1、  前言

实践教学是高等工科教育教学中的重要组成部分。实践教学的各个环节以其“亲身经历与感受”的特征，对培养学生的创新精神和实践能力，有着其他教学无法替代的特殊作用，在人才培养的过程中占有极其重要的地位^[1-5]。

创新人才的关键特征是具有实践能力和创新精神^[6,7]。首先，实践创新能力的培养要面向全体学生，具有普遍性；其次，要针对不同对象确定不同目标，体现层次性，要遵循个体发展规律，承认差异性。世界高等教育的实践也表明^[8], 创造性人才的脱颖而出往往有赖于学生个性的充分发挥。

对机械类专业学生来讲，实践教学尤其具有举足轻重的地位，而科技创新活动又是与常规的实验类实践教学具有很大区别的实践教学内容，对培养学生综合应用所学专业知识、提高创新意识和实践动手能力、以及培养学生的团队意识和合作精神、提高综合素质、增加就业竞争力都具有重要的意义。

2、  示范中心在科创训练方面具备的优势和条件

机械类（或工程训练类）实验教学示范中心在机械类专业学生科技创新训练方面具备具有独特的优势和条件。

首先，示范中心具有开放的实践环境，学生在这里参与各种实践活动不受时间（业余时间）和空间的限制，更为重要的是，这一学术氛围和亲身实践、以及具有能够动作的实物作品，在很大程度上会吸引学生进入这一领域；

其次，示范中心可以给参与科创的学生提供基本的操作工具/仪器，而且，工程训练类示范中心还可以提供便捷的基本零部件加工与装配场地，学生亲身参与自己设计的零件的制造过程，会是他对常规的机械加工方法和相应的机床的工作原理、适用范围、操作方法等具有深入的了解，为学习后续的专业知识打下了良好的基础；

第三，示范中心的实践教学指导教师具有丰富的实践经验和动手能力，学生在这些老师的指导下进行创新训练，可以达到比理论教学更为良好的效果，避免了学生单纯依靠课堂理论讲授方式获取知识的单一性和枯燥性。

第四，示范中心往往有历届学生参与完成的科创作品的实物模型、专利（说明书）、图片文字介绍材料等，为学生获取知识提供了一种更为便捷的途径。

在科创经费方面，中心每年拿出一定的科创经费，面向学生进行科创创新问题的征集、从中筛选一部分，让学生填写相应的申请书，中心组织相关专家进行评审，予以培育性资助，对这些项目，专门组织老师进行指导，并进行中期检查和结题验收，好的作品可以进一步完善，参加竞赛等。除此之外，学生还可以利用学校其他部门（团委、学院）或社会团体资助科创经费进行。

3、  层次化训练内容设置

为适应学生进校后实现学生由低到高层次的科创训练，针对机械类专业学生可以划分并设置6大基本训练模块：创意设计（包括手工制作）、机械设计、电气设计训练、机电综合设计（简单机电一体化产品）、机器人训练、科技竞赛（提供相应的平台，完成科技竞赛类作品的设计制作，最终在模拟训练区进行模拟调试）^[9-11]。

（1）创意设计  创意设计是创新训练的基础，创意设计重在提出问题^[12]。因此，在这一层次的训练上，应注重引导学生学会观察和思考，学习如何去发现问题并分析问题中的矛盾所在，通过研究矛盾元素之间的关联去寻找解决技术矛盾的方法。例如，擦黑板时，由于大量的粉笔灰飞扬影响健康，提出一种吸尘黑板设计构想；由于高层楼房擦玻璃困难且危险，提出一种里外面可垂直翻转形式的窗户，等等。创意设计过程中，要求学生一定要拓展思维，大到具备某种功能的机械产品，小到日常生活中所需的基本工具等，只要能提出或发现问题，就为创新训练奠定了良好的基础。

（2）机械创新训练  主要针对具有一定功能的的基本机械结构或装置，从方案设计、运动分析、CAD绘图以及制作实物模型的创新设计过程。

（3）电气创新训练  主要开展常规的电气、电子制作训练，引导学生进行兴趣制作训练（例如，晶体管半导体、腐蚀印刷线路板、遥控测试仪、遥控门铃制作等）；在此基础上，进一步引导学生针对工程实际要求对控制对象进行实际配线，电器控制方法方法包括继电器接触器控制、变频器控制、PLC控制等。

（4）机电综合训练  主要开展具有机电一体化功能的产品设计和制作训练。如微型舞台制作（包括升降台、防火幕、大幕、吊杆和转台等）、机床经济型数控改造、油电混合动力车设计制作等。

（5）机器人创新训练  主要是开展具有特定功能的智能机器人的设计及制作训练。由于机器人涉及到机、电、控制、传感技术、计算机技术等多方面知识，通过这一层次训练，可使学生得到跨学科综合能力的培养。

（6）科技竞赛  主要是围绕各类科技竞赛活动，将上述5个训练层次中产生的优秀科创作品进行进一步完善，或针对不同的竞赛主题进行综合设计和开发，如智能赛车、机器人等。通过竞赛带动和促进学生的科技创新能力。

由图1可以看出，上述6大基本训练模块构成了一种“渐进式”训练模式，通过一个或多个项目的完整训练，让学生真正从创意构思、产品设计、加工制作、安装调试、性能测试为一体的创新训练，由此获取从设计到实现“设计思想”的知识和经验。当然，这种模式也不是一成不变的，学生也可以根据自己的兴趣和爱好、以及已具备的知识和能力，自由选择适合自己的创新训练模块。创新训练的内容（题目）可以是学生自己提出的，也可以由指导教师指定。其中，由学生自行设计提出的项目，选题范围相对比较广泛。

上述层次的科技创新训练，结合专业基础课和专业课程的学习，可以使学生具备基础的科研能力。在此基础上，可以进一步引导学生进行较高层次的科研探究活动，比如参与指导教师科研课题、申请专利、撰写学术论文、产品市场化推广等。通过这样系统化的训练，才能真正培养出“基础理论实、专业口径宽、工程能力强、综合素质高”的高级机械工程技术人才。

4、  组织管理模式

科技创新活动既是一个科学研究的过程，又是一个组织管理的过程。为适应学生从进校后逐步引导其参与科技创新，使其有兴趣参与，可以组织学生在科创基地成立学生科创协会，通过协会来吸引或组织相关活动，这样一方面可以充分发挥学生的组织协调作用，另一方面可以将老师从日常的繁杂管理中解脱出来，将更多的心思和时间用于指导学生完成作品。通过学生科创协会来组织，可以实现学生的自我管理和一定程度上的自我运行，包括每年的新成员吸收、组织学生参加学生科创基地及科创作品展、组织系列讲座和培训活动等；另外，对中心提供给学生的基本工具和仪器（如机械工具、电动工具、检测仪表及计算机等）进行管理，建立相应账目并实行领用登记制等。

所有这些活动的开展，大大加强了学生科技创新意识和能力的培养，培养了学生的团队意识和合作精神，参与其中的学生也从中潜移默化的学到了不少的管理和沟通能力，所有这些为学生步入社会、参加工作奠定了良好的基础。