中国教育

　　当今人类已步入知识经济时代和信息化社会，知识结构和教育特点发生了很大的变化，现代科学技术的发展和社会对高素质人才的要求，冲击着传统的"以教室为环境、以教师为中心、以纸介教材为工具"的封闭、单向传输的课程教学模式；高校教育是学生人生发展过程的一个重要阶段，如何根据现代科学技术发展的特点和课程的教学目标，创建新的教学模式，是当前教学改革研究的重要课题之一。开放式研究性教学就是对素质教育的一种探索，是当前教育的一个发展潮流。我们近几年对开放式研究性教学模式进行了积极的探索，并取得了一定的成绩。

　　1.开放式研究性教学模式的建立

　　如何进一步加强机械类专业高素质的工程人才培养，已成为我们教学改革的出发点和一切工作的重点。为此，在教育教学研究成果的基础上，我们以开放式研究性教学模式为实施高素质的工程人才培养所必须的核心要素之一。开放式研究性教学模式变封闭式为开放式，变知识教育为能力培养；教学目标是培养具有创新意识和能力的研究型人才，这种教学方式是建立在学生主动探索基础上的，鼓励学生合作学习、自主学习，敢于探索，掌握更多的知识和方法；在以传授知识为主的应试教育中，理论课的教学和学习活动主要限制在课堂上，实验课则是限制在实验室并按教师设定的实验程序"照葫芦画瓢"，这种教学方式限制了学生的发散思维。

　　现代教学模式十分重视学生的主体地位，强调学生在教学中的主动性和创造性，开放式研究性教学模式则是最能体现现代教学模式基本特征的一种新的教学模式。开放式研究性教学模式应思维开放、题目开放、过程开放，要留给学生更多自主思考的空间，充分发挥学生的主体性，让学生主动实践，创新学习。它是以培养学生的创新精神和实践能力为核心的一种教学活动方式。在这种教学模式下，实现师生角色的互换，学生成为教学活动的主角，而教师主要负责教学活动的组织和引导。例如，教师提出各类产品设计的要求等，学生成为教学活动的主角，进行如仿马步态的方案设计、半轮自行车设计等，既要独立思考，又要积极参与师生之间、同学之间的集体学习活动，在宽松与民主的教学环境中主动学习，创造能力会得到全面的发展。

　　2. 营造"研究性学习"的良好氛围

　　教学模式是在一定的教育理念支配下为实现特定的教学目标而创建的一种教学方法。它包括从教学原理、教学内容、教学目标和任务、教学过程直至教学组织形式的各个环节。新的教学模式，应有合适的切入点。在多年的教学实践中，我们体会到，运用以项目为主导的创建开放式研究性教学模式是一种较好的方法。研究性教学包括教与学两个方面，其核心是完成教师和学生在教学活动中角色的转变：教师从知识的传输者变为指导者；学生从知识的被动接受者变为知识的主动建构者。

　　近年来，根据社会发展对机械类人才的需要，我们结合前期教育教学改革的研究成果，提出 "学习是基础、思考是关键、实践是根本"的高素质人才培养的指导思想，营造了"研究性学习"的良好氛围。研究性学习由三步组成：（1)选题，教师根据课程内容和学科发展，提出10～20个左右的研究主题供学生自由选择，并向同学介绍这些研究主题的基本情况，回答学生的提问，在此基础上，学生根据自己的兴趣自由选题。如环保机械、救生装置、拖把挤水机构设计等。（2）查阅文献，由于大多数学生没有做过研究，没有系统地查过文献，因此教师需要传授学生查阅文献的方法。（3）拟定设计方案，这是最重要与最困难的一环，学生在拟定设计方案过程中由于知识与经验的局限，对设计方案的构思和思路不开阔，不能突破思维定势，因此需要教师引导，引导学生开展发散思维，激发学生自主学习和探究的动机，增强学生自身参与知识建构的积极性和自觉性。我们大力提倡在教学环节以小项目形式组织教学，多给学生以充分想象、自主学习的机会。如"学科（专业）概论"课程，由院士、博士生导师组成课程组，讲授本学科的历史、现状及发展趋势。该课程要求学生根据老师讲述的范围，制作不命题的小型学术报告书。学生自行查找资料，并对素材进行分析与综合，写出有一定分量、有见解的报告。又如"机械设计"课程，教师讲授"机械系统的组成"部分内容后，学生就用一种特定的机械系统进行构思与设计，同样是以不命题的方式各自独立完成；"机械原理"课程的机构设计训练则在比较大的范围内让学生自由选题，自主设计满足各种功能的机构；"微机原理"与"数字电路"课程以案例引导教学；……。新型的研究性学习方法，对于培养学生综合运用所学科学理论和技术手段分析并解决机械工程问题的能力起到了很好的促进作用。

　　3.实践效果

　　我们依托国家级教学科研平台，积极探索全方位、多层次的创新意识和能力培养教学模式，取得了成效，并首创中外大学生联合组队开展机械类工程实践创新活动的国际合作办学模式。提出并倡导"主动实践"的高等工程教育理念，构建了科学合理、有利于培养学生的主动实践能力和创新意识的实践教学体系，建成与之相适应的实验教学中心，改革实践教学环节的形式、内容和方法。

