关键词：《功能材料》；教学改革；创新教育
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）51-0083-02
研究生教育是我国高等教育的重要组成部分，创新能力培养是研究生教育的核心。教育部早在2003年就开始制定实施“研究生教育创新计划”，加强研究生培养体系、课程教学和教材等建设工作，逐步建立有利于培养研究生创新精神、研究能力的机制，提高研究生培养质量[1]。近年来，高校也在深入开展以提高研究生创新能力为核心的研究生教育教学改革。
课程学习是我国研究生培养过程的重要环节。教育部的《关于改进和加强研究生课程建设的意见》，强调要更好地发挥课程学习在研究生培养中的作用，研究生课程体系应以能力培养为核心，以创新能力培养为重点。因此，从培养研究生的创新能力出发，课程教学必须注重研究生创新能力的培养[2]。作为一名研究生课程授课教师，应更新教育观念和教学内容，开展教学方法改革，探索研究生课程教学的新思路[3]。本文基于研究生专业课程《功能材料》的教学实践，分别从教学内容、教学模式及考核方式等方面进行探索。
一、优化教学内容，注重创新能力培养
《功能材料》是材料科学与工程专业研究生的专业必修课之一。《功能材料》内容涵盖面广，多学科交叉融合，包括电子材料、磁性材料、声学材料、光学材料、生物材料及各种功能转换材料。高校材料类本科专业基本上会开设功能材料及相关专业课程，教学内容包括各类功能材料的组成、结构、性能及应用这条主线，但以掌握基本知识、基本理论为教学目标。目前，很多高校开设的研究生《功能材料》课程的教学大纲及教学内容，绝大部分是按照金属功能材料、无机功能材料和功能高分子材料三大类，来讲授各类功能材料的组成、结构、性能及应用等内容，只是应用部分的比重略有增加，这在教学内容上容易与本科教学内容造成重复，缺乏研究生创新能力的培养。因此，优化教学内容，讲授近年来迅速发展的新型功能材料，结合科研成果案例教学，将有助于研究生创新能力的培养。
1.由于本课程的学生是材料专业的硕士研究生，在前期已经学过如《材料科学基础》、《现代材料分析方法》、《材料结构与性能》等专业基础课程，了解和掌握有关功能材料的组成、结构、性能等基本知识。因此，研究生《功能材料》课程的教学内容应将金属功能材料、无机功能材料和功能高分子材料中的经典功能材料与当前研究热点的功能材料相结合，在简要介绍组成、结构、性能方面的基本知识的基础上，重点介绍材料选择与设计、制备技术与功能材料的性能及应用间的相互关系，强调材料的选择、设计和制备技术对功能材料实际应用的重要性。这样，课程教学内容既可引导学生把握功能材料领域的学术研究前沿，提高创新意识，同时也会兼顾功能材料的基本知识的巩固。
2.由于本课程教学课时只有32学时，在教学内容的安排上，针对当前研究热点，结合本校材料专业的研究方向，主要聚焦在新能源材料、环境材料、生物医用材料等，所以重点把新能源材料、环境材料、生物医用材料等专题分别设章进行介绍，将各专题的最新科研成果和最新进展充实到教学内容中，使学生了解科技前沿，激发学生科研创新兴趣。例如，石墨烯，由于独特的高导电、高导热、高强度、轻质等特性，在新能源、环境、生物医学等领域，有重要的应用潜力。此外，功能材料的3D打印，也是目前的研究热点。因此，在讲授石墨烯材料时，结合3D打印技术，对最新发表的关于3D打印石墨烯及器件制备的文献进行介绍，引导学生讨论石墨烯3D打印技术在电池、电容器等储能器件制造上的前景及研究思路，有助于培养学生的科研兴趣和创新能力。
二、融合多元化教学模式，启发创新思维
教学方法和手段的改革，是研究生创新能力培养的关键。良好的教学效果，不仅与教师的讲授技巧有关，更重要的是需要在教学方法和手段上进行多元化融合，激发学生学习兴趣。通过讲授功能材料领域的最新科技前沿，将学生学习功能材料的思维推向应用，把新方法、新技术、新热点、新问题等加入课程教学中，引导学生积极思考和探讨，以启发思维、训练能力。因此，为了有效达到教学目的，本课程将多种教学方法和手段进行融合探索。
1.通过科研与教学的有机结合，培养学生的创新思维和科研能力。本课程的教学团队都是科研第一线的教师，从事功能材料领域的不同研究方向的科研工作。因此，每位教师分别讲授各自擅长领域的教学内容，将各自的最新研究成果作为科研案例，穿插在教学中，丰富教学内容。而且，本校每个学期都设有材料创新讲坛，邀请国内外在功能材料领域的知名学者来校讲座。根据讲座内容，将1～2场材料创新讲座纳入本课程的教学内容，鼓励学生积极交流与讨论。将科研与教学实现有机结合，通过展示教师的科研创新成果，交流如何提出科研创新课题等，不仅会使学生接触到功能材料领域的研究前沿和热点，而且也会激发学生的科研兴趣，引导他们在学习过程中勤于思考，启发科研创新思维，为创新能力和科研能力的培养创造良好氛围。
2.开展以研究热点为主题的课堂讨论。通常，学生对热点问题和最新研究成果比较关注和感兴趣。教师在讲授每个专题时，都要适当引入本专题方向的研究热点和最新研究成果，进行课堂讨论。教师在上一堂课结束时，将讨论主题布置给学生，让学生对讨论主题提前搜寻资料，有所准备，训练学生的自主学习能力。通过专题的课堂讨论，培养学生独立思考、分析问题及交流、表达等能力。
3.培养学生自学能力及文献综述能力。自学能力的培养，对提高学生独立思考和创新能力非常重要。研究生可以通过课程学习、导师指导等环节提高分析、解决问题的能力，但在独立开展科研及学习新知识时，往往需要自学。由于本课程的教学内容安排是在课堂教学过程中，重点讲授材料选择与设计、制备技术与应用的相互关系及最新科研成果，其他关于材料结构和性能等知识需要通过自学完成。此外，类似专题的课堂讨论等教学互动环节，需要学生通过课后进行文献检索和自学文献、资料等来完成。文献综述能力是研究生创新思维和科研能力培养的重要方面。通过文献综述，学生可以全面了解和掌握某个研究领域或研究方向的现状，思考发展趋势，是开展科学研究最为重要的一步。因此，本课程在学期末设置文献综述环节，布置文献综述任务，要求学生通过文献查找、阅读、总结、撰写等完成综述小论文，培养自学与文献综述能力。
4.全英语教学，培养学生外语学术交流能力。目前，教育部积极鼓励教师开展双语和全英语教学活动，培养学生运用外语的能力，提高国际化教学质量[4]。研究生是开展创新研究的主体之一，了解与把握研究领域的发展，需要通过阅读大量外文文献和资料，而且，国际学术交流也是提高科研创新能力的途径之一。
在国内研究生的培养过程中，学生在外语读写方面的训练较多，而听说能力相对较弱。因此，为培养学生的全英语学术交流与表达能力，本课程采用全英语教学。全部制作英语PPT课件，讲授过程中采取预先发给学生课件和外文资料，让学生能够课前预习，熟悉课堂教学内容及生疏的专业词汇，避免学生在课堂上跟不上教师全英语讲授的节奏。但对比较难理解的知识点，适当辅以中文讲解。在课堂提问及课堂讨论环节，鼓励学生采用英语回答和讨论，训练英语表达能力，培养学生的英语学术交流能力。
三、完善课程教学考核方式，引导学生创新能力的培养
本课程比较注重学生创新思维和创新能力的培养，传统的闭卷考核方式显然不适合研究生的培养。为此，课程教学考核方式应将教学过程中的提问、专题讨论等过程性评价与期末文献综述评价相结合，把撰写文献综述、汇报答辩与交流讨论作为考核的重要形式。特别是期末文献综述评价，在教学过程中，列出若干热点问题，由学生自主进行文献检索、阅读资料，撰写综述。期末采用英语多媒体答辩方式对文献综述进行汇报，全面训练文献查阅、归纳总结、文字与口头表达及英语学术交流能力，加强学生的创新能力培养。
忽视课程教学环节中研究生创新意识与创新能力的训练，是导致研究生创新能力不足的一个重要原因。专业课教学是创新人才培养的主渠道之一，对创新能力的培养至关重要。因此，本课程在教学内容、教学模式和教学评价方式等方面进行探索，以引导学生自主学习，加强创新意识和创新能力的培养。同时，提高课程教学质量，教师要不断学习，提高自身创新能力，在科研第一线开展创新科学研究，让科研反哺教学。
参考文献：
[1]张来斌.认清形势，把握关键，大力推进研究生教育改革创新[J].学位与研究生教育，2010，（1）：58-60.
[2]朱钰方，朱敏，何星.研究生“生物材料学”课程教学改革初探[J].上海理工大学学报（社会科学版），2014，36（4）：387-390.
问题回答：北京市第三十五中学探索新路，创建“科技创新人才培养班”。
教育部一位资深的课程改革专家在深入了解情况后评价道：“三十五中科技创新人才培养班的模式实现了三种创新：科学家走进课堂、融入课程，是一种制度创新；在课程设计的思路上把人的发展放在以课程为中心的基础之上，实现了基础教育课程与科技教育课程的融合，是一种课程创新；科学家对教育的认识与中小学教师不同，由此必然带来全新的视角与冲击，是一种人才培养模式的创新。”
在北京市某工业场地，采集0-20cm表层土壤低温保存备用，同时记录样点周边环境信息并用GPS定位；在中国科学院地理科学与资源研究所污染土地修复技术研发实验室，剔除土壤样品中的植物根系以及可见侵入体，用玛瑙研钵研磨，过20目、100目尼龙筛，供砷和PAHs分析；配置8种不同浓度的砷溶液，进行降解菌耐砷实验……或许你会诧异，完成这些专业操作的是一群高二学生――北京市第三十五中学“科技创新人才培养班”学生高巍及其3名同学，他们是在研究污染土壤修复技术。
在三十五中“科技创新人才培养班”的55名学生，人人都有类似这样神奇的经历。在同龄人埋头于书本之中时，他们却在科学家们的引领下，走出课堂、走出学校，探秘环境污染、克隆技术、基因科技、城市交通、纳米技术、相对论验证和中学生心理等尖端前沿课题。
与科学家一起研究课题
“随着工农业的发展，各种人类活动所产生的污染物不断进入土壤中，造成越来越严重的土壤污染。土壤污染来源繁多，往往具有隐蔽性、滞后性、难治理等特点。我们开展的污染土壤修复技术研究从植物――微生物修复技术人手，适用于大面积土壤污染场址的治理……”
2012年3月6日，在三十五中举行的“科技创新人才培养班”中科院课题研究中期汇报会上，谈起自己正在研究的课题，高巍已经有点儿小科学家的“范儿”。
高巍开展污染土壤修复技术研究已经有半年时间。2011年9月6日，刚升入高二的“科技创新人才培养班”的学生们在学校为他们举行的研究课题开题会上，中科院12个研究所提供了15项科研课题，55名学生根据自己的兴趣爱好“认领”课题，并组成15个研究小组，正式和中科院专家一起开展科学研究。
这15项科研课题包括“利用RNA干扰技术研究飞蝗ECR同源基因功能”、“东北冻土湿地微生物种群分离”、“古脊椎动物化石及中生带地层学及古环境研究”、“汉语哈斯效应的研究”、“奥数学习对中学生数学学业成就和学习动机的影响”、“城市地铁突发事件应急救援方案研究”、“智能环境监测系统”、“污染土地修复技术研发”、“转基因技术在提高植物耐盐碱性方面的应用”、“干细胞和小鼠克隆相关研究”、“太阳黑子数据整理及观测研究”，等等。中科院地理所、国家天文台、声学所、自动化所、心理所、动物所、国家纳米科学中心、古脊椎动物与古人类所、生物所等12个研究院所为每个课题指定了导师。
一直对环保感兴趣的高巍毫不犹豫地选择了“生物修复技术以及化学修复技术的研发”，并将“运用植物一微生物修复污染土壤”确定为自己的研究课题。他认为这项研究具有重要的现实价值：“土地是人类赖以生存的基础，但是目前土地污染已成为我国无法忽视的环境问题。2011年国家环境保护部对30万公顷基本农田保护区土壤有害重金属抽样监测发现，有3.6万公顷土壤重金属超标，超标率达12％。环保部门估算，全国每年因重金属污染的粮食高达1200万吨，造成的直接经济损失超过200亿元。看到这组数据的时候，我的感受就是四个字：‘触目惊心’!有这么多土壤被污染，我们怎么能坐视不管呢?!”
