面向車輛工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)的融合交叉式課程教學(xué)

閆曉磊　花海燕

摘? 要：為順應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，分析了車輛工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)的著力點，提出四維度思維范式培養(yǎng)規(guī)劃，建立了多層次教學(xué)內(nèi)容組織架構(gòu)，并構(gòu)建了融合交叉式教學(xué)路線。以《理論力學(xué)》課程為例，設(shè)計了融合交叉式課程教學(xué)改革實踐方案，以促進專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)與創(chuàng)新人才培養(yǎng)契合度的提高。

關(guān)鍵詞：高等工程教育;融合交叉;創(chuàng)新思維;車輛工程

中圖分類號：C961? ? ? ? ?文獻標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2019）26-0162-03

Abstract： In order to comply with the requirements of industry development， the focus of cultivating innovative talents for vehicle engineering is analyzed firstly. After planning the four-dimensions thinking paradigm and establishing the multi-level organization for course contents， the teaching route with fusion crossover feature is designed. Furthermore， the course of theoretical mechanics is taken as an example to carry out the innovation with fusion crossover route， so as to improve the fitting between the professional foundations teaching and talent training.

Keywords： higher engineering education; fusion crossover; innovative thinking; vehicle engineering

高等工程教育是國家科技與產(chǎn)業(yè)發(fā)展人才來源的重要支撐，其是引領(lǐng)、緊跟還是滯后于時代發(fā)展的步伐，直接影響著國家的產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平?！靶鹿た平ㄔO(shè)”和“新時代一流工程教育建設(shè)”，是應(yīng)對科技迅猛發(fā)展與產(chǎn)業(yè)變革需求下，高等工程教育改革發(fā)展的全新視角與方向[1][2]。不同于以知識傳授為中心的傳統(tǒng)教育，新時代的教育發(fā)展更突出強調(diào)教育過程中知識的運用、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與思維范式的培養(yǎng)[3][4]。車輛工程專業(yè)人才培養(yǎng)在智能時代被賦予了新的使命，新知識、新技術(shù)、新方法的涌現(xiàn)，學(xué)科之間的交叉、融合、滲透，必然要求人才的培養(yǎng)必須緊跟其發(fā)展步伐。

一、智能時代車輛工程人才培養(yǎng)著力點

智能時代對車輛專業(yè)人才的需求，無論從知識、技能方面還是從能力、思維方面，都提出了多維度、大跨度的需求，要迎合這種培養(yǎng)需求，從課程體系和課程教學(xué)兩個層面，都必須尋求多元融合交叉的人才培養(yǎng)著力點。

（一）多學(xué)科融合交叉的課程體系建設(shè)

人才培養(yǎng)必須重視系統(tǒng)性，課程體系的建立就顯得尤為重要。智能制造行業(yè)的多學(xué)科交叉特點，決定了課程體系的融合交叉[5]，而課程體系中學(xué)科的融合交叉又需以專業(yè)定位為依托。新時代車輛工程專業(yè)必須以培養(yǎng)創(chuàng)新人才為目標(biāo)，密切關(guān)注車輛智能化和車輛設(shè)計制造智能化技術(shù)發(fā)展的人才缺口，著力智能系統(tǒng)開發(fā)、智能設(shè)計制造、信息處理等具備高新技能的人才培養(yǎng)。面向多元化的需求，課程體系建設(shè)需在有限的培養(yǎng)計劃學(xué)時中，最大限度的融入新興元素并拓寬課程間的融合交叉面，以契合新時代專業(yè)定位需求。

（二）多學(xué)科滲透融合的課程教學(xué)創(chuàng)新

課程教學(xué)的創(chuàng)新是從課程內(nèi)容本身出發(fā)，借助新形態(tài)教學(xué)，讓課程融合更多新元素、新技術(shù)，從而夯實理論知識。在課程教學(xué)中，不是簡單多學(xué)科的疊加，而是通過滲透融合的方式，引入創(chuàng)造性、創(chuàng)新性活動，有目標(biāo)地推動學(xué)生掌握思維的方法與技巧，使得專業(yè)素養(yǎng)和思維能力相互促進，全面提升思維范式與創(chuàng)新創(chuàng)造能力。相較于課程體系建設(shè)，課堂教學(xué)創(chuàng)新為車輛工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供了更柔性、更開放的創(chuàng)新潛力，更能從根本上帶動創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

