機(jī)械電子工程專業(yè)知識(shí)集成研究

摘要：以機(jī)械電子工程專業(yè)建設(shè)為契機(jī)，借鑒管理科學(xué)中知識(shí)集成的思想，將機(jī)械電子工程專業(yè)培養(yǎng)中的教師和學(xué)生看成學(xué)習(xí)型組織中的成員，提出專業(yè)知識(shí)集成的設(shè)想，研究專業(yè)知識(shí)集成對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的效應(yīng)，借此探索我國(guó)高等工科教育中培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新思維和能力的方法及途徑。

關(guān)鍵詞：機(jī)械電子工程；專業(yè)知識(shí)集成；創(chuàng)新能力

作者簡(jiǎn)介：李孝祿（1968-），男，湖北大悟人，中國(guó)計(jì)量學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，副教授。（浙江 杭州 310017）

基金項(xiàng)目：本文系浙江省教科規(guī)劃2013年度（高校）研究課題（課題編號(hào)：SCG054）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）20-0044-02

擺在工科高等院校面前的緊迫任務(wù)之一是如何培養(yǎng)適應(yīng)建設(shè)新型國(guó)家的創(chuàng)新人才。教育部開展的工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)對(duì)畢業(yè)生知識(shí)、能力與素質(zhì)的基本要求中就有“具有創(chuàng)新意識(shí)和對(duì)新產(chǎn)品、新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備進(jìn)行研究、開發(fā)和設(shè)計(jì)的初步能力”；教育部的“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”旨在培養(yǎng)造就一大批適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要、創(chuàng)新能力強(qiáng)的高質(zhì)量的各種類型工程技術(shù)人才，為建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略服務(wù)。該計(jì)劃的三個(gè)特點(diǎn)之一就是強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。可以說，工程教育的本質(zhì)就是培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力。受傳統(tǒng)文化、社會(huì)環(huán)境、思維方式和個(gè)體差異等的影響，我國(guó)工科大學(xué)生的創(chuàng)新思維和能力低于人們的期望值。這就需要探索培養(yǎng)和提高創(chuàng)新能力的方法。

高等工程教育中創(chuàng)新能力培養(yǎng)是一個(gè)系統(tǒng)的工程，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐和社會(huì)需要，需要從創(chuàng)新環(huán)境、創(chuàng)新認(rèn)識(shí)、創(chuàng)新方法、創(chuàng)新活動(dòng)流程等多方面介入。其中，必須改變對(duì)傳統(tǒng)的高等教育專業(yè)培養(yǎng)中教師和學(xué)生的認(rèn)識(shí)，對(duì)學(xué)生管理、教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)方式、師生互動(dòng)等進(jìn)行改革。同時(shí)，還可以借鑒其他學(xué)科，如系統(tǒng)科學(xué)、管理科學(xué)、工程技術(shù)等的方法和理論，嫁接到高等工程教育中，形成新的高等工程教育方法和理論。

筆者所在的專業(yè)為機(jī)械電子工程專業(yè)，通過借鑒管理科學(xué)中的知識(shí)集成思想，將專業(yè)培養(yǎng)中的教師和學(xué)生看成學(xué)習(xí)型組織中的成員，提出專業(yè)知識(shí)集成的設(shè)想。經(jīng)過多年的實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)專業(yè)知識(shí)集成對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)有明顯的促進(jìn)作用。

一、專業(yè)知識(shí)集成的含義

進(jìn)入21世紀(jì)以來，人們認(rèn)識(shí)到一些先進(jìn)技術(shù)及系統(tǒng)集成方法的使用和發(fā)展的關(guān)鍵都是以知識(shí)集成為核心。知識(shí)集成的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)有效的知識(shí)利用，提高創(chuàng)新能力。知識(shí)集成是Grant在1996年正式提出的，隨后國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于知識(shí)集成進(jìn)行了大量的研究。目前關(guān)于知識(shí)集成的研究?jī)?nèi)容和成果沒有形成系統(tǒng)的學(xué)說，還沒有統(tǒng)一的定義。從其概念的演變過程看，其內(nèi)涵越來越深刻。

