高職院校應用型研究成果反哺教學的探索實踐

章永華 何建慧

（臺州職業技術學院 浙江 臺州318000）

高等職業教育的發展方向和培養目標是“以就業為導向，以服務為宗旨，培養高技能應用型人才，滿足社會需求”，培養出德才兼備、滿足地方經濟和產業發展需求的技能型人才，是當前的核心任務。 這就要求高職院校更加注重應用型課題研究，解決企業遇到的實際問題，并將應用型成果實現轉化，推動區域經濟發展的同時，將研究成果反哺于教學，重構教學內容和教學方法，以企業真實的案例為背景，培養高職學生解決實際問題的能力。

反哺是仿生學中的概念，通常是指“在一定歷史背景和政策原因下，率先集中了優勢資源發展起來的一方，對相對發展停滯或滯后的一方進行有效扶植與幫助，以達到共同發展的狀態和目的”。 本文以作者申請并實施轉化的一項專利技術“一種用于田間農作物搬運的機器人”為例，闡述高職院校應用型研究成果反哺教學的設計、實施以及效果。

應用型成果的產生

產生背景 依據國務院《關于大力發展職業教育的決定》，教育部《關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》，教育部、財政部《關于實施國家示范性高等職業院校建設計劃加快高等職業教育改革與發展的意見》等文件精神，高職院校要盡快建立職業教育教師到企業實踐制度，高職院校教師必須深入企業，親身參加企業整個生產過程，切身體會企業典型工作任務和工作環境，了解企業對高職畢業生職業素養的要求，進而提高自身的專業實踐技能、組織生產經營和科技推廣能力。 浙江省教育廳辦公室《關于做好2012 年度高校教師專業技術資格評審工作的通知》要求：高職高專院校專業課專任教師應具備相關專業的工程實踐經歷，任職期內應有到行業、企業掛職鍛煉、合作研發或指導學生實習等經歷，且累計達到6 個月以上。 臺州職業技術學院利用暑假時間組織教師到臺州黃巖臨湖農業機械化專業合作社鍛煉，該企業主要從事農機研發、農機服務、農作物生產以及加工和銷售。 教師在幫助解決農機技術性問題的實踐過程中深刻體會到人力資源依然是制約農業機械化、規模化的關鍵因素之一。 如在谷物收割過程中，需要靠人力將一袋袋稻谷搬運至農用車上，這個過程極度考驗勞動者的體力和忍受力。 因此，研發一種用于農田間實現谷物等農作物搬運的機器人替代人力成為企業當務之急。

產生過程 通過簽訂《一種田間農作物搬運機器人的研制》橫向課題合同，確定研發的關鍵技術指標、研究進度和成果形式。 經過一年多的技術開發，最終完成符合技術要求的系列研究成果。 包括機器人本體所有零部件圖紙和有關技術參數，申請國家實用新型專利一項，并向該企業實現專利技術轉讓，一次性到帳經費10 萬元。 所研制的機器人具有能源模塊、移動機構和執行機構以及部分信息感知和可重復編程功能，集傳感技術、監測技術、人工智能技術、通訊技術、圖像識別技術、精密及系統集成技術等多種前沿技術于一身，在提高農業生產力，改變農業生產模式，解決勞動力不足，實現農業規模化、多樣化、精準化等方面顯示出極大的優越性。

應用型成果反哺教學

反哺教學的指導思想 反哺教學的核心在于“育人”，通過將研究精神融入教育理念、研究方法轉化為教學手段、研究成果作為教學項目引入課堂，豐富和擴充教學，實現培養與企業無縫對接、符合區域經濟發展需要、具有綜合職業素養的人才的目標。 其內化在于教師自身能力的提升， 外化在于培養合格的學生。 通過項目訓練，教師自身形成嚴謹、求真、務實的精神，有利于培養教師的觀察力和分析問題、解決問題的能力以及創造性思維能力。 在教學過程中，教師將自己的科研經歷、體會和應用型科研成果，通過項目轉化形成教學案例傳授給學生，有利于學生了解最新企業動態，激發學生的求知欲望，也有利于學生接觸來自就業崗位的真實工作案例，從而培養出合格的工程師型人才。

