以创新教育推动高等工程教育训练创新探讨

2012-04-12崔立军

黄河水利职业技术学院学报 2012年3期

崔立军

（天津职业技术师范大学，天津 300222）

0 引言

“创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。”[1]进入21 世纪以来，科学技术持续高速发展，世界各国在科技、经济和市场等方面展开了激烈的竞争。但是，其竞争的核心和焦点仍然是人才。因此，培养具有宽基础、强能力、高素质、富有挑战精神和创新意识的现代化工程技术人才，已经成为我国高等教育中的重中之重。这是我国制造业从“中国制造”走向“中国创造”的需要，也是把我国建设成创新型国家的需要。为了适应这种形势，积极贯彻“科教兴国”的战略，迫切需要以创新教育推动高等工程教育训练创新。本文试结合机电工程相关教学实践，对此进行探讨。

1 创新教育的内涵及高等工程教育训练的现状

1.1 创新教育的内涵

所谓创新教育，“就是以培养人们创新精神和创新能力为基本价值取向的教育。”[2]创新教育目前已经成为世界教育改革的主流。在高等教育阶段，凡是有利于受教育者树立创新志向、培养创新精神、增长创新才干，训练创新思维、激发创新热情和开展创新活动的教育，均可称为创新教育。这种教育既是一种教育思想，也是一种教育手段，更是一种教育过程，是在创新教育思想的指导下，遵循学生创新能力发展的规律，运用适当的教育手段，优化教育资源，培养学生创新精神和创新能力的教育过程。

教育创新，从词义上分析，即为实现一定的教育目标，在教育领域进行的创新活动。相对于教育改革来说，它更加强调与时俱进地开拓和首创。教育创新与创新教育有着明显的区别，同时又存在着必然的联系：创新教育是教育创新的起点和基础，创新教育可以推动教育创新，改革各种陈旧的、不合时宜的教育观念、体制、模式。创新教育摆脱了传统教育的桎梏，注重以人为本，强调发展人、提高人。因此，创新教育对实施、实践教育创新具有重要的意义[3]。

1.2 高等工程教育专业训练的现状

实践能力的培养是高素质工程技术人才培养中的一个极为重要的环节，大学生实践精神和实践能力的培养已经成为每一个高校面临的重要课题。各高校正力求改变过分偏重工程科学的倾向，强调工程的整体性、实践性和综合性，注重学生能力的培养，让学生通过做某事来学习，即通过任务驱动或基于工作过程模式教学，提高学生解决问题的能力[4]。

近年来，工科院校大都调整办学指导思想，重新认识实践能力培养的地位，把实践教学提升到重要的位置。截至目前，国内已有50 余所高校建成或正在筹建工程训练中心，以培养学生的工程素质、工程实践能力及创新能力，并取得了一定的实效[4，5]。

通过广泛调研和查阅相关资料，笔者认为，我国高校的工程训练还存在一些问题，主要表现在以下几个方面。

（1）工程训练教师对创新型工程训练的新要求不适应，创新型师资培养机制有待完善。

（2）工程训练内容单一，训练环境封闭，缺乏真实的工作环境，各个技术训练环节相互脱节，不利于学生综合运用能力的培养。

（3）工程训练模式陈旧，不能跟上时代的步伐，不利于激发学生的学习兴趣和培养学生的综合能力。

（4）训练内容不能满足学生个性化的需求，难以最大限度地挖掘学生的潜力，不利于学生的创新思维能力培养[4，5]。

2 创新教育视角下的高等工程教育训练创新实践

2.1 创新型师资队伍的建设

培养具有创新思想和创新能力的学生，就一定要拥有一支具有创新精神的师资队伍。这支队伍应当是综合素质高、业务能力强、知识结构新、年龄结构和学历结构合理、爱岗敬业、富有挑战精神和强烈创新精神的团队。基于以上条件和要求，对创新型师资队伍的建设应重点抓好以下3 点。

2.1.1 合理的人员结构

工程训练不等同与普通的课堂教学。它在注重高水平理论指导的同时，对教师的实践能力也提出了更高的要求。这就要求师资队伍中既要有高学历层次的理论教师，又要有具备丰富生产教学指导经验和高超技能的实验实训教师。二者相辅相成，相互学习、紧密协作，从而理论联系实际，打造一支结构合理、特点突出，创新能力强的师资队伍。

2.1.2 优秀的教学素质

一名优秀的教师应当具备先进的思想观念、扎实的知识基础以及强烈的创新意识，善于吸取最新的教育科研成果，提高教育水平。在教学中，应当有独到的见解，能够用富有创新性的教学方法来引导学生积极主动学习，最大限度地激发他们的创新潜能。

先进的思想观念是一名创新型教师所应具备的最基本的素质。只有在思想上跟上时代发展的步伐，才可能在业务上有所创新、有所创造。而拥有扎实的知识基础、丰富的知识内容，才可以使他们在教学中成竹在胸、游刃有余。拥有强烈的创新意识就更为重要了。很难想象，一个没有创新意识的教师能够培养出具有创新思想和能力的学生来。教师在教学过程中应有意识地掌握一些常用的创新思维方法和技巧（如直觉思维法、发散思维法、设问思维法、智慧撞击法、突破思维法等），以激发学生的创新潜力。这就要求教师必须熟悉每种思维形式的实施步骤、运用技巧，懂得形成创造力的因素，以便因材施教，及时发现师生相互激励而产生的创造性思维的灵感火花。教师只有在充分了解创造性思维形成的规律和特点基础上，通过坚持不懈的努力，才能在培养学生创新能力的工作中取得良好的成效。

