以创新思维与工程能力为核心实践教学体系构建与实践

1、,西安交大机械学院以创新思维与工程能力为核心的实践教学体系构建与实践,2015-08-21,2015 人才培养工作院长交流会,汇 报 提 纲,一、人才培养的要求与问题,二、创新能力的培养,三、西安交大机械学院的实践,汇 报 提 纲,一、人才培养的要求与问题,二、创新能力的培养,三、西安交大机械学院的实践,具有创造性，能够综合和组织各种信息，具备从不同角度去分析问题的能力； 懂得如何去学习，能够根据自己的需要去辨别、组织和使用一切的学习资源； 能够与人共享知识和学术； -美国高质量教育研究小组,1、21世纪对创新人才的要求,一、人才培养的要求与问题,2010年奥巴马提出“创新教育”工程,一、人才

2、培养的要求与问题,2、高等教育面临的宏观背景,关键词：激励创新，“赢得未来的首个步骤是鼓励美国人创新。” 关键词：发展教育，“如果我们想让创新在美国而不是海外创造就业岗位，那么我们必须赢得教育我们孩子的竞赛。”,2011年奥巴马国情咨文核心内容是：提升美国创新和竞争力,我国30年来经济高速发展，粗放型模式已经走到尽头 产业结构调整、经济增长方式转变要求知识不断创新：社会急需创新人才 习近平主席：创新驱动实质上是人才驱动 李克强总理：大众创业，万众创新,2、高等教育面临的宏观背景,一、人才培养的要求与问题,知识/信息“爆炸”，学科发展趋于融合：强调知识的交叉、复合； 信息技术发展引起学习方式的转

3、变：接受式变为主动式、探究式、研究性学习； 就业形势提出更大的挑战：调整专业和课程设置、更新教学内容，培养综合素质；,3、高等教育中存在的问题,一、人才培养的要求与问题,（1）传统教育方式面临挑战,南京大学副校长 谈哲敏,（2）大学本科教育面临的普遍性问题 培养模式单一/过度专业化倾向； 教学方法单一:知识讲授为主； 高水平教师在本科教学中投入不足； 教学管理僵化: “一刀切”现象； 大学生普遍缺失批判性思维、创新思维；,3、高等教育中存在的问题,一、人才培养的要求与问题,南京大学副校长 谈哲敏,（3）教师、学校存在普遍性问题： 失衡：科研第一、教学第二；研究生教学第一、本科生教学第二； 失职

4、：对本科教学投入不足；学生究竟能从课程中学到什么？ 失范：不重视基本教学规范、随意性大； 失训：中青年教师教学水平亟待提高； 失规： 教师晋升中教学参考量小、教授上课量少； 失爱：与学生交流不够、关爱不够；,3、高等教育中存在的问题,一、人才培养的要求与问题,南京大学副校长 谈哲敏,“学非所爱”，兴趣没有得到激发，产生厌学情绪，职业取向迷茫； 学习缺乏动力、积极性低、两极分化情况严重； 学不好、学不进，在无关紧要的事情上浪费太多的时间和精力，大学几年宝贵的时光没有用在“刀刃”上； 缺乏独立思考、没养成“自主学习”习惯、自控能力差，“管不住自己”或“管不好自己”；,3、高等教育中存在的问题,（3

5、）当代大学生存在的问题：,一、人才培养的要求与问题,南京大学副校长 谈哲敏,中 国,美 国,Solidly drilled 严格、坚实的训练,Spottily trained 不规范的训练,Comparatively narrow focused 兴趣集中于相对较窄的领域,Jump around with wide interests 随心涉足宽阔领域、兴趣广泛,Modest & Quiet 谦虚和循规蹈矩,Arrogant & Exuberant 自大并充满活力,Timid & Diffident 小心谨慎、缺乏自信,Bold & Confident 勇敢、自信,Passive 被动,Agg

6、ressive 主动进攻,（4）中美教育比较,一、人才培养的要求与问题,4、高等教育中存在的问题,汇 报 提 纲,一、高校人才培养的要求与问题,二、创新能力的培养,三、西安交大机械学院的实践,自然科学创新,二、创新能力的培养,1、什么是创新能力创新特征,工程科学创新,艺术创新寻找个性释放、流派探求,清华大学 金 涌院士,创造的能力是艺术的、智力的发明才能 创造力是根据一定目的、任务，在脑中创造出新技术、新产品形象，并使之实现的过程。 心理学家雷夫达尔：“创造力是人产生任何一种形式的思维结果的能力，这些结果是新颖的，是产生它们的人事先所未能预料的。”,1、什么是创新能力创造力的定义,二、创新能力

