创新教育在机械工程实践教学中的应用

　　【论文摘要】海军工程大学针对当前高等院校机械工程专业创新人才培养工作的发展瓶颈，以全面提高学生的创新实践能力为主题，对机械工程实践教学中，如教学内容、教学手段及师资培养等环节进行了改革探索。该校通过设立实践性、综合性和开放性的创新型实验，构建层次化、辐射状、开放性综合机械实验教学体系和建设创新型实验指导教师队伍等措施，形成了结构合理、理论教学与实验教学相结合、教学与科研相结合、教学水平和科研水平都很高的师资队伍，自主学习的实验教学新体系和创新开放的教学模式。创新式教学改革与建设为综合大学培养应用型、创新型人才提供了成功经验。

　　【论文关键词】创新教育；机械工程；实践教学　  

　　引言

　　创新是人类社会发展的强大推动力，自19世纪工业革命以来，创新推动着机械工业不断的发展。机械工业的进步促进了机械工程学科的创新与发展，同时对机械工程教育提出严峻的挑战。实践是创新之源,工程实践是创新的基础，没有工程实践的能力就谈不上创新能力。因此，探索创新式教学改革的新思路、新方法，满足在机械设计创新理论、创新教育方面的急需，提高学生的创新思想和能力，已经对目前机械工程教学体系改革提出了更高的要求。

　　机械工程专业创新人才培养的发展瓶颈

　　机械学科是一门理论和实践相结合的学科，但是长期以来，机械类本科生实验教学体系缺乏创造性，限制了学生创新能力的发展，有相当比例的学生缺乏创新意识和创新能力，不能满足社会对人才的需要，不足之处主要有以下几个方面。

　　教学内容缺乏创新

　　在教学内容上,传统的人才培养往往重理论、轻实践，因此传统的机械专业基础实验课程与其他课程的实验课程一样，只是理论教学的辅助手段，主要是‘‘验证性、演示性”实验“设计性、创新性”的实验几乎没有。实验的目标仅停留在对所学理论知识进行验证,并加深理解的基础上。这种验证性的实验没有充分发挥学生的主体作用，学生完全是按照既定的实验步骤按部就班的完成实验，学生的思维没有充分发散出去，限制了创造性的发挥，实验课程的教学目标自然也就难以实现2。

　　教学方法单一

　　在教学方法上，教师往往只注重介绍实验仪器的使用和正确地得出实验数据，让学生根据实验指导书要求，按既定方法,既定仪器条件，完成实验的全过程，而没有引导学生去积极主动的思考为什么这样做，整个课程实验做下来，学生只是熟悉了几种实验仪器的使用，对实验课程没有一个系统和完整的认识。

　　实验条件受到限制

　　在教学条件上，实验教学场地有限,实验设备台数少，有些设备比较陈旧，除影响实践教学的效果外，对学生的安全也无保障。这样的教学条件严重制约了实验教学的进行,不利于学生动手能力的培养，更不利于创新精神的发扬H。

　　另外,传统实验教学对学生的评价依据是实验报告,缺乏对学生综合知识、创新能力、动手能力以及非智力因素（主动性、钻研精神等）的考察，严重影响了良好创新教育氛围的形成。

　　培养创新人才，更新教育观念是核心

　　近年来，实验教学模式的改革已初有成效,尤其是实验教学在人才培养过程中对学生的创新精神、获取知识的能力和实践能力形成方面所具有的特殊地位和作用，已形成共识。但在当前的教育中，适合创新教育的新思想、新观念还未完全树立，适宜创新教育的环境和氛围还未形成;实践性教学环节从重视程度到实施方式与内容上还大有可为。

　　树立教育质量观

　　在知识、能力和素质的关系上，不能像过去那样单纯地追求知识的传授和学生的知识学习质量，而是要同时重视培养学生的综合能力，特别是开拓创新能力的培养,及学生身心健康的和谐发展，让学生的知识积累、创新能力、健全的人格、鲜明的个性及团队合作精神等多方面素质都能得到培养和发展。

