基于综合项目的大学生创新与实践基地人才培养模式探索

张彦斐　宫金良　魏修亭　高军

摘要为培养基础厚、能力强、素质高、具有创新精神的应用型高级专门人才，构建并实施了基于项目的“素质、知识、能力”三位一体机电一体化产品大学生创新与实践基地人才培养模式，取得了圆满的效果。

关键词培养模式创新实践项目合作

随着科技的发展，大量信息技术、计算机技术等现代技术已经融入了机械工程领域，使机械工程的内涵发生了巨大变化，工程实践能力的内涵也更加丰富，不仅包括操作能力，更重要的是利用先进技术解决工程实际问题的能力和创新能力。这就要求高等院校对工程类学生的培养体系、课程设置进行大的变革。然而学生在校学习的总学时数有明确的约束，这就使得很多课程学时少、周期短。这么多的新课程使得学生疲于应付，形成了为考试而学习的现象，考试成为学习终结的标志。

学生工程实践综合能力是高校人才培养的关键，各高校非常明确要培养合格的工程技术人才，必须在注重理论学习的同时强化实践锻炼。但是，由于科学技术相关的课程多，教学周期短，很难开展有成效的实践教学。即便是有些课程能开展一些实践教学，也只能仅仅是将其作为一种验证性实践。学生对实践充满热情，但是目前缺乏能承载系统的、能把各科相关知识整合进而综合运用的培养学生工程实践综合能力的平台。

本文将介绍我校基于项目的机电一体化产品大学生创新与实践基地人才培养模式，为培养具有较强实践能力和创新能力的复合人才提供借鉴。

1 基地建设理念

大学生机电一体化产品创新实践基地是在我校教务处和机械工程学院共同支持下创建的一个教育示范区，基地建设坚持“自主、开放、创新”的原则，坚持学生为主体、指导教师为导向的培养模式，充分发挥学生自主学习与获取信息的能力。

1.1 突出学生主体性

学生是创新与实践基地各项活动的主体，在基地的组织机构、运行方式、制度管理、教学内容等方面，突出学生主体理念，通过有效的组织和引导，使各项创新实践活动都以学生自主设计、自行组织来完成，使学生由被动接受转变为自主式的研究学习。

1.2 强化自主创新，形成特色

学生自主创新实践是机电一体化产品创新与实践基地运行的核心主题。在创新与实践基地中，各项活动都积极倡导学生自主学习、勇于创新，注重学生的创新意识、团结协作能力的培养，力求为学生创造一个自由、开放的实践空间，激发和释放学生的创新热情。

（1）突出创新。机电一体化产品创新与实践基地建设将根据创新人才培养的规律和大学生的特点，在基地的管理和运行模式、活动内容的设计安排以及组织实施上，进行大胆改革和探索，使之真正成为培养创新人才的基地和摇篮。

（2）注重特色。机电一体化产品创新与实践基地建设根据学校的办学定位与办学特色，以及学科专业优势和特色，与学校创新人才培养工作、课程体系、教学内容、教学方式方法等各项教学改革有机结合起来，有针对性地、创造性地进行人才培养模式改革试验，努力形成具有自己特色的大学生创新实践基地，形成一批富有特色的机电一体化产品创新成果。

1.3 运行机制-开放共享

机电一体化产品创新实践基地建设充分发挥了资源优势和特色优势，实现资源共享。坚持以学生为本，根据学生兴趣特长，不局限学科专业，鼓励所有学有余力的学生跨院系、跨专业、跨年级进入基地开展创新实践活动，使各类专业的学生各取所需，各展所长。机电一体化产品创新与实践基地服务于全校机电类相关专业，为更多学生提供实践机会，培养更多创新人才！

2 基于项目的实践与创新型人才培养模式

该基地从学生的知识和技能培养两方面出发，有重点地设计了独特的培养模式，该培养模式的特色在于让学生在培养过程中完成一个完整的项目，使得学生在掌握专业知识的同时，培养解决实际问题的能力。

具体实施过程如下，首先选拔2～3名在基地已经锻炼过一年的优秀高年级本科生、2～3名优秀低年级刚进入基地的本科生组成项目研发团队，并选拔项目负责人。项目的选择根据所参与学生的技术特长和导师指导能力进行确定，并由导师和学生协商确定项目内容和实施步骤等。由指导教师指导项目组详细的规划项目实施过程、人员安排分工等。要求每位学生了解项目的实施过程，从面上掌握所需完成项目的关键技术、任务目标等，同时，要求学生本人根据个人兴趣特长负责其中某一模块，并达到精通的程度。对学生的训练主要从以下三大创新模块进行。

