工程型教學(xué)理念下大學(xué)生實(shí)踐教學(xué)模式和教學(xué)效果分析

孫濤+張振東+錢煒+施小明+朱堅(jiān)民+孫躍東

摘 要：工科大學(xué)生的專業(yè)能力和專業(yè)素養(yǎng)一直是工科高校人才培養(yǎng)的首要目標(biāo)。通過對大學(xué)生實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的不斷改善和優(yōu)化，圍繞著“學(xué)生中心—興趣驅(qū)動—社團(tuán)依托—問題導(dǎo)向”這一模式，著力培養(yǎng)大學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識分析實(shí)際問題的能力。筆者通過對近幾年參加智能車創(chuàng)新競賽活動學(xué)生的發(fā)展?fàn)顩r分析，發(fā)現(xiàn)學(xué)生通過創(chuàng)新實(shí)踐活動，在主動獲得知識的同時，也培養(yǎng)了自身的專業(yè)實(shí)踐能力及綜合素質(zhì)，獲得了用人單位的良好評價(jià)。

關(guān)鍵詞：工程型；大學(xué)生；實(shí)踐教學(xué)；智能車設(shè)計(jì)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 收稿日期：2016-02-01

當(dāng)前我國正處于工業(yè)化進(jìn)程中，國家做出了走新型工業(yè)化道路的戰(zhàn)略布局。面對我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展轉(zhuǎn)型升級與全面提升國際競爭的緊迫需求，培養(yǎng)造就一批創(chuàng)新能力強(qiáng)、具有寬廣的國際視野、適應(yīng)我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的各類工程型人才，是增強(qiáng)我國核心競爭力、建設(shè)創(chuàng)新型國家、走新型工業(yè)化道路的必然選擇。2010年6月，教育部啟動實(shí)施了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強(qiáng)國戰(zhàn)略服務(wù)。[1]

上海理工大學(xué)（以下簡稱“我校”）作為一所國內(nèi)重點(diǎn)理工科大學(xué)，人才培養(yǎng)的目標(biāo)是培養(yǎng)具有國際視野的“工程型、國際化、創(chuàng)新型”復(fù)合型人才，而機(jī)械類及電子類學(xué)生的工程實(shí)踐能力如何是該類畢業(yè)生能否獲得企業(yè)和社會認(rèn)可的關(guān)鍵。為此，本文的目的是探討在工程型教學(xué)理念引領(lǐng)下的實(shí)踐性教學(xué)模式和教學(xué)效果。

一、以學(xué)生為中心的啟發(fā)式實(shí)踐教學(xué)模式

我校飛思卡爾智能車團(tuán)隊(duì)是以培養(yǎng)學(xué)生課外創(chuàng)新能力為目的組建的團(tuán)隊(duì)，并且每年參加全國飛思卡爾智能車競賽。該項(xiàng)賽事是集車輛工程、控制理論、模式識別、傳感技術(shù)、電子及計(jì)算機(jī)技術(shù)等專業(yè)技術(shù)為一體的賽事。如此多的學(xué)科交叉，需要學(xué)生具有很強(qiáng)的綜合設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和分析問題的能力。如果采取“填鴨式”教學(xué)，傳輸知識以講授為主的教學(xué)模式，不僅會加重學(xué)生的負(fù)擔(dān)，使學(xué)生再學(xué)習(xí)過程中比較被動，更可能會使學(xué)生喪失原有的實(shí)踐興趣。[2]為此，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，我校設(shè)計(jì)了以學(xué)生為中心的啟發(fā)式實(shí)踐教學(xué)模式。通過與學(xué)生溝通，充分利用每2周1次的賽隊(duì)集中培訓(xùn)時間，鼓勵學(xué)生對歷屆參賽作品案例發(fā)表個人的見解和認(rèn)識，啟發(fā)學(xué)生在原有的基礎(chǔ)上提出更好的方法和策略。向?qū)W生簡單講述賽車?yán)碚摷皢稳r間優(yōu)化算法等基礎(chǔ)知識，在此基礎(chǔ)上，啟發(fā)學(xué)生利用機(jī)械創(chuàng)新實(shí)踐課程下發(fā)車模及電子電器組件，在規(guī)定的時間內(nèi)完成車模底盤調(diào)校，電源電路設(shè)計(jì)，簡單車道的識別，實(shí)現(xiàn)智能車的基本功能，使學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力自然而然得到提升，同時，教師積極利用機(jī)械創(chuàng)新實(shí)踐課堂時間與學(xué)生進(jìn)行專業(yè)互動。

二、以學(xué)生社團(tuán)建設(shè)為依托的實(shí)踐管理模式

信息化、集成化技術(shù)的飛速發(fā)展使得現(xiàn)代社會對大學(xué)生的綜合能力提出了更高的要求。通過大學(xué)生實(shí)踐活動可以看出，學(xué)生社團(tuán)是學(xué)校教育同社會實(shí)踐密切聯(lián)系的重要紐帶，也是學(xué)生步入社會前鍛煉自身綜合素質(zhì)的理想見習(xí)組織。我校大學(xué)生智能車社團(tuán)通過籌備組建—團(tuán)隊(duì)培訓(xùn)—組織競賽等一系列活動，有效提升了學(xué)生的綜合能力和素質(zhì)，[3][4]學(xué)生通過參加飛思卡爾智能車校內(nèi)比賽活動，加深了對專業(yè)的認(rèn)識、培養(yǎng)了責(zé)任意識、團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識，提升了實(shí)踐能力和溝通能力。通過不斷交流與學(xué)習(xí)，也使自己某一方面的技能得到了鍛煉和提高。在向外界展示自己成果的同時，獲得了較強(qiáng)的自我認(rèn)同感，提高了自信心，從而為以后參與社會實(shí)踐和更好地適應(yīng)社會打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

