基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的實(shí)踐教學(xué)改革探索與研究

盧孔寶

(浙江水利水電學(xué)院 機(jī)械與汽車工程學(xué)院，浙江 杭州 310018)

培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐動(dòng)手能力是推動(dòng)高等教育綜合改革的重要途徑，對(duì)促進(jìn)高校畢業(yè)生高質(zhì)量就業(yè)、創(chuàng)業(yè)具有十分深遠(yuǎn)的意義[1-2]。隨著高校實(shí)驗(yàn)室的擴(kuò)建、改造等，其規(guī)模越來越大，實(shí)驗(yàn)設(shè)備也越來越先進(jìn)，借助實(shí)驗(yàn)室配套的先進(jìn)設(shè)備為教學(xué)改革提供必要的硬件保障。浙江水利水電學(xué)院以建設(shè)示范性應(yīng)用型本科院校為目標(biāo)，培養(yǎng)具有“上手快，后勁足”的一線工程師為宗旨，尤其注重學(xué)生軟能力的培養(yǎng)。結(jié)合學(xué)校辦學(xué)特色，提出“實(shí)驗(yàn)室掛鉤學(xué)生社團(tuán)，學(xué)科競(jìng)賽進(jìn)實(shí)驗(yàn)室”的實(shí)驗(yàn)室管理思路，秉承“企業(yè)工程師走進(jìn)來，學(xué)生進(jìn)企業(yè)”的實(shí)踐教學(xué)理念，結(jié)合不同年級(jí)的實(shí)際情況開設(shè)“雙休日工程”、“機(jī)械創(chuàng)客空間”訓(xùn)練小組、“機(jī)械創(chuàng)新班”等教學(xué)活動(dòng)，通過教學(xué)改革鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，提高學(xué)生自主創(chuàng)新、實(shí)踐創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識(shí)等[3]。

1 培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力亟待解決的問題

1.1 精密設(shè)備閑置，學(xué)生需求難滿足

目前機(jī)械學(xué)院實(shí)驗(yàn)室擁有一批精密的三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x、3D掃描打印機(jī)、精密電火花成型機(jī)、數(shù)控加工中心等設(shè)備，這些精密設(shè)備主要為教師科研提供數(shù)據(jù)或?yàn)榭蒲许?xiàng)目加工制造樣機(jī)，由于科研量占比小，設(shè)備長(zhǎng)時(shí)期處于閑置狀態(tài)[4]。一方面需要專職人員花大量精力對(duì)設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)，維護(hù)；另一方面學(xué)生迫切希望接觸精密設(shè)備拓寬視野，施展學(xué)科特色技能。由于學(xué)生很難接觸到先進(jìn)設(shè)備，一定程度上降低了學(xué)生創(chuàng)新作品的品質(zhì)，制約了學(xué)生創(chuàng)新激情。學(xué)生很難接觸到先進(jìn)設(shè)備與設(shè)備被閑置的矛盾關(guān)系的存在，針對(duì)這一現(xiàn)象亟需尋求合理途徑改善現(xiàn)狀。

1.2 學(xué)生社團(tuán)缺乏平臺(tái)，學(xué)科競(jìng)賽瓶頸難突破

學(xué)院目前已經(jīng)打造出一批五星精品級(jí)社團(tuán)，鼓勵(lì)學(xué)生“走出寢室，走下電腦”融入學(xué)生科技社團(tuán)，參與學(xué)科競(jìng)賽，施展自己的才華。但社團(tuán)缺乏專職教師的輔導(dǎo)、缺少實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)的支撐，很多科技活動(dòng)只能局限于PPT展示、三維模擬建模演示等，使學(xué)生的核心能力無法完整體現(xiàn)，學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)得不到提升。由于缺乏機(jī)械加工設(shè)備資源，學(xué)生所設(shè)計(jì)的創(chuàng)新作品只能依靠手工制作，不僅作品美觀性較差，而且造成零件加工精度較差、裝配互換性不佳、加工效率低等因素，學(xué)科競(jìng)賽成績(jī)一直難以突破，為了學(xué)科競(jìng)賽的瓶頸[5]。創(chuàng)新作品缺失了樣機(jī)制造、調(diào)試等環(huán)節(jié)，其意義也隨之減弱。

1.3 創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)閉門造成，需尋求項(xiàng)目載體開拓思路

目前實(shí)踐教學(xué)的師資隊(duì)伍主要由兩部分組成：一部分實(shí)踐指導(dǎo)教師由原校辦工廠轉(zhuǎn)型的技術(shù)工人來擔(dān)任，資歷老且不愿意改革創(chuàng)新；另一批實(shí)踐指導(dǎo)教師是從校園走向校園，從學(xué)生轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)踐指導(dǎo)教師，因資歷較淺又缺乏實(shí)踐鍛煉[6-7]。部分實(shí)踐教學(xué)任務(wù)幾年甚至十幾年均采用同一項(xiàng)目進(jìn)行教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)中所學(xué)知識(shí)及專業(yè)技能跟不上技術(shù)發(fā)展，甚至與企業(yè)生產(chǎn)所需嚴(yán)重脫節(jié)。

