“固高模式”促進(jìn)新工科教育的探索與實(shí)踐

吳孜越 禹新路 潘安邦 韓建海 王中豪

摘? 要：文章通過固高科技（深圳）有限公司攜手河南科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，從2014年開始首創(chuàng)固高運(yùn)動(dòng)控制創(chuàng)工場(chǎng)的發(fā)展歷程及對(duì)學(xué)生教育的引領(lǐng)，揭示一種新工科教學(xué)改革模式的意義：以企業(yè)的核心技術(shù)為載體，以創(chuàng)新技術(shù)發(fā)展為依托，以學(xué)生實(shí)訓(xùn)實(shí)戰(zhàn)培訓(xùn)模式為基礎(chǔ)，以學(xué)生能力提升為目標(biāo)，探索并總結(jié)出一套可推廣可復(fù)制可輻射的高校產(chǎn)學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式，積極促進(jìn)高等教學(xué)教學(xué)手段的改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：新工科;固高模式;創(chuàng)工場(chǎng);產(chǎn)教融合;小先生

中圖分類號(hào)：G640 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-000X（2020）04-0046-03

Abstract： In this paper， through the cooperation of Googol Technology（ShenZhen） Limited.， and the School of Mechanical and Electrical Engineering， Henan University of Science and Technology， the first development of Googol's motion control workshop and its guidance to student education， the significance of a new engineering teaching reform model is revealed. With the core technology as the carrier， based on innovative technology development， based on the students' practice of actual combat training mode， to the student ability raise as the goal， actively promote the higher education teaching method improvement.

Keywords： new engineering; GoogolTech Model; innovation workshop; integration of production and learning; the young teacher

引言

機(jī)械工程學(xué)科具有悠久的歷史，在其引領(lǐng)下我國(guó)的機(jī)械工業(yè)和制造業(yè)得到了飛速發(fā)展。高校人才培養(yǎng)工作肩負(fù)著重要的使命，機(jī)械工程是一門面向社會(huì)實(shí)踐的科學(xué)，學(xué)校培養(yǎng)目標(biāo)是需要學(xué)生走向社會(huì)有創(chuàng)新思想，有創(chuàng)業(yè)技能，有面對(duì)實(shí)際工程問題并解決的能力。創(chuàng)新是高等教育的本質(zhì)特征，是存在和發(fā)展的生命線。

教育部高等教育司司長(zhǎng)吳巖認(rèn)為：新工業(yè)革命加速進(jìn)行，新工科建設(shè)勢(shì)在必行。以新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式為特征的新經(jīng)濟(jì)呼喚新工科建設(shè)，國(guó)家一系列重大戰(zhàn)略深入實(shí)施呼喚新工科建設(shè)，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換呼喚新工科建設(shè)，提升國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力和國(guó)家硬實(shí)力呼喚新工科建設(shè)。新工科既包括新的工科專業(yè)，又包括工科的新要求[1]。但是現(xiàn)階段機(jī)械工程教育是無法滿足社會(huì)上快速發(fā)展的人才需求，因?yàn)椋海?）學(xué)校教授的是經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的“真理”，而當(dāng)前的機(jī)械工程已發(fā)展成為多學(xué)科交融的新型科學(xué)，單純教授經(jīng)典理論易導(dǎo)致大部分學(xué)生在就業(yè)后難以快速融入實(shí)際工作。（2）機(jī)械工程學(xué)科是一門以實(shí)踐為主的學(xué)科[2]，從實(shí)際工程中探索出理論再應(yīng)用到實(shí)際工程中?，F(xiàn)階段的大部分高校很難使用有限的實(shí)踐教學(xué)資源調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，保障學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。（3）工程教學(xué)質(zhì)量的檢驗(yàn)不應(yīng)該僅僅依靠卷面成績(jī)和幾次實(shí)驗(yàn)成績(jī)，而更應(yīng)該注重考察學(xué)生解決實(shí)際問題的能力;CDIO即注重技術(shù)教育也強(qiáng)調(diào)將人置身于產(chǎn)品周期的具體環(huán)境，是基于工程項(xiàng)目的全過程學(xué)習(xí)[3]。這種教育模式對(duì)我們的教育改革模式探索提供一定的借鑒。

