“五層次實踐\\四能力培養”的創新實踐教學模式的研究

摘要：農林院校機械類專業實踐教學很難滿足大學生創新能力培養的實際需要，本文針對南京林業大學機械類專業的實際情況，構建了“五層次實踐、四能力培養”的實踐創新體系。從體系建立原則、體系構架、創新能力培養機制、支撐要素等幾個方面闡述了創新實踐教學模式的創新性、先進性和工程性特點。通過5年的實踐表明，該創新實踐教學模式符合農林機械類創新人才培養的需求，值得進一步深入探索和推廣。

關鍵詞：創新實踐；教學模式；創新能力培養

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）35-0029-03

實踐教學是提升當代大學生的創新與工程應用能力的有效手段，是培養社會需求的創新型人才的必要途徑。南京林業大學面向農林類裝備的機械類專業的實踐教學項目由于實驗室空間局限，實驗內容分散等原因導致學生的動手實踐與可操作性也受到限制，不能實現培養學生動手能力和創新能力的目標。2008年以來，機械類專業修訂了大學生培養方案，其中強化了實踐課程的教學地位，加大了實踐教學比重，同時構建了“五層次實踐、四能力培養”的實踐創新體系，體現了實踐教學的創新性、先進性和工程性。

一、“五層次實踐、四能力培養”實踐創新體系

“五層次實踐、四能力培養”實踐創新體系是南京林業大學在機械類專業建設過程中根據多年實踐教學經驗總結提出來的。該體系是以培養我國面向農林裝備行業的具有前瞻性思想和創新能力的機械類人才為目標，通過實驗室資源整合建設、實習基地創新建設、電工電子等為基礎，以機械設計、機械制造為特色、以實驗教學與實踐訓練相結合的大學生創新素質培養的完善實踐教學體系。

1.創新實踐教學體系構建的原則。依據機械類專業的培養目標，“五層次實踐、四能力培養”創新實踐教學體系的構建主要遵循以下幾個基本原則：（1）目標明確，本專業提出培養具有先進制造專業技術、農林機械設計專業背景的，掌握農林機械現代設計方法、機械結構設計和制造技術和農林生產過程控制的創新型專業技術人才作為本專業大學生實踐能力培養的具體目標，并將其作為構建創新實踐教學體系的目標。（2）系統完整，從創新素質和創新能力培養的要求出發，按照各實踐教學環節的地位，運用系統科學的方法構建包括實驗環節和實踐環節的完整創新實踐教學體系，使體系內的各個環節相互銜接和協調統一，貫穿于大學教育全過程。（3）層次分明，不僅要規范各個實踐教學環節的教學內容、形式和相應的考核標準與要求，同時要注重大學培養計劃中的實踐教學的多層次的特點，應分階段、分層次逐步深化。（4）體現創新，從教學內容、教學環境、教學方法、教學模式等具體實踐教學著手，采取多種形式引領學生開展實踐創新活動。

2.創新實踐教學體系的建立。圍繞“四個創新能力”（分析問題和解決問題的能力、機械創新設計能力、計算機輔助設計能力、機電一體化設計能力）的培養目標，建立了“基本性實踐”、“設計性實踐”、“綜合性實踐”、“展示性實踐”和“創造性實踐”五類不同層次的實踐體系（如圖1）。優化實踐內容，應用啟發討論、科研實踐、專家講座、企業聯合、第二課堂等多種實踐教學方式，促進學習方式由接受性學習向探究性學習轉變。

