培养学生创新能力的机械工程专业课程体系建设

何高法，胡桂川，刘成俊，谭勇虎

培养学生创新能力的机械工程专业课程体系建设

何高法，胡桂川，刘成俊，谭勇虎

创新型高等机械工程专业技术人才培养是机械类本科教育的目的。在研究创新能力的内涵和创新能力教育方法的基础上，提出了基于创新过程循环的创新能力培养方法，并将其与机械工程专业知识结构体系建设相结合，应用于机械设计制造及其自动化专业培养计划之中。

高等教育；创新；机械工程

机械学科在社会发展和国民经济中具有非常重要的基础作用，机械工程类创新人才的培养是机械工程专业本科教育的主要目标之一。创新型机械工程学科人才培养方案的拟定和课程体系的确立是培养创新型人才的基础。

一、创新能力的内涵

创新能力也即创作能力，也可称为创造才能，它是运用已知的信息产生出某种新颖而独特的有社会或个人价值的物质或精神产品的能力。通俗的解释是：发现和解决新问题、提出新设想、创造新事物的能力［1］。一般研究认为，创新能力的构成要素主要包括：知识总量、创新意识、创新精神、创新思维能力和创新技能。

所谓知识总量，指一切创新和创造发明，都是在积累前人知识、经验和成果的基础上，经过消化、吸收、实践、创新而取得的。在知识经济时代，尚未被多数人共知的知识才具有真正的力量。特别在科学技术领域，信息与知识越陈旧，被共知的范围就越大，产生有效价值的可能性也就越小；反之，信息与知识越新，被共知的范围就越小，产生有效价值的可能性就越大。

创新意识，是指对与创新有关的信息及创新活动、方法、过程本身的综合觉察与认识，也可以简单地说成创新的欲望。它包括动机、兴趣、好奇心、求知欲、探究性、主动性和对问题的敏感性等等。

创新精神，是指创新过程中积极的、开放的心理状态，包括怀疑精神、冒险精神、挑战精神、献身精神，使命感、责任感、事业心、自信心、热情、勇气、意志、毅力、恒心等。创新精神强的人敢想、敢说、敢干，不迷信权威，不人云亦云；不怕困难、不畏艰险、胸怀宽阔、无私无畏。因而，创新精神也可以简单地说成是创新的胆略。在创新活动中，创新精神往往是成功的关键。

创新思维能力，从某种意义上讲，创新能力作为人的一种高级能力，它的核心就是创新思维。创新思维不是一般性的思维，它不只是依靠现成的材料进行分析、综合、判断、推理来解决问题，而是在现有材料基础上用独特新颖的思维方法，创造出具有社会价值和前所未有的新产品、新技术、新概念、新原理、新作品的心理过程。

创新技能，主要是指灵活运用各种创新方法及把创新构想转化为实物的操作能力，它是创新思维能力的具体化、程序化和实践化的方法。自从创造学诞生至今，人们已经发明数百种创造和创新技法。熟练地运用各种创新技法可以提高创造的速度和效率，起到事半功倍的效果。

上述各种构成创新能力的要素在创新过程中的作用并不是相同的。本文认为，知识是创新的基础，没有知识不可能创新；创新意识和创新精神是创新的必要条件，光有知识而没有创新意识或创新精神，那么就是“读死书”的“书呆子”，也不可能产生创造性成果；创新思维能力和创新技能是创新的有力工具，没有这样的工具也不可能产生创新成果。综合上述分析，我们可以用公式表示创新能力与各要素之间的关系：

IA=K×(IC+IS)×(II+IM) (1)

式 中 ，IA （Innovation Ability） 为 创 新 能 力 ；K（Knowledge） 为知识总量；IC （Innovation Consciousness）为创新意识；IS（Innovation Spirit）为创新精神；II（Innovation Ideation） 为创新思维能力；IM（Innovation Method）为创新技能（或称为创新方法）。

二、创新能力的培养方法

进入大学学习阶段，学生已经经过了很长时间的学习，具有基本知识体系和一定的创新意识、创新精神，也掌握了一定的创新方法。也就是说，他们已经具备了一定的创新能力。创新能力的提高是大学阶段培养的重点目标。基于创新过程循环的创新能力培养方法是一种行之有效的方法。

（一）创新过程循环

创新的过程是产生创造性成果的过程，也是新知识、新方法产生和积累的过程，也就是创新能力的培养过程。当然创新成果（成功）也可以促进创新意识和创新精神的发展。创新过程实际上是一个创新→提高→再创新的一个循环过程，可以用图1表示。

