基于模塊化知識(shí)體系的創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)教學(xué)改革

米潔+黃民

摘 要：本文從三個(gè)方面提出實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)的機(jī)制：多元素集成的教學(xué)體系全方位體現(xiàn)創(chuàng)新思維的培養(yǎng)；模塊化課程群打造面向工程的實(shí)踐環(huán)境，使學(xué)生對基礎(chǔ)知識(shí)從認(rèn)知到掌握，上升到靈活運(yùn)用，在解決問題過程中培養(yǎng)和提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力、工作組織能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神；開放式管理機(jī)制具有更靈活的空間，有效保障了創(chuàng)新實(shí)踐的實(shí)施。

關(guān)鍵詞：模塊化；創(chuàng)新；工程；實(shí)踐

按照學(xué)?！叭尕瀼乜茖W(xué)發(fā)展觀、堅(jiān)持育人為本、積極推進(jìn)素質(zhì)教育，突出特色、努力培養(yǎng)應(yīng)用型人才”的辦學(xué)指導(dǎo)思想，以工程技術(shù)為主線，注重夯實(shí)基礎(chǔ)，提升能力，我們對機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)進(jìn)行了教學(xué)改革。在對國內(nèi)外高校培養(yǎng)方案進(jìn)行充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，提出轉(zhuǎn)變教師教育理念，構(gòu)建模塊化知識(shí)體系，培養(yǎng)學(xué)生具有面向工程的綜合實(shí)踐能力。在教師的創(chuàng)新教育理念、理論知識(shí)與實(shí)踐融合體系、綜合實(shí)踐應(yīng)用、教學(xué)管理機(jī)制等方面進(jìn)行了探索和實(shí)踐。

一、多元素集成的教學(xué)體系全方位體現(xiàn)創(chuàng)新思維的培養(yǎng)

1.教師創(chuàng)新的觀念與行為是教學(xué)改革的基礎(chǔ)

要使學(xué)生在日常學(xué)習(xí)和生活中具有創(chuàng)新思維，首先要求教師將創(chuàng)新意識(shí)作為自己的行為習(xí)慣，以激發(fā)學(xué)生去創(chuàng)新，在實(shí)踐中鍛煉學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。

教師要轉(zhuǎn)變教學(xué)思想，緊跟科技的進(jìn)步，一邊傳授知識(shí)一邊將新的思維和方法滲透給學(xué)生。教師要有“讓學(xué)生會(huì)學(xué)、會(huì)用”的教學(xué)思想，積極鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)去獲取知識(shí)，并用知識(shí)去改變生活。以生動(dòng)的實(shí)例引領(lǐng)學(xué)生去探索，如餃子機(jī)、書本打包機(jī)、啤酒灌裝機(jī)的出現(xiàn)，就是知識(shí)在生活中的應(yīng)用。

教師要將知識(shí)灌輸?shù)慕虒W(xué)方式改為學(xué)生主動(dòng)探索式的學(xué)習(xí)方式，采用案例分析、項(xiàng)目設(shè)計(jì)等方法，努力創(chuàng)設(shè)有利于學(xué)生創(chuàng)新思維發(fā)展的教學(xué)氛圍。

2.明確各教學(xué)環(huán)節(jié)內(nèi)容和聯(lián)系

在整個(gè)教學(xué)體系中，理論知識(shí)的講授與動(dòng)手實(shí)踐相輔相成[1]，各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)都應(yīng)體現(xiàn)創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)的思想。進(jìn)一步規(guī)范理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、開放實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、科技活動(dòng)等環(huán)節(jié)的相互關(guān)系，明確本專業(yè)各環(huán)節(jié)的教學(xué)內(nèi)容以及如何進(jìn)行理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)實(shí)現(xiàn)。如圖1所示的多元素集成的教學(xué)體系，每門課程的理論學(xué)習(xí)和課程基本實(shí)驗(yàn)是學(xué)生知識(shí)體系的基礎(chǔ)。專業(yè)基礎(chǔ)課配套的課程設(shè)計(jì)、針對典型專業(yè)課設(shè)置的設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)是理論知識(shí)的進(jìn)一步運(yùn)用和鞏固。開放實(shí)驗(yàn)、項(xiàng)目（畢業(yè)）設(shè)計(jì)、學(xué)生科技活動(dòng)（學(xué)科競賽）是知識(shí)的綜合實(shí)踐。規(guī)劃好各個(gè)環(huán)節(jié)之間的層次關(guān)系，學(xué)生在模塊化學(xué)習(xí)和掌握知識(shí)的過程中，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，提升創(chuàng)新能力，達(dá)到靈活運(yùn)用知識(shí)解決工程實(shí)際問題的培養(yǎng)目標(biāo)。