虽然修复污染土壤已成为土壤和环境科学界共同关注的热点问题之一，但迄今为止仍缺乏经济有效的土壤污染修复实用技术。高巍期待能为找到快速、经济、有效的污染土壤修复技术做点儿工作。
在中科院地理所闫秀兰副研究员、孙璐博士的指导下，高巍和其他3名组员将研究重点聚焦在长期多环芳烃一砷复合污染土壤。“想象中科学研究是非常帅气的，接触后才知道科学研究是非常‘磨人’的。科学工作不仅需要富有创意的想法、先进的技术，耐心与耐力也是不可或缺的。像我们组，光是把取来的土样研磨成实验所需规格，就花了好几个星期。”高巍笑着对我说。过去的半年里，他和伙伴们几乎每周都要去中科院实验室进行土壤样品化学分析，反复熟悉实验步骤、校正实验条件，力争获得最准确的数据，养成了严谨细致、认真负责的科学态度。
这样的例子，在三十五中“科技创新人才培养班”有许多。孩子们关注生活、关注社会，以力所能及的方式，尝试着解决社会上的一些问题。李伟光同学及其组员在中科院北京干细胞库周琪老师的指导下，参与了“小鼠脂肪来源诱导多功能性干细胞系的培养及分子鉴定”的课题研究。“在周琪老师的指导下，经过前期大量的文献查找、学习并掌握了一些相关的基本科学方法与原理后，我们利用转基因技术将4个相关目的基因转入小鼠脂肪细胞，将其诱导成为多能性干细胞，通过细胞形态结构观察，激光染色法、PCR等多种方法初步检测、鉴定小鼠脂肪来源诱导多能性干细胞系已具有全能性。”
较之单纯地体验科学研究的过程，李伟光更为珍贵的收获是，他对自己未来所要从事的工作有了一个清晰的定位与方向。“这项研究在临床上的应用价值是非常大的，能为器官移植、降低免疫排斥等方面的研究打开新的途径。直观地说，研究成果如果能真正应用到临床医学，那么器官衰竭患者们就能重新获得生的希望!”顿了顿，李伟光进而坚定地表示：“未来，我要投身到这项事业当中!”
整合资源培养创新人才
三十五中“科技创新人才培养班”是教育界和科学界跨界合作结出的“果实”。
2009年教师节前夕，为制定《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》，总理到三十五中调研。在调研中，温总理借钱学森之问提出了中国教育发展的两个深层次问题：“为什么现在我们的学校总是培养不出杰出人才?”“我们一直在强调素质教育，为什么成效还不够明显?”
“总理之忧触动我们深思，培养高素质创新人才，我们责无旁贷。”三十五中校长朱建民的脑子里总有一根弦紧绷着。“但是不可否认，‘钱学森之间’准确地点出了当前我国教育体制的弊端和要害所在――僵化的教育体制限制了学生的创新思维，应试教育忽视了对学生素质的培养。这使得教育现在基本上成为一种预备升学教育。教育同质化倾向严重，在这种教育模式下不可能培养出拔尖创新型人才。
必须树立先进的教育理念，冲破传统观念和体制的束缚，实现教育制度的创新、课程设置的创新、人才培养模式的创新。同时，也应该明确，培养高素质的创新型人才既需要大学，也需要中学乃至小学共同参与，大中小学有机协调，在不同年龄层次发挥特有的作用，才能真正形成有机而完整的培养链。”
基于这样的理念，为答钱学森之问、解温总理之忧，秉承“跳出教育看教育，跳出教育发展教育”的大教育观，三十五中主动整合社会资源，联手中国科学院京区科学技术协会，于2010年5月创建了“科技创新人才培养班”。
“中科院是国家自然科学最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心。我们希望依托中科院强大的教育资源，设计特色课程，突破传统课堂边界，将学校科技教育与同步进入国家院所实验室结合起来，拓展学生的科学视野，培养学生的科学精神和科学素养，提升学生的创新思维和科学能力。”朱建民期望通过此举探索利用各种资源培养拔尖创新人才的模式。
领会温总理在三十五中讲话中提出的人才培养要求，三十五中将“科技创新人才培养班”的培养目标定位为“五有人才”，即具有中华民族的文化底蕴和中国情怀、具有国际视野、具有正义感和责任心、具有适应社会的能力、具有科学精神和探究意识的高素质创新型人才。学生毕业时将取得5个证书――高中毕业证书、志愿者经历证书、才艺证书、诚信证书、中科院颁发的科技创新人才培养结业证书。
作为国家教育体制改革试点项目实验学校，三十五中秉承科技教育与人文艺术教育统一、宽厚基础与个性发展并重、学科教学与实践活动结合的原则，为“科技创新人才培养班”精心设计了包含国家基础必修必选课程、综合选修课程、中科院课程、学生社团活动课程和综合实践活动课程在内的五大课程“套餐”。同时，北京市教委为落实《教育规划纲要》精神，大力支持高中办学多样化，在政策扶持上也加大了力度，比如，给一些有特色的学校放权，让学校进行自主排课和高中会考的自主命题。三十五中也在积极申请成为改革试点校。届时，三十五中将凭借着这一优势，遵循“课程观决定人才观，课程结构决定人才结构，课程特色才是真正意义上的学校特色”这一主导思想，在五大课程“套餐”的基础上，进一步构建和完善学校的“5-5-2-8”课程体系。其中：
第一个“5”，是指三十五中“五有人才”的培养目标；第二个“5”，是指“五制”教育教学管理模式，即学分制、导师制、学长制、走班制和班级制；“2”是指共同基础类课程和兴趣拓展类课程两大课程类别；“8”是指课程领域，包括语言与文学、数学、环境与自然科学技术、人文社科、美学、体育与健康、德育与实践活动、心理与生涯规划。
“科技创新人才培养班”的课程“套餐”则在“5-5-2-8”课程体系中有一份独特的“菜点”――中科院课程，这是三十五与中科院合力打造的“特供”课程。
“特供”课程引领科学之路
其实，在正式开展课题研究之前，“科技创新人才培养班”的学生们已经在科学之路上行走了一年。中科院课程第一阶段由中科院专家直接授课，包括讲座报告、参观感受体验、实验室动手实践、课题小组研究、外出科学考察等；第二阶段，中科院专家提供多个部级科研课题，供学生根据自身兴趣和能力进行选择，从而深入中科院实验室参与研究。
直到今天，记者还清楚地记得“科技创新人才培养班”开班仪式上与同学们共同听的一堂中科院课程：
“2012真的是世界末日吗?”“什么是中微子?”“爱因斯坦的相对论到底对不对?”面对这么高深的学术问题，我以为自己走进了科研院所的学术报告会，但一张张稚嫩的面孔明确地告诉我，这是中学生的课堂。
伴随着大屏幕上精美的图片和同学们的阵阵欢笑惊呼，中国“三极”探险第一人、中科院大气物理所研究员高登义带来一个与众不同的世界，他以幽默诙谐的语言，吸引同学们与他一起探险“地球三极”，感触“知天知己”的科学情怀……
和一般请专家来开个讲座不同，中科院课程是三十五中与中科院“实打实”的合作，科学家们每周固定半天到校授课，并建立了一套长效的机制。在高一的基础性课程单元，学校每周半天请科学家为学生讲解科技领域的前沿和热点，帮助学生开拓科学视野、启发科学兴趣。一年多来，已有50多位专家登上三十五中的讲台，每次都会给同学们带来最新鲜的前沿科研进展以及科研经历和感悟，使同学们在和科学家的对话中，直接感受其科学素养和严谨的科研精神。
“原来总感觉科学家离我们很远，说话很高深，现在近距离接触后，才知道科学非常有意思，特别吸引我们去探究。”谈起中科院课程，英如英有一肚子话要说。从哥德巴赫猜想到基本粒子与暗物质，从细胞起源到神奇的碳材料，英如英说起前沿科学头头是道。作为“科技创新人才培养班”的学生，英如英从高一入学开始，每周五都有机会聆听科学家的精彩课程，并走进中科院国家重点实验室，感受科研过程。高二开始，和其他同学一样，他也开始在中科院导师的指导下，独立设计、实施、完成科研课题。他所开展的“蜕皮激素受体基因在飞蝗中的作用”还在学校的中期评比中获得了一等奖。
“特供”课程还为学生们设计了贯穿整个高中的科技创新实践活动。学生走进中科院国家重点实验室参观实践，寒暑假参与国内外的科学考察活动，学习科研方法、体验科研过程、增强科学实践能力。高一学年，学生们拜访了近20个院所，寒暑假还分别到云南西双版纳热带植物研究所和长白山中科院野外台站进行了为期两周的野外考察。
在云南，学生们在魏江院士的带领下开始了西双版纳热带雨林植物科学考察，他们参观中科院西双版纳热带植物园，听取科普讲解员对植物的解说；倾听天文专家讲解天文知识，进行天文星相实地观测；在动物学家的引导下，亲身感受动物世界的魅力；在生态学博士的带领下穿越热带雨林，学习野外生态环境关系和野外求生的技能……此外，还有一项核心任务――完成一项科学研究课题。
“课题游学”中，学生张所在小组研究的课题是“红背桂叶片背面为什么要那么红”，导师首先提出了几种设想，让学生分组探究。“其实，导师原本的研究方向并不是这个，但他发现红背桂叶片背面非常红后就提出了这个研究课题，所以善于观察、拥有好奇心和求知欲对做科研很重要。”
令张印象深刻的还有一个细节：“我们做红背桂切片进行观察的同时，导师也在旁边做实验。做切片往往不是一次成功，我们做两三次时可能导师就说做得不错，然后同学们就不再尝试了。而导师尽管已经做过无
数次切片，但仍会反复尝试以求获得最佳切片，这种较真精神让我们震撼。”
通过半年“真刀实枪”的课题研究，学生们对科学精神、科学思想和科学方法有了更深刻的领悟。朱思樾同学参与了智能环境监测系统的研究课题，这个大课题中的一件小事儿令他印象深刻。“焊接电路在整个装置中起桥梁作用。由于缺少经验，第一次焊接万能电路板时，我们出现了许多问题：导线外部的绝缘皮剥开得过长，使得焊接后很长一段铜丝在外，大大增加了发生短路的可能；操作前缺少思考，盲目焊接，使得我们无法成功地将两条甚至三条导线焊接在一起……”发现问题、解决问题，再发现问题、再解决问题，朱思樾和组员在思考和改进中实现了目标，也深刻地意识到科学无小事。
对此，朱建民也向记者阐明了自己的观点：“或许孩子的设想并不完全成熟，但蕴含其中的创造性想象、研究过程中对多学科门类的广泛涉猎、处理信息能力的锻炼，等等，却都是难能可贵的。这些，正是我们所关注的。”
模式创新成就创新人才
配合中科院课程的实施，三十五中为科技创新人才培养进行了系统的变革：重新整合高中三年课程，力求有机融合五类课程；改变传统教学方式，创设原生态的网络学习环境，培养学生自主、合作、探究的学习习惯和批判性思维方式；完善学生的选拔制度、发展性评价制度、个性化档案管理以及跟踪评价等办法……
2011年7月，三十五中正式成立了拔尖创新人才课程开发中心(暨博士创新工作室)，旨在为青少年科技创新人才提供有针对性、有特色的课程资源。在新校址内，按照中科院的课程方案，学校由中科院协助建设了6个个性化的创新实验室，涉及智能、生命科学、空间、计算机科学及计算数学等领域，并力争将这6个创新实验室纳入北京市打造的50个重点实验室的建设序列，面向全市开放，实现资源共享。并且学校已着手根据个性化实验室的方案设计适合学生开展的实验项目，编写《实验课程大纲》。