7、的培养,清华大学 金 涌院士,光学玻璃透镜制造专利：第一次世界大战，潜艇技术的推动，俄国要求向英国购买透镜玻璃制造中关键专利。经过盟国政府间交涉，耗费了重金，购得专利说明书仅一句话：“在反应过程中不停地搅拌，气泡即可除尽。” 航天记录笔：某杂志杜撰的笑话：美国航天局用十年的时间，数十亿美元开发了一种在无重力条件下不漏水的记录用笔，以后发现俄国一直用的是铅笔。,1、什么是创新能力创造行为特征,二、创新能力的培养,创造发明不等同于高知识，高智力，是多因素的综合，可能发端于微末之处。最简单的可能是最好的。,清华大学 金 涌院士,创造力人人皆有，“创造性”行为却并非人人都具备。 创造力须有充实得知识与

8、经验背景，但知识不等同于创造。 创造需要天才，但智力最高不等于有创造力。 善于创造的人之人格素质：想象力、联想力、观察力、好奇心、变通力。,二、创新能力的培养,2、创新人才的人格特质,清华大学 金 涌院士,好奇心（Curiosity） 怀疑的心理：遇事问清楚来龙去脉 求证的心理：付诸验证的心理 求知的心理：探求真相，发现因果关系 求新、求变的心理：力图改变现状，而进入创造发明之门。 爱因斯坦：“我没有特殊的天赋，我只有强烈的好奇心。”,3、创新人才的心理特质,二、创新能力的培养,清华大学 金 涌院士,事业心（Ambition） 追求成功的心理：通过努力实现自我信念 为社会奉献心理：为他人为社会

9、服务，鞠躬尽瘁 为国家、集体、个人追求名誉的心理：以确立威望 追求效益、效率使国家、集体、个人获利 追求唯美的心理，实现不断改进 竞争心理，创造记录，卫冕心理,3、创新人才的心理特质,二、创新能力的培养,清华大学 金 涌院士,创造能力培养的基础：对已有知识的系统、全面、深刻的掌握，这样才能真正站在巨人的肩上，有所发现。 创新思维，想象力和思辨力 抓住精髓，不纠缠枝节的能力 恰到好处的精度，朴素原理 科学双刃剑特性，最终体现于工程要有道德修养 经济学视角，在优化资源配置最低资源、能源、环境代价下追求最大经济效率与效益。,二、创新能力的培养,4、工程教育创新人才培养,清华大学 金 涌院士,汇 报

10、提 纲,一、高校人才培养的要求与问题,二、创新能力的培养,三、西安交大机械学院的实践,三、西安交大机械学院的实践,1、总体目标与核心任务,总体目标：围绕立德树人根本任务，建立价值塑造、知识传授、能力培养、品行养成“四位一体”的育人模式与支撑体系，切实落实人才培养中心任务及主体责任，建立创新创业教育生态系统，致力于培养具有健全人格、人文情怀、社会责任感和扎实基础、科学素养、全球视野、求实创新的杰出人才。 核心任务： 贯彻落实“一流大学推进计划”人才培养任务 贯彻落实深化本科教育教学改革的目标与任务（20152020）,着力造就一流师资队伍，打造学科高峰 着力培养一流人才，全面提升教育质量 根本任

11、务：坚持立德树人，培养具有自觉践行社会主义核心价值观，具有国家使命、社会责任和创新精神和实践能力的拔尖创新人才。 评价体系：把教书育人作为教师评价的第一评价要素，建立科学有效、导向清晰的教师教学绩效评价体系； 提高学生的综合素质、国际视野和科学精神； 科教结合、产学结合，培养学生的创造意识、创新精神和创业能力。 着力增强科研实力，不断激发创新活力 着力深化产教结合，加快推动成果转化 着力提升国际合作水平，大力增强国际竞争力,1、国家“一流大学推进计划”的五大任务,三、西安交大机械学院的实践,指导思想：把握机遇，立足现实，统筹规划，目标驱动，重点突破，争创一流。 八大工程 生源质量提升工程 名师

12、、名课建设工程 学科/专业基础文献集（库）建设工程 创意创新创业（三创）平台建设工程 学生双向国际交流、双学位推进工程 研究生“三助一辅”体系建设工程 教学条件改善工程 大学生文化素质教育工程 组织方式：学校统筹规划，职能部门牵头，学院协同推进，目标与任务分解，过程监控、动态评估。,2、我校人才培养专项八项工程,三、西安交大机械学院的实践,目标与任务： 通过校企合作、工程坊与各学院合作，建设机电一体、电气工程、能源动力、电子信息、材料工程、航空航天、生命医学、土木工程等8 大学科交叉类实践平台 在数学建模、机械创新设计、电子设计、机器人等学科竞赛为中取得优异成绩 营造良好的创造、创新分为，在校

13、期间有机会参加学科竞赛，开展创新创业训练项目的经历。 各一级学科专业至少建立一个深度合作的校外实践教育基地，建立达到国家级教学示范中心标准的实验中心5个,2、我校创意创新创业（三创）平台建设工程,三、西安交大机械学院的实践,2015,提高我国制造业竞争力,西安交通大学机械工程学科的中长期建设目标： 培养装备制造技术的高层次人才,学科达到国际先进水平。,三、西安交大机械学院的实践,3、机械学院的目标与思路,学科发展规划,2015,面向中国制造2025，结合西安交大研究型大学办学定位及学科发展规划，培养机械工程专业高素质专门人才和拔尖创新人才,专业实验自主化，项目实践兴趣化，工程实践实战化 科教与