圖1 多元素集成的教學(xué)體系的架構(gòu)

二、用專業(yè)課程模塊構(gòu)建面向工程的實(shí)踐環(huán)境

目前綜合性實(shí)驗(yàn)、開放性實(shí)驗(yàn)主要圍繞各個(gè)課程展開，學(xué)生在掌握本課程基礎(chǔ)上，利用所學(xué)知識(shí)，解決實(shí)際工程問題。但是課程知識(shí)之間還有銜接和綜合應(yīng)用的問題，學(xué)生應(yīng)進(jìn)一步在模塊化知識(shí)體系中培養(yǎng)創(chuàng)新思維，提升創(chuàng)新能力。原有課程體系中，各個(gè)課程相對獨(dú)立，課程實(shí)驗(yàn)也僅僅與本門課程的理論教學(xué)對應(yīng)。為提升教學(xué)效果，優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，要打破這種課程獨(dú)立性，明確課程之間的內(nèi)在聯(lián)系，建立培養(yǎng)目標(biāo)明確的課程群模塊。同時(shí)，要為課程群開設(shè)主題項(xiàng)目的綜合實(shí)踐。德國、美國的一些高校首先提出課程體系分模塊的構(gòu)建方式。以項(xiàng)目形式組織綜合實(shí)踐內(nèi)容，以主題形式組織教學(xué)內(nèi)容，涉及多個(gè)課程及實(shí)驗(yàn)，這就是課程模塊化思想。在課程體系的各個(gè)模塊單元中，每個(gè)單元都應(yīng)有自己的教學(xué)目標(biāo)，對所包含的課程還要設(shè)立子目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化。學(xué)生的知識(shí)體系經(jīng)模塊化梳理后，更有利于對原理、方法的領(lǐng)會(huì)及系統(tǒng)綜合應(yīng)用。

1.模塊一課程群——產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造基礎(chǔ)

機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造基礎(chǔ)3門課程的內(nèi)容具有前后遞進(jìn)關(guān)系，講述產(chǎn)品開發(fā)從功能原理分析、確定方案、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到制造工藝的機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)，將這3門課整合為產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造基礎(chǔ)專業(yè)模塊。注重課程之間內(nèi)容的關(guān)聯(lián)，同時(shí)明確前修課程——制圖、力學(xué)課程的課程內(nèi)容，為該模塊課程群的講授打好基礎(chǔ)。該課程群的特點(diǎn)是知識(shí)點(diǎn)豐富、專業(yè)性強(qiáng)、內(nèi)容各有側(cè)重并共同打造機(jī)械基礎(chǔ)平臺(tái)。因此，在原有課程建設(shè)基礎(chǔ)上，注重各課程知識(shí)點(diǎn)的銜接和綜合應(yīng)用，進(jìn)行課程內(nèi)容的整理和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，使學(xué)生完整、系統(tǒng)地掌握從事機(jī)械專業(yè)的基本理論。

對模塊中各課程的實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行改革，讓學(xué)生能夠綜合應(yīng)用設(shè)計(jì)制造基本知識(shí)解決工程問題。圖2所示為產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造基礎(chǔ)課程群的框架結(jié)構(gòu)。每門課程設(shè)置的實(shí)驗(yàn)也具有遞進(jìn)性，從認(rèn)知分析上升到最終的工程實(shí)踐，并從橫向?qū)?門課程的實(shí)踐串起來，完成一個(gè)具體工程產(chǎn)品的開發(fā)。以小型機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和關(guān)鍵部件制造貫穿該課程群的實(shí)踐環(huán)節(jié)：機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)機(jī)械的方案分析，用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖表達(dá)機(jī)械的工作原理，分析機(jī)械運(yùn)動(dòng)特性；機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對關(guān)鍵部件的強(qiáng)度/剛度分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，畫出裝配圖；在機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)中，挑選某些零件，編排工藝文件，實(shí)現(xiàn)加工和裝配。

