課堂探討式教學(xué)與專利研發(fā)相結(jié)合教學(xué)模式的研究與實(shí)踐

何江斌 陳國升

摘 ? 要： 課堂探討式教學(xué)與專利研發(fā)相結(jié)合的教學(xué)模式，旨在探索在課堂授課中融入相關(guān)專利內(nèi)容的探討與研發(fā)、培養(yǎng)學(xué)生的思考能力、活躍課堂教學(xué)、啟發(fā)學(xué)生的思維碰撞與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)。在教學(xué)實(shí)踐中，提倡教師“專利式”備課和學(xué)生“專利式”預(yù)習(xí)，精心設(shè)計(jì)課堂教學(xué)中每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)與專利相關(guān)問題的探討式教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生課后組織探討、參與專利研發(fā)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽，提高學(xué)生的自學(xué)能力和探索能力，并取得一定的經(jīng)驗(yàn)，可供以后的橋梁與隧道類課程或其他類似課程借鑒。

關(guān)鍵詞： 專利式備課 ? 探討式教學(xué) ? 專利研發(fā) ? 教學(xué)模式

“橋梁施工與維護(hù)”“隧道施工與維護(hù)”等橋梁與隧道類課程，是包括鐵道工程技術(shù)、高速鐵道工程技術(shù)、鐵路橋梁與隧道工程技術(shù)、城市軌道交通工程技術(shù)、道路橋梁工程技術(shù)專業(yè)在內(nèi)的鐵道工程專業(yè)群的專業(yè)核心課程。自2016年以來，為了踐行“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”的精神[1]，我院橋梁與隧道課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了課堂探討式教學(xué)與專利研發(fā)相結(jié)合教學(xué)模式的研究與實(shí)踐，旨在探索在橋梁與隧道類課程中融入相關(guān)專利內(nèi)容的探討與研發(fā)、培養(yǎng)學(xué)生的思考能力、活躍課堂教學(xué)、啟發(fā)學(xué)生的思維碰撞與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)。在教學(xué)實(shí)踐中，提倡教師“專利式”備課和學(xué)生“專利式”預(yù)習(xí)，精心設(shè)計(jì)課堂教學(xué)中每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)與專利相關(guān)問題的探討式教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生課后組織探討、參與專利研發(fā)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽，提高學(xué)生的自學(xué)能力和探索能力，并取得了一定的經(jīng)驗(yàn)，可供以后的橋梁與隧道類課程或其他類似課程借鑒。

一、教師“專利式”備課和學(xué)生“專利式”預(yù)習(xí)

（一）結(jié)合課程授課知識(shí)點(diǎn)，教師進(jìn)行“專利式”備課。

首先，課程團(tuán)隊(duì)定期組織團(tuán)隊(duì)教師進(jìn)行研討，學(xué)習(xí)和研討最新的橋隧結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、橋隧施工工法、橋隧檢測(cè)設(shè)備與檢測(cè)技術(shù)、橋隧結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)維護(hù)常見問題，研討有可能進(jìn)行專利研發(fā)的項(xiàng)目并盡可能羅列;其次，授課教師進(jìn)行課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，確定如何在課堂授課中引入專利研發(fā)與創(chuàng)新知識(shí)點(diǎn)，如何組織學(xué)生在課堂上進(jìn)行探討，如何組織學(xué)生進(jìn)行“頭腦風(fēng)暴式”發(fā)言;再次，授課教師將前一次課或前一學(xué)期循環(huán)授課的課堂探討內(nèi)容或成果融入下一次課或下一學(xué)期的備課中，確保探討式教學(xué)與專利研發(fā)相結(jié)合模式的連續(xù)性。

（二）思考工序項(xiàng)目工作過程中有可能提出研發(fā)的專利，預(yù)設(shè)專利研發(fā)項(xiàng)目。

職業(yè)院校的教師多來自企業(yè)，是擁有教學(xué)與執(zhí)業(yè)資格的“雙師”，教師對(duì)所授課程的具體工序項(xiàng)目較熟悉。在備課時(shí)，教師需仔細(xì)梳理每一個(gè)工序步驟，對(duì)工序步驟中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行假設(shè)，并預(yù)設(shè)好是否可以針對(duì)出現(xiàn)的問題研發(fā)對(duì)應(yīng)的專利，避免學(xué)生對(duì)相關(guān)問題不熟悉而無法進(jìn)行“頭腦風(fēng)暴式”發(fā)言探討。

（三）組織和鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行“專利式”預(yù)習(xí)。

在一堂課結(jié)束后，授課教師可將下一次課需要預(yù)習(xí)的內(nèi)容和預(yù)設(shè)好的專利研發(fā)項(xiàng)目布置給學(xué)生預(yù)習(xí)，并可在課后利用QQ群或微信群組織學(xué)生進(jìn)行“預(yù)熱”討論，促使學(xué)生提前預(yù)習(xí)課本內(nèi)容、網(wǎng)上查詢相關(guān)專業(yè)資料。