14、企业融合、资源开放共享、专业教育与素质教育结合、实践中培养创新 发挥实践教学在增强学生的社会责任感、激发学生的创新精神、培养学生的工程实践能力等方面的重要作用，营造重视实践教学的浓厚氛围，形成实践教学与理论教学协同培养高素质专门人才和拔尖创新人才新模式。,三、西安交大机械学院的实践,3、机械学院的目标与思路,人才培养目标,理念,省部级研究基地 快速成形制造教育部工程研究中心 现代设计与转子轴承系统教育部重点实验室 陕西省装备质量与可靠性工程中心 陕西省激光快速成型与模具制造工程研究中心 陕西省机械产品质量保障与诊断重点实验室 陕西省微型机械电子系统研究中心 陕西省机器人重点实验室,国家级研究基

15、地 机械制造系统工程国家重点实验室（31个方向实验室） 快速制造国家工程中心（3D打印及三条中试线） 机械工程学院四个系的专业实验室（6个专业模块实验室） 国家级工程实践教育中心2个（秦川发展、陕重汽）及战略联盟企业 机械工程学院教学科研共享实验室（四个大方向平台实验室）,三、西安交大机械学院的实践,3、机械学院的目标与思路,思路,教学、科研、企业教育资源融合，服务专业实验教学,培养目标,建设内容,已有基础,高端装备制造拔尖创新人才,三、西安交大机械学院的实践,3、机械学院的目标与思路,重点建设内容,三、西安交大机械学院的实践,4、机械学院实验教学平台,总体构架：建立三层次专业实验平台,三、西

16、安交大机械学院的实践,4、机械学院实验教学平台,总体构架：建立三层次专业实验平台,1）4个系专业模块实验室+教授科研实验室， 设计与制造类课程专业实验室 机电与控制类课程专业实验室 测试与诊断类课程专业实验室 精度与光电类课程专业实验室 模具与车辆类课程专业实验室 工业设计类课程专业实验室 相关教授科研实验室 2）共支持87门专业课程的相关实验 3）相关科研成果融入实验教学 李天石教授的科研成果转化为“直流伺服控制系统实验装置” 梅雪松教授五轴联动的数控加工技术研究成果加进数控技术课程 杜彦亭教授的气动弹琴机械手用于流体传动与控制课程 李涤尘3D打印叶片制造用于特种加工技术课程,三、西安交大机

17、械学院的实践,4、机械学院实验教学平台,专业课程实验平台建设支持专业实验教学,机械制造系统工程国家重点实验室（31个子实验室） 3个科研创新实验室 学生自主创新实验室,专业综合创新平台,科研创新型教学团队,开放性学生自主学习实验室 复杂结构拆装开放实验室 制造系统及过程开放实验室 虚拟设计开放实验室 学生自主创新实验室,综合创新实验室 高端装备设计创新实验室 高端装备制造创新实验室 高端装备质量与运行监控 创新实验室,三、西安交大机械学院的实践,4、机械学院实验教学平台,专业创新实践平台创新思维与创新设计,微纳制造实验室 反求测量实验室 旋转振动实验室 智能故障诊断实验室 超精加工及检测实验室

18、 超精密数控机床实验室 部件装配实验室 装备冷却实验室 金属直接成形实验室 复合材料铺放实验室 生物制造实验室 制造系统及可靠性实验室 网络化监测诊断实验室 损伤检测实验室 机床数字化设计实验室 特种加工技术实验室,制造系统与VR实验室 激光干涉精密测量实验室 精密工程及光学测试实验室 人因工程实验室 工业物流实验室 超精密静压机床特性实验室 数控机床电气可靠性实验室 机床动态特性分析与控制实验室 机床主轴动平衡技术实验室 高速高效加工工艺及装备实验室 多轴同步实验室 材料化学实验室 陕西省机械产品质量保障与诊断重点实验室 西安交通大学-LMS机床动态性能分析联合实验室 西安交通大学-京都大学文物数字化联合实验室,1）国家重点实验室包含31个子实验室,三、西安交大机械学院的实践,4、机械学院实验教学平台,专业创新实践平台创新思维与创新设计,可为机械工程与仪器科学与技术两大一级学科的学生在专业学习阶段提供高端装备设计创新教学实验,2）高端制造装备设计创新实验室,4、机械学院实验教学平台,专业创新实践平台创新思维与创新设计,三、西安交大机械学院的实践,培养学生进行高端装备制造工艺开发及工程创新的实践能力，强化学生对精度、成本和可靠性等典型制造特征的理解,3）高端制造装备制造创新实验室,4、机械学院实验教学平台,专业创新实践平台创新思维与创新设计,三、西安交大机械学