基于创新能力培养为核心的实践教学改革探索与研究

卢孔宝

(浙江水利水电学院 机械与汽车工程学院，浙江 杭州 310018)

培养大学生的创新意识和实践动手能力是推动高等教育综合改革的重要途径，对促进高校毕业生高质量就业、创业具有十分深远的意义[1-2]。随着高校实验室的扩建、改造等，其规模越来越大，实验设备也越来越先进，借助实验室配套的先进设备为教学改革提供必要的硬件保障。浙江水利水电学院以建设示范性应用型本科院校为目标，培养具有“上手快，后劲足”的一线工程师为宗旨，尤其注重学生软能力的培养。结合学校办学特色，提出“实验室挂钩学生社团，学科竞赛进实验室”的实验室管理思路，秉承“企业工程师走进来，学生进企业”的实践教学理念，结合不同年级的实际情况开设“双休日工程”、“机械创客空间”训练小组、“机械创新班”等教学活动，通过教学改革锻炼学生独立思考、发现问题、解决问题的能力，提高学生自主创新、实践创新能力，培养学生团队合作意识、知识产权保护意识等[3]。

1 培养学生实践创新能力亟待解决的问题

1.1 精密设备闲置，学生需求难满足

目前机械学院实验室拥有一批精密的三坐标测量仪、3D扫描打印机、精密电火花成型机、数控加工中心等设备，这些精密设备主要为教师科研提供数据或为科研项目加工制造样机，由于科研量占比小，设备长时期处于闲置状态[4]。一方面需要专职人员花大量精力对设备进行保养，维护；另一方面学生迫切希望接触精密设备拓宽视野，施展学科特色技能。由于学生很难接触到先进设备，一定程度上降低了学生创新作品的品质，制约了学生创新激情。学生很难接触到先进设备与设备被闲置的矛盾关系的存在，针对这一现象亟需寻求合理途径改善现状。

1.2 学生社团缺乏平台，学科竞赛瓶颈难突破

学院目前已经打造出一批五星精品级社团，鼓励学生“走出寝室，走下电脑”融入学生科技社团，参与学科竞赛，施展自己的才华。但社团缺乏专职教师的辅导、缺少实验室平台的支撑，很多科技活动只能局限于PPT展示、三维模拟建模演示等，使学生的核心能力无法完整体现，学生的职业素养得不到提升。由于缺乏机械加工设备资源，学生所设计的创新作品只能依靠手工制作，不仅作品美观性较差，而且造成零件加工精度较差、装配互换性不佳、加工效率低等因素，学科竞赛成绩一直难以突破，为了学科竞赛的瓶颈[5]。创新作品缺失了样机制造、调试等环节，其意义也随之减弱。

1.3 创新实践教学闭门造成，需寻求项目载体开拓思路

目前实践教学的师资队伍主要由两部分组成：一部分实践指导教师由原校办工厂转型的技术工人来担任，资历老且不愿意改革创新；另一批实践指导教师是从校园走向校园，从学生转变为实践指导教师，因资历较浅又缺乏实践锻炼[6-7]。部分实践教学任务几年甚至十几年均采用同一项目进行教学，导致学生实践环节中所学知识及专业技能跟不上技术发展，甚至与企业生产所需严重脱节。

介于上述现象的存在，制约了学生实践创新能力的培养，为打开局面，势必将对现有的、固化的教学模式进行改革，同时为学生创新能力提升提供必要的场地及平台。

2 勇于实践创新，探索改革之路

2.1 构建多层次创新架构，搭建创新训练平台

学院拥有多个中央、省财政提高地方办学水平专项资助实验室，现有数控车床、数控铣床、加工中心、线切割、电火花成型机、三坐标测量仪、3D扫描打印机、精密电火花成型机、精密电火花线切割机、机电一体化调试装置、PLC仿真系统等设备，通过成立“机械创客空间”训练小组、“机创精英”班等形式开展以科技创新作品为载体的创新实践活动，选拔具有工程实践经验的优秀教师担任导师，学生采取自愿报名、学院审核、指导教师挑选等流程选出。以深化“学生职业能力提升工程”，完善学生参与科研创新训练机制等为目标[8]，编制培养计划。实行1+n的教学模式，即大一以专业技术培训与实践为主；后阶段的学习以学生特长、兴趣爱好为导向，通过科技项目形式，结合学科竞赛开展实践创新活动。实施开放实验室实施以科技创新作品为载体创新实践能力培养为主线的教学改革探索，增加了设备使用率，为学生创新训练提供了良好的氛围和场地。以科技创新作品为载体多层次构架如图1所示。

