工程型教学理念下大学生实践教学模式和教学效果分析

孙涛+张振东+钱炜+施小明+朱坚民+孙跃东

摘 要：工科大学生的专业能力和专业素养一直是工科高校人才培养的首要目标。通过对大学生实践教学环节的不断改善和优化，围绕着“学生中心—兴趣驱动—社团依托—问题导向”这一模式，着力培养大学生应用所学知识分析实际问题的能力。笔者通过对近几年参加智能车创新竞赛活动学生的发展状况分析，发现学生通过创新实践活动，在主动获得知识的同时，也培养了自身的专业实践能力及综合素质，获得了用人单位的良好评价。

关键词：工程型；大学生；实践教学；智能车设计

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 收稿日期：2016-02-01

当前我国正处于工业化进程中，国家做出了走新型工业化道路的战略布局。面对我国经济发展转型升级与全面提升国际竞争的紧迫需求，培养造就一批创新能力强、具有宽广的国际视野、适应我国经济社会发展需要的各类工程型人才，是增强我国核心竞争力、建设创新型国家、走新型工业化道路的必然选择。2010年6月，教育部启动实施了“卓越工程师教育培养计划”，旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为建设创新型国家和人才强国战略服务。[1]

上海理工大学（以下简称“我校”）作为一所国内重点理工科大学，人才培养的目标是培养具有国际视野的“工程型、国际化、创新型”复合型人才，而机械类及电子类学生的工程实践能力如何是该类毕业生能否获得企业和社会认可的关键。为此，本文的目的是探讨在工程型教学理念引领下的实践性教学模式和教学效果。

一、以学生为中心的启发式实践教学模式

我校飞思卡尔智能车团队是以培养学生课外创新能力为目的组建的团队，并且每年参加全国飞思卡尔智能车竞赛。该项赛事是集车辆工程、控制理论、模式识别、传感技术、电子及计算机技术等专业技术为一体的赛事。如此多的学科交叉，需要学生具有很强的综合设计基础和分析问题的能力。如果采取“填鸭式”教学，传输知识以讲授为主的教学模式，不仅会加重学生的负担，使学生再学习过程中比较被动，更可能会使学生丧失原有的实践兴趣。[2]为此，结合学生的实际情况，我校设计了以学生为中心的启发式实践教学模式。通过与学生沟通，充分利用每2周1次的赛队集中培训时间，鼓励学生对历届参赛作品案例发表个人的见解和认识，启发学生在原有的基础上提出更好的方法和策略。向学生简单讲述赛车理论及单圈时间优化算法等基础知识，在此基础上，启发学生利用机械创新实践课程下发车模及电子电器组件，在规定的时间内完成车模底盘调校，电源电路设计，简单车道的识别，实现智能车的基本功能，使学生自主学习能力自然而然得到提升，同时，教师积极利用机械创新实践课堂时间与学生进行专业互动。

二、以学生社团建设为依托的实践管理模式

信息化、集成化技术的飞速发展使得现代社会对大学生的综合能力提出了更高的要求。通过大学生实践活动可以看出，学生社团是学校教育同社会实践密切联系的重要纽带，也是学生步入社会前锻炼自身综合素质的理想见习组织。我校大学生智能车社团通过筹备组建—团队培训—组织竞赛等一系列活动，有效提升了学生的综合能力和素质，[3][4]学生通过参加飞思卡尔智能车校内比赛活动，加深了对专业的认识、培养了责任意识、团队协作意识，提升了实践能力和沟通能力。通过不断交流与学习，也使自己某一方面的技能得到了锻炼和提高。在向外界展示自己成果的同时，获得了较强的自我认同感，提高了自信心，从而为以后参与社会实践和更好地适应社会打下坚实的基础。

三、以问题为导向的探究性学习方式

以问题为导向的探究性学习指学生通过探索、思考、查阅资料等一系列活动发现问题，主动获取科学知识，应用知识来解决问题，并在这个过程中，学会科学的方法和技能、科学的思维方式，形成科学观点和科学精神。飞思卡尔智能车团队以教师基本原理及关键知识点的讲解—任务组别分配—学生收集查找资料—发现问题—实际操作—团队讨论并确定方案—完成任务的PBL方法来引导学生研究并解决在电动模型车设计中遇到的问题。[5][6]具体如下：针对各个参赛组别队伍的不同特点（光电组、电磁组、摄像头组），制订不同阶段、不同类别的车模功能考核目标，引导学生发现问题并解决问题，以每组组长为考核主体，并检查每组学生成员的具体承担任务情况、熟悉程度及协作状况，从而对每一组学生的车模设计水平进行综合评价。同时，针对各组别转向、速度控制及车道保持等共性的算法问题，设计开发比例模型车系统进行统一验证，掌握规律后再传授给学生。

以问题为导向的探究性学习，使学生由过去主要听从教师讲授和传统的学科概念开始学习的方式变为学生通过自己的创新实践来发现并深化对学科概念和规律认识的方式。这种学习方式使大学生思维方式实现了从单一学科向多学科思维方式的转变，有利于团队成员形成分工协作，以提升未来应对复杂工程问题时的分析与综合能力。

四、以学习成果评价为核心的教学效果分析

我校飞思卡尔智能车团队针对相关赛事的准备工作往往是从每届比赛结束后就要开始，进行“招新、培训、选优、参赛”等工作，在实践教学上注重抓好学生课余时间，使每位成员树立项目团队协作、总体规划设计、任务分解与时间节点检查等工程开发流程的责任与意识。飞思卡尔智能车团队对学生能力的培养与个人的专业发展贡献是显而易见的，以机械和光电学生为主体的智能车赛队参加了近几年的全国飞思卡尔大学生智能车竞赛，多次获得好成绩——华东赛区一等奖和二等奖，受到了校内外人士的认可和好评。飞思卡尔智能车团队以“职业规划—问题驱动—理论分析—工程设计”的课内外一体化大学生创新为教育平台，培养学生的工程思维。第一届学生张丹青同学在参与大学生创新项目实践活动后，对车辆动力学与控制方向产生了很大兴趣，顺利考上美国底特律大学博士，并在纯电动车方向继续研究深造；唐超、武剑同学顺利保研，进入硕士阶段，继续在汽车电控领域学习并表现出极强的科研创新能力；毛小宇同学顺利考入同济大学车辆工程专业；王宏武同学被顺利保送至上海交通大学；陈奇才、陈铁、梁国清、李凯、袁印、苗森、黄序、何子慧等同学在科研及工作实践中获得了导师的认可和公司的青睐。

通过以上工程型教学理念下实践教学模式及效果分析可以看出，该教学模式不仅为工科学生提供了一种更为积极自主的学习方式，提升了工科学生的综合能力，同时也为工科专业大学生创新能力的培养做出了一种有益的探索和尝试。

参考文献：

[1]刘 峰，张炳力，王其东.基于车辆工程专业的大学生科技创新能力培养模式研究[J].华东经济管理，2006，20（10）.

[2]施小明，孙 涛.大学生创新能力培养体系研究与机械类实证分析[M].武汉：华中科技大学出版社，2013.

[3][6]张 武，郭 卫，寇发荣.多途径促进车辆工程专业大学生人才培养[J].科技视界，2015，（23）.

[4]刘国满，盛 敬，刘新刚.车辆工程专业实践教学引人PBL教学法的探索[J]. 科技视界，2015，（17）.

[5]胡艳菊.高校大学生创新能力培养与提高的方法初探[J].吉林化工学院学报，2010，（6）.