大学生科技创新能力的培养

大学生科技创新能力的培养
周仲海
一、对大学生科技创新能力培养的认识
1、大学生科技创新能力培养的意义
《中华人民共和国教育法》规定：“高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才。

”可见，培养大学生的创新能力是法律规定的高等教育中心任务之一。

胡锦涛同志在2006年全国科学技术大会上明确指出：“科技竞争成为国际综合国力竞争的焦点。

当今时代，谁在知识和科技创新方面占据优势，谁就能够在发展上掌握主动。

”大学生创新能力的培养不仅是时代发展、高校改革和发展的迫切需要，还是大学生自我发展、实现自我价值的内在需求。

对于工科类高校大学生科技创新能力的培养是创新素质教育的一个重要方面，是高等学校适应时代要求的全新人才培养模式的重要手段和主要内容，是高校科技创新体系的重要组成部分，是高校共青团组织在素质教育和学校整体工作中实现“有为、有位”的坚强阵地，更是广大青年学生进行素质拓展、全面成才的宽广舞台。

2、培养大学生科技创新能力的必要性
培养大学生科技创新能力是贯彻党的教育方针、培养高级科技人才的需要。

《中共中央国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》指出，“高等教育要重视培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神，普遍提高大学生的人文素质和科学素质。

”胡锦涛同志也曾多次强调：“科技创新，关键在人才。

”高等学校是培养高素质创新性人才的基地，必须把培养大学生的创新意识、创新精神和创新能力作为自己重要的工作目标，为创新人才创造更为宽松的成长环境。

大学生科技创新活动既是大学科技创新体系和科技创新活动的重要组成部分，也是国家创新体系中最具活力的组成部分。

因此，高校应该在培养大学生的科技创新精神和创新能力方面拓展新途径、新方法。

培养大学生科技创能力是建设社会主义现代化的需要。

深化教育改革，加快培养具有科技创新精神和创新能力的高素质人才，已成为我们在未来竞争中赢得主动权的关键。

当代大学生是将来建设中国特色社会主义主力军，高等教育必须尽快担负起培养大学生科技创新精神和创新能力的历史责任，把增强大学生创新能力上升到关系中华民族兴衰存亡的高度来认识。

而对于肩负振兴中华历史使命的当代大学生来说，只有培养高度的科技创新精神，在学习和工作中大胆创新，才能担当起建设社会主义现代化、实现中华民族伟大复兴的历史重任。

培养大学生科技创新能力是高校教学内在规律的体现和学生工作的内在要求。

高校的教学过程应该是教学与科研相结合、学习与创造相结合的过程。

一方面，学生参与科技活动，可以促进对所学知识的理解和掌握，也为应用所学知识提供了条件。

另一方面，通过开展科技创新活动，培养学生的科技意识和创新精神，使学生完善知识结构，提高实践能力，缩短了课堂教学与社会实践的距离，从而可以充分体现教学的内在规律与目的。

3、培养大学生科技创新能力的原则
实践性原则。

坚持实践性原则，就是走出课本、贴近自然、贴近生产、贴近高科技，结合现实、结合实际教学，既让学生学到创新本领，又能更好地服务社会。

坚持实践性原则，要坚持开展丰富多彩的科技创造活动，让学生独立开展科学研究，自己设计、亲自体验、自我评价，从而培养观察、想像能力和发现问题、解决问题的能力。

主体性原则。

即坚持落实学生主体地位，尊重学生、信任学生。

让学生主动参与学习，主动参与科技创新研究。

坚持主体性原则，教师就要讲民主，把课内课外内容结合起来；把传授知识和培养能力结合起来。

要减轻学生课内学习负担，让学生有较充足的创造的时间。

坚持主体性原则，既要注重对学生共性的全面培养，又要重视学生创造个性的培养，充分发挥学生在创新素质教育中的主体地位。

创新性原则。

坚持创新性原则，在教学方面，教师要采用讨论式、调研式等方法，传授知识，教给学生发现、获取知识的能力。

要创造一种宽松的气
氛，激发学生的想像力，对学生的创造性要善于引导、鼓励，力所能及地为学生的创造性活动提供良好的环境。

进步性原则。

创新是对传统和常规的超越和发展，其成果应是新的、有用的、进步的。

坚持这一原则，就要培养学生的创新意识，坚持既抓创造智力，又抓思想道德素质培养，教学生学会做人、学会创造，培养学生坚强的意志等非智力因素。

整体性原则。

即根据系统科学原理，统筹规划、科学运作，追求实施创新能力培养的整体效益。

依据这一原则，学校要围绕培养科技创新人才的需要，对教育办学体制、教育观念、教育内容、教育条件等因素进行综合改革和系统优化，创新素质教育运行机制与体制，坚持全面性、主动性与创新性，使受教育者在德智体美劳与创新精神、创造能力等方面得到整体发展，成为高素质创造型人才。