三十五中的科技创新人才培养工作得到了社会各界的认可。去年教师节前夕，国务委员刘延东给三十五中回信，称赞学校“更新教育理念、创新培养模式，深化教学改革，创建‘科技创新人才培养班’，在培养学生的科学精神和科学素养、提升创新思维和实践能力方面做出了积极探索”。
三十五中人才培养模式的创新，催生了学生的创新之花。王亦豪同学开心地说：“在‘科技创新人才培养班’的学习是完全不同以往的全新体验，我经历了人生中许多第一次――在科学家讲座中，我第一次走近地球三极、太阳风暴和冲击波等奇幻世界；在云南科学探索活动中，我第一次穿越热带雨林、研究自然奥妙；在与科学家们接触的过程中，我找到了自己的探究方向。同时我也愈加深刻地体会到，科学真正吸引人的是探索的过程。”
在中期评审中获得一等奖的英如英同学则说，比获取知识更重要的是，他从科学家身上看到作为一名科研工作者所具有的可贵品质。看到了科研人员的认真与严谨，看到了他们对工作的激情。而科学研究带给他的最大的收获则是变被动学习为主动学习，“刚开始接触这个项目的时候，我束手无策，不知从哪下手。随后我查阅了大量的文献资料，其中很多专业性很强的知识是很难懂的，但是坚持下来后我发现，这种自主学习的意识‘为我所用’后，是会‘获益终身’的。”
中科院的专家们认为，学生们在课题研究过程中，不仅掌握了许多科学知识和科学方法，更提升了科学素质、锻炼了科学能力，表现出很强的逻辑思维能力、发现与解决问题的能力、动手操作能力等，这些都是创新型人才的必备素质。学生的成长，不仅有赖于对科学成果的学习，更有赖于对科学背后的人的精神成果的学习。这是三十五中始终坚持追求的教育境界。
“我总是被孩子们的成长所感动”
在升学压力最大的高中阶段，每个星期拿出一个半天来开展科技创新教育活动，会不会浪费学生的时间、分散他们的精力、影响他们的成绩?
对于朱建民的这一举措，许多人并不理解。
对此，朱建民说：“培养学生强烈的创新意识、较强的创新思维和创新能力是我们的初衷和根本诉求。”目前，影响杰出创新人才培养的问题之一是过度强调接受性学习，忽视了发现性学习。发现不限于寻求人类尚未知晓的事物，它包括用自己的头脑亲自获得知识的一切步骤。三十五中坚持以培养创新精神、实践能力为目标，让每一位学生参与一次课题研究，从中体验到发现性学习的乐趣，在探索过程中迸发出学习热情。
美国总统奥巴马把美国的高中教育定位为国家安全与国家战略。美国和法国科学院曾经都有过计划，就是要从高中阶段来为国家培养拔尖创新人才。但是他们的计划束之高阁。而在三十五中，中国科学院的科学家们深入到学校，为学生量身定制课程，使学生们在高中阶段就得以进入国家顶级实验室，并开始接触世界最前沿的科学研究，它的价值是无法估量的。
也正是因为这样，尽管在改革的过程中也有这样那样的障碍，但朱建民却始终坚定地倾听着内心的声音：“中学阶段是培养学生独立创新能力的关键时期，学校一定要提供最充分的条件，让学生在多种尝试中去发现自己的潜能，发展自己的能力。我希望能够打破重知识轻能力、重书本轻实践、重传承轻创新、重应试轻动手、重近期效益轻长远终身学习与发展潜质、重解题轻应用的传统教育模式，使学生在走出校园的时候，能够懂得对待科学应当秉持什么样的态度和精神；能够具备科学思想、科学素养、科学兴趣、科学道德、科学志向、科学精神。这是一所中学能为他们留下的最大财富。”
的确，让孩子们在科学研究中认识自己，测定自己的天赋，根据实际情况确立自己的理想；培养爱科学、学科学、追求真理、坚持真理的情怀，对学生进行高尚的科学道德教育；培养学生不屈不挠的毅力，锻炼全心全意的意志；培养学生乐于与人合作，善于与人相处的能力；学会运用实证的方法去研究问题，运用辩证法去探索问题……这比做一张考卷、考一个好分或者获得一个课题结论更有价值和意义。
看到孩子们在这里不断质疑着、反思着、探索着，不断发掘自己，升华自己，不断创新，向着自己的梦想行进，朱建民动情地说：“我总是被孩子们的成长所感动。每个人都潜藏着独特的天赋，一旦被开采，被挖掘，便会展现出生命中熠熠生辉的光彩，散发出璀璨的光芒!”
论文关键词：创新教学模式 教学与科研互动 创新课程体系 发电厂电气主系统
论文摘要：针对电气工程及其自动化专业的课程体系和教学内容进行改革与创新，提出了“以创新教育与科学研究贯穿干教学全过程”为主线，创建了以“教学、科研、实践”三结合的课程教学创新模式，构建了“同类合并、相对脚、教学内容与当前专业最新技术相结合”的课程教学内容改革理念与思路，优化教学内容，改革教学方法与教学手段，以达到全面提高学生综合素质能力的目的。
教育教学改革涵盖了学科专业建设、专业教学内容、课程体系、教学方法与手段等各个方面，只有通过这一系列的改革才能不断完善高等教育的目的，从而达到创新型、应用型、复合型人才培养的根本目标。而作为工作在第一线的工科教师，尤其对刚提升为本科院校的中青年教师，如何把自己所教的课程不断地改革完善，怎样“以教学促科研、搞好科研为教学”则是首先应该考虑的问题。
本文针对电气工程及其自动化专业的《发电厂电气主系统》课程体系和教学内容进行了改革与实践，提出了“以创新教育与科学研究贯穿于教学全过程”为主线，创建了“教学、科研、实践”三结合的课程教学创新模式，构建了“同类合并、相对集中、教学内容与当前专业最新技术相结合”的课程教学内容改革理念与思路，优化教学内容，改革教学方法与教学手段，合理地解决了专业课程教学过程中教学内容繁、多、杂与教学时数偏少以及专业课程教学内容交叉与学生难以理解和掌握之间的矛盾。
一坚持“教学、科研、实践三结合”的思路来构建创新教学模式
教学要发展，培养创新型人才，科研水平的提高是关键。没有科研的支撑，就没有创新型教学，科研可以保证创新型教师的培养，只有创新之师才能造就创新之生。作为刚提升为本科的地方性院校来说，科研水平相对滞后，相当一部分教师，尤其是中青年教师由于教学任务重，难以找到自己的研究课题和研究方向。作者通过几年的努力实践和探索，总结出以下三条经验，以供商榷。
一是要坚持创新教学与科学研究相结合，实现教学科研互动。在教学中搞科研，深入钻研每一个知识点的内涵，面向生产实际和专业前沿发现问题，寻找课题，以挖掘创新潜能和发现所要解决的问题；搞好科研促教学，将在科研工作中所取得的一些成果及科研论文中的主要论点引入课堂教学和指导学生毕业设计(论文)中，以此启发学生独立思维与专业思维，努力形成师生互动，激发学生的创新灵感。
二是坚持科学研究与创新实践教学相结合。结合电力行业特征，采用技能训练资格认定和校企互动方式，使学生学习知识与社会需求直接挂钩，大大地调动了学生的学习积极性，增加了就业机会；同时，教师、学生深入企业，发现问题，找到研究问题的切入点，师生共同研究，并将研究成果应用于企业，帮助企业解决生产过程中所遇到的难题和关键技术问题，产生经济效益，形成教学、科研、实践良性循环。
三是坚持创新实践教学与专业技术发展相结合。根据专业建设的需要，结合学科发展前沿，将实验室建设成集实验、实习、新产品开发与设计及科学研究于一体的多功能实践教学平台，实现了工程素质训练、科学研究试验与专业技术进步的有机结合。
二以“同类合并、相对集中、教学内容与当前专业最新技术相结合”原则来优化教学内容，创新课程教学体系
专业课教学过程中，大多数存在教学内容多、繁、杂与教学时数偏少以及学科专业技术发展快与教材更新慢的矛盾，要达到创新型、复合型人才的培养目标，必须首先要对所授课程的教学目的和知识点的内涵十分明确，根据专业特征，结合学科专业发展方向和行业发展最新技术，优化整合教学内容。
“同类合并、相对集中、教学内容与当前专业最新技术相结合”的课程教学内容改革理念就是指将原分散在各个章节属同一类或相关的教学内容进行优化重组，删除过时的旧内容，增加学科专业当前的最新技术、发展动态、研究热点等内容，在内容编排上按照“基本原理与方法——应用技能——当前研究动态”的层层诱导递进式顺序来编写，使重组后的课程教学内容与知识结构更加科学合理、先进实用。
《发电厂电气主系统》是一门涉及面广、内容丰富，实践性、综合性强，面向工程，与其它专业技术基础课、专业课联系非常紧密相互交叉的主干专业课。根据上述特点和要求，对
三实施“三个模块”，采用“全程案例贯穿式”教学方法．激发了学生的学习热情
“三个模块”是指将课程的整个教学内容划分为重要内容、一般内容和自学内容三个模块。重要内容(主要是指基本原理、基本方法和应用技能)在课堂上精心讲解，并通过课外作业、专题研究、实验等其他环节的训练得到巩固和提高；一般内容(主要是指新技术、新产品应用介绍等)则充分利用现代化教育技术进行展示、介绍；自学内容(主要培养学生的专业综合素质和创新能力，进行个性化教育)则通过设问、质疑、写读书笔记、小论文的形式得到训练。
“全程案例贯穿式”教学法是指根据课程特点与专业特征精心选择或设计一个规模大、有代表性、有实用价值，并且能引起学生兴趣的典型案例，通过案例引导学生进入课程，随着课程教学的展开，让学生一步步深入到案例中，学到案例中相关的知识，随着课程教学的结束，学生在不知不觉中已把案例中的相关问题一一得到解决。
本课程选择推出“一个火力发电厂电气部分的设计”为全程教学案例，围绕该案例，实施“三个模块”，引导学生深入探究，展开一个个知识点，最终完成整个课程的学习。
【关键词】科研选题；可行性；创造性；需要性
教育科研，越来越得到中小学校的重视。但是，通过调研发现，教育科研效果未尽人意，一些学校往往是开题热火朝天，过程冷冷清清，结题草草收场。究其原因种种。但是笔者发现，制约教育科研的最主要因素是学校、教师在选题上不够确切。一些学校、教师在选题时比较盲目，所选择的课题不适合本校或教师个人进行研究，导致课题研究举步维艰，效果不理想。为避免选题的盲目性，根据这几年成功的科研案例和对权威论著观点的归纳，我认为选题一般应遵循下列主要基本原则：
1．可行性原则
可行性原则是指中小学教育科研课题的选择，应当考虑课题经过一段艰苦的研究以后应当是可以实现的或有可能被解决。
选题是否可行，需要考虑以下因素：①研究者个人具体情况。比如：知识基础、专业特长、教育工作的实践经验、教育科研的科研经验、志趣和可以利用的时间。②看课题的难易大小是否合适。小而容易的课题研究顺利，成功率高。就一般规律而言，选题应从易到难，从小到大。③教育情报资料的充实。要占领本选题资料的最高点。④是否抓住了时机。⑤还要考虑花费在教科研的时间因素。