圖2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造基礎(chǔ)課程群框架

2.模塊二課程群——建模仿真與性能分析

機(jī)械系統(tǒng)的建模仿真與性能分析課程群，包含計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、產(chǎn)品建模與仿真、有限元分析基礎(chǔ)和機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)等課程。該課程群的課程是面向機(jī)械類專業(yè)學(xué)生開設(shè)的設(shè)計(jì)類專業(yè)課，在后續(xù)的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)以及工程實(shí)踐中應(yīng)用廣泛。該課程群教學(xué)目標(biāo)是：學(xué)生在本科階段掌握ProE、ADAMS、ANSYS等大型工程軟件的應(yīng)用，具備使用這些軟件進(jìn)行工程問題的建模、仿真分析計(jì)算的能力。圖3所示為建模仿真與性能分析課程群的框架結(jié)構(gòu)。針對每門課程設(shè)立理論教學(xué)與上機(jī)實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)體系，各課程相繼建立了綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。并且，改變傳統(tǒng)教學(xué)中各門課程各自為政的現(xiàn)象，對各個(gè)課程的授課內(nèi)容重新整合規(guī)劃，在學(xué)生頭腦中形成從建模到分析計(jì)算，再從分析到優(yōu)化的機(jī)械設(shè)計(jì)的整體分析思路。同時(shí)，在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程中，建立典型案例和項(xiàng)目實(shí)踐貫穿本課程群中關(guān)于建模、有限元分析、優(yōu)化的知識(shí)要點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生能夠綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的方法和大型軟件進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的能力。該課程模塊還與研究生的計(jì)算機(jī)輔助工程課程構(gòu)成知識(shí)遞進(jìn)的課程模塊層次。

圖3 建模仿真與性能分析課程群框架

3.模塊三課程群——產(chǎn)品創(chuàng)新與系統(tǒng)化設(shè)計(jì)

如圖4所示，該課程群包含機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)以及綜合實(shí)踐課程，是專業(yè)知識(shí)的高層次應(yīng)用。將綜合課程設(shè)計(jì)及綜合實(shí)驗(yàn)周內(nèi)容融合在一起，開設(shè)綜合實(shí)踐項(xiàng)目，以支持學(xué)生對本課程群授課理論知識(shí)的理解與應(yīng)用。學(xué)生以設(shè)計(jì)小組形式參與本課程群的綜合實(shí)踐項(xiàng)目，在方案討論、分工設(shè)計(jì)制造過程中，領(lǐng)會(huì)從系統(tǒng)角度考慮產(chǎn)品設(shè)計(jì)問題，以及產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的內(nèi)涵。結(jié)合北京市機(jī)械創(chuàng)新大賽，從生活中發(fā)現(xiàn)問題，綜合應(yīng)用知識(shí)去解決問題，完成產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析、加工制造及運(yùn)動(dòng)控制。

圖4 產(chǎn)品創(chuàng)新與系統(tǒng)化設(shè)計(jì)課程群框架

三、開放式管理機(jī)制支撐面向工程實(shí)踐的教學(xué)體系

完善的實(shí)踐教學(xué)體系對培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力起著重要作用[2，3]。建立以項(xiàng)目為導(dǎo)向的多層次實(shí)驗(yàn)課程架構(gòu)（驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性/綜合性實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)），各種類型實(shí)驗(yàn)在不同課程群中比例不同，各個(gè)層次實(shí)驗(yàn)相輔相成，才能使學(xué)生牢固掌握整個(gè)知識(shí)體系。同時(shí)，以本專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)為引領(lǐng)，擴(kuò)展基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，提升設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，精心打造創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)以及工程實(shí)踐能力。建立導(dǎo)師指導(dǎo)下的課外科技創(chuàng)新設(shè)計(jì)小組， 圍繞機(jī)電一體化產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，在課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)精選創(chuàng)新設(shè)計(jì)題目，利用創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室、機(jī)電實(shí)習(xí)中心進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案的制作，解決生產(chǎn)實(shí)際中的一些問題，并進(jìn)一步參加各種層次的科技創(chuàng)新項(xiàng)目和比賽。

