淺談多形式開放式實踐基地對學生能力的培養

摘要：華北電力大學工程訓練中心是為了適應現代高等工程教育模式、落實我校重實踐、強能力的培養目標而建立的校內工程實踐場所。中心機械創新實踐基地采取多形式開放運行，在培養學生的實踐能力和創新能力方面達到了很好的效果。

關鍵詞：教學方式、項目教學、創新能力

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X(2011)12(a)-0000-00

華北電力大學是一所具有電力行業特色的“211工程”大學。學校結合創新型人才培養的實際，積極加強實踐基地建設，努力探索創新實踐教育模式，取得了很好的成績。

工程訓練中心機械創新實踐基地是為了適應現代高等工程教育模式、落實我校重實踐、強能力的培養目標而建立的校內工程實踐場所，是面向全校學生實行全開放管理的工程實踐訓練基地。在實踐基地的建設和運行中，從指導思想，教學定位到教學方式方法，我們群策群力，進行了一系列的探索和試驗，實踐證明基地在培養學生的實踐能力和創新能力起到了很好的促進作用。

1 實踐基地概況

工程訓練中心自2005年開始投資建設，實踐場地約470平方米，設備投資近200萬元，為了發揮實踐基地在人才培養中的作用，學校將實踐基地開出課程作為公共選修課，將學分納入校內任選課課程學分，并計入學生成績檔案。

2 實踐基地的定位

我校一貫重視學生實踐能力和創新能力的培養，確立了“厚基礎、重實踐、強能力”的人才培養目標。在人才培養過程中特別注重理論與實踐的結合，注重培養學生應用知識自主解決實際工程問題的能力和自主創新的能力。在確定實踐基地對學生的培養目標時，我們定位在提高學生的動手能力、工程實踐能力和創新能力，培養能夠綜合應用所學知識解決工程實際問題的高素質人才上。

3 實踐基地的教學特色和內容

實踐基地根據學生的特點和需要，因材施教，進行項目教學。通過學生自己動手組裝和建造自己設計的有一定功能的項目作品，完成項目創意設計、機械結構制作、電氣控制、程序控制、綜合調試等步驟，每個功能構件都歷經結構設計、參數設計、采購、加工、組裝調試、現場試驗等一系列環節。通過項目的整個過程，可以激發學生的創新欲望、增強學生的創新意識，提高學生的創新能力。為此我們開設了如下內容作為基地的實踐內容：

3.1電子制作與電子創新實踐項目

電子制作實踐項目包括集成元件調頻收音機的制作與調試（SMT實習）和S-2000型直流穩壓/充電電源的制作與檢測項目，制作產品采用SMT貼片式元件，可以利用表面貼裝系統進行貼片操作。通過制作，可以掌握常用電子元器件的判別、檢測和使用技巧，了解SMT表面貼裝工藝的全過程，訓練動手能力，培養工程實踐觀念。

3.2全國大學生慧魚工程技術大賽競賽項目

全國大學生慧魚工程技術大賽作為全國大學生機械創新設計大賽的一個分組別賽，兩項賽事的主題和內容一致。學生以慧魚創意組合模型為平臺，隨意發揮自己的創意思想，創造和開發出具有個性的作品。自己動手組裝生產流水線、模型機器人和建造自己設計的有一定功能的機器人模型產品。感受模型創意設計——模型制作——軟件編程——功能調試——目標實現這一創新實踐的過程，體會創意設計的方法和意義。

目前實踐基地每學期接納150人慧魚工程技術培訓，每兩年組織一次校內創意設計比賽，分別于2007年11月北京化工大學、2008年9月威海職業技術學院、2010年4月北京交通大學參加全國慧魚工程技術大賽。并取得比賽一等獎三項、二等獎四項的成績。

3.3全國大學生機械創新設計大賽競賽項目

全國大學生機械創新設計大賽由教育部機械基礎課程教學指導委員會主辦；全國機械原理教學研究會、全國機械設計教學研究會、金工研究會承辦。目的在于引導高等學校在教學中注重培養大學生的創新設計意識、綜合設計能力與團隊協作精神；提高學生針對實際需求通過創新思維，進行機械設計和工藝制作等實際工作能力；每兩年舉辦一次，每屆比賽都有主題和內容。

機械設計創新實踐基地已經成功組織兩屆校內比賽，參加兩屆省級比賽，兩屆國家級比賽。共1100余名學生參加校級機械創新設計大賽認知培訓，300余人參加設計制作競賽項目，從中篩選出25個優秀項目參加省級和國家級比賽，獲得國家級二等獎兩項、省級一等獎一項、省級二等獎一項、省級三等獎兩項。其中“廢舊電池有償回收裝置”、 “越障搜救機器人”獲得國家級二等獎。

3.4全國大學生工程訓練綜合能力競賽項目

全國大學生工程訓練綜合能力競賽由教育部高等教育司主辦，以重在實踐、鼓勵創新為指導思想，通過競賽活動加強教育與產業、學校與社會、學習與創業之間的聯系。每屆比賽都有競賽主題，實行校、省、全國三級競賽制度，以校級競賽為基礎，逐級選拔進入上一級競賽。

機械設計創新實踐基地組織和指導學生制作項目作品參加此項比賽，參加競賽的學生發揮所學機械學科理論知識，按照大賽命題，自己動手完成項目的設計和制作。 2009年獲得國家級二等獎一項、2011年獲得省級一等獎兩項、二等獎一項。在全國競賽的現場以大賽總分第一名的成績獲得國家級一等獎。

