培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的機械工程專業(yè)課程體系建設(shè)

何高法，胡桂川，劉成俊，譚勇虎

培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的機械工程專業(yè)課程體系建設(shè)

何高法，胡桂川，劉成俊，譚勇虎

創(chuàng)新型高等機械工程專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)是機械類本科教育的目的。在研究創(chuàng)新能力的內(nèi)涵和創(chuàng)新能力教育方法的基礎(chǔ)上，提出了基于創(chuàng)新過程循環(huán)的創(chuàng)新能力培養(yǎng)方法，并將其與機械工程專業(yè)知識結(jié)構(gòu)體系建設(shè)相結(jié)合，應(yīng)用于機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)培養(yǎng)計劃之中。

高等教育；創(chuàng)新；機械工程

機械學(xué)科在社會發(fā)展和國民經(jīng)濟中具有非常重要的基礎(chǔ)作用，機械工程類創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是機械工程專業(yè)本科教育的主要目標(biāo)之一。創(chuàng)新型機械工程學(xué)科人才培養(yǎng)方案的擬定和課程體系的確立是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的基礎(chǔ)。

一、創(chuàng)新能力的內(nèi)涵

創(chuàng)新能力也即創(chuàng)作能力，也可稱為創(chuàng)造才能，它是運用已知的信息產(chǎn)生出某種新穎而獨特的有社會或個人價值的物質(zhì)或精神產(chǎn)品的能力。通俗的解釋是：發(fā)現(xiàn)和解決新問題、提出新設(shè)想、創(chuàng)造新事物的能力［1］。一般研究認為，創(chuàng)新能力的構(gòu)成要素主要包括：知識總量、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神、創(chuàng)新思維能力和創(chuàng)新技能。

所謂知識總量，指一切創(chuàng)新和創(chuàng)造發(fā)明，都是在積累前人知識、經(jīng)驗和成果的基礎(chǔ)上，經(jīng)過消化、吸收、實踐、創(chuàng)新而取得的。在知識經(jīng)濟時代，尚未被多數(shù)人共知的知識才具有真正的力量。特別在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，信息與知識越陳舊，被共知的范圍就越大，產(chǎn)生有效價值的可能性也就越小；反之，信息與知識越新，被共知的范圍就越小，產(chǎn)生有效價值的可能性就越大。

創(chuàng)新意識，是指對與創(chuàng)新有關(guān)的信息及創(chuàng)新活動、方法、過程本身的綜合覺察與認識，也可以簡單地說成創(chuàng)新的欲望。它包括動機、興趣、好奇心、求知欲、探究性、主動性和對問題的敏感性等等。

創(chuàng)新精神，是指創(chuàng)新過程中積極的、開放的心理狀態(tài)，包括懷疑精神、冒險精神、挑戰(zhàn)精神、獻身精神，使命感、責(zé)任感、事業(yè)心、自信心、熱情、勇氣、意志、毅力、恒心等。創(chuàng)新精神強的人敢想、敢說、敢干，不迷信權(quán)威，不人云亦云；不怕困難、不畏艱險、胸懷寬闊、無私無畏。因而，創(chuàng)新精神也可以簡單地說成是創(chuàng)新的膽略。在創(chuàng)新活動中，創(chuàng)新精神往往是成功的關(guān)鍵。

創(chuàng)新思維能力，從某種意義上講，創(chuàng)新能力作為人的一種高級能力，它的核心就是創(chuàng)新思維。創(chuàng)新思維不是一般性的思維，它不只是依靠現(xiàn)成的材料進行分析、綜合、判斷、推理來解決問題，而是在現(xiàn)有材料基礎(chǔ)上用獨特新穎的思維方法，創(chuàng)造出具有社會價值和前所未有的新產(chǎn)品、新技術(shù)、新概念、新原理、新作品的心理過程。

創(chuàng)新技能，主要是指靈活運用各種創(chuàng)新方法及把創(chuàng)新構(gòu)想轉(zhuǎn)化為實物的操作能力，它是創(chuàng)新思維能力的具體化、程序化和實踐化的方法。自從創(chuàng)造學(xué)誕生至今，人們已經(jīng)發(fā)明數(shù)百種創(chuàng)造和創(chuàng)新技法。熟練地運用各種創(chuàng)新技法可以提高創(chuàng)造的速度和效率，起到事半功倍的效果。

