三本工程类学生创新能力培养的探索与实践

2022-09-10

三本工程类学生是指第三批工程类本科学生, 由于入学之初大部分同学基础弱、底子薄, 所以其培养目标基本上是以培养高级创新型应用人才为主。目前, 高等学校正在不断深化教育体制改革, “宽口径、厚基础、强能力、高素质”已成为高校培养人才的模式和方向。一些高校在本科教育中采用按大类招生及培养模式, 即在高考录取时不分专业, 学生进校经过大一、大二两年基础课程的学习, 大三时再根据自身条件和社会需求选择专业。这样可以使专业选择离学生志愿更近, 离社会需求更近。

由于该模式符合当今高等教育教学改革的大趋势, 并与目前高校实行的学分制改革紧密联系, 在人才培养上具有一定的灵活性, 因而被越来越多的高校所采纳, 这是当前高校改革传统的招生方式和培养模式的一条有效途径。这种新的培养模式给高校创新能力的培养提出了新的课题, 本文重点讨论在新的培养模式下, 对三本工程类大学生如何以市场的需求为导向确立相应的人才培养模式, 如何提高学生的实践能力。这就需要认真分析实践能力的内涵及其与理论知识的关系, 从而构建与理论知识相协调、相匹配的实践能力培养体系, 形成科学的实践能力训练、培养链条, 强化实践能力训练, 提高学生的综合素质。

1 实践能力的内涵

一般地, 人们认为“实践”的含义是指人类有目的地改造自然和社会的全部活动, 主要包括生产活动、社会交往活动、科学实验、文化生活等。人类的实践能力包括科学实践能力、社会实践能力、生产实践能力和教育实践能力等内容。个体的实践能力指一个人所具备的在科学研究、生产劳动、经济活动、文化生活等方面相应的实际工作中, 将理论知识与工作实际相结合的动手、动脑能力。大学生的实践能力包括:发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力, 动手能力、设计能力, 社会实践能力, 也可称为社会活动能力, 包括与人交往的能力、组织管理能力、协调能力、合作能力等。

对工程类大学生来说, 我们将其实践能力分为基本实践能力和综合实践能力两种。基础实践能力包括:绘图能力、实验动手能力、加工操作能力、数学运算能力、计算机运用能力、文字写作能力、语言表达 (包括外语运用) 能力、初级设计能力 (如零件设计、电路设计) 等等, 视不同专业和将来从事职业的需要而有不同的侧重。综合实践能力是指学生根据掌握的基础能力进行实际的分析问题, 解决问题的能力。

2 实践能力培养体系

2.1 基本实践能力培养体系

通过实验教学课程体系 (如图1) 和实践教学课程体系的基础能力培养模块 (如图2) 培养学生基本实践能力。

在基本实践能力的培养上, 除需了解有关的基本概念与原理之外, 更重要的是熟悉规范与规则, 并有足够长的训练时间, 以达到一定熟练程度, 因而作为统一训练的要求也不宜过高, 不必过分强调创造性和难度。而实验教学课程体系和实践教学课程体系的基础能力模块大都要求学生遵照教师布置的工作程序, 严格按照指导书、手册等规范完成任务, 因此基本上都属于基本实践能力训练。

2.2 综合实践能力培养体系

通过实践教学课程体系的综合培养能力模块 (如图2) , 理论联系实践, 从能力和综合素质的角度出发, 注重、书本知识与获取知识能力的有机结合, 培养学生综合运用知识的能力和分析问题、解决问题的能力。

学生需要置身于真实的或接近真实的社会活动背景之中, 才能够有效地进行综合能力培养。即使如产品零件制造精度这类简单的工作, 若真要解决问题, 也必须深入了解分析相关的加工设备条件和工人的操作水平怎样、已经采用的工艺工装是否合理、检测方法与质量管理水平如何、企业 (车间) 领导是否重视并允许提供哪些用于改进的条件 (包括经费) 等等。只有在分析影响任务目标 (如解决零件制造精度) 各项具体因素的基础上, 从上述各种实在的“约束条件”中, 才能够找出解决该问题可行的合理方案, 这一思考过程才真正体现了工程综合能力。如果脱离了具体工程背景, 仅让学生掌握书本、文献、手册提供的一般性指导原则, 显然很难落实工程综合能力的训练。

实现综合能力的培养, 可以从两方面入手, 一是毕业设计, 一是竞赛和科研训练项目。

毕业设计 (论文) 是学校实践教学活动的最高阶段, 是实现本科培养目标的重要实践教学环节, 对大学生的创新精神、实践能力和综合能力的培养起着重要的作用。毕业生的课题以已完成的生产实际和已结题的教师科研项目为主, 要求学生综合运用所学的知识, 尝试解决某一具体的工程或社会问题, 这在一定程度上为培养学生综合能力提供了机会。未结题的设计任务虽有明确的工程背景, 但也有时间、进度、质量等要求。为了确保按时完成, 往往容不得学生花很多的时间去独立思考, 更不允许走弯路, 只能严格按照教师布置的具体方案去做, 这实际上剥夺了学生充分独立思考、判断的机会, 使得综合能力的训练打了折图1实验教学课程体系图2实践教学课程体系扣。