　　（1） 整合与学科相关的实验资源，培养学生的工程实践能力

　　以教育部国家工科机械基础课程教学基地为主体，整合与学科相关的实验资源，培养学生的工程实践能力。

　　在实验教学体系规划与建设方面，结合机械学科课程的实际，将现代技术融于教学，更新陈旧的教学内容，改进落后的教学方法与手段，初步完成包括机械创新设计、机械制造工程实践、现代制造技术、CAD、机电测控等五大类实验教学基地建设及其实验教学内容的规划与设置。

　　在实验内容的设计上，提出按"基础型、综合设计型、创新型"三个层次改革实验教学内容，重点增设综合设计性和创新性实验。同时，将相关课程的实验打通，设置独立的实验课程。根据专业要求和认识规律设置实验课的系列模块，构成数十个独立实验。在所开设的课程实验中，新增20余个创新性实验项目，使综合设计型、创新型实验项目数所占比例由51.8％上升到63.8％，甚至以上。

　　在实验教学方法和手段的改革方面，建立了以学生为主体、以能力培养为主线，推行启发式、自主探究式的实验教学模式，如基于功能原理的创新组合实验，学生根据产品设计要求，采用机电模块在实验台上搭接自己构思的方案，注重引导学生将所学的知识转化为获取知识的能力、应用知识的能力和创新能力。

　　（2） 引导学生"主动实践"，培养学生的创新意识

　　我们在历年的教学实践中发现：在实践环节上往往是教师主导、学生被动，缺乏对学生主动实践的引导。因此，需要对实践的方式进行改革，积极倡导学生主动实践，真正培养有创新能力的人才。

　　基于以上认识，我们一直把科技创新能力作为衡量学生素质的一个重要标准，积极探索和构建培养新世纪机械类大学生创新精神与实践能力的基本框架，并积极搭建课外科技活动平台，为机械类学生潜能的开发、创新与实践能力的培养提供良好的环境。

　　为了给学生提供科技创新平台，我们每年举办校级机器人大赛和机械创新设计大赛，现已成为全校知名的赛事。其中，机器人大赛已举办了5届，机械创新设计大赛已举办了6届，每届参赛人数均达400人左右。

　　以上措施激发了学生的创新热情，吸引学生广泛参与，每届学生参加课外创新活动的比例均达60％左右。2004年以来，本专业的学生在各类科技创新活动赛事中获国际、国家级、省级奖项60余项。此外，还获湖北省大学生优秀科研成果二等奖4项、三等奖5项；在核心期刊发表学术论文4篇；获实用新型专利4项，外观设计专利1项。

　　（3） 首创中外大学生联合组队开展机械类工程实践活动的国际合作办学模式

　　2005年以来，华中科技大学机械学院与美国乌斯特理工学院联合主办HUST-WPI高级工程实践项目。该项目将来自中美双方的学生混合编成若干小组，每个小组将面对具有强工业背景的实际问题的挑战，从而培养发现问题、解决问题与沟通合作的能力。每年春季，华中科技大学机械学院选派优秀学生到美国，与美国乌斯特理工学院的学生一起混合编队，到美国的企业完成企业提供的项目；每年夏季，美国乌斯特理工学院选派优秀学生到中国，与华中科技大学机械学院的学生一起混合编队，到中国的企业完成企业提供的项目。每期活动6～8周。该模式从2005年开始实施，迄今已进行四轮，每年参加该项目的学生人数约为40多人。2008年8月3日，人民网对此进行了专题报道，称之为"华中科大开辟工程实践新模式"。

　　立足企业需求开展项目研究，带动团队、人才培养的可持续发展的大学生技术创新实践。4年来，HUST-WPI高级工程实践项目先后为国内外的多家企业服务，如位于美国的Saint Gobain、New Age Technologies、Amphenol TCS等，又如位于中国的Saint Gobain、Nypro、Amphenol TCS、CIS等。这些项目均取得了丰硕的成果，解决了企业的实际问题。如2008年Nypro中国公司为项目组仅仅支付了1500美金，但是这个项目的研究成果却使该企业的MRO（维护、维修与运行）成本降低了10%，获益达400万美金。

　　许多参与该工程实践项目的学生感慨，参与这个项目不仅有机会经历意义重大的实践活动，还学到了如何与来自不同专业背景的人员进行交流，如何融合不同的文化。如美国学生富有创意，突发奇想，不依赖老师；而中国学生严谨，基础知识牢固，两国学生特点互补，对彼此都有较大的帮助。

　　4.结束语

　　开放式研究性教学模式与其他教学方式相比有很大差别，前者将学生的集中学习变为分散的学习，将教师的直接讲授变为有效指导，它不仅可以培养学生的学习能力，而且可以提高他们的学习兴趣，逐步养成敢于探索的态度，形成主动学习的习惯。总之，以"培养学生创新精神与实践能力"为核心的开放式研究性教学模式，对培养具有主动探索精神和创新精神的高素质人才具有重要作用。

　　参考文献

　　[1] 李培根．主动实践--创新能力培养的关键[EB/OL]．人民网，2006年7月

　　[2] 李培根．大学应让学生主动实践[N]．人民日报，2008年1月

　　[3] 杨家军．机械创新设计技术[M]．北京：科学出版社 ，2008年9月