例如：有个教师选择了这样一个题目《小学低年级识字教学方法对比实验研究》。在我们审核时，我就发现一是题目大，二是实验研究要有对比实验班。这根本不符合我们这里的实际情况。因为我们这里一个语文教师只承担一个班级的语文课教学，无法进行实验对比，更何况实验法操作起来特别麻烦。我建议她把课题改为《小学低年级趣味识字行动研究》。这样一改，研究范围更小了，目标也更具体了，研究方法也简便易行。后来，这个课题成果在吉林省科研成果评选中获得一等奖。所以，在选题上既不要过高估计自己、好高骛远，也不要妄自菲薄、畏惧困难。既要从实际出发，又要有科学态度和敢为人先、勇于攻关的精神和勇气。
2．创造性原则
教育科研的目的是要认识前人没有认识或没有充分认识的教育规律，解决他人虽然认识但还没有解决或没有完全解决的教育问题。因此，教育科研的课题必须具有独创性和新颖性。由于实际情况不同，课题的创新要求一般可分三个层次：
2．1 独创性。要从教育实践提出的新问题中、新生事物的萌芽中、新鲜经验中选题；还要从教育领域里的新概念、新理论、新思维、新设计、新方案中选题；还可以从不同观点的争议中，不同学派的对立中、原有理论和新的实践的尖锐矛盾中选题；还可以从教育科学的知识空白中选题。这是高层次的创新课题，它要求提出没有人提过的新问题，开辟无人涉及过的研究领域，创立新的理论体系、教学流派和教学模式等。
2．2 再创性。这是中层次的创新课题，其中，有的是将别人的研究课题加以组装、分解和改造后再生出的新课题；有的是将已有的研究课题运用到新的领域、情境、学科等实践中，又在某方面有所创新。
2．3 自创性。这是低层次的创新课题，它只要求对自己是前所末有的，对自我发展是有利的，但并不要求对社会对别人有什么创新价值。
3．需要性原则
指中小学教育教研课题应该根据中小学的教育教学实践和教育科学发展的需要来选择。科学选题的实践经验表明：中小学教育实践中提出的问题是研究课题选择的最重要的源泉。作为中小学的教育科研工作者，应该优先选择当前中小学教育教学改革中最迫切、最亟待解决、最关键性的问题，作为课题来研究。例如：如何开展新时期青少年德育工作问题研究，如何解决城镇中小学生课业负担过重的问题研究，关于大力发展农村职业技术教育问题研究，关于加强中小学生学法指导问题研究等等。
面对这个新的历史时期，中小学教育中“创新课程”应该怎样稳步健康地向前发展，已经成为我们必须要深入研究的首要课题了。Scratch创意设计课程、三维创意设计与3D打印课程、游戏化学习课程、数字科学家课程、信息千里眼课程、智能移动终端课程、STEM课程……各类的“创新课程”接踵而来，让我们感到有些应接不暇。我们选择什么？我们怎样选择？面对困惑，我们必须进行深入的研究，才能知道我们最需要什么类型的“创新课程”；我们可以从哪些方面入手研发“创新课程”；我们如何才能利用和把握好“创新课程”。最终为我们的核心目标――国家创新人才的培养――服务。
“创新课程”的理解
创新，是以现有的思维模式提出有别于常规或常人思路的见解为导向，利用现有的知识和物质，在特定的环境中，本着理想化需要或为满足社会需求，而改进或创造新的事物、方法、元素、路径、环境，并能获得一定有益效果的行为。“创新课程”中的“创新”是一个综合性的概念，创新是主体调动求新意识，积极探索，通过创造，创造出对人类社会进步有价值的或全新的物质和精神产品的过程。
课程，是指学校学生所应学习的学科总和及其进程与安排。广义的课程是指学校为实现培养目标而选择的教育内容及其进程的总和，它包括学校教师所教授的各门学科和有目的、有计划的教育活动。狭义的课程是指某一门学科。 “创新课程”中的“课程”往往是多学科知识综合应用的体现，属于课程定义中的广义课程。
“创新课程”我们可以理解为，以培养创新人才为目标，采用多种手段、多种途径、综合多学科知识与技能的形式，充分调动学习者探究能力、创造欲望，以培养和提高学习者创造潜能和人文素养为主的综合性课程。
国外典型“创新课程”实施模式
1.思维训练课程
创造性思维在创新的过程中起着非常重要的作用。其主要特征在于思维的流畅性、变通性和独创性。一般可分为类比思维、联想思维、逆向思维、侧向思维、发散思维与集中思维等。在思维训练的过程中，学习者思维的灵活性、发散性、集中性都能在较短的时间内得到提升，比较适合做创新教育中的辅助培训课程。在课程中，要避免出现脱离实际知识的单纯思维训练。
2.问题探究课程
问题探究课程，强调发现问题和系统阐述问题要比得到答案更加重要。此类课程要求在学习的过程中，发挥学习者的自主性，从生产和生活中选择和确定研究内容，以探究性的学习为基础，以独创性的见解为结果，以创造性人格的培养为最终目标。学习者在亲身实践获得直接经验的过程中，学会运用基本的科学方法，掌握综合运用所学的知识去解决实际问题的能力，最终形成严谨的科学精神和科学态度。
问题探究课程又可细分为：⑴美国劳伦斯中学的“自主研究”课程。课程是一门让学生在教师辅导、协作、监督下独立从事课题研究的课程。共分为四个阶段：①确定研究题目；②收集资料，制定研究计划；③分析资料，提取有用信息；④撰写总结，报告研究成果。⑵法国的“研究性学习”课程。在初中阶段称为“多样化途径”课程，由学科教师自由组合成指导小组，设计好活动方案。学习者根据自身的兴趣自由选择不同的课题方案组成课题组，在教师的指导下进行探究活动。要求学习者在探究问题的过程中真正综合运用学到的知识，培养和发展学生创新技能和分析解决问题的能力。在高中阶段称为“有指导的学生个人实践活动”同样通过课题分组和教师指导的模式，鼓励学生对学科前沿课题进行大胆探究，对已有的科研成果进行批判与反思，将创新能力的激发与培养蕴含于课题探究之中。⑶日本的“综合学习实践”课程。该类课程既无材，也不规定具体的教学时间，而是规定各个学校针对自己的具体情况，在国际交流、信息、环保和福利等方面进行横向的综合学习。
问题探究课程在知识体系上往往缺乏系统性和完整性，问题的好坏决定了学习者参与活动的直接收获，教师的素质决定了课程的有效程度，教师直接指导学习者的数量决定了课程的最终质量。
3.着眼于前瞻性问题的“未来课程”
“未来课程”是紧密联系社会发展，即时性与灵活性为一体的课程。此类课程立足于世界的不断发展变化，富有前瞻性、多面性和不确定性，能引导学习者关注自身所处的环境，激发学习者探究与解决问题的兴趣，学习者只能通过自己不断地探索，综合运用各类知识技能，创造性地提出解决方案，培养学习者适应当代与未来世界的各种技能。
4.以创造力培养为目标的渗透整合型课程
渗透整合型课程就是在人性化和富有弹性的课程中，掌握人类长期积累起来的关于自然和社会的系统知识，并在经验重组和交流活动中实现对已有认识的突破和创新，达到情感、行为的升华和提高。此类课程是立体化、全方位的系统性配套课程。强调课程体系内部的互相配合和各学科之间的知识整合，主张从文学、艺术、科学、活动等不同的角度对学生进行创新培养。
渗透整合型课程打破了传统的学科中心结构，从学习者的基本素质需要、创造精神培养和生活实际出发来安排教学内容的，可以发挥科学、艺术、问题、活动等多方面的创新价值，在知识的综合中寻找创新的基点，并将创新能力的培养与学习者整体素质的发展相结合。
国内中小学典型“创新课程”项目简介
1.scratch创意设计课程
Scratch是一款由麻省理工学院（MIT）设计开发的一款面向少年的简易编程工具。主要面向8岁以上儿童的简易编程工具，用于创造交互式故事情节，动画，游戏，并可以把学习者的创作共享到网站。学习者不用记住命令。积木模块包括8个大类，100多个功能。包括了过程一个完整程序的每个环节，甚至数组和函数。这些图形化的积木使用需要老师或者家长正确引导。孩子从模仿的过程中，能感悟到条件语句，循环语句，判断。能理解参数和命令的区别。
2.数字科学家课程
数字科学家是一种大数据环境下，以提高每一位学习者科学素养水平为宗旨，以探究式教学为鲜明特征，以科学思想、科学方法和数据挖掘方法为核心，播种未来科学家种子的课程与教学模式。课程以小见大，利用生活中常见的仪器设备以及平时常用的非专业软件完成对身边的现象的探究，使得数码探究过程生活化，趣味化，操作门槛更低。强调协同探究，做中学，玩中学，在接受基本的，规范的科研训练的同时培养可续探究意识与能力。
3.“信息千里眼”远程观测课程
旨在通过教师讲解和学习者远程观测动植物相结合的方式，让学习者使用科学分析对比方法，来观察记录动植物的外形特征，生活习性，提高学习者对动植物行为研究过程和方法的认识和了解，增加他们对相关知识的积累，培养其生态保护的意识和参与生态保护工作的兴趣。
4.动手做实验互动实验课程
将科学原理生动化、趣味化，采用启发式教育、探索式学习、互相参与的教学模式，引导学习者积极主动思考，注重科学思维方式的培养和技能的提升。激发学习者对科学的兴趣，在探究学习中掌握基本的科学研究方法，完成学科基本知识的积累。
5.三维创意设计与3D打印课程
学习者通过计算机辅助设计课程的学习，结合自身已有的学科知识和已有的生活经验相结合，在解决实际问题的过程中提高学习者的技术素养和人文素养。课程从培养学习者创新能力与实践能力的角度出发，以目前国产三维设计软件和3D打印技术为依托，为小学高年级学生、初中学生及高中学生研发出了三个版本的“三维创意设计”教材，以慕课式的网络自主学习平台及中小学3D打印社区为学习者提供线上的技术支持和交流平台。
“创新课程”的研发策略
“创新课程”的研发离我们究竟有多远？一所学校，一名普通教师又该如何进行“创新课程”的研发呢？其实“创新课程”的研发就在我们身边，我们每一名中小学的教育工作者都有能力进行研发。在对现有“创新课程”相关资料的了解后，我们总结出了一些基本的研发策略供大家参考。
1.国家课程的二度开发
由于学校或教师个人的特质差异和学生的需求差异，我们对国家课程的理解和研究专长也有所不同。我们可以利用自身的优势资源对国家课程进行相对应的充实与补充，通过有针对性探究活动的设计，丰富学生的学习过程，把课本当中的封闭型知识转化为开发性问题。随着日积月累的和集思广益的多种课程形式的积累，最终形成富有个性的、富有校本或地方性特色“创新课程”。
2.注重学习者的实际需求有针对性进行研发课程
课程的研发不能盲目进行，研发出的内容要让学习者感兴趣。一方面我们可以提供给学习者一些课程的菜单，另一方面我们可以广泛征集学习者的学习愿望，结合学校自身特色和能力，有选择性地研发“创新课程”。
3.紧跟时展步伐，抓住世界发展中的热点问题进行课程研发
教育要跟上时展的脚步，仅仅依靠国家课程是非常困难的。我们要善于捕获社会发展中的热点信息，以专题的形式组织人员进行专业进修。再结合自身特点和学习者特点，降低难度进行“创新课程”研发。
