依托实验教学示范中心培育机电类创新型人才的实践
张文琼
[摘 要]实验教学在机电类创新型人才培养过程中有着无可替代的重要作用。以机电类创新型人才培养为目标，介绍了厦门大学嘉庚学院实验教学省级示范中心在实验教学理念、实验教学体系、实验教学方法、实验平台建设、实验教学改革、实验教学成效等方面取得的显著成绩，基本建成了特色鲜明的开放式创新型实验中心，为机电类创新型卓越人才培养创造了良好条件，也为其他兄弟院校起到辐射示范作用。
[关键词]实验教学示范中心;实验教学改革;实验教学方法;创新型人才培养
[中图分类号] C961 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）11-0044-02
实践教学是高等工科教学体系中的重要组成部分。实践教学的各个环节以其“亲身经历与感受”的特征，对学生创新能力与实践能力培养，有着理论教学无法替代的特殊作用，在人才培养的过程中占有非常重要的地位。[1] [2]所谓实验教学示范中心是以培养学生实践能力、创新能力和提高教学质量为宗旨，以实验教学改革为核心，以实验资源开放共享为基础，以高素质实验教学队伍和完备的实验条件为保障的全面提高实验教学水平和实验使用效益的新型实验教学平台。如何利用实验教学示范中心提高人才培养层次，培养学生创新能力，并发挥其辐射示范作用，是实验示范中心建设的一项重要内容。
一、实验教学体系
厦门大学嘉庚学院机电实验教学示范中心（下称中心）在不断总结办学经验的基础上，注意吸收其他院校的实验教学改革成果，在体系构建上考虑突出培养创新型人才的特色，在搭建平台上注重实践技能和创新思维的培养思路，在实施过程中形成混合一体化的教学模式，体现了教学体系与时俱进的时代特征。
（一）创新型人才培养实验教学体系理念
根据学院提出“面向人才市场办学、通过市场谋求发展”的战略思路，中心确立了“以有效教学见长、科研与教学并举”办学理念服务于学校人才培养的方针。中心结合实际情况，坚持“以安全为前提，以规范为基础，以知识创新、能力培养、高效服务为目标”的办学思路。中心从根本上理顺了整个教学体系中理论教学与实验教学二者之间既相对独立，又密不可分的统一关系，二者之间不再是主体与从属的地位。为了体现实验教学体系的科学性，根据专业人才的培养定位、培养目标和培养方案，中心明确各实验教学环节的教学目的、教学内容与教学要求，摆正其在教学过程中的作用和位置，实现理论与实践相结合、知识与能力相结合、能力与素质相结合，同时也符合我国国情，符合我国高等院校机电类人才培养的专业规范。
（二）创新型人才培养实验教学体系
创新性人才的必备素质包括扎实的基本理论和基本方法、科学的创新思维、敏锐的观察力、丰富的想象力、强烈的好奇心、高度的责任心、良好的乐观自信心理素质和积极的团队协作精神。为此，中心注重学生知识、能力、素质、个性的协调发展，从低年级开始，采用导师制模式进行对学生跟踪指导，为其制订个性化的培养目标，确立了大学四年的学习计划，并鼓励低年级学生从进入学校就参与导师科研项目或到实验室参与工作。改变实验教学依附于理论教学的传统观念，从人才培养体系整体出发，构建以培养能力和综合素质为主线，课堂教学、实验教学和课外创新实践“三位一体”，创新意识教育、创新思维训练、创新能力培养和创新人格塑造“四路并进”的“多层次、多功能、多渠道、全开放”的实践教学平台，形成“知识—能力—素质—个性”协调发展的实践教学体系。理论教学与实验教学既有机结合又相对独立，与科研项目设计、工程实际应用密切联系。
二、实验教学方法
