現代教育技術下國外機械類創新型人才培養模式及啟示

楊恩霞 孔凡凱 李立全

哈爾濱工程大學機電工程學院 黑龍江哈爾濱 150001

國家“十二五”規劃明確提出：人才資源是第一資源，規模宏大的創新型科技人才隊伍是加快我國科技進步和創新的根本保障，大力培養造就創新型科技人才，改革完善創新型人才的教育培養模式。因此，大學教育必須適應新形勢，做出教學制度、教學模式和教學方法的改革。世界各國都把創新能力的培養放在教學改革的首要位置，但隨著多媒體、互聯網技術的不斷發展，原有的教學模式已顯得非常不合時宜[1]。在現代教育技術下如何培養學生的創新理念、創新設計能力已經成為各國高等教育的一項重要戰略任務。由于歷史文化傳統的差異和高等教育體制的不同，中西方創新型人才培養模式有較大的差別。因此，如何借鑒國外大學創新教育的先進方法來構建和優化我國高校創新教育理念和模式，是中國高校面臨的迫切問題。

1 現代教育技術下國外大學創新型人才培養模式的主要特點

面對現代教育技術的發展趨勢，許多國家的大學都進行了改革實踐，努力探索注重個性發展，突出創新精神的教育模式。在課程設置、教學方式、考核方式、創新條件等方面堅持以學生為中心，課內與課外相結合、教學與研究相結合，充分發揮現代教育技術的優勢，逐漸形成獨具特色的創新型人才培養模式。

1.1 課程設置個性化

國外大學的課程設置注重學生綜合能力的培養，集中體現了“以學生為中心”的辦學理念[2]。美國從20世紀90年代起，一些大學就進行了課程調整，開設的課程面廣量多，強調個性化，使學生選擇的余地很大，并增設了一系列專門訓練和培養大學生創造能力和方法的課程，設立創新中心。如美國內華達里諾大學專門為機械類大學一年級新生開設一門3學分的課程：MECH151，以提高學生的設計、創新能力。此門課程要求學生完成10個由易到難的項目制作(Project)，最后還要參加機器人大賽，學生在做項目的過程中達到學習創新的目的[2]。其課程特點是3條主線并列教學：第一條主線是大班授課，每周1小時，教學內容包括創新思考、專業寫作，此課不同于傳統的大課，自學要占很大部分，有用的相關網站會被鏈接在課程主頁上；第二條主線是技術實驗，每周1.5小時，學習專業知識，學生可以通過Web CT管理系統在網上交作業，查成績；第三條主線是項目制作，學生使用樂高(Lego)拼裝玩具做項目，每周2小時，2人1個小組，多數項目是要參加比賽的。項目制作開始是制作簡單的機器，不需要編程；接下來是制作機器人，需要用到Labview (Laboratory Virtual Instrument Engineering)編程，各組間的機器人還要相互合作；最后是參加遙控自動機器人大賽。用樂高拼裝玩具已證明很有效，3年內選修這門課的學生翻了一番[3]。

再如新加坡國立大學的機械工程系(Mechanical Engineering of National University of Singapore)，其課程設置的特點是以激發學科興趣，增強分析能力和促進創新為目的。學生除主修各門理論課程外，在校期間還要選修一些創新課程，以及做2個設計、3個專題報告及畢業論文。2個設計及畢業論文通常都是配合博士生的科研工作而做，也可到公司去找課題。3個專題報告都要現場作報告，既培養學生收集利用資料的能力，又鍛煉學生公開發表自己觀點、討論和回答問題的本領。在大學三年級時開設的創新課程有：小組項目設計及制造、參加海外工業實習項目(Industrial Attachment Programme)，此項目可在美國硅谷、日本、中國上海、瑞典斯德哥爾摩、印度班加羅爾等地進行為期一學期的實習，12個學分。此課程的設置使學生受益匪淺，例如04級學生Peh Ruey Feng參加硅谷海外大學項目，獲得6項共同發明專利；在第二屆李光耀全球商業計劃競賽中，有2名學生獲得二等獎[4]。