4、培养大学生科技创新精神和创新能力的途径
1．转变教育观念
大学生科技创新能力的培养，首先是教育观念的创新，教育者必须有浓厚的创新意识。

要把过去以“授业”为主的教学方式转变为启发受教育者对知识的主动追求。

实行启发式和讨论式教学,激发学生独立思考和创新的意识，切实提高教学质量；同时,要尊重学生的个性,承认学生兴趣和性格的多样化,在此基础上,开展创造性教学活动，营造民主、宽松的创新氛围,激发学生独立思考,对学生的评价要以促进和激励学生创新能力的发展为主导。

积极创造条件,让学生积极参与教学过程,以使学生从被动学习转变为主动学习。

2．加强实践环节
鼓励学生参加科技创新活动。

强化学生的实际动手能力和实践技能的培养，实现从科学知识型向科学知识实用技能型的转化。

学校应与产业联合，建立大学生长久教学实践基地，设立开放型实验室，建立创新教育实验基地，为大学生提供实践的机会和场所，进一步培养、锻炼、提高学生的创新意识、创新能力。

如哈尔滨理工大学积极开展校内产、学、研相结合的新教学模式，建立大学生科技创新教育实践中心，为学生创新能力的培养提供场所。

使广大学生都能了解科技创新能力培养的意义和重要性，引导广大学生参与科技活动，
并在其中提高自己的科技创新能力。

鼓励学生参加科技创新活动。

出台一系列制度，建立一套行之有效的运行机制，以项目化的运作手段，保证学生科技创新活动的开展。

大学生可以参加教师的科研课题，也可以由学生自拟题目，学校给予经费支持，并选派教师指导。

对学生的科技活动要进行定期检查和鉴定，以培养学生的创新毅力和责任心。

成立“大学生科技协会”，将兴趣和爱好相同的学生聚集到一起，吸收更多的学生主动参与科技创新活动。

大力支持学生参加“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛和“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛，对于推动学生参与科研活动，培养其创新能力将起到积极的作用。