介于上述現(xiàn)象的存在，制約了學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，為打開局面，勢(shì)必將對(duì)現(xiàn)有的、固化的教學(xué)模式進(jìn)行改革，同時(shí)為學(xué)生創(chuàng)新能力提升提供必要的場(chǎng)地及平臺(tái)。

2 勇于實(shí)踐創(chuàng)新，探索改革之路

2.1 構(gòu)建多層次創(chuàng)新架構(gòu)，搭建創(chuàng)新訓(xùn)練平臺(tái)

學(xué)院擁有多個(gè)中央、省財(cái)政提高地方辦學(xué)水平專項(xiàng)資助實(shí)驗(yàn)室，現(xiàn)有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心、線切割、電火花成型機(jī)、三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x、3D掃描打印機(jī)、精密電火花成型機(jī)、精密電火花線切割機(jī)、機(jī)電一體化調(diào)試裝置、PLC仿真系統(tǒng)等設(shè)備，通過成立“機(jī)械創(chuàng)客空間”訓(xùn)練小組、“機(jī)創(chuàng)精英”班等形式開展以科技創(chuàng)新作品為載體的創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，選拔具有工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)秀教師擔(dān)任導(dǎo)師，學(xué)生采取自愿報(bào)名、學(xué)院審核、指導(dǎo)教師挑選等流程選出。以深化“學(xué)生職業(yè)能力提升工程”，完善學(xué)生參與科研創(chuàng)新訓(xùn)練機(jī)制等為目標(biāo)[8]，編制培養(yǎng)計(jì)劃。實(shí)行1+n的教學(xué)模式，即大一以專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)與實(shí)踐為主；后階段的學(xué)習(xí)以學(xué)生特長(zhǎng)、興趣愛好為導(dǎo)向，通過科技項(xiàng)目形式，結(jié)合學(xué)科競(jìng)賽開展實(shí)踐創(chuàng)新活動(dòng)。實(shí)施開放實(shí)驗(yàn)室實(shí)施以科技創(chuàng)新作品為載體創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)為主線的教學(xué)改革探索，增加了設(shè)備使用率，為學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練提供了良好的氛圍和場(chǎng)地。以科技創(chuàng)新作品為載體多層次構(gòu)架如圖1所示。

2.2 社團(tuán)入駐實(shí)驗(yàn)室，學(xué)科競(jìng)賽融入創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)

將學(xué)生科技社團(tuán)入駐到對(duì)口的實(shí)驗(yàn)室中融入實(shí)驗(yàn)室，以實(shí)驗(yàn)室為依托深入開展活動(dòng)，提升社團(tuán)品牌效應(yīng)。社團(tuán)活動(dòng)的開展與實(shí)驗(yàn)室績(jī)效、專職管理人員年度考核掛鉤的舉措，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生社團(tuán)積極性，提高專職教師的責(zé)任心。學(xué)生科技社團(tuán)有力場(chǎng)地、設(shè)備的支撐，科技活動(dòng)品質(zhì)得到明顯提升，從而形成良性循環(huán)。目前先進(jìn)制造實(shí)驗(yàn)室、機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)室、機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、CAD/CAM實(shí)驗(yàn)室等多個(gè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)接機(jī)械創(chuàng)新社團(tuán)、航模協(xié)會(huì)、智能機(jī)器人社團(tuán)等，主要承接機(jī)械設(shè)計(jì)競(jìng)賽、智能機(jī)器人競(jìng)賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃、新苗人才計(jì)劃等學(xué)科競(jìng)賽的實(shí)施任務(wù)。堅(jiān)持以科技創(chuàng)新作品為載體，開展學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的訓(xùn)練。提倡鼓勵(lì)學(xué)生將學(xué)科競(jìng)賽融入實(shí)驗(yàn)室，通過以科技創(chuàng)新作品為載體的創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)中掌握的技能實(shí)施作品的加工制造、裝配等，提高學(xué)科競(jìng)賽作品制造品質(zhì)。[9]

2.3 建立校內(nèi)外實(shí)踐基地，成立企業(yè)學(xué)院

學(xué)院憑借處于杭州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的有利地理位置，積極開展建立校外實(shí)習(xí)基地，使學(xué)生以科技創(chuàng)新作品為載體開展創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)提供更廣闊的平臺(tái)，搭建企業(yè)技術(shù)人員、學(xué)校導(dǎo)師、實(shí)習(xí)學(xué)生三者協(xié)作的平臺(tái)，解決學(xué)校實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目陳舊的短板的問題[10]。建立深度開發(fā)的校企合作基地，成立企業(yè)學(xué)院，結(jié)合企業(yè)新品研發(fā)、設(shè)備調(diào)試等開設(shè)創(chuàng)新實(shí)踐課程，為學(xué)生提供了更大的舞臺(tái)空間，給學(xué)生提供技術(shù)性實(shí)習(xí)崗位，使學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸先進(jìn)設(shè)備，培養(yǎng)學(xué)生有能力完成先進(jìn)設(shè)備操作，拓展學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)。

