“科研反哺教學(xué)”模式的研究與實(shí)踐

摘要：通過(guò)對(duì)“科研反哺教學(xué)”新型教學(xué)模式的研究和實(shí)踐，提出了進(jìn)行“科研反哺教學(xué)模式”研究應(yīng)該具備的條件，介紹了實(shí)踐“科研反哺教學(xué)”教學(xué)模式的具體內(nèi)容以及學(xué)生的反饋意見(jiàn)和實(shí)施效果。豐富的科研成果是進(jìn)行該模式的關(guān)鍵，所選案例應(yīng)該與學(xué)生的學(xué)習(xí)課程密切相關(guān)，高校應(yīng)采取相關(guān)的政策鼓勵(lì)教師把科研成果引進(jìn)課堂，加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：科研；教學(xué)；反哺；案例

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）35-0025-02

目前我國(guó)大部分高校由于相關(guān)政策導(dǎo)向造成了教師重科研、輕教學(xué)的現(xiàn)象，并且這種現(xiàn)象日益嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了教學(xué)工作，使教學(xué)質(zhì)量大打折扣。為了扭轉(zhuǎn)這一現(xiàn)象，一些高校教育工作者提出以科研反哺教學(xué)，并對(duì)該新型教學(xué)模式做了相關(guān)研究。所謂“科研反哺教學(xué)”，就是優(yōu)先發(fā)展起來(lái)的科研一方對(duì)發(fā)展相對(duì)緩慢的教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行行之有效的幫助，以實(shí)現(xiàn)科研和教學(xué)二者的共同發(fā)展。針對(duì)該問(wèn)題，有學(xué)者提出了進(jìn)行“科研反哺教學(xué)”工作的多種措施[1]，提出高校應(yīng)該建立相關(guān)明確的政策，來(lái)保證教師將科研成果引入教學(xué)應(yīng)獲得的實(shí)際績(jī)效和報(bào)酬[2]。

在此背景下，筆者從2009年開(kāi)始進(jìn)行“科研反哺教學(xué)”模式的研究并付諸于實(shí)踐。實(shí)踐目的是活躍課堂氣氛，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教會(huì)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來(lái)解決工程實(shí)際問(wèn)題，來(lái)促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

一、“科研反哺教學(xué)”模式研究應(yīng)具備的條件

1.具有深厚的科研積累

筆者所在的實(shí)驗(yàn)室是省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，所在教學(xué)團(tuán)隊(duì)多年來(lái)從事帶式輸送機(jī)系統(tǒng)的研發(fā)工作，解決了帶式輸送機(jī)可控起動(dòng)和多驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)力平衡問(wèn)題、可控制動(dòng)問(wèn)題和帶式輸送機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)等多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，并開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的關(guān)鍵設(shè)備，主要有：YNRQD型液體粘性可控起動(dòng)裝置；KZP型盤(pán)式可控制動(dòng)裝置；液體粘性可控制動(dòng)裝置；與以上裝置配套的電控系統(tǒng)。這些成果已經(jīng)成功應(yīng)用于我國(guó)煤炭、水泥、電力等行業(yè)，近幾年來(lái)為企業(yè)創(chuàng)造了十余億元的經(jīng)濟(jì)效益，為我國(guó)礦山大型帶式輸送機(jī)的自主設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

2.科研成果與學(xué)生所學(xué)課程密切相關(guān)

筆者所在的學(xué)校以煤炭為特色，因此筆者所執(zhí)教的機(jī)械電子工程專(zhuān)業(yè)和機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的學(xué)生在大四上學(xué)期均開(kāi)設(shè)60個(gè)課時(shí)的礦井運(yùn)輸提升課程，并進(jìn)行為時(shí)三周的課程設(shè)計(jì)。該課程中的帶式輸送機(jī)運(yùn)輸部分和筆者所從事的科研工作密切相關(guān)；長(zhǎng)達(dá)60課時(shí)的課堂教學(xué)和三個(gè)周的課程設(shè)計(jì)為該模式的實(shí)施也提供了便利條件。