（一）理论内容与实践方法融合，现场教学与实践操作结合
如何让学生有兴趣并提高教学效果，是实践教学方法面临的基本问题。因此，在充分应用多媒体辅助教学手段的同时，实验教学普遍采用“课堂讲授+实物演示+学生操作”的方法，选用有工程背景的“双师型”教师进行现场教学，实现“讲、联、练、操”相结合，即教师现场讲解示范，理论教学联系案例和实物演示，启发学生主动思考，然后让学生进行实验练习，课外还安排开放性的实践操作。在整个教学过程中坚持理论与实践的融合，在理论学习中密切结合实际，注重运用知识解决实际问题能力的培养;在实践中结合问题的思考和研究来加深理解理论知识，注重理论对实践的指导作用。
（二）基础实验与专业实践“阶梯式”衔接，应用训练与创新培养“两手抓”并重
解决了教学基本方法之后，紧接是解决基础实验和专业实验的关系问题。传统方法往往“各自为政”，导致基础实验与专业实验的前后脱节、学生的自主性不强。因此，中心理顺了实验、实践和实习的教学关系，做好基础实验、专业实践、综合实践和创新实践之间的“阶梯式”衔接。重点对实验体系和内容进行改革，在基础实验中适当减少验证性实验，增加综合性、设计性和创新性的实验，以实验类型——专业基础类实验、综合应用类实验、创新设计类实验来设置实验教学模块。其中，专业基础类模块突出实验认知、专业技能和实验方法的训练，综合应用类模块突出专业知识在工程上的综合应用实践，创新设计模块突出以“项目”结合来培养学生的自主创新系统能力，把应用和创新贯穿于整个实践教学过程之中。
（三）以项目课题培养兴趣，以自主实验互动创新
为了更好地提高实验效果，实验室实行开放教学，提出了“动生奇、奇生趣、趣养学”的实践教学理念，采用“（教师）布置实验课题+（学生）仿真实验+（实验室）实物实验”方法，引导学生在布置实验课题和了解实验任务后，通过计算机进行仿真的“动手”实验来产生“好奇”，把学生从过去“好奇”玩游戏吸引到仿真实验上，进而对实物实验产生“兴趣”，在“兴趣”的实物实验过程中逐步“养成”自主学习实验的习惯。为了把学生的兴趣更好地引导到创新实践上，还采用“学生项目1（个）+1（位）产品导师”的实验教学方法。例如对综合性的课程设计项目、大学生创新项目、各类竞赛课题、学生自主课题等，都根据项目指定专任教师进行全程指导，直至做出产品。在“学生项目1（个）+1（位）产品导师”实践过程中，以学生的自主实验为主，以教师现场实验指导和课余答疑为辅，要求“项目”都是来自企业应用和创新的课题，以激发学生的创新思维。
（四）学生下放企业“练实战”，工程师走进校园“教谋略”
在取得企业合作办学信任和支持下，中心实施了“外挂式实践基地实践+业界导师项目指导+中心导师跟踪指导”的实习教学方法。中心分别与厦门金龙旅行车有限公司、西门子公司等签订“带项目实习”协议，让学生尽早走上工作岗位，在企业和学校的共同指导下，真实去体验和实现生产过程。同时，中心还聘请一批企业技术骨干走进校园给学生介绍实践经验、课题研究方法以及科技最新成果的应用，拓展学生的视野和科研途径，让学生有更多机会了解和接触实际，力求做到学习和应用结合、应用与项目结合、项目与产品结合、产品与市场结合。
（五）以赛代练促学促创新，平台支撑全开放实验
