熱動專業(yè)（流控方向）“卓越工程師”認知實習(xí)教學(xué)的探索和實踐

王崢嶸 劉新強 王建森 張靜

[摘 要]專業(yè)認知實習(xí)和機械制圖基礎(chǔ)訓(xùn)練是蘭州理工大學(xué)熱動專業(yè)（流控方向）“卓越工程師”培養(yǎng)中的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)之一，在分析卓越工程師實習(xí)學(xué)生的認知能力的基礎(chǔ)上，介紹該實習(xí)的目的、實習(xí)內(nèi)容及計劃、實習(xí)資源及條件，重點闡述認知實習(xí)的實施和管理模式，總結(jié)認知實習(xí)實踐中的經(jīng)驗和改進措施;通過認知實習(xí)的實踐，不但可以提高學(xué)生對專業(yè)的感性認識，而且能使學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和團隊協(xié)作能力得到較大提升。

[關(guān)鍵詞]卓越工程師 認知實習(xí) 管理模式

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）01-0082-03

“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（簡稱“卓越計劃”）是促進我國從工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措，旨在培養(yǎng)造就一批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量的各類工程技術(shù)人才，對促進高等教育面向社會需求來培養(yǎng)人才，全面提高工程教育質(zhì)量具有重要的示范和引導(dǎo)作用。[1]蘭州理工大學(xué)熱動專業(yè)（流控方向）在建設(shè)“熱能與動力工程”國家級特色專業(yè)和“液壓傳動與控制”甘肅省重點學(xué)科的實踐基礎(chǔ)上，于2012年開始進行卓越工程師培養(yǎng)計劃的探索與實踐。為進一步提高熱動專業(yè)（流控方向）卓越工程師計劃中學(xué)生的綜合能力，尤其是工程實踐能力，在學(xué)生先修“機械制圖”的基礎(chǔ)上，在進行專業(yè)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)之前，開設(shè)專業(yè)認知實習(xí)和機械制圖基礎(chǔ)訓(xùn)練（以下簡稱“認知實習(xí)”）教學(xué)環(huán)節(jié)，并在探索專業(yè)認知實習(xí)教學(xué)模式和實踐中，取得了一定的經(jīng)驗和改進建議。

一、認知實習(xí)介紹

（一）學(xué)生的認知能力分析

參加認知實習(xí)的對象是剛?cè)雽W(xué)一年的大學(xué)生，他們的年齡均在20歲左右。從教育心理學(xué)角度來講，大學(xué)生觀察認知具有以下特點[2]：

1.知覺能力達到成熟水平。大學(xué)生已經(jīng)可以根據(jù)自己已有的知識和經(jīng)驗，對所感知的實物和材料進行加工改組，并用概念的形式把他們標示出來，從而通過理解更深刻地感知材料，學(xué)習(xí)新知。

2.有明確的目的性。大學(xué)生總是從觀察的目的出發(fā)，根據(jù)觀察的事物，分析問題，得出結(jié)論。他們對迄今未知或未加闡明的事實，通過觀察獲得新知或發(fā)現(xiàn)問題;他們根據(jù)大量觀察到的新的事物，判斷和檢驗?zāi)骋焕碚撜_與否。

3.具有敏感性和系統(tǒng)性。大學(xué)生對周圍的事物，特別是對那些新事物、新知識，反應(yīng)迅速，比較敏感，表現(xiàn)出強烈的求知欲和探索精神，善于接受新事物，發(fā)現(xiàn)新問題。同時，大學(xué)生能根據(jù)觀察的實物，計劃觀察的程序和步驟，預(yù)先估計觀察方式和方法。

4.具有相對的深刻性和穩(wěn)定性。大學(xué)生在抽象邏輯思維的參與下，在反復(fù)悉心觀察的基礎(chǔ)上，能夠透過紛繁復(fù)雜的表面現(xiàn)象，洞察到事物的本質(zhì)和規(guī)律，能夠把握事物之間的聯(lián)系和關(guān)系。在觀察過程中，他們能始終堅持追蹤的目標，不會輕易放棄觀察目標或停止觀察，表現(xiàn)出觀察的一貫性和穩(wěn)定性。

基于對參加認知實習(xí)的大學(xué)生的觀察認知能力特點的把握，我們認為認知實習(xí)各個環(huán)節(jié)要具有明確的教學(xué)目的，盡可能地使用不同的教學(xué)載體和方法來呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，誘導(dǎo)學(xué)生通過認知載體分析其本質(zhì)和規(guī)律以達到認知的深刻性和穩(wěn)定性。