二、面向創(chuàng)新人才培養(yǎng)的課程教學(xué)改革

（一）四維度思維范式培養(yǎng)規(guī)劃

為了有效培養(yǎng)車輛工程創(chuàng)新人才的科學(xué)思維范式，首先突破現(xiàn)有教學(xué)中，知識、能力和思維培養(yǎng)不平衡的現(xiàn)狀，改變教學(xué)大綱制定中，僅對教學(xué)內(nèi)容、能力目標(biāo)有明確規(guī)劃的現(xiàn)狀，為思維范式培養(yǎng)理順一套系統(tǒng)性的培養(yǎng)規(guī)劃，將教學(xué)活動從知識傳授、能力培養(yǎng)上升到思維培養(yǎng)的高度。從訓(xùn)練多元思維方法、強化創(chuàng)新思維意識、塑造專業(yè)思維素養(yǎng)和養(yǎng)成科學(xué)思維習(xí)慣四個維度出發(fā)，建立思維范式培養(yǎng)規(guī)劃如圖1所示。

1. 外環(huán)思維訓(xùn)練——面向工科人才培養(yǎng)的多元思維方法訓(xùn)練規(guī)劃。車輛工程屬于工科類專業(yè)，該專業(yè)人才必須具有較強的邏輯思維能力，從歸納、演繹、遞進、逆向、辯證、推理、分析、綜合等多元思維方法和技巧的訓(xùn)練角度進行基本的思維培養(yǎng)任務(wù)規(guī)劃。

2. 內(nèi)環(huán)思維培養(yǎng)——創(chuàng)新思維與專業(yè)思維的并行培養(yǎng)。學(xué)科之間的交叉、融合、滲透是新時代車輛工程專業(yè)發(fā)展需求，不同的交叉、融合和滲透模式，必然帶來新技術(shù)與新方法的不斷繁衍。其一方面需要創(chuàng)新思維引領(lǐng)，通過訓(xùn)練發(fā)散思維，融合思維、聯(lián)想思維、類比思維，提出新方法，發(fā)展新技術(shù);另一方面需要結(jié)構(gòu)性思維和協(xié)同性思維，構(gòu)造不同的交叉融合與滲透模式，需要全局性和前瞻性思維，才能把握新方法、新技術(shù)的發(fā)展方向。

3. 高階思維培養(yǎng)——塑造科學(xué)思維素養(yǎng)。無論是技術(shù)、方法還是行業(yè)、產(chǎn)業(yè)，都是需要不斷發(fā)展、不斷進步的。作為專業(yè)人才，必須培養(yǎng)其科學(xué)的思維，用辯證的、批判的思維來看待事物，才能使得事物得以持續(xù)發(fā)展。

（二）融合交叉式課程教學(xué)路線設(shè)計

以思維培養(yǎng)規(guī)劃為指南，建立“三基”、“四新”、“二融”三層次教學(xué)內(nèi)容組織架構(gòu)，如圖2所示?！叭睆慕滩闹心殻苫靖拍钆c理論、基本方法和算法、工程基本實例組成。“四新”從發(fā)展技術(shù)中收集，按新方法、新理論、新手段、新裝備四個方面收集素材融入課程教學(xué)。“二融”是思維培養(yǎng)的高階需求，從創(chuàng)新思維高階人才培養(yǎng)出發(fā)，形成多維融合應(yīng)用，深度融合創(chuàng)新的教學(xué)升華。

在多層次內(nèi)容組織架構(gòu)與思維范式培養(yǎng)規(guī)劃基礎(chǔ)上，建立融合交叉式教學(xué)路線，見圖3所示，教學(xué)路線主要分為如下四類：

1. 一對一路線。按照“三基”、“四新”、“二融”三個層次，分別對照外環(huán)思維、內(nèi)環(huán)思維和高階思維三個層次思維培養(yǎng)目標(biāo)，組織教學(xué)內(nèi)容、選擇教學(xué)素材、建設(shè)教學(xué)資源并設(shè)計教學(xué)活動。

2. 多對一路線?！叭薄ⅰ八男隆?、“二融”中不同層次內(nèi)容結(jié)合，對照完成一個層次的思維培養(yǎng)目標(biāo)，使得對于同一組思維培養(yǎng)目標(biāo)，在教學(xué)內(nèi)容深度上逐步提升。

3. 一對多路線。“三基”、“四新”、“二融”中同一層次內(nèi)容，融合新技術(shù)手段、新教學(xué)形式，對照完成多個層次的思維培養(yǎng)目標(biāo)，使得同一教學(xué)內(nèi)容，在形式和功能上不斷提升。

4. 多對多路線。以專題型、綜合型的教學(xué)活動，交叉融入多層次教學(xué)內(nèi)容，通過不同的教學(xué)設(shè)計，實現(xiàn)多層次思維的融合培養(yǎng)。

三、融合交叉式課程教學(xué)改革實踐

由于專業(yè)基礎(chǔ)課程中專業(yè)能力和思維培養(yǎng)不協(xié)調(diào)的問題比較嚴(yán)重，為此，以《理論力學(xué)》課程為改革對象，設(shè)計融合交叉式課程教學(xué)方案。

