工程坊_大学生实现创新梦想的训练平台_程光旭

工程坊:大学生实现创新梦想的训练平台程光旭=摘 要> 实践教学是实现人才培养目标的重要环节,高等学校一般通过实验课程、生产实习、工程训练、毕业设计等培养大学生的实践能力。本文介绍了西安交通大学拓展实践教学内涵、创新实践教学模式、培养大学生创新精神和实践能力的一种新的平台/工程坊0的建设理念与目标、实践内容与运行机制、实践效果等,并在此基础上就解决我国高校培养大学生创新精神和创新能力的关键问题提出了相应的思路和建议。=关键词> 工程坊 工程教授 实践 创新=收稿日期> 2011年2月=作者简介> 程光旭,西安交通大学副校长、教授、博士生导师

一、引言实践是培养学生科学精神、人生观、价值观的重要渠道,是培养学生理论联系实际、了解国情、熟悉社会、提高政治素质和业务水平的重要形式,也是学生理解理论知识、形成主动学习兴趣、锻炼综合素质、培养实践能力和创新能力的重要手段。因此,高等学校在人才培养过程中一般比较重视实践教学,把它作为实现人才培养目标的一个重要环节,并在人才培养的全过程中贯彻实践教学的育人理念。高等学校开展实践教学的方式、方法是多种多样的。目前各高校一般比较重视培养方案中规定的实践教学环节,如课程实验、课程设计、生产实习、毕业设计、课外实践、大学生科研训练、社会实践等,对培养方案中没有规定的学生的自主实践教学活动重视不够。而自主实践恰恰是培养学生创新能力的重要途径。近年来,西安交通大学通过建设培养大学生创新精神和实践能力的一种新的公共基础平台)))/工程坊0,积极拓展实践教学的内涵,大胆探索把人才培养方案中规定的实践教学与学生自主实践活动相结合的实践教学新模式,着力培养大学生的创新和工程实践能力,取得了一定的效果。本文将简要介绍我校/工程坊0的建设理念与目标、实践教学的内容与运行机制、实践效果等,并结合工程坊的建设经验就我国高校培养创新型人才的关键问题展开讨论。二、/工程坊0的建设理念与目标培养和造就创新型人才,特别是创新型工程科技人才,是建设创新型国家、实施科教兴国战略和人才强国战略的关键之所在。与发达国家相比,目前我国工程科技人才培养的总体水平还存在较大差距,特别是工程科技人才的自主创新能力和核心技术攻关能力有待大力加强[1]。尤其是党的十七大明确提出到2020年,我国将全面建成小康社会,跻身于创新型国家行列。建设创新型国家,增强自主创新能力,迫切需要培养数以千万计的专门人才和大批拔尖创新人才,这对高等学校教育教学改革提出了新的更高的要求。因此,我国高校培养创新型工程科技人才的任务十分紧迫。那么高校应该如何培养创新型工程科技人才?我们认为,关键是培养学生的工程实践能力,并通过工程实践活动培养学生的创新精神和创造能力。为了培养学生的工程实践能力,高校一般比较重视培养方案内规定的实践教学内容,但对培养学生创新能力具有重要意义的学生自主实践活动关注不够,为了克服这种局限性,拓展实践教学内涵,创新实践教学模式,更好地培养学生的创新能力和实践能力,从2007年开始,西安交通大学着力建设了将培养方案内规定的实践教学与学生自主实践活动紧密结合的大学生创新和工程实践能力培养新的公共基础平台)))/工程坊0,在大力加强培养方案内规定的实践教学的同时,整合学校原有的工程训练中心和机械厂等工程实践教学资源,大力建设大学生自主实践的/梦工厂0,并将其定名为/工程坊(EngineeringWork-shop)0,使学生能够根据自己的兴趣和梦想,在问