（二）實習(xí)的目的

本次實習(xí)的根本目的在于通過對本專業(yè)概況的理論學(xué)習(xí)和以典型的液壓元件零部件為載體的實際測繪，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)認知能力和扎實的機械制圖能力。

（三）實習(xí)的內(nèi)容及計劃

實習(xí)分為專業(yè)認知實習(xí)和機械制圖訓(xùn)練兩項內(nèi)容，其中認知實習(xí)包括專業(yè)概述和元件認知兩大模塊。[3]專業(yè)概述以技術(shù)人員（指導(dǎo)教師）授課的方式向?qū)W生講解液壓專業(yè)基本情況。元件認知模塊結(jié)合理論介紹、圖紙認知和實物對照的方式進行講解。機械制圖訓(xùn)練以學(xué)生實際動手拆析、觀察和測繪為主，以典型液壓元件為載體，讓學(xué)生測繪其零部件（若時間允許，可測繪裝配圖），在實踐中認知元件和訓(xùn)練機械制圖能力。實習(xí)具體內(nèi)容及計劃安排如下表：

表1 ? 專業(yè)認知實習(xí)內(nèi)容及計劃

（四）實習(xí)資源及條件

為做好專業(yè)認知實習(xí)，必須要有良好的教學(xué)資源和工程經(jīng)驗豐富的教師隊伍。良好的教學(xué)資源包括教學(xué)文件和教學(xué)場所。認知實習(xí)應(yīng)該有實習(xí)大綱、實習(xí)任務(wù)書、實習(xí)日志、實習(xí)報告以及思考題。其中實習(xí)任務(wù)書使學(xué)生明確實習(xí)的目的、內(nèi)容和具體要求，而且提出實習(xí)安全條例，強化安全意識。實習(xí)任務(wù)書要在實習(xí)動員時及時發(fā)放給學(xué)生，要求學(xué)生隨身攜帶用作指導(dǎo)[4];思考題誘導(dǎo)學(xué)生在整個認知實習(xí)過程中主動思考。認知實習(xí)安排在我校流體工程訓(xùn)練中心，本中心陳列有典型液壓元件實物，如齒輪泵、葉片泵、柱塞泵、常規(guī)液壓閥、液壓馬達等可供學(xué)生動手拆裝，同時有典型液壓元件的結(jié)構(gòu)原理掛圖，此外還有黑板和投影儀供教師講解課程用。

指導(dǎo)教師隊伍建設(shè)方面，由專業(yè)負責(zé)人擔(dān)任專業(yè)認知實習(xí)課程負責(zé)人。選派實習(xí)指導(dǎo)教師不但要熟悉專業(yè)培養(yǎng)計劃，掌握本專業(yè)較系統(tǒng)的專業(yè)知識和具備較豐富的理論教學(xué)經(jīng)驗，還應(yīng)具備較強的工程實踐能力和實習(xí)管理能力（最好有產(chǎn)學(xué)研合作經(jīng)歷）。在每次實習(xí)開始前，指導(dǎo)教師團隊內(nèi)要統(tǒng)一認識，在對專業(yè)認知實習(xí)的特點和要求進行研究的基礎(chǔ)上確定詳細的實施方案;在實習(xí)結(jié)束后，教師首先組織實習(xí)學(xué)生進行教學(xué)交流，讓學(xué)生對實習(xí)的各個環(huán)節(jié)進行評價以及提出自己的意見和建議，然后教師團隊及時召開總結(jié)會議，對學(xué)生在實習(xí)中取得的經(jīng)驗和存在的不足進行全面的交流總結(jié)，使得實習(xí)的實施模式不斷加以改進。

二、認知實習(xí)的實施和管理

實習(xí)按照“集中式理論授課，導(dǎo)師制指導(dǎo)測繪”的方式實施，即在專業(yè)概述和元件認知環(huán)節(jié)中，各個教師發(fā)揮自己的專業(yè)特長，選擇自己的學(xué)術(shù)強項對全體學(xué)生進行專題理論授課（同時結(jié)合實物進行講解），比如液壓泵專題、液壓閥專題等。在理論教學(xué)結(jié)束之后，讓學(xué)生自己通過網(wǎng)絡(luò)或書籍查找一些相關(guān)專題的最新發(fā)展信息，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、熱情以及自主學(xué)習(xí)的能力，比如在講授完“專業(yè)概況”后，讓學(xué)生查閱有關(guān)“遼寧號”、“蛟龍?zhí)枴焙汀疤鞂m一號”等應(yīng)用液壓技術(shù)的重大國防科技項目，還讓學(xué)生了解最新的國內(nèi)外科研動態(tài)，上網(wǎng)瀏覽浙江大學(xué)液壓傳動與控制國家重點實驗室和德國亞琛工大流體傳動中心的相關(guān)信息。

