機械設(shè)計人才培育模式
時間:2022-09-09 09:14:46
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創(chuàng)新是科技發(fā)展的源泉,重視科技創(chuàng)新應該滲透到工程教育的每一個環(huán)節(jié),滲透到工科專業(yè)的各門專業(yè)課程及實習、實驗、實踐中。這其中,機械原理與設(shè)計等機械基礎(chǔ)課程是高等工科學校機械類專業(yè)本科生必修的機械基礎(chǔ)系列課程,在培養(yǎng)學生的機械設(shè)計與創(chuàng)新的綜合能力方面有不可替代的重要地位,必須重視以機械基礎(chǔ)課程改革與建設(shè)為基礎(chǔ)的機械創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的研究。
國外高校非常重視機械創(chuàng)新教育。美國的麻省理工學院的機械工程教育歷史悠久,經(jīng)歷了三個階段。首先是19世紀到20世紀上半葉的“機械還原論”,著眼于培養(yǎng)實際的工程師,即技術(shù)應用的培養(yǎng);其次是由于機械系統(tǒng)復雜性導致的“科學主導工程”,強調(diào)科學原理的重要性,而忽視技術(shù)實踐的作用;最后是在日本的先進制造業(yè)帶來的巨大競爭壓力下所帶來的“科學向技術(shù)的回歸”,強調(diào)工程實踐的重要性,對工程學生的培養(yǎng)必須在工程系統(tǒng)和背景下進行,尤其注重工程創(chuàng)新與實踐教育。在國內(nèi)高等教育中,學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)還沒有得到足夠的重視;適合創(chuàng)新教育的新思想、新觀念還未完全樹立,適宜創(chuàng)新教育的環(huán)境和氛圍還未形成;教學內(nèi)容、教學方法、教學手段還不能適應創(chuàng)新教育的開展;實踐性教學環(huán)節(jié)從重視程度到實施方式與內(nèi)容上還大有可為。為適應21世紀我國經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展的需要,根據(jù)教育部深化教育改革、全面推進素質(zhì)教育、開展人才培養(yǎng)戰(zhàn)略規(guī)劃研究的要求,開展對機械創(chuàng)新人才培養(yǎng)教學改革與實踐的研究,意義十分重要。
一、有良好的制度和資金鼓勵創(chuàng)新
要創(chuàng)新,必須在一個良好制度的運作和指導下。1996年國家教委啟動的“高等教育面向21世紀教學內(nèi)容和課程體系改革計劃”,是對我國高等教育發(fā)展具有深遠影響的一次重大的改革。在此大環(huán)境下,我國很多高校就始了以創(chuàng)新人才培養(yǎng)為目標的機械基礎(chǔ)課程的體系改革與實踐。華中科技大學作為牽頭承擔了兩項教育部面向21世紀教學改革項目,進行了創(chuàng)新人才基地建設(shè),并與美國伍斯特理工學院、法國工程師學院、香港理工大學等開展了創(chuàng)新人才合作培養(yǎng),取得了一系列教學改革與研究成果;西南交大建成了以感知實驗室群、機械工程基礎(chǔ)實驗室群、現(xiàn)代機電控制系統(tǒng)實驗室群、現(xiàn)代制造技術(shù)實驗室群、現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)實驗室組成的機械基礎(chǔ)實驗教學中心群,出版了一系列實驗教材,開發(fā)的如ZJS50系列綜合設(shè)計型機械設(shè)計實驗裝置和ZHS20型系列華滑動軸承綜合實驗臺以及機械方案創(chuàng)意設(shè)計模擬實施實驗儀已經(jīng)被很多高校采用。哈爾濱工業(yè)大學形成了包括工程訓練中心、機械基礎(chǔ)實驗中心、專業(yè)教學實驗中心和學生科技創(chuàng)新活動基地在內(nèi)的國家級機械工程實驗教學示范中心,取得了很多國家級教學研究成果,并將部分科研成果轉(zhuǎn)化為教學實驗項目。