现代教育技术下国外机械类创新型人才培养模式及启示

杨恩霞 孔凡凯 李立全

哈尔滨工程大学机电工程学院 黑龙江哈尔滨 150001

国家“十二五”规划明确提出：人才资源是第一资源，规模宏大的创新型科技人才队伍是加快我国科技进步和创新的根本保障，大力培养造就创新型科技人才，改革完善创新型人才的教育培养模式。因此，大学教育必须适应新形势，做出教学制度、教学模式和教学方法的改革。世界各国都把创新能力的培养放在教学改革的首要位置，但随着多媒体、互联网技术的不断发展，原有的教学模式已显得非常不合时宜[1]。在现代教育技术下如何培养学生的创新理念、创新设计能力已经成为各国高等教育的一项重要战略任务。由于历史文化传统的差异和高等教育体制的不同，中西方创新型人才培养模式有较大的差别。因此，如何借鉴国外大学创新教育的先进方法来构建和优化我国高校创新教育理念和模式，是中国高校面临的迫切问题。

1 现代教育技术下国外大学创新型人才培养模式的主要特点

面对现代教育技术的发展趋势，许多国家的大学都进行了改革实践，努力探索注重个性发展，突出创新精神的教育模式。在课程设置、教学方式、考核方式、创新条件等方面坚持以学生为中心，课内与课外相结合、教学与研究相结合，充分发挥现代教育技术的优势，逐渐形成独具特色的创新型人才培养模式。

1.1 课程设置个性化

国外大学的课程设置注重学生综合能力的培养，集中体现了“以学生为中心”的办学理念[2]。美国从20世纪90年代起，一些大学就进行了课程调整，开设的课程面广量多，强调个性化，使学生选择的余地很大，并增设了一系列专门训练和培养大学生创造能力和方法的课程，设立创新中心。如美国内华达里诺大学专门为机械类大学一年级新生开设一门3学分的课程：MECH151，以提高学生的设计、创新能力。此门课程要求学生完成10个由易到难的项目制作(Project)，最后还要参加机器人大赛，学生在做项目的过程中达到学习创新的目的[2]。其课程特点是3条主线并列教学：第一条主线是大班授课，每周1小时，教学内容包括创新思考、专业写作，此课不同于传统的大课，自学要占很大部分，有用的相关网站会被链接在课程主页上；第二条主线是技术实验，每周1.5小时，学习专业知识，学生可以通过Web CT管理系统在网上交作业，查成绩；第三条主线是项目制作，学生使用乐高(Lego)拼装玩具做项目，每周2小时，2人1个小组，多数项目是要参加比赛的。项目制作开始是制作简单的机器，不需要编程；接下来是制作机器人，需要用到Labview (Laboratory Virtual Instrument Engineering)编程，各组间的机器人还要相互合作；最后是参加遥控自动机器人大赛。用乐高拼装玩具已证明很有效，3年内选修这门课的学生翻了一番[3]。

再如新加坡国立大学的机械工程系(Mechanical Engineering of National University of Singapore)，其课程设置的特点是以激发学科兴趣，增强分析能力和促进创新为目的。学生除主修各门理论课程外，在校期间还要选修一些创新课程，以及做2个设计、3个专题报告及毕业论文。2个设计及毕业论文通常都是配合博士生的科研工作而做，也可到公司去找课题。3个专题报告都要现场作报告，既培养学生收集利用资料的能力，又锻炼学生公开发表自己观点、讨论和回答问题的本领。在大学三年级时开设的创新课程有：小组项目设计及制造、参加海外工业实习项目(Industrial Attachment Programme)，此项目可在美国硅谷、日本、中国上海、瑞典斯德哥尔摩、印度班加罗尔等地进行为期一学期的实习，12个学分。此课程的设置使学生受益匪浅，例如04级学生Peh Ruey Feng参加硅谷海外大学项目，获得6项共同发明专利；在第二届李光耀全球商业计划竞赛中，有2名学生获得二等奖[4]。

