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在高等工程教育体制下，培养机械工程专业学生工程的素质、知识以及应用能力尤为重要，机械工程及自动化本科专业主要是培养具备机械设计、制造、自动化基础知识与应用的能力，能在机械工程及自动化领域从事设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术及规划管理人才。机械工程教育肩负培养在21世纪发展我国高水平机械工业人才的重任。做好高等机械工程教育是工科院校十分紧迫的任务。因此，培养具有创新实践能力的应用型人才是高校教育的重要任务。
一、关于素质、知识与能力结构的界定
新时代机械工程类学生的创新素质、知识与能力是相互促进的。现代机械工程学生需要创新的素质、扎实的知识还有与之相互促进、相辅相成的能力结构。现代机械创新设计是利用学生所学的专业知识充分发挥创造力，利用人类已有的相关科学技术成果进行创新构思、设计出具有新颖性、创造性及实用性的机械或机械产品的一种实践活动。与常规机械设计相比，它更加强调人在设计过程中，尤其是在总体方案结构设计阶段的主导性及创造性作用。
二、机械工程类学生的素质结构
科学思维是创新的灵魂。现实中所产生的一切具有创新性的事物，都是在创新思维的指导下进行实践的结果。只有自觉地将科学的思维方法运用于创新思维中，才能有效地有所发现、有所创造、有所前进。
创造性思维既包括逻辑思维(概念、判断、推理)，也包括非逻辑思维(直觉、灵感)以及二者结合的综合思维。创造性思维过程通常自觉不自觉地综合各种思维方法，比如逆向思维、求同思维和求异思维、发散思维和收敛思维。科学的哲学思维具有其他具体思维方法所不具有的特殊作用。哲学的思维方法具有普适性，哲学既可以高屋建领，又可以洞幽探微，从联系和发展、宏观与微观的统一中去进行创新思维。哲学的思维方式最主要体现为反思和批判，哲学的批判精神，是一种“发现问题”和“提出问题”的精神，本身是一种创新精神。
三、机械工程类学生的知识结构
机械类本科大学生的知识结构应成工字形。其第一横向知识，是学生必须扎实掌握的数理化基础知识；纵向知识是保证学生专业方向的力学和机械等基础课知识；第二横向知识是通过学习引导学生入门、开阔视野和培养学生运用和综合能力的专业知识。这些知识应具有科学性和整体性，教学安排应有良好的流程，使学生学习了这些知识后具有適应产品更新换代和行业转换的能力。
知识和技能是创新的基础，创新能力与知识密切相关，不存在超越知识和技能的创造力。只有知识广博、经验丰富、思想深邃、经常探索未知世界的人才能钻研得更深，做出高水平的创造和发明。任何一门学科都是以一般知识为基础的，没有广阔坚实的基础，也很难灵活运用。因此，必须掌握本专业的基础理论和基本概念，并系统学习光、机、电、液、材料、化学、生物等科学知识，形成良好的知识组织形式，具有弹性、灵活地更新并应用知识的能力。要具有丰富的人文知识，补充自然辩证法、形式逻辑、科学哲学方面的知识，要使自己具有较高的人文素养，具有良好的人文精神和气质。
四、机械工程类学生的能力结构
实践是能力的体现，是创新的根本，创新源于实践。不参加实践，客观事物的运动和规律不会显现，就不可能认识客观事物、寻求规律和领悟真谛。实践产生需求，不参加实践，就不能产生和积累经验材料，触发灵感、创造发明。创新最终要归根于实践，创新的价值在于指导或应用于实践。在实践过程中，创新成果不断被实证，乃至被否定，就是在这种实践过程中，人的创造性不断得到提高和发挥。
五、培养大学生创新素质、知识和能力的初步探索
1、推进教育创新，培养创新能力。培养创新精神的前提是推进教育创新和教学改革，通过教育理论、教育思想的创新改善育人环境，通过教学方法、教学内容的创新和改革培养有创新精神的人才，通过人才作用辐射到社会，形成有利于创新的社会大环境。高等教育要特别重视教学方法的创新，开展“启发式教学”和“研究型教学”，从创新精神的培养来说，教学方法比教学内容更重要。
2、改善育人环境，培养创新能力。传统的教育体系重视科学理论和科学知识的教育，匮乏的是科学方法和科学精神的教育，导致培养的人材缺乏独立思考、质疑前人的能力，缺乏科学的怀疑和批判的精神，缺乏开拓创新精神。建设培养科学思维和创新精神的育人环境，要特别注重科学家、教授和老师的启迪和熏陶作用，教学过程中，将讲解知识与讲解研究方法结合起来，教书育人。要经常开设高水平的讲坛、讲座和学术交流活动，开阔视野和提高境界。要大力开展人文知识和人文精神的教育，引导学生学习自然辩证法、形式逻辑、科学哲学方面的知识。建设好育人环境，要经常开展丰富多彩的科技文化节活动，邀请知名专家做学术、人文讲座，大力宣传、展示和介绍创新作品，举行隆重的颁奖晚会，极大地激发了创新实践积极性。
3、开展全程创新实践，培养创新能力。实践训练在工程教育中具有不可替代的作用，建立和开展多层次的全程创新实践模式，旨在培养学生创新能力、工程素养和科学素养。改革课程实验为实践课，进行学分制管理，实验室全程对全员开放，鼓励开展“设计型试验”和“研究型试验”。改革课程设计模式，以科研项目或学科竞赛为牵引，促使课程设计由单纯设计型向设计研究型转变。比如，“机械原理”和“机械设计”两门课程设计均以机械创新设计大赛为主题，寓兵于民，取得非常好的教学效果和竞赛效果，共取得可喜成绩。
参考文献：
[1]罗自荣，尚建忠，梁科山，杨军宏，现代机械设计人才的创新素质培养，(2009—纪念全国机械设计教学研究会成立二十周年第十一届全国机械设计教学研究会)
[2]机械工程专业大学生科研与创新型时间基建设探索[J].中国科教创新导刊，2009(29).