三、以問題為導(dǎo)向的探究性學(xué)習(xí)方式

以問題為導(dǎo)向的探究性學(xué)習(xí)指學(xué)生通過探索、思考、查閱資料等一系列活動發(fā)現(xiàn)問題，主動獲取科學(xué)知識，應(yīng)用知識來解決問題，并在這個過程中，學(xué)會科學(xué)的方法和技能、科學(xué)的思維方式，形成科學(xué)觀點(diǎn)和科學(xué)精神。飛思卡爾智能車團(tuán)隊(duì)以教師基本原理及關(guān)鍵知識點(diǎn)的講解—任務(wù)組別分配—學(xué)生收集查找資料—發(fā)現(xiàn)問題—實(shí)際操作—團(tuán)隊(duì)討論并確定方案—完成任務(wù)的PBL方法來引導(dǎo)學(xué)生研究并解決在電動模型車設(shè)計(jì)中遇到的問題。[5][6]具體如下：針對各個參賽組別隊(duì)伍的不同特點(diǎn)（光電組、電磁組、攝像頭組），制訂不同階段、不同類別的車模功能考核目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，以每組組長為考核主體，并檢查每組學(xué)生成員的具體承擔(dān)任務(wù)情況、熟悉程度及協(xié)作狀況，從而對每一組學(xué)生的車模設(shè)計(jì)水平進(jìn)行綜合評價(jià)。同時，針對各組別轉(zhuǎn)向、速度控制及車道保持等共性的算法問題，設(shè)計(jì)開發(fā)比例模型車系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一驗(yàn)證，掌握規(guī)律后再傳授給學(xué)生。

以問題為導(dǎo)向的探究性學(xué)習(xí)，使學(xué)生由過去主要聽從教師講授和傳統(tǒng)的學(xué)科概念開始學(xué)習(xí)的方式變?yōu)閷W(xué)生通過自己的創(chuàng)新實(shí)踐來發(fā)現(xiàn)并深化對學(xué)科概念和規(guī)律認(rèn)識的方式。這種學(xué)習(xí)方式使大學(xué)生思維方式實(shí)現(xiàn)了從單一學(xué)科向多學(xué)科思維方式的轉(zhuǎn)變，有利于團(tuán)隊(duì)成員形成分工協(xié)作，以提升未來應(yīng)對復(fù)雜工程問題時的分析與綜合能力。

四、以學(xué)習(xí)成果評價(jià)為核心的教學(xué)效果分析

我校飛思卡爾智能車團(tuán)隊(duì)針對相關(guān)賽事的準(zhǔn)備工作往往是從每屆比賽結(jié)束后就要開始，進(jìn)行“招新、培訓(xùn)、選優(yōu)、參賽”等工作，在實(shí)踐教學(xué)上注重抓好學(xué)生課余時間，使每位成員樹立項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)協(xié)作、總體規(guī)劃設(shè)計(jì)、任務(wù)分解與時間節(jié)點(diǎn)檢查等工程開發(fā)流程的責(zé)任與意識。飛思卡爾智能車團(tuán)隊(duì)對學(xué)生能力的培養(yǎng)與個人的專業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)是顯而易見的，以機(jī)械和光電學(xué)生為主體的智能車賽隊(duì)參加了近幾年的全國飛思卡爾大學(xué)生智能車競賽，多次獲得好成績——華東賽區(qū)一等獎和二等獎，受到了校內(nèi)外人士的認(rèn)可和好評。飛思卡爾智能車團(tuán)隊(duì)以“職業(yè)規(guī)劃—問題驅(qū)動—理論分析—工程設(shè)計(jì)”的課內(nèi)外一體化大學(xué)生創(chuàng)新為教育平臺，培養(yǎng)學(xué)生的工程思維。第一屆學(xué)生張丹青同學(xué)在參與大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目實(shí)踐活動后，對車輛動力學(xué)與控制方向產(chǎn)生了很大興趣，順利考上美國底特律大學(xué)博士，并在純電動車方向繼續(xù)研究深造；唐超、武劍同學(xué)順利保研，進(jìn)入碩士階段，繼續(xù)在汽車電控領(lǐng)域?qū)W習(xí)并表現(xiàn)出極強(qiáng)的科研創(chuàng)新能力；毛小宇同學(xué)順利考入同濟(jì)大學(xué)車輛工程專業(yè)；王宏武同學(xué)被順利保送至上海交通大學(xué)；陳奇才、陳鐵、梁國清、李凱、袁印、苗森、黃序、何子慧等同學(xué)在科研及工作實(shí)踐中獲得了導(dǎo)師的認(rèn)可和公司的青睞。

通過以上工程型教學(xué)理念下實(shí)踐教學(xué)模式及效果分析可以看出，該教學(xué)模式不僅為工科學(xué)生提供了一種更為積極自主的學(xué)習(xí)方式，提升了工科學(xué)生的綜合能力，同時也為工科專業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)做出了一種有益的探索和嘗試。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉 峰，張炳力，王其東.基于車輛工程專業(yè)的大學(xué)生科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式研究[J].華東經(jīng)濟(jì)管理，2006，20（10）.

[2]施小明，孫 濤.大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系研究與機(jī)械類實(shí)證分析[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2013.

[3][6]張 武，郭 衛(wèi)，寇發(fā)榮.多途徑促進(jìn)車輛工程專業(yè)大學(xué)生人才培養(yǎng)[J].科技視界，2015，（23）.

[4]劉國滿，盛 敬，劉新剛.車輛工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)引人PBL教學(xué)法的探索[J]. 科技視界，2015，（17）.

[5]胡艷菊.高校大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)與提高的方法初探[J].吉林化工學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，（6）.