（一）多樣化的教學(xué)路線規(guī)劃

根據(jù)圖2教學(xué)組織架構(gòu)，進行《理論力學(xué)》各章節(jié)的教學(xué)路線設(shè)計，見表1所示。為了合理的規(guī)劃教學(xué)時間，根據(jù)課程內(nèi)容的重要性，按“三基”、“四新”、“二融”三個層次進行教學(xué)路線的選擇，各教學(xué)路線編號見圖3所示。

（1）路線①：課堂教學(xué)實現(xiàn)“三基”內(nèi)容對照外環(huán)思維的“一對一”培養(yǎng)路線。對課堂面授教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)講授知識點對照外環(huán)思維中的若干思維培養(yǎng)目標(biāo)，進行教學(xué)素材選擇和教學(xué)設(shè)計。

（2） 路線①③：在線教學(xué)實現(xiàn)“三基”、“四新”對照外環(huán)思維的“多對一”培養(yǎng)。利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺建立課程資源，全面覆蓋大綱所有知識點，除了提供“三基”內(nèi)容外，結(jié)合車輛工程的新方法、新理論、新手段、新裝備，提供多樣化的教學(xué)活動和素材，并分別賦以對應(yīng)的外環(huán)思維目標(biāo)。學(xué)生自主選擇內(nèi)容學(xué)習(xí)直到達成外環(huán)思維目標(biāo)要求。

（3） 路線③④：重點章節(jié)“四新”對照外環(huán)思維和內(nèi)環(huán)思維的“一對多”培養(yǎng)。對教學(xué)內(nèi)容第1、2、3、7、8、10、11、12章節(jié)，進一步通過結(jié)合“四新”內(nèi)容，進行教學(xué)線上線下活動設(shè)計。

（4） 多模式交叉路線：重點章節(jié)“多對多”思維融合培養(yǎng)。對2、3、7、8章節(jié)進行融合交叉的教學(xué)活動設(shè)計，通過多維融合應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的多層次思維目標(biāo)，實現(xiàn)思維培養(yǎng)的拓展提升。

（二）多模式交叉的教學(xué)活動設(shè)計

針對重點章節(jié)內(nèi)容采取多模式交叉路線，設(shè)計了面向任務(wù)的融合交叉式教學(xué)專題和面向項目的綜合案例實踐兩種教學(xué)活動方案。

（1）面向任務(wù)的融合交叉式教學(xué)專題是以現(xiàn)有的《理論力學(xué)》實例和車輛中的典型零部件為素材，將Matlab編程、Creo建模與力學(xué)仿真、智能優(yōu)化等新手段融入力學(xué)教學(xué)，提升現(xiàn)有素材的時代契合度，加深對理論知識的理解。所設(shè)計的教學(xué)活動方案，見表2所示。

（2）面向項目的綜合型教學(xué)實踐是針對車輛工程專業(yè)需求特點，設(shè)計綜合性項目活動，使得學(xué)生在獲得知識綜合性鞏固的基礎(chǔ)上，對外環(huán)思維、內(nèi)環(huán)思維和高階思維有延續(xù)性、系統(tǒng)性的培養(yǎng)和提升。例如：以汽車自動化生產(chǎn)為項目題材，以汽車零件加工上下料、裝配、噴涂、焊接、檢測等各環(huán)節(jié)工作視頻為素材，通過觀察、辨識自動化生產(chǎn)過程機械手的運動特點，分組分工進行完成項目活動，其流程如表3。

四、結(jié)束語

通過四維度思維范式培養(yǎng)規(guī)劃明確了不同層面的思維培養(yǎng)需求，建立基于多層次內(nèi)容組織架構(gòu)的融合交叉式教學(xué)路線，有利于突破現(xiàn)有課程知識、能力和思維培養(yǎng)不平衡的現(xiàn)狀，開拓專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)中創(chuàng)新思維培養(yǎng)的新途徑，從而提高專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)與專業(yè)人才培養(yǎng)需求的契合度，推動高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的柔性化培養(yǎng)。

參考文獻：

[1]鐘登華.新工科建設(shè)的內(nèi)涵與行動[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[2]林健.引領(lǐng)高等教育改革的新工科建設(shè)[J].中國高等教育，2017（13）：40-43.

[3]蔡紅霞，劉麗蘭，王小靜.智能制造新工科專業(yè)建設(shè)探索[J].教育教學(xué)論壇，2019，20：107-110.

[4]張瓊.知識運用與創(chuàng)新能力培養(yǎng)——基于創(chuàng)新教育理念的大學(xué)專業(yè)課程變革[J].高等教育研究，2016，37（3）：62-67.

[5]張銀南，羅朝盛.新工科背景下智能制造人才培養(yǎng)模式的探索[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2019（3）：98-100.