)14)题与项目驱动下,通过自主构思、制作、发明,开展/小制作、大创新0的自主实践活动。/工程坊0为学生实践梦想和培养创新意识、创新能力、工程实践能力、综合集成能力以及管理能力提供平台和实践条件。随着时代的进步,高等教育正发生一些重大变化。经济全球化发展、知识产业的兴起、网络化社会的形成等使得高等教育在时空上不断扩展,这就迫切需要一种全新的知识生成、传播方式和人才培养模式与其相配合。世界高等教育发展的经验表明:知识来源于实践,能力来源于实践,素质更需要在实践中养成。因此,在目前众多教学改革措施中,各高等学校都在深化实践教学改革,加强实践教学环节。但是,实验课程、专业实验、校外生产实习、项目设计等传统的实践教学方式还不能很好地培养学生的创造性,或者说以上几种实验形式无法完全做到培养学生的创造性。而创造发明能力的培养是创新人才培养过程中不可缺少的重要组成部分,是培养杰出人才的关键途径之一,培养学生的创造发明能力是世界各国高等学校所面临的共同挑战。通过对世界各国教育文献资料的调查可以发现,国际上并没有培养学生创造发明能力的固定途径和方式,但是有一点可以肯定,那就是学生要有自己的梦想,要有实现梦想的动力,要通过亲自动手动脑在实践中实现创造的梦想。因此,高等学校必须将通过创造实践育人的理念贯穿人才培养的全过程,切实加强学生兴趣驱动下的自主实践,着力培养学生的创新精神和实践能力。贯彻自主实践的教育理念,使学生能够有一个在兴趣驱动下,或在问题驱动下,或在产品驱动下,进行自主构思、制作、发明的场所,我校/工程坊0正是基于这一理念的产物。在我校的建设理念中,/工程坊0就和图书馆、计算机网络和公共文化体育设施一样,是学校提供给学生的开放的自由实践场所,用于学生开展科技创新实践活动,也是一种公共基础平台,主要培养学生的创新意识、创新能力、动手实践能力、综合集成能力和管理能力。学生在/工程坊0不但可以激发学习热情和兴趣,也可以体会创造的乐趣,通过/小制作、大发明0的自主实践,为其实现创造梦想插上腾飞的翅膀。/工程坊0的建设,拓展了学校实践教学的内涵,从本质上发挥了实践对激发学生创造性的作用。高校的实践教学,过去的内涵只是强调培养方案内规定的实践教学内容,但我校在建设/工程坊0的过程中,对实践教学内涵的理解已经大大丰富、拓展了,不再把它局限于传统意义上的培养方案内所规定的内容,而是把它进一步拓展到了学生的自主实践活动,以及以问题、项目为导向的综合性专项实践。在我国经济社会发展过程中,随着市场经济体制的建立,市场在资源配置中起着越来越基础性的作用,高校传统意义上的实践教学因此面临着越来越大的困难。在这种形势下,再单纯强调培养方案内规定的实践教学,已经使/实践教学0的内涵显得不够完整,必须把它进一

步拓展到学生的自主实践和以问题、项目为导向的综合性专项实践活动,而且随着学生自主实践活动在高校实践教学体系中的拓展和充实,它们将越来越重要。/工程坊0的建设,创新了学校实践教学的模式。由于在/工程坊0建设过程中强调了把培养方案内规定的实践教学内容与学生自主实践活动紧密结合起来,因此,在实践教学的内容规划、平台建设、组织模式等方面都进行了重大改革,使得学校能够以全新的模式来开展实践教学。对此,下文将作更具体的讨论。/工程坊0的建设,也使学生培养创新意识、创新能力以及工程实践能力、综合集成能力和管理能力有了更为广阔的舞台。学校把/工程坊0建设成为类似图书馆、网络等一样的开放型公共设施。当时之所以把它定名为/工程坊0,也是试图强调它作为工程实践之/坊0的两层含义:第一,强调学生动手制作,是学生工程实践的场所;第二,强调学生的自主操作、自主管理。/工程坊0围绕着/创造0开展学生自主实践和/自由项目计划0活动,让学生自己组织进行调查、立项、设计、制作、分析,并开展项目的实施、预算、安全、库存管理等活动,通过这一系列的活动培养学生的创新意识、创新能力以及工程实践能力、综合集成能力和管理能力。因此,建设/工程坊0,就是为了给学生自己动手、自主实践、创造发明、实现梦想提供一个场所。学校先后投入6000多万元,建成面积达1万平方米的基础设施,为学生提供开放的自由实践场所和科技创新实践活动平台。综上所述,我校/工程坊0的建设目标是/一流教育理念、一流实践内容、一流管理体制0,即基于学生的兴趣和梦想,通过学生自主实践,培养学生的创新精神和创新能力以及工程实践能力、综合

