依托機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力

劉財(cái)勇　張榮沂　齊建家　段成燕　王靜

摘 要：近年來，大學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)引發(fā)社會(huì)各界越來越多的關(guān)注。圍繞機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與管理，以創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室為平臺開展大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，提高學(xué)生參與創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的積極性，加強(qiáng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生專業(yè)發(fā)展能力的提高，取得了良好的成效。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新意識；創(chuàng)新能力；機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室；建設(shè)與管理

中圖分類號：G640 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1002-2589（2016）07-0226-03

目前，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整不斷深入，只有不斷創(chuàng)新才能推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷向前發(fā)展。為了適應(yīng)這一變革，擔(dān)負(fù)人才培養(yǎng)重要使命的高校，也在不斷調(diào)整人才培養(yǎng)目標(biāo)，將培養(yǎng)創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和實(shí)踐動(dòng)手能力融入教育教學(xué)的全過程。近年來，許多高校對創(chuàng)新人才的培養(yǎng)進(jìn)行了有益探索，從多方面、多平臺、多途徑等角度探討大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，既使學(xué)生普遍受益，又根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)針對性培養(yǎng)，取得了很好的效果[1-3]。本文著重探討黑龍江工程學(xué)院近年來圍繞機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，培養(yǎng)機(jī)械類專業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和實(shí)踐動(dòng)手能力的舉措，以及取得的一些成績，借以拋磚引玉。

一、以創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室為平臺，開展大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)

開展大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)，需要有良好的創(chuàng)新活動(dòng)基地，以及配套必要的儀器設(shè)備等硬件條件。2010年，機(jī)電工程學(xué)院在學(xué)校的支持下建立“機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室”，為開展大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)創(chuàng)造了這樣的條件。學(xué)校在教學(xué)、科研用房十分緊張的情況下，整合校內(nèi)資源，在教學(xué)實(shí)驗(yàn)樓劃撥出兩間專用實(shí)驗(yàn)室，約140m2作為機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。學(xué)校還積極籌措資金，充分利用好中央財(cái)政資金和校內(nèi)辦學(xué)經(jīng)費(fèi)，在原有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心、激光切割機(jī)、線切割機(jī)等機(jī)械類加工設(shè)備的基礎(chǔ)上又先后投入二百余萬元購買慧魚套件、未來伙伴創(chuàng)新套件、三自由度運(yùn)動(dòng)平臺等可擴(kuò)展式實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，同時(shí)，積極調(diào)動(dòng)教師積極性，自制3D打印機(jī)、雕刻機(jī)、木隼機(jī)等小型加工設(shè)備。新建的機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室由兩部分組成：創(chuàng)新設(shè)計(jì)坊和創(chuàng)新制作坊，如表1所示。

1.創(chuàng)新設(shè)計(jì)坊

創(chuàng)新設(shè)計(jì)坊是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)意和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的主要場所，設(shè)計(jì)坊提供慧魚套件、未來伙伴創(chuàng)新套件、三自由度運(yùn)動(dòng)平臺等可擴(kuò)展儀器設(shè)備平臺，以及臺式計(jì)算機(jī)、機(jī)加和電訊工具包等基本工具。在這里，學(xué)生們可以通過以下兩種方式把課堂上學(xué)到的先進(jìn)設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方法，在自己努力或者團(tuán)隊(duì)伙伴們的共同參與下，運(yùn)用到具體的設(shè)計(jì)和工作之中，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)從理性到感性的新認(rèn)識。一是在計(jì)算機(jī)上運(yùn)用機(jī)電類設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)字模型的設(shè)計(jì)和仿真，并以二維或三維圖形的方式顯示；二是根據(jù)創(chuàng)意和創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案，運(yùn)用慧魚套件、未來伙伴創(chuàng)新套件等工具搭建仿真模型，使創(chuàng)意和創(chuàng)新設(shè)計(jì)具體化。

2.創(chuàng)新制作坊

創(chuàng)新制作坊是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的主要場所，制作坊為學(xué)生提供數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心、激光切割機(jī)、線切割機(jī)、3D打印機(jī)、雕刻機(jī)、木隼機(jī)等加工設(shè)備，以及機(jī)加和電訊工具包等基本工具。在這里，學(xué)生們在教師的指導(dǎo)下學(xué)習(xí)各種機(jī)械加工設(shè)備使用、維護(hù)和保養(yǎng)技能，學(xué)習(xí)布線、焊接等電子技術(shù)，通過個(gè)人實(shí)踐最終把創(chuàng)意和創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案以成品樣機(jī)的形式展現(xiàn)出來。