綜合國(guó)內(nèi)外的研究，一般認(rèn)為知識(shí)集成的內(nèi)涵是：知識(shí)集成的對(duì)象包括各種顯性和隱性知識(shí)，這些知識(shí)存在于組織內(nèi)部各類人員、各協(xié)作單位以及不同組織之間；知識(shí)集成是顯性知識(shí)與隱性知識(shí)間的集成，也是個(gè)人知識(shí)、群體知識(shí)、組織知識(shí)和組織間知識(shí)的集成；知識(shí)集成活動(dòng)包括識(shí)別、獲取、共享、綜合組織內(nèi)外部知識(shí)，在此基礎(chǔ)上形成新的知識(shí)體系。

知識(shí)集成的本質(zhì)是知識(shí)創(chuàng)新的動(dòng)態(tài)過程，必須利用知識(shí)的集成成果進(jìn)行自主創(chuàng)新，是螺旋上升的知識(shí)集成過程；知識(shí)集成是一個(gè)復(fù)雜的組織、技術(shù)、人力資源管理過程，集成主體必須發(fā)揮主動(dòng)性和創(chuàng)造性；知識(shí)集成的目標(biāo)就是打破知識(shí)壁壘，提高組織創(chuàng)新能力。知識(shí)集成的最終目的是構(gòu)建組織核心競(jìng)爭(zhēng)力。

機(jī)械電子工程是機(jī)械學(xué)、電子學(xué)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)等有機(jī)融合而形成的一門綜合性學(xué)科，核心是機(jī)電一體化，本質(zhì)是機(jī)械自動(dòng)化和智能化，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域各行業(yè)應(yīng)用廣泛。因此機(jī)械電子工程的學(xué)科特點(diǎn)是該學(xué)科隨科技的發(fā)展而發(fā)展，并且學(xué)科知識(shí)面廣，交叉性強(qiáng)。這就對(duì)機(jī)械電子工程專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)、素質(zhì)和能力有較高的要求，特別是創(chuàng)新能力有要求。目前，機(jī)械電子工程專業(yè)同其他工程專業(yè)一樣，一般通過專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課程的學(xué)習(xí)提高專業(yè)知識(shí)和素質(zhì)，這些專業(yè)基礎(chǔ)課程包括機(jī)械類、電子技術(shù)類、控制類和信息類課程；通過課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課外科技活動(dòng)、集中實(shí)踐環(huán)節(jié)（如課程設(shè)計(jì)、金工和電子實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)）等提高實(shí)踐能力和專業(yè)技能；通過選修人文社科類課程、參加文體活動(dòng)和競(jìng)賽等提高學(xué)生的文化素質(zhì)和社會(huì)交往能力；通過少數(shù)幾門課（如筆者所在專業(yè)開設(shè)了“機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)”等課程）、課外科技活動(dòng)、學(xué)科競(jìng)賽、發(fā)表論文和申報(bào)專利等提高創(chuàng)新能力。

這種培養(yǎng)模式對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的提高作用有限。由于學(xué)習(xí)環(huán)境、傳統(tǒng)文化、教學(xué)管理、學(xué)生個(gè)性等因素的影響，導(dǎo)致學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)、素質(zhì)和能力不盡如人意，最終影響學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力及其轉(zhuǎn)化。[1]特別是學(xué)生對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)，這是影響學(xué)生創(chuàng)新能力最重要的影響因素。筆者所在的機(jī)械電子工程專業(yè)培養(yǎng)中就曾經(jīng)存在一些問題，如：機(jī)械電子工程專業(yè)知識(shí)源異質(zhì)性強(qiáng)，學(xué)生對(duì)異質(zhì)性強(qiáng)的知識(shí)理解和轉(zhuǎn)換不暢；機(jī)械電子工程專業(yè)的知識(shí)源是相對(duì)封閉的，如機(jī)械學(xué)、電子學(xué)和控制技術(shù)的知識(shí)相對(duì)封閉，學(xué)生對(duì)知識(shí)源的溝通不暢；對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)而言，知識(shí)源存在時(shí)間差等問題；機(jī)械電子工程專業(yè)的知識(shí)源對(duì)教師而言也存在很多問題，如缺失、割裂和不暢等問題。

