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机械创新设计下创新人才培养模式

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【摘要】基于对全国大学生机械创新设计大赛的备赛与参赛经验思考,针对机械类创新人才的培养,从教学模式创新、教学内容改革,将理论教学、实验实践、学科竞赛结合起来,探索以“竞赛驱动+创新设计+实验实践”一体化促建、促教、促学、促用、促创的创新型人才培养新模式。

【关键词】学科竞赛;创新能力;实验实践;人才培养

1引言

2018年初,教育部发布了《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》,明确要求培养学生的创新精神和实践能力,增强学生的创新意识和创新创业能力[1]。新工科背景下,改革机械专业课程教学模式与方法,打破“以教材为中心,以教师为主体,以课堂为阵地”的传统教学模式,构建培养机械类学生的创新精神和实践能力的创新性人才培养模式势在必行[2,3]。全国大学生机械创新设计大赛是机械专业的顶级赛事,已成为高校培养机械或近机类专业学生创新精神和工程实践能力的重要途径[3]。深度融合机械专业理论课堂教学、创新实验实践与机械创新设计大赛的交叉式学习,依托机械创新大赛的备赛与参赛全过程进行理论和实践教学模式和内容改革,探索实施“竞赛驱动+创新设计+实验实践”一体化的创新性人才培养模式,是提高机械专业创新人才培养质量的重要方法与途径。

2建立“竞赛驱动+创新设计+实验实践”一体化培养模式

目前,普通高校学生的创新能力的培养大多是一小部分优秀学生被动的参与老师的一些科研项目,而大多数学生由于课程任务重、专业知识不强等原因很难参与到老师的科研项目之中,科研创新能力和动手实践能力也很难得到锻炼。因此,借助大学生机械创新设计大赛这类高水平实践性学科竞赛,是锻炼学生创新思维、实践能力,迈入科研大门的一种切实有效的途径。全国大学生机械创新设计大赛每两年举办一次,竞赛时间跨度长,一般在前一年3月底左右发布竞赛主题,到第二年7月进行全国决赛,持续时间超过1年,有充分的时间让大二、大三的同学进行学习和准备。大赛采取“半开放”命题方式,以解决实际问题为目标,创新性和难度较高,能够充分调动学生自主思考、主动创新的兴趣,驱动他们不断学习,提升自己。如第八届机械创新设计大赛以“关注民生、美好家园”为主题,解决城市小区停车难问题和水果采摘问题。大赛要求参赛作品设计时应注重综合运用所学“机械原理”、“机械设计”等课程的设计原理与方法,注重作品原理、功能、结构上的创新性,在实现功能相同的条件下,机械结构越简单越好。这就要求学生充分掌握机械基础的专业知识,有助于促进学生主动学习、创新设计。同时,机械创新设计大赛要求制作实物并展示,同学们在制作实物的过程中体会从“设计”到“实物”的实现过程,在实验实践过程中能够充分发挥学生的动手能力和团队协作精神。综上所述,机械创新设计大赛具有足够的培育时间和充分的创新实践环节,是本科生进入科研创新的一个非常合适的切入点[4],建立“竞赛驱动+创新设计+实验实践”一体化培养模式,对学生创新能力培育、科研创新氛围营造,提高科研水平与教学质量具有推动作用和实际效果。

3健全“竞赛驱动+创新设计+实验实践”培养模式的条件

3.1改革理论教学内容

以“竞赛驱动+创新设计+实验实践”培养模式要求为基础,在现有人才培养方案下,改革一部分与机械创新设计大赛相关的机械基础类课程内容,打造包括“机械原理、机械设计、机械创新设计、机械制造技术、工程力学、三维建模、机电传动控制及各课程实验和课程设计”等机械专业类课程的主题性课程集群和创新型课程体系,改革教学方法和教学手段,全方位传授学生创新理论与方法,多方面发掘学生的创新潜力。加快这些课程创新性内容体系建设改革的步伐,将创新型人才培养贯穿现有机械专业人才培养方案,为机械类创新人才培养打下坚实的基础。

