牟向偉

摘要：通過(guò)實(shí)施課程與實(shí)踐教學(xué)改革、培養(yǎng)方案與培養(yǎng)目標(biāo)優(yōu)化、學(xué)科競(jìng)賽管理體系建設(shè)、科研項(xiàng)目實(shí)踐的多方式融合的培養(yǎng)模式培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)、創(chuàng)新思維和發(fā)明創(chuàng)造能力。探索建立大學(xué)生發(fā)明創(chuàng)造能力培養(yǎng)體系，并建設(shè)富有地區(qū)特色的優(yōu)質(zhì)專業(yè)。

關(guān)鍵詞：師范；機(jī)械；發(fā)明；創(chuàng)造；培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G645 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）04-0045-02

一、研究的意義與現(xiàn)狀

機(jī)械設(shè)計(jì)與制造是國(guó)家工業(yè)的重要基礎(chǔ)，培養(yǎng)具有發(fā)明創(chuàng)造能力的機(jī)械專業(yè)人才對(duì)于提升我國(guó)機(jī)械工業(yè)技術(shù)水平有重要意義[1]。近年來(lái)，地方師范院校開設(shè)機(jī)械專業(yè)的數(shù)量在逐年增加，但也存在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱、培養(yǎng)目標(biāo)不明確、師資缺乏、專業(yè)特色不明顯等諸多不足。發(fā)明創(chuàng)造是工業(yè)發(fā)展與進(jìn)步的靈魂，也是培養(yǎng)機(jī)械類大學(xué)生創(chuàng)新能力的首要任務(wù)。濟(jì)南大學(xué)等校學(xué)者提出采用發(fā)明問(wèn)題解決理論（TRIZ理論）培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，同時(shí)結(jié)合創(chuàng)造問(wèn)題解決理論和計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的教學(xué)方法。江蘇大學(xué)、重慶大學(xué)等高校學(xué)者提出了改革實(shí)踐教學(xué)、創(chuàng)新課程和教材體系、跨學(xué)科導(dǎo)師組負(fù)責(zé)制、創(chuàng)新能力培養(yǎng)過(guò)程控制和開設(shè)交叉前沿學(xué)科課程等培養(yǎng)方法。

但是，一種好的培養(yǎng)模式不僅需要好的教學(xué)方法，同時(shí)也需要因地制宜與各自學(xué)校的專業(yè)ac特色和學(xué)生情況相結(jié)合才能發(fā)揮應(yīng)有的作用。本研究以廣西師范大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)為研究對(duì)象。由于開設(shè)時(shí)間較短，該專業(yè)培養(yǎng)模式建設(shè)還處在探索和完善階段，存在一些瓶頸問(wèn)題：（1）實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)設(shè)備處于建設(shè)過(guò)程，學(xué)生實(shí)踐較少，動(dòng)手能力較弱；（2）課堂教學(xué)偏重理論，與發(fā)展前沿聯(lián)系不夠，學(xué)生缺乏問(wèn)題意識(shí)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力；（3）專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)不太清晰，培養(yǎng)方案與其他高校同質(zhì)化，沒(méi)有形成自身特色和發(fā)展方向。

地方院校是培養(yǎng)為地方經(jīng)濟(jì)服務(wù)人才的主體，應(yīng)主動(dòng)適應(yīng)區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的要求，為所在區(qū)域發(fā)展提供人才支撐和智力資源[2-4]。作為廣西區(qū)屬的重點(diǎn)院校我校機(jī)械專業(yè)的發(fā)展方向應(yīng)與廣西區(qū)整體的戰(zhàn)略定位和經(jīng)濟(jì)發(fā)展緊密結(jié)合，才能發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，建成特色專業(yè)。研究的重點(diǎn)是結(jié)合廣西“千億元產(chǎn)業(yè)科技攻關(guān)計(jì)劃”、“農(nóng)業(yè)科技攻關(guān)計(jì)劃”和“廣西發(fā)明專利倍增計(jì)劃”等戰(zhàn)略計(jì)劃，建立一套以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)明創(chuàng)造能力為主要特色的培養(yǎng)模式，為廣西區(qū)乃至全國(guó)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用型人才。

