工程型教學理念下大學生實踐教學模式和教學效果分析

孫濤+張振東+錢煒+施小明+朱堅民+孫躍東

摘 要：工科大學生的專業能力和專業素養一直是工科高校人才培養的首要目標。通過對大學生實踐教學環節的不斷改善和優化，圍繞著“學生中心—興趣驅動—社團依托—問題導向”這一模式，著力培養大學生應用所學知識分析實際問題的能力。筆者通過對近幾年參加智能車創新競賽活動學生的發展狀況分析，發現學生通過創新實踐活動，在主動獲得知識的同時，也培養了自身的專業實踐能力及綜合素質，獲得了用人單位的良好評價。

關鍵詞：工程型；大學生；實踐教學；智能車設計

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 收稿日期：2016-02-01

當前我國正處于工業化進程中，國家做出了走新型工業化道路的戰略布局。面對我國經濟發展轉型升級與全面提升國際競爭的緊迫需求，培養造就一批創新能力強、具有寬廣的國際視野、適應我國經濟社會發展需要的各類工程型人才，是增強我國核心競爭力、建設創新型國家、走新型工業化道路的必然選擇。2010年6月，教育部啟動實施了“卓越工程師教育培養計劃”，旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，為建設創新型國家和人才強國戰略服務。[1]

上海理工大學（以下簡稱“我?！保┳鳛橐凰鶉鴥戎攸c理工科大學，人才培養的目標是培養具有國際視野的“工程型、國際化、創新型”復合型人才，而機械類及電子類學生的工程實踐能力如何是該類畢業生能否獲得企業和社會認可的關鍵。為此，本文的目的是探討在工程型教學理念引領下的實踐性教學模式和教學效果。

一、以學生為中心的啟發式實踐教學模式

我校飛思卡爾智能車團隊是以培養學生課外創新能力為目的組建的團隊，并且每年參加全國飛思卡爾智能車競賽。該項賽事是集車輛工程、控制理論、模式識別、傳感技術、電子及計算機技術等專業技術為一體的賽事。如此多的學科交叉，需要學生具有很強的綜合設計基礎和分析問題的能力。如果采取“填鴨式”教學，傳輸知識以講授為主的教學模式，不僅會加重學生的負擔，使學生再學習過程中比較被動，更可能會使學生喪失原有的實踐興趣。[2]為此，結合學生的實際情況，我校設計了以學生為中心的啟發式實踐教學模式。通過與學生溝通，充分利用每2周1次的賽隊集中培訓時間，鼓勵學生對歷屆參賽作品案例發表個人的見解和認識，啟發學生在原有的基礎上提出更好的方法和策略。向學生簡單講述賽車理論及單圈時間優化算法等基礎知識，在此基礎上，啟發學生利用機械創新實踐課程下發車模及電子電器組件，在規定的時間內完成車模底盤調校，電源電路設計，簡單車道的識別，實現智能車的基本功能，使學生自主學習能力自然而然得到提升，同時，教師積極利用機械創新實踐課堂時間與學生進行專業互動。

二、以學生社團建設為依托的實踐管理模式

信息化、集成化技術的飛速發展使得現代社會對大學生的綜合能力提出了更高的要求。通過大學生實踐活動可以看出，學生社團是學校教育同社會實踐密切聯系的重要紐帶，也是學生步入社會前鍛煉自身綜合素質的理想見習組織。我校大學生智能車社團通過籌備組建—團隊培訓—組織競賽等一系列活動，有效提升了學生的綜合能力和素質，[3][4]學生通過參加飛思卡爾智能車校內比賽活動，加深了對專業的認識、培養了責任意識、團隊協作意識，提升了實踐能力和溝通能力。通過不斷交流與學習，也使自己某一方面的技能得到了鍛煉和提高。在向外界展示自己成果的同時，獲得了較強的自我認同感，提高了自信心，從而為以后參與社會實踐和更好地適應社會打下堅實的基礎。

