機械工程類學生創新能力培養的研究與實踐論文
摘要：隨著資訊科技的飛速發展以及社會對人才的需求，必須加快機械工程類課程與教學體系的改革。以筆者所在院校機械工程類專業為例，闡述了透過最佳化人才培養方案、構建合理課程體系以及加強實踐教學環節的改革等措施，對提高學生創新能力起到了積極作用。
關鍵詞：機械工程類專業；創新能力；課程體系
在科技迅速發展、綜合國力競爭十分激烈的當今時代，培養大學生的創新精神和創新能力具有十分重要的意義，已愈來愈成為時代的要求。改革開放以來，機械工業取得了穩定、快速的發展，同時對機械工程類專業教育提出嚴峻的挑戰。根據本院制定的創辦“優勢突出、特色鮮明、水平較高，位居省內外同類院校先進行列的地方性、教學型、綜合性大學”的辦學定位和培養“素質高、基礎好、知識廣、能力強、有個性、會創新的應用型高階專門人才”的培養目標。結合邵陽學院機械工程類人才培養的實際，培養學生的創新能力作為邵陽學院大學生的重要培養目標之一，針對機械工程類創新型人才的專業特點，邵陽學院機械工程類專業探索出一條科學、完善的機械工程類大學生創新能力培養的路子。本文從創新型人才培養課程體系、實踐創新體系等方面構建機械工程類大學生創新能力培養模式，使邵陽學院能培養出具備素質高、能力強、會創新的應用型高階機械工程專業人才。
一、機械工程類創新人才培養的意義
科學制訂創新型人才培養體系對培養什麼型別的人才有很大的作用。過去機械工程類專業的課程體系過度注重基礎課和專業課，而忽視了學生興趣愛好、個性特長方面的課程。教學內容則往往過分依賴教材，著重強調基礎知識、基礎理論傳授。對於科學技術的發展前沿，教材往往相對滯後。對學生往往採取“填鴨”式的教學，學生注重死記硬背，拼命忙於應付考試，培養出來的學生高分低能，缺少靈活性，缺少創新精神。所以，制訂創新型人才培養體系時，始終堅持學生全面發展的教育觀，堅持促進學生思想道德、科學文化和身體心理等素質的全面發展，注重知識、能力與素質的協調發展。
二、構建機械工程類專業創新型人才培養課程體系
創新型人才培養課程體系主要是由人文素養和科學態度相結合的通識教育平臺、多學科綜合交叉構成寬厚的學科基礎教育平臺、精深的專業知識和淵博的文化修養並重的.課程模組所構成。
通識教育課程平臺包括自然科學基礎知識、人文社科基礎知識、文體藝術修養知識、應用科學技術知識與基本技能等有機結合，改變過去教學內容偏窄、知識結構單一的格局。主要課程有中國近代史綱要、形式與政策、品德與法律、體育、健康教育、大學英語、大學語文、高等數學、大學物理、計算機基礎、演講與口才、技術經濟學、企業管理等。主要培養學生適應社會與進入社會後發展需要的通識教育知識，培養學生對時代和社會發展規律的正確認識，提高學生的道德情操，樹立正確的人生觀、價值觀和發展觀，培養學生的經濟意識與政治意識，提高學生的科學文化素養，促進學生的全面發展。
隨著現代工業化程序的飛速發展，現代工程逐漸凸顯創造性、綜合性、社會性、複雜性等特徵，未來工程師在“非工程”方面面臨的挑戰越來越大。工科大學生在業務素質方面要加強與民族意識、工程意識、經濟意識的融合，並處理好人與社會、人與自然、自身發展與社會協調發展的關係。因而，必須進行多學科綜合交叉學科基礎教育平臺，即涵蓋機、電、液知識、檢測技術、控制技術、製造技術與經濟管理技術的寬厚的基礎課程體系。主要課程有機械製圖、理論力學、材料力學、金屬工藝學、計算機介面與應用、機械製造工藝、電工電子技術、熱工原理、液壓與氣動技術、控制工程基礎、工程檢測技術、汽車工程學、企業管理等。旨在加強學科基礎教育，拓寬專業口徑，培養學生對未來工作的適應性，增強自我發展的能力。
根據學生的興趣、專長、發展方向和社會需求，按專業大類招生，分專業方向培養。基於精深的專業知識和淵博的文化修養並重的原則，對專業課程學時減少的同時，課程內容進行精煉，突出應用廣、水平高、效果好的特點，對現代製造技術、機電一體化、熱能工程、模具設計製造、汽車與內燃機、製冷與空調6個專業方向的專業課程模組結構進行最佳化，在每個專業方向均設定特色課程和探索性課程，針對發展學生個性和增強學生就業競爭性開設部分選學課。
高素質的機械工程類專業創新型人才不但要具備從事工業產品的設計製造、科技開發、應用研究、執行管理和經營銷售等方面工作的創新型、應用型人才的能力，同時還要具備一定的管理協調能力。因而，構建創新系列課程模組要基於工程實際，注重培養學生的創新設計能力。結合機械工程學科發展前沿、創新理論與方法的學術前沿，著眼於整個機械系統，開設課程有機械原理與機械設計、產品技術創新、現代設計方法、CAD技術、機電系統動態模擬、機械最佳化設計、有限元分析、機械系統創新設計、工業機器人等課程，涵蓋了創造學、創新設計的基本理論與方法。一方面為學生提供夯實的理論知識，另一方面用現代機械設計理論與技術透過大量工程設計去實踐，為以後學生解決實際問題的能力奠定紮實的基礎。