二、課堂探討式教學(xué)與專利研發(fā)相結(jié)合教學(xué)模式的授課實(shí)施

（一）專利研發(fā)項(xiàng)目在知識(shí)點(diǎn)講解前提出的模式。

授課教師在授課時(shí)，在講解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)前向全班學(xué)生“拋出”預(yù)設(shè)好的專利研發(fā)項(xiàng)目，在授課過程中充分吸引學(xué)生的注意力、調(diào)動(dòng)學(xué)生的思考。在相關(guān)知識(shí)點(diǎn)講解結(jié)束后，可立即組織學(xué)生進(jìn)行探討，加深學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解，并從學(xué)生的探討式發(fā)言中吸取專利研發(fā)的設(shè)計(jì)靈感。例如，在進(jìn)行“垂直導(dǎo)管法水下混凝土灌注工藝”教學(xué)時(shí)，結(jié)合鄭州黃河公鐵兩用橋主橋長(zhǎng)大鉆孔樁施工技術(shù)[2]（17-19），授課教師在講解前拋出了預(yù)設(shè)好的“一種水下混凝土灌注前導(dǎo)管滲水檢測(cè)裝置、一種泥漿比重快速檢測(cè)裝置、一種確保鋼筋籠保護(hù)層厚度的裝置”專利研發(fā)項(xiàng)目。在這種模式的探討式授課過程中，學(xué)生會(huì)對(duì)相關(guān)工序步驟進(jìn)行多聽、多想、多說，加深學(xué)生對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的理解，教師從這些學(xué)生的探討中吸取專利研發(fā)的設(shè)計(jì)靈感。這種模式適合一些結(jié)構(gòu)或工藝步驟較復(fù)雜的知識(shí)點(diǎn)授課。

（二）專利研發(fā)項(xiàng)目在知識(shí)點(diǎn)講解過程中提出的模式。

授課教師在課堂授課時(shí)，在相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的授課過程中，突然向全班學(xué)生“拋出”預(yù)設(shè)好的專利研發(fā)項(xiàng)目，并立即組織學(xué)生進(jìn)行“頭腦風(fēng)暴式”發(fā)言探討。例如，在進(jìn)行“使用串筒或溜槽灌注有一定高差的混凝土”教學(xué)時(shí)，授課教師突然“拋出”了預(yù)設(shè)好的“一種保證混凝土不離析的串筒裝置、一種快速安裝和調(diào)節(jié)高度的混凝土溜槽裝置”[3]（45-47）專利研發(fā)項(xiàng)目，由于該項(xiàng)目工藝較簡(jiǎn)單，學(xué)生不需要過多思考，在“頭腦風(fēng)暴式”發(fā)言探討中，學(xué)生們提出了“串筒可設(shè)置成倒梯形防止混凝土離析、串筒每隔一定距離增設(shè)一個(gè)混凝土儲(chǔ)料斗防離析、類似混凝土泵車機(jī)械臂一樣的溜槽裝置、可折疊式溜槽裝置”等新奇的想法。在這種模式的探討式授課過程中，學(xué)生不易受“教師權(quán)威”的影響，充分表達(dá)出各種奇思妙想，不僅活躍課程、促進(jìn)教學(xué)，而且讓教師得到不少專利研發(fā)的設(shè)計(jì)靈感。這種模式適合一些結(jié)構(gòu)或工藝步驟較簡(jiǎn)單的知識(shí)點(diǎn)授課。

（三）專利研發(fā)項(xiàng)目在課堂小結(jié)中提出的模式。

授課教師在課堂授課結(jié)束前5分鐘—10分鐘，向全班學(xué)生“拋出”預(yù)設(shè)好的專利研發(fā)項(xiàng)目，再組織學(xué)生進(jìn)行探討式發(fā)言，把探討式發(fā)言作為此次課的課堂小結(jié)。例如，授課教師在完成“后張法簡(jiǎn)支梁預(yù)應(yīng)力張拉”課堂授課后，向全班學(xué)生“拋出”了預(yù)設(shè)好的“一種預(yù)應(yīng)力鋼束穿束裝置、一種快速安裝張拉千斤頂裝置、一種張拉力語音播報(bào)裝置”[4]（92-95）等專利研發(fā)項(xiàng)目。學(xué)生在針對(duì)這些教師預(yù)設(shè)的專利研發(fā)項(xiàng)目進(jìn)行探討式發(fā)言時(shí)，無形中由學(xué)生們對(duì)此次課進(jìn)行小結(jié)，同時(shí)讓教師得到了專利研發(fā)的設(shè)計(jì)靈感。這種模式適合整堂課工藝連續(xù)的知識(shí)點(diǎn)授課。

（四）召開專利研發(fā)項(xiàng)目課后研討會(huì)的模式。

授課教師在授課結(jié)束后，利用課后時(shí)間，組織學(xué)生對(duì)預(yù)設(shè)的專利研發(fā)項(xiàng)目進(jìn)行研討，吸收部分學(xué)生進(jìn)入已有的專利項(xiàng)目研發(fā)小組，或新組建專利項(xiàng)目研發(fā)小組。在此種模式的研討或后續(xù)專利項(xiàng)目的研發(fā)中，不僅可以促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)知識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和操作技能，還可以在學(xué)生群體里傳播創(chuàng)新和競(jìng)賽的動(dòng)能。