机械创新人才培养的课程体系研究与实践

魏春梅

摘要：为适应21世纪的机械创新设计人才培养，我校开设高起点、高目标和高水平的教改试点班——创新实验班，即每年从机械专业学生中选拔思维活跃、学习能力强的学生，开办一个机械“创新实验班”，针对“创新实验班”建立专门的课程体系、教学计划、培养方案和实践教学体系，来提高学生的综合素质、工程实践能力、创新能力，并取得了一定的效果。

关键词：创新人才；课程体系；培养方案；实践能力

中图分类号：TH122 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）40-0147-02

传统教育下学生的学时越来越少，学习课程越来越多，但考试的形式还是传统的一张试卷，教多少考多少，教什么考什么，学生完全没有时间和空间发展个性，因此有必要通过模式创新、内容创新、管理创新和环境创新等一系列创新活动为人才培养进行努力。作为“小范围，大动作”的高起点、高目标和高水平的教改试点班的开设，培养基础扎实、思维活跃、综合素质高的拔尖创新人才是高等教育改革的举措之一[1]。我校提出了“机械类专业创新实践教改班”的教学改革，通过探索创新人才培养模式，探索具有厚基础、宽知识，重学科、淡专业，有较强的创新和实践能力，素质高、适应面广的全面发展的培养模式，以适应知识经济时代机械对创新人才的需要。

在机械专业实施大类招生、柔性分流，通过调研，根据机械类专业培养目标与定位，选拔开办机械创新实验班。对实验班的培养课程体系、实践教学体系和教学模式进行改革。

一、指导思想与基本思路

改革的指导思想是：突出“体现地方经济建设最明显，结合地方经济建设最密切，服务地方经济建设最直接，适应地方经济建设最主动”的办学特色，体现“思考人类、适应时代、服务社会”的办学理念，建立面向现代化、面向未来、面向世界的战略发展观。改革的基本思路是：围绕创新人才培养的课程体系的修订与实施，确立将知识、能力、素质三者相结合的创新人才培养模式，来提高学生的综合素质、工程实践能力和创新能力。构建出“将新的发明原理与方法应用到机械创新设计中，再到计算机CAI辅助创新软件和专利战略”的完整体系结构。将与课程密切相关的课程设计和实验课程开发出来，合理安排学生的实践教学和工程综合训练，形成了重在通过实践来培养动手能力的实践教学体系；结合通过分步骤分阶段的工程训练、第二课外科技活动和社会实践活动，全面提高学生各方面的能力和综合素质。

二、主要内容与实施

（一）建立适应机械创新人才培养模式的课程体系

我们初步形成了面向机械类机自类专业的“重基础、宽口径”的课程创新人才培养体系。培养的思路：通过降低重心、注重学科交叉来扩大专业方向；重视基础教育的同时加强通识课程的教育，来提高学生起点；尽可能创造条件、加强建设创新基地，强化动手实践环节；压缩理论教学学时，抓紧“教学内容、教学手段和教学方法”三方面的改革，发展学生积极和快乐的健康个性。在这个培养思路的指导下，提出创新人才培养的课程体系和教学内容改革的方针：以发明问题解决理论——TRIZ理论为指导，建立以概念设计、结构设计、造型设计为主的核心课程，以及以“计算机CAI辅助创新软件的使用及专利战略”为主导的辐射课程，构建出一套完整的机械创新人才培养的课程体系，为机械创新人才的培养奠定基础[2]。

制定的机械创新课程体系主要包括核心课程、应用课程和辐射课程，构建出将发明原理与方法应用到机械创新设计中，再到计算机CAI辅助创新软件和专利战略的完整体系结构，主要包括以下几方面。

1.核心课程。首先需要整合现行机械设计类、机械制造类和机械控制类专业课程。机械设计类课程主要包括《机械制图》、《机械原理》、《机械设计》、《互换性与技术测量》、《有限元法》等；机械制造类课程主要包括《机械制造基础》、《机械制造装备》、《特种加工》、《液压传动》、《数控技术》等；控制类课程主要包括《控制工程基础》、《微机原理与接口技术》、《机械测试技术》、《可编程控制器》等。对这些核心课程应该进行整合和重组。

2.应用课程。在原理创新设计方面，要求学生能明确机械原理设计中“创新”的意义，熟练掌握TRIZ理论的基本原理并能灵活应用。关于机械结构创新方面，要求学生能运用TRIZ方法，进行产品的结构创新设计，并能运用三维CAD软件和有限元软件对机械结构进行设计和分析。在机构创新构型方面，要求能运用TRIZ理论和方法，按照产品运动要求进行产品的构型创新。