一、固高模式及意義

新工科教育教學(xué)改革方興未艾，為了克服現(xiàn)有的本科教育中存在的問題，即以教師為本的傳統(tǒng)教學(xué)模式，老師講解、老師實(shí)驗(yàn)、老師解惑，學(xué)生則一味被動(dòng)聽，被動(dòng)做，不求甚解，答疑不為解惑而是套題，沒有積極主動(dòng)的求知熱情等問題，固高模式不失為一種成功的探索模式。

“固高模式”依托于固高科技（深圳）有限公司與香港科技大學(xué)長(zhǎng)期進(jìn)行的產(chǎn)學(xué)研合作成果，通過產(chǎn)學(xué)研合作打通了工科教育與人才培養(yǎng)的通道，其基礎(chǔ)是技術(shù)平臺(tái)，手段是項(xiàng)目式教學(xué)，以新工科教育理念為核心，以學(xué)生工程意識(shí)的建立目標(biāo)，在培養(yǎng)行業(yè)人才的同時(shí)讓教育和技術(shù)得到同步發(fā)展，這樣的教學(xué)模式不但催生技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展，更促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的愿望和渴求能力提升的熱情。

2014年固高科技（深圳）有限公司聯(lián)合河南科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院首創(chuàng)固高運(yùn)動(dòng)控制培訓(xùn)班，繼而發(fā)展為運(yùn)動(dòng)控制創(chuàng)工場(chǎng)。創(chuàng)工場(chǎng)以固高模式為引領(lǐng)，以創(chuàng)新技術(shù)發(fā)展為核心依托，以學(xué)生實(shí)訓(xùn)實(shí)戰(zhàn)為基礎(chǔ)，以學(xué)生能力提升為根本，摒棄了傳統(tǒng)的機(jī)械式說教，取而代之的是積極奮進(jìn)的項(xiàng)目制促進(jìn)教學(xué)，幾年來培訓(xùn)效果突出，充分證明了這是一種可推廣、可復(fù)制、可輻射的高校產(chǎn)學(xué)相結(jié)合的新工科教學(xué)模式。

鍛煉從實(shí)際工作中主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題并通過自己所學(xué)和學(xué)員相互協(xié)作，最終提高解決或改善問題的能力，通過教學(xué)和工程訓(xùn)練考量小組的學(xué)習(xí)和成員特點(diǎn)，分配適當(dāng)?shù)膭?chuàng)新項(xiàng)目[4]。所有創(chuàng)新項(xiàng)目一部分來自于企業(yè)的委托，一部分來源于社會(huì)上的痛點(diǎn)需求。部分項(xiàng)目學(xué)生完成了實(shí)物制作并作為參賽作品，以大賽的要求努力完善作品;也會(huì)邀請(qǐng)一些企業(yè)來校交流，以企業(yè)的角度給出一些合理的指導(dǎo)意見。

二、凸顯培訓(xùn)成果

自2014年開班至今，固高模式下的運(yùn)動(dòng)控制培訓(xùn)班已開展共十期。培養(yǎng)學(xué)生400人左右;指導(dǎo)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)118人;完成與企業(yè)、社會(huì)需求相關(guān)的創(chuàng)新項(xiàng)目近68個(gè)左右，設(shè)計(jì)作品榮獲多次獎(jiǎng)勵(lì)，并在高級(jí)別科技競(jìng)賽中獲得優(yōu)異名次;從作品中總結(jié)提煉出授權(quán)發(fā)明專利三項(xiàng)、實(shí)審發(fā)明專利五項(xiàng)、授權(quán)實(shí)用新型專利六項(xiàng);發(fā)表核心論文四篇，這在學(xué)生中產(chǎn)生了影響，得到了專家評(píng)委和社會(huì)的認(rèn)可。