中心以三维数字化创新设计协会（简称CAD协会）、大学生科创中心和学生会的学生组织为群众基础，以开放实验室为硬件保障，以教师指导团队为服务支持，以系（中心）鼓励大学生科技活动的政策为激励引导，以科研课题为项目需求，形成一个强有力的开放创新实践支撑平台。实施“实验中心平台+学会组织+教师团队”相结合，组织学生通过全国三维数字化创新设计大赛、全国大学生数学建模竞赛、福建省大学生工程训练综合能力竞赛、飞思卡尔杯全国大学生智能车大赛、机械设计大赛和大学生创新实验项目、挑战杯大学生课外学术科技作品竞赛等系列的学科竞赛和科技实践活动，强化了学生实践能力的培养。开放性的竞赛和实践创新活动在一定程度上弥补了课堂实践教学的局限，激发了学生的创新热情和思维，同时也提高了他们的自主学习和自主创新能力。
三、实验条件与平台建设
实验教学示范中心拥有23000平方米实验室，设备总值约5200万元。其中设有电机拖动、机电一体化FMS实训室、电力电子实验室、传感器与检测技术实验室、工业网络、激光加工与快速成型室、仪表及过程控制实训室、机器人实训室、电加工实验室、先进制造实验室等32个实验室，建成了集研发、设计、制造、测试于一体的实验平台。
四、教学成果
近几年来，有一大批机电类专业学生经过创新人才实验教学体系的培养，综合素质和创新能力得到了极大的提高，其中有数以百计的学生在参加各类大学生创新性实验计划、机械创新设计大赛、智能车大赛、机器人大赛、数学建模竞赛等赛事中获得佳绩，其中省级及以上奖励80多项、大学生创新创业项目92项、专利21项等。
五、结束语
厦门大学嘉庚学院省级实验教学示范中心经过近几年的建设，已经取得了明显的建设效果，为机电类创新型人才培养提供了良好的实验教学条件保障，也为其他兄弟院校提供了可借鉴的建设经验，起到了较好的实验教学示范辐射作用。
[ 注 释 ]
[1] 陈浪城，吴福根，刘贻新.理工科院校实验教学示范中心建设路径研究与实践[J].实验技术与管理，2015（81）：44-147.
[2] 户永清.地方高校实验教学示范中心建设的探索与实践[J].实验技术与管理，2015（4）：136-138.
[责任编辑：钟 岚]
[摘 要]实验教学在机电类创新型人才培养过程中有着无可替代的重要作用。以机电类创新型人才培养为目标，介绍了厦门大学嘉庚学院实验教学省级示范中心在实验教学理念、实验教学体系、实验教学方法、实验平台建设、实验教学改革、实验教学成效等方面取得的显著成绩，基本建成了特色鲜明的开放式创新型实验中心，为机电类创新型卓越人才培养创造了良好条件，也为其他兄弟院校起到辐射示范作用。
[关键词]实验教学示范中心;实验教学改革;实验教学方法;创新型人才培养
[中图分类号] C961 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）11-0044-02
实践教学是高等工科教学体系中的重要组成部分。实践教学的各个环节以其“亲身经历与感受”的特征，对学生创新能力与实践能力培养，有着理论教学无法替代的特殊作用，在人才培养的过程中占有非常重要的地位。[1] [2]所谓实验教学示范中心是以培养学生实践能力、创新能力和提高教学质量为宗旨，以实验教学改革为核心，以实验资源开放共享为基础，以高素质实验教学队伍和完备的实验条件为保障的全面提高实验教学水平和实验使用效益的新型实验教学平台。如何利用实验教学示范中心提高人才培养层次，培养学生创新能力，并发挥其辐射示范作用，是实验示范中心建设的一项重要内容。
一、实验教学体系
厦门大学嘉庚学院机电实验教学示范中心（下称中心）在不断总结办学经验的基础上，注意吸收其他院校的实验教学改革成果，在体系构建上考虑突出培养创新型人才的特色，在搭建平台上注重实践技能和创新思维的培养思路，在实施过程中形成混合一体化的教学模式，体现了教学体系与时俱进的时代特征。
（一）创新型人才培养实验教学体系理念