二、培養(yǎng)模式建設(shè)與研究

傳統(tǒng)教學(xué)有著自己的優(yōu)勢(shì)，但是隨著時(shí)代的進(jìn)步，傳統(tǒng)教學(xué)的弊端在不斷地被放大，也與社會(huì)嚴(yán)重地脫軌，我們力爭(zhēng)探求一條符合當(dāng)前學(xué)校實(shí)際、滿足社會(huì)需求、尊重學(xué)生主體等現(xiàn)代化的培養(yǎng)模式。

（一）建立與發(fā)明創(chuàng)造能力密切結(jié)合的課程教學(xué)模式和人才培養(yǎng)方案

在傳統(tǒng)教學(xué)注重培養(yǎng)學(xué)生概念記憶能力、理論理解能力和設(shè)計(jì)計(jì)算能力的基礎(chǔ)上，結(jié)合發(fā)明創(chuàng)造能力的培養(yǎng)要求，將機(jī)械專業(yè)的前沿技術(shù)、最新科研成果以及先進(jìn)成熟的設(shè)計(jì)方法等融入到專業(yè)課程教學(xué)，開闊學(xué)生的視野和思維。同時(shí)，在講解典型機(jī)械結(jié)構(gòu)原理、計(jì)算分析與設(shè)計(jì)思想等內(nèi)容時(shí)，引入當(dāng)前典型的先進(jìn)機(jī)械成功應(yīng)用的案例進(jìn)行輔助講解?；A(chǔ)理論能力與先進(jìn)技術(shù)和方法相結(jié)合有利于啟發(fā)學(xué)生對(duì)創(chuàng)新的理解和應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)發(fā)明創(chuàng)造打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。人才培養(yǎng)目標(biāo)的重點(diǎn)是發(fā)明創(chuàng)造能力培養(yǎng)，一是結(jié)合廣西區(qū)“發(fā)明倍增計(jì)劃”和“千億元產(chǎn)業(yè)計(jì)劃”發(fā)展發(fā)明創(chuàng)造能力培養(yǎng)特色；二是結(jié)合當(dāng)前職業(yè)教育蓬勃發(fā)展對(duì)機(jī)械類師資的需求發(fā)展具有創(chuàng)新能力的機(jī)械類職業(yè)師資教育特色。

（二）建立對(duì)完整機(jī)器結(jié)構(gòu)認(rèn)知與理解的實(shí)踐教學(xué)模式

現(xiàn)有的實(shí)踐教學(xué)，諸如，金工實(shí)習(xí)主要學(xué)習(xí)機(jī)械零件加工過(guò)程，機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)主要了解典型機(jī)構(gòu)的原理等。這些對(duì)加深理論知識(shí)理解有很大幫助，但是缺乏對(duì)創(chuàng)新能力的引導(dǎo)。部分學(xué)生在學(xué)完課程后甚至沒(méi)有建立起一個(gè)完整機(jī)器結(jié)構(gòu)的概念，更談不上創(chuàng)新設(shè)計(jì)。因此，在加強(qiáng)動(dòng)手能力訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)增加對(duì)完整機(jī)器結(jié)構(gòu)的認(rèn)知和理解的內(nèi)容。可采取與機(jī)械企業(yè)合作教學(xué)的方式，借用企業(yè)的產(chǎn)品或者樣機(jī)供學(xué)生進(jìn)行拆分、測(cè)繪、裝配和調(diào)試。通過(guò)直觀認(rèn)識(shí)來(lái)提高對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)理論、零部件結(jié)構(gòu)、位置與裝配關(guān)系、整機(jī)結(jié)構(gòu)與運(yùn)行理論以及測(cè)繪、制圖等多方面知識(shí)的理解和運(yùn)用能力。安排學(xué)生到企業(yè)一線學(xué)習(xí)，并與工程師和技術(shù)工人交流，了解企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造方面的實(shí)際要求。目前我校已經(jīng)與桂林機(jī)床廠、桂林科豐機(jī)械公司等企業(yè)建立了良好的合作關(guān)系。