固高運(yùn)動(dòng)控制創(chuàng)工場(chǎng)的新工科能力培養(yǎng)，成效顯著，學(xué)生們通過理論與動(dòng)手能力相結(jié)合，制作的成型作品多項(xiàng)，這些作品全部由學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)與制作，要完成項(xiàng)目的工藝分析;完成融合所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)機(jī)械設(shè)計(jì);合理選擇傳感器，以擴(kuò)展自己不熟悉的知識(shí)領(lǐng)域;動(dòng)手學(xué)習(xí)電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)和氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì);最終完成項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)控制設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)控制目標(biāo)，達(dá)到用戶需求。這個(gè)過程鍛煉學(xué)生專業(yè)能力的同時(shí)也在無形中增強(qiáng)了學(xué)生的自信心和學(xué)習(xí)熱情。從而有了更大的動(dòng)力投入到專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)中，形成了一個(gè)良性循環(huán)。學(xué)生能更好把握自己的發(fā)展方向、提前規(guī)劃好自己的發(fā)展前景。固高模式經(jīng)過多年的發(fā)展，往屆學(xué)員在就職企業(yè)的出色表現(xiàn)，使得培訓(xùn)班形成一個(gè)良好的技術(shù)交流平臺(tái)、信息交流平臺(tái)。

三、培訓(xùn)特色

一個(gè)成功的教學(xué)模式是有普適性的，是可輻射、可復(fù)制、可推廣的，回顧固高模式在我校這幾年的發(fā)展歷程和取得的成效，印證了這種教學(xué)模式的普適性。

（一）浸潤(rùn)式學(xué)習(xí)

在當(dāng)前的教學(xué)模式里，主流時(shí)間的課程有到課率約束，如何合理有效利用非主流時(shí)間？這是一個(gè)巨大的”利益”空間，創(chuàng)工場(chǎng)的學(xué)習(xí)就是利用學(xué)生的非主流時(shí)間的自主學(xué)習(xí)方式，采用自主報(bào)名實(shí)時(shí)淘汰，這樣最大程度地保證學(xué)生在培訓(xùn)學(xué)習(xí)時(shí)的熱情。

（二）小先生制

培訓(xùn)班的管理及授課均采用小先生制，即均由往屆優(yōu)秀學(xué)員來為擔(dān)當(dāng)，關(guān)鍵技術(shù)和難題可由企業(yè)技術(shù)人員或老師來解惑，這樣不但鍛煉了小先生，也為學(xué)員樹立了一個(gè)學(xué)習(xí)目標(biāo)。小先生與當(dāng)界學(xué)員之間的知識(shí)代溝是最小的，對(duì)學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)和要點(diǎn)把握準(zhǔn)確，由小先生授課，能夠?qū)I(yè)知識(shí)以更加貼合學(xué)員思維模式的方式傳授給學(xué)員。小先生做管理，大家的主動(dòng)意思更強(qiáng)、關(guān)系更融洽，小先生的示范效應(yīng)本身就是一個(gè)很好地榜樣和目標(biāo)[5]。

（三）三位合一

教、學(xué)、做三位合一是學(xué)生成長(zhǎng)的真實(shí)體現(xiàn)，每次授課完成，實(shí)時(shí)留下與實(shí)際相關(guān)度高的、與行業(yè)需求緊密切合的實(shí)訓(xùn)作業(yè)。并且每一次作業(yè)都會(huì)通過有效的方法在學(xué)生中間進(jìn)行溝通交流檢查，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)學(xué)生所做內(nèi)容的閃光點(diǎn)及不足之處，同學(xué)們各抒己見，大家互相質(zhì)疑又互相借鑒，互相解惑又互相幫助，這個(gè)過程不但保證作業(yè)完成的質(zhì)量，也是對(duì)學(xué)員綜合能力的一種提升，讓學(xué)員在感受到付出被認(rèn)可的同時(shí)，更加熱情地和主動(dòng)地改進(jìn)不足之處，更有助于學(xué)員間正向攀比風(fēng)氣的形成。

（四）團(tuán)隊(duì)制

團(tuán)隊(duì)是一種很好的學(xué)習(xí)小組，組員如何產(chǎn)生？這在當(dāng)今的學(xué)生中是一個(gè)問題。我們通過讓新入圍的學(xué)生進(jìn)行一次從專業(yè)認(rèn)識(shí)、行業(yè)發(fā)展、行業(yè)特點(diǎn)的公講，來觀察學(xué)生的表達(dá)激情、專業(yè)視野、演講能力、學(xué)習(xí)熱情、組織能力等等，以此為依據(jù)將學(xué)生分配若干小組，實(shí)現(xiàn)學(xué)員小組制，這些小組就是一個(gè)個(gè)團(tuán)隊(duì)的雛形，之后的實(shí)踐活動(dòng)和授課作業(yè)將會(huì)以團(tuán)隊(duì)的形式開展和完成。

