依托機械創新實驗室培養大學生創新能力

劉財勇　張榮沂　齊建家　段成燕　王靜

摘 要：近年來，大學生創新意識和創新能力的培養引發社會各界越來越多的關注。圍繞機械創新實驗室的建設與管理，以創新實驗室為平臺開展大學生創新實踐活動，提高學生參與創新實踐活動的積極性，加強創新意識和創新能力的培養，進而促進學生專業發展能力的提高，取得了良好的成效。

關鍵詞：創新意識；創新能力；機械創新實驗室；建設與管理

中圖分類號：G640 文獻標志碼：A 文章編號：1002-2589（2016）07-0226-03

目前，我國經濟發展進入新常態，產業結構調整不斷深入，只有不斷創新才能推動社會經濟不斷向前發展。為了適應這一變革，擔負人才培養重要使命的高校，也在不斷調整人才培養目標，將培養創新意識、創新能力和實踐動手能力融入教育教學的全過程。近年來，許多高校對創新人才的培養進行了有益探索，從多方面、多平臺、多途徑等角度探討大學生創新能力培養，既使學生普遍受益，又根據學生特點實現針對性培養，取得了很好的效果[1-3]。本文著重探討黑龍江工程學院近年來圍繞機械創新實驗室建設，培養機械類專業大學生創新意識、創新能力和實踐動手能力的舉措，以及取得的一些成績，借以拋磚引玉。

一、以創新實驗室為平臺，開展大學生創新實踐活動

開展大學生創新活動，需要有良好的創新活動基地，以及配套必要的儀器設備等硬件條件。2010年，機電工程學院在學校的支持下建立“機械創新實驗室”，為開展大學生創新活動創造了這樣的條件。學校在教學、科研用房十分緊張的情況下，整合校內資源，在教學實驗樓劃撥出兩間專用實驗室，約140m2作為機械創新實驗室。學校還積極籌措資金，充分利用好中央財政資金和校內辦學經費，在原有數控車床、數控銑床、加工中心、激光切割機、線切割機等機械類加工設備的基礎上又先后投入二百余萬元購買慧魚套件、未來伙伴創新套件、三自由度運動平臺等可擴展式實驗儀器設備，同時，積極調動教師積極性，自制3D打印機、雕刻機、木隼機等小型加工設備。新建的機械創新實驗室由兩部分組成：創新設計坊和創新制作坊，如表1所示。

1.創新設計坊

創新設計坊是培養學生創意和創新設計能力的主要場所，設計坊提供慧魚套件、未來伙伴創新套件、三自由度運動平臺等可擴展儀器設備平臺，以及臺式計算機、機加和電訊工具包等基本工具。在這里，學生們可以通過以下兩種方式把課堂上學到的先進設計理念和設計方法，在自己努力或者團隊伙伴們的共同參與下，運用到具體的設計和工作之中，實現設計從理性到感性的新認識。一是在計算機上運用機電類設計軟件進行數字模型的設計和仿真，并以二維或三維圖形的方式顯示；二是根據創意和創新設計方案，運用慧魚套件、未來伙伴創新套件等工具搭建仿真模型，使創意和創新設計具體化。

2.創新制作坊

創新制作坊是培養學生實踐動手能力的主要場所，制作坊為學生提供數控車床、數控銑床、加工中心、激光切割機、線切割機、3D打印機、雕刻機、木隼機等加工設備，以及機加和電訊工具包等基本工具。在這里，學生們在教師的指導下學習各種機械加工設備使用、維護和保養技能，學習布線、焊接等電子技術，通過個人實踐最終把創意和創新設計方案以成品樣機的形式展現出來。

二、以團隊和項目為載體，開展大學生創新實踐活動

創新活動是培養大學生創新意識、提升大學生創新能力的有效手段，而實驗室是高等學校實施素質教育、培養學生創新能力和實踐動手能力的重要基地。在機械創新實驗室中，主要采取團隊運行式和項目運行式兩種方式開展大學生創新活動，兩者區別如表2所示。

1.團隊運行式

許多高校都采取大學生創新團隊（或者大學生科技類社團）的組織形式開展學生科技創新活動，這種方式稱為團隊運行式。采取團隊運行式開展大學生創新活動有利于為學生的科技創新活動吸引資金、場地等各類資源，有利于團隊經驗傳承、凝聚團隊合力，有利于擴大團隊規模和影響力。團隊運行式主要在較為成熟、具有較大影響和廣泛參與面的大學生競賽活動和專題活動中采用，如機器人比賽、飛思卡爾智能車比賽等。我校機械工程學院“工程學人”是面向機械類專業全日制學生的科技創新團隊，一般情況下，團隊成員有50人左右，主要來自于大一、大二和大三年級的學生，以機械創新實驗室為基地，開展機械設計和機器人比賽活動。團隊有指導教師3人，經常開展相關培訓和實踐活動。而在參與比賽前，會根據比賽規則進行先期選拔，組成隊伍代表學校參加比賽。