4.专家引领与科研课题结合进行课程研发
在专业技术能力不足的时候，我们还可以聘请相关方面的专家与学校教师一同进行专项课程研发的课题研究。用科研方法去研发“创新课程”。
随着时代的发展，“创新课程”的种类将会如雨后春笋般迅速发展。我们可以依靠自身的力量进行研发，更可以把优秀的研发成果引入到我们的课堂，发展我们学生的创新能力与实践能力。更重要的是在课程的研发或应用过程中，我们不但要注重课程内容，注重课程中所包含的多学科知识的综合应用，更重要的是不要忘记“创新课程”的核心目标――国家创新人才的培养。
参考文献
仲玉英.国外创新课程发展述评[J].上海师范大学学报，2002.
关键词：机械制造装备设计；多元化；课程教学；创新能力
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）23-0054-02
一、“机械制造装备设计”传统课程教学现状及存在的主要问题
“机械制造装备设计”是一门知识面广、综合性、实践性很强的专业主干课，它将机床设计、夹具设计、工业自动化、工业机器人等内容合为一门课程，构成新的课程体系。[1]随着装备制造业的迅猛发展，“机械制造装备设计”传统课程教学越来越不能满足创新人才培养的需要，主要存在如下问题：第一，传统的课程教学内容泛而不精，不能紧跟时代步伐，缺少新装备、新技术和新材料方面的知识，不利于学生创新研究能力的培养。第二，传统的教学模式相对单一或不足，仍然以教师的填鸭式灌输为主，学生被动接受。由于部分教师自身实践能力较弱，理论教学的效果很差，导致学生学习兴趣不高。第三，传统的课程教学中对实践环节的重视不够，学生缺少亲自动手实践的训练，导致学生缺乏实践经验和动手能力弱。这又反过来影响了学生对课程内容的理解和掌握。第四，传统的课程教学考核方法相对简单，一般将平时考勤、作业和期末考试成绩作为评价学生学习效果的标准。这种考核方法不能有效地激励学生努力提高机械制造装备设计的能力，学生只会在考前突击背概念，不利于学生创新能力的培养。
基于上述问题，苏州科技学院机械工程学院机械教研室全体教师总结多年的任教经验，贯彻以人为本的教育理念，将各种日益涌现的教学方法进行优化组合，形成了一套机械制造装备设计多元化的课程教学模式，以弥补传统课程教学模式的不足，从多角度、多方位激发学生的学习兴趣和潜能。[2]
二、“机械制造装备设计”多元化课程教学模式
以培养学生的创新能力为目标，通过增加专业特色内容和学科前沿知识，优化课程教学的内容；通过应用多种现代化教学方法和增加综合实践环节，优化课程教学方法；通过引入多种评价体系，完善课程考核模式，从而变单一的传统课程教学模式为多元化课程教学模式。具体执行方案分为以下几个方面：
1.制定多层次的课程教学内容
（1）重视理论基础知识。理论基础知识不会因新装备、新技术的产生而过时，坚实的理论基础是一切工业生产活动的最根本的条件，因而是学习的重点。例如在讲授机床设计时，金属切削机床设计的基本理论，如机床的工作原理、几何表面的形成原理和机床的成形运动等，是学习的重点。在讲授夹具设计时，机床夹具的六点定位原理，完全定位、不完全定位、过定位和欠定位等基本概念是讲课的重点。
（2）增加专业特色内容。苏州科技学院机械工程学院于2011年购买慧鱼模型，建立了机器人创意实验室。根据苏州科技学院机械工程学院的实际情况，在工业机器人设计模块，增加了慧鱼模型教具内容的学习，主要讲述如何利用慧鱼模型进行机器人的制作和控制。慧鱼模型是由德国发明家Arthur Fischer博士于1964年在其专利“六面拼接体”的基础上发明的。[3]慧鱼模型采用模块化设计，可无限扩充、反复拆装，可逼真表现机械系统的构成和控制的过程及其控制的原理，便于对机器人原理、组成、控制的全面认识。
（3）加强学科前沿知识。机械制造装备发展日新月异，学生毕业后会碰到非常先进的机械制造装备，为了紧跟时代步伐，加强学科前沿知识变得非常重要。通过请工厂一线的工程技术人员开设讲座和组建学习小组，与苏州科技学院机械工程学院教师一起申报学生科研立项等方式，了解最新的机械制造装备动态，主动参与学科科研研究，激发学生学习的兴趣和主动性，培养学生的创新能力。
2.开展多元化的课程教学模式
课程教学由理论教学环节和实践教学环节组成。传统的“机械制造装备设计”课程教学在理论教学环节上，以教师的“填鸭式”教学为主，而且授课内容重点不突出；在实践教学环节，主要以一些验证性实验为主。针对这种情况，苏州科技学院机械工程学院实施的多元化课程教学模式包括以下几种：
（1）启发式理论教学模式。“机械制造装备设计”的教学内容非常多，如果照本宣科地讲，不仅教师和学生很累，而且授课的效果很差。如果采用启发式教学，引导学生独立思考，通过课堂讨论、师生互动等方式，传授解决实际工程问题的思维方式，提高学生自主学习的能力，有利于培养学生的创造性思维。通过启发式教学，同学们对于过定位的优点有了很直观的认识：过定位可以提高稳定性。
（2）课程网站式理论教学模式。“机械制造装备设计”的教学内容非常丰富，为了调动学生课外学习的积极性，在学校校园网的天空教室处建立了“机械制造装备设计”课程网站。课程网站上不仅有教师上课的PPT电子教案、动画、视频等，还有大量扩充的资料，比如典型机床传动系统与结构动态演示Flas、加工中心刀库及换刀动作等视频资料、组合机床夹具方案图库、慧鱼模型作品展示、学生科技作品图片及PPT等。课程网站还可以进行网上作业布置与批改，远程作业辅导与讨论，并设有习题库，方便学生自我学习与提高。课程网站式理论教学模式有效缓解了目前教学内容多，而课时相对不足的矛盾，促进了学生对机械制造装备课程内容广度和深度的拓展。
（3）双语教学式理论教学模式。双语教学既可以让学生掌握扎实的专业知识，又能较好地提高专业英文阅读和写作能力。[4]目前苏州科技学院与英国南威尔士大学合作办学，办有机械设计制造及其自动化专业3+1国际班，前3年在苏州科技学院学习，最后1年在南威尔士大学学习。为了适应新的发展需要，开展双语教学变得非常迫切。目前针对国际班学生，制作了双语教学的多媒体课件进行理论教学；请南威尔士大学的教授和苏州科技学院机械工程学院英文水平高的教授做学科前沿的专题英文报告；要求学生完成一个全英文的报告，自选题目，并要求学生针对自己的论一个PPT，在课堂进行陈述。双语教学开拓了学生的视野，提高了学生的英文阅读写作能力和口语表达能力，为学生以后的发展奠定了很好的基础。
（4）综合创新型实践教学模式。苏州科技学院机械工程学院结合工业机器人设计教学的要求与慧鱼模型的特点，组建了慧鱼模型综合创新实践平台，增加综合创新实践项目，为学生提供广阔的思维空间，激发学生学习兴趣，提高学生学习积极性与动手能力，培养学生的创新能力。慧鱼模型综合创新实践平台包括机械构件、电气构件、气动构件、传感器、电脑控制器和配套计算机应用软件。以全国大学生机械创新设计大赛主题为创新设计的选题方向，学生自己利用慧鱼模型综合创新平台，搭建自己的机器人来完成创新设计大赛主题所要求的功能。通过使用慧鱼模型综合创新平台，学生不仅能更好地理解和掌握课堂知识，而且应用所学知识解决实际问题的能力大大增强，提高了学生的综合创新思维能力，也提升了机械制造装备设计实践教学的质量。
（5）基于项目驱动的科研创新型实践教学模式。项目驱动教学法来源于构建主义学习理论，是实施探究式教学模式的一种教学方法。[5]基于项目驱动的科研创新型实践教学模式是以科研项目为载体，培养学生的创新实践能力。这一教学模式尤其适合对科研有兴趣的同学。在实践教学过程中，按照自愿和优势互补的原则，将有科研兴趣的同学每3～4人组成一个科研小组，每个小组通过自己查询资料，提出所要研究项目的题目，教师负责判断这个题目是否具有研究的可行性和必要性。教师把每个小组比较可行的题目，报学校的学生科技立项。有了一定的经费支持，以项目为载体，在指导教师的帮助下，充分激发学生的学习热情和兴趣，充分培养了学生的创造力、独立分析和解决问题的能力以及小组组员间的团队合作能力。
3.多元化的课程教学考核手段
多元化的“机械制造装备设计”课程教学考核手段，有利于调动学生学习的兴趣和积极性，有利于提高学生自我学习的意识和能力，有利于学生个性的培养和发展，从而提高了学生的创新意识和创新能力。结合苏州科技学院课程教学情况，将课程教学考核分为五大类：
（1）日常课堂教学考核。日常课堂教学考核从上课出勤、课堂问题回答、课堂讨论、课后作业等方面进行综合评定，按百分制给出分数。日常课堂教学考核重点考查学生上课的纪律性、讨论的积极性和创造性、学习的认真程度等。
（2）英文论文大作业考核。英文论文大作业考核是双语教学效果的考核，主要从英文论文内容的深度和广度、英文写作是否有语法问题、课堂陈述等方面进行综合评定，按百分制给出分数。英文论文大作业考核重点考查学生的英文检索能力、英文写作能力和英语口语表达能力等。
（3）综合创新型实践考核。综合创新型实践考核从实践题目的拟定、实践操作、实践总结、实践报告等方面进行综合评定，按百分制给出分数。综合创新型实践考核重点考查学生的创新思维和创新能力、实践动手能力等。
（4）科研创新型实践考核。科研创新型实践考核只针对部分有科研兴趣的同学，因而考核成绩作为平时成绩的加分因素。科研创新型实践考核从实践题目的创新性和先进性、实践装置、方法的合理性、实践结果的实用性、论文的规范性等方面综合评定。对于科研创新型实践考核中表现突出的学生，可推荐参加各类竞赛，在学校奖学金评定中得到加分，甚至直接参与教师的科研项目。
（5）期末考试考核。“机械制造装备设计”作为一门核心专业课，期末考试是非常重要的一个考核方式。期末考试考题包括理论基础知识题、综合实践分析题和考查学生创新能力的一些开放式、探究式的题目。通过加大对实践环节在期末考试考核中所占的比例，提高学生对实践环节的重视程度，提高学生理论知识应用于实践的能力。
三、结语
“机械制造装备设计”多元化课程教学模式是一种新的课程教学模式。这种模式通过利用课堂启发式教学、课程网站教学、双语教学、综合创新型实践教学和基于项目驱动的科研创新型实践教学，整合了多种教学要素，解决了传统课程教学模式中存在的问题。这种模式通过建立多元化的课程教学考核手段，大大激发了学生学习的积极性和主动性，提高了学生分析问题和解决问题的能力，促进了学生创新意识和创新能力的发展。通过教学与科研的结合，重视学生科研素质的培养，提高了学生的综合能力。
参考文献：
[1]关慧贞，冯辛安.机械制造装备设计[M].北京：机械工业出版社，2009：11.