建立有利于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的寬松環(huán)境和高效機(jī)制，構(gòu)建開展創(chuàng)新活動(dòng)的完善管理體系，實(shí)現(xiàn)對過程和結(jié)果的有效管理。開放式管理學(xué)生的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題工作，將創(chuàng)新設(shè)計(jì)題目納入選題范圍，并在執(zhí)行過程中制定規(guī)范進(jìn)行約束管理。將部分專業(yè)實(shí)驗(yàn)室與學(xué)生實(shí)踐基地聯(lián)合，設(shè)置開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使學(xué)生能夠靈活地進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐。另外，學(xué)校、學(xué)院設(shè)置資助專項(xiàng)以及鼓勵(lì)政策，引導(dǎo)教師和學(xué)生從事工程實(shí)踐。

多元素集成的教學(xué)體系、面向工程的實(shí)踐環(huán)境、約束有序的管理機(jī)制，相得益彰。學(xué)生從理論學(xué)習(xí)到實(shí)踐活動(dòng)，都置身于先進(jìn)制造系統(tǒng)的應(yīng)用性、創(chuàng)新性的教學(xué)環(huán)境中。教師轉(zhuǎn)變思想，加強(qiáng)理論知識(shí)講授的有效性，在學(xué)生頭腦中始終建立創(chuàng)新的概念并使其成為行動(dòng)的指南。建立多元化教學(xué)體系，形成模塊化知識(shí)體系和全方位實(shí)踐體系，使學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)理論知識(shí)。拓展面向工程的實(shí)踐環(huán)境，構(gòu)建主題式實(shí)踐項(xiàng)目，用完整的產(chǎn)品開發(fā)過程培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力。行之有效的管理機(jī)制，約束有序并具有靈活的空間，有效保障了創(chuàng)新實(shí)踐的實(shí)施。

參考文獻(xiàn)：

[1] 朱文博，施小明，錢煒. 基于創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)的卓越工程師教育研究[J]. 創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)教育，2013，4（2）：32-35.

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[資助項(xiàng)目：2014年北京高等學(xué)校教育教學(xué)改革立項(xiàng)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：PXM2014_014224_000088_ 00133093_FCG）、校教改重點(diǎn)項(xiàng)目；北京市高等教育學(xué)會(huì)“十二五”高等教育科學(xué)研究規(guī)劃課題（項(xiàng)目編號(hào)：BG125YB037）]

[責(zé)任編輯：余大品]

圖3 建模仿真與性能分析課程群框架

3.模塊三課程群——產(chǎn)品創(chuàng)新與系統(tǒng)化設(shè)計(jì)

如圖4所示，該課程群包含機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)以及綜合實(shí)踐課程，是專業(yè)知識(shí)的高層次應(yīng)用。將綜合課程設(shè)計(jì)及綜合實(shí)驗(yàn)周內(nèi)容融合在一起，開設(shè)綜合實(shí)踐項(xiàng)目，以支持學(xué)生對本課程群授課理論知識(shí)的理解與應(yīng)用。學(xué)生以設(shè)計(jì)小組形式參與本課程群的綜合實(shí)踐項(xiàng)目，在方案討論、分工設(shè)計(jì)制造過程中，領(lǐng)會(huì)從系統(tǒng)角度考慮產(chǎn)品設(shè)計(jì)問題，以及產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的內(nèi)涵。結(jié)合北京市機(jī)械創(chuàng)新大賽，從生活中發(fā)現(xiàn)問題，綜合應(yīng)用知識(shí)去解決問題，完成產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析、加工制造及運(yùn)動(dòng)控制。

圖4 產(chǎn)品創(chuàng)新與系統(tǒng)化設(shè)計(jì)課程群框架

三、開放式管理機(jī)制支撐面向工程實(shí)踐的教學(xué)體系

完善的實(shí)踐教學(xué)體系對培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力起著重要作用[2，3]。建立以項(xiàng)目為導(dǎo)向的多層次實(shí)驗(yàn)課程架構(gòu)（驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性/綜合性實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)），各種類型實(shí)驗(yàn)在不同課程群中比例不同，各個(gè)層次實(shí)驗(yàn)相輔相成，才能使學(xué)生牢固掌握整個(gè)知識(shí)體系。同時(shí)，以本專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)為引領(lǐng)，擴(kuò)展基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，提升設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，精心打造創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)以及工程實(shí)踐能力。建立導(dǎo)師指導(dǎo)下的課外科技創(chuàng)新設(shè)計(jì)小組， 圍繞機(jī)電一體化產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，在課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)精選創(chuàng)新設(shè)計(jì)題目，利用創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室、機(jī)電實(shí)習(xí)中心進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案的制作，解決生產(chǎn)實(shí)際中的一些問題，并進(jìn)一步參加各種層次的科技創(chuàng)新項(xiàng)目和比賽。

