培養機械制造類人才應理論與實踐想結合
“為什么我們的學校總是培養不出杰出人才？”這是著名的“錢學森之問”。它是關于中國教育事業發展的一道艱深命題。作為從事高等教育的普通教師我們應該反思：我們的教育是否為具有創新意識或希望成為創新人才的莘莘學子們提供了“催生'獨立之精神、自由之思想'”的環境？是否能使學生們走出“應試”教育的陰影和“唯分數論”的實用主義思維模式？教育部在近期實施了“基礎學科拔尖學生培養試驗計劃”，目的就是培養在數學、物理、化學、生物、計算機等基礎學科的拔尖創新人才。機械工程學科是一門應用基礎學科，它和生產實際、國民經濟發展有著更為密切和直接的聯系。如何借助機械設計與制造系列課程平臺，為在工程技術領域培養拔尖創新人才提供一個適宜的生長環境，成為教學改革一個備受關注的問題。借助“機械設計與制造基礎系列課程”國家級教學團隊（建設項目）的支持，我們從2009年始，在機械設計與制造基礎系列課程內，對拔尖人才培養模式進行了大膽的探索與實踐，獲得了有益的啟示。
一、拔尖人才培養平臺建設的指導思想和建設目標
CDIO工程教育模式是國際工程教育改革的最新成果。我們借鑒其以產品、過程和系統的構思、設計、實施、運行全生命周期為背景的教育理念，讓學生主動學習和實踐，以掌握課程之間的有機聯系，得到工程實踐能力的學習模式，以此來建設機械設計與制造基礎系列課程拔尖人才的培養平臺。但是，由于我國高校中機械設計與制造基礎系列課程內容設置、教學計劃安排等，與國外相類似的專業中課程設置有很大的區別，盲目地照搬和效仿會造成一些沖突和矛盾。因此，在平臺建設之初，我們就在借鑒CDIO先進理念的前提下，結合現有課程體系的特點確定了以下基本指導思想：
1.與機械設計與制造基礎系列課程教學基本要求密切聯系，分階段制定訓練目標。例如，結合“機械制圖”課程培養創新思維的訓練與概念表達的教學目標，在項目訓練中通過介紹創新思維的基本技法和表達技法，使學生學會用不同的工程語言清楚地表達構思的能力；在“機械原理”課程中，引導學生進行機構設計方法或創新構思的研究，撰寫研究報告，將創新構思獲得的概念進行機構創新設計和初步搭建（實物化或三維建模）；將機械設計與機械制造聯系起來，引導學生研究設計與制造的關系，培養自主學習能力。在創新構思結構化設計與制造工作中，提出有關問題，并在教師的引導下，掌握所需知識的獲取方法，并進行總結和歸納。以上各環節中，一些研究工作技法是需要循序漸進不斷強化的，不需要嚴格劃分。
2.以提高學習興趣為主，引導自主學習和研究、實踐，寓教于樂。
3.強調使學生在科學理論與科學方法指導下進行實踐。
4.訓練的軟硬件平臺具有與課程內容的相關性，在使用上具有可擴展性和延續性。
通過構建拔尖人才培養的平臺，結合機械基礎系列課程教學基本要求，使拔尖學生通過“項目訓練”深化課程學習內容，了解工程問題的研究方法和基本思路，掌握創新設計、團隊協作等一些從事科學研究和工程項目開發的基本技能。
二、拔尖人才培養平臺建設的主要內容
在上述指導思想下，我們緊密圍繞機械設計與制造基礎課程的基本要求，確定了拔尖人才培養平臺建設的基本內容，即題目設計、教學軟硬件平臺建設、組織方式的研究、具體實施方法的研究、拔尖學生輔導教師團隊的組織（以保證工作的連續性）、學生綜合素質的評價體系研究等。在題目設計方面，要以提高學習興趣為主，并引導學生自主學習，在研究和實踐中尋早樂趣；同時，題目要具有一定的工程背景、符合市場需要和先進性。教學軟硬件建設包括實施規劃、教學輔導內容規劃和機構搭接平臺與結構制作平臺的建設等；在建設內容中重點解決師資隊伍的組織形式和學生評價體系等問題。
目前，所建立的拔尖人才培養平臺的輔導教師分別由“機械制圖”、“機械原理”、“機械設計”及“制造工程基礎”四門課程具有豐富教學經驗、多年來工作在教學一線的中青年教師及實驗技術人員擔任。根據他們對各門課程教學內涵的理解以及工程實踐經驗，使平臺建設的規劃和實施具有可操作性和針對性。以此為基礎，一方面為拔尖學生營造自主學習和研究的環境，另一方面考慮學生后續的發展需要，我們將拔尖人才培養的評價體系納入相應課程的評價體系中，最大限度地減少了優秀學生由于參加訓練造成的課業負擔和后顧之憂。