1.2 教學方式靈活多樣

在國外高校，教學方式靈活多樣，而且教師在教學過程中重視采用現代教育技術，將復雜問題簡單化、抽象問題直觀化、靜態問題動態化、間接問題直接化。

首先在課堂教學上使用多媒體技術，注重啟發式、討論式教學，強調師生互動，充分調動學生的積極性，培養學生的創造性思維。如莫斯科鮑曼技術大學，課堂討論是機械設計教學的一個重要形式，與實驗課穿插進行。課堂討論主要針對機械設計教學中一些重點、難點內容著重講解并進行討論。而美國的大學，教師既鼓勵學生在課堂上積極參與有關教學內容的討論，更鼓勵學生在課外利用網絡技術自主學習、交流和提高。

其次在實踐教學環節上，提倡學生在課外、校外組織科學性和創造性的活動，以提高實踐能力和創新能力。國外不少高校特別重視大學生的實踐鍛煉，在鮑曼大學，機械設計課程開設的實驗較多。整個學期學生要做10個實驗，實驗前指導教師在學校的教學平臺上建立自己的課程資源庫，及時向學生發布實驗信息，學生可在網上下載教師所提供的與實驗有關的信息資源，包括實驗指導書、PPT課件以及提交實驗報告、提問答疑等。

1.3 考核方式多元化

國外高校考核方式呈現多元化的特點，更注重學生應用能力而非記憶性知識的考核，平時成績所占比重較大。在平時成績的考核上也呈現多樣化，例如很多課程都有演示作業，就是以小組形式把自己做的作業制成幻燈片演示給大家，這種方式能夠加強學生對所學課程前沿資料的涉獵和提高軟件應用能力、表達具有體現靈活性、開放性的特點，很大程度上體現了崇尚自由、鼓勵創新、勇于實踐和彰顯個性的精神實質[5]。如新加坡國立大學機械工程學院有些本科生課程實行“一頁開卷”，允許學生在考試時將課程內容抄到一頁A4紙上帶入考場，這樣可以使學生省去大量背誦筆記的時間。再如德國波鴻魯爾大學機械原理零件課程考試為開卷筆試，學生可以帶任何工具書、教材及參考書入場，題型豐富，題量極大，最后評卷按得分百分比綜合處理。

2 對我國機械類創新型人才培養的啟示

我國的創新教育起步較晚，雖然當前已經步入正常的發展軌道，取得了一定的成績，但由于經驗不足以及我國的基本國情，導致創新教育中存在著一些問題。因此，發達國家經驗對我國高等學校的創新教育有諸多啟示。

2.1 加強現代教育技術在課堂教學中的應用

針對我國大學生普遍存在搜集資料和信息處理能力不強這一現實，應加強網絡技術在教學中的應用，培養學生搜集信息和處理信息的能力。學校應加大投資，建設校際乃至國際間的網絡信息平臺，達到資源共享。學校應大量開設信息技術課，將先進的計算機技術融入機械類課程的授課、自學輔導等各個環節中，達到縮短學時、開闊視野、培養設計創新能力、提高教學質量的目的。

此外，可采用多媒體技術，將自編的動畫軟件應用于教學實踐中，便于學生理解課堂內容，同時也能啟發他們的創新能力。因為學生親自動手操作，能將抽象的知識轉化成看得見、摸得著、容易理解的知識。例如，在講到“蝸輪蝸桿傳動”內容時，單憑書上的平面示意圖對蝸輪蝸桿的結構都很難講解清楚，就更不用談講解傳動工作原理了。采用生動逼真的“蝸輪蝸桿”動畫軟件來輔助講解，能提高學生對這節內容的理解程度，從而也提高了授課效率。在教學過程中，將一些動畫模型軟件在課堂上演示給學生，不僅會大大激發他們的學習、創作熱情，還能引導他們積極投入到科研中去，有利于挖掘出他們的內在潛力。