3.5挑戰杯競賽項目

“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽是一項由共青團中央、中國科協、教育部、全國學聯主辦，國內著名大學和新聞單位聯合發起并組織的全國性大型賽事，旨在激發廣大在校大學生崇尚科學、追求真知、勤奮學習、銳意創新、迎接挑戰，為國家培養跨世紀的創新人才。機械設計創新實踐基地自2007年開始組織學生制作項目作品參加此項比賽，其中“智能越障機器人” 獲得國家級三等獎、省部級特等獎；“越障探測機器人”獲得省級特等獎；“垂直管道攀爬機器人”和 “垂直軸風力發電機”項目獲得省級一等獎。

3.6機器人制作與開發項目

機器人在我們的生活生產中占有越來越重要的地位，應用于各個領域，在我們的日常生活中也隨處可見。為此機械設計創新實踐基地開出機器人控制技術基礎課程，該課程以智能化小車為平臺，采用AT89S52單片機、Atmega8開發板、Keil、WinVAR為開發軟件和在線調試工具。C語言或匯編語言編程。學生自主完成傳感器信號采集處理、控制算法及執行、動力電機驅動等工程制作及調試。

機械設計創新實踐基地自2009年5月開始該課程的培訓，目前已經有400余人完成課程項目的制作與開發。

3.7大學生創新性實驗計劃項目

大學生創新性實驗計劃是增強大學生創新實踐能力的重要措施。以培養問題意識和創新能力為目標，以興趣驅動、突出自主、注重過程為原則，以問題探索和課題研究為載體，以獲取科學方法、知識和體驗為內容，以學生自主開展研究性實驗為形式。

我校2008年開展創新性實驗計劃，共10個項目得到資助。2個項目在機械設計創新實踐基地完成。2009年25個項目得到國家資助，5個項目在機械設計創新實踐基地設計制作完成。實踐基地指導的所有國家級項目都以優秀的成績結題。

3.8亞太機器人項目

“亞太大學生機器人大賽”是由“亞洲—太平洋廣播聯盟” （abu）節目部發起倡導的。其宗旨是致力于培養各國青少年對開發、研制高科技的興趣與愛好，提高各參與國的科技水平，為機器人工業的發展培養后備人才。這項活動為大學生提供了探索科技、創新思維與實際行動相結合的機會，為培養未來科技人才提供了平臺，也是中央電視臺宣傳、深化“科技興國”戰略方針的一個新舉措。

2009年6月機械創新實踐基地首次組織30余名各專業學生設計與制作機器人參加此項賽事，目前已經參加三次亞太機器人比賽，通過參加“亞太大學生機器人大賽”，使我校大學生科技創新作品的科技含量、整體水平又上了一個新的臺階。無論是教師還是學生都認為收獲巨大。為今后參加各類機器人比賽奠定了良好的基礎。

4 實踐基地建設和運行特點

4.1 實踐項目的開放性

實踐基地把項目列出清單，學生可根據自己的專業、興趣愛好、課程和設計發明需要自愿開展某一項目的設計和制作。項目的可選擇性和開放性提高了學生對實踐過程的主動性、自覺性。

4.2 時間上的靈活性

學生開展項目制作可以利用自己的空余時間，如雙休日、寒暑假以及晚自習的時間進行。因課程緊張或其它原因中途可中斷，但要某一時間段內要完成項目。這樣學生可以有獨立進行計劃工作的機會，在一定時間范圍內可以自行組織、安排自己的學習行為。

4.3 實踐過程中的獨立性

項目實踐是溶設計性、綜合性為一體的實踐過程。目的在于通過項目設計與制作過程培養學生的綜合能力。為此我們盡量讓學生獨立地完成整個項目制作過程。這對于學生具有一定難度，不僅要求學生把已有知識、技能應用到實際工作中，而且要求運用已有知識，在一定范圍內學習新的知識技能，解決過去從未遇到過的實際問題；自己克服處理在項目中出現的問題。實踐過程中調動學生真正去思考問題。重視學生在實踐活動中的主體地位，這樣的實踐效果使學生印象深刻，知識掌握得更加牢固。

5 實踐基地的隊伍建設與教學效果

機械設計創新實踐基地由中心電工實踐基地管理，并通過聘任的辦法聘請部分院系所屬教研室教師兼職參與實驗室的建設和項目指導。通過研究生助管和勤工儉學的學生參與實驗室的儀器設備管理維護。成立機器人和機械創新俱樂部，有興趣和志向的學生可以自愿加入到俱樂部中來。俱樂部每學期進行專題培訓、講座、項目立項評審、設計制作、參賽等一系列活動，達到實踐基地項目實施過程的優化運行。

教學過程不同，教學效果就可能有較大的差別。通過幾年來實踐基地的工作，我們深刻體會到“實踐出真知”。學生通過完成項目，有三個層次的收獲：首先是工程實踐能力的鍛煉和提高，如機電技術的設計能力，工業流程、技術工藝的掌握能力，查閱和檢索資料的能力等直接收獲；其次是獨立思考，主動學習能力的激發和提高，主動發現問題解決問題的間接收獲。最后，通過實踐鍛煉，培養了學生不怕困難，團結協作，嚴謹求實的職業道德和團隊精神，這是寶貴的深層的精神收獲。廣大學生認為：基地的環境造就了一個與教室完全不同的氛圍；在這種氛圍中親身體驗了理論在實踐中的應用，增強了創新意識，激發了學習興趣，學習效率也得到了很大的提高。

參考文獻：

[1]許映秋、黃志勇，大學生形象思維培養教學實踐，實驗室研究與探索，2010年（5）

[2]卿大勇、嚴思明，加強高校實驗室開放 努力培養學生創新精神，實驗室科學，2010（3）

作者簡介：

范建明，男（1980- ），主要從事實驗室研究與管理工作。