（二）基于创新过程循环的创新能力培养方法

从前面有关创新能力的内涵分析可以看出，创新能力培养的重点是各构成要素的培养，而各构成要素在创新实践过程中的训练最为有效。那么，提供基于创新实践过程的创新能力培养环境就是高等教育的任务之一。为此，本文提出基于创新过程循环的创新能力培养方法，并将该方法融入到课程和各教学环境的设置中，提供不断循环的创新能力训练。

三、基于创新能力培养课程体系

机械设计制造及其自动化本科专业是培养适应21世纪社会主义现代化建设需要的德、智、体等方面全面发展的高素质机械类专业高等工程技术人才。从21世纪机械类学科发展来看，机械类高等工程技术人才要具备的素质包括：具有一定的人文社会科学、经济管理和自然科学基本理论知识，特别是有较好的人文素质；机械设计类基础及专业知识；机械制造类基础及专业知识；自动化及控制类基础及专业知识［2］［3］。

根据上述讨论创新能力内涵和基于过程的创新能力培养方法，建立机械工程专业本科培养课程体系；依据创新能力要素的三个方面和创新实践建立三个模块的课程体系，分别是：机械工程知识积累模块；创新意识、创新精神和创新思维能力培养模块；创新实践模块。

（一）机械工程知识积累模块

该模块主要训练学生的基础及专业知识，机械工程知识模块由四大知识模块构成：（1）工具语言。包括一般交流用语言（本国语和外语）、工程交流用语言（二维和三维制图）和计算机交流用语言（计算机及网络知识）；（2）机械设计类知识。包括数学物理类知识、力学类知识、机械原理设计类知识和现代设计方法类知识；（3）机械制造类知识。包括材料类知识、加工类知识、现代加工技术类知识和自动化制造系统类知识；（4）自动化及控制类知识。包括电工电子类知识、单片机原理类知识、流体传动及控制类知识和传感器及测试技术类知识。

（二）创新意识、创新精神培养和创新思维方法、创新技能培训模块

该模块旨在训练和提高学生的创新意识和创新精神，激发其创新热情，提高创新技能。一般说来，创新精神通过动机、信念、质疑、勇敢、意志和情感表现出来。所以，培育创造精神就是培育顽强的创造动机、坚定不移的成功信念、顽强的创造意志，以及健康的创造情感。创新性思维是创新能力的一个重要表现。另外，在创新中能否自觉地、熟练地使用创新方法也是衡量创新能力高低的一条重要标准。所以，该模块的教学内容主要包括创造学、创新思维和机构创新学、创造发明方法（TRIZ）等。同时，培养知识学习和信息收集能力也是提高创新能力的一个重要方面，故本模块还包括文献检索等教学内容。

（三）创新实践模块

实践是创新过程循环训练的中心环节，是新知识和新方法学习的动力和源泉。经过一定时间的知识积累后就必须安排一定的创新实践，以巩固知识、增强创新意识。本模块主要包括创新实验、新产品开发实验、课程设计和毕业设计等实践教学环节。

四、实践与结论

创新是高等教育的灵魂，培养具有特色的创新型机械工程人才是机械工程专业的目标和定位。本文研究了创新型人才必须具备的基本要素，及各要素之间的关系和权重，提出了基于创新过程循环的创新能力培养方法。结合该方法和我校特色，我们将其应用于机械设计制造及其自动化专业2008级培养计划修订方案，制定了既符合我校特色立校指导思想又具有创新意义的特色人才培养计划。

[1]刘智.创新:高等教育的灵魂[J].武汉大学学报(社会科学版)，2 0 0 1(4).

[2]杨叔子,张福润.面向2 1世纪改革机械工程教学[J].高等教育研究,2 0 0 0(4).

[5]教育部高等学校机械学科教学指导委员会.机械学科专业发展战略研究[J].中国大学教学,2 0 0 5(1).

TH-42

A

1673-1999（2010）01-0191-02

何高法（1972-），男，安徽舒城人，重庆科技学院机械工程学院副教授，从事机械工程科研和教学工作；胡桂川，重庆科技学院副教授；刘成俊，重庆科技学院教授，科技处处长；谭勇虎，重庆科技学院讲师。

2009-07-20

重庆市教委教改项目（项目编号：0634190）