另外, 过于枯燥的理论学习, 很难培养起学生学习基础知识和专业知识的兴趣。因此采用竞赛和科研训练项目来激活学生的思维, 激发学生学习兴趣, 强化综合实践能力培养, 主要体现在如下几个方面:

(1) 培养操作能力

学生在进行竞赛和科研训练项目的过程中, 必然涉及到教学设备、仪器、多媒体、实验室等技术操作问题, 所以对学生来说, 要有训练自己操作能力的意识, 掌握竞赛和科研所需要的操作技术。学生在操作过程中也必然涉及到信息的搜集和整理, 这都需要研究者运用现代信息手段进行操作。

(2) 培养交往能力

竞赛和训练项目是社会实践, 因此, 涉及到人与人的交往。要学会交往, 就必须具有语言文字表达能力, 因为这种能力是传递信息、表达思想感情的手段和渠道, 是进行交往的基础。此外, 还必须培养自己的团结协作和社会活动能力。实践中的交往关系, 主要是团结协作和进行社会活动的关系, 有了这种团结协作和社会活动能力, 实践才能有成功的保证。

(3) 培养设计能力

指对实践活动进行组织谋划的能力。任何实践活动都包括实践目的、实践条件与手段、实践过程和实践结果等因素。只有把这些因素组织谋划好, 才能使科研实践活动进行的顺利而有成效, 这就需要设计能力。要培养和发展自己的设计能力, 首先, 要了解一般的科研理论与实践方面的知识。其次, 要学会按照科学的研究方法安排实践的各个因素和环节。再次, 要学会制定设计研究方案的本领。科研实践活动的设计是以具体明白的方案表达出来的, 因此, 设计能力中必须包括制定方案的能力。制定方案的能力涉及语言文字表达能力、图表表达能力以及方案结构的安排能力等, 这些内容是学生所必须了解和掌握的。

(4) 培养分析和解决问题的能力

实践活动中充满着许多可预测和不可预测的问题, 要把实践活动搞好, 必须具备善于分析和解决问题的能力。这一能力的重要内容是掌握科学有效的解决策略。研究表明, 有效分析和解决问题的策略包括五个步骤: (1) 弄清问题, 分析所包含的实质和因素; (2) 探索思考, 利用已有的和新发展的知识与方法, 提出设想; (3) 拟订解决问题的计划步骤; (4) 实施计划; (5) 分析结果, 总结评价。这一策略被应用于许多领域, 证明很有成效。

3 应用举例

以机械设计大赛为例, 机械设计大赛是作为创新教育的一个环节, 把培养学生的综合实践能力和创新能力作为目标而举办的。

学生首先要根据竞赛命题的性能指标和设计要求开展广泛调研论证, 然后根据所学的基础知识和基本理论, 充分发挥想象力和创造力, 自行拟定设计方案, 完成设计图纸, 同时, 自行根据学校具体情况完成零件加工, 标准件采购, 完成模型的制作、装配与调试。

竞赛过程涉及机械制图、机械C A D基础、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、金工实习等多方面的基础知识, 同时学生需自主编写设计说明书和出设计图纸, 可以很好的锻炼学生多项综合技能的运用能力, 有效的激发了学生学习专业知识的兴趣, 从而达到了全面培养学生创新设计能力和工程实践能力的目的。

竞赛以2～3人为一组, 各队员之间需要不断的验证、校核、修改最后才能够确定最终的方案, 很好的锻炼了学生的团结协作能力, 培养了学生的团队精神和团队意识。

4 结语

本文系统地分析了实践能力的内涵, 根据三本工程类专业的学生应具备两种实践能力, 构建了实验教学和实践教学两大课程体系, 使实践能力的培养系统化、程序化。实现了实践教学与理论教学在内容和形式上的统一, 使学生的知识结构更加合理、更加实用。为提高教学质量, 实现对学生知识、创新思维、工程能力、创新能力、综合素质的培养提供了理论依据。这两大实践培养体系对其他工科类实践教学体系的构建具有参考价值。

摘要：从三本工程类学生培养目标出发, 分析了实践能力的内涵, 构建了工程类专业实验教学和实践教学两大课程体系。旨在强化基本实践能力和综合实践能力的训练, 以提高学生的综合素质, 实践证明该体系对其他工科类专业具有参考价值。

关键词：三本工程类,实践能力,培养体系