建立有利于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的寬松環(huán)境和高效機(jī)制，構(gòu)建開展創(chuàng)新活動(dòng)的完善管理體系，實(shí)現(xiàn)對過程和結(jié)果的有效管理。開放式管理學(xué)生的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題工作，將創(chuàng)新設(shè)計(jì)題目納入選題范圍，并在執(zhí)行過程中制定規(guī)范進(jìn)行約束管理。將部分專業(yè)實(shí)驗(yàn)室與學(xué)生實(shí)踐基地聯(lián)合，設(shè)置開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使學(xué)生能夠靈活地進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐。另外，學(xué)校、學(xué)院設(shè)置資助專項(xiàng)以及鼓勵(lì)政策，引導(dǎo)教師和學(xué)生從事工程實(shí)踐。

多元素集成的教學(xué)體系、面向工程的實(shí)踐環(huán)境、約束有序的管理機(jī)制，相得益彰。學(xué)生從理論學(xué)習(xí)到實(shí)踐活動(dòng)，都置身于先進(jìn)制造系統(tǒng)的應(yīng)用性、創(chuàng)新性的教學(xué)環(huán)境中。教師轉(zhuǎn)變思想，加強(qiáng)理論知識(shí)講授的有效性，在學(xué)生頭腦中始終建立創(chuàng)新的概念并使其成為行動(dòng)的指南。建立多元化教學(xué)體系，形成模塊化知識(shí)體系和全方位實(shí)踐體系，使學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)理論知識(shí)。拓展面向工程的實(shí)踐環(huán)境，構(gòu)建主題式實(shí)踐項(xiàng)目，用完整的產(chǎn)品開發(fā)過程培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力。行之有效的管理機(jī)制，約束有序并具有靈活的空間，有效保障了創(chuàng)新實(shí)踐的實(shí)施。

參考文獻(xiàn)：

[1] 朱文博，施小明，錢煒. 基于創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)的卓越工程師教育研究[J]. 創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)教育，2013，4（2）：32-35.

[2] 包福存，張海軍. 創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系 培養(yǎng)大學(xué)生的實(shí)踐能力[J]. 太原大學(xué)教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，31（1）：23-25.

[3] 夏懷成，楊春婧，張婷婷等. 大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)全過程階段式實(shí)踐教學(xué)方法[J]. 教學(xué)研究，2013，36（4）：1-3.

[資助項(xiàng)目：2014年北京高等學(xué)校教育教學(xué)改革立項(xiàng)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：PXM2014_014224_000088_ 00133093_FCG）、校教改重點(diǎn)項(xiàng)目；北京市高等教育學(xué)會(huì)“十二五”高等教育科學(xué)研究規(guī)劃課題（項(xiàng)目編號(hào)：BG125YB037）]

[責(zé)任編輯：余大品]

圖3 建模仿真與性能分析課程群框架

3.模塊三課程群——產(chǎn)品創(chuàng)新與系統(tǒng)化設(shè)計(jì)

如圖4所示，該課程群包含機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)以及綜合實(shí)踐課程，是專業(yè)知識(shí)的高層次應(yīng)用。將綜合課程設(shè)計(jì)及綜合實(shí)驗(yàn)周內(nèi)容融合在一起，開設(shè)綜合實(shí)踐項(xiàng)目，以支持學(xué)生對本課程群授課理論知識(shí)的理解與應(yīng)用。學(xué)生以設(shè)計(jì)小組形式參與本課程群的綜合實(shí)踐項(xiàng)目，在方案討論、分工設(shè)計(jì)制造過程中，領(lǐng)會(huì)從系統(tǒng)角度考慮產(chǎn)品設(shè)計(jì)問題，以及產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的內(nèi)涵。結(jié)合北京市機(jī)械創(chuàng)新大賽，從生活中發(fā)現(xiàn)問題，綜合應(yīng)用知識(shí)去解決問題，完成產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析、加工制造及運(yùn)動(dòng)控制。