3．构建合理的课程体系
大学生创新能力来源于广博的知识和良好的素质，仅仅掌握单一的专业知识是很难做到的。

因此，加强大学生基础教育的内涵，更新和拓展、构建合理的课程体系非常重要。

首先要优化课程结构，要按照“少而精”的原则设置必修课，确保学生具备较为扎实的基础知识。

还要提高学生获得信息的手段，使学生有机会接触各学科发展前沿，了解科技发展的趋势，掌握未来变化的规律。

还需开设创造学等课程，培养学生的创新意识。

要增加选修课比重，这不仅可以优化学生的知识结构，为在某个专业深造做好准备，同时有利于发展学生的特殊兴趣，使之能学有所长，以提高创新的积极性。

4．营造浓厚的创新教育氛围
大学的育人环境对学生的成长成才起到关键的作用。

青年学生成长具有相当的自觉性，教育者在考虑培养目标时，不能单纯把受教育者简单地视为“教育对象”，而应当把受教育者当作发展主体。

教育工作应该从单纯的教育、管理向引导、咨询、服务转变，从垂直、直线的管理体制向复杂的网络化方向发展。

要加强校园文化建设，精心设计，着力构建一种适合大学生成才的校园文化环境和学术氛围，充分调动学生的参与意识与积极性、主动性。

针对学生的求新、求异心理，发展每个学生的特长。

通过组织分级教学和开展各种学术性社团活动，提高学生的认同感、归属感。

这有利于在整体环境熏陶下，让个性健康发展，使学生在活动中长见识、增才干，培养创新精神。

学校要在改革课
程体系和内容，改进教学方法的同时，高度重视学生的课外活动，并将其纳入学校素质教育的大系统之中。

５．改革考试方法
高校的考试可以实行知识与能力并重，理论与实践结合，重点测试学生理解、掌握、灵活运用所学知识的能力和实践动手能力。

可以采取书面答卷与科研论文、产品设计、社会调查报告等相结合的方式，做到既考知识，又考能力和综合素质，以促进大学生积极主动提高自己的创新意识与创新能力。

二、加强对学生科技创新能力的培养
学院紧紧围绕学校“全面提高人才培养质量，大力培育具有创新能力的高素质人才”的培养要求，和学校党委“高起点、抓重点、创亮点”的学生工作总体要求，加大人才培养的力度，积极创造条件加强对学生科技创新能力的培养，在硬件建设和软件平台方面都做出了积极地努力。

硬件平台
近年来，学院不断加大对实验室和学科平台建设的力度，改善实验条件，为提高学生科技创新能力提供了强大的硬件支持。

学院先后建立了机械工程及自动化、机电创新、液压传动、技术测量、机械设计、力学等实验室，创建了机械基础实验教学中心（省级示范中心）、疏浚技术工程研究中心(部级工程研究中心)、常州市数字化重点实验室等学科平台。

具体情况如下：
机械制造及自动化实验室
机械制造及自动化实验室隶属机械基础实验中心。

实验室有实验教师8人，主要承担机械制造技术、机械制造装备设计、机械制造自动化技术及数控机床与编程等课程的实践教学环节。

利用普及的基础型实验项目，使学生加深对机械制造工艺装备的实际感性认识，掌握金属切削过程的物理现象的变化规律。

通
过大量的设计型、综合型及创新型实验教学培训，使其掌握先进制造装备的系统结构和运行，重点培养学生在制造自动化设备方面的设计与开发能力。

实验室实现实验项目和时间全天候开放实验，形成了教师和学生和谐融洽的互动氛围，提升了学生的研究和创新能力。

机械制造及自动化实验室的教师爱岗敬业、勇于奉献、团结协作、锐意改革。

经过扎扎实实地努力奋斗，教学质量得到了不断提高，获得了同行及学生的高度评价。

一、实验室主要设备：
1、CA6140整体结构分析平台
2、M-V5CN四轴联动加工中心
3、机械制造自动化系统
4、三维数控系统开发平台
5、RBT-6T六自由度串联机器人
二、主要实验项目：
1、车刀角度的测
量
2、普通车床结构剖
析
3、切削力的监测及影响因素分
析
4、制造自动化系统的组成分析实验
5、机器人示教编程与再现控制实验
6、机器人自动装配实验
7、切削温度监测系统的设计与开发实验
8、数控二维平台的开发实验
三、实验室特色：
1. 通过实际操作四轴联动加工中心、六自由度串联机器人和机械制
造自动化系统等先进制造装备，提高学生对机械制造及自动化学科的兴趣和感性认识。

2. 让学生自己动手开发切削温度监测系统，提高他们的科研水平和知识应用能力。

3. 建立三维数控平台，培养学生设计、开发制造装备的能力。

机电创新实验室
机电创新实验室现分为慧鱼创新、足球机器人创新两个部分，经过几年的不断扩充和完善，其配置符合现代实验教学的需要，实验室设备可同时满足30名学生进行实践创新。

现有面积140平米，仪器设备228余件，总价值80多万元。

本实验室主要承担机械工程及自动化、金属材料、热能与动力工程本科专业的实验环节，同时向全校学生进行开放，为学生进行课外创新设计提供良好的实验平台。

2002年以来机电创新实验室主要以集控式足球机器人、全自主足球机器人为主，2008年实验室又花费３０余万元用于购置慧鱼模型组合包，“与传统实验相比，新开设的实验的实践性更强，涉及知识面更广，它可以提高学生的动手能力，增加学生的研究性思维，有助于培养综合素质人才。

慧鱼创新实验室建立后，将针对机械工程及自动化等专业学生开课，并将开设机械创新实践课程，针对全校学生进行开放，通过慧鱼模型的搭建和组装培养学生的实际动手能力、解决具体问题的能力和创新设计的能力，为学生提供一个理论与实践相结合的平台。