根据学院提出“面向人才市场办学、通过市场谋求发展”的战略思路，中心确立了“以有效教学见长、科研与教学并举”办学理念服务于学校人才培养的方针。中心结合实际情况，坚持“以安全为前提，以规范为基础，以知识创新、能力培养、高效服务为目标”的办学思路。中心从根本上理顺了整个教学体系中理论教学与实验教学二者之间既相对独立，又密不可分的统一关系，二者之间不再是主体与从属的地位。为了体现实验教学体系的科学性，根据专业人才的培养定位、培养目标和培养方案，中心明确各实验教学环节的教学目的、教学内容与教学要求，摆正其在教学过程中的作用和位置，实现理论与实践相结合、知识与能力相结合、能力与素质相结合，同时也符合我国国情，符合我国高等院校机电类人才培养的专业规范。
（二）创新型人才培养实验教学体系
创新性人才的必备素质包括扎实的基本理论和基本方法、科学的创新思维、敏锐的观察力、丰富的想象力、强烈的好奇心、高度的责任心、良好的乐观自信心理素质和积极的团队协作精神。为此，中心注重学生知识、能力、素质、个性的协调发展，从低年级开始，采用导师制模式进行对学生跟踪指导，为其制订个性化的培养目标，确立了大学四年的学习计划，并鼓励低年级学生从进入学校就参与导师科研项目或到实验室参与工作。改变实验教学依附于理论教学的传统观念，从人才培养体系整体出发，构建以培养能力和综合素质为主线，课堂教学、实验教学和课外创新实践“三位一体”，创新意识教育、创新思维训练、创新能力培养和创新人格塑造“四路并进”的“多层次、多功能、多渠道、全开放”的实践教学平台，形成“知识—能力—素质—个性”协调发展的实践教学体系。理论教学与实验教学既有机结合又相对独立，与科研项目设计、工程实际应用密切联系。
二、实验教学方法
（一）理论内容与实践方法融合，现场教学与实践操作结合
如何让学生有兴趣并提高教学效果，是实践教学方法面临的基本问题。因此，在充分应用多媒体辅助教学手段的同时，实验教学普遍采用“课堂讲授+实物演示+学生操作”的方法，选用有工程背景的“双师型”教师进行现场教学，实现“讲、联、练、操”相结合，即教师现场讲解示范，理论教学联系案例和实物演示，启发学生主动思考，然后让学生进行实验练习，课外还安排开放性的实践操作。在整个教学过程中坚持理论与实践的融合，在理论学习中密切结合实际，注重运用知识解决实际问题能力的培养;在实践中结合问题的思考和研究来加深理解理论知识，注重理论对实践的指导作用。
（二）基础实验与专业实践“阶梯式”衔接，应用训练与创新培养“两手抓”并重
解决了教学基本方法之后，紧接是解决基础实验和专业实验的关系问题。传统方法往往“各自为政”，导致基础实验与专业实验的前后脱节、学生的自主性不强。因此，中心理顺了实验、实践和实习的教学关系，做好基础实验、专业实践、综合实践和创新实践之间的“阶梯式”衔接。重点对实验体系和内容进行改革，在基础实验中适当减少验证性实验，增加综合性、设计性和创新性的实验，以实验类型——专业基础类实验、综合应用类实验、创新设计类实验来设置实验教学模块。其中，专业基础类模块突出实验认知、专业技能和实验方法的训练，综合应用类模块突出专业知识在工程上的综合应用实践，创新设计模块突出以“项目”结合来培养学生的自主创新系统能力，把应用和创新贯穿于整个实践教学过程之中。
（三）以项目课题培养兴趣，以自主实验互动创新