為提高專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新能力，筆者所在的專業(yè)借鑒知識(shí)集成的方法和原理，將專業(yè)建設(shè)中的專業(yè)教師和學(xué)生看成學(xué)習(xí)型組織中的成員，提出專業(yè)知識(shí)集成的概念，重新審視機(jī)械電子工程專業(yè)的知識(shí)源，改變師生的知識(shí)源時(shí)空觀，最終提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

二、專業(yè)知識(shí)集成的實(shí)踐

1.機(jī)械電子工程專業(yè)學(xué)習(xí)型組織的建立

將機(jī)械電子工程專業(yè)的教師和學(xué)生視為學(xué)習(xí)型組織中的成員，通過分析組織的師生共同的愿景、個(gè)體差別、實(shí)現(xiàn)不斷學(xué)習(xí)的方式，如全員學(xué)習(xí)、全過程學(xué)習(xí)和團(tuán)體學(xué)習(xí)等，構(gòu)建扁平式組織結(jié)構(gòu)的方法，保證師生溝通快捷和通暢，實(shí)現(xiàn)師生自主管理的途徑。專業(yè)教師對(duì)學(xué)習(xí)型組織這些特性統(tǒng)一了認(rèn)識(shí)，認(rèn)為在專業(yè)建設(shè)中教師和學(xué)生都是主體，教師和學(xué)生是學(xué)習(xí)型組織中的成員等。這些為機(jī)械電子工程專業(yè)知識(shí)集成的實(shí)現(xiàn)提供了基礎(chǔ)。

2.機(jī)械電子工程專業(yè)知識(shí)源的構(gòu)成

專業(yè)組織教師對(duì)機(jī)械電子工程專業(yè)的顯性知識(shí)、隱性知識(shí)進(jìn)行了分類和挖掘，總結(jié)了它們的特點(diǎn)，確定了知識(shí)源在組織中教師、學(xué)生間的流動(dòng)和吸收的方式、途徑，評(píng)估了它們對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的影響。

知識(shí)集成理論認(rèn)為知識(shí)可分為顯性知識(shí)（編碼型知識(shí)）和隱性知識(shí)（意會(huì)性知識(shí)）。由計(jì)算機(jī)處理的、可以度量的知識(shí)一般是顯性知識(shí)，如“知道是什么”和“知道為什么”的知識(shí)。隱性知識(shí)是頭腦中屬于經(jīng)驗(yàn)、訣竅和靈感的那部分知識(shí)（隱含經(jīng)驗(yàn)類知識(shí)），是難以編碼和度量的，并且是在不斷演變的。它可能以數(shù)據(jù)、信息的形式無(wú)序地存放在某些地方。在專業(yè)這個(gè)組織中，這些知識(shí)源異質(zhì)性強(qiáng)，相對(duì)封閉，存在時(shí)間和空間的分離等問題。

從學(xué)生層面看，機(jī)械電子工程專業(yè)的顯性知識(shí)和隱性知識(shí)的來源主要有：

（1）課程。包括學(xué)科基礎(chǔ)課和專業(yè)教育課等，如機(jī)械類、電子技術(shù)類、控制類、信息類和專業(yè)類課程，如工程圖學(xué)、工程力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、電子技術(shù)、電路分析基礎(chǔ)、微機(jī)原理及其應(yīng)用、自動(dòng)控制理論、機(jī)電傳動(dòng)控制、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)等課程。

（2）實(shí)踐環(huán)節(jié)。包括課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、金工和電子實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等。

（3）課外教育教學(xué)活動(dòng)。包括科研實(shí)踐、文體活動(dòng)、社會(huì)實(shí)踐和專業(yè)調(diào)研等。

（4）其他。如同學(xué)之間、同學(xué)和老師、同學(xué)和外界交流與意會(huì)的知識(shí)等。

從教師層面看，顯性知識(shí)和隱性知識(shí)除上述外還包括科研轉(zhuǎn)化的知識(shí)等。

3.機(jī)械電子工程專業(yè)知識(shí)集成的實(shí)現(xiàn)