上述各種構(gòu)成創(chuàng)新能力的要素在創(chuàng)新過程中的作用并不是相同的。本文認為，知識是創(chuàng)新的基礎(chǔ)，沒有知識不可能創(chuàng)新；創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神是創(chuàng)新的必要條件，光有知識而沒有創(chuàng)新意識或創(chuàng)新精神，那么就是“讀死書”的“書呆子”，也不可能產(chǎn)生創(chuàng)造性成果；創(chuàng)新思維能力和創(chuàng)新技能是創(chuàng)新的有力工具，沒有這樣的工具也不可能產(chǎn)生創(chuàng)新成果。綜合上述分析，我們可以用公式表示創(chuàng)新能力與各要素之間的關(guān)系：

IA=K×(IC+IS)×(II+IM) (1)

式 中 ，IA （Innovation Ability） 為 創(chuàng) 新 能 力 ；K（Knowledge） 為知識總量；IC （Innovation Consciousness）為創(chuàng)新意識；IS（Innovation Spirit）為創(chuàng)新精神；II（Innovation Ideation） 為創(chuàng)新思維能力；IM（Innovation Method）為創(chuàng)新技能（或稱為創(chuàng)新方法）。

二、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方法

進入大學(xué)學(xué)習(xí)階段，學(xué)生已經(jīng)經(jīng)過了很長時間的學(xué)習(xí)，具有基本知識體系和一定的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神，也掌握了一定的創(chuàng)新方法。也就是說，他們已經(jīng)具備了一定的創(chuàng)新能力。創(chuàng)新能力的提高是大學(xué)階段培養(yǎng)的重點目標(biāo)?；趧?chuàng)新過程循環(huán)的創(chuàng)新能力培養(yǎng)方法是一種行之有效的方法。

（一）創(chuàng)新過程循環(huán)

創(chuàng)新的過程是產(chǎn)生創(chuàng)造性成果的過程，也是新知識、新方法產(chǎn)生和積累的過程，也就是創(chuàng)新能力的培養(yǎng)過程。當(dāng)然創(chuàng)新成果（成功）也可以促進創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神的發(fā)展。創(chuàng)新過程實際上是一個創(chuàng)新→提高→再創(chuàng)新的一個循環(huán)過程，可以用圖1表示。

（二）基于創(chuàng)新過程循環(huán)的創(chuàng)新能力培養(yǎng)方法

從前面有關(guān)創(chuàng)新能力的內(nèi)涵分析可以看出，創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重點是各構(gòu)成要素的培養(yǎng)，而各構(gòu)成要素在創(chuàng)新實踐過程中的訓(xùn)練最為有效。那么，提供基于創(chuàng)新實踐過程的創(chuàng)新能力培養(yǎng)環(huán)境就是高等教育的任務(wù)之一。為此，本文提出基于創(chuàng)新過程循環(huán)的創(chuàng)新能力培養(yǎng)方法，并將該方法融入到課程和各教學(xué)環(huán)境的設(shè)置中，提供不斷循環(huán)的創(chuàng)新能力訓(xùn)練。

三、基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)課程體系

機械設(shè)計制造及其自動化本科專業(yè)是培養(yǎng)適應(yīng)21世紀社會主義現(xiàn)代化建設(shè)需要的德、智、體等方面全面發(fā)展的高素質(zhì)機械類專業(yè)高等工程技術(shù)人才。從21世紀機械類學(xué)科發(fā)展來看，機械類高等工程技術(shù)人才要具備的素質(zhì)包括：具有一定的人文社會科學(xué)、經(jīng)濟管理和自然科學(xué)基本理論知識，特別是有較好的人文素質(zhì)；機械設(shè)計類基礎(chǔ)及專業(yè)知識；機械制造類基礎(chǔ)及專業(yè)知識；自動化及控制類基礎(chǔ)及專業(yè)知識［2］［3］。

根據(jù)上述討論創(chuàng)新能力內(nèi)涵和基于過程的創(chuàng)新能力培養(yǎng)方法，建立機械工程專業(yè)本科培養(yǎng)課程體系；依據(jù)創(chuàng)新能力要素的三個方面和創(chuàng)新實踐建立三個模塊的課程體系，分別是：機械工程知識積累模塊；創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)模塊；創(chuàng)新實踐模塊。