为了更好地提高实验效果，实验室实行开放教学，提出了“动生奇、奇生趣、趣养学”的实践教学理念，采用“（教师）布置实验课题+（学生）仿真实验+（实验室）实物实验”方法，引导学生在布置实验课题和了解实验任务后，通过计算机进行仿真的“动手”实验来产生“好奇”，把学生从过去“好奇”玩游戏吸引到仿真实验上，进而对实物实验产生“兴趣”，在“兴趣”的实物实验过程中逐步“养成”自主学习实验的习惯。为了把学生的兴趣更好地引导到创新实践上，还采用“学生项目1（个）+1（位）产品导师”的实验教学方法。例如对综合性的课程设计项目、大学生创新项目、各类竞赛课题、学生自主课题等，都根据项目指定专任教师进行全程指导，直至做出产品。在“学生项目1（个）+1（位）产品导师”实践过程中，以学生的自主实验为主，以教师现场实验指导和课余答疑为辅，要求“项目”都是来自企业应用和创新的课题，以激发学生的创新思维。
（四）学生下放企业“练实战”，工程师走进校园“教谋略”
在取得企业合作办学信任和支持下，中心实施了“外挂式实践基地实践+业界导师项目指导+中心导师跟踪指导”的实习教学方法。中心分别与厦门金龙旅行车有限公司、西门子公司等签订“带项目实习”协议，让学生尽早走上工作岗位，在企业和学校的共同指导下，真实去体验和实现生产过程。同时，中心还聘请一批企业技术骨干走进校园给学生介绍实践经验、课题研究方法以及科技最新成果的应用，拓展学生的视野和科研途径，让学生有更多机会了解和接触实际，力求做到学习和应用结合、应用与项目结合、项目与产品结合、产品与市场结合。
（五）以赛代练促学促创新，平台支撑全开放实验
中心以三维数字化创新设计协会（简称CAD协会）、大学生科创中心和学生会的学生组织为群众基础，以开放实验室为硬件保障，以教师指导团队为服务支持，以系（中心）鼓励大学生科技活动的政策为激励引导，以科研课题为项目需求，形成一个强有力的开放创新实践支撑平台。实施“实验中心平台+学会组织+教师团队”相结合，组织学生通过全国三维数字化创新设计大赛、全国大学生数学建模竞赛、福建省大学生工程训练综合能力竞赛、飞思卡尔杯全国大学生智能车大赛、机械设计大赛和大学生创新实验项目、挑战杯大学生课外学术科技作品竞赛等系列的学科竞赛和科技实践活动，强化了学生实践能力的培养。开放性的竞赛和实践创新活动在一定程度上弥补了课堂实践教学的局限，激发了学生的创新热情和思维，同时也提高了他们的自主学习和自主创新能力。
三、实验条件与平台建设
实验教学示范中心拥有23000平方米实验室，设备总值约5200万元。其中设有电机拖动、机电一体化FMS实训室、电力电子实验室、传感器与检测技术实验室、工业网络、激光加工与快速成型室、仪表及过程控制实训室、机器人实训室、电加工实验室、先进制造实验室等32个实验室，建成了集研发、设计、制造、测试于一体的实验平台。
四、教学成果
近几年来，有一大批机电类专业学生经过创新人才实验教学体系的培养，综合素质和创新能力得到了极大的提高，其中有数以百计的学生在参加各类大学生创新性实验计划、机械创新设计大赛、智能车大赛、机器人大赛、数学建模竞赛等赛事中获得佳绩，其中省级及以上奖励80多项、大学生创新创业项目92项、专利21项等。
五、结束语
厦门大学嘉庚学院省级实验教学示范中心经过近几年的建设，已经取得了明显的建设效果，为机电类创新型人才培养提供了良好的实验教学条件保障，也为其他兄弟院校提供了可借鉴的建设经验，起到了较好的实验教学示范辐射作用。
[ 注 释 ]
[1] 陈浪城，吴福根，刘贻新.理工科院校实验教学示范中心建设路径研究与实践[J].实验技术与管理，2015（81）：44-147.
[2] 户永清.地方高校实验教学示范中心建设的探索与实践[J].实验技术与管理，2015（4）：136-138.
[责任编辑：钟 岚]
