張善文 李益民 汪小會 宋愛平 周建華 張燕軍 張劍峰

摘 ?要：針對機械專業(yè)大學生科創(chuàng)教學過程中存在的問題，結(jié)合實踐案例，對培養(yǎng)大學生科創(chuàng)能力的教學方法進行了探討。采用了培養(yǎng)調(diào)研能力，集中時間做科創(chuàng)，用成果激勵學生、模板教學和畢業(yè)設(shè)計（論文）完善科創(chuàng)等方法。這些方法可提升大學生科創(chuàng)能力，提高學生學習積極性、主動性和創(chuàng)新教育質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：機械專業(yè);大學生;科創(chuàng)能力;教學方法

中圖分類號：C961 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2019）20-0038-03

Abstract： Aiming at the problems existing in the process of science creation teaching for mechanical major college students， the teaching methods of cultivating students' science creation ability are discussed in combination with practical cases. It adopts the methods of cultivating research ability， concentrating time on scientific creation， encouraging students with achievements， template teaching and graduation design （thesis） perfecting scientific creation. These methods can improve students' ability of science creation and their learning enthusiasm， initiative and quality of innovation education.

Keywords： mechanical major; college students; creative ability; teaching method

一、概述

創(chuàng)新是民族進步的靈魂，是一個國家興旺發(fā)達的不竭源泉，也是中華民族最深沉的民族稟賦，青年是社會上最富活力、最具創(chuàng)造性的群體，要有敢為人先的銳氣，開拓進取，理應走在創(chuàng)新創(chuàng)造的前列[1]。各高等院校在培養(yǎng)大學生實踐能力，尤其是科技創(chuàng)新能力方面投入了大量人力和物力資源，建立了各自的科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)工廠，產(chǎn)生了眾多新穎的科技成果，有些成果也被科技企業(yè)所認可，并進行推廣應用。另一方面，大學生本身對科技創(chuàng)新的熱愛，也會積極參與科技創(chuàng)新活動，在創(chuàng)新實踐中體會知識的價值和力量，并得到自我成長。目前，通過課外科技創(chuàng)新活動提高大學生的科技創(chuàng)新能力已成為社會和高校的共識[2，3]。

二、培養(yǎng)機械專業(yè)大學生科創(chuàng)能力的作用

近年來，國內(nèi)很多高校均開展了不同專業(yè)的科創(chuàng)活動，目的是通過各專業(yè)科創(chuàng)活動提高學生在本專業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)本專業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新人才?？苿?chuàng)活動對于機械專業(yè)大學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有積極作用，主要體現(xiàn)在以下四個方面。

1. 培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。創(chuàng)新行為不是憑空出現(xiàn)的，學生有創(chuàng)新的想法后才會想著怎么去做，需要哪些知識去實現(xiàn)。而創(chuàng)新想法也不是想有就有的，需要有創(chuàng)新意識，主動思考才會產(chǎn)生。與傳統(tǒng)課程學習相比，科創(chuàng)活動中遇到的問題，需要學生主動去想辦法解決，所需知識需要主動去獲取。學生有非常明確的學習目標，效果自然不差。老師的作用僅做指引，而不是把什么都告訴學生，然后學生照做一遍?？苿?chuàng)這種學習模式有助于培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，提高學習的積極性和主動性，提高大學生的創(chuàng)新意識。

2. 培養(yǎng)學生的創(chuàng)新實踐能力。創(chuàng)新是從實踐中產(chǎn)生的。目前，機械專業(yè)的很多課程與工程實踐聯(lián)系不緊密，過于強調(diào)理論知識，學生學習后，對于復雜的工程問題不會簡化成簡單的理論模型。科創(chuàng)活動與實際工程聯(lián)系緊密，甚至直接與生產(chǎn)或者工程實際相關(guān)。這樣，學生在實際工程背景下發(fā)現(xiàn)實際工程問題，利用所學知識解決實際問題，對于理論知識理解更深刻，有效彌補了課堂脫離實際的缺點。在實踐過程中，通過實際問題可以激發(fā)學生的學習興趣和創(chuàng)造力，培養(yǎng)其創(chuàng)新實踐能力[4]。