1.2 教学方式灵活多样

在国外高校，教学方式灵活多样，而且教师在教学过程中重视采用现代教育技术，将复杂问题简单化、抽象问题直观化、静态问题动态化、间接问题直接化。

首先在课堂教学上使用多媒体技术，注重启发式、讨论式教学，强调师生互动，充分调动学生的积极性，培养学生的创造性思维。如莫斯科鲍曼技术大学，课堂讨论是机械设计教学的一个重要形式，与实验课穿插进行。课堂讨论主要针对机械设计教学中一些重点、难点内容着重讲解并进行讨论。而美国的大学，教师既鼓励学生在课堂上积极参与有关教学内容的讨论，更鼓励学生在课外利用网络技术自主学习、交流和提高。

其次在实践教学环节上，提倡学生在课外、校外组织科学性和创造性的活动，以提高实践能力和创新能力。国外不少高校特别重视大学生的实践锻炼，在鲍曼大学，机械设计课程开设的实验较多。整个学期学生要做10个实验，实验前指导教师在学校的教学平台上建立自己的课程资源库，及时向学生发布实验信息，学生可在网上下载教师所提供的与实验有关的信息资源，包括实验指导书、PPT课件以及提交实验报告、提问答疑等。

1.3 考核方式多元化

国外高校考核方式呈现多元化的特点，更注重学生应用能力而非记忆性知识的考核，平时成绩所占比重较大。在平时成绩的考核上也呈现多样化，例如很多课程都有演示作业，就是以小组形式把自己做的作业制成幻灯片演示给大家，这种方式能够加强学生对所学课程前沿资料的涉猎和提高软件应用能力、表达具有体现灵活性、开放性的特点，很大程度上体现了崇尚自由、鼓励创新、勇于实践和彰显个性的精神实质[5]。如新加坡国立大学机械工程学院有些本科生课程实行“一页开卷”，允许学生在考试时将课程内容抄到一页A4纸上带入考场，这样可以使学生省去大量背诵笔记的时间。再如德国波鸿鲁尔大学机械原理零件课程考试为开卷笔试，学生可以带任何工具书、教材及参考书入场，题型丰富，题量极大，最后评卷按得分百分比综合处理。

2 对我国机械类创新型人才培养的启示

我国的创新教育起步较晚，虽然当前已经步入正常的发展轨道，取得了一定的成绩，但由于经验不足以及我国的基本国情，导致创新教育中存在着一些问题。因此，发达国家经验对我国高等学校的创新教育有诸多启示。

2.1 加强现代教育技术在课堂教学中的应用

针对我国大学生普遍存在搜集资料和信息处理能力不强这一现实，应加强网络技术在教学中的应用，培养学生搜集信息和处理信息的能力。学校应加大投资，建设校际乃至国际间的网络信息平台，达到资源共享。学校应大量开设信息技术课，将先进的计算机技术融入机械类课程的授课、自学辅导等各个环节中，达到缩短学时、开阔视野、培养设计创新能力、提高教学质量的目的。

此外，可采用多媒体技术，将自编的动画软件应用于教学实践中，便于学生理解课堂内容，同时也能启发他们的创新能力。因为学生亲自动手操作，能将抽象的知识转化成看得见、摸得着、容易理解的知识。例如，在讲到“蜗轮蜗杆传动”内容时，单凭书上的平面示意图对蜗轮蜗杆的结构都很难讲解清楚，就更不用谈讲解传动工作原理了。采用生动逼真的“蜗轮蜗杆”动画软件来辅助讲解，能提高学生对这节内容的理解程度，从而也提高了授课效率。在教学过程中，将一些动画模型软件在课堂上演示给学生，不仅会大大激发他们的学习、创作热情，还能引导他们积极投入到科研中去，有利于挖掘出他们的内在潜力。