（五）項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)

授人以魚不如授人以漁。固高模式認(rèn)為：只有教會(huì)學(xué)生正確的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)方法，才能使學(xué)生在走出高校后有更好地發(fā)展。固高模式的重心是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)熱情地激發(fā)和培養(yǎng)，是對(duì)學(xué)生專業(yè)自信、能力自信、團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)的樹立。

有計(jì)劃的帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入企業(yè)參觀學(xué)習(xí)，從中提煉出符合企業(yè)現(xiàn)狀、行業(yè)問題的創(chuàng)新項(xiàng)目，也會(huì)收集一些企業(yè)給出的需求項(xiàng)目，觀察市場(chǎng)上的痛點(diǎn)項(xiàng)目等等。這些都可作為培訓(xùn)學(xué)生結(jié)業(yè)考核的題目，由各個(gè)學(xué)員團(tuán)隊(duì)完成。

（六）實(shí)踐為本

實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。固高模式下培訓(xùn)的學(xué)生，任何實(shí)驗(yàn)都有學(xué)生規(guī)劃和完成，任何制作設(shè)備的設(shè)計(jì)、加工、安裝、調(diào)試都是由學(xué)生自己來實(shí)踐，通過發(fā)現(xiàn)問題大家一起解決問題，一起收獲經(jīng)驗(yàn)。

四、結(jié)束語(yǔ)

學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)模式的建立對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成效值得探討，技術(shù)條件的引入對(duì)學(xué)生的影響很大，固高模式正是引入了固高科技（深圳）有限公司的產(chǎn)學(xué)研的教學(xué)理念，促進(jìn)了新工科教育[6]。

固高模式下，教學(xué)的主角從老師變成了學(xué)生：學(xué)生講、學(xué)生聽，克服了以前老師教、學(xué)生聽的低效率問題。學(xué)生到底會(huì)不會(huì)？檢驗(yàn)方法就是讓他們不斷的指導(dǎo)后續(xù)的學(xué)生，通過教學(xué)生，使學(xué)生自身不斷完善、不斷學(xué)習(xí)、不斷補(bǔ)充。

固高模式下，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力：使學(xué)生不僅僅局限于現(xiàn)有的知識(shí)和能力，更掌握了學(xué)習(xí)方法及終身學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力。這里的學(xué)生緊跟行業(yè)發(fā)展，學(xué)習(xí)了解新技術(shù)，貼合現(xiàn)階段社會(huì)上的實(shí)際應(yīng)用情況，學(xué)生通過不斷地學(xué)習(xí)從一開始的運(yùn)動(dòng)控制到現(xiàn)如今的機(jī)器人技術(shù)，去熟悉行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，通過不斷學(xué)習(xí)完善自己，熟練掌握了專業(yè)知識(shí)才敢談?dòng)兴黄啤?/p>

固高模式下，學(xué)生有更多的實(shí)踐機(jī)會(huì)：每次作業(yè)都必須動(dòng)手，每一個(gè)問題都必須實(shí)踐，實(shí)踐中暴露問題，實(shí)踐中解決問題，這個(gè)過程學(xué)生是主體，老師只做引導(dǎo)，這極大的激發(fā)了學(xué)生的求知欲和責(zé)任感。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳巖.新工科：高等工程教育的未來——對(duì)高等教育未來的戰(zhàn)略思考[J].高等工程教育研究，2018（6）：1-3.

[2]徐靜.新時(shí)代高等教育綜合改革的發(fā)展邏輯[J].黑龍江高教研究，2018（10）：48-51.

[3]陶勇芳，商存慧.CDIO大綱對(duì)高等工科教育創(chuàng)新的啟示[J].中國(guó)高教研究，2006（11）：81-83.

[4]邵華，吳靜怡，奚立峰.基于課程項(xiàng)目的工程思維能力培養(yǎng)與工程經(jīng)驗(yàn)知識(shí)獲取[J].高等工程教育研究，2014（3）：144-147.

[5]錢小明，榮華偉，錢靜珠，等.基于導(dǎo)師制下“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”教育的實(shí)踐與思考[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2014，33（7）：21-24.

[6]趙炬明.聚焦設(shè)計(jì)：實(shí)踐與方法[J].高等工程教育研究，2018（3）：36-38.