3. 培養(yǎng)專業(yè)創(chuàng)新人才。實踐過程中遇到的問題絕大部分都不是一次就能解決的，需要投入大量的時間和精力。有時候一個實驗做了很多次也不能成功，毅力差的學生甚至中途退出。這就需要學生有足夠的耐心和很強的抗挫折能力。同時，科創(chuàng)活動中，學生需要和導師、同學溝通與分工合作。這樣，可以培養(yǎng)學生的交流和團隊合作能力。通過科創(chuàng)實踐，學生的知識水平、專業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新能力都會得到提升，綜合素質(zhì)得到很大提高，可以培養(yǎng)出社會需要的創(chuàng)新人才。

4. 提高本科畢業(yè)設(shè)計（論文）質(zhì)量。畢業(yè)設(shè)計（論文）是機械專業(yè)人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，是大學生學業(yè)完成情況的重要指標，同時也是檢驗本專業(yè)教學效果的評價方法。學士學位論文在一定程度上體現(xiàn)大學生創(chuàng)新能力，但在其發(fā)展過程中，卻出現(xiàn)了畢業(yè)設(shè)計（論文）質(zhì)量下降的現(xiàn)象，即使有些高校進行了整改，效果仍舊不理想。主要原因是學生對畢業(yè)設(shè)計（論文）重視不夠;抄襲和拼湊比較嚴重;時間短，對課題理解不夠深入;資料檢索能力，總結(jié)和寫作能力差。在大學階段，經(jīng)過科創(chuàng)訓練的學生，在畢業(yè)設(shè)計（論文）時，能夠深入理解畢業(yè)課題，具有很強的文獻檢索能力，寫作能力，設(shè)計能力等。因此，科創(chuàng)活動可以在很大程度上提高本科畢業(yè)設(shè)計（論文）質(zhì)量，提高機械專業(yè)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

因此，科技創(chuàng)新能力不僅反映大學生對專業(yè)知識掌握的情況，獨立發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力，而且也能反映學校的創(chuàng)新教育質(zhì)量。在大學生科創(chuàng)實踐中，如何采用合適的教學方法以培養(yǎng)大學生科技創(chuàng)新能力，提高創(chuàng)新教育質(zhì)量，是值得探討的問題。

三、大學生科創(chuàng)實踐教學過程中存在的問題

目前，大學生科技創(chuàng)新活動已成為各高校培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的重要途徑。大學生科創(chuàng)活動是理論與實踐相結(jié)合的綜合環(huán)節(jié)，在教學過程中存在的主要問題有以下幾點。

1. 缺乏專業(yè)知識。學生一般在大一或大二開始參加科創(chuàng)活動，大一主要學習基礎(chǔ)理論課，大二才開始接觸專業(yè)課，所學專業(yè)課程少，專業(yè)知識面窄，對本專業(yè)認識不深入，不利于科創(chuàng)活動的開展。對于機械專業(yè)的大二學生來說，在科創(chuàng)活動中采用三維軟件建立設(shè)計幾何模型基本沒有問題，但由于缺乏結(jié)構(gòu)設(shè)計的實踐經(jīng)驗，很難設(shè)計出合理的機械結(jié)構(gòu)，設(shè)計方案會有所欠缺。如果再讓他們想辦法去驗證設(shè)計方案，多數(shù)情況下不會有好的結(jié)果。專業(yè)知識的缺乏很大程度上阻礙了科創(chuàng)活動的進行，學生的創(chuàng)新想法也很難產(chǎn)生。

2. 時間分散，科創(chuàng)投入難以持久。學生一般在課余、周末、寒假或暑假才有時間參與科創(chuàng)活動，時間很散，且跨度較大。剛學會或者熟悉的知識或者試驗操作，隔一段時間后可能會遺忘。這樣很不利于科創(chuàng)項目的開展。為了保證大學生科創(chuàng)活動的質(zhì)量，培養(yǎng)其科技創(chuàng)新能力，學生需要投入大量的時間和精力，且時間較長。目前，各高校大學生科創(chuàng)活動均存在投入時間少和精力不足的問題?？苿?chuàng)剛開始時，學生積極性和主動性很高，表現(xiàn)出很高的熱情和興趣。然而，在課程學習、校內(nèi)外兼職工作、考證、考研、出國交換學習和就業(yè)壓力下，學生投入的時間很難保證，科創(chuàng)課題進展很慢。尤其是實驗過程中，經(jīng)過多次實驗也沒有得到理想的結(jié)果，學生的挫折感增加，科創(chuàng)熱情下降。這樣會導致科創(chuàng)課題中途截止，立項而未結(jié)題的科創(chuàng)項目增加，老師帶學生做科創(chuàng)的積極性和熱情也會衰減，甚至不愿意帶學生做科創(chuàng)課題。因此，學校和老師應采取措施保證學生在科創(chuàng)實踐中投入足夠的時間，從而提高培養(yǎng)大學生科創(chuàng)能力的質(zhì)量。

