“科研反哺教學”模式的研究與實踐

摘要：通過對“科研反哺教學”新型教學模式的研究和實踐，提出了進行“科研反哺教學模式”研究應該具備的條件，介紹了實踐“科研反哺教學”教學模式的具體內容以及學生的反饋意見和實施效果。豐富的科研成果是進行該模式的關鍵，所選案例應該與學生的學習課程密切相關，高校應采取相關的政策鼓勵教師把科研成果引進課堂，加強學生創新能力的培養。

關鍵詞：科研；教學；反哺；案例

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）35-0025-02

目前我國大部分高校由于相關政策導向造成了教師重科研、輕教學的現象，并且這種現象日益嚴重，嚴重影響了教學工作，使教學質量大打折扣。為了扭轉這一現象，一些高校教育工作者提出以科研反哺教學，并對該新型教學模式做了相關研究。所謂“科研反哺教學”，就是優先發展起來的科研一方對發展相對緩慢的教學活動進行行之有效的幫助，以實現科研和教學二者的共同發展。針對該問題，有學者提出了進行“科研反哺教學”工作的多種措施[1]，提出高校應該建立相關明確的政策，來保證教師將科研成果引入教學應獲得的實際績效和報酬[2]。

在此背景下，筆者從2009年開始進行“科研反哺教學”模式的研究并付諸于實踐。實踐目的是活躍課堂氣氛，提高學生的學習興趣，教會學生運用所學知識來解決工程實際問題，來促進學生創新能力、實踐能力的培養。

一、“科研反哺教學”模式研究應具備的條件

1.具有深厚的科研積累

筆者所在的實驗室是省重點實驗室，所在教學團隊多年來從事帶式輸送機系統的研發工作，解決了帶式輸送機可控起動和多驅動單元驅動力平衡問題、可控制動問題和帶式輸送機自動控制技術等多個關鍵技術問題，并開發了相應的關鍵設備，主要有：YNRQD型液體粘性可控起動裝置；KZP型盤式可控制動裝置；液體粘性可控制動裝置；與以上裝置配套的電控系統。這些成果已經成功應用于我國煤炭、水泥、電力等行業，近幾年來為企業創造了十余億元的經濟效益，為我國礦山大型帶式輸送機的自主設計、制造和應用提供了強有力的技術支撐。

2.科研成果與學生所學課程密切相關

筆者所在的學校以煤炭為特色，因此筆者所執教的機械電子工程專業和機械設計制造及其自動化專業的學生在大四上學期均開設60個課時的礦井運輸提升課程，并進行為時三周的課程設計。該課程中的帶式輸送機運輸部分和筆者所從事的科研工作密切相關；長達60課時的課堂教學和三個周的課程設計為該模式的實施也提供了便利條件。

3.專業工程應用性強但實踐教學不足

筆者所從教的機械電子工程專業和機械設計制造及其自動化專業是工程應用和實踐性非常強的專業。學生實踐能力的培養主要通過認識實習、金工實習、生產實習、畢業實習和平時的課程實驗。但受諸多因素制約，除了在校內金工實訓中心進行的金工實習能夠讓學生自己動手操作外，其他實習只是一種參觀實習。因此，大學四年中工程應用成了學生最為缺乏的部分，而該部分也是學生最為感興趣的部分。進行科研反哺教學，把實際工程知識引入到教學中能在一定程度上彌補實踐教學中的不足。

二、實施“科研反哺教學”模式的內容和效果

1.實施“科研反哺教學”模式的內容

近年來，筆者將多個科研成果以工程案例的形式引入教學內容，并帶入本科生課堂。在這里筆者選擇三個案例進行介紹。

（1）液體粘性可控起動裝置的控制問題。液體粘性可控起動裝置是筆者所在的教學團隊進行帶式輸送機可控起動問題研究時研發的一種新型設備。筆者所從教專業的學生所使用的教材上介紹到帶式輸送機系統的可控啟動裝置部分時，只是介紹了該裝置的工作原理，依靠改變工作油缸中的油壓來調節主動摩擦片和從動摩擦片間的油膜厚度，從而達到改變輸出轉矩和轉速的目的，但是對該裝置的控制系統沒有涉及。如何改變工作油缸中的油壓？就此問題筆者用1學時專門進行了以學生為主題的課堂討論。最后，筆者向學生講解了該問題的研究思路和研究結果。該裝置的液壓控制系統起初采用電液比例閥控制，通過改變電液比例閥的電流來改變工作油缸中的壓力；但由于電液比例閥存在泄漏問題，又引入變頻技術，通過改變電機的轉速來改變液壓泵的流量，結合調速閥，從而改變工作油缸中的壓力。

引進這個案例的目的是：電液比例閥是學生“液壓傳動控制”課程學到的一種液壓元件，它可以實現機械和電氣的接口；變頻技術是“機電傳動控制”課程涉及到的內容；該裝置用到的知識都是學生了解的，從而改變學生對科研的恐懼感，鼓勵學生多思考問題，進行創新能力的培養。

（2）自冷盤式制動裝置的冷卻問題。自冷盤式可控制動裝置是筆者所在教學團隊研發的新型制動裝置，是帶式輸送機系統中所使用的可控制動裝置之一。教材介紹盤式制動裝置時，對其冷卻問題只是簡單地進行介紹。就此問題筆者專門和學生進行了討論，學生想出了多種冷卻方案，如利用灑水閥、風扇等等。而自冷盤式制動裝置把制動盤制成中空葉片式，工作時依靠離心力把熱空氣甩出，進行強制冷卻的研究思路，實際上是筆者所在的教學團隊的一名教師把離心式通風機的葉輪變形設計成制動盤而移植到盤式制動裝置上，研發出自冷盤式制動裝置。如圖1所示。