三、拔尖人才培養平臺的運行模式和基本環節
拔尖人才培養平臺運行的基本模式是：以項目訓練為載體，力求將“機械制圖”、“機械原理”、“機械設計”、“制造基礎”四門課教學內容相聯系，使學生分階段、有重點地開展研究型學習方法的訓練和實踐。
配合拔尖人才培養和貫徹因材施教的理念，平臺為少部分學有余力、有研究和實踐興趣的優秀學生提供一個具有連續性和可持續發展、完善的研究型學習平臺。不強求學生個人從事研究項目的連續性，不強求學生個人從事研究項目的指定性，即拔尖創新人才培養的平臺自身是不斷完善和持續發展的，參加的學生是流動的。
在學生的選拔上，通過報告或書面簡歷的形式自愿報名；組織參加平臺建設的各門課程教師成立專家小組，對申請的學生進行篩選；入選項目的學生將針對項目訓練的內容組織調研、方案論證等。在學生準備開題報告期間，老師有針對性地開展關于創新思維與技法、工程設計特點、CDIO工程教育理念等方面的輔導講座，使學生在科學方法的指導下進行設計實踐；進行具體方案設計與運動分析、結構搭接與調試、結構設計等，引導學生在掌握現有課程基本知識的基礎上，根據設計需要加深和擴展學習內容，教師在過程中進行答疑解惑；學生將自己的設計方案在機構搭接平臺上實現，驗證和修正原有的設計，并針對存在的設計問題從設計師的專業角度進行分析；提交書面的設計報告和答辯，并進行現場比賽，最終檢驗設計成果。
四、拔尖人才培養的初步實踐與體會
拔尖人才培養平臺建設自2009年開始，深受學生的歡迎，報名十分踴躍。由于項目處于試驗階段，所以到目前為止只接受了10余名大三學生參加。目前，正在“機械設計”課程中進行結構設計和制作的實施。通過前期的試驗，師生雙方都有很多的收獲。
1．拔尖人才培養平臺的建設為優秀學生提供了新的學習模式。與以往開展的各類學生研究訓練計劃不同，拔尖人才培養平臺加強了對學生科學理論指導下的設計實踐的意識，使他們了解一個成功的設計是要建立在科學預測的基礎上的，而不是簡單地“制作”。因此在設計的過程中，學生注重發現問題、理解問題、解決問題，主動學習和尋求解決問題的方法，拓展了自身的知識范圍，提高了獲取知識、運用知識解決問題的能力。
2．拔尖人才培養平臺為學生自由發揮創造力提供了空間。在平臺的項目訓練題目設計中，為了最大限度地給學生提供創新空間，設計的約束條件盡可能少。在評價體系中也注意保護學生新的構思和探索性的嘗試，不以成敗論英雄，注重過程的評價。
3．拔尖人才培養平臺的建設為教師改進教學方法提供了新思路。傳統的以教師為中心的教學模式，隨著近年來開展的研究型教學模式推廣已經得到扭轉。但在實踐中，課程教學內容的組織與教學的形式還沒有完全擺脫教師的主導地位。在拔尖人才培養平臺的建設實踐中我們體會到，在保證課程基本要求的基礎上，應該更多地與學生交流，按照需求選取課程內容，并加強教師在學習上的引導作用，這對于培養學生的學習能力是非常重要和有益的。如果仍然按照知識傳授的理念進行課程內容的組織，不注重學科中新知識的更新和學習，教師要實現研究型教學模式只能成為空談。
總之，拔尖人才培養平臺建設是一種新的嘗試，在實施過程中師生雙方付出的努力得到了回報。但是，我們也必須客觀地指出，要使平臺的建設可持續發展，并不斷提高水平，僅靠熱情是遠遠不夠的，我們需要更多機制上的改革與支持，如學生在評獎、推研等關系切身發展的評價機制中“唯分數論”的做法，嚴重影響了學生在實踐環節中的積極性。對于教師工作考核和晉升職稱中“唯論文”、“唯科研經費”的評價機制，使很多在創新和拔尖人才培養方面有理念、有志向的教師裹足不前。因此，我們非常期待在目前對“拔尖人才”培養萬眾矚目的時機下，能夠真正解決一些機制的問題，從根本上催生“獨立之精神、自由之思想”的高等教育環境。