三、構建工程類專業創新型人才培養實踐創新體系
實踐環節是機械工程專業教學中的一個重要教學環節，在培養學生的創新能力方面有著不可替代的作用。單靠理論教學是不能內化成學生創新能力。在教學中要與生產相結合，將科研活動引入教學，加強工程實訓和學生課外科技創新活動，使學生知識來源渠道多樣化，能力培養多元化。注重學生的競爭意識、創新意識、社會責任感和綜合實踐能力的培養；不斷完善以培養學生綜合素質、提高工程實踐能力、工程設計能力和創新精神為主要目標的工程實踐教學新體系。 實踐基地已建立了一整套完善的實踐教學管理、崗位聘任及培訓等制度。在此基礎上，順利實現了人事改革，透過競聘上崗，擁有實驗專職技術人員9人，其中高階職稱3人，中級職稱5人，初級職稱1人；教學儀器裝置852臺（套），總值達901.36萬元。按照工程模式進行實踐基地的設計與規劃，重視學生的工程能力、應用能力及創新能力的培養。按照省級示範建設實驗室、省級重點實驗室的建設標準來進行規劃和設定。整個實踐基地分成三大塊：動力機械實訓基地、基礎實訓基地、動力機械創新實訓基地和專業實驗場地。
動力機械實訓基地包括金工實習基地和動力機械拆裝實訓基地。機械實習工廠基地以數控裝置為主，每年能承擔實驗教學任務達16000人次，除了承擔正常的實驗教學任務外，還承擔數控操作的認證培訓工作，學生在數控課程、數控實習的基礎上透過考試可獲得資質證書，有利於培養學生的應用能力及就業競爭力；動力機械拆裝實訓基地包括機械產品拆裝、機電產品拆裝、模具拆裝、製冷裝置拆裝、內燃機拆裝以及拆裝準備間，每年可承擔拆裝實訓教學任務達2000多人次。
動力機械基礎實訓基地包括工程力學模組（理論力學、材料力學）、金屬材料及熱處理模組（互換性及測量技術、金屬材料熱處理）、傳動與控制工程模組（控制工程基礎、微機原理與介面技術、液壓與氣壓傳動、機電傳動控制、PLC等）和熱工基礎實驗模組（工程熱力學、傳熱學、流體力學、工程測試技術、能源與環境）。每年可承擔實驗教學任務達32000人次。並對實踐內容進行重組，實踐手段和內容體現了先進性、綜合性及設計性。
動力機械創新實訓基地包括機械創新模組（機械原理、機械設計、機械創新設計）、機械工程軟體實訓模組（AutoCAD、Pro-E、UG、Cimetron等）、虛擬實驗模組。以前實驗要求給學生提供詳細的指導書，讓學生機械地去驗證。這樣，驗證性實驗極大地束縛了學生的手腳，使學生的思路打不開，也造成一部分學生的依賴思想。針對這種情況，我們提供了各種虛擬傳動零件、機構及各種模擬軟體，為學生自行設計和組合創新機構提供了良好的條件，不向學生具體提出要求，只提出需實現的功能，學生透過各種虛擬實驗機構驗證創新實踐成果，並透過機械工具製作出產品模型。整個實訓過程學生獨立做出，自己編寫和總結實驗報告。這種實驗方式以設計為主線，注重創新設計能力培養，提高學生方案設計創新能力和綜合應用知識解決實際問題的能力。
專業實驗場地包括機械工程實驗模組、熱能工程實驗模組、車輛工程實驗模組、材料成型實驗模組，承擔了三個機械工程類專業、六個培養方向的專業實驗教學任務，每年可承擔實驗教學任務達11000人次。
四、創新實踐教學成果
根據以上內容構建的大學生創新能力培養體系在機械工程類專業實踐近兩年來成績顯著。到目前為止，邵陽學院熱能與動力工程專業、機械設計製造及其自動化專業入選教育部第一類特色專業；動力機械及工程學科被評為湖南省“十一五”重點建設學科；小型內燃機及先進製造技術被評為湖南省高校重點實驗室，發表學術40餘篇。現承擔包括國家自然科學基金專案、湖南省重點科研專案、湖南省自然科學基金專案在內的省部級以上專案3項。學生參加全國大學生節能減排競賽、湖南省挑戰杯競賽和湖南省第三屆大學生機械創新設計大賽等大賽取得優異的成績，2008年獲得湖南省第三屆大學生機械創新設計大賽一等獎2項、二等獎1項；2008年榮獲第八屆湖南省大學生挑戰杯課外科技作品競賽三等獎1項；2009年獲得第二屆全國大學生節能減排競賽三等獎1項，2009年獲得中南地區港澳特區第四屆大學生機械設計製造創新大賽二等獎1項；2010年第四屆“挑戰杯”湖南省大學生創業計劃競賽金獎1項、銅獎3項。2009年“挑戰杯”比賽中獲得全國三等獎1項。2009年教育部、住房和城鄉建設部高等學校土建學科專業指導委員主辦的第一屆“亞龍杯”全國大學生智慧建築工程實踐技術競賽在邵陽學院舉行，學校成功地承辦了該項大賽，並獲得了大賽唯一的特等獎。在今後的工作中我們將繼續探索地方院校機械工程類專業大學生創新能力培養體系的構建問題，進一步完善培養體系，推廣所取得的成果。