此案例引入的要點是讓學生知道新設備的發明、創造是可以根據原有設備進行改造創新的，從而鼓勵學生多觀察，多思考問題，進行大膽創新。

（3）帶式輸送機的自動控制系統。該系統是以S7-200PLC為控制核心的電控系統，是筆者所在的實驗室開發的又一新型控制系統，教材中沒有相關介紹。筆者通常會用2個課時的時間來講解該自動控制系統，以拓展學生的知識領域。通過系列問題可讓學生明白，在工程實際中，按下電動機的啟動按鈕，由于諸多原因電動機并不一定能夠啟動，需要用電動機的某些參數進行反饋。當涉及到下運帶式輸送機的“同步投入”和“同步切除”概念時，則讓學生明白，并不是所有的系統啟動時，電動機都要立即啟動；而系統停止時，電動機則要馬上停止。這些來自工程實際中的問題，學生是從教科書上學不到的，因此學生對這類即能夠結合他們所學知識又能夠聯系工程現場的問題非常感興趣。PLC和電動機的知識都是學生在之前的專業基礎課程中所學到的，該案例引入關注點在于讓學生明白對基礎知識的掌握是非常重要的，從而扭轉學生的“課堂學習的知識無用”論，提高學生的學習積極性。

2.學生反饋和實施該活動的效果

課堂上，學生對該模式的教學活動表現出來的興趣和熱情是空前的，他們積極參與討論，發表自己的見解。課程臨近結束時，筆者讓學生進行書面點評，幾屆的學生中90%以上的學生表示支持，并有多名學生表示“這樣的教學模式拉近了他們與工業現場的距離”、“能夠把以前學到的知識融入到實際應用中”、“了解了所學知識的使用價值”、“希望這樣的活動能更多”、“希望這樣的活動能夠在其它課程進行推廣”等等。

大四下學期，筆者所在的教學團隊以“帶式輸送機系統設計”為課題進行指導的畢業設計中，有兩名學生的畢業設計論文獲得省級優秀學士學位論文。筆者作為指導教師指導畢業設計的學生走上與煤炭行業相關的工作崗位大都提前于實習期進入技術研發部。

三、實踐“科研反哺教學”模式總結

1.案例選擇要合適，切入點要正確

在實踐這種教學模式時，案例選擇非常重要。筆者認為：案例選擇要合適，案例的剪裁要得當。案例的選擇要和學生所需課程密切相關，要選取案例的某個知識點融入到教學中。切記選題過大，把整個科研項目都搬入課堂[3]。要根據學生的知識水平，選取的案例應該能在學生接受的能力范圍內，不能太容易也不能太難，這樣容易激發學生的學習興趣。如果太容易，學生就會失去探索的積極性；如果所選知識點太難，超過學生的接受能力，學生不能理解就會產生厭學情緒，甚至對科研產生畏懼感。

2.科研與教學相輔相成

豐富的科研成果是實施“科研反哺教學”模式的關鍵。只有教師具備一定的科研積累，在引入案例時才能夠游刃有余。如果沒有豐富的科研成果此活動就變成“無源之水，無本之木”。因此高校教師應該教學與科研并重，既要強調教學工作的重要地位，又要重視科研工作的開展。[4]在開展科研工作的同時，將科研成果注入教學，才能實現教學與科研的相互促進。那種功利化的、專門化的科研或以損害教學質量為代價而去搞科研的做法是不可取的。[5]

3.高校要建立相關的政策保障

就一般高校而言，大多數教師存在重學術科研、輕科研成果轉化教學的價值觀念。高校雖然鼓勵科研成果走進課堂，但是在教學政策和制度上沒有相應規定，在考核、職稱評審和收入等方面也沒有明確體現，教師從事這種工作時所付出的勞動與個人所得嚴重不符，體現不出個人價值，積極性受到影響。因此高校應該增加科研成果引入教學的考核指標，并給予合適的經費支持。[6]

4.利用科學研究促進課堂教學，培養學生的創新能力

筆者多年的從教經驗，深知“滿堂灌”的教學模式容易使學生倦怠；完全依賴教材，“照本宣科”，很難調動學生的學習積極性。把科研成果引進課堂，實施科研反哺教學，無異于是向學生注入了強針劑，活躍了課堂氛圍，提高了學生的學習興趣。實施科研反哺教學，把工程知識引入到教學中，擴展了學生的知識范圍，拉近了學生同工業現場的距離，培養學生運用所學知識解決問題和分析問題的能力，鼓勵學生思考問題，提高學生的創新能力。因此，筆者認為該教學模式具有較高的應用價值，應予以推廣。

參考文獻：

[1]李昌祖，馮雯.大學“科研反哺教學”及其實施[J].教育發展研究，2009，（19）：71-74.

[2]王啟立，胡亞非.將科研項目帶入課堂，將學生帶入科研訓練計劃[J].化學工程與裝備，2010，（5）：12-14.

[3]王永生.工程案例教學：讓科研走進本科生課堂[J].高等工程教育研究，2005，（3）：94-96.

[4]石輝.科研促進本科教學的幾點思考[J].西安建筑科技大學學報（社會科學版），2006，（6）：45-48.

[5]屈林巖.大學生學習改革與創新研究[J].中國大學教學，2004，

（6）：18-20.

[6]王建明，周潔.從課程建設視角談科研成果引入教學[J].江蘇高教，2007，（3）：84-86.

（責任編輯：王祝萍）