2.1 方案规划与创新模块

机电一体化产品的应用领域非常广泛，可以用于与我们生活最接近的清洁、服务、搬运、护理、娱乐等很多方面，学生完全可以发挥自己想象，拓展机电一体化产品的应用范围。比如在机电一体化产品结构设计上，可以采用不同的结构和联结方式，采用串联或并联的形式，得到不同的机械结构，这些往往是对机械原理、机械设计、理论力学、材料力学等关键基础课程的综合利用，学生根据这些基础理论，完全有能力创造出新颖的机电一体化产品机构，甚至获得国家专利。

本模块的培养目标重点面向创新意识、组织管理能力、交流协作能力，尤其强调学生创新思想的培养，锻炼学生如何发现问题并提出解决方案的能力。

2.2 机械设计与仿真模块

在方案规划与创新模块提出创新方案后，通过机械设计与仿真组进行具体实施。学生要对方案完成三维原理图设计、结构设计、运动原理分析与动画仿真，然后绘制机电一体化产品工程图，最后到工厂进行机械加工制造。在整个制作过程中，学生将会积极开动脑筋，充分发挥自己的创新能力和动手能力。

本模块的培养目标重点面向学生机械设计综合工程技能、团队协作能力、自主学习能力等。

2.3 电路设计与程序模块

在机械设计与仿真组进行机电一体化产品样机虚拟仿真的同时，电路设计与程序组解决如何让设计的机电一体化产品按预定的方案运动起来。学生将主要进行控制方案、电路设计、编写程序等方面的锻炼。在机电一体化产品控制上，学生可以采用计算机板卡控制、PLC控制，也可以采用单片机控制等，每一种控制方案，每一种控制算法，都可以鼓励学生在原有的成熟的理论基础上进一步思考，并获得突破达到创新的目的。通过亲自动手焊接电路和计算机编程控制机电一体化产品，使学生的创新精神和实践能力得到锻炼。

本模块的培养目标重点面向学生电气控制综合工程技能、团队协作能力、自主学习能力等。

3 培养效果

我校机电一体化产品创新与实践基地自2007年开始建设，五年多来，发展迅速，成果丰硕，成为学院乃至学校的一大亮点。进入基地训练学生达400多人次，该基地的学生先后在全国三维数字化创新设计大赛、“挑战杯”全国大学生创业计划竞赛、中国机器人大赛暨RoboCup公开赛、山东省大学生机电产品创新设计竞赛、山东省大学生机器人大赛等大学生科技竞赛活动中，获得国家及省部级奖项100余项。务实的作风和骄人的成绩已引起社会各届的广泛关注，山东省人事厅、教育厅相关领导、国内国外诸多学者、高校访问团等先后到基地考察、指导，并对该基地建设给予了高度评价。

机电一体化产品创新与实践基地通过成果展示区，展示各类机器人竞赛的奖状、奖杯、图片、机电产品创新实物样机，每一个项目由项目总负责学生负责接待学生参观团的参观讲解。锻炼学生对专业知识掌握后的表达能力。学生负责给来参观的学生进行讲解更有说服力，这使参观学生感受到，只要自己有兴趣，有毅力在创新与实践基地中踏踏实实去锻炼，就会有所收获。

机器人创新区取得的成果也及时进行资料整理，装订成册，总结经验，并在此基础上让学生进一步创新设计、改进，鼓励学生提出全新设计方案。完成的作品则可以继续作为下一届学生的参考作品，激发学生创新意识和创作兴趣，实现“教师指导——学生设计——教师再指导——学生再设计”的良性发展。

4 结束语

基于项目的培养模式不但可保证学生在知识领域的全面性和深入性，同时在项目规划和实施中其创新能力和领导协作能力都能得到极大的锻炼，也取得了良好的效果，部分学生凭借突出的工程实践能力获得到大型企业就业的机会，部分学生拥有扎实的工程实践技能、授权的专利证书和国家、省部级大赛获奖证书，在考研复试中被优秀硕士、博士生导师选中，在创新实践基地锻炼过的学生，其知识、能力、素质都普遍高于其他学生，出现了用人单位争着要，研究生导师抢着要，国外大学也欢迎的局面。

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