圖4 產(chǎn)品創(chuàng)新與系統(tǒng)化設(shè)計(jì)課程群框架

三、開放式管理機(jī)制支撐面向工程實(shí)踐的教學(xué)體系

完善的實(shí)踐教學(xué)體系對培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力起著重要作用[2，3]。建立以項(xiàng)目為導(dǎo)向的多層次實(shí)驗(yàn)課程架構(gòu)（驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性/綜合性實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)），各種類型實(shí)驗(yàn)在不同課程群中比例不同，各個(gè)層次實(shí)驗(yàn)相輔相成，才能使學(xué)生牢固掌握整個(gè)知識(shí)體系。同時(shí)，以本專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)為引領(lǐng)，擴(kuò)展基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，提升設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，精心打造創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)以及工程實(shí)踐能力。建立導(dǎo)師指導(dǎo)下的課外科技創(chuàng)新設(shè)計(jì)小組， 圍繞機(jī)電一體化產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，在課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)精選創(chuàng)新設(shè)計(jì)題目，利用創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室、機(jī)電實(shí)習(xí)中心進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案的制作，解決生產(chǎn)實(shí)際中的一些問題，并進(jìn)一步參加各種層次的科技創(chuàng)新項(xiàng)目和比賽。

建立有利于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的寬松環(huán)境和高效機(jī)制，構(gòu)建開展創(chuàng)新活動(dòng)的完善管理體系，實(shí)現(xiàn)對過程和結(jié)果的有效管理。開放式管理學(xué)生的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題工作，將創(chuàng)新設(shè)計(jì)題目納入選題范圍，并在執(zhí)行過程中制定規(guī)范進(jìn)行約束管理。將部分專業(yè)實(shí)驗(yàn)室與學(xué)生實(shí)踐基地聯(lián)合，設(shè)置開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使學(xué)生能夠靈活地進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐。另外，學(xué)校、學(xué)院設(shè)置資助專項(xiàng)以及鼓勵(lì)政策，引導(dǎo)教師和學(xué)生從事工程實(shí)踐。

多元素集成的教學(xué)體系、面向工程的實(shí)踐環(huán)境、約束有序的管理機(jī)制，相得益彰。學(xué)生從理論學(xué)習(xí)到實(shí)踐活動(dòng)，都置身于先進(jìn)制造系統(tǒng)的應(yīng)用性、創(chuàng)新性的教學(xué)環(huán)境中。教師轉(zhuǎn)變思想，加強(qiáng)理論知識(shí)講授的有效性，在學(xué)生頭腦中始終建立創(chuàng)新的概念并使其成為行動(dòng)的指南。建立多元化教學(xué)體系，形成模塊化知識(shí)體系和全方位實(shí)踐體系，使學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)理論知識(shí)。拓展面向工程的實(shí)踐環(huán)境，構(gòu)建主題式實(shí)踐項(xiàng)目，用完整的產(chǎn)品開發(fā)過程培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力。行之有效的管理機(jī)制，約束有序并具有靈活的空間，有效保障了創(chuàng)新實(shí)踐的實(shí)施。

參考文獻(xiàn)：

[1] 朱文博，施小明，錢煒. 基于創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)的卓越工程師教育研究[J]. 創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)教育，2013，4（2）：32-35.

[2] 包福存，張海軍. 創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系 培養(yǎng)大學(xué)生的實(shí)踐能力[J]. 太原大學(xué)教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，31（1）：23-25.

[3] 夏懷成，楊春婧，張婷婷等. 大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)全過程階段式實(shí)踐教學(xué)方法[J]. 教學(xué)研究，2013，36（4）：1-3.

[資助項(xiàng)目：2014年北京高等學(xué)校教育教學(xué)改革立項(xiàng)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：PXM2014_014224_000088_ 00133093_FCG）、校教改重點(diǎn)項(xiàng)目；北京市高等教育學(xué)會(huì)“十二五”高等教育科學(xué)研究規(guī)劃課題（項(xiàng)目編號(hào)：BG125YB037）]

[責(zé)任編輯：余大品]