[2]王立达.成人教育多元化实验教学模式的探讨[J].宁波大学学报（教育科学版），2011，（1）：120-122.
[3]肖晓萍，廖青.“慧鱼”教具在大学生创新教育中的探索性研究[J].高教研究，2006，79（2）：36-37.
[4]林颖，曾志新，朱敏，等.双语教学的探索与实践[J].高教探索，
【关键词】科技素质；创新教育；教学创新
science and technology quality cultivation and exploratory research on the innovation education
shi de-jia he jing
（school of computer and information， hunan university of commerce， changsha hunan 410205， china）
【abstract】the modern higher education mode requires to pay attention to the cultivation of students’ science and technology quality. especially the scientific thinking training and the cultivation of innovative ability. the article introduces the creative education and college teaching abroad. explorative study is made on the teaching innovation for university.
【key words】science and technology quality； creative education； teaching innovation
1983年美国质量教育委员会发表了引人震惊的报告《a nation at risk： the imperative for educational reform（国家在危险中）》，再一次强调培养学生的探索精神和创新能力。
1985年美国制定了著名的“2061“计划（2061年是哈雷彗星下一次回归地球附近的年份），旨在用一代人的时间根本改变美国的教育体制，造就新一代具有高度科学素养的国民。
2006年3月29日scidev有一个引起国际关注的报道：“科学素养：中国优先考虑的新战略”。该年《全民科学素质行动计划纲要》的颁布，教育界和社会各界关于各阶段各阶层科技素质教育模式的研讨进入了高峰期，并逐步达成共识。现代高等教育模式要求注重对大学生科技素质的培养，科技素质教育有利于大学生形成学习研究科学的理想兴趣，养成科学的思维方式，掌握科学研究的方法，形成良好的科学精神与科学道德品质，提升创造力成为全面发展的人才。
1 问题提出
2010年11月25日，中国科协召开新闻会，对第八次中国公民科学素养调查结果进行。调查结果显示，“十一五”期间我国公民的科学素养水平明显提升，实现了《全民科学素质纲要》所确定的阶段性目标。但一个令人吃惊的结果是：大学生的科学素养任停滞不前。中国中学以下的科学素养与美国仅相差一个百分点，但到中学就相差11个百分点，到大学竟相差36个百分点，比美国大学生一半还少[1]。
反思我们的教育。一方面，教育的方式和升学的压力，让学生对“学习科学”缺失了兴趣。长期应试教育的影响，目标和结果高于一切，忽略了过程的重要意义；另一方面，“钱学森之问”是我国高等教育不可触摸的痛！2009年11月11日，安徽高校的11位教授给新任教育部部长袁贵仁及全国教育界发出一封公开信：让我们直面“钱学森之问”！
2 国外创新教育与大学教学
科技素质教育与创新能力培养的研究在国外重视较早，起步较快。其主要原因是西方国家进入工业化的时期较早，每一次科技革命和知识创新都给社会带来了巨大的进步，使西方的教育家、经济学家较早地认识到科技创新、知识创新与创新人才培养之间的密切关系。
20 世纪初，创造性教育在美国得到重视。1916年实用主义教育家杜威研究“科学的实验方法”，提出学校培养创造性人才学说，他倡导的尊重学生的兴趣与爱好、“从做中学” 等思想为促进美国创新教育做出了极大的贡献；1926年，哲学家约瑟夫·沃拉斯（joseph wallas）提出沃拉斯模式，即创造过程包括：准备、沉思、启迪和求证四个阶段；1938年，美国纽约bbdd广告公司副经理奥斯本（alex f.osborn）发明了发明技法——“头脑风暴法”（brain storming），并在1941年发表了世界上第一部系统研究创造思维的专著《思考的方法》；1945年，格式塔学派心理学创史人魏特海墨（m. wertheimer）出版了《创造性思维》，提出创造是一个连续的思维过程；1973年科学基金会资助麻省理工学院等四所高校各建立一个“创新中心”，进行创新教育的实验研究，并取得了巨大成果[2]。美国教育专家e.p.托兰斯把这些理论引入教育领域，在理论和实践两方面都推进了创新教育的发展。
2004年美国国
工程院院士大卫·凯立教授在斯坦福大学创办的设计学院，有力推进了美国的创新教育。这个设计学院是整合了工程、医学、商科、人类学、教育学的跨学科学院，它强调创新的核心在于“设计思想”的理念，通过跨学科的碰撞，让学生们获得学术、科研和商业上的新突破。
这些教育理论和实践研究应用于美国大学教育，在教学中具体体现有如下几个亮点：
（1）教育理念。美国大学教育理念是：培养的人是有教养，有知识，具备学术能力，包括操作技能和价值判断技能，且善于思考的健全的人。
每个大学又各具特色，比如：哈佛大学强调：具有出色的学术才能，非凡的个性魅力，卓越的领导能力和体育特长。斯坦福大学注重：敢于开拓进取。麻省理工学院注重：培养学生具有掌握和应用基本原理的能力及解决多方面问题的才智。加州大学伯克利分校注重：对原理的探讨，尤其对思想过程的探讨，这远远重于对标准答案的追求。
（2）新生研讨课。新生研讨课是美国高等教育的一个亮点。不同的高校特色新生研讨课存在差异，整体来说，新生研讨课朝着多元化方向发展。目前美国高校主要流行五种类型的研讨课：扩展型新生教育研讨课、基础学习技能研讨课、单一主题研讨课、多主题研讨课和专业研讨课。其中扩展型新生教育课程和基础学习技能研讨课属于适应性新生研讨课，单一主题研讨课、多主题研讨课和专业研讨课属于学术性新生研讨课[3]。
美国大学四年研讨课的安排一般是：一、二年级学生须完成三门新生研讨课（fs课程）。两个适应性研讨课：进行扩展性新生教育和基础学术技能研讨。一个学术型研讨课：针对某个专业的一个问题进行研讨，它被看着是架向大三专业研讨课和大四的毕业项目的桥梁。
（3）实习项目。美国政府、企业和公司给学生提供众多的实习项目。美国大学一般都有很多带薪实习项目——co-op项目（cooperative education program）。学生大二时就可申请参加，常利用暑假时间。美国的co-op课程，将教学和实践紧密结合，使学生“从做中学”。co-op项目中，学生到企业工作是一门重要课程，可以取得学分。
（4）启发式、讨论式课堂。比较盛行的是pbl教学法（problem-based learning，pbl），以问题为基础，把学习设置到复杂的、有意义的问题情境中，通过让学生相互合作解决真实性问题。pbl教学法的精髓在于发挥问题对学习过程的指导作用，让学生主动学习、主动发现。
3 创新教育与教学创新探索性研究
借鉴国外高等教育改革的经验，尤其注重吸收当今美国高等教育发展的经验。我国一直在进行教育教学的改革。如211工程、985工程、质量工程。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》中明确指出：“牢固确立人才培养在高校工作中的中心地位，着力培养信念执著、品德优良、知识丰富、本领过硬的高素质专门人才和拔尖创新人才”。一些重点大学在创建世界一流大学或高水平知名大学的过程中，以培养具有国际眼光的创新型人才为重点，把通识教育置于人才培养的重要地位，实行宽口径的人才培养，强调各学科的融合，重视培养学生的科研能力。构建了多种形式的“研究型教学课程”和多种层次的“讨论课程”，取得了可喜的效果。
我国现在正在积极构建创新系统，我们的教育改革发展必须确保创新教育在小学、中学、大学各个阶段的连续性和衔接性，大学阶段是创新意识、创新习惯、创新能力的成形期[4]。普通高等教育要积极进行教育改革，教学创新探索与实践，培养高科技素质的创新人才。
（1）探索教学新方式
由于中学长期应试教育的影响，学生学习的一切目标就是为了高考，目标和结果高于一切，而忽略了过程的重要意义。中小学是学生对未知事物好奇心最强的年龄阶段，适合因势引导他们的想象力和学习科技的兴趣。应试教育可能遏制了学生探索欲望。其表现是：对科技学习缺失了兴趣，一遇到困难，自律能力不强的孩子极易出现厌学的情绪。如何有效地解决这个问题，教师要探索教学新方式，挖掘学生的兴趣和热情，帮助他们找到学习的强大动力。
（2）探索教学新策略
所有的大学生都是经过了艰苦的高中学习才走进大学校门的。高中时候业已形成的学习习惯和学习方法并没有留在高中时代，而是悄无声息地带到了他们的大学生活中。但是实际上，有很多高中时候的学习方法在大学是不适
宜的，也是不可取的。这些学生的先有学习经验是大学教师首先必须要注意到的问题。对于大学教师来说，一个重要的问题就是如何能够让学生改变原来的学习方式，帮助和激发他们学会采用深层的学习方法[4]。
（3）进行教学创新
借鉴美国大学“新生研讨课”的理念和形式，汲取我国一些重点大学构建“研究型教学课程”和多种层次的“讨论课程”的成功经验，进行教学创新。引入pbl-教学法，通过精心设置问题及问题情景，采用启发式和研讨式教学方法。同时以科学的认知过程为主线，将科学思维、科学研究的方法以及科学发现过程中的激烈争议观点渗透到传统教学内容中去，以开阔眼界，引发课堂讨论，启发学生思考、想象、观察、大胆假设和理性思维。激发学生课后独立思考和自主探索。科学不仅仅是一堆知识，它是一个提出、检验和精炼一些想法的过程。知识来自经验并且必须经受观测和理性思维的检验这一观念是科学的最基本的价值。
（4）重组课程内容
对教材内容进行结构性调整、重组和更新。同时注意紧密围绕科技的发展，着重介绍前沿性的有发展前途的内容，注重和生活、社会的联系以及不同学科之间的融合。从而让学生对科学技术以及科学技术与社会文明进步的关系有全面的了解和把握。
（5）探讨综合实践教学法
各级各类的科技竞赛是高等院校实施素质教育的最好载体。现在，大学生科技竞赛活动项目日益繁多，均对培养学生创新能力产生了积极影响。班级导师要有效引导和指导这些活动的开展。在“产学研”项目中，尤其是地方科技型中小企业在新产品开发和产品系列化以及产业化过程中，企业迫切需要从技术开发到市场开拓、从产品外观设计到广告设计、从市场调研究到营销策划、从企业管理到企业信息化建设的专业人才。尝试让学生参与从知识创新到技术创新、再到成果转化的完整研究过程。在集体智慧中培养学生的科技创新能力。这些研究课题以新知识、新技术、新工艺、新设备及其应用充实各门课程内容，打破课程界限，跨学科、跨专业，使学生感受各学科不同思维方式的碰撞。
【参考文献】
关键词： 创新能力； 教学模式； 培养体系； 协同创新
中图分类号：G643 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2017）03-83-03
Abstract： The situation and problems of the innovation ability of postgraduates are discussed in this paper； the factors which restrict improving the innovation ability of postgraduates are pointed out. The reform measures are put forward from several aspects， such as the improvement of postgraduate training system， the reasonable setting of postgraduate courses， strengthening the ability of scientific research and practice， training the collaborative innovation ability and the construction of tutor team. Moreover， the relationship between these elements is analyzed.
