工程认知实践教学中的创新能力培养

摘要：工程体验是认知实践教学中的重要的环节，根据学生的特点，基于工程认知构建了实践教学体系，探讨了教学模式上的创新，并就教学实践中的创新能力培养做了分析与阐述，提出了建议与措施，对培养学生的工程创新能力起到积极的作用。

关键词：创新能力；实践教学；工程认知

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）17-0048-03

21世纪是知识经济的时代，培养高素质的创新人才已成为全世界高等教育发展的关键。在大工程大制造的工程教育背景下，工程实践教学也尤为重要，大学生的实践教学一直是培养学生创新精神和实践能力的关键环节。世界各国综合国力的竞争实质上就是创新力的竞争，国家的强弱依赖于高新技术与知识创新。因此，对大学生加强科技创新能力培养，加强素质教育也就成为高校教育教学中的重要组成部分。国外在工程实践教育方面已比较成熟，欧美部分国家开展的工程实践远超过国内的院校，这些实践教学已渗透到大学生培养的全过程，而且鼓励跨学科的工程实践教育。国内由于起步较晚，但也逐渐开始引起重视，对跨学科的学生工程实践认知教育进行了大胆的探索，清华大学、浙江大学、中南大学等也做出了工程认知教学的研究与实践，他们将全校各专业、各学科的学生纳入到认知实践教育体系中，专业教育模式也随着形势的不断变化和发展发生了改变。本文以上海大学工程训练中心的国家级示范中心内涵建设为背景，旨在通过认知、体验与创新实践教学，对大学生工程素质训练的教学模式以及实践中培养学生创新能力进行研究与积极的尝试。

一、认知实践

1.教学模式。通过开展实践教学，学生在实践教学过程中一方面可以验证理论、提高动手能力，另外也是一个让学生将感知所学知识应用于实际的具体过程，提升行业认同感，加强与教师和同学之间的团队合作的能力等情感因素培养。对于人文社科大类等专业的大学生而言，采用融入理论教学的实践性环节方式，教学内容、教学设备、教学模式和手段、课程设置等相关教学要素均要进行创新，使学生能够在实际的工程环境下，接触实际，喜欢工程类。当然在实施上要考虑到学生特点、课程性质与学期制（小学期制），实行短课时方法管理，教学内容按模块划分，更加灵活变通，由学生自主选择。因此，采用工程认知的体验式教学法更能契合该类教学对象的特点，有的放矢，起到较好的教学效果。

2.教学框架。基于我校开展拓宽基础培养和通识教育的大类招生的背景，学校对新生开展通识课程，强调加强基础，淡化专业。我们研究并建立起了认知实践教学体系，开设通识课《工程体验与感知》，面向全校的人文社科等非工程类学生选课，目的使学生对工程领域有个初步了解，用科普性的方法开阔学生的视野，进一步激发学生的兴趣与创新精神。我们创新性的对课程进行了改革，划分为五个单元模块，涵盖机械制造、快速成形与快速模具、计算机与CAD/CAM、电子工程与自动化、机械测量等方向领域，每个模块都包含理论授课与实践观摩等环节，尽可能照顾到大多数学生的需求。

二、实践中的创新培养

1.激发探索兴趣。探索是以求知为目的，以实践为方式，引发人们不满足已知领域从而对未知世界进行探究与摸索，结果往往带来新的发现。学生选课时对课程是处于未知的状态，那么就要在开头引领好学生进入到课程当中。首先，在总论部分，请专业资深的教授先给学生做讲解，从机械和电气两大领域的发展史入手，第一辆汽车，第一台收音机，第一台计算机等等，类似科普讲座的课程先抓紧学生的眼球，让学生从未知到了解框架，吊足了学生的胃口。苹果前CEO乔布斯有句名言“求知若渴，虚心若愚”，激发学生的兴趣点就在于是否对应他的好奇心，他的好奇心一旦勾起，必定会有种想探索的冲动，也就是饥饿感。因此，我们在体验的同时也运用了感知方式。在教学实施上，采取课堂教学与实践比例“一三制”的模式，每单元模块课堂授课一学时，然后进行实践三学时。考虑学生的兴趣点，为达到感知的效果，授课时主要讲授观察问题、认识问题与分析问题的基本原理、基本方法和思路，尽可能使用基础实践中的内容，理论联系实际，激发学生的热情，引领学生主动深入地实践。快速成形实验室是我们中心的特色，在教学实践中，我们采用了“90后”学生最感兴趣的动漫形象模型，学生的兴趣点很快被点燃，课堂气氛也达到了最佳效果。