三、以問題為導向的探究性學習方式

以問題為導向的探究性學習指學生通過探索、思考、查閱資料等一系列活動發現問題，主動獲取科學知識，應用知識來解決問題，并在這個過程中，學會科學的方法和技能、科學的思維方式，形成科學觀點和科學精神。飛思卡爾智能車團隊以教師基本原理及關鍵知識點的講解—任務組別分配—學生收集查找資料—發現問題—實際操作—團隊討論并確定方案—完成任務的PBL方法來引導學生研究并解決在電動模型車設計中遇到的問題。[5][6]具體如下：針對各個參賽組別隊伍的不同特點（光電組、電磁組、攝像頭組），制訂不同階段、不同類別的車模功能考核目標，引導學生發現問題并解決問題，以每組組長為考核主體，并檢查每組學生成員的具體承擔任務情況、熟悉程度及協作狀況，從而對每一組學生的車模設計水平進行綜合評價。同時，針對各組別轉向、速度控制及車道保持等共性的算法問題，設計開發比例模型車系統進行統一驗證，掌握規律后再傳授給學生。

以問題為導向的探究性學習，使學生由過去主要聽從教師講授和傳統的學科概念開始學習的方式變為學生通過自己的創新實踐來發現并深化對學科概念和規律認識的方式。這種學習方式使大學生思維方式實現了從單一學科向多學科思維方式的轉變，有利于團隊成員形成分工協作，以提升未來應對復雜工程問題時的分析與綜合能力。

四、以學習成果評價為核心的教學效果分析

我校飛思卡爾智能車團隊針對相關賽事的準備工作往往是從每屆比賽結束后就要開始，進行“招新、培訓、選優、參賽”等工作，在實踐教學上注重抓好學生課余時間，使每位成員樹立項目團隊協作、總體規劃設計、任務分解與時間節點檢查等工程開發流程的責任與意識。飛思卡爾智能車團隊對學生能力的培養與個人的專業發展貢獻是顯而易見的，以機械和光電學生為主體的智能車賽隊參加了近幾年的全國飛思卡爾大學生智能車競賽，多次獲得好成績——華東賽區一等獎和二等獎，受到了校內外人士的認可和好評。飛思卡爾智能車團隊以“職業規劃—問題驅動—理論分析—工程設計”的課內外一體化大學生創新為教育平臺，培養學生的工程思維。第一屆學生張丹青同學在參與大學生創新項目實踐活動后，對車輛動力學與控制方向產生了很大興趣，順利考上美國底特律大學博士，并在純電動車方向繼續研究深造；唐超、武劍同學順利保研，進入碩士階段，繼續在汽車電控領域學習并表現出極強的科研創新能力；毛小宇同學順利考入同濟大學車輛工程專業；王宏武同學被順利保送至上海交通大學；陳奇才、陳鐵、梁國清、李凱、袁印、苗森、黃序、何子慧等同學在科研及工作實踐中獲得了導師的認可和公司的青睞。

通過以上工程型教學理念下實踐教學模式及效果分析可以看出，該教學模式不僅為工科學生提供了一種更為積極自主的學習方式，提升了工科學生的綜合能力，同時也為工科專業大學生創新能力的培養做出了一種有益的探索和嘗試。

參考文獻：

[1]劉 峰，張炳力，王其東.基于車輛工程專業的大學生科技創新能力培養模式研究[J].華東經濟管理，2006，20（10）.

[2]施小明，孫 濤.大學生創新能力培養體系研究與機械類實證分析[M].武漢：華中科技大學出版社，2013.

[3][6]張 武，郭 衛，寇發榮.多途徑促進車輛工程專業大學生人才培養[J].科技視界，2015，（23）.

[4]劉國滿，盛 敬，劉新剛.車輛工程專業實踐教學引人PBL教學法的探索[J]. 科技視界，2015，（17）.

[5]胡艷菊.高校大學生創新能力培養與提高的方法初探[J].吉林化工學院學報，2010，（6）.