二、以團(tuán)隊(duì)和項(xiàng)目為載體，開展大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)

創(chuàng)新活動(dòng)是培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新意識、提升大學(xué)生創(chuàng)新能力的有效手段，而實(shí)驗(yàn)室是高等學(xué)校實(shí)施素質(zhì)教育、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐動(dòng)手能力的重要基地。在機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室中，主要采取團(tuán)隊(duì)運(yùn)行式和項(xiàng)目運(yùn)行式兩種方式開展大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)，兩者區(qū)別如表2所示。

1.團(tuán)隊(duì)運(yùn)行式

許多高校都采取大學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（或者大學(xué)生科技類社團(tuán)）的組織形式開展學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)，這種方式稱為團(tuán)隊(duì)運(yùn)行式。采取團(tuán)隊(duì)運(yùn)行式開展大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)有利于為學(xué)生的科技創(chuàng)新活動(dòng)吸引資金、場地等各類資源，有利于團(tuán)隊(duì)經(jīng)驗(yàn)傳承、凝聚團(tuán)隊(duì)合力，有利于擴(kuò)大團(tuán)隊(duì)規(guī)模和影響力。團(tuán)隊(duì)運(yùn)行式主要在較為成熟、具有較大影響和廣泛參與面的大學(xué)生競賽活動(dòng)和專題活動(dòng)中采用，如機(jī)器人比賽、飛思卡爾智能車比賽等。我校機(jī)械工程學(xué)院“工程學(xué)人”是面向機(jī)械類專業(yè)全日制學(xué)生的科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，一般情況下，團(tuán)隊(duì)成員有50人左右，主要來自于大一、大二和大三年級的學(xué)生，以機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室為基地，開展機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)器人比賽活動(dòng)。團(tuán)隊(duì)有指導(dǎo)教師3人，經(jīng)常開展相關(guān)培訓(xùn)和實(shí)踐活動(dòng)。而在參與比賽前，會(huì)根據(jù)比賽規(guī)則進(jìn)行先期選拔，組成隊(duì)伍代表學(xué)校參加比賽。

2.項(xiàng)目運(yùn)行式

與團(tuán)隊(duì)運(yùn)行式相比，項(xiàng)目運(yùn)行式則內(nèi)容廣泛，管理分散，有嚴(yán)格的時(shí)間上的進(jìn)度要求，學(xué)生一般都在教師的指導(dǎo)下采用小型結(jié)隊(duì)的方式開展項(xiàng)目研究[4]。項(xiàng)目運(yùn)行式能夠讓學(xué)生了解、熟悉科研工作全過程，鍛煉學(xué)生的科研創(chuàng)新能力和意志品質(zhì)。其在時(shí)間、空間把握上更加靈活，往往是根據(jù)相關(guān)的項(xiàng)目來安排，按照項(xiàng)目開展計(jì)劃來組織實(shí)施。我校采用項(xiàng)目運(yùn)行式開展大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)主要包括畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)做項(xiàng)目、教師科研子項(xiàng)目、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目和大學(xué)生科技競賽等。畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)做要求學(xué)生真題真做，從畢業(yè)設(shè)計(jì)題目構(gòu)思、方案設(shè)計(jì)，直至制作樣機(jī)到功能實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)一定的功能，同時(shí)還完成開題答辯、論文撰寫、論文答辯等過程訓(xùn)練；教師科研項(xiàng)目由教師從科研項(xiàng)目中劃分出小的適合學(xué)生能力的子項(xiàng)目，由學(xué)生或者學(xué)生團(tuán)隊(duì)在教師指導(dǎo)下開展科研訓(xùn)練；大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目包括校級、省級和國家級三級創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，學(xué)校采取“興趣驅(qū)動(dòng)、重在過程”的原則，對通過立項(xiàng)的項(xiàng)目提供專項(xiàng)研究經(jīng)費(fèi)，資助學(xué)生在教師指導(dǎo)下完成項(xiàng)目的研究過程；大學(xué)生科技競賽主要是各類學(xué)科競賽，學(xué)校通過校內(nèi)選拔，資助優(yōu)秀的隊(duì)伍代表學(xué)校與校外其他隊(duì)伍真刀真槍地競技，培養(yǎng)創(chuàng)新能力的同時(shí)錘煉不怕辛苦、勇于爭先的意志品質(zhì)。

三、以管理和激勵(lì)為手段，開展大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)