3. 混科創(chuàng)學分。目前，各高校為了提高大學生參與科創(chuàng)實踐活動的積極性和主動性，將大學生科創(chuàng)實踐活動作為課堂外選修課程，參與科創(chuàng)和結(jié)題均有學分。筆者在科創(chuàng)教學過程中發(fā)現(xiàn)：少數(shù)學生只是為了完成科創(chuàng)學分而非主動參與科創(chuàng)項目。這樣不利于科創(chuàng)項目的進行，給同組學生帶來不良影響，增加其工作負擔。因此，學校和老師應采取措施保證參與科創(chuàng)的學生均有責任完成課題，均有任務(wù)分工，做到人人參與，共享科創(chuàng)成果，共同進步。

4. 科創(chuàng)項目申請書、報告和成果撰寫難度大。在大學生階段，缺少專門的課程對大學生進行項目申請書、研究報告、論文、專利和軟件著作權(quán)撰寫的培養(yǎng)。而這些對其畢業(yè)讀研或工作都是很重要的。目前，大學生的科創(chuàng)項目申報書、研究報告等大多由導師或者所帶研究生直接代筆完成。這樣使得大學生在這方面的能力培養(yǎng)被忽視，不利于其綜合素質(zhì)的提高[5]。因此，學校和老師應采取措施加強科創(chuàng)立項、中期檢查、成果撰寫和結(jié)題等項目全過程的指導和培訓，提高大學生科創(chuàng)能力。

5. 科創(chuàng)項目未能完全完成。在大學生科創(chuàng)活動中，經(jīng)常會出現(xiàn)課題尚未完全完成的情況。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因有：大學生專業(yè)課程未完全學習結(jié)束，對科創(chuàng)中用到的相關(guān)知識并不了解;大三第一學期開始，很多學生均開始準備考研，心思已不在科創(chuàng)上，把主要精力和時間投入到考研考試科目的復習中;一部分同學開始準備公務(wù)員考試;少數(shù)同學缺少耐心，堅持不下去。為了讓學生完整地完成科創(chuàng)實踐活動，有必要采取相關(guān)措施。

四、教學方法探討

1. 培養(yǎng)調(diào)研能力

大學生在接觸到科創(chuàng)項目時，一般會用百度等搜索關(guān)鍵詞，尋找與課題相關(guān)資料，這是一種非專業(yè)的途徑。筆者在科創(chuàng)前，會對學生進行培訓，讓學生自己能夠通過常用檢索網(wǎng)站找到課題相關(guān)專利、論文、報告和書籍等。通過閱讀大量文獻資料，學生會有自己的創(chuàng)新想法，這種想法有原創(chuàng)的、借鑒的或融合的。通過訓練，可以在一定程度上彌補大學生在專業(yè)知識上的缺乏，開拓其思路，拓寬其見識，豐富其想象，增強其學習自信心，為科創(chuàng)課題的順利進行打下基礎(chǔ)。這種方法在科創(chuàng)實踐過程中有很好的效果，產(chǎn)生了多項發(fā)明專利的想法。

2. 集中時間做科創(chuàng)

在指導大學生科創(chuàng)過程中，學生時間分散，不利于科創(chuàng)進行。為此，筆者將科創(chuàng)放在大二暑假集中時間進行。在暑假一段時間內(nèi)，對學生進行集中培訓，主要包括：科創(chuàng)調(diào)研、方案設(shè)計、詳細設(shè)計、設(shè)計可行性驗證、專利和論文撰寫等。在執(zhí)行過程中，科創(chuàng)調(diào)研和方案設(shè)計進展比較順利，但限于學生相關(guān)專業(yè)知識的缺乏，詳細設(shè)計和可行性驗證有所欠缺，這兩項內(nèi)容可以在后期畢業(yè)設(shè)計中繼續(xù)完善，屆時所有專業(yè)課都已學完，可以充分利用所學專業(yè)知識，完善科創(chuàng)項目的后期工作，此外，還可以提高畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量[6，7]。