對于各個高校而言,還應該有各校的小環(huán)境的制度和資金的支持。很多高校單獨劃撥經(jīng)費用于“大學生科研計劃”(SRT,studentresearchteaching),跨專業(yè)、跨學科、跨院系,把不同專業(yè)、不同學科的教師和學生組織起來,共同進行創(chuàng)新實踐,培養(yǎng)他們團結(jié)協(xié)作、各盡所長的工作習慣和創(chuàng)新意識;對參加創(chuàng)新指導并取得實際成果獲得鑒定的教師給予工作量、職稱評定、職務晉升和業(yè)績考核方面的優(yōu)惠;對于參加創(chuàng)新實踐并并在全國性機械創(chuàng)新設(shè)計大賽中獲得名次的學生,承認其課外學分,給予課程免修、保送研究生、獲得獎項等優(yōu)惠,以吸引和鼓勵更多的教師和學生參與其中;對于在創(chuàng)新教育中取得的有實際應用價值的成果,給予推廣和申請專利的支持等一系列配套政策。
二、有優(yōu)秀的教師隊伍指導創(chuàng)新
“百年大計,教育為本;教育大計,教師為本”,教師隊伍建設(shè)是教育最根本的問題。學校的責任是培養(yǎng)有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力、就業(yè)競爭力強的工科人才,優(yōu)秀的師資力量是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的前提條件。為保證教師隊伍的質(zhì)量,大力提倡教授上講臺,加強本科基礎(chǔ)課教學,使之在教學與教改的第一線發(fā)揮骨干作用;重視基礎(chǔ)課中青年骨干教師的培養(yǎng),計劃定期安排中青年教學骨干,特別是承擔基礎(chǔ)課教學的教師,應給予到高水平大學進修培訓或者參加教學研討會的機會等;注重中、老年教師對青年教師的傳、幫、帶,組織教學顧問組對教學全過程進行檢查與督導,建立干部聽課制度和期中檢查制度,確保教學質(zhì)量的穩(wěn)步提高和教學改革的順利進行;提倡與鼓勵教師在職攻讀高級學位,提高學術(shù)水平;支持教師積極參加國內(nèi)外、省內(nèi)外學術(shù)研討活動,加強與名校之間的交流與合作;改革教師考核制度,在職稱、業(yè)績、工作量等方面給予配套政策,調(diào)動教師的積極性。
三、有相應的教學改革與堅實的實驗條件保證創(chuàng)新
在過去的教學中,課堂教學大部分還是以理論知識為主,內(nèi)容抽象,教學方法不靈活、教學手段落后,利用多媒體、網(wǎng)絡(luò)進行教學的方式還不普及,甚至還有人對采用計算機等先進設(shè)備進行教學持抵制態(tài)度;由于資金和考核機制的限制,致力于網(wǎng)上各類教學資源庫的開發(fā)與建設(shè)的教師也寥寥可數(shù)。實驗教學部分,大部分還是采用教學大綱規(guī)定的基礎(chǔ)驗證型實驗如機構(gòu)運動演示、動力參數(shù)測定、效率計算等,機械綜合與創(chuàng)新實驗設(shè)備不完備,創(chuàng)新型、綜合型、研究型實驗如機械系統(tǒng)方案創(chuàng)意設(shè)計組合、機構(gòu)運動模擬仿真等難以開展,有的學生甚至從未聽說過全國機械創(chuàng)新設(shè)計大賽和慧魚技術(shù);實驗室也沒有完全向本科生開放。實踐訓練方面,除名校外,很多普通高校在機械基礎(chǔ)教學方面的投入較少,從未進行過校內(nèi)的機械創(chuàng)新設(shè)計比賽,甚至從未開設(shè)過機械創(chuàng)新設(shè)計的專業(yè)課程,僅作為選修課,沒有進行過任何類似大學生科研訓練(SRT)之類的創(chuàng)新活動,更無提參加全國大賽。這些都不利于學生的創(chuàng)新思維的形成和創(chuàng)新能力的提高。對學生的考核,還是以課堂理論授課、課后作業(yè)、課內(nèi)實驗、閉卷考試和課程設(shè)計的形式進行,沒有拓展到課外,內(nèi)容也缺乏靈活性;現(xiàn)有的機械基礎(chǔ)類教材也很難適應創(chuàng)新教學的需要。
