科研融入教學(xué)對(duì)高等工程教育課程的促進(jìn)作用

于雅莉，張國(guó)勝

(哈爾濱工程大學(xué)，哈爾濱150001)

0 引言

大學(xué)是育人之本，大學(xué)是科學(xué)之根，培養(yǎng)高素質(zhì)人才始終是大學(xué)責(zé)無(wú)旁貸的基本目標(biāo)和根本任務(wù)，而課堂教學(xué)則是人才培養(yǎng)的主渠道[1]。科技創(chuàng)新訓(xùn)練課程作為工程教育環(huán)節(jié)中的通識(shí)教育選修課，在課程目標(biāo)視野下，以項(xiàng)目式教學(xué)模式為牽引動(dòng)力，開(kāi)闊學(xué)生視野，并將科研融入教學(xué)以拓展教學(xué)內(nèi)容，提升課程前沿屬性，提升學(xué)生的工程意識(shí)和整體工程觀念，其課程的改革與創(chuàng)新設(shè)計(jì)具有理論及實(shí)踐意義[2]。

著名高等教育學(xué)家潘懋元先生提出教育的諸多規(guī)律中有兩條最基本的規(guī)律：其一，關(guān)于教育與社會(huì)發(fā)展關(guān)系的規(guī)律簡(jiǎn)稱教育外部規(guī)律；其二，關(guān)于教育與人發(fā)展關(guān)系的規(guī)律簡(jiǎn)稱教育內(nèi)部規(guī)律。高等教育外部規(guī)律體現(xiàn)了高等教育一方面受社會(huì)發(fā)展的制約，另一方面又要為社會(huì)發(fā)展服務(wù)。其中，高等教育既受科技發(fā)展水平制約，又需要為科技發(fā)展服務(wù)。從事科學(xué)研究的教師將科研項(xiàng)目融入教學(xué)，促進(jìn)了教學(xué)前沿屬性的提升，開(kāi)闊了學(xué)生視野，增強(qiáng)了學(xué)生的科學(xué)研究意識(shí)和項(xiàng)目總體觀念，培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用所學(xué)理論解決工程復(fù)雜問(wèn)題的能力，強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)工藝流程以及對(duì)社會(huì)、安全、文化等因素的全面考慮[3]。

高等教育內(nèi)部規(guī)律體現(xiàn)了教育的直接功能是促進(jìn)教育對(duì)象——人的發(fā)展，按照馬克思關(guān)于人的全面發(fā)展的學(xué)說(shuō)，就是要實(shí)現(xiàn)人的全面發(fā)展[4]。在教學(xué)中融入科研元素，體現(xiàn)了對(duì)學(xué)生全面發(fā)展的重視程度，使學(xué)生的心理、工程倫理、審美、體能、知識(shí)體系等方面的建立和完善均能得到提升和鍛煉[5]。

在教學(xué)目標(biāo)視野下將科學(xué)研究項(xiàng)目融入教學(xué)以達(dá)到促進(jìn)教學(xué)的目的，正是體現(xiàn)了高等教育外部規(guī)律與內(nèi)部規(guī)律相互聯(lián)系、共同作用的關(guān)系。高等教育外部規(guī)律通過(guò)內(nèi)部規(guī)律來(lái)實(shí)現(xiàn)，而高等教育內(nèi)部規(guī)律要受到外部規(guī)律的制約，兩者在本質(zhì)上是一致的。依據(jù)OBE理念制訂教學(xué)目標(biāo)符合工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求。在教學(xué)目標(biāo)視野下進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新，將科研案例應(yīng)用于教學(xué)，依據(jù)PBL項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)具有實(shí)用價(jià)值。

1 課程目標(biāo)視野下課程宏觀教學(xué)內(nèi)容的研究與實(shí)踐

先依據(jù)學(xué)校辦學(xué)宗旨在新工科和工程教育專業(yè)認(rèn)證大背景下確定課程教學(xué)目標(biāo)，并在教學(xué)目標(biāo)視野下構(gòu)建課程宏觀教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)內(nèi)容的流程簡(jiǎn)圖如圖1所示。在學(xué)生選課名單確定后，正式課堂教學(xué)內(nèi)容開(kāi)始前，要做好學(xué)生的學(xué)情分析，了解學(xué)生的專業(yè)類型，是否參與過(guò)科技創(chuàng)新活動(dòng)，在課程學(xué)習(xí)結(jié)束后是否有意愿參與科研基本能力和創(chuàng)新活動(dòng)。在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，基于基礎(chǔ)PBL項(xiàng)目式的教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置及研究，對(duì)項(xiàng)目載體進(jìn)行選擇確定，并依據(jù)項(xiàng)目載體進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)劃分，教學(xué)環(huán)節(jié)之間的連接要緊湊合理，教學(xué)層次要循序漸進(jìn)。然后，進(jìn)一步將科研融入項(xiàng)目教學(xué)中，比如將電驅(qū)系統(tǒng)多場(chǎng)耦合仿真試驗(yàn)技術(shù)以項(xiàng)目式教學(xué)方式融入教學(xué)，其教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置和研究要符合學(xué)生的能力特點(diǎn)和基礎(chǔ)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)思路，并適當(dāng)進(jìn)行難度提升及前沿拓展。在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)結(jié)束后，學(xué)生畢業(yè)前，對(duì)學(xué)生能力及素質(zhì)培養(yǎng)進(jìn)行全程指導(dǎo)，并鼓勵(lì)能力突出的學(xué)生真正參與到教師的科研項(xiàng)目中來(lái)。