3.辐射课程。在进行机械创新设计教学的过程中，引入计算机CAI辅助创新教育软件来增强学生的创新能力，如亿维讯集团的创新设计软件Pro/Innovator、河北工业大学的产品创新软件Invention Tool、有限元分析软件等。借助这些源于世界各国的优秀专利而创建的创新方案库和非常强大的综合分析工具，引导学生用全新的视角和思路来分析问题，打破学生的思维定式。另外，还应该开设专利申请和写作方面的课程，以提高学生对知识产权的保护意识。

在课程体系的基础上，整合现行机械设计类、机械制造类和机械控制类专业课程，并制订创新人才培养方案和与之配套的教学计划，主要包括：基础学科必修课、基础学科选修课、专业方向必修课和专业方向选修课四部分的教学培养计划。

（二）重构机械创新实践教学体系

实践教学是培养学生创新意识、锻炼学生实践动手能力的重要环节。加强工程实践对培养学生的综合与创新能力起关键作用[3]。

针对机械创新人才的特点重新构建实践教学体系，利用学校省级示范中心的教学硬件建设的成果，加强实验与实践动手环节，开发改造课程实验、机械设计训练以及机械制造技术训练，提高学生素质，减少验证性实验，增设设计性、创新性和综合性实验。采取模块结构和分层次实验教学方法，让学生亲身参与、经历和感受，体会“创新源于问题而始于实践”的理念。规划了32个选修和必修的实验与实践环节，共8个模块，不仅有单独的机械类基础实验课程，还单独设有学分，同时还加大课程实验量，并让学生参与一些大型实践、实训环节和大量的课外实践活动，为进一步营造创新人才培养环境打下了良好基础。为了提高学生工程实践性环节的教学效果，本课题拟对课程设计、大作业等实践环节进行改革，对《机械原理课程设计》、《机械设计课程设计》等重要课程的内容重新进行规划，制订紧密结合工程实际的课程设计大纲，并编写一部实践教材。

（三）大力开展第二课堂活动，培养学生工程实践和创新能力

1.开发学生的创新性思维，培养学生工程实践和动手能力。围绕培养课程体系和教学内容改革，依托机械基础省级示范中心，建立了由教师、学生和校办工厂三者相结合的创新设计与制作中心，大力开展了第二课堂，培养了学生的创新能力，启迪了学生的创新性思维，开发了创新潜能，加强了学生的工程实践和动手能力。坚持把培养学生的创新能力、工程实践和综合应用放在重要的位置，采取理论知识的学习与实验、实践结合，课内与课外相结合，规范与激励相结合的多方位措施，培养出高素质人才。

近几年来，我校积极开展第二课堂活动，引导学生积极参与机械创新设计大赛、挑战杯大赛、工程实训大赛，参与科技小发明活动，学生将自己完成的作品在大赛演示并参加评奖，充分发挥学生的创造性，提高学生的综合素质。

2.大力开展科技创新活动，培养学生的自主创新能力。课外活动旨在培养学生工程实践能力，科技创新活动旨在促进学生创新能力的培养。学校成立了全天候开放的创新制作室。每一届的机械创新设计大赛学生都积极参与，设立了科技创新基金，每年可通过学工组向校团委申报科技创新项目，通过后由团委与基地一起协调，提供必要的场所、设备、经费以及指导教师。这一方式重视学生的个性培养，加强工程实验训练与多学科交叉，提高学生创新设计与动手能力。

通过课外活动的形式让学生得到更多的实践机会，他们整体水平高，思想活跃，创新意识强。在实验过程中，学生在发现不足时能积极思考，查阅资料或请教老师。科技活动一直保持着较大的优势。

三、取得的成果

本项目立项以来，做了大量研究与改革实践，已取得了如下成果。

1.通过对“创新理论教育、课堂教学中的创新意识培养、创新与实践的关系以及创新与实践方法”等诸多方面的理论与实践研究，已经形成对机械类专业创新人才培养规律的较为明确的认识和较为准确的把握。

2.以创新系列课程、创新教育实践性教学体系、课外活动以及机械创新设计大赛等为中心，形成了一套机械类专业人才创新能力培养的既合乎所定规范又利于“因材施教”的模式。

3.建成了培养学生创新意识、思维和能力为宗旨的实践教学基地；涌现了一批学生的创新作品；锻炼并提高了从事创新教育的教师队伍及水平。

四、结语

在已经开办的机械创新实验班的基础上，以提高学生的创新实践能力和探索“教与学”的新模式为目标，对机械创新人才培养模式下的课程体系开展研究；以TRIZ理论为指导，制订人才培养方案和教学计划；依托基础实验教学示范中心提供的平台，重构实验教学环节，改革实践性教学环节，为机械创新人才的培养奠定基础。

参考文献：

[1]陈瑞萍，李敬伟.加强大学生创新精神及创新能力的培养[J].教育教学论坛，2011，（10）.

[2]李延保.着力构建创新型人才生成的教育培养体系[J].中国高等教育，2006，（3）.

[3]宋岩，张继平.机械创新设计实验室开放式管理的思考与实践[J].中国现代教育装备，2011，（1）.