機械工程類專業人才創新能力的培養策略

賈輝　陳蓉

課題：本研究得到2017年山東省青少年規劃課題：《機械工程類人才創新能力培養的研究》（編號：17AJY113）課題支持。

機械制造業是國民經濟發展的基礎，其發展水平已經成為衡量一個國家綜合實力的主指標之一。21世紀機械工程呈現高端化、系統化、人性化和可持續化的發展趨勢，對機械人才的知識、能力和素質提出了新的要求。本文以深化對創新能力的認識、探尋可行的途徑為目標，系統開展提升機械工程類專業人才創新能力策略及路徑的研究。

一、創新導向的現代工程教育觀

創新能力是人才培養的本質要求，應該在準確理解和把握創新要求的基礎上，加快樹立現代工程教育觀，為構建科學的創新人才培養體系提供理念支撐。

1.機械工程教育要回歸工程

我國當前的工程教育與美國20世紀80年代的境遇極其相似，工程教育學術化傾向明顯，懂實踐、會創新的人才偏少，工程教育質量面臨很大的挑戰。為此，必須繼續深入推進機械工程教育“回歸工程”，將人才培養過程進一步“工程化”“創新化”。創新與創造是工程師的責任和使命，創新能力是工程人才培養中必須堅守和加強的一環。要以工程能力的培養為基礎，加強知識應用能力、動手操作能力和工程實際問題處理能力的訓練；要以創新能力的培養為核心，充分認識創新能力養成的必要性和艱巨性，將其培養作為一項長期堅持的目標任務，以創新能力為抓手，促進全面能力的生成。

2.機械工程教育要全程體現創新

創新本質要求機械工程教育全程體現創新。一方面，創新能力要作為培養的終極目標全面滲透到工程人才培養的各個環節，在培養方案、課程設置、教學內容、教學方式、實踐教學、教學評價等方面充分體現對創新能力的要求，形成創新能力養成的合力，為創新能力訓練提供良好的環境。另一方面，機械工程教育自身也需要創新，在創新能力培養方式的探索中，應按照該專業的實際情況，積極借鑒國外先進的理念和做法，盡快摸索出一套切實可行、富有特色的教育模式。

3.機械工程教育要培養全面的創新能力

人才培養規格要求全面把握創新能力，重視創新內在的非智力因素的培養。必須轉變對創新能力的狹隘理解，對創新過程中的態度、意愿、動機、興趣、價值觀以及更高層次的工程精神與創新意識予以更多關注。在課堂教學和實踐教學的過程中，保護學生的創新熱情，培養學生的創新興趣，激發學生的創新靈感，訓練學生多角度，發散式思考問題的習慣。

二、學一做一思一創的四層級培養架構

基于構成創新能力的要素，將其培養過程分為緊密聯系、環環相扣的四部分，通過“學一做一思一創”四個層級的培養方案，促進創新能力的生成和強化。其中“學”注重的是完整機械工程知識體系的接受和領悟；“做”注重的是知識的應用和能力的訓練；“思”是對“學”和“做”的科學歸納和反思，是創新動機的激發階段，也是創新思維的養成階段；“創”是將前三個階段的成果轉化成真實的創新能力的關鍵，是創新的行為習慣和行為模式的形成階段。同時，加強創新環境和創新文化建設，完善評價和監控機制，逐步構成完整的能力訓練架構。整個架構以現代工程教育觀和CDIO教育理念為指導。

1.學：過程式教學改革

知識是創新的基礎，講授哪些知識，采用怎樣的編排才能形成堅實的創新基礎，是課程體系改革重點關注的問題。一般將課程體系的編排方式分為層級式、過程式和模塊式，分別適用于理科、工科和人文社科。

工程教育改革的最大前提在于，現代工程師總是在領導和從事產品，過程和系統的構思、設計、實施和運作中的一個或多個環節。“回歸工程”的發展趨勢要求課程體系必須更加接近真實的工程過程，而工科廣泛沿用的層級式課程設置不利于綜合工程能力的形成。

根據教育理念的要求，加強過程式課程的設置和優化，以機械產品的生命周期為主線加強課程的連貫性、系統性和實踐性，因此將機械設計制造及其自動化專業的課程按模塊作如下調整：傳統的課程體系以“行”為單位自上而下編排，過程式的課程則以“列”為單位自左至右進行，更貼近工程實際，有利于工程能力和創新能力的形成。

2.做：能力導向的實踐教學體系

實踐教學的質量決定了工程人才的培養水平，通過“做”和“練”，知識才能得到鞏固和應用，能力才得以提高。當前，機械工程人才培養的實踐環節問題頗多，實踐平臺建設不足，管理混亂，實踐教學組織不科學，內容陳舊，考評機制不完善，創新意識和創新能力無法通過工程實踐得到有效提升等，逐步成為制約工程師培養質量的主要障礙。

為此，提出以工程能力和創新能力養成為目標的實踐教學模式，深化工程實踐教學體系改革。為了促進外企中工程實踐教育中心的工作，建議做好以下工作：成立專門的外企對接服務機構，開展各層次，各類型的合作；與外企共同實施機械工程教育各教學環節和工程教育改革；組建國際化的企業導師隊伍，聘請優秀的工程外教入校任教，服務更多學生；加強國際理解教育，鼓勵學生感受國外優良的工程傳統和工程文化，同時展示我國工程人員的風采；加強與其他共建高校（指同一外企與不同高校成立多個工程實踐教育中心的情況）的合作與交流。

3.思：創造性思維和創造性方法的培育

創造性思維是創新能力的重要組成，是創新機械工程工程人才培養的關鍵環節。通過“邊學邊做”“學中做”“做中學”等環節，學生的創新思維得到了一定訓練，但是還缺乏專門創新思維和創新技法方面的指導。目前注重進行該方面工作的高校不多，成果還不突出。根據卓越機械工程師的培養要求，應重點加強的創新思維包括逆向思維、批判性思維、超前思維、發散思維、靈感思維等，利用“一把舊牙刷的所有用途”“尋找一種溝通兩岸交通的最佳方式”“設計未來的剃須刀”以及一些創新案例，激發學生的創新欲望，傳授普遍意義的創新方法。

4.創：工程創新項目培養創新技能

學生參與科學研究和創新項目是提升知識的應用能力、積累工程經驗的有效措施，同時豐富多彩的創新項目也是校園文化的體現，是創新能力提高的重要環節。除了上文提到的創新性試驗，還包括了導師指導下自主完成項目設計、研究準備、項目實施、報告撰寫、成果交流等一系列活動的創新訓練項目，各類型各層次創新競賽活動和類似美國高校的學生科研項目、社會創新實踐等等。

開展工程項目的過程中，一是要以增長知識、提升創新素質為目標，積極創新活動形式和內容，不求盲目擴大規模，只求辦出特色，辦出水平；二是以活動為載體，以團隊合作為主要模式，體現不同學科、不同專業、不同層次的學生的交流與溝通，甚至嘗試向外校學生開放；三是讓學生參與活動本身的計劃、組織、實施、管理和評估的全過程，在提升工程能力的同時培養人際溝通與表達能力；四是要提升學生參加創新活動的積極性，針對積極性不高的內在原因，加強競賽重要性的宣傳和準備方面的指導，將創新項目納入課程計劃并附加學分，對創新成果的嘉獎方面加大力度；五是發揮好活動的評價和激勵功能，不僅要積極總結經驗，而且要做好成果的發表和后續轉化工作，有的甚至可以作為進一步創業的基礎加以實施。