3. 用成果激勵學生

在大學生科創(chuàng)活動中，難免會有混科創(chuàng)分的學生。針對這種情況，在科創(chuàng)前制定合理的規(guī)則，是可以避免的。筆者在實踐過程中，規(guī)定沒有工作的學生在成果中是沒有名字的，成果掛名的先后順序依據(jù)其貢獻大小。此舉在很大程度上激勵了學生參與科創(chuàng)項目的積極性和主動性。在調(diào)研、方案設(shè)計、撰寫專利和論文等過程中，學生都會主動去做，不存在布置的任務(wù)沒有人做的情況。相反，學生還會催筆者給其看方案、報告、專利和論文，形成良好的科創(chuàng)氛圍。

4. 模板教學

大學生對科創(chuàng)論文或?qū)＠淖珜懭鄙傧嚓P(guān)學習，科創(chuàng)活動正好提供了學習機會。筆者主要采用了模仿學習方法，將已發(fā)表的論文或已授權(quán)的專利發(fā)給學生先進行自學，在自學過程中領(lǐng)悟論文或?qū)＠墓潭Ｊ胶妥珜懛椒?，然后按照論文或者專利模板，針對自己的設(shè)計對象撰寫論文或?qū)＠Ｓ胁幻靼椎牡胤?，學生會主動詢問，筆者向?qū)W生做出說明和解釋，學生大都做得不錯。自學能力強的同學一次就能寫好。模板教學在指導大學生科創(chuàng)活動中取得了顯著成效。目前，以大學生為主完成了多項專利和多篇論文。

5. 畢業(yè)設(shè)計（論文）完善科創(chuàng)

大學生在科創(chuàng)活動中，因?qū)I(yè)知識的缺乏，時間不夠，考研等原因，沒有將科創(chuàng)項目完整地做完。將科創(chuàng)項目做為畢業(yè)設(shè)計課題，讓學生繼續(xù)完善科創(chuàng)項目，是一條很好的路徑。此時，學生已經(jīng)學完所有課程，具備完善科創(chuàng)項目的專業(yè)知識，對畢業(yè)課題很熟悉，基本的檢索能力、寫作能力、設(shè)計能力等均已具備，基本具備完成畢業(yè)設(shè)計（論文）的能力。如果學生畢業(yè)時需要考研復試或者找工作，也不會耽誤畢業(yè)設(shè)計。因為課題的前期調(diào)研、方案論證等工作均已在科創(chuàng)時完成，為考研復試或者找工作擠出了時間，基本不會耽誤畢業(yè)設(shè)計的進程。因此，用畢業(yè)設(shè)計（論文）來完善大學生科技創(chuàng)新實踐活動，一方面可以讓學生完整地參與一個科創(chuàng)項目，另一方面可以很大程度上提高畢業(yè)設(shè)計（論文）質(zhì)量。筆者采用此方法，極大地提高了帶學生做畢業(yè)設(shè)計的效率和效果，實現(xiàn)了“老師教得輕松，學生學得輕松”。除了學生產(chǎn)出的專利和論文成果外，還產(chǎn)生了一個校優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計，同時推薦為省優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計。

五、結(jié)束語

本文通過分析機械專業(yè)大學生科創(chuàng)教學過程中存在的問題，結(jié)合實踐教學，采用五種教學方法提升了大學生科創(chuàng)能力，提高了學生學習積極性、主動性和創(chuàng)新教育質(zhì)量。培養(yǎng)調(diào)研能力可以使學生產(chǎn)生自己的想法;集中時間做科創(chuàng)可以使學生心無旁騖地開展科創(chuàng)項目;用成果激勵學生可使學生積極主動參與科創(chuàng)項目，形成良好科創(chuàng)氛圍;模板教學可使學生很好地掌握論文和專利寫作技巧，并產(chǎn)出科創(chuàng)成果。畢業(yè)設(shè)計（論文）完善科創(chuàng)可以讓“老師教得輕松，學生學得輕松”，很大程度上提高畢業(yè)設(shè)計（論文）質(zhì)量。以上方法在大學生科創(chuàng)教學過程中的使用取得了很好的教學效果。

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