”
实验室建设以来积极开展机器人技术研究，吸引了许多优秀的学生加入实验室，组建了河海大学足球机器人“e龙”队，在以周军教授、廖华丽教授领衔的指导教师带领下，针对足球机器人竞赛技术展开研制、开发，先后推出五代集控式足球机器人系统，整体水平不断提升，在国内集控式足球机器人竞赛中屡次斩获冠军，并多次代表中国出战世界杯足球机器人大赛，取得世界亚军的好成绩。

所开发的集控式足球机器人系统已推广到十余所兄弟院校，应用于学生创新实践能力的培养。

实验室近年来又将全自主足球机器人平台的研
发列入学生创新实践能力培养项目中，系统开发已初见成果。

实验室学习研究氛围浓厚，管理要求严格，学生在这里得到很好的培养和锻炼，学生参与发表的多篇论文被EI检索。

慧鱼模型方面也在积极开展各项活动，今年参加了“第四届全国大学生机械创新设计大赛慧鱼组”的比赛，学生设计出了如：多功能扑火车、全地形救援车等多项作品，在设计过程中学生对书本知识有了充分的理解并实现了活学活用，很好的培养了学生的创新能力以及团队合作精神。

液压传动实验室
液压传动实验室隶属于机械基础实验中心，现有教授1名、副教授2名、教师∕实验师2名。

面向机械工程及自动化专业。

本实验室主要承担《液压与气压传动》、《液压与气压传动课程设计》课程实验教学环节。

目的在于通过实验使学生加深理解和巩固课程中所学的基本概念和理论。

掌握基本常用液压、气动元件的特性，熟悉传动基本回路和基本传动系统的组成和工作原理。

一、实验室主要设备
1、液压、气动元件若干
2、JSP-04型快速组合式全功能液压教学实验平台 3台套
3、YCS-DⅢ电液伺服比例综合实验台 1台套
二、实验项目
1、液压及气动元件拆装实验 2学时
2、液压系统组成实验 2学时
3、液压回路综合设计实验 2学时
4、液压基本回路实验 2学时
5 液压传动虚拟实验
三、实验室特色
本实验室将“液压回路综合设计实验（综合性）”、“液压回路综合设计实验（设计性）”、“计算机控制电液比例位置系统的设计性实验”、“比例阀和伺服阀
控制性能实验”作为开放实验，为成绩优秀或对该项技术感兴趣的本科生以及研究生进一步的研究和提高，提供一个创新平台。

技术测量实验室
技术测量实验室主要承担的课程为互换性与测量技术基础，该课程是一门专业基础课。

通过系列实验，要求学生能掌握典型零件的测量操作过程，熟悉常规量具量仪的使用，同时能正确地分析被测零件的误差、判断其合格性。

总的来说，希望通过对学生进行技术测量基础技能的训练，为学生将来在工作实践中能正确地对零件进行精度设计、熟练地使用常用测量工具打下基础。

针对互换性教学的要求，开设了一系列实验，这中间既有诠释极限与配合的基本概念的基础实验，也有锻炼学生独立动手和创新思维能力的拓展实验。

例如，通过将手持式粗糙度测量仪测量工件表面粗糙度的实验和用光切显微镜测量工件表面粗糙度的实验做对比，可以使学生对表面粗糙度各项评价参数之间的内在联系有一个感性的认识。

通过用大平台检测显微镜测量微型零件的实验，可以使学生掌握用XLE—1大平台检测显微镜测量微小体积零件各项几何尺寸的精度，和其它常用尺寸段零件的尺寸精度测量做对比。

利用三坐标测量机对学生进行现代测量技术、测量装备的培训，使他们掌握先进的机械设计、制造和测量知识，成为适应先进制造技术的开拓型人才。

一、实验室主要设备：
1、立式光学计
2、光切显微镜
3、TR240便携式表面粗糙度
4、XLE—1大平台检测显微镜
5、三坐标测量机
二、主要实验项目：
1、立式光学计测量塞规直径实验
2、框架式水平仪测量工件直线度实验
3、表面粗糙度测量实验
4、圆柱齿轮参数测量实验
5、箱体形位误差测量
6、箱体虚拟三维测量
7、自由曲面的测量及逆向设计
机械设计实验室
机械设计实验室隶属于机械基础实验中心，现有教授2名、副教授2名、讲师∕实验师6名。

