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依托机械实验室培养大学生能力
刘财勇,张荣沂,齐建家,段成燕,王 静
（黑龙江工程学院 机电工程学院,哈尔滨 150050）
摘 要：近年来,大学生创新意识和创新能力的培养引发社会各界越来越多的关注.围绕机械创新实验室的建设与管理,以创新实验室为平台开展大学生创新实践活动,提高学生参与创新实践活动的积极性,加强创新意识和创新能力的培养,进而促进学生专业发展能力的提高,取得了良好的成效.
关键词：创新意识；创新能力；机械创新实验室；建设与管理
中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：1002-2589（2016）07-0226-03
目前,我国经济发展进入新常态,产业结构调整不断深入,只有不断创新才能推动社会经济不断向前发展.为了适应这一变革,担负人才培养重要使命的高校,也在不断调整人才培养目标,将培养创新意识、创新能力和实践动手能力融入教育教学的全过程.近年来,许多高校对创新人才的培养进行了有益探索,从多方面、多平台、多途径等角度探讨大学生创新能力培养,既使学生普遍受益,又根据学生特点实现针对性培养,取得了很好的效果[1-3].本文着重探讨黑龙江工程学院近年来围绕机械创新实验室建设,培养机械类专业大学生创新意识、创新能力和实践动手能力的举措,以及取得的一些成绩,借以抛砖引玉.
一、以创新实验室为平台,开展大学生创新实践活动
开展大学生创新活动,需要有良好的创新活动基地,以及配套必要的仪器设备等硬件条件.2010年,机电工程学院在学校的支持下建立“机械创新实验室”,为开展大学生创新活动创造了这样的条件.学校在教学、科研用房十分紧张的情况下,整合校内资源,在教学实验楼划拨出两间专用实验室,约140m2作为机械创新实验室.学校还积极筹措资金,充分利用好财政资金和校内办学经费,在原有数控车床、数控铣床、加工中心、激光切割机、线切割机等机械类加工设备的基础上又先后投入二百余万元购买慧鱼套件、未来伙伴创新套件、三自由度运动平台等可扩展式实验仪器设备,同时,积极调动教师积极性,自制3D打印机、雕刻机、木隼机等小型加工设备.新建的机械创新实验室由两部分组成：创新设计坊和创新制作坊,如表1所示.
1.创新设计坊
创新设计坊是培养学生创意和创新设计能力的主要场所,设计坊提供慧鱼套件、未来伙伴创新套件、三自由度运动平台等可扩展仪器设备平台,以及台式计算机、机加和电讯工具包等基本工具.在这里,学生们可以通过以下两种方式把课堂上学到的先进设计理念和设计方法,在自己努力或者团队伙伴们的共同参与下,运用到具体的设计和工作之中,实现设计从理性到感性的新认识.一是在计算机上运用机电类设计软件进行数字模型的设计和仿真,并以二维或三维图形的方式显示；二是根据创意和创新设计方案,运用慧鱼套件、未来伙伴创新套件等工具搭建仿真模型,使创意和创新设计具体化.
2.创新制作坊
创新制作坊是培养学生实践动手能力的主要场所,制作坊为学生提供数控车床、数控铣床、加工中心、激光切割机、线切割机、3D打印机、雕刻机、木隼机等加工设备,以及机加和电讯工具包等基本工具.在这里,学生们在教师的指导下学习各种机械加工设备使用、维护和保养技能,学习布线、焊接等电子技术,通过个人实践最终把创意和创新设计方案以成品样机的形式展现出来.
二、以团队和项目为载体,开展大学生创新实践活动
创新活动是培养大学生创新意识、提升大学生创新能力的有效手段,而实验室是高等学校实施素质教育、培养学生创新能力和实践动手能力的重要基地.在机械创新实验室中,主要采取团队运行式和项目运行式两种方式开展大学生创新活动,两者区别如表2所示.
1.团队运行式
许多高校都采取大学生创新团队（或者大学生科技类社团）的组织形式开展学生科技创新活动,这种方式称为团队运行式.采取团队运行式开展大学生创新活动有利于为学生的科技创新活动吸引资金、场地等各类资源,有利于团队经验传承、凝聚团队合力,有利于扩大团队规模和影响力.团队运行式主要在较为成熟、具有较大影响和广泛参与面的大学生竞赛活动和专题活动中采用,如机器人比赛、飞思卡尔智能车比赛等.我校机械工程学院“工程学人”是面向机械类专业全日制学生的科技创新团队,一般情况下,团队成员有50人左右,主要来自于大一、大二和大三年级的学生,以机械创新实验室为基地,开展机械设计和机器人比赛活动.团队有指导教师3人,经常开展相关培训和实践活动.而在参与比赛前,会根据比赛规则进行先期选拔,组成队伍代表学校参加比赛.