（三）建立符合發(fā)明創(chuàng)造轉(zhuǎn)化機(jī)制的學(xué)科競(jìng)賽培訓(xùn)與組織模式

改變傳統(tǒng)由學(xué)生自由組隊(duì)的松散組織方式，采取學(xué)生團(tuán)隊(duì)自我管理制與導(dǎo)師組負(fù)責(zé)制相結(jié)合的方式。從參賽類型選擇、題目選定、賽前培訓(xùn)、具體實(shí)施、賽后總結(jié)到形成專利成果進(jìn)行全程管理。學(xué)生團(tuán)隊(duì)的主要工作是實(shí)現(xiàn)自我約束和管理，分工合作完成設(shè)計(jì)和參賽工作，進(jìn)行創(chuàng)造性的發(fā)明設(shè)計(jì)工作。在參賽培訓(xùn)和管理中要突出學(xué)生的主體性，主要的創(chuàng)新設(shè)計(jì)工作由學(xué)生完成。指導(dǎo)教師以指引研究方向和點(diǎn)撥為主，在學(xué)生遇到技術(shù)上的難題時(shí)，提供建設(shè)性的指導(dǎo)意見。指導(dǎo)教師的作用還要體現(xiàn)在對(duì)參賽作品創(chuàng)新性的把握上，對(duì)題目和學(xué)生作品要有足夠的了解和判斷力，當(dāng)參賽作品體現(xiàn)出一定的創(chuàng)新性時(shí)，要鼓勵(lì)并指導(dǎo)學(xué)生對(duì)作品進(jìn)一步研究和優(yōu)化，申報(bào)專利。

（四）探索本科生參與科研項(xiàng)目的培養(yǎng)模式

在參加競(jìng)賽的學(xué)生中選拔能力較為突出的參與到教師主持的科研項(xiàng)目特別是與企業(yè)合作的產(chǎn)品開發(fā)橫向項(xiàng)目。學(xué)生參加科研項(xiàng)目不應(yīng)該是“干體力活”的角色。指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)和能力從項(xiàng)目中分離一部分難度適中又帶有創(chuàng)新設(shè)計(jì)的任務(wù)，由學(xué)生組隊(duì)完成。指導(dǎo)教師要有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)工作進(jìn)行指導(dǎo)。同時(shí)，讓學(xué)生團(tuán)隊(duì)參與或者旁聽項(xiàng)目組關(guān)于項(xiàng)目選題、方案討論、原理分析、技術(shù)路線確定、項(xiàng)目實(shí)施安排、優(yōu)化與改進(jìn)等討論會(huì)以及樣機(jī)加工試制、裝配調(diào)試與試驗(yàn)等過(guò)程，親身感受從事科學(xué)研究和發(fā)明創(chuàng)新的整個(gè)過(guò)程。這種方式有利于培養(yǎng)學(xué)生形成一套創(chuàng)新設(shè)計(jì)的思維和實(shí)施模式，并做到觸類旁通，能夠獨(dú)立提出和解決一些實(shí)際問(wèn)題。同時(shí)，指導(dǎo)學(xué)生申請(qǐng)“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基金”項(xiàng)目，提高學(xué)生參加科技實(shí)踐創(chuàng)新活動(dòng)的興趣。學(xué)生作為主要的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和實(shí)施者在科研項(xiàng)目申請(qǐng)的資料組織、研究目標(biāo)確立、研究方法討論、項(xiàng)目組織管理、項(xiàng)目驗(yàn)收、成果總結(jié)和論文撰寫等科學(xué)研究的基本環(huán)節(jié)方面得到較全面的鍛煉，提高學(xué)生從事科學(xué)研究和產(chǎn)品開發(fā)的綜合能力。endprint

（五）研究本科生發(fā)明創(chuàng)造能力專項(xiàng)培養(yǎng)體系

專項(xiàng)培養(yǎng)體系從問(wèn)題意識(shí)的培養(yǎng)著手，以專業(yè)的眼光和思想提出待解決的問(wèn)題并且從技術(shù)層面對(duì)問(wèn)題進(jìn)行定性分析，從而明確研究的具體對(duì)象，在此基礎(chǔ)上結(jié)合相關(guān)理論和原理確定研究的參數(shù)或者變量。

