基于创新立项的工程训练中心实践教学改革探索

张金玲 叶云鹤 韩天泉 于奎东

摘 要： 实践教学是高校培养实用型、创新性技术人才的重要环节。针对以往哈尔滨理工大学工程训练中心实践教学中存在的问题，以培养学生未来的职业能力为目标，对其进行深入的探讨。以大学生创新立项的形式对工程训练中心进行教学改革，并结合哈尔滨理工大学创新立项的课题详细介绍创新立项的整个过程以及从中的收获。

关键词： 工程训练中心； 实践教学； 创新立项； 实践能力

中图分类号： G 642.4 文献标志码： A 文章编号： 1671-2153（2015）01-0101-04

0 引 言

工科大学生在新世纪的人才培养目标是从传统的工程技术教育向知识、能力、创新、实践等综合素质教育方面转变，加强工程实践教学、改革实践教学内容和方法是构建新人才培养体系的重中之重，是提高学生的创新精神和实践能力的重要方式[1]。而工程训练中心是工科学校的重要实践基地，是着重培养工科大学生的工程实践能力[2]。

本文以大学生创新立项的形式对工程训练中心的教学进行探讨，并结合哈尔滨理工大学创新立项的课题介绍了创新立项的整个过程以及从中的收获。

1 实践教学中存在的问题及改革的必要性

工程训练中心作为理工科学生实践教学的一个重要环节，对培养学生的动手能力和实践教学能力起着重要的作用。哈尔滨理工大学工程训练中心在现有的设备基础上为培养学生创新能力，结合教师的科研项目及工程实践项目，开设了数控加工实验、快速成型实验、先进制造技术课程设计、数控加工自动编程等创新实验，极大地提高了学生的创新能力和动手能力以及德、智、体、美、劳全面发展的健全品格，培养适应科技进步和经济发展要求的高级管理人才和工程技术人才[3]。

1.1 存在的问题

由于社会的飞速发展和科学技术的进步，传统的教学模式已经跟不上时代的步伐，高等学校普遍存在例如学生缺乏解决实际工程问题的能力，缺乏实际的工程训练，学校培养的人才与企业的实际需求脱节，学生创新思维和能力欠缺，教学训练内容陈旧、方法呆板、模式单一、缺乏创新等严重问题。学校的实践教学管理、设备、师资配置等也较落后。特别是在实践性教学方面此问题更加突出，导致实践教学质量下降，影响人才培养的质量。这些问题已经严重阻碍学生专业技能的施展与发挥，影响学生的实践能力，降低了学生未来面对企业的竞争力[4]。

1.2 改革的必要性

为了进一步发挥和体现高等学校工程训练中心在培养学生以及创新能力培养方面的重要作用，进行工程训练教学改革，加快工程训练教学改革和研究，提高工程训练教学水平和质量，尽快实现工程训练中心更高层次的建设目标已经十分必要，工程训练中心的作用变得越来越突出，而以立项为依托对当代大学生的工程实践能力的培养效果格外显著。

2 创新立项

通过对国内外高校中工程训练中心实践课程设置情况的调研发现，想要建立新的工程训练中心综合实践教学体系和模式，创新立项无非是一种好形式，它能把理论与实际相结合，充分发挥学生的潜能和创新思维，提高学生的职业能力。大学生科研立项是一项多方面的工作，需要有每个阶段的工作部署，这样有利于提高科研立项的总体质量，进而提高高校大学生科研水平[5]。

2.1 做好科研立项前的宣传和教育工作

做宣传教育工作对于项目的建设至关重要，积极乐观的宣传能够激发同学的热情，鼓舞同学们的斗志，增强每一位同学对项目的使命感、责任感，增进同学们之间的凝聚力，从而达到促进项目建设的作用。学生如果真正意识到科研的重要作用，才会更加积极主动的参与科研[6]。

2.2 对科研立项的实施过程进行科学的管理，服务科研创新

2.2.1 严格把关、精选课题

科研题目是科研工作者对学术领域的某一问题在理论认识和实验手段方面的概括，是经过思想酝酿和实践准备之后提出来的。爱因斯坦曾经说过，在科学面前，“提出问题往往比解决问题更重要”。提出问题是解决问题的第一步，课题选得好可以起到事半功倍的作用。本科生是本专业领域的初学者，在知识、技巧、能力方面还有许多欠缺，因此指导教师要根据自己的实践经验帮助学生把好关。首先，因科学研究具有价值性、可行性、先进性、开放性等，指导教师要帮助同学们进行严格把关。其次，指导教师对学生能力水平的把握也至关重要，只有对课题的难易和学生都有正确的估计，才能在充分了解学生科研能力以及潜能的同时，选择适当课题。再次，资金、场地、设备等物质保障也都会关系到课题研究的成败。

2.2.2 经常检查、注重引导

一般情况，课题的过程管理涉及的时间都较长，学生申报立项的课题也可能会因为各种原因不能结题，因此要做到计划性的管理，注意经常检查，注重引导。首先，在管理上设立了中期检查这一项，中期检查活动由课题组来组织，邀请专家和有关人员参加，情况要上报。中期检查活动主要是分析课题已取得的阶段研究成果，研讨课题研究的可持续性，重点是对课题研究进行反思、归纳、深化和细化。其次，要对参加课题立项的同学经常性的召开答疑会，时刻把握同学们的研究动向，增强同学们的信心和紧迫感。再次，可以吸取已经结题了的学生们的经验教训，避免走一些不必要的弯路。