反哺教學的內容設計 用來源于企業的專利反哺教學需要考慮教學和工作過程各自的特點，求同存異，取長補短，讓企業的工作過程適合教學需求。 因為企業轉化的成果更加注重知識的應用，相對于教學而言缺少知識的積累過程。 但是，這兩者又有很多相通之處，特別是針對機器人領域而言，機械結構和電路設計思路、過程以及方法是類似的，程序編寫又可作為一個項目引入到課程教學之中。 以田間搬運機器人成果和工業機器人安裝與調試課程結合為例。 該谷物搬運機器人基于履帶式的移動方式，包含旋轉機構、舉升機構、轉向機構；電路中涉及了電源穩壓和保護模塊、電機驅動模塊、傳感器AD/DA 模塊；而軟件程序則包含了完成預定任務的目標識別方法、 基本的運動控制方法、人機交互等。 我們從工業機器人安裝與調試的課程標準和人才培養目標出發， 將該課程第一個學習情境設計為利用創意之星模塊化機器人完成類似于專利所描述的企業真實工作任務， 要求學生搭建的平臺具備類似的旋轉機構、舉升機構、轉向機構；熟練掌握常見電子電路的模塊，如交直流電源穩壓和保護模塊、 各自伺服電機的驅動原理和模塊、 常見傳感器的工作原理以及信號采集和處理方法；編寫程序完成給定的任務。 放棄多目標識別、多傳感信息融合和軌跡規劃等比較高深的知識點。 作為入門情境，旨在激發學生的學習興趣，起到溫故知新的作用。 該專利所涉及的知識可以較好地融入教學中，具體學習情境設計如表1 所示。 另外，課程結束時， 指導學生將所學習的內容心得以及進一步的思考寫成論文形式， 鼓勵學生從科研角度再次思考與綜合把握課程學習。

表1 基于應用型研究成果的學習情境設計表

反哺教學的課程實施 應用型研究成果反哺教學的實施按照“資訊、計劃、決策、實施、檢查、評估”六步法的教學模式。 教師從創設問題情境出發，通過給學生提供必要的任務引導和資料，引導學生自主探究和體驗知識的發生過程， 激發學生的興趣和探究熱情，主要是讓學生有一個知識體驗的過程。 以應用型成果為指引，在教學內容傳授中嘗試采用講授與自學相結合、討論與獨立思考相給合的啟發式、研討式和案例式教學方法。 同時，教師還可以指導學生課外學習和閱讀相關文獻資料， 加深學生對課程教學的理解，培養學生的創新思維能力。

反哺教學的效果 通過實施將應用型研究成果引入教學發現，隨著課堂教學改革的不斷深入，教學質量呈現穩步提高趨勢。 授課班級總共有43 位學生，該課程成績考核一次性通過人數40 位， 通過率為93%。 對班級學生進行的問卷調研顯示：95%的學生稱引入應用型研究成果后， 課程教學讓他們很有成就感；83%的學生認為學習興趣得到提升， 發現問題、解決問題的能力得以提高，創新精神得以鍛煉。 根據對畢業生就業單位反饋情況的分析，對學生的綜合職業素質滿意度達92%。 另外，學生在學完課程后成功申請了浙江省大學生科技創新項目，在中國核心期刊上發表相關學術論文1 篇，申請專利1 項，參加浙江省高職院校機器人大賽獲得兩次三等獎，獲得飛思卡爾智能車比賽浙江賽區高職組第一名。

結語

用研究成果反哺教學有助于教學改革，為深化校企合作提供了平臺。 將最新的應用型研究成果引入課堂， 不僅使學生在實踐中深化了對課程知識的理解，豐富了教學內容，促進教學內容的更新和教學手段的改進，而且培養了學生的創新精神、創新意識和創新能力，也促進了教師實踐能力和教學水平的提高。

□有話職說

合理安排時間，就等于節約時間。

——培根

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