針對(duì)機(jī)械電子工程專業(yè)組織特點(diǎn)和知識(shí)源構(gòu)成，從以下幾個(gè)方面探索了專業(yè)知識(shí)的集成：改變師生對(duì)知識(shí)源的時(shí)空觀；通過制度規(guī)范、約束激勵(lì)、溝通交流、資源分配等方面實(shí)現(xiàn)知識(shí)的集成。這里所說的知識(shí)源的時(shí)空是指按傳統(tǒng)安排的知識(shí)源學(xué)習(xí)進(jìn)程和地點(diǎn)，如課程學(xué)習(xí)的不同學(xué)期，理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐在不同地方進(jìn)行。通過有效方法集成知識(shí)源并進(jìn)行實(shí)施，可以利用創(chuàng)新思維方法，如邏輯思維和非邏輯思維，激發(fā)師生的創(chuàng)新思維。例如，借鑒TRIZ理論將機(jī)械電子工程專業(yè)的主要知識(shí)點(diǎn)匯編成冊(cè)，按“自頂而下”的設(shè)計(jì)方法對(duì)復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)所涉知識(shí)源解構(gòu)，改變師生對(duì)知識(shí)源的時(shí)空觀。[2，3]

三、專業(yè)知識(shí)集成的效果和反思

1.專業(yè)知識(shí)集成的效果

機(jī)械電子工程專業(yè)知識(shí)集成自實(shí)現(xiàn)以來效果明顯。

首先，改變了師生對(duì)機(jī)械電子工程專業(yè)知識(shí)的認(rèn)識(shí)。教師拓展了自己的知識(shí)面，明確了所教課程的教學(xué)地位和所教課程內(nèi)容與其他課程內(nèi)容的相互滲透。大一上學(xué)期的“專業(yè)導(dǎo)論”課程就介紹了機(jī)械電子工程專業(yè)知識(shí)集成的內(nèi)容，學(xué)生了解到專業(yè)所涉及的不同知識(shí)源，在畢業(yè)設(shè)計(jì)階段就可以對(duì)畢業(yè)題目所涉及的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納和總結(jié)。

其次，促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新能力的提高。學(xué)生入學(xué)時(shí)就對(duì)機(jī)械電子工程專業(yè)知識(shí)集成形成系統(tǒng)概念，對(duì)知識(shí)的掌握更快、更全面、理解更深。在進(jìn)行課外科技活動(dòng)的過程中思維更開闊。如本專業(yè)已畢業(yè)的07機(jī)電2班37位同學(xué)中，獲得省級(jí)以上課外科技活動(dòng)獎(jiǎng)項(xiàng)8項(xiàng)，獲得實(shí)用新型專利32項(xiàng)、發(fā)明專利4項(xiàng)。09機(jī)電2班35位同學(xué)，有11位同學(xué)考取了研究生。10機(jī)電1班共有38位同學(xué)，截至第6學(xué)期為止共獲得12項(xiàng)省級(jí)以上課外科技活動(dòng)獎(jiǎng)，申請(qǐng)實(shí)用新型專利23項(xiàng)、發(fā)明專利2項(xiàng)。

2.專業(yè)知識(shí)集成的反思

當(dāng)然，在機(jī)械電子工程專業(yè)知識(shí)集成實(shí)現(xiàn)的過程中也存在一些問題。如組織結(jié)構(gòu)和文化氛圍等需要進(jìn)一步加強(qiáng)。特別是建立合適的組織結(jié)構(gòu)，建立更有柔性、靈活性以及敏捷性的專業(yè)集成組織形式，如虛擬學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)等，使師生有效地溝通、協(xié)調(diào)和共享知識(shí)。從管理層面要研究專業(yè)知識(shí)集成的有效措施，使組織形成良好的創(chuàng)新文化氛圍，促進(jìn)師生共享和交流知識(shí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李孝祿.大學(xué)新生學(xué)風(fēng)調(diào)查及學(xué)風(fēng)建設(shè)對(duì)策[J].廣西大學(xué)學(xué)報(bào)（哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版），2008，30（S2）：9-10.

[2]Xiaolu Li，Bi Sun.Practice of bringing up mechatronics all-round innovation talents with measure，quality and standardization characteristics[C].Advances in Computer Science and Information Engineering，2012，（3）：421-426.

[3]李孝祿.應(yīng)用TRIZ理論培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的實(shí)踐與探索[J].中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2011，618（34）：22-23.

（責(zé)任編輯：王祝萍）