為了改變這種狀況,應該理順機械基礎(chǔ)的理論教學與實驗教學、實踐教學之間的關(guān)系,改革學時分配比例;對教學內(nèi)容、方法和手段進行改革,采用啟發(fā)式、項目式、任務分擔式和反向教學等方法進行教學改革實踐,激發(fā)學生的創(chuàng)新意識。改變“老師講學生聽”的課堂教學模式,采用現(xiàn)代教育技術(shù),注意師生互動,加深印象,不再“左耳進右耳出”;改變“老師做學生看”的實驗教學模式,增加學生動手機會,增強直觀性,實驗室對不同層次不同年紀的學生進行不同程度的開放,培養(yǎng)自主學習、自我創(chuàng)新的能力,不再“袖手旁觀”;采用“老師導學生做”的實踐教學模式,注重理論聯(lián)系實際,著眼于解決工程實際問題,讓學生自己動手制作樣機,不再“紙上談兵”;改革“筆試為主實踐為輔”的考核方式,引入課外學分,鼓勵創(chuàng)新設(shè)計,并給予承認,計入學籍。同時應開展創(chuàng)新教育理論的改革與研究,確立“理論是基礎(chǔ)、實驗是關(guān)鍵、實踐是根本”的指導思想。由以機械制造、機械原理與機械設(shè)計為主的機械基礎(chǔ)教學、以機械創(chuàng)新設(shè)計和機電一體化綜合實踐為主的專業(yè)實踐性教學、以課外科技活動和大學生科研訓練計劃為主的工程訓練教學,構(gòu)建創(chuàng)新人才培養(yǎng)教學體系。讓學生從“聽”到“看”再到“做”,逐步加深印象,提高綜合設(shè)計能力,培養(yǎng)創(chuàng)新意識。
四、有良好的校企合作關(guān)系支持創(chuàng)新
校企合作是得到世界各國普遍認同的一種職業(yè)教育方式,形成了一套有效的運行機制且得到國家立法的支持。在我國人才培養(yǎng)與使用基本上是分離的,用人單位只愿意聘用其他企業(yè)跳槽來的熟練技術(shù)人才,很少愿意花費精力和金錢參與在校學生的培養(yǎng)。加之缺乏稅收優(yōu)惠、就業(yè)補助等政策導向,企業(yè)參與人才培養(yǎng)的積極性不高。很多企業(yè)錯誤地認為,只有用人的權(quán)利,而無參與育人的義務,不愿自尋煩惱,怕擾亂本企業(yè)正常的生產(chǎn)。這種狀況導致學校培養(yǎng)不出企業(yè)所需的應用型人才。如何建立長效的校企合作機制,實現(xiàn)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)目標,是工科院校辦學實踐中的瓶頸。創(chuàng)新之本在于工程實踐。創(chuàng)新需要工程實踐的檢驗,僅有先進的教學條件、雄厚的實驗條件是不夠的,應該建立與合作企業(yè)之間的良好協(xié)作關(guān)系,給學生提供更實用、更逼真的學習環(huán)境,讓學生直接接觸生產(chǎn)第一線,更真切地體會到市場競爭的優(yōu)勝劣汰性,增強科技危機感。讓學生拋棄“我在上學、我要學分”的觀念,不再把修學分考好成績作為學習的唯一目標;樹立“我在工作、我要成功”的觀念,而是把對新技術(shù)的追求由被動變?yōu)橹鲃?,養(yǎng)成創(chuàng)新習慣。從而在告別學校走向工作崗位時,能夠更快地適應角色的變化,不至于無所適從。
五、有高水平的比賽和評價標準來檢驗創(chuàng)新
從2003年開始舉行的每兩年一次的機械創(chuàng)新設(shè)計競賽,是提高大學生創(chuàng)新設(shè)計綜合能力、實踐操作能力和創(chuàng)造設(shè)計能力的競賽活動,是開拓知識面、培養(yǎng)創(chuàng)新精神、合作意識、磨練意志的一條重要途徑,有利于推動全國創(chuàng)新教育的開展,有利于21世紀機械基礎(chǔ)課程的教學改革。很多高校如華中科技大學、西南交通大學等,都開展了校內(nèi)機械創(chuàng)新設(shè)計比賽,從中選拔優(yōu)秀作品參加全國大賽,極大地促進了學生進行創(chuàng)新設(shè)計的積極性。總而言之,在良好的運作制度鼓勵下,優(yōu)秀的師資力量指導下,堅實的教學和實驗條件保證下,良好的校企合作關(guān)系支持下,高水平的比賽檢驗下,工科大學生經(jīng)過創(chuàng)新實踐的鍛煉,可以盡快地適應工作崗位,獲得市場競爭力,提升本校的知名度。