2.项目运行式
与团队运行式相比,项目运行式则内容广泛,管理分散,有严格的时间上的进度要求,学生一般都在教师的指导下采用小型结队的方式开展项目研究[4].项目运行式能够让学生了解、熟悉科研工作全过程,锻炼学生的科研创新能力和意志品质.其在时间、空间把握上更加灵活,往往是根据相关的项目来安排,按照项目开展计划来组织实施.我校采用项目运行式开展大学生创新活动主要包括毕业设计实做项目、教师科研子项目、大学生创新创业训练计划项目和大学生科技竞赛等.毕业设计实做要求学生真题真做,从毕业设计题目构思、方案设计,直至制作样机到功能实验,实现一定的功能,同时还完成开题答辩、论文撰写、论文答辩等过程训练；教师科研项目由教师从科研项目中划分出小的适合学生能力的子项目,由学生或者学生团队在教师指导下开展科研训练；大学生创新创业训练计划项目包括校级、省级和国家级创新训练计划项目,学校采取“兴趣驱动、重在过程”的原则,对通过立项的项目提供专项研究经费,资助学生在教师指导下完成项目的研究过程；大学生科技竞赛主要是各类学科竞赛,学校通过校内选拔,资助优秀的队伍代表学校与校外其他队伍真刀地竞技,培养创新能力的同时锤炼不怕辛苦、勇于争先的意志品质.
三、以管理和激励为手段,开展大学生创新实践活动
机械创新实验室不同于一般的专业实验室,其既要考虑普遍性,又要体现特殊性.所以,在与专业教学相结合、保障专业教育顺利进行,使学生普遍受益的同时,又要做好实验室开放工作,为部分学有余力、善于思考、勤于动手的同学有针对性地提供锻炼机会,使其在更广阔的舞台上得到历练和成长,促进创新能力和实践动手能力的提高[5].因此,如何管理好机械创新实验室,使其在创新人才培养中发挥出更大的作用,尤为重要.
首先,本着“以生为本”的原则,根据我校《实验室开放管理暂行规定》要求,机械创新实验室向学生免费开放,学生根据兴趣自主选择项目,或者结合教师的科研项目开发子项目,与实验室管理教师预约,并按时进入实验室利用实验室资源,自行设计、实验,开展项目研究工作[6-7].其次,对机械创新实验室中开展的创新实践活动实行“导师制”管理,实验室的日常管理安排专门的实验教师,实验室对学生开放时由实验教师和指导教师共同负责.第三,为促进学生参加创新实践活动的积极性,学校设立大学生创新创业训练计划专项经费鼓励学生自主立项,并出台了《大学生科技竞赛管理办法（试行）》《课程认定及学分转换管理办法（暂行）》《综合教育学分管理办法》等管理办法,对参加大学生科技竞赛项目、大学生创新创业训练计划项目等创新实践活动,并达到相关标准的学生予以相关课程认定、成绩认定和学分认定,鼓励、引导学生积极参加各类创新实践活动,推动第二课堂中的创新教育深入开展,目前已有近十名竞赛获奖的学生办理了课程加分手续.
四、结语
经过几年依托机械创新实验室培养学生创新能力的实践活动,机械类专业创新人才的培养取得了较好的成效.创新实验室开放时间不断增加,调动了学生参与创新实践活动的积极性,学生创新精神、创新能力和实践动手能力不断提升,进而促进了学生专业发展能力的提高.2012年至2015年,我校机械工程学院共立项大学生创新创业训练计划项目65项,其中国家级项目16项,省级项目10项.学生参与全国三维数字化创新设计大赛、全国“TRIZ”杯大学生创新方法大赛、全国机器人锦标赛等科技竞赛共获得国家级奖项18项,省级奖项24项.除此之外,近年来毕业设计中的实做项目全部在机械创新实验室完成,部分优秀作品如3D打印机、雕刻机、多旋翼飞行器,已应用在本专业的实践教学中,并在《黑龙江日报》《生活报》等媒体上广泛报道,产生了广泛的社会效应.
参考文献：
[1]李国锋, 张世英, 李彬. 论基于学科竞赛的大学生创新能力培养模式[J].实验技术与管理, 2013（3）.
[2]邓湘,唐宇.从指导大学生创新性实验项目谈创新能力培养[J].中国电力教育,2013（10）.
[3]邹广平,夏兴有.试论大学生创新能力培养模式[J].黑龙江高教研究,2010（3）.
[4]王泰鹏.大学生课外科技创新活动指南（机械、近机械类专业）[M].北京：北京理工大学出版社,2012.
[5]任佳,王杰,梁勇.多途径加强大学生创新能力培养初探[J].实验室研究与探索, 2014（2）.
[6]刘景艳,张伟,李玉东.基于开放实验室的大学生创新能力培养[J].实验科学与技术,2015（6）.
[7]李舜酩,王亚彤. 抓好创新基地建设 促进大学生创新能力提高[J].实验室研究与探索,2010（12）.
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