2.积累知识经验。我们通常说，姜是老的辣，言外之意就是长者有经验，经过长期岁月的沉淀与积累，长者的阅历与见识达到了一定的高度。一个人的知识越丰富，就越能吸收新信息，解释新情况和解决新问题。所有的发明创新也都是在相关的知识储备积累到一定程度得以完成，这就是哲学上的量变到质变。任何创造都离不开知识，知识丰富有利于更多更好地提出创造性设想，对设想进行科学的分析、鉴别与简化、调整、修正；既有利于创造方案的实施与检验，又有利于克服自卑心理，增强自信心，这是创造力的重要内容。解决一个复杂的科技或生产问题，不是单一的专业知识就能奏效，还需要相关领域多学科知识的结合，创新的出现也往往是多学科知识交叉与融合的结果。因此，学生创新力的培养除了掌握自己从事的专业知识，还应拓宽知识视野，打破专业界限。根据专业特点，我们带领学生在实验室观看基础设备与相关技术的展板图片、视频等教学资料，全面了解从产品设计、制造到检验的全过程，各种加工、测量与分析设备，激发学生的主观能动性，使学生对制造工程有了进一步的了解。同时，安排现场观摩与学生实践环节，学生在现场了解各种仪器设备的加工过程和生产过程，近距离感受车间和实验室的环境，了解相关的大学生科技创新成果，重点了解工程与相关学科的关系。在电子技术实践教学时，带领学生观看了大学生的科技创新项目—动车组座椅自动换向装置，由于项目来源于日常生活，学生们均表示了极大的兴趣和浓厚的热情，现场引起广泛讨论，起到了事半功倍的作用。在快速成形车间，我们挑选出一个简单的样件进行制作，学生亲自动手操作，增加了学生的感性认识，也激发了学生产生探究的源动力。

3.参与创新竞赛。国家教育部主办有全国大学生工程训练综合能力竞赛，以“重在实践，鼓励创新，突出综合，强调能力”为宗旨，既培养了大学生的创新设计意识、综合工程应用能力与团队协作精神，也促进了基础知识与综合能力的培养，理论与实践相结合，是个非常好的竞赛平台。上海大学承办了2012年度的上海市级的比赛，本次比赛主题是“绿色环保、再生能源”，即制作再生能源小车。通过比赛，上大学生取得了优异成绩，学生在比赛中经历了协作实践，不但心理素质得到了提高，也强化了相互沟通能力。他们体会到除了积极认真的态度和探索精神，也需要团队协作的能力与细致耐心的品质。设计时大家纷纷出谋划策，又促进了创新思维的培养。这种将科技探索与创新的精神和意志品质与社会沟通能力相互交融于心，对于以后的学习与创新都会收益多多，自然也提高了自身的综合素质。

通过认知实践教学体系的构建，提出了工程体验与感知模式的教学实践方法，既响应了学校对于通识教育模式下的高等教育内涵建设的方针，同时又有助于培养非工科学生的工程实践能力、创新思维和创新能力。通过激发学生探索精神，知识经验的积累与参与创新竞赛教学实践，是学生在认知实践中培养创新能力的有效途径，对工程认知实践教学起到积极的促进作用，对开展新形势下的工程创新教育探究具有非常实际的意义。

参考文献：

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[7]杨向荣，陈伟.大学生创新实践指导[M].北京：冶金工业出版社，2011.

作者简介：吴镝（1971-），男，副教授，上海大学机电工程与自动化学院博士后，主要研究方向为快速制造技术、网络化制造技术等；胡庆夕（1959-），男，教授，博导，上海大学工程训练中心主任，主要研究方向为快速制造技术、仿生制造技术、现代集成制造技术等；朱晓锦（1965-），男，教授，博导，上海大学科技处副处长，主要研究方向为先进测控与信息处理、智能结构主动监控与振动控制等。

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