2.2 加强现代教育技术在实践教学中的应用

实践性教学环节在培养学生创新能力中起着举足轻重的作用，为此，我国高校应加强现代教育技术在实践教学中的应用，采用新型教学手段与方法，在实践教学环节中采用现代教育技术，改变传统的教学表现形式，摆脱时间和空间的约束。改革实验教学方法，积极开设综合性实验和设计性实验，提高学生综合能力及创新能力。加强对学生工程意识的培养，突出以设计为主线，建立以机械传动方案设计、机械零部件工作性能设计和机械结构设计组成的新体系，着重于机械零部件的工作性能和结构设计能力及机械结构的创新。

改革课程设计教学方法，根据专业特点，结合实际选题，变模仿型设计训练为思考型设计训练，加强计算机的运用能力，培养使用各种软件进行机械设计的能力。此外学校在开展课外创新训练活动时，也应加强现代教育技术在创新训练活动中的应用，如数字化资源、电子教材等，为学生提供创新的条件。创新训练活动要求由几个人所组成的创新团队，在教师指导下完成自主选题、方案设计、模型制作、计算机数据分析处理和撰写总结报告等工作。通过创新训练活动可以培养学生提出问题、分析和解决问题的能力及创新精神。在创新训练活动的基础上，组织学生参加各级各类学科竞赛，激发学生的创新欲望，帮助学生扩大视野，培养其创新思维。

2.3 构建多样化的机械类创新型人才培养途径

机械类创新型人才培养要以人为本，注重满足创新人才的个性化、多元化需求的转变。在现代教育理念指导下，以多媒体和网络技术为基础，强调学生是认知过程的主体，注重学生主动探究和自主发现，激励学生通过协作、探究、实践、反思、综合等思维活动来提高创新实践能力。基于计算机网络的“协作式学习”“发现式学习”和“情境创设式学习”，是机械类创新型人才培养的有效途径。

“协作式学习”是网络教学的重要特点，也是最重要优点之一，这种方式提倡讨论、交流，鼓励自由发挥，因此能集思广益，便于不同观点的碰撞与交流，能在短时间内使学生对同一复杂问题获得多方面的深入认识，有利于学生理解各种机械的复杂性和培养辩证思维。此外，“协作式学习”有利于开发学生诸如沟通、交流、角色转换、任务分工、团队协作、妥协让步等人际交往能力。

“发现式学习”强调通过网络这一丰富的资源库来自主学习、自主探索、自主发现，是利用多媒体技术进行的跨时空网络学习。这种方式是一种开放式、自主式、创造性的学习过程，有利于学生理解各种机械的多样性、复杂性，有利于培养学生的实际动手能力和应用创新能力。

“情境创设式学习”是指由教师创设任务情境,将教学内容融入一系列任务中。它以任务为线索，充分调动学生的主动性，培养学生自主学习的意识。由于任务目标明确，学习过程有序，从而能够培养学生提出问题、分析问题及解决问题的综合能力，达到提高创新能力的目的。

3 结束语

机械类创新型人才培养是一项涉及面非常广泛的工程，通过借鉴国外高校创新型人才培养的经验，获得我国高校创新型人才培养模式改革的启示。因此，在各个教学环节中加强现代教育技术的应用，构建多样化的机械类创新型人才培养途径，以改变传统的教学形式，探索适合我国高等学校教育特色、培养机械类创新型科技人才的教育模式。

[1]教育部.面向2l世纪教育振兴行动计划[Z].北京:北京师范大学出版社,1999.

[2]Eric Wang.Teaching Freshmen Design, Creativity and Progamming with Legos and Labview[C], 31st ASEE/IEEE Frontiers in Education Conference, 2001.15.

[3]L.Richards.Stimulating Creativity, teaching engineers to be innovators[C], FIE Conference , 1998.1034-1039.

[4]http://www.me.nus.edu.sg/overview/index.html.

[5]刘荣.国内外高校考试制度的现状比较及启示[J].北方经贸,2009(6):134-135.