2.1.3 较强的科研能力

对于高校教师来说，参加科研也是一项本职工作。而作为创新型的教师，就更应该积极参加科研。在原有的实验实训教师队伍中，由于各种原因，更多的教师是从事教学任务，少有机会参加科研工作。这对教师和学生都是不利的。科研与生产实践是密不可分的。教师只有积极参与科研工作，才能学习和掌握先进技术，才能提高自己发现问题、提出问题和解决问题的能力，才能有所创新、有所创造。一名教师的科研能力也可以直接表现为他的创新能力。所以，具有较强的科研能力，应成为一名创新型教师必备的素质。

2.2 创新训练的课程建设

21 世纪是一个创新的世纪，我们将在经历不断的知识和技术创新中面对知识经济社会带给我们的种种益处和挑战。培养学生的创新意识、创新思维和创新能力，首先应该把学生放在一个充满创新的环境中去进行启蒙式的教育。而工程训练中心就具备这样的环境和条件。它是一个采用多重性工程集成思想，突出综合性、示教性、设计性、创新性和研究性的直观教学基地。营造了一个由精选的工程生产技术组成的工业环境，通过建立一套完整的工程训练体系，从而达到以先进的训练体系培养学生实践能力和综合素质，增强学生的工程能力，进而促进和培养学生的创新思维和创新精神，激发学生创新潜力的作用。

2.2.1 以创新思想为指导，在工程训练中实现四个转变

创新训练具有创造性、敏锐性、实践性和综合性。在训练方法上，应善于借鉴发达国家工程实践教育的成功经验，结合中国国情，以创新思想为指导，充分利用工程训练中心的资源，并使之与理论课程教学目标相适应，在工程训练中实现以下4 个转变。

（1）由原有的单一的技能训练向体现创新思想的大工程背景下创新训练方向转变。

（2）由原有的车、铣、刨、磨、钳等传统加工为主体，向以传统加工为基础，以先进制造技术训练为重点的转变。

（3）由原来机械类学生与电气技术类学生分别参与的工程实践，向机械类专业的学生与电气技术类专业的学生都要融会贯通地参与转变，以培养全面发展的复合型人才思想。

（4）由原来学生被动接受的封闭式训练模式向学生主动参与的开放式训练模式转变。

2.2.2 以创意设计制作为契机，强化创新训练中能力的培养

在工程训练中，应充分调动学生对新技术、新工艺的兴趣。在多个工种中，以创意设计制作为抓手，是加强和培养学生创新意识、创新能力的主要举措。我校在学生的工程训练中注重突出创新训练的内容，分层次地进行训练。训练可大致分为三个阶段：

（1）以简单创意设计、制作为主的基础训练阶段。此阶段主要适用于本科一、二年级的学生，主要以传统加工方法为主，重在培养学生一定的动手能力，并使之了解传统加工的特点和方法。可有意识地穿插进行一些以简单创意设计为内容的小制作，用一些富有创意和鲜明特征的零件激发学生在工程训练中的积极性和强烈的求知欲望[6]。如在钳工实习中，在基础训练结束后，我们给每个学生一块50*60*5 毫米规格的钢板，要求他们用所学过的技能加工出一件产品，不限内容，充分发挥每个学生的想象力。学生的积极性非常高。完成后，学生的作品五花八门，有的做成瓶起子，有的做成各种小动物图案（如蝴蝶、小鹿等）。而且，他们还利用样冲、小錾子等工具，在作品表面上刻出精美的花纹。有个别同学更是将一块平板变成了画板，一副山水画随之跃然而出。这些非常有创意的作品。打破了原有的思维定式，使学生的创新潜力得到了进一步的激发。

（2）以先进制造技术为依托的创新训练阶段。此阶段主要是以本科三、四年级的学生为主的综合设计性技能训练（车铣复合）。以小组为单位，以先进制造系统为依托，在教师的带领下，自行设计制作一个综合类的小产品，用来了解运用先进工业技术设计制造一个产品的全过程，以培养和锻炼学生的工程素质和工程能力。如我校学生在教师的指导下自行设计制作的打孔机模型、机械传动机构模型。同学们通过UG、ProE 等CAD、CAM 软件进行设计、建模，用数控车床和加工中心等设备进行零件加工，并以小组的形式来装配。以此来了解和掌握先进制造技术对现代工业的影响。实践证明，他们根据创造性思考所制作的产品结构合理、外形美观、富有创意，成为他们爱不释手的工艺品。学生通过这样一个训练过程，既巩固了已学过的知识和技能，又培养了善于思考、敢于创新的精神，锻炼了他们的创新思维能力，增强了他们的成就感和自信心，为今后的工作打下了坚实的基础。

（3）以参加高水平竞赛为主的创新训练阶段。此阶段的学生主要以四年级本科生和研究生为主、以创新团队的形式出现、以参加如全国大学生“挑战杯”和大学生机器人大赛等创新性大赛为主要任务。如，我校从2004 年开始，在机电专业高年级本科生中开设机器人设计与制造的创新实践课程，为学生提供自主学习的平台。学生亲手进行项目的方案设计、目标规划、机器人组装和程序的调试。由此激发学生的创造欲望，让他们享受创造乐趣。培养他们的创造性想象能力、批判性的思维能力，以及在实践中不断创新的能力，由此形成了积极、果敢、合作、进取的品质。由我校学生自主开发研制的机器人，连续在中央电视台举办的全国大学生机器人大赛中取得了优异的成绩。这些成绩的取得是与我们坚持以创新思想为指导的教学模式分不开的。