课外科技创新活动实践教学体系重构

　课外科技创新活动实践教学体系重构

　摘要：以培养学生的实践创新能力为目标，将课外科技创新活动与课程实践教学环节有机融合，提出了“项目驱动+以赛促学、以赛促改”的实践教学新思路，构建了“校内与校外、课内与课外、理论与实践相结合”的育人模式，通过搭建实践教学平台，动态更新实践项目库、开展学科竞赛等，形成了多层次、多阶段、多目标的实践教学环节和循序渐进、螺旋上升的多元化人才培养教学体系。实践表明：新的实践教学体系大大提高了学生的创新能力和工程设计能力。

　关键词：课外科技活动；创新能力；体系构建；实践教学；平台建设

　高等教育作为强国目标人才、科技和服务的重要支撑，理应承担时代赋予的使命和责任，主动服务战略需求，培养创新型人才，全面提高学生的综合实践能力和创新能力。机械工程专业承担着为国家培养具有能够从事机械产品设计制造、技术开发、技术服务及生产过程管理等方面的高素质人才，是我国从制造大国走向制造强国的人才支撑。为了适应新技术、新产业的需求，高等学校在培养方案上不断加强实践教学，旨在通过实践教学环节增强学生学习的自主性和创造性，培养学生的综合设计能力和创新能力。然而传统的实践教学存在以下问题：1.现有的实践教学环节主要依赖于课程实验、课程设计、各类实习和毕业设计等，学生实践时数少，实践育人模式单一，很难满足新产业新技术发展的需求。2.课外科技活动场所和实践训练平台匮乏、难以满足学生自主实践和创新的需求。3.学生课外科技活动缺乏组织

　管理和固定的指导教师队伍，学生项目获批率低，导致学生参与率低，大部分学生得不到全面的训练。为此，依托于机械基础实验中心、各类科技竞赛项目和企业项目等，重构实践教学体系，搭建实践教学平台，培养具有创新能力和工程设计思维的创新人才，服务地方经济。

　一、实践教学体系架构

　传统的学生创新能力和工程设计能力的培养，主要依靠一系列实践教学环节，很难满足新技术、新产业对人才的培养需求。为此，依托于企业项目、创新创业训练项目、全国大学生机械创新设计大赛、“挑战杯”竞赛等，将课内课外实践教学环节与课外科技活动有机融合，构建了“项目驱动+以赛促学、以赛促改”的实践育人模式，以赛促教，形成了多层次、多阶段、多目标的实践教学环节和“基础训练-综合训练-创新训练”循序渐进、螺旋上升的综合实践教学体系。具体见图 1。

　二、实践教学改革措施

　（一）实践教学环节

　1.加强实验教学，夯实基础训练

　实验教学是培养学生综合实践能力和创新能力的基础，它不仅让学生能够深刻理解理论知识，掌握基本的实验技能、数据处理和方法；而且通过综合性和创新性实验的开展可以培养学生的创新思维和综合设计能力。为此，在实验教学内容安排上加强综合性和创新性的实验，让学生在做中学，进一步通过实验训练提升自己的综合设计能力。

　2.整合课程设计，加强综合训练

　课程设计是培养学生分析工程问题和解决工程问题的重要环节。

　目前机械专业主要有机械原理课程设计、机械设计课程设计、机械制造技术基础课程设计三大设计环节，但彼此之间独立进行。为此整合课程设计，将产业和技术的最新发展和要求引入课程设计中，使学生完成一个机械产品方案设计、运动分析、材料选择、结构设计到工艺设计过程的整个训练；在设计过程中考虑新产业和技术的发展，强调现代化设计手段和现代化技术的应用，培养学生从多手段、多学科的视角进行产品全生命周期的设计训练。

　3.依托课外实践，培养创新能力

　课外实践不仅是培养学生创新能力的载体，而且也是实践教学环节强有力的补充，弥补了长期以往仅通过“实验-课程设计-毕业设计”等实践教学环节提升学生分析问题和解决问题的能力的不足。以企业项目为载体，聚焦需求，主动实践，使学生实践项目与产业需求无缝对接，开拓学生的工程视野；以各类大学生竞赛为平台，强化创新思维，挖掘创新潜能，使学生创新智慧竞相迸发。“项目驱动+以赛促学、以赛促改”的实践育人思路改变了学生过去单一的实践训练，使学生近距离的接触工程实际，并且能够完成机械产品从设计到加工装配的整个周期的训练，学生的工程设计和创新能力大大提高。

　（二）课外科技实践平台

　1.平台建设

　依托山西省机械基础示范实验室，建设了“思拓”大学生机械创新设计基地，设立了 3D 打印加工实验室和产品制作实验室，并面向参加课外科技活动的学生全面开放，由专职实验教师值班，使学生有了

　固定的实践场所。配置了小型 3D 打印机、创新实验模块、小型钻铣床、圆盘锯、钳工台、常用加工装配工具、测量工具等相关制作设备，使学生能够亲自动手进行零部件的加工、产品的装配和调试，为学生自主实践创造了条件。

　2.管理制度

　针对学生在参与课外科技活动过程中的行为特点以及创新能力培养要求，构建了课外实践教学运行体系，制定了一套完善的管理措施和运行办法，包括开放制度、成员招募、管理、培训和奖惩制度等，使学生有计划、有目标、有组织的进行课外实践活动。建设了实践项目库、定期发布实践课题、组织方案汇报、中期检查、校内预赛、赛前答辩等环节，从选题到方案构思、结构设计、作品制作再到最后报名参赛等全方位组织和指导学生开展机械创新设计活动以及其他各类课外科技创新活动，使创新活动成为学生的日常活动。