3.專(zhuān)業(yè)工程應(yīng)用性強(qiáng)但實(shí)踐教學(xué)不足

筆者所從教的機(jī)械電子工程專(zhuān)業(yè)和機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)是工程應(yīng)用和實(shí)踐性非常強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)。學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)主要通過(guò)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、金工實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)和平時(shí)的課程實(shí)驗(yàn)。但受諸多因素制約，除了在校內(nèi)金工實(shí)訓(xùn)中心進(jìn)行的金工實(shí)習(xí)能夠讓學(xué)生自己動(dòng)手操作外，其他實(shí)習(xí)只是一種參觀實(shí)習(xí)。因此，大學(xué)四年中工程應(yīng)用成了學(xué)生最為缺乏的部分，而該部分也是學(xué)生最為感興趣的部分。進(jìn)行科研反哺教學(xué)，把實(shí)際工程知識(shí)引入到教學(xué)中能在一定程度上彌補(bǔ)實(shí)踐教學(xué)中的不足。

二、實(shí)施“科研反哺教學(xué)”模式的內(nèi)容和效果

1.實(shí)施“科研反哺教學(xué)”模式的內(nèi)容

近年來(lái)，筆者將多個(gè)科研成果以工程案例的形式引入教學(xué)內(nèi)容，并帶入本科生課堂。在這里筆者選擇三個(gè)案例進(jìn)行介紹。

（1）液體粘性可控起動(dòng)裝置的控制問(wèn)題。液體粘性可控起動(dòng)裝置是筆者所在的教學(xué)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行帶式輸送機(jī)可控起動(dòng)問(wèn)題研究時(shí)研發(fā)的一種新型設(shè)備。筆者所從教專(zhuān)業(yè)的學(xué)生所使用的教材上介紹到帶式輸送機(jī)系統(tǒng)的可控啟動(dòng)裝置部分時(shí)，只是介紹了該裝置的工作原理，依靠改變工作油缸中的油壓來(lái)調(diào)節(jié)主動(dòng)摩擦片和從動(dòng)摩擦片間的油膜厚度，從而達(dá)到改變輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的目的，但是對(duì)該裝置的控制系統(tǒng)沒(méi)有涉及。如何改變工作油缸中的油壓？就此問(wèn)題筆者用1學(xué)時(shí)專(zhuān)門(mén)進(jìn)行了以學(xué)生為主題的課堂討論。最后，筆者向?qū)W生講解了該問(wèn)題的研究思路和研究結(jié)果。該裝置的液壓控制系統(tǒng)起初采用電液比例閥控制，通過(guò)改變電液比例閥的電流來(lái)改變工作油缸中的壓力；但由于電液比例閥存在泄漏問(wèn)題，又引入變頻技術(shù)，通過(guò)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)改變液壓泵的流量，結(jié)合調(diào)速閥，從而改變工作油缸中的壓力。

引進(jìn)這個(gè)案例的目的是：電液比例閥是學(xué)生“液壓傳動(dòng)控制”課程學(xué)到的一種液壓元件，它可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械和電氣的接口；變頻技術(shù)是“機(jī)電傳動(dòng)控制”課程涉及到的內(nèi)容；該裝置用到的知識(shí)都是學(xué)生了解的，從而改變學(xué)生對(duì)科研的恐懼感，鼓勵(lì)學(xué)生多思考問(wèn)題，進(jìn)行創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（2）自冷盤(pán)式制動(dòng)裝置的冷卻問(wèn)題。自冷盤(pán)式可控制動(dòng)裝置是筆者所在教學(xué)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的新型制動(dòng)裝置，是帶式輸送機(jī)系統(tǒng)中所使用的可控制動(dòng)裝置之一。教材介紹盤(pán)式制動(dòng)裝置時(shí)，對(duì)其冷卻問(wèn)題只是簡(jiǎn)單地進(jìn)行介紹。就此問(wèn)題筆者專(zhuān)門(mén)和學(xué)生進(jìn)行了討論，學(xué)生想出了多種冷卻方案，如利用灑水閥、風(fēng)扇等等。而自冷盤(pán)式制動(dòng)裝置把制動(dòng)盤(pán)制成中空葉片式，工作時(shí)依靠離心力把熱空氣甩出，進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的研究思路，實(shí)際上是筆者所在的教學(xué)團(tuán)隊(duì)的一名教師把離心式通風(fēng)機(jī)的葉輪變形設(shè)計(jì)成制動(dòng)盤(pán)而移植到盤(pán)式制動(dòng)裝置上，研發(fā)出自冷盤(pán)式制動(dòng)裝置。如圖1所示。

