基于綜合項目的大學生創新與實踐基地人才培養模式探索

張彥斐　宮金良　魏修亭　高軍

摘要為培養基礎厚、能力強、素質高、具有創新精神的應用型高級專門人才，構建并實施了基于項目的“素質、知識、能力”三位一體機電一體化產品大學生創新與實踐基地人才培養模式，取得了圓滿的效果。

關鍵詞培養模式創新實踐項目合作

隨著科技的發展，大量信息技術、計算機技術等現代技術已經融入了機械工程領域，使機械工程的內涵發生了巨大變化，工程實踐能力的內涵也更加豐富，不僅包括操作能力，更重要的是利用先進技術解決工程實際問題的能力和創新能力。這就要求高等院校對工程類學生的培養體系、課程設置進行大的變革。然而學生在校學習的總學時數有明確的約束，這就使得很多課程學時少、周期短。這么多的新課程使得學生疲于應付，形成了為考試而學習的現象，考試成為學習終結的標志。

學生工程實踐綜合能力是高校人才培養的關鍵，各高校非常明確要培養合格的工程技術人才，必須在注重理論學習的同時強化實踐鍛煉。但是，由于科學技術相關的課程多，教學周期短，很難開展有成效的實踐教學。即便是有些課程能開展一些實踐教學，也只能僅僅是將其作為一種驗證性實踐。學生對實踐充滿熱情，但是目前缺乏能承載系統的、能把各科相關知識整合進而綜合運用的培養學生工程實踐綜合能力的平臺。

本文將介紹我校基于項目的機電一體化產品大學生創新與實踐基地人才培養模式，為培養具有較強實踐能力和創新能力的復合人才提供借鑒。

1 基地建設理念

大學生機電一體化產品創新實踐基地是在我校教務處和機械工程學院共同支持下創建的一個教育示范區，基地建設堅持“自主、開放、創新”的原則，堅持學生為主體、指導教師為導向的培養模式，充分發揮學生自主學習與獲取信息的能力。

1.1 突出學生主體性

學生是創新與實踐基地各項活動的主體，在基地的組織機構、運行方式、制度管理、教學內容等方面，突出學生主體理念，通過有效的組織和引導，使各項創新實踐活動都以學生自主設計、自行組織來完成，使學生由被動接受轉變為自主式的研究學習。

1.2 強化自主創新，形成特色

學生自主創新實踐是機電一體化產品創新與實踐基地運行的核心主題。在創新與實踐基地中，各項活動都積極倡導學生自主學習、勇于創新，注重學生的創新意識、團結協作能力的培養，力求為學生創造一個自由、開放的實踐空間，激發和釋放學生的創新熱情。

（1）突出創新。機電一體化產品創新與實踐基地建設將根據創新人才培養的規律和大學生的特點，在基地的管理和運行模式、活動內容的設計安排以及組織實施上，進行大膽改革和探索，使之真正成為培養創新人才的基地和搖籃。

（2）注重特色。機電一體化產品創新與實踐基地建設根據學校的辦學定位與辦學特色，以及學科專業優勢和特色，與學校創新人才培養工作、課程體系、教學內容、教學方式方法等各項教學改革有機結合起來，有針對性地、創造性地進行人才培養模式改革試驗，努力形成具有自己特色的大學生創新實踐基地，形成一批富有特色的機電一體化產品創新成果。

1.3 運行機制-開放共享

機電一體化產品創新實踐基地建設充分發揮了資源優勢和特色優勢，實現資源共享。堅持以學生為本，根據學生興趣特長，不局限學科專業，鼓勵所有學有余力的學生跨院系、跨專業、跨年級進入基地開展創新實踐活動，使各類專業的學生各取所需，各展所長。機電一體化產品創新與實踐基地服務于全校機電類相關專業，為更多學生提供實踐機會，培養更多創新人才！

2 基于項目的實踐與創新型人才培養模式

該基地從學生的知識和技能培養兩方面出發，有重點地設計了獨特的培養模式，該培養模式的特色在于讓學生在培養過程中完成一個完整的項目，使得學生在掌握專業知識的同時，培養解決實際問題的能力。

具體實施過程如下，首先選拔2～3名在基地已經鍛煉過一年的優秀高年級本科生、2～3名優秀低年級剛進入基地的本科生組成項目研發團隊，并選拔項目負責人。項目的選擇根據所參與學生的技術特長和導師指導能力進行確定，并由導師和學生協商確定項目內容和實施步驟等。由指導教師指導項目組詳細的規劃項目實施過程、人員安排分工等。要求每位學生了解項目的實施過程，從面上掌握所需完成項目的關鍵技術、任務目標等，同時，要求學生本人根據個人興趣特長負責其中某一模塊，并達到精通的程度。對學生的訓練主要從以下三大創新模塊進行。