（1）在機械類專業的四年本科教學中，保證實踐教學不斷深入。通過五個實踐教學體系逐步培養學生的動手能力和創新能力。其中基礎性實踐體現物理、電學、力學、圖學等基礎性課程的訓練，著重通過學生動手建立創新意識；設計性實踐涉及機械原理、機械設計內容，通過課程設計環節使學生掌握機械設計的完整過程，培養學生創新思維；綜合性實踐包含專業課程內容環節，通過綜合性實驗、設計性實驗和專業課程創新設計，培養學生獨立創新和團隊協作能力；展示性實踐是通過金工實習、認識實習、生產實習的方式給學生提供與社會交流的創新平臺，將學校內容與實際應用結合，拓展學生的創新目標；創造性實踐與學生畢業設計、創新大賽結合，鼓勵學生充分發揮專業優勢，施展創新能力。由此可見，四年的創新實踐教學內容逐漸突顯了學生在教學中的主導地位。（2）通過認真研究《理論力學》、《材料力學》、《機械原理》等基礎性課程，《機械制圖》、《PRO/E》等制圖課程，《機械設計》、《機械現代設計方法》等設計類課程和《機電一體化》、《過程裝備》、《林業機械》、《流體機械》等特色專業課程之間的內在聯系，通過優化原有的實驗教學內容和方法、優化實驗室的資源配置、打造專業開放性實驗室平臺等方式支撐五層次創新實踐教學體系建設，為學生能隨時開展實驗研究和探索性實驗提供良好的條件。譬如，減少演示性實驗，開發綜合性實驗，設計性實驗；完善實驗室的配套設施建設，建立強化有序、安全和高效的實驗室管理機制，整合原有實驗室資源，建立了9個基礎實驗室和5個功能性實驗室；同時，提高實驗室實驗員和管理人員的專業素質，使他們更好地服務于學生實踐能力的培養。（3）如圖2所示，構建“三環節、四結合”的創新能力培養機制，融入到五層次創新實踐能力培養體系當中。其中“三環節”是將機械原理、機械設計等課程設計；金工實習、認識實習和生產實習等實踐教學；畢業設計三個實踐環節構成一個整體，完成一個機械產品的認識、設計開發和產品制作的全過程，整個過程涉及調研、方案確定、結構設計、強度計算、優化設計、PRO/E軟件三維實體設計、運動仿真實驗、零件的有限元分析、工程圖紙的繪制、工藝分析、加工制作等環節、充分培養學生的創新思維和創新意識；四結合是指：與科研相結合、與企業結合、與大學生課外科技創新活動結合、與機械設計創新大賽結合。對作為應用型人才培養的學生，在延用傳統的內容的基礎上，加強計算機繪圖能力和動手能力的培養，激發學生的興趣和潛能，提高工程實踐能力。

二、創新實踐教學模式的支撐

1.試驗教學環節。通過實驗教學改革，推進了本專業實驗教學內容、方法、手段、隊伍、管理及實驗教學模式的創新。增加開放型實驗室的資金投入，完善了開放型實驗室的管理機制。鼓勵實驗教師開發實驗儀器設備功能，鼓勵研究生參加指導，并制定實驗室開放條例及開放細則，從制度上落實實驗室開放，在開放范圍、開放時間、開放對象等方面做出明確規定，支持優秀學生進行的創新性試驗，促進學生自主創新興趣，加強能力培養。

2.實踐性教學環節。加強與企業的合作和實習基地建設，營造工程環境，強化工程實踐能力與創新能力培養。有效利用“工程培訓中心”，穩定的20個校外實習基地，帶領和指導學生提前進入真槍實彈的科研工程項目實踐活動。優勢互補使人才培養與企業的人才需求形成良性互動，獲得校企雙贏，提高了學生的工程實踐能力。

3.科研帶動學生創新實踐。以實習基地和教師科研項目為依托，創造條件讓高年級學生參與科學研究項目，加強創新性實踐教學環節。積極組織參加各種大學生科技創新競賽活動，并選派高水平教師做好指導工作，重點資助在全國具有較大影響和參與面廣泛的大學生科技創新競賽活動（如全國基礎力學實驗競賽、全國機械創新大賽、“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽、省大學生工程訓練綜合能力競賽、全國三維數字化創新設計大賽、江蘇省大學生實踐創新訓練計劃等等），將課程體系、學分機制與大學生競賽活動結合起來，激發學生的興趣和潛能，著力培養學生的團隊協作意識和創新精神，提升學生的創新能力。

三、創新實踐教學模式應用成果

經過近5年的創新實踐教學模式的應用，學生創新能力和工程實踐能力大大提高。近5年本專業學生參加省級以上各類創新設計、創新訓練大賽近20項，獲得各種獎項的學生數超過300多名，500多名學生通過參與創新、競賽和科研活動受益。6名學生的畢業設計被評為省級優秀畢業論文，2個團隊畢業設計被評為省級團隊優秀畢業設計。本專業應屆生升學率逐年上升，從最初的8.3%上升到最高時達18.9%，平均在15.2%。而且有部分學生考取到985、211等重點高校深造。本專業畢業生就業率始終保持高位，從最初的97.5%上升并始終保持在100%。并且從最初的學生到處參加招聘會，到用人單位尤其是農林裝備行業的單位主動上門招收特色專業人才。

目前南京林業大學機械類專業的創新實踐教學模式已經在創新人才培養過程中得到應用。提出的“五層次實踐、四能力培養”的創新實踐教學模式體現在實際的教學、實踐、創新、就業等各個環節之中，具有顯著的目標性、完整性、先進性和創新性，有借鑒和推廣意義。今后與時俱進地對創新人才培養模式不斷更新和完善，使得面向林業裝備行業的機械類特色人才富有時代性和創新性。

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基金項目：江蘇省“十二五”重點專業建設項目；南京林業大學人才培養模式改革試點項目

作者簡介：茹煜（1973-），女，副教授，南京林業大學機械電子工程學院，研究方向：林業機械。