（一）機械工程知識積累模塊

該模塊主要訓(xùn)練學(xué)生的基礎(chǔ)及專業(yè)知識，機械工程知識模塊由四大知識模塊構(gòu)成：（1）工具語言。包括一般交流用語言（本國語和外語）、工程交流用語言（二維和三維制圖）和計算機交流用語言（計算機及網(wǎng)絡(luò)知識）；（2）機械設(shè)計類知識。包括數(shù)學(xué)物理類知識、力學(xué)類知識、機械原理設(shè)計類知識和現(xiàn)代設(shè)計方法類知識；（3）機械制造類知識。包括材料類知識、加工類知識、現(xiàn)代加工技術(shù)類知識和自動化制造系統(tǒng)類知識；（4）自動化及控制類知識。包括電工電子類知識、單片機原理類知識、流體傳動及控制類知識和傳感器及測試技術(shù)類知識。

（二）創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神培養(yǎng)和創(chuàng)新思維方法、創(chuàng)新技能培訓(xùn)模塊

該模塊旨在訓(xùn)練和提高學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神，激發(fā)其創(chuàng)新熱情，提高創(chuàng)新技能。一般說來，創(chuàng)新精神通過動機、信念、質(zhì)疑、勇敢、意志和情感表現(xiàn)出來。所以，培育創(chuàng)造精神就是培育頑強的創(chuàng)造動機、堅定不移的成功信念、頑強的創(chuàng)造意志，以及健康的創(chuàng)造情感。創(chuàng)新性思維是創(chuàng)新能力的一個重要表現(xiàn)。另外，在創(chuàng)新中能否自覺地、熟練地使用創(chuàng)新方法也是衡量創(chuàng)新能力高低的一條重要標(biāo)準(zhǔn)。所以，該模塊的教學(xué)內(nèi)容主要包括創(chuàng)造學(xué)、創(chuàng)新思維和機構(gòu)創(chuàng)新學(xué)、創(chuàng)造發(fā)明方法（TRIZ）等。同時，培養(yǎng)知識學(xué)習(xí)和信息收集能力也是提高創(chuàng)新能力的一個重要方面，故本模塊還包括文獻檢索等教學(xué)內(nèi)容。

（三）創(chuàng)新實踐模塊

實踐是創(chuàng)新過程循環(huán)訓(xùn)練的中心環(huán)節(jié)，是新知識和新方法學(xué)習(xí)的動力和源泉。經(jīng)過一定時間的知識積累后就必須安排一定的創(chuàng)新實踐，以鞏固知識、增強創(chuàng)新意識。本模塊主要包括創(chuàng)新實驗、新產(chǎn)品開發(fā)實驗、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。

四、實踐與結(jié)論

創(chuàng)新是高等教育的靈魂，培養(yǎng)具有特色的創(chuàng)新型機械工程人才是機械工程專業(yè)的目標(biāo)和定位。本文研究了創(chuàng)新型人才必須具備的基本要素，及各要素之間的關(guān)系和權(quán)重，提出了基于創(chuàng)新過程循環(huán)的創(chuàng)新能力培養(yǎng)方法。結(jié)合該方法和我校特色，我們將其應(yīng)用于機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)2008級培養(yǎng)計劃修訂方案，制定了既符合我校特色立校指導(dǎo)思想又具有創(chuàng)新意義的特色人才培養(yǎng)計劃。

[1]劉智.創(chuàng)新:高等教育的靈魂[J].武漢大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版)，2 0 0 1(4).

[2]楊叔子,張福潤.面向2 1世紀改革機械工程教學(xué)[J].高等教育研究,2 0 0 0(4).

[5]教育部高等學(xué)校機械學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會.機械學(xué)科專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究[J].中國大學(xué)教學(xué),2 0 0 5(1).

TH-42

A

1673-1999（2010）01-0191-02

何高法（1972-），男，安徽舒城人，重慶科技學(xué)院機械工程學(xué)院副教授，從事機械工程科研和教學(xué)工作；胡桂川，重慶科技學(xué)院副教授；劉成俊，重慶科技學(xué)院教授，科技處處長；譚勇虎，重慶科技學(xué)院講師。

2009-07-20

重慶市教委教改項目（項目編號：0634190）