3.2加强指导教师队伍建设

大学生机械创新设计大赛要求自主创新设计并制作实物,需理论结合实践,增加“竞赛驱动+创新设计+实验实践”培养模式的指导教师队伍的工程背景或实践经验。可以依托学校提高双师型教师比例的契机,借助校企产学研合作的机会,让教师到企业接收锻炼,增强其专业实践经历和工程背景,加强双师型教师队伍建设。还可聘请具备丰富实践经验和能力的工程师作为兼职教师共同指导科研项目和竞赛;定期邀请企业高工进校交流探讨,对学院教师进行实践业务培训或指导。促进教师教学理念和观念的转变,提高实践教学能力和水平,为机械专业应用型人才培养奠定基础。

3.3构建机械创新实践平台

依托大学生创新中心、工程实训中心、机械基础实验室、虚拟仿真实验室,整合教学实验室和科研实验室的相关资源,加大实验室开放的力度,着力构建综合性大学生机械创新实践平台,为实施创新人才培养提供重要活动场所,给学生的创新实践与创意展示提供软硬件支撑,营造一个崭新的创新实践环境。学生可以根据自身能力和需求选择性的进入平台模块进行相应的学习、实验、制作等。同时平台管理中心还可以依据学生创新能力和个性差异、学科竞赛的要求等,从创新能力培养的规律出发,有针对性的设计实验实践环节,分层管理、分层教学、分层落实,真正做到以学生为中心开展实验实践教学,有利于创新人才和特优人才的选拔和培养。

3.4优化学业评价和激励机制

合理的学业评价和激励机制对创新人才的培养能起到积极的推动作用,改革传统的评价方式和评价内容,突出过程评价、素质评价和能力评价等多元化的学业评价考核机制,把考核成绩、创新精神、实践能力、创新创业能力等纳入人才培养和学生评价考核的范围[5],充分激发学生自主学习和自主创新的动力,鼓励学生全员参与学科竞赛和科研活动。为激发学生自主创新能力培养,学院改革人才培养方案,增加课外创新学分要求的硬性指标,要求学生通过参加学科竞赛与学术讲座、发表论文和专利等方式取得规定的创新学分才能毕业。针对学生参与学科竞赛、科技创新获得的成果奖励给予创新奖学金的奖励,在评优评奖等方面予以优先考虑,同时对指导老师给予工作量核算和奖励。通过奖励措施和政策保障多重手段优化学业评价和激励机制,提高创新人才培养质量。

4总结

以机械创新设计大赛为载体的机械创新人才培养的研究目的在于通过人才培养模式改革提高学生的创新思维、创新能力和动手实践能力,鼓励学生自主学习、自主创新、主动讨论、主动实践,培养学生的工程实践意识,分析问题和解决问题的能力。通过对参加第八届全国大学生机械创新设计大赛的备赛与参赛经验思考,提出了建立“竞赛驱动+创新设计+实验实践”一体化人才培养模式,并从教学模式创新、教学内容改革、师资队伍建设、创新实践平台构建、学业评价和激励机制优化等方面进行分析论述,力求探索以“竞赛驱动+创新设计+实验实践”一体化促建、促教、促学、促用、促创的创新型人才培养新模式。

参考文献

[1]教育部高等学校教学指导委员会.普通高等学校本科专业类教学质量国家标准(上、下册)[M].北京:高等教育出版社,2018.

[2]李臣龙,陶皖,强俊.基于机器人竞赛的应用型人才培养模式研究[J].西昌学院学报(自然科学版),2018,32(1):95-97.

[3]张龙,王世伟,苗磊,等.基于机械创新设计竞赛的机械专业教学改革探索与实践[J].产业与科技论坛,2017,17(17):209-210.

[4]刘国春,周密,王凯,等.基于机械创新设计大赛的普通高校本科生科研创新发展平台构建研究[J].机械设计,2018,35(S2):297-299.

[5]高成慧,孙艳玲,付正飞,等.地方高校机械类专业新型创业型人才培养的实现路径研究[J].轻工科技,2018,34(5):157-158.

作者:秦涛 高成慧 刘亚丽 单位:湖北文理学院机械工程学院

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