科研融入教學對高等工程教育課程的促進作用

于雅莉，張國勝

(哈爾濱工程大學，哈爾濱150001)

0 引言

大學是育人之本，大學是科學之根，培養(yǎng)高素質(zhì)人才始終是大學責無旁貸的基本目標和根本任務，而課堂教學則是人才培養(yǎng)的主渠道[1]?？萍紕?chuàng)新訓練課程作為工程教育環(huán)節(jié)中的通識教育選修課，在課程目標視野下，以項目式教學模式為牽引動力，開闊學生視野，并將科研融入教學以拓展教學內(nèi)容，提升課程前沿屬性，提升學生的工程意識和整體工程觀念，其課程的改革與創(chuàng)新設計具有理論及實踐意義[2]。

著名高等教育學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)于教育與社會發(fā)展關(guān)系的規(guī)律簡稱教育外部規(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發(fā)展的制約，另一方面又要為社會發(fā)展服務。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。從事科學研究的教師將科研項目融入教學，促進了教學前沿屬性的提升，開闊了學生視野，增強了學生的科學研究意識和項目總體觀念，培養(yǎng)了學生運用所學理論解決工程復雜問題的能力，強化了學生對工藝流程以及對社會、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教育對象——人的發(fā)展，按照馬克思關(guān)于人的全面發(fā)展的學說，就是要實現(xiàn)人的全面發(fā)展[4]。在教學中融入科研元素，體現(xiàn)了對學生全面發(fā)展的重視程度，使學生的心理、工程倫理、審美、體能、知識體系等方面的建立和完善均能得到提升和鍛煉[5]。

在教學目標視野下將科學研究項目融入教學以達到促進教學的目的，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)律通過內(nèi)部規(guī)律來實現(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理念制訂教學目標符合工程教育專業(yè)認證標準要求。在教學目標視野下進行教學內(nèi)容創(chuàng)新，將科研案例應用于教學，依據(jù)PBL項目驅(qū)動式教學模式進行教學內(nèi)容設計具有實用價值。

1 課程目標視野下課程宏觀教學內(nèi)容的研究與實踐

先依據(jù)學校辦學宗旨在新工科和工程教育專業(yè)認證大背景下確定課程教學目標，并在教學目標視野下構(gòu)建課程宏觀教學內(nèi)容，教學內(nèi)容的流程簡圖如圖1所示。在學生選課名單確定后，正式課堂教學內(nèi)容開始前，要做好學生的學情分析，了解學生的專業(yè)類型，是否參與過科技創(chuàng)新活動，在課程學習結(jié)束后是否有意愿參與科研基本能力和創(chuàng)新活動。在課堂教學環(huán)節(jié)，基于基礎PBL項目式的教學環(huán)節(jié)設置及研究，對項目載體進行選擇確定，并依據(jù)項目載體進行知識點劃分，教學環(huán)節(jié)之間的連接要緊湊合理，教學層次要循序漸進。然后，進一步將科研融入項目教學中，比如將電驅(qū)系統(tǒng)多場耦合仿真試驗技術(shù)以項目式教學方式融入教學，其教學環(huán)節(jié)的設置和研究要符合學生的能力特點和基礎項目驅(qū)動思路，并適當進行難度提升及前沿拓展。在課堂教學環(huán)節(jié)結(jié)束后，學生畢業(yè)前，對學生能力及素質(zhì)培養(yǎng)進行全程指導，并鼓勵能力突出的學生真正參與到教師的科研項目中來。

圖1 教學內(nèi)容的流程簡圖Fig.1 Diagram of teaching content process

2 課程目標牽引下PBL項目式教學模式的微改革和實踐創(chuàng)新

以學生掌握知識為基礎，以提高學生科研能力，使其具有解決工程實際問題的能力為目的，研究二者的內(nèi)在邏輯性。課堂教學環(huán)節(jié)主要包括基于基礎PBL的教學模式和基于依托科學研究項目融于教學的教學模式?；诨APBL教學模式的研究主要確定基于基礎項目式教學的項目選取方法及教學環(huán)節(jié)設置?；谝劳锌茖W研究項目融于教學的教學模式主要研究確定電驅(qū)系統(tǒng)多場耦合仿真技術(shù)的項目提煉方法，以選取能與基礎項目式教學中相呼應的項目，使其既具有一定的科學研究高度，又具備項目的完整性和代表性，不再是單調(diào)固定模式的傳統(tǒng)PBL教學模式，而是有縱伸發(fā)展的項目式教學。通過PBL教學微改革，不斷調(diào)整和完善項目載體，追蹤科學研究前沿，學生的學習方式不再枯燥，增強學生對基礎知識的理解和創(chuàng)新意識，拓展科研思維空間。

3 構(gòu)建完整全面的課程評價體系

要基于課程教學目標建立完整全面的課程評價體系，充分體現(xiàn)課程評價體系的時空完整性。在教學環(huán)節(jié)過程中、教學結(jié)束后、學生畢業(yè)后的不同時間段對課程進行評價和優(yōu)化改進，并對教師、督學、企業(yè)、社會、不同專業(yè)學生、不同就業(yè)方向的學生進行空間層面的全面評價，進而不斷優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，更新教學環(huán)節(jié)中的項目選取，提升教學質(zhì)量。

4 教學效果及反饋

科技創(chuàng)新訓練通識教育選修課已經(jīng)開展了十余年，課程以項目式教學為主線，拓展學生視野、豐富知識層次、培養(yǎng)創(chuàng)新意識、提高創(chuàng)新能力，取得了良好的教學效果。通過學生的反饋問卷可以看出，本課程推動了學生們積極參與科學實踐和積極探索科學問題的興趣。課程具備教學開展所需的機械加工、機械裝配、電氣及驅(qū)動工藝所需的人員和設備，具有10 KW電驅(qū)系統(tǒng)綜合試驗測試平臺一套，教學用示波器、萬用表、直流穩(wěn)壓電源、信號發(fā)生器等可滿足300人上課使用。

5 結(jié)語

將科研項目融入教學不僅可以使學生的視野變得更加開闊，還能使學生的思維變得更加活躍。教師輔以指導會讓學生更加積極地投身到研究性學習中來。工程教育專業(yè)認證背景下，大工程觀要求培養(yǎng)學生具有運用工程基礎和專業(yè)知識解決復雜工程問題的能力。研究型大學課程改革是一項關(guān)乎我國高等教育發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，綜合考慮我國社會經(jīng)濟發(fā)展的需要以及研究型大學教育的具體情況，應借鑒世界工科高等工程教育課程改革的先進經(jīng)驗，培養(yǎng)一流創(chuàng)新型人才，將教學回歸課堂，并將科學研究項目融入課堂教學，以促進高等工程教學工科專業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。