圖1 以科技創(chuàng)新作品為載體多層次實(shí)施構(gòu)架圖

2.4 開設(shè)實(shí)踐創(chuàng)新課程設(shè)計(jì)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成科技創(chuàng)新作品

為培養(yǎng)全員創(chuàng)新實(shí)踐能力，以科技創(chuàng)新作品為載體，團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試，開設(shè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制作課程。為保證課程設(shè)計(jì)得到良好效果，每組由不同特長(zhǎng)與技能的同學(xué)團(tuán)隊(duì)組成，挑選創(chuàng)新實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)豐富的老師擔(dān)任指導(dǎo)，選拔創(chuàng)新實(shí)踐能力強(qiáng)、參加過“機(jī)械創(chuàng)客空間”訓(xùn)練、“機(jī)械創(chuàng)新”班、學(xué)科競(jìng)賽的學(xué)生為組長(zhǎng)。選題方向從歷年大學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)競(jìng)賽、工程能力競(jìng)賽、挑戰(zhàn)杯競(jìng)賽等學(xué)科競(jìng)賽主題挑選，或由學(xué)生和指導(dǎo)教師協(xié)商選題，以學(xué)生團(tuán)體協(xié)作為主，教師輔導(dǎo)為輔開展課程設(shè)計(jì)。通過選題、零件選購(gòu)、部件加工裝配、作品調(diào)試、作品PPT匯報(bào)等環(huán)節(jié)進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，邀請(qǐng)學(xué)校教師、企業(yè)工程師等對(duì)作品進(jìn)行點(diǎn)評(píng)總結(jié)。創(chuàng)新教學(xué)切實(shí)圍繞以科技創(chuàng)新作品為載體，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)，提升學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力[11]。

3 教學(xué)改革實(shí)施成效

基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的實(shí)踐教學(xué)改革探索，通過開放性實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、科技社團(tuán)入駐實(shí)驗(yàn)室、學(xué)科競(jìng)賽融入實(shí)驗(yàn)室、建立校內(nèi)外實(shí)踐基地,成立企業(yè)學(xué)院、開設(shè)實(shí)踐創(chuàng)新課程設(shè)計(jì)等改革，其成效也得到了社會(huì)的肯定，近三年來以該教學(xué)改革項(xiàng)目為載體獲浙江省高等教育學(xué)會(huì)高校實(shí)驗(yàn)室研究成果二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，獲浙江省高校實(shí)驗(yàn)室先進(jìn)集體1項(xiàng)，榮獲浙江省高校實(shí)驗(yàn)室工作研究先進(jìn)個(gè)人2人次。

通過創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的實(shí)踐教學(xué)改革探索，提升了學(xué)生核心職業(yè)能力、實(shí)踐動(dòng)手能力和企業(yè)適應(yīng)能力。近三年學(xué)科競(jìng)賽成績(jī)優(yōu)異，以機(jī)械一類學(xué)科競(jìng)賽為例，獲國(guó)家級(jí)學(xué)科技能競(jìng)賽3項(xiàng)，省學(xué)科競(jìng)賽一等獎(jiǎng)5項(xiàng)，二三等獎(jiǎng)10余項(xiàng)，獲批國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃5項(xiàng)，獲批浙江省新苗人才計(jì)劃創(chuàng)新項(xiàng)目8項(xiàng)，師生協(xié)作獲批專利20余項(xiàng)。

4 結(jié)束語

針對(duì)高校創(chuàng)新人才培養(yǎng)存在的普遍問題提出了創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的實(shí)踐教學(xué)改革模式，以建設(shè)開放性實(shí)驗(yàn)室、學(xué)生社團(tuán)入駐實(shí)驗(yàn)室、學(xué)科競(jìng)賽融入實(shí)驗(yàn)室、建立深度的校企合作實(shí)踐基地、開設(shè)實(shí)踐創(chuàng)新課程設(shè)計(jì)等舉措實(shí)施教學(xué)改革。實(shí)踐證明該項(xiàng)教學(xué)改革提升了學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力、表達(dá)溝通能力，增強(qiáng)了學(xué)生的工程實(shí)踐能力和動(dòng)手能力，培養(yǎng)了學(xué)生工程意識(shí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)、創(chuàng)新保護(hù)意識(shí)。以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的實(shí)踐教學(xué)改革探索對(duì)同類院校的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)改革具有一定借鑒意義。