能力和学习习惯。这些能力和素养是学生职业持续发展和终身学习的坚实基础。实践教学对教师的教学能力提出了更高的要求，教师能够在实际产品的生产过程中指导学生，全面的教学能力特别是实践能力得到了明显的提升，对于实现学校的“以就业为导向，服务区域经济发展”的办学理念提供了必要的保障。

六、结束语

创新人才的培养是一个十分复杂的系统工程，综合素质的提高和创新能力的培养是创新型国家对高等院校人才培养提出的新要求。只有通过深化改革，包括培养计划、课程体系、教学内容、教学环境、评价体系等全方位的改革和实践，才能满足现代社会科技技术迅速发展对人才的需求。创新人才的培养是一个教师和学生互动的过程，在本科教学中高校教师不但起到传授知识和技能的职责，还应该起到树立学生自主思考、自主学习和自主解决问题能力的提高，真正实现科研教学互促进。因此，高等工程教学创新人才培养模式改革是推进研究型大学教学改革的重要方向。

参考文献：

[1]郭涛，刘乃安，等.培养大学生实践创新能力的探索与思考[N].电子电气课程报告论坛论文集，2009：128-131.

[2]冯金福.应用型本科院校电类专业人才培养模式改革与创新[N].电子电气课程报告论坛论文集，2009：413-416.

[3]吕翔，马朝兴，等.深化实践教学改革培养创新工程技术人才[J].江苏大学报（高教研究版），2005，（04）.

[4]张磊，李莉，等.多元化教学形式对学生创新能力培养的研究[C].电子电气课程报告论坛论文集，2009：522-526.

[5]杨树兴.项目教学法在机电专业实践教学中的应用[J].中国科技信息，2010，（16）.