一、关于素质、知识与能力结构的界定
新时代机械工程类学生的创新素质、知识与能力是相互促进的。现代机械工程学生需要创新的素质、扎实的知识还有与之相互促进、相辅相成的能力结构。现代机械创新设计是利用学生所学的专业知识充分发挥创造力，利用人类已有的相关科学技术成果进行创新构思、设计出具有新颖性、创造性及实用性的机械或机械产品的一种实践活动。与常规机械设计相比，它更加强调人在设计过程中，尤其是在总体方案结构设计阶段的主导性及创造性作用。
二、机械工程类学生的素质结构
科学思维是创新的灵魂。现实中所产生的一切具有创新性的事物，都是在创新思维的指导下进行实践的结果。只有自觉地将科学的思维方法运用于创新思维中，才能有效地有所发现、有所创造、有所前进。
创造性思维既包括逻辑思维(概念、判断、推理)，也包括非逻辑思维(直觉、灵感)以及二者结合的综合思维。创造性思维过程通常自觉不自觉地综合各种思维方法，比如逆向思维、求同思维和求异思维、发散思维和收敛思维。科学的哲学思维具有其他具体思维方法所不具有的特殊作用。哲学的思维方法具有普适性，哲学既可以高屋建领，又可以洞幽探微，从联系和发展、宏观与微观的统一中去进行创新思维。哲学的思维方式最主要体现为反思和批判，哲学的批判精神，是一种“发现问题”和“提出问题”的精神，本身是一种创新精神。
三、机械工程类学生的知识结构
机械类本科大学生的知识结构应成工字形。其第一横向知识，是学生必须扎实掌握的数理化基础知识；纵向知识是保证学生专业方向的力学和机械等基础课知识；第二横向知识是通过学习引导学生入门、开阔视野和培养学生运用和综合能力的专业知识。这些知识应具有科学性和整体性，教学安排应有良好的流程，使学生学习了这些知识后具有適应产品更新换代和行业转换的能力。
知识和技能是创新的基础，创新能力与知识密切相关，不存在超越知识和技能的创造力。只有知识广博、经验丰富、思想深邃、经常探索未知世界的人才能钻研得更深，做出高水平的创造和发明。任何一门学科都是以一般知识为基础的，没有广阔坚实的基础，也很难灵活运用。因此，必须掌握本专业的基础理论和基本概念，并系统学习光、机、电、液、材料、化学、生物等科学知识，形成良好的知识组织形式，具有弹性、灵活地更新并应用知识的能力。要具有丰富的人文知识，补充自然辩证法、形式逻辑、科学哲学方面的知识，要使自己具有较高的人文素养，具有良好的人文精神和气质。
四、机械工程类学生的能力结构
实践是能力的体现，是创新的根本，创新源于实践。不参加实践，客观事物的运动和规律不会显现，就不可能认识客观事物、寻求规律和领悟真谛。实践产生需求，不参加实践，就不能产生和积累经验材料，触发灵感、创造发明。创新最终要归根于实践，创新的价值在于指导或应用于实践。在实践过程中，创新成果不断被实证，乃至被否定，就是在这种实践过程中，人的创造性不断得到提高和发挥。
五、培养大学生创新素质、知识和能力的初步探索
1、推进教育创新，培养创新能力。培养创新精神的前提是推进教育创新和教学改革，通过教育理论、教育思想的创新改善育人环境，通过教学方法、教学内容的创新和改革培养有创新精神的人才，通过人才作用辐射到社会，形成有利于创新的社会大环境。高等教育要特别重视教学方法的创新，开展“启发式教学”和“研究型教学”，从创新精神的培养来说，教学方法比教学内容更重要。
2、改善育人环境，培养创新能力。传统的教育体系重视科学理论和科学知识的教育，匮乏的是科学方法和科学精神的教育，导致培养的人材缺乏独立思考、质疑前人的能力，缺乏科学的怀疑和批判的精神，缺乏开拓创新精神。建设培养科学思维和创新精神的育人环境，要特别注重科学家、教授和老师的启迪和熏陶作用，教学过程中，将讲解知识与讲解研究方法结合起来，教书育人。要经常开设高水平的讲坛、讲座和学术交流活动，开阔视野和提高境界。要大力开展人文知识和人文精神的教育，引导学生学习自然辩证法、形式逻辑、科学哲学方面的知识。建设好育人环境，要经常开展丰富多彩的科技文化节活动，邀请知名专家做学术、人文讲座，大力宣传、展示和介绍创新作品，举行隆重的颁奖晚会，极大地激发了创新实践积极性。
3、开展全程创新实践，培养创新能力。实践训练在工程教育中具有不可替代的作用，建立和开展多层次的全程创新实践模式，旨在培养学生创新能力、工程素养和科学素养。改革课程实验为实践课，进行学分制管理，实验室全程对全员开放，鼓励开展“设计型试验”和“研究型试验”。改革课程设计模式，以科研项目或学科竞赛为牵引，促使课程设计由单纯设计型向设计研究型转变。比如，“机械原理”和“机械设计”两门课程设计均以机械创新设计大赛为主题，寓兵于民，取得非常好的教学效果和竞赛效果，共取得可喜成绩。
参考文献：
[1]罗自荣，尚建忠，梁科山，杨军宏，现代机械设计人才的创新素质培养，(2009—纪念全国机械设计教学研究会成立二十周年第十一届全国机械设计教学研究会)
[2]机械工程专业大学生科研与创新型时间基建设探索[J].中国科教创新导刊，2009(29).