面向机械工程及自动化、热能与动力工程、金属材料工程、工业设计等专业。

本实验室主要承担《机械原理》、《机械设计》、《机械设计基础》等课程实验教学环节。

目的在于提高学生的工程实践能力、综合设计能力和创新思维能力，是机类、近机类专业教学的重要部分。

其中，创新实验是通过模块化的设计组合，形成层次多样、风格灵活的实验内容，结合教学内容，由学生自主设计、搭接机构，通过可靠先进的测试分析系统，验证所设计的实验，大大增强了学生的设计能力和创新能力。

同时在教学过程中尽量鼓励学生参与教师的科研，以激发学生的学习积极性，拓宽学生的技能范围，更全面地掌握机械设计的基本能力，满足社会对高素质技能型人才的需求。

本实验室建设的宗旨是：通过实验让学生把学到的理论知识与创新意识有机结合起来，在实践中提高工程素质，增强实践能力，启发创新思维，提高机械创新意识与创新设计能力。

一、实验室主要设备：
1、机械原理陈列示教
柜
2、QTD-Ⅲ曲柄滑块导杆凸轮实验
台
3、JCP-5型机械运动创新方案拼接实验
台
4、机械零件陈列
柜
5、LZA-A型螺栓连接综合试验
台
6、创意组合式轴系结构试验箱
7、ZJS50-B综合设计型机械试验台
三、实验室特色
本实验室坚持“传授知识、培养能力、提高素质协调发展，更加注重能力培养，着力提高大学生的学习能力、实践能力和创新能力，全面推进素质教育”的方针。

特别注重对学生的创新能力的培养，通过大量的设计型、综合型及创新型实验、实训，使学生在掌握基本的实验操作技能的基础上，设计出能够反映其水平和能力的实验项目。

本实验室通过几年的实践探索出了一套行之有效的开放管理经验，从开始时的时间开放到项目开放，逐步实现了内容、时间、场所、设备等的全方位开放。

积极为大学生科技创新活动提供技术、物质保障，在2008年的机械创新设计大赛中，获得江苏省一等奖一项，二等奖一项，三等奖两项。

“拓宽基础、加强实践、注重创新”是我们的宗旨，培养高素质、创新型人才是我们的目标。

力学实验室
力学实验室隶属机械基础实验教学示范中心。

承担两门课程14学时（理论力学6学时、材料力学8学时）的实验任务。

该两门课程为机电学院全体学生的必修课程。

理论力学实验室是2004年筹建的，理论力学创新工程实验主要通过力学在工程上的应用，培养学生对工程力学的兴趣，通过大量的工程实例，揭示工程和日常生活中的力学现象。

它包含静力学、运动学、动力学三个部分，比如对千斤顶的力学分析说明了自锁现象；对拳击机的标定分析说明了碰撞原理，对各种车辆的减振系统，房屋的抗振系统，发音玩具的发音原理的分析说明了
自由振动、强迫振动、自激振动的原理。

要求学生通过对模型和实物的观察和相关数据的测定，写出对其原理分析的实验报告，部分学生还可给出模型的改进方案。

通过实验大大提高了学生的独立思考问题、分析问题、解决问题的能力，培养了学生的动手能力。

材料力学课程的实验共有6个实验，其中电测应力实验中“纯弯曲梁正应力测定如图3和弯扭组合变形时的应力测定实验，要求学生熟练操作纯弯曲梁正应力实验装置和静态电阻应变仪；理解并掌握弯扭组合变形实验原理，熟练操作弯扭组合实验装置、电阻应变仪及其附属设备。

通过实验给出受载梁的危险截面和危险点的位置，并通过理论分析解释实验的结论。

该实验要求学生具有扎实的材料力学基础知识和较强的动手能力，为学生将来进行工程应用打下了基础。

一、实验室主要设备：
1、理论力学创新应用实验仪器
2、理论力学多功能实验台 ZME-1
3、微机控制电子万能试验机 CMT4204
4、电子万能试验机 DDL100
5、程序控制器
6、静态数字电阻应变仪 YJ4501A
7、纯弯曲梁试验装置 WQ-5
8、弯扭组合实验装置 WN-05
9、动态电阻应变仪 YD-28A
10、采集仪
二、主要实验项目：
1、求不规则物体的重心位置
2、四种不同载荷的观测与比较
3、转动惯量的测量。