　　树立自主教育观

　　改革传统的“以教师为中心”的教学模式，建立‘‘以学生为主体”的教学模式，采用启发式、讨论式、互动式教学方法，将学生被动接受知识的过程转变为主动学习知识的过程,培养学生的自学能力，使教学产生互动效果，变被动教育为自主教育。

　　树立个性发展教育观

　　重视学生个体的差异性，鼓励有个性学生的发展，培养他们的特长，发挥他们的创造力和潜能。对于机械基础课程的教学工作，也必须以这些新的教育观念为先导，应用于教学实践中，才能达到提高教学质量的目的，培养出顺应时代的创新型人才。

　　应用创新教育改革机械工程实践教学体系

　　建立适合“创新人才培养”的机械工程课程体系和实践教学内容目前大多数课程体系仍把机械专业基础实验课置于理论课的从属地位，实验学时短，没有单独的学分,内容滞后、形式单一，且大部分为演示性、验证性的实验，实验指导书上把操作步骤写得极其具体，以指导教师讲解、演示为主，学生动手机会少、没有创新思维的发挥空间69。如此导致教师和学生都觉得枯燥，两方面的积极性都难以调动起来。这种课程教学体系在强调传授知识的观念下能起到巩固理论知识的作用，但在注重创新的时代其缺陷就显得非常明显。为此，急需对目前机械专业基础实验教学结构体系进行优化,使其在培养学生创新精神的方面起到应有的关键作用。

　　实验课程体系是实验教学体系的核心要素。重组课程实验教学体系，优化课程结构，更新实验教学内容，增加综合性、设计性、研究性实验项目是要素的关键。实验教学使学生增加感性认识、培养实验技能，初步学会运用理论知识和实验技能综合分析和解决问题,更重要地是培养学生的创新、创业精神和实践能力。所以，必须将现有的实验教学内容进行整合优化,减少验证性、演示性实验，精心安排综合性、设计性实验,注重融入本学科及相关学科发展的前沿理论和技术，积极创造条件，开设实践性、综合性和开放性的创新型实验。多层次、全方位、系统地对学生进行培养学生的创新意识和实践能力的培养。

　　建立适于‘‘创新人才培养”的实践教学体系

　　实践教学是机械专业教学的重要环节，实践教学对于加深学员理解理论知识、理论联系实际、培养动手能力和创新精神有着重要作用，对于培养高素质创新人才非常关键。学生的创新能力只有付诸于实际的科研实践过程中才能由潜在的能力变成实际的能力，在实践中发现、检验、提高和完善创新能力。为此，机械工程专业必须积极转变实践教学观念，以素质教育为目标，对诸如实验教学、课程设计及毕业设计等实践性教学体系的主要环节进行大胆革新。

　　海军工程大学针对培养海军生长指挥军官所需的知识、技能和素质要求，针对学员任职岗位需求总体目标,与理论教学紧密结合，科学地设置基础型、综合型、工程型实验（实践）项目，形成具有学科特点及系统性的实验体系，全面培养学员动手实践的能力、勇于创新的素质、吃苦耐劳的品格。实验教学体系可划分为经典的基本实验、综合型实验、虚拟型实验以及自主研究型实验四个层次。

　　在构建层次化、辐射状、开放性综合机械实验教学体系的同时，在实验教学运行的模式上坚持实验与理论相结合，与课程设计及毕业设计相结合，与科研相结合，与创新能力培养相结合的优良传统,扩建改造了机械教学长廊，建设了由基础性实验设备、综合性实验台架、虚拟性仿真平台等构成的综合实践平台，充实与完善工科机械基础课程教学基地，建立课内外结合、理论与实践教学协调的教学模式，全方位全过程培养学生创造才能。