2.2 社团入驻实验室，学科竞赛融入创新实践活动

将学生科技社团入驻到对口的实验室中融入实验室，以实验室为依托深入开展活动，提升社团品牌效应。社团活动的开展与实验室绩效、专职管理人员年度考核挂钩的举措，充分调动学生社团积极性，提高专职教师的责任心。学生科技社团有力场地、设备的支撑，科技活动品质得到明显提升，从而形成良性循环。目前先进制造实验室、机电一体化实验室、机械创新实验室、CAD/CAM实验室等多个实验室对接机械创新社团、航模协会、智能机器人社团等，主要承接机械设计竞赛、智能机器人竞赛、大学生创新创业训练计划、新苗人才计划等学科竞赛的实施任务。坚持以科技创新作品为载体，开展学生实践创新能力的训练。提倡鼓励学生将学科竞赛融入实验室，通过以科技创新作品为载体的创新实践活动中掌握的技能实施作品的加工制造、装配等，提高学科竞赛作品制造品质。[9]

2.3 建立校内外实践基地，成立企业学院

学院凭借处于杭州经济技术开发区的有利地理位置，积极开展建立校外实习基地，使学生以科技创新作品为载体开展创新实践活动提供更广阔的平台，搭建企业技术人员、学校导师、实习学生三者协作的平台，解决学校实践教学项目陈旧的短板的问题[10]。建立深度开发的校企合作基地，成立企业学院，结合企业新品研发、设备调试等开设创新实践课程，为学生提供了更大的舞台空间，给学生提供技术性实习岗位，使学生有机会接触先进设备，培养学生有能力完成先进设备操作，拓展学生职业素养。

图1 以科技创新作品为载体多层次实施构架图

2.4 开设实践创新课程设计、团队协作完成科技创新作品

为培养全员创新实践能力，以科技创新作品为载体，团队协作完成产品的设计、制作、调试，开设产品设计制作课程。为保证课程设计得到良好效果，每组由不同特长与技能的同学团队组成，挑选创新实战经验丰富的老师担任指导，选拔创新实践能力强、参加过“机械创客空间”训练、“机械创新”班、学科竞赛的学生为组长。选题方向从历年大学生机械设计竞赛、工程能力竞赛、挑战杯竞赛等学科竞赛主题挑选，或由学生和指导教师协商选题，以学生团体协作为主，教师辅导为辅开展课程设计。通过选题、零件选购、部件加工装配、作品调试、作品PPT汇报等环节进行创新实践教学活动，邀请学校教师、企业工程师等对作品进行点评总结。创新教学切实围绕以科技创新作品为载体，激发学生创新思维和创新意识，提升学生的创新实践能力、团队协作能力[11]。

3 教学改革实施成效

基于创新能力培养为核心的实践教学改革探索，通过开放性实验室建设、科技社团入驻实验室、学科竞赛融入实验室、建立校内外实践基地,成立企业学院、开设实践创新课程设计等改革，其成效也得到了社会的肯定，近三年来以该教学改革项目为载体获浙江省高等教育学会高校实验室研究成果二等奖1项，获浙江省高校实验室先进集体1项，荣获浙江省高校实验室工作研究先进个人2人次。

通过创新能力培养为核心的实践教学改革探索，提升了学生核心职业能力、实践动手能力和企业适应能力。近三年学科竞赛成绩优异，以机械一类学科竞赛为例，获国家级学科技能竞赛3项，省学科竞赛一等奖5项，二三等奖10余项，获批国家级大学生创新训练计划5项，获批浙江省新苗人才计划创新项目8项，师生协作获批专利20余项。

4 结束语

针对高校创新人才培养存在的普遍问题提出了创新能力培养为核心的实践教学改革模式，以建设开放性实验室、学生社团入驻实验室、学科竞赛融入实验室、建立深度的校企合作实践基地、开设实践创新课程设计等举措实施教学改革。实践证明该项教学改革提升了学生的实践创新能力、表达沟通能力，增强了学生的工程实践能力和动手能力，培养了学生工程意识、团队协作意识、创新保护意识。以创新能力培养为核心的实践教学改革探索对同类院校的创新实践教学改革具有一定借鉴意义。