機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室不同于一般的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，其既要考慮普遍性，又要體現(xiàn)特殊性。所以，在與專業(yè)教學(xué)相結(jié)合、保障專業(yè)教育順利進(jìn)行，使學(xué)生普遍受益的同時(shí)，又要做好實(shí)驗(yàn)室開放工作，為部分學(xué)有余力、善于思考、勤于動(dòng)手的同學(xué)有針對性地提供鍛煉機(jī)會(huì)，使其在更廣闊的舞臺上得到歷練和成長，促進(jìn)創(chuàng)新能力和實(shí)踐動(dòng)手能力的提高[5]。因此，如何管理好機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，使其在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中發(fā)揮出更大的作用，尤為重要。

首先，本著“以生為本”的原則，根據(jù)我?！秾?shí)驗(yàn)室開放管理暫行規(guī)定》要求，機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室向?qū)W生免費(fèi)開放，學(xué)生根據(jù)興趣自主選擇項(xiàng)目，或者結(jié)合教師的科研項(xiàng)目開發(fā)子項(xiàng)目，與實(shí)驗(yàn)室管理教師預(yù)約，并按時(shí)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室利用實(shí)驗(yàn)室資源，自行設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)，開展項(xiàng)目研究工作[6-7]。其次，對機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室中開展的創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)實(shí)行“導(dǎo)師制”管理，實(shí)驗(yàn)室的日常管理安排專門的實(shí)驗(yàn)教師，實(shí)驗(yàn)室對學(xué)生開放時(shí)由實(shí)驗(yàn)教師和指導(dǎo)教師共同負(fù)責(zé)。第三，為促進(jìn)學(xué)生參加創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的積極性，學(xué)校設(shè)立大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)鼓勵(lì)學(xué)生自主立項(xiàng)，并出臺了《大學(xué)生科技競賽管理辦法（試行）》《課程認(rèn)定及學(xué)分轉(zhuǎn)換管理辦法（暫行）》《綜合教育學(xué)分管理辦法》等管理辦法，對參加大學(xué)生科技競賽項(xiàng)目、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目等創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，并達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)生予以相關(guān)課程認(rèn)定、成績認(rèn)定和學(xué)分認(rèn)定，鼓勵(lì)、引導(dǎo)學(xué)生積極參加各類創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，推動(dòng)第二課堂中的創(chuàng)新教育深入開展，目前已有近十名競賽獲獎(jiǎng)的學(xué)生辦理了課程加分手續(xù)。

四、結(jié)語

經(jīng)過幾年依托機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的實(shí)踐活動(dòng)，機(jī)械類專業(yè)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)取得了較好的成效。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)間不斷增加，調(diào)動(dòng)了學(xué)生參與創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的積極性，學(xué)生創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力和實(shí)踐動(dòng)手能力不斷提升，進(jìn)而促進(jìn)了學(xué)生專業(yè)發(fā)展能力的提高。2012年至2015年，我校機(jī)械工程學(xué)院共立項(xiàng)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目65項(xiàng)，其中國家級項(xiàng)目16項(xiàng)，省級項(xiàng)目10項(xiàng)。學(xué)生參與全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、全國“TRIZ”杯大學(xué)生創(chuàng)新方法大賽、全國機(jī)器人錦標(biāo)賽等科技競賽共獲得國家級獎(jiǎng)項(xiàng)18項(xiàng)，省級獎(jiǎng)項(xiàng)24項(xiàng)。除此之外，近年來畢業(yè)設(shè)計(jì)中的實(shí)做項(xiàng)目全部在機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室完成，部分優(yōu)秀作品如3D打印機(jī)、雕刻機(jī)、多旋翼飛行器，已應(yīng)用在本專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)中，并在《黑龍江日報(bào)》《生活報(bào)》等媒體上廣泛報(bào)道，產(chǎn)生了廣泛的社會(huì)效應(yīng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李國鋒， 張世英， 李彬. 論基于學(xué)科競賽的大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理， 2013（3）.

[2]鄧湘，唐宇.從指導(dǎo)大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目談創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].中國電力教育，2013（10）.

[3]鄒廣平，夏興有.試論大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式[J].黑龍江高教研究，2010（3）.

[4]王泰鵬.大學(xué)生課外科技創(chuàng)新活動(dòng)指南（機(jī)械、近機(jī)械類專業(yè)）[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2012.

[5]任佳，王杰，梁勇.多途徑加強(qiáng)大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)初探[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索， 2014（2）.

[6]劉景艷，張偉，李玉東.基于開放實(shí)驗(yàn)室的大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2015（6）.

[7]李舜酩，王亞彤. 抓好創(chuàng)新基地建設(shè) 促進(jìn)大學(xué)生創(chuàng)新能力提高[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2010（12）.