2.2.3 注重实践，突出创新

实践是大学生改革开放中走向社会的重要环节，学生在科研过程中切忌闭门造车，应走出去，走到社会及需要解决问题的地方去。而创新是社会进步的动力，人类才能的体现，国家和社会发展的源泉。学生应将理论知识应用到解决实践问题当中，在实践中培养学生的创新能力。

2.3 加强对科研成果及成绩的利用

为了使同学们更加积极主动的参与科研立项，学校科研部门采用物质奖励与精神奖励相结合的方法把科研成果落实到实处。对于学生而言，学校应制定相应的评定体系，参与科研的同学可以在评奖、评优、学年鉴定、保研等方面予以优先考虑或政策倾斜。对于指导教师而言，学校也可以相应地出台对指导教师激励措施，将教师对学生科研指导以及成果的获奖情况作为评优及发展晋升的重要参考指标。另外，我们可以通过作巡回报告、举办成果展等把资源展现在公众面前。

3 创新立项在工程训练中心实例

以构建集约型社会为宗旨，结合参赛同学的专业素质，最终确定我们创新立项的课题为“新型可温控环保饭盒的设计与实现”。本项目旨在设计并制作出一种新型环保饭盒，其具有通过使用者简单的操作实现对饭菜加热温度的控制的功能，加热速度快且安全，具有较好的保温性能，加热全程摆脱对电能的消耗，从反应物到生成物对环境没有任何污染并尽可能的实现原料的循环利用，践行低碳环保理念。

3.1 创新立项课题年度计划

在课题实施之前已制定了年度计划，首先通过查找当前的资料和本项目自身要求所需进行饭盒结构设计及优化，确定反应物以及对相应零件绘制二维图纸；其次用三维建模软件进行模拟，查找饭盒的结构疏漏并根据自身结构特点及功能需要进行制作材料的确定；接着对所需材料进行采购、汇总，核查所需图纸并确定加工工艺及流程；然后按计划进行加工、装配并完成专利的申请工作；最后对实物进行调试使其达到预期效果，并完成相关的论文。在课题实施的每一个阶段指导教师都会进行定期检查对参与立项的学生召开碰头会，及时把握研究动向，使学生少走弯路。

3.2 创新立项实施的基本内容

首先，通过对拟采用的化学方程式进行反应热的理论计算，并结合加热、隔热材料的比热容特性等因素以确定反应物的用量。用公式表述为

Q=cm？驻t，

式中：Q为吸收的热量；c为比热容；m为物体的质量；？驻t为吸热（或放热）后温度所上升（或下降）值。

然后对新型饭盒具体结构进行设计及优化，使其达到反应速率平稳、反应物的量可控的功能。再通过计算成本及反应速率等指标来确定最佳的反应物。最后制作饭盒的选材，既要成本低廉又要有很好的耐高温隔热效果，最重要的是对人体健康无害，最后选定多种不同材料结合加工而成。

根据饭盒所要达到的功能及性能要求进行整体及各零部件结构的设计以及优化，将饭盒分为液体贮存区、加热主体区、以及加热底座三大部分，利用液体贮存区上的控制开关装置实现液体反应物的排出，通过透明视窗和刻度观察及控制反应物的用量，液体反应物顺着加热主体内的导水管流入加热底座，与加热底座内盛装的固体反应物反应产生热量进行加热。图1为新型环保饭盒结构示意图。

3.3 创新立项收获

3.2.1 对知识的收获

创新立项，对于大学生来说是一次很好的锻炼机会。通过这次活动，学生会学到很多专业知识和实验操作本领，学会将理论与实践相结合，在零件的制作过程中，会涉及到车、铣、钳等工种，也会涉及工序的问题，工序的先后将直接影响零件的质量甚至是加工的成败，这些都是在书本上所不能体会到的[7]。

3.2.2 对能力的收获

开拓大学生的创造思维，培养他们的实践能力是高校开展创新立项工作的目的所在。通过此次创新立项的实践活动，学生基本掌握了工件加工工作中各操作环节的核心及相关机床的使用，这对未来的学习和工作都会有很大的帮助。

4 结束语

经过几年的建设和发展，基于大学生创新立项的工程训练中心实践教学改革效果显著。实践证明，在创新立项实践教学中，能够使学生的学习兴趣受到极大的激发，使得学生在教学过程中变被动为主动，充分体现出传统教学形式所难以表现的教学内容的实践性及操作性，也符合高校教育以就业为导向的技能型人才培养方向和目标，显现出很好的教学实践效果。

参考文献：

[1] 顾培民，李志华，罗志增. 先进制造工程训练基地建设与学生实践能力培养[J]. 杭州电子科技大学学报：社科版，2009（2）：64-67.

[2] 袁慧，于兆勤，秦哲. 新形势下培养提高工科学生工程实践能力的认识与实践[J]. 高教探索，2007（2）：61-63.

[3] 王金学. 工程训练中心建设与教学管理改革探讨[J]. 实验室科学，2008（4）：1-4.

[4] 马玉平，袁根福，姚燕生. 地方工科高校工程训练中心的教学改革探索[J]. 中国教育技术装备，2010（3）：24-26.

[5] 张丽萍.课题立项——大学生创新能力培养的一种好形式[J]. 黑龙江高教研究，2003（5）：112-113.

[6] 马丙云. 大学生科研立项管理对策研究[J]. 科技创新导报，2013，33：14.

[7] 黄雯琳，李鲁鲁，郑芳芳，等. 从学生的角度看大学生创新立项的实施[J]. 考试周刊，2012，74：163-164.

（责任编辑：徐兴华）