圖1 教學(xué)內(nèi)容的流程簡(jiǎn)圖Fig.1 Diagram of teaching content process

2 課程目標(biāo)牽引下PBL項(xiàng)目式教學(xué)模式的微改革和實(shí)踐創(chuàng)新

以學(xué)生掌握知識(shí)為基礎(chǔ)，以提高學(xué)生科研能力，使其具有解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力為目的，研究二者的內(nèi)在邏輯性。課堂教學(xué)環(huán)節(jié)主要包括基于基礎(chǔ)PBL的教學(xué)模式和基于依托科學(xué)研究項(xiàng)目融于教學(xué)的教學(xué)模式。基于基礎(chǔ)PBL教學(xué)模式的研究主要確定基于基礎(chǔ)項(xiàng)目式教學(xué)的項(xiàng)目選取方法及教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置。基于依托科學(xué)研究項(xiàng)目融于教學(xué)的教學(xué)模式主要研究確定電驅(qū)系統(tǒng)多場(chǎng)耦合仿真技術(shù)的項(xiàng)目提煉方法，以選取能與基礎(chǔ)項(xiàng)目式教學(xué)中相呼應(yīng)的項(xiàng)目，使其既具有一定的科學(xué)研究高度，又具備項(xiàng)目的完整性和代表性，不再是單調(diào)固定模式的傳統(tǒng)PBL教學(xué)模式，而是有縱伸發(fā)展的項(xiàng)目式教學(xué)。通過(guò)PBL教學(xué)微改革，不斷調(diào)整和完善項(xiàng)目載體，追蹤科學(xué)研究前沿，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式不再枯燥，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解和創(chuàng)新意識(shí)，拓展科研思維空間。

3 構(gòu)建完整全面的課程評(píng)價(jià)體系

要基于課程教學(xué)目標(biāo)建立完整全面的課程評(píng)價(jià)體系，充分體現(xiàn)課程評(píng)價(jià)體系的時(shí)空完整性。在教學(xué)環(huán)節(jié)過(guò)程中、教學(xué)結(jié)束后、學(xué)生畢業(yè)后的不同時(shí)間段對(duì)課程進(jìn)行評(píng)價(jià)和優(yōu)化改進(jìn)，并對(duì)教師、督學(xué)、企業(yè)、社會(huì)、不同專業(yè)學(xué)生、不同就業(yè)方向的學(xué)生進(jìn)行空間層面的全面評(píng)價(jià)，進(jìn)而不斷優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，更新教學(xué)環(huán)節(jié)中的項(xiàng)目選取，提升教學(xué)質(zhì)量。

4 教學(xué)效果及反饋

科技創(chuàng)新訓(xùn)練通識(shí)教育選修課已經(jīng)開(kāi)展了十余年，課程以項(xiàng)目式教學(xué)為主線，拓展學(xué)生視野、豐富知識(shí)層次、培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)、提高創(chuàng)新能力，取得了良好的教學(xué)效果。通過(guò)學(xué)生的反饋問(wèn)卷可以看出，本課程推動(dòng)了學(xué)生們積極參與科學(xué)實(shí)踐和積極探索科學(xué)問(wèn)題的興趣。課程具備教學(xué)開(kāi)展所需的機(jī)械加工、機(jī)械裝配、電氣及驅(qū)動(dòng)工藝所需的人員和設(shè)備，具有10 KW電驅(qū)系統(tǒng)綜合試驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)一套，教學(xué)用示波器、萬(wàn)用表、直流穩(wěn)壓電源、信號(hào)發(fā)生器等可滿足300人上課使用。

5 結(jié)語(yǔ)

將科研項(xiàng)目融入教學(xué)不僅可以使學(xué)生的視野變得更加開(kāi)闊，還能使學(xué)生的思維變得更加活躍。教師輔以指導(dǎo)會(huì)讓學(xué)生更加積極地投身到研究性學(xué)習(xí)中來(lái)。工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下，大工程觀要求培養(yǎng)學(xué)生具有運(yùn)用工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。研究型大學(xué)課程改革是一項(xiàng)關(guān)乎我國(guó)高等教育發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，綜合考慮我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要以及研究型大學(xué)教育的具體情況，應(yīng)借鑒世界工科高等工程教育課程改革的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)一流創(chuàng)新型人才，將教學(xué)回歸課堂，并將科學(xué)研究項(xiàng)目融入課堂教學(xué)，以促進(jìn)高等工程教學(xué)工科專業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。