2.2 加強現代教育技術在實踐教學中的應用

實踐性教學環節在培養學生創新能力中起著舉足輕重的作用，為此，我國高校應加強現代教育技術在實踐教學中的應用，采用新型教學手段與方法，在實踐教學環節中采用現代教育技術，改變傳統的教學表現形式，擺脫時間和空間的約束。改革實驗教學方法，積極開設綜合性實驗和設計性實驗，提高學生綜合能力及創新能力。加強對學生工程意識的培養，突出以設計為主線，建立以機械傳動方案設計、機械零部件工作性能設計和機械結構設計組成的新體系，著重于機械零部件的工作性能和結構設計能力及機械結構的創新。

改革課程設計教學方法，根據專業特點，結合實際選題，變模仿型設計訓練為思考型設計訓練，加強計算機的運用能力，培養使用各種軟件進行機械設計的能力。此外學校在開展課外創新訓練活動時，也應加強現代教育技術在創新訓練活動中的應用，如數字化資源、電子教材等，為學生提供創新的條件。創新訓練活動要求由幾個人所組成的創新團隊，在教師指導下完成自主選題、方案設計、模型制作、計算機數據分析處理和撰寫總結報告等工作。通過創新訓練活動可以培養學生提出問題、分析和解決問題的能力及創新精神。在創新訓練活動的基礎上，組織學生參加各級各類學科競賽，激發學生的創新欲望，幫助學生擴大視野，培養其創新思維。

2.3 構建多樣化的機械類創新型人才培養途徑

機械類創新型人才培養要以人為本，注重滿足創新人才的個性化、多元化需求的轉變。在現代教育理念指導下，以多媒體和網絡技術為基礎，強調學生是認知過程的主體，注重學生主動探究和自主發現，激勵學生通過協作、探究、實踐、反思、綜合等思維活動來提高創新實踐能力。基于計算機網絡的“協作式學習”“發現式學習”和“情境創設式學習”，是機械類創新型人才培養的有效途徑。

“協作式學習”是網絡教學的重要特點，也是最重要優點之一，這種方式提倡討論、交流，鼓勵自由發揮，因此能集思廣益，便于不同觀點的碰撞與交流，能在短時間內使學生對同一復雜問題獲得多方面的深入認識，有利于學生理解各種機械的復雜性和培養辯證思維。此外，“協作式學習”有利于開發學生諸如溝通、交流、角色轉換、任務分工、團隊協作、妥協讓步等人際交往能力。

“發現式學習”強調通過網絡這一豐富的資源庫來自主學習、自主探索、自主發現，是利用多媒體技術進行的跨時空網絡學習。這種方式是一種開放式、自主式、創造性的學習過程，有利于學生理解各種機械的多樣性、復雜性，有利于培養學生的實際動手能力和應用創新能力。

“情境創設式學習”是指由教師創設任務情境,將教學內容融入一系列任務中。它以任務為線索，充分調動學生的主動性，培養學生自主學習的意識。由于任務目標明確，學習過程有序，從而能夠培養學生提出問題、分析問題及解決問題的綜合能力，達到提高創新能力的目的。

3 結束語

機械類創新型人才培養是一項涉及面非常廣泛的工程，通過借鑒國外高校創新型人才培養的經驗，獲得我國高校創新型人才培養模式改革的啟示。因此，在各個教學環節中加強現代教育技術的應用，構建多樣化的機械類創新型人才培養途徑，以改變傳統的教學形式，探索適合我國高等學校教育特色、培養機械類創新型科技人才的教育模式。

[1]教育部.面向2l世紀教育振興行動計劃[Z].北京:北京師范大學出版社,1999.

[2]Eric Wang.Teaching Freshmen Design, Creativity and Progamming with Legos and Labview[C], 31st ASEE/IEEE Frontiers in Education Conference, 2001.15.

[3]L.Richards.Stimulating Creativity, teaching engineers to be innovators[C], FIE Conference , 1998.1034-1039.

[4]http://www.me.nus.edu.sg/overview/index.html.

[5]劉榮.國內外高校考試制度的現狀比較及啟示[J].北方經貿,2009(6):134-135.