Key words： innovation ability； teaching model； training system； collaborative innovation
0 引言
创新是可以提供或开辟有利于社会进步的新理论、新方法、新技术、新产品、新消费领域等创造性劳动，而进行这种相应劳动的能力就是创新能力。从创新能力的范围出发，它可以是科学发现的能力、技术发明的能力、艺术创造的能力、新的道德境界开辟的能力，也可以是开发新产品、新市场的能力以及决策、对策的能力等。从创新能力的类型看，它可以是创新性的思维能力，也可以是创新性的实践能力[1]。
计算机专业的明显特点是强调综合应用理论知识，解决实际问题。实际问题通常千变万化，需要具体问题具体分析，很多情况下没有先例可循。这个特点不仅要求学生具有扎实的理论知识，还要求学生具备创造性地应用所学知识解决实际问题的能力，从而提出解决具体问题的新理论、新方法、新技术，也就是说，要求学生在理论和实践上都要具备一定的创新能力。
1 研究生新能力的现状
随着研究生教育规模不断扩大，创新实践能力培养要求不断提高，仅靠现有的教育模式和实验条件，越来越难以满足研究生创新能力的培养需求。笔者在培养研究生的工作期间，参与了学校研究生培养质量调研、研究生实验室建设和研究生培养方案制定等工作，发现当前高校大多数研究生的创新素质和创新能力应该进一步提高，主要从以下几方面着手。
⑴ 创新意识
创新意识是开展创新活动的前提。只有在创新意识引导下，研究生才能树立创新目标，充分发挥创新潜能。创新意识缺乏的重要表现是学习动机外化。目前，迫于外部原因选择读研的人不在少数，而真正以提高自身学术造诣为目的的人数却不断减少，尤其在硕士研究生阶段表现明显。缺乏内在学习动机，无疑会影响研究生的学习积极性和创新意识，并影响其创新能力的提升。
⑵ 创新思维
发现问题是创新的起点，当遇到疑难问题，运用创新思维突破惯有的思维定势，才能由已知探索未知，产生新观点和新理论。而我国传统的教育理念和教育方法，使学生普遍因循守旧、墨守成规，不善于发现问题、分析问题，缺乏问题意识与求异精神。这说明我国研究生的创新思维存在不足，难以独立观察、分析和解决问题。
⑶ 实践能力
实践能力在计算机专业的研究生培养中至关重要。无论是理论验证还是创新工作，都需要大量的实验支撑，可以说实践能力在很大程度上决定了学生创新能力可以达到的高度。然而，我国高校研究生培养更偏重于理论的学习，再加上长期应试教育的影响，创新活动的参与度也较低，实践能力普遍较弱，难以真正对现实问题进行研究，取得有意义的创新成果[2]。
2 制约研究生创新能力提高的因素
2.1 培养体系不够完善
首先，研究生招生主要是看考生的英语和政治成绩能否上线，而不是看考生的研究能力，这必然促使大多数考生重公共课，轻专业课。另外，在研究生培养质量方面，国外多本着宽进严出的理念，而我国则是严进宽出。在培养模式上，我国多采取学徒型和专业型的模式培养学术型人才，而对应用型人才的培养显得比较滞后[3]。
2.2 教学模式不适合创新人才的培养
目前硕士课程教学模式存在单一化、实践环节薄弱、新兴学科课程少等问题。我国研究生教育历来是重理论，轻实践，体现在课程设置上则是理论课比重大，实践课比重小，研究生更倾向于记忆知识和解决现有问题，缺少发现问题和探索思维能力。具体表现在学习中是无问题可问，不能够提炼问题、分解问题、从多角度分析问题，从而无法形成环环相扣的问题链。
2.3 忽视科研实践能力的培养
科学实践能力是研究生培养过程中的重要组成部分。目前工科研究生在科研实践训练中不能较好地发挥主观能动性和创造性，这与研究生考核和评价机制不全面、在科研实践方面缺乏交流合作以及导师指导不力有一定关系[4]。同时，部分课题组的研究经费不足，实验环境有欠缺，也会导致一些研究成果的创新性不够。
2.4 师资队伍水平参差不齐
我国大部分高校实行一对一导师负责制，这直接造成研究生与导师的沟通形式和内容受到极大限制。由于研究生导师自身知识积累和学术研究领域的局限性，研究生跨学科、跨领域的交流或研究就极为有限，不利于其创新能力的培养和多种方法论的形成[5]。此外，导师队伍水平参差不齐，部分导师本身创新意识和创新能力也不够强，也有部分导师自身学术能力很强，但缺乏责任心，只顾自己的社会活动，对所带学生采取放任自流的方式，导致研究生逐渐丧失科学研究和创新的内在动力。
3 研究生创新能力培养的改革措施
3.1 研究生培养体系的完善与建设
研究生教育培养体系需要把研究生的创新能力发展作为首要的培养目标，在培养过程中注重研究生自W能力、思维能力、表达能力和组织管理能力的培养。在此基础上，加大研究生论文写作中间环节的监督力度，建立论文匿名评审制度，严格答辩程序，以保证研究生创新能力和培养质量的提高。首先，要建立有效的引导机制，从学生本身的内在主观因素出发提高研究生学位论文质量。其次，要建立双层监督与正反激励相结合的学位论文质量控制体系，通过严格的外部管理提高研究生学位论文水平。通过这些措施给研究生以一定的压力，促使其端正论文写作的态度，提高论文质量。
3.2 研究生课程的合理设置与教学改革
硕士研究生课程主要分为学位课、必修课、选修课这几个模块，合理设置研究生课程是培养学生创新能力的基本条件。需要针对硕士课程体系的问题进行改革，通过积极拓展非课堂教学环节、增设实践环节、逐年增加选修课比例、开设新兴学科课程等优化措施，使得专业课程体系多样化，为培养学生的创新和实践能力创造条件。
3.3 加强研究生科研实践能力的培养
研究生参与导师的课题研究，是研究生参加科研实践锻炼的一个很好的机会，有益于提高工科研究生的科研能力和创新能力。在科研实践训练中应遵循研究生个体成长规律，最大限度发挥其能力和水平，激发工科研究生自身的发散性思维、敏锐的观察力和丰富的想象力，使其构建出新的理论假设、理论模型，或提出新的理论观点，为大量新颖的、独创的成果涌现奠定坚实的基础。把研究生创新能力培养纳入学校科技发展的总体框架，改革现行研究生科研管理模式，为研究生科研实践训练提供必要的保障，并推行以科研为主的导师负责制和导师资助制，以解决科研经费问题。同时，为研究生搭建创新实践平台，营造科研创新氛围，从而不断提高研究生的科研创新和实践能力。
3.4 加强创新团队建设，培养研究生协同创新能力
研究生创新能力包括创新意识、创业精神、协同创新能力、自主创新能力等，其中协同创新能力是关键[6]。在现实环境中，研究生通过自我学习与研究进行自主创新活动，进而提升创新能力的难度大、制约多，投入与成果产出不成比例会消磨研究生进行科研创新的积极性，遏制研究生渴求创新和期待新成果、新知识的原始需要。只有通过构建研究生为主体的创新团队，使研究生参与团队的协同创新活动，才能不断提升研究生协同创新能力，取得科学研究上的突破性进展。此外，构建研究生创新团队不仅可强化研究生协同创新能力的培养，同时也是实施研究生教育创新计划的新尝试，是对教育部研究生教育创新计划项目类型的创新和发展。最后，需要针对研究生创新团队的特点，建立一套有层次、有效果的激励保障机制，为研究生创新团队提供支持服务。
3.5 注重研究生导师队伍的建设
导师学术素质的高低和创新意识的强弱，直接决定着研究生创新教育能否顺利实施，决定着有创造潜力的学生能否脱颖而出。首先，导师要转变教育理念，尊重与众不同的疑问和观点，为学生营造宽松、自由的学习环境；其次，导师要主动适应新形势、新变化，不断更新知识，不断提高自己的学术水平，站在学科的最前沿；再次，导师应打破学科、专业之间的界限，不同专业的导师之间应经常进行交流、相互学习，还可以吸收校外、国外交叉学科的专家参加研究生指导小组，以优化导师的知识结构，构建高素质、多学科交叉、资源共享的多元化导师队伍，共同完成复合型创新人才的培养。
综上所述，研究生创新能力培养各要素及其相互关系如图1所示。
4 结束语
目前计算机专业研究生教育为我国现代化建设培养了大批高层次人才，这对实现国家持续快速发展起到了重大的作用。随着国家科教兴国、人才强国战略的实施，如何深化计算机专业研究生教育的改革以适应现代化科技、经济发展的需要，是当前所面临的重大而紧迫的课题。本文从完善研究生培养体系、合理设置研究生课程、加强研究生科研实践能力、培养研究生的协同创新能力和导师队伍的建设几个方面提出改革措施，希望能探索相应的策略，并应用到实践中以提高研究生的创新能力。
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关键词：机械制造装备设计；多元化；课程教学；创新能力
一、机械制造装备设计传统课程教学现状及存在的主要问题
机械制造装备设计是一门知识面广、综合性、实践性很强的专业主干课，它将机床设计、夹具设计、工业自动化、工业机器人等内容合为一门课程，构成新的课程体系[1]。随着装备制造业的迅猛发展，机械制造装备设计传统课程教学越来越不能满足创新人才培养的需要，存在的主要问题如下：
1.传统的课程教学内容泛而不精，不能紧跟时代步伐，缺少新装备、新技术和新材料方面的知识，不利于学生创新研究能力的培养。