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工程坊:大学生实现创新梦想的训练平台集成能力和管理能力开展教学实习、专项实践、自主制作三方面内容为主体的实践活动;实施开放、共享、安全、创新的管理机制。以此努力打造在国内高校中一流的,具有跨学科、多领域、文理兼通等鲜明特色的多功能学生工程实践训练基地和实践平台,为学生提供创造发明的优良环境和条件。三、/工程坊0实践教学体系的建构1.西安交通大学原有实践教学体系。西安交通大学自创办之日起就有/重实践0的办学传统,近年来,学校弘扬/重实践0办学传统,在人才培养方案中构建了三层次的实践教学体系(如图1所示)。图1 西安交通大学人才培养方案内的实践教学体系第一层次:依托国家级、省级和校级基础教学与实验中心,加强学生基本实验技能的训练和创新思维的培养。学校以高素质创新人才培养为核心,相继建立数学、物理、化学、外语、电工电子、力学、计算机、管理、基础医学等校级基础教学实验中心11个,其中7个为国家级实验教学示范中心,4个为陕西省实验教学示范中心。基础教学与实验中心配合理论教学,融理论与实验教学为一体,培养学生的基本实验技能,实践教学中侧重基本理论的验证、基本技能的掌握、综合应用和简单系统的设计与实现;在时间、场地和教学内容上对大学一、二年级学生全面开放。第二层次:按学科专业大类搭建院级本科专业教学实验平台,加强学生专业基础与基本科研能力的培养。我校在实践教学改革中,突破以课程或专业设置实验室的传统管理模式,围绕学科群组建跨学科的基础实验、专业基础实验大平台。专业实验室主要面向一级学科专业的学生,依照学校人才培养目标和专业培养方案要求,有计划地强化学生感性认识,加强基本技能训练,培养实践能力,以便学生更好地掌握课堂教学内容。同时针对大学二、三年级的学生已开始学习专业基础课和专业课的实际,重点开展学生创新意识培养和跨学科综合性实践训练。第三层次:构建实践教学基地,加强本科生综合技能训练与社会实践能力培养。学校在全国各地广泛建立实践教学基地,为本科生生产实习、毕业实习及毕业设计创造条件。2.原有实践教学体系在人才培养中的作用与不足之处。上述我校人才培养方案内的三层次实践教学体系,其主要目的是:充分发挥实验教学示范中心在基础课程实验中的作用,院级学科、专业实验平台促进学生学以致用,本科生参加科研训练、感悟科研方法,不断巩固和扩大校外实习基地满足学生生产实习需要。这一实践教学体系保障了学校整体实践教学水平的不断提高,在本科教学中起到了举足轻重的作用。但是,这一体系也存在一些不足之处。例如,实验教学中心在教学中侧重基本理论的验证、基本技能的掌握、综合应用和简单系统的设计与实现,其基本特点是以培养方案驱动,在实验指导教师的指导下开展,在固定的仪器设备上进行,由学生完成规定的实验项目,学生不能自由选择实验内容,不能在培养方案之外制造新的仪器、设备。专业实验也是在固定的仪器设备上进行,由实验指导教师演示,或由学生操作。学生都来自同一个专业,重复操作相同的仪器、设备,在这种实验中难以学习其他专业的知识。大学生科研训练的特点是以导师制为基础,以项目为载体,使本科生能够在导师指导下进行工程综合训练,开展科技创新活动。学生多是基于指导教师的科研项目,参加其中部分内容的研究,而不能自己独立构思和组织项目,也在一定程度上制约了学生创造性思维的发挥。在校外实习基地,学生只能观察企业现有的生产工艺和操作过程,获得感性认识,难以发挥自由想象和创造的激情,不能按照自己期望创造的产品进行设计和加工制作,因而不能进行自主的创新。从总体上说,上述实践教学都存在两个最大