　　创新教学方法与教学手段

　　传统的实验方法基本上以灌输、模拟、验证为主,能够传授知识但不利于学生创新能力的培养，学生的学习主动性也没有得到充分的发挥。因此，实验教学方法的改革必须符合学生的认识规律和实际水平，根据不同学科的特点建立以学生为中心、教师为主导，实现学生自我训练为主的教学模式M。实验安排应由浅入深，由简单到综合，根据教学内容特点，灵活运用各种教学方法，诱发学生的学习欲望。要科学利用网络技术等现代化技术及先进的实验教学手段，开发计算机辅助实验教学软件和多媒体教学课件，推广运用虚拟、仿真等实验技术手段，促进虚拟、仿真实验与实际实验的有机结合，建立新的实验教学平台，提高实验教学效果。

　　为此,海军工程大学在教学方法上也作出了大的创新:从‘‘以教师为中心”、“以教师讲授为中心”的教学方法转变到以‘‘学生为中心”以指导学生自学为中心”的教学方法上来；建立科学高效的课程教学模式,注重启发式教学方法，增强教员与学员的互动，激发学员的学习热情。同时注意将科研引入教学过程，激发学生创造精神，训练科研方法，提高研究能力；积极利用现代化教学手段，提高教学质量和教学效果。转变以课堂为中心的教学方法，增加学生自学、讨论、研究时间，使学生有独立思考和发挥创造才能的机会。课程的教学已经不再局限于单一的课堂教学，而是通过机械创新大赛、CAX技术选修课程、毕业设计等方式，延伸至整个大学学习期间，变成循序渐进的科学实践活动,把学员逐步引向学科的前沿。近年来,该校学员在全国机械创新设计大赛中屡获佳绩，并由此扩大了学校在相关领域的影响力和知名度，有力地证明了这种创新式教学方法改革的先进程度。

　　建设创新型实验指导教师队伍

　　创新教育的实施要靠教师，培养创新人才,教师要有创新意识和创新能力，要有创新的实践体验。为此,通过引进教师，在学术上克服“近亲繁殖”，强化了创新思维和创新能力的培养。努力创造条件，加强教师培训力度，聘请从事科研工作多年、具有丰富实验工作经验的老教师担任技术顾问，加强对年轻教师及实验室人员的知识与技能培训，提高他们指导创新性实验教学的能力，鼓励教师开展探索性的实验研究,努力培养出大批创新型的高素质教师&5。此外，该校还在普遍提高教师素质和学术水平的基础上，着重对教师进行创新意识教育，使其深刻理解创新教育的意义，掌握创新教育的原则和策略。鼓励教员积极参与科研活动，跟踪现代设计制造领域的学科和技术发展,吸收最新的教学、科研成果，并将其用于教学实际，在教学中结合工程实际,遵循创新教育的规律，改变传统的单向教学方式,善于营造民主、宽松、活跃的学习氛围，充分调动学生主动学习的积极性,培养学生的工程意识，开发学生潜在的创新意识和激情。同时,鼓励教员将机械创新设计理论引入实际教学，向全校涉机类专业开展Pahl及TRIZ等创新设计、概念设计理论教学，深化其在创新设计理论教学研究领域的工作。

　　结语

　　近年来，海军工程大学机械工程学科借助大学大力推行教学改革创新的契机，开拓创新，不断进取，从创新型师资力量的培养到人才培养模式的改革，从理论教学内容的创新到实践教学进行了一系列的重大革新。建设了一流的师资队伍，形成了结构合理、理论教学与实验教学相结合、教学与科研相结合，教学水平和科研水平都很高的师资队伍。自主学习的实验教学新体系、创新开放的教学模式为学员营造了自主创新的良好氛围，取得了喜人的成绩。自2003年参加中南地区大学生机械设计大赛以来，中心教员指导学生屡获佳绩,特别是2006年全国大学生机械创新设计大赛,全校取得2项一等奖、1项二等奖，与华中科技大学、国防科技大学并列全国第一2008年3组进入全国总决赛,最终全部获得一等奖，再次名列全国第一。

　　实践证明，本专业的创新式教学改革与建设在整体上处于国内高校先进水平,发挥了示范辐射作用，创新式教学法在机械专业人才中的综合应用为培养应用型、创新型人才提供了一条成功经验。

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