2.传统的教学模式相对单一或不足，主要仍然是以教师的填鸭式灌输为主，学生被动接受。由于一部分教师自身实践能力较弱，理论教学的效果很差，学生学习兴趣不高。
3.传统的课程教学中对实践环节的重视不够，学生缺少亲自动手实践的训练，导致学生缺乏实践经验和动手能力弱。这又反过来影响了学生对课程内容的理解和掌握。
4.传统的课程教学考核方法相对简单，一般将平时考勤、作业和期末考试成绩作为评价学生学习效果的标准。这种考核方法不能有效地激励学生努力提高机械制造装备设计的能力，学生只会在考前突击背概念，无助于学生创新能力的培养。
基于上述问题，我院机械教研室全体老师总结多年的任教经验，贯彻以人为本的教育理念，将各种日益涌现的教学方法进行优化组合，形成了一套机械制造装备设计多元化课程教学模式，以弥补传统课程教学模式的不足，从多角度多方位激发学生学习兴趣和潜能[2]。
二、机械制造装备设计多元化课程教学模式
以培养学生的创新能力为目标，通过增加专业特色内容和学科前沿知识，优化课程教学的内容；通过应用多种现代化教学方法和增加综合实践环节，优化课程教学方法；通过引入多种评价体系，完善课程考核模式，从而变单一的传统课程教学模式为多元化课程教学模式，具体执行方案分为以下几个方面：
（一）制定多层次的课程教学内容
1.重视理论基础知识
理论基础知识不会因新装备、新技术的产生而过时，坚实的理论基础是我们一切工业生产活动的最根本的条件，因而是我们学习的重点。例如在讲授机床设计时，金属切削机床设计的基本理论，如机床的工作原理、几何表面的形成原理和机床的成形运动等，是我们学习的重点。在讲授夹具设计时，机床夹具的六点定位原理，完全定位、不完全定位、过定位和欠定位等基本概念是我们讲课的重点。
2.增加专业特色内容
我院于2011年购买慧鱼模型，建立了机器人创意实验室。根据我院的实际情况，在工业机器人设计模块，增加了慧鱼模型教具内容的学习，主要讲述如何利用慧鱼模型进行机器人的制作和控制。慧鱼模型是由德国发明家Arthur Fischer 博士在1964 年从其专利“六面拼接体”的基础上发明的[3]。慧鱼模型采用模块化设计，可无限扩充，可反复拆装，可逼真表现机械系统的构成和控制的过程及其控制的原理，便于对机器人原理、组成、控制的全面认识。
3.加强学科前沿知识
机械制造装备的知识日新月异，学生毕业以后会碰到非常先进的机械制造装备，为了紧跟时代步伐，加强学科前沿知识变得非常重要。通过请工厂一线的工程技术人员开设讲座和组建学习小组，与我院老师一起申报学生科研立项等方式，了解最新的机械制造装备动态，主动参与学科科研研究，激发学生学习的兴趣和主动性，培养学生的创新能力。
（二）开展多元化的课程教学模式
课程教学由理论教学环节和实践教学环节组成。传统的机械制造装备设计课程教学，在理论教学环节上，以教师的“填鸭式”教学为主，而且授课内容重点不突出；在实践教学环节上，认识上轻视实践教学环节，主要以一些验证性实验为主。针对这种情况，我院实施多元化课程教学模式有：
1.启发式理论教学模式
机械制造装备设计的教学内容非常多，如果照本宣科地讲，不仅老师和学生很累，而且授课的效果很差。如果换一种讲课的方式，采用启发式教学，引导学生独立思考，通过课堂讨论，师生互动等方式，传授解决实际工程问题的思维方式，提高学生自主学习的能力，有利用创造性思维的培养。例如在机床夹具设计模块，讨论过定位这种方式是否合理时，可以提出我们日常生活中使用的八仙桌为什么常采用四条腿？学生互相讨论的结果，可能认为八仙桌用四条腿比较稳。这时可以进一步问这是一种什么定位方式？过定位！通过启发式教学，同学们对于过定位的优点有了很直观的认识：过定位可以提高稳定性。
2.课程网站式理论教学模式
机械制造装备设计的教学内容非常丰富，为了调动学生课外学习的积极性，我们在学校校园网的天空教室处，建立了机械制造装备设计的课程网站。课程网站上不仅包含老师上课的PPT电子教案、动画、视频等，还有大量扩充的资料，比如典型机床传动系统与结构动态演示flas、加工中心刀库及换刀动作等视频资料、组合机床夹具方案图库、慧鱼模型作品展示，学生科技作品图片及PPT等。课程网站还进行网上作业布置与批改，远程作业辅导与讨论，并设有习题库，方便学生自我学习与提高。课程网站式理论教学模式有效缓解了目前教学内容多，而课时相对不足的矛盾，促进了学生对机械制造装备课程内容广度和深度的拓展。
3.双语教学式理论教学模式
双语教学既可以让学生掌握扎实的专业知识，又较好地提高专业英文阅读和写作能力[4]。目前我们学校与英国南威尔士大学合作办学，办有机械设计制造及其自动化专业3+1国际班，前3年在我校学校，最后1年在南威尔士大学学习。为了适应新的发展需要，开展双语教学变得非常迫切。目前，对国际班学生，我们制作了双语教学的多媒体课件进行理论教学；请南威尔士大学的教授和我院英文水平高的教授做学科前沿的专题英文报告；要求学生完成了一个全英文的报告，自选题目，任选一个本课程教学模块内容相关的题目，并要求学生针对自己的论一个PPT，在课堂进行陈述。双语教学开拓了学生的视野，提高了学生的英文阅读写作能力和口语表达能力，为学生以后的发展奠定了很好的基础。
4.综合创新型实践教学模式
我院结合工业机器人设计教学的要求与慧鱼模型的特点，组建了慧鱼模型综合创新实践平台，增加综合创新实践项目，为学生提供广阔的思维空间，提高动手能力，激发学生学习兴趣、提高学生学习积极性，培养学生的创新能力。慧鱼模型综合创新实践平台包括机械构件、电气构件、气动构件、传感器、电脑控制器和配套计算机应用软件。以全国大学生机械创新设计大赛主题为创新设计的选题方向，学生自己利用慧鱼模型综合创新平台，搭建自己的机器人来完成创新设计大赛主题说要求的功能。通过使用慧鱼模型综合创新平台，学生不仅更好地理解和掌握了课堂知识，而且应用所学知识解决实际问题的能力大大增强，提高了学生的综合创新思维能力，也提升了机械制造装备设计实践教学的质量。
5.基于项目驱动的科研创新型实践教学模式
项目驱动教学法来源于构建主义学习理论，是实施探究式教学模式的一种教学方法[5]。基于项目驱动的科研创新型实践教学模式是以科研项目为载体，培养学生的创新实践能力。这一教学模式尤其适合对科研有兴趣的同学。在实践教学过程中，按照自愿和优势互补的原则，将有科研兴趣的同学每3-4人组成一个科研小组，每个小组通过自己查询资料，提出所要研究项目的题目，教师负责判断这个题目是否具有研究的可行性和必要性。教师把每个小组比较可行的题目，报学校的学生科技立项。有了一定的经费支持，以项目为载体，在指导老师的帮助下，充分激发学生的学习热情和兴趣，充分培养了学生的创造力、独立分析和解决问题的能力以及小组组员间的团队合作能力。
（三）多元化的课程教学考核手段
多元化的机械制造装备设计课程教学考核手段，有利于调动学生学习的兴趣和积极性，有利于提高学生自我学习的意识和能力，有利于学生个性的培养和发展，从而提高了学生的创新意识和创新能力，结合我院课程教学情况，对课程教学考核分为五大类：
1.日常课堂教学考核
日常课堂教学考核从上课出勤、课堂问题回答，课堂讨论，课后作业等方面进行综合评定，按百分制给出分数。日常课堂教学考核，重点考查学生上课的纪律性、讨论的积极性和创造性、学习的认真程度等。
2.英文论文大作业考核
英文论文大作业考核是双语教学效果的考核，主要从英文论文内容的深度和广度、英文写作是否有语法问题、课堂陈述等方面进行综合评定，按百分制给出分数。英文论文大作业考核，重点考查学生英文检索的能力，英文写作的能力和英语的口语表达能力等。
3.综合创新型实践考核
综合创新型实践考核从实践题目的拟定、实践操作、实践总结、实践报告等方面进行综合评定，按百分制给出分数。综合创新型实践考核，重点考查学生的创新思维和创新能力，实践动手能力等。
4.科研创新型实践考核
科研创新型实践考核只针对部分有科研兴趣的同学，因而考核成绩作为平时成绩的加分因素。科研创新型实践考核从实践题目的创新性和先进性、实践装置、方法的合理性、实践结果的实用性，论文的规范性等综合评定。对于科研创新性实践考核中表现突出的同学，可推荐参加各类竞赛，在学校奖学金评定中得到加分，甚至直接参与教师的科研项目。
5.期末考试考核
机械制造装备设计作为一门核心专业课，期末考试是非常重要的一个考核方式。期末考试考题包括理论基础知识题、综合实践分析题和考查学生创新能力的一些开放式、探究式的题目。通过加大对实践环节在期末考试考核中所占的比例，提高学生对实践环节的重视程度，提高理论知识应用于实践的能力。
三、结语
机械制造装备设计多元化课程教学模式是一种新的课程教学模式。这种模式通过利用课堂启发式教学、课程网站教学，双语教学、综合创新型实践教学和基于项目驱动的科研创新型实践教学，整合了多种教学要素，解决了传统课程教学模式中存在的问题。这种模式通过建立多元化的课程教学考核手段，大大激发了学生学习的积极性和主动性，提高了学生分析问题和解决问题的能力，促进了学生创新意识和创新能力的发展。通过教学与科研的结合，重视学生科研素质的培养，提高了学生的综合能力。
[参考文献]
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