在機械制圖訓(xùn)練環(huán)節(jié)，將學(xué)生分成幾個小組，每位教師指導(dǎo)3-5名學(xué)生，每組由學(xué)生和教師討論后選擇一種典型液壓元件作為本組測繪的對象，便于學(xué)生在測繪中相互協(xié)作和討論相關(guān)問題。對于零部件的測繪，鼓勵學(xué)生使用CAD或三維繪圖軟件繪制圖形，以典型液壓元件為載體訓(xùn)練學(xué)生的機械制圖能力，同時達到專業(yè)認知的目的。此外，鼓勵學(xué)生在完成規(guī)定的制圖量后，自主測繪其他零部件圖或者裝配圖，讓有余力和時間的學(xué)生充分發(fā)揮認知學(xué)習(xí)潛力。

實習(xí)前，指導(dǎo)教師做好學(xué)生實習(xí)動員和安全教育工作，讓學(xué)生認真學(xué)習(xí)安全條例，強化安全意識，做好安全防護措施。學(xué)生在工程訓(xùn)練過程中應(yīng)服從指導(dǎo)教師的指導(dǎo)，嚴格遵守有關(guān)規(guī)章制度，全心投入項目訓(xùn)練。要求學(xué)生做到：不遲到，不早退，記好訓(xùn)練筆記，寫好項目訓(xùn)練報告。

圖1 ? 學(xué)生測繪零部件

三、經(jīng)驗和改進措施

實習(xí)結(jié)束后，教師通過和學(xué)生的溝通交流，發(fā)現(xiàn)通過專業(yè)認知實習(xí)和機械制圖基礎(chǔ)訓(xùn)練，學(xué)生對專業(yè)情況有了較好的感性認識和一定的理論了解。通過測繪典型液壓元件的零部件，學(xué)生的機械制圖能力和繪圖軟件的使用能力均得到較好的訓(xùn)練，自主學(xué)習(xí)能力也得到提升。指導(dǎo)教師在指導(dǎo)的過程中，要求小組內(nèi)的同學(xué)既要有分工，又要保持良好的合作，這些措施較好地增強了學(xué)生們的集體意識，也使學(xué)生們的團隊協(xié)作能力得到很大的提高。

經(jīng)過本次認知實習(xí)的探索和實踐，我們也發(fā)現(xiàn)了一些存在的問題和需要改進的地方，在以后的教學(xué)中應(yīng)進一步完善： 1.實習(xí)基地的元件實物應(yīng)及時更新，測繪工具還需擴充。2.聯(lián)系相關(guān)的液壓元件生產(chǎn)廠家，讓學(xué)生去生產(chǎn)現(xiàn)場，認知專業(yè)和切實感受生產(chǎn)過程和以后可能的就業(yè)環(huán)境。3.若條件允許，增設(shè)虛擬認知實習(xí)，彌補訓(xùn)練中心實物不全的現(xiàn)實問題。4.建議在實習(xí)結(jié)束后，組織學(xué)生進行較為正式的答辯和實習(xí)交流，在檢驗實習(xí)效果的同時征求學(xué)生對實習(xí)內(nèi)容、計劃和實施方式等的建議和意見。

四、結(jié)束語

專業(yè)認知實習(xí)和機械制圖基礎(chǔ)訓(xùn)練的開展可以為后續(xù)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)打下良好的感性認識基礎(chǔ);通過對專業(yè)概況的理論學(xué)習(xí)和以典型的液壓元件零部件為載體的測繪，可以培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)認知能力和較強的機械制圖能力，同時學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和團隊協(xié)作能力也得到較大的提升。

致謝：本文得到蘭州理工大學(xué)教學(xué)項目的資助（JY2012019、JY2012017），在此表示感謝！

[ 注 釋 ]

[1] 教育部.關(guān)于實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的若干意見[Z].教高[2011]1號，2011.

[2] 伍新春.高等教育心理學(xué)[M].北京：高等教育出版社，1999.

[3] 葉友東，劉力紅，等.模塊化機械認知實踐教學(xué)模式的探索與實踐[J].科技信息，2013（16）.

[4] 段福斌，楊禮康，等.提高專業(yè)認識實習(xí)教學(xué)效果的思考[J].浙江科技學(xué)院學(xué)報，2007（19）.

[責(zé)任編輯：覃侶冰]