首先，確定研究問(wèn)題是發(fā)明創(chuàng)造能力培養(yǎng)的首要一環(huán)，在培養(yǎng)中采用兩種形式：一種是由指導(dǎo)教師為提供學(xué)生一些能實(shí)際接觸到且有一定現(xiàn)實(shí)意義的機(jī)械類問(wèn)題，并引導(dǎo)他們對(duì)問(wèn)題進(jìn)行定性分析，以此確定具體研究對(duì)象；另一種是由學(xué)生根據(jù)自己的興趣自主選擇需研究或解決的問(wèn)題，充分發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)新或求知的能動(dòng)性，但需要指導(dǎo)教師與學(xué)生共同討論判斷所提出的問(wèn)題是否具有創(chuàng)新性、研究?jī)r(jià)值及應(yīng)用性。一定要從實(shí)際出發(fā)引導(dǎo)或者協(xié)助學(xué)生在自己的視野和知識(shí)范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并對(duì)問(wèn)題作進(jìn)一步的分析、判斷，逐步鍛煉其獨(dú)立自主發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題的能力。

其次，采用合理可行的方案解決問(wèn)題是發(fā)明創(chuàng)造能力培養(yǎng)的關(guān)鍵一環(huán)。需要選擇合適的研究方法來(lái)確定合理可行的技術(shù)方案。主要的研究方法有實(shí)際系統(tǒng)試驗(yàn)方法和模型系統(tǒng)試驗(yàn)方法。其中，前者的結(jié)果可以直接確定研究參數(shù)的定量關(guān)系，后者主要對(duì)模型進(jìn)行仿真研究，取得的結(jié)果是確定研究參數(shù)定量關(guān)系的重要依據(jù)。針對(duì)學(xué)生該如何下手進(jìn)行研究的問(wèn)題，指導(dǎo)學(xué)生先從模仿已有研究成果開始，然后在模仿的基礎(chǔ)上進(jìn)行思考、總結(jié)和批判并對(duì)模仿對(duì)象提出局部改進(jìn)設(shè)計(jì)的方案。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實(shí)際問(wèn)題提出顛覆模仿對(duì)象原理的獨(dú)創(chuàng)性解決方案，并采用科學(xué)的研究方法進(jìn)行深入地探究。應(yīng)當(dāng)注意，培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，不能一蹴而就，應(yīng)該將理論、模仿、消化吸收與再創(chuàng)新以及獨(dú)立創(chuàng)新結(jié)合起來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)綜合培訓(xùn)。

最后，總結(jié)創(chuàng)新成果并獲得國(guó)家專利是發(fā)明創(chuàng)造能力培養(yǎng)的重要一環(huán)。撰寫技術(shù)文件和成果總結(jié)是對(duì)學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的一個(gè)全面總結(jié)和提高。撰寫技術(shù)文件過(guò)程可以系統(tǒng)地檢查和總結(jié)整個(gè)創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程是否科學(xué)合理、是否還有需要進(jìn)一步解決的問(wèn)題等。成果總結(jié)的培訓(xùn)也是從模仿文獻(xiàn)資料開始，再由指導(dǎo)老師對(duì)學(xué)生撰寫的初稿提出全面修改意見。在指導(dǎo)過(guò)程中，向?qū)W生講解清楚技術(shù)文件各部分的作用、表述的方式以及專業(yè)技術(shù)詞匯的應(yīng)用等多方面的知識(shí)。以學(xué)生撰寫為主，以指導(dǎo)教師提出改進(jìn)意見為輔，經(jīng)過(guò)反復(fù)的修改形成專利申報(bào)文件。

三、總結(jié)

本文以廣西師范大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)為研究對(duì)象，結(jié)合廣西區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略和經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展需求，以發(fā)明創(chuàng)造能力為培養(yǎng)目標(biāo)，以學(xué)科競(jìng)賽和校企合作科研項(xiàng)目為載體，將問(wèn)題意識(shí)與創(chuàng)新思維訓(xùn)練引入專業(yè)課教學(xué)，提出優(yōu)化和改革機(jī)械類本科專業(yè)的課程體系和培養(yǎng)方案，完善培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的管理模式并建設(shè)特色鮮明的機(jī)械專業(yè)本科人才的創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式的完整體系。

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