　3.培养模式

　参与课外科技活动的学生有高年级，也有低年级，知识储备层次不齐，为此实行“传、帮、带”的管理模式，对基地的学生实行分层培养。基础层为低年级的学生，该层的学生主要在学习基础课程，实践能力和创新能力普遍较低。因此由指导教师和高年级的同学加强引导，培养课外活动兴趣和创新精神。高年级的同学已经有了专业背景和一定的专业知识，可以在指导教师的指导下进行项目开发的研究和参与学科竞赛活动。通过“项目+学科竞赛”的全方位训练，培养创新意识和工程设计能力。

　 4.效果评价

　为了普及创新能力的培养，激励更多的学生参与课外科技活动，学校和学院从保研、学分和奖学金等方面制定了相关的激励政策，提高学生的参与度。如：进入基地的学生能够完成一个训练环节的给予课外实践学分；参加竞赛获奖的学生给予一定的奖学金，并优先推荐保送研究生。

　（三）师资队伍

　习总书记在北京大学师生座谈会上指出，人才培养，关键在教师。培养具有创新能力和工程实践能力的一流人才，师资队伍建设尤为重要。

　1.积极引进高素质教师

　为了保证学生课外科技活动的正常进行，充分调动全院教师的积极性，积极引进知识结构交叉，工程实践能力强的高素质人才加入指导教师队伍。充分发挥老教师传、帮、带的优良传统，通过对外交流、培训学习、合作研发等多种措施，提高教师综合执教水平和指导创新设计活动的自觉性，引导青年教师在学生创新能力培养活动中发挥更重要的作用。目前已经形成了一支年龄结构合理、多领域交叉、多层次结合、实践经验丰富、创新思维驱动教育教学的指导教师队伍。

　2.加强教师工程实践能力

　为了适应新产业和新技术对人才培养的需求，基地提出了指导教师不仅要有科研训练，而且要进入企业进行工程能力的训练，使每一位指导教师都能够独立进行学生课外实践活动指导工作。考虑到青年

　教师资源少的问题，基地积极与企业联系，通过校企合作的方式，选派青年教师不定期进入企业交流、实践，及时了解企业的新技术、新需求，逐步调整实践教学内容和教学模式，适应新时代下新产业的发展需求。

　3.建立教师激励机制

　为了鼓励更多高素质的教师能够参与学生课外科技活动的指导，出台了一系列的奖励措施。对获奖作品的指导教师在职称评定、岗位级别等方面给予相应的优惠政策，同时根据获奖等级给予相应的奖励。

　三、实践教学成效

　“基础训练-综合训练-创新训练”循序渐进、螺旋上升的综合实践教学体系已经在全校机械类学生范围内运行，机械与运载工程学院每年有近 70%的学生参与课外科技实践活动，学生受益面广。

　（一）科技创新能力显著提升

　通过参加国家、省级及校级大学生创新性实验项目和指导教师各类科研项目，经过了“项目设计、项目实施、报告撰写、中期和结题汇报、学术交流”等训练，锻炼和提高了学生的工程设计能力和创新能力。近 5 年，指导学生主持国家、省级及校级大学生创新性实验项目共计 60 余项，参加各类科研项目的学生约 500 余名。

　（二）学科竞赛成绩名列前茅

　由于有了固定的活动场所和优秀的指导教师队伍，以各类学科竞赛为载体，培养了一批具有良好的实践动手能力和创新能力的学生，使我校学科竞赛成绩位居全国 39 位。以机械基础教指委举办的全国

　大学生机械创新设计大赛为例，在近三届比赛中，我校参加全国大学生机械创新设计大赛获奖项目共计 131 项，获奖人数达 600 余人；共获全国一等奖 12 项、二等奖 8 项，山西省一等奖 23 项、二等奖 34项、三等奖 42 项。

　四、结束语

　高等教育是培养高层次人才的重要平台。创新实践和创新能力的培养适应了新时代对人才的要求。“基础训练-综合训练-创新训练”循序渐进、螺旋上升的综合实践教学体系和平台建设对于学生创新能力的培养是非常重要的。多年的运行实践表明：大学生综合实践教学体系构建和平台建设对于培养学生的创新思维、工程实践能力和综合设计能力效果非常明显。

　参考文献：

　[1]张晓琪，马学条，程知群，等.大学生科技创新实践教学改革与实践[J].实验技术与管理，2019（06）：42-46.

　[2]孙江宏.建设机械工程实验教学示范中心突出应用型人才工程实践和创新能力培养[J].实验技术与管理，2013，30（04）：16-19.

　[3]王伟东，金义富，张强.大学生科技创新实践基地体系研究[J].实验技术与管理，2013，30（02）：185-188.

　[4]杨震.论大学生课外科技活动体系的构建与实施[J].武汉科技大学学报：社会科学版，2009（1）：96-100.

　[5]李长庚，伍晓赞，蔡胜男.大学生课外科技创新活动体系构建的探索[J].科技创新导报，2012（5）：202-202.

　 [6]魏效玲，范志红，王佳宁.基于创新能力培养的机械类专业实践教学体系研究[J].河北工程大学学报（社会科学版），2016，33（3）：103-106.

　[7]辛立章.大学生科技创新理论与实践教学改革初探[J].中国科教创新导刊，2009（23）：23-23.

　作者:李秀红 任家骏 郭策 李文辉 单位:太原理工大学