2.1 方案規劃與創新模塊

機電一體化產品的應用領域非常廣泛，可以用于與我們生活最接近的清潔、服務、搬運、護理、娛樂等很多方面，學生完全可以發揮自己想象，拓展機電一體化產品的應用范圍。比如在機電一體化產品結構設計上，可以采用不同的結構和聯結方式，采用串聯或并聯的形式，得到不同的機械結構，這些往往是對機械原理、機械設計、理論力學、材料力學等關鍵基礎課程的綜合利用，學生根據這些基礎理論，完全有能力創造出新穎的機電一體化產品機構，甚至獲得國家專利。

本模塊的培養目標重點面向創新意識、組織管理能力、交流協作能力，尤其強調學生創新思想的培養，鍛煉學生如何發現問題并提出解決方案的能力。

2.2 機械設計與仿真模塊

在方案規劃與創新模塊提出創新方案后，通過機械設計與仿真組進行具體實施。學生要對方案完成三維原理圖設計、結構設計、運動原理分析與動畫仿真，然后繪制機電一體化產品工程圖，最后到工廠進行機械加工制造。在整個制作過程中，學生將會積極開動腦筋，充分發揮自己的創新能力和動手能力。

本模塊的培養目標重點面向學生機械設計綜合工程技能、團隊協作能力、自主學習能力等。

2.3 電路設計與程序模塊

在機械設計與仿真組進行機電一體化產品樣機虛擬仿真的同時，電路設計與程序組解決如何讓設計的機電一體化產品按預定的方案運動起來。學生將主要進行控制方案、電路設計、編寫程序等方面的鍛煉。在機電一體化產品控制上，學生可以采用計算機板卡控制、PLC控制，也可以采用單片機控制等，每一種控制方案，每一種控制算法，都可以鼓勵學生在原有的成熟的理論基礎上進一步思考，并獲得突破達到創新的目的。通過親自動手焊接電路和計算機編程控制機電一體化產品，使學生的創新精神和實踐能力得到鍛煉。

本模塊的培養目標重點面向學生電氣控制綜合工程技能、團隊協作能力、自主學習能力等。

3 培養效果

我校機電一體化產品創新與實踐基地自2007年開始建設，五年多來，發展迅速，成果豐碩，成為學院乃至學校的一大亮點。進入基地訓練學生達400多人次，該基地的學生先后在全國三維數字化創新設計大賽、“挑戰杯”全國大學生創業計劃競賽、中國機器人大賽暨RoboCup公開賽、山東省大學生機電產品創新設計競賽、山東省大學生機器人大賽等大學生科技競賽活動中，獲得國家及省部級獎項100余項。務實的作風和驕人的成績已引起社會各屆的廣泛關注，山東省人事廳、教育廳相關領導、國內國外諸多學者、高校訪問團等先后到基地考察、指導，并對該基地建設給予了高度評價。

機電一體化產品創新與實踐基地通過成果展示區，展示各類機器人競賽的獎狀、獎杯、圖片、機電產品創新實物樣機，每一個項目由項目總負責學生負責接待學生參觀團的參觀講解。鍛煉學生對專業知識掌握后的表達能力。學生負責給來參觀的學生進行講解更有說服力，這使參觀學生感受到，只要自己有興趣，有毅力在創新與實踐基地中踏踏實實去鍛煉，就會有所收獲。

機器人創新區取得的成果也及時進行資料整理，裝訂成冊，總結經驗，并在此基礎上讓學生進一步創新設計、改進，鼓勵學生提出全新設計方案。完成的作品則可以繼續作為下一屆學生的參考作品，激發學生創新意識和創作興趣，實現“教師指導——學生設計——教師再指導——學生再設計”的良性發展。

4 結束語

基于項目的培養模式不但可保證學生在知識領域的全面性和深入性，同時在項目規劃和實施中其創新能力和領導協作能力都能得到極大的鍛煉，也取得了良好的效果，部分學生憑借突出的工程實踐能力獲得到大型企業就業的機會，部分學生擁有扎實的工程實踐技能、授權的專利證書和國家、省部級大賽獲獎證書，在考研復試中被優秀碩士、博士生導師選中，在創新實踐基地鍛煉過的學生，其知識、能力、素質都普遍高于其他學生，出現了用人單位爭著要，研究生導師搶著要，國外大學也歡迎的局面。

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