2.項目運行式

與團隊運行式相比，項目運行式則內容廣泛，管理分散，有嚴格的時間上的進度要求，學生一般都在教師的指導下采用小型結隊的方式開展項目研究[4]。項目運行式能夠讓學生了解、熟悉科研工作全過程，鍛煉學生的科研創新能力和意志品質。其在時間、空間把握上更加靈活，往往是根據相關的項目來安排，按照項目開展計劃來組織實施。我校采用項目運行式開展大學生創新活動主要包括畢業設計實做項目、教師科研子項目、大學生創新創業訓練計劃項目和大學生科技競賽等。畢業設計實做要求學生真題真做，從畢業設計題目構思、方案設計，直至制作樣機到功能實驗，實現一定的功能，同時還完成開題答辯、論文撰寫、論文答辯等過程訓練；教師科研項目由教師從科研項目中劃分出小的適合學生能力的子項目，由學生或者學生團隊在教師指導下開展科研訓練；大學生創新創業訓練計劃項目包括校級、省級和國家級三級創新訓練計劃項目，學校采取“興趣驅動、重在過程”的原則，對通過立項的項目提供專項研究經費，資助學生在教師指導下完成項目的研究過程；大學生科技競賽主要是各類學科競賽，學校通過校內選拔，資助優秀的隊伍代表學校與校外其他隊伍真刀真槍地競技，培養創新能力的同時錘煉不怕辛苦、勇于爭先的意志品質。

三、以管理和激勵為手段，開展大學生創新實踐活動

機械創新實驗室不同于一般的專業實驗室，其既要考慮普遍性，又要體現特殊性。所以，在與專業教學相結合、保障專業教育順利進行，使學生普遍受益的同時，又要做好實驗室開放工作，為部分學有余力、善于思考、勤于動手的同學有針對性地提供鍛煉機會，使其在更廣闊的舞臺上得到歷練和成長，促進創新能力和實踐動手能力的提高[5]。因此，如何管理好機械創新實驗室，使其在創新人才培養中發揮出更大的作用，尤為重要。

首先，本著“以生為本”的原則，根據我校《實驗室開放管理暫行規定》要求，機械創新實驗室向學生免費開放，學生根據興趣自主選擇項目，或者結合教師的科研項目開發子項目，與實驗室管理教師預約，并按時進入實驗室利用實驗室資源，自行設計、實驗，開展項目研究工作[6-7]。其次，對機械創新實驗室中開展的創新實踐活動實行“導師制”管理，實驗室的日常管理安排專門的實驗教師，實驗室對學生開放時由實驗教師和指導教師共同負責。第三，為促進學生參加創新實踐活動的積極性，學校設立大學生創新創業訓練計劃專項經費鼓勵學生自主立項，并出臺了《大學生科技競賽管理辦法（試行）》《課程認定及學分轉換管理辦法（暫行）》《綜合教育學分管理辦法》等管理辦法，對參加大學生科技競賽項目、大學生創新創業訓練計劃項目等創新實踐活動，并達到相關標準的學生予以相關課程認定、成績認定和學分認定，鼓勵、引導學生積極參加各類創新實踐活動，推動第二課堂中的創新教育深入開展，目前已有近十名競賽獲獎的學生辦理了課程加分手續。

四、結語

經過幾年依托機械創新實驗室培養學生創新能力的實踐活動，機械類專業創新人才的培養取得了較好的成效。創新實驗室開放時間不斷增加，調動了學生參與創新實踐活動的積極性，學生創新精神、創新能力和實踐動手能力不斷提升，進而促進了學生專業發展能力的提高。2012年至2015年，我校機械工程學院共立項大學生創新創業訓練計劃項目65項，其中國家級項目16項，省級項目10項。學生參與全國三維數字化創新設計大賽、全國“TRIZ”杯大學生創新方法大賽、全國機器人錦標賽等科技競賽共獲得國家級獎項18項，省級獎項24項。除此之外，近年來畢業設計中的實做項目全部在機械創新實驗室完成，部分優秀作品如3D打印機、雕刻機、多旋翼飛行器，已應用在本專業的實踐教學中，并在《黑龍江日報》《生活報》等媒體上廣泛報道，產生了廣泛的社會效應。

參考文獻：

[1]李國鋒， 張世英， 李彬. 論基于學科競賽的大學生創新能力培養模式[J].實驗技術與管理， 2013（3）.

[2]鄧湘，唐宇.從指導大學生創新性實驗項目談創新能力培養[J].中國電力教育，2013（10）.

[3]鄒廣平，夏興有.試論大學生創新能力培養模式[J].黑龍江高教研究，2010（3）.

[4]王泰鵬.大學生課外科技創新活動指南（機械、近機械類專業）[M].北京：北京理工大學出版社，2012.

[5]任佳，王杰，梁勇.多途徑加強大學生創新能力培養初探[J].實驗室研究與探索， 2014（2）.

[6]劉景艷，張偉，李玉東.基于開放實驗室的大學生創新能力培養[J].實驗科學與技術，2015（6）.

[7]李舜酩，王亞彤. 抓好創新基地建設 促進大學生創新能力提高[J].實驗室研究與探索，2010（12）.