此案例引入的要點(diǎn)是讓學(xué)生知道新設(shè)備的發(fā)明、創(chuàng)造是可以根據(jù)原有設(shè)備進(jìn)行改造創(chuàng)新的，從而鼓勵(lì)學(xué)生多觀察，多思考問(wèn)題，進(jìn)行大膽創(chuàng)新。

（3）帶式輸送機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以S7-200PLC為控制核心的電控系統(tǒng)，是筆者所在的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的又一新型控制系統(tǒng)，教材中沒(méi)有相關(guān)介紹。筆者通常會(huì)用2個(gè)課時(shí)的時(shí)間來(lái)講解該自動(dòng)控制系統(tǒng)，以拓展學(xué)生的知識(shí)領(lǐng)域。通過(guò)系列問(wèn)題可讓學(xué)生明白，在工程實(shí)際中，按下電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)按鈕，由于諸多原因電動(dòng)機(jī)并不一定能夠啟動(dòng)，需要用電動(dòng)機(jī)的某些參數(shù)進(jìn)行反饋。當(dāng)涉及到下運(yùn)帶式輸送機(jī)的“同步投入”和“同步切除”概念時(shí)，則讓學(xué)生明白，并不是所有的系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)都要立即啟動(dòng)；而系統(tǒng)停止時(shí)，電動(dòng)機(jī)則要馬上停止。這些來(lái)自工程實(shí)際中的問(wèn)題，學(xué)生是從教科書(shū)上學(xué)不到的，因此學(xué)生對(duì)這類(lèi)即能夠結(jié)合他們所學(xué)知識(shí)又能夠聯(lián)系工程現(xiàn)場(chǎng)的問(wèn)題非常感興趣。PLC和電動(dòng)機(jī)的知識(shí)都是學(xué)生在之前的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程中所學(xué)到的，該案例引入關(guān)注點(diǎn)在于讓學(xué)生明白對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握是非常重要的，從而扭轉(zhuǎn)學(xué)生的“課堂學(xué)習(xí)的知識(shí)無(wú)用”論，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

2.學(xué)生反饋和實(shí)施該活動(dòng)的效果

課堂上，學(xué)生對(duì)該模式的教學(xué)活動(dòng)表現(xiàn)出來(lái)的興趣和熱情是空前的，他們積極參與討論，發(fā)表自己的見(jiàn)解。課程臨近結(jié)束時(shí)，筆者讓學(xué)生進(jìn)行書(shū)面點(diǎn)評(píng)，幾屆的學(xué)生中90%以上的學(xué)生表示支持，并有多名學(xué)生表示“這樣的教學(xué)模式拉近了他們與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的距離”、“能夠把以前學(xué)到的知識(shí)融入到實(shí)際應(yīng)用中”、“了解了所學(xué)知識(shí)的使用價(jià)值”、“希望這樣的活動(dòng)能更多”、“希望這樣的活動(dòng)能夠在其它課程進(jìn)行推廣”等等。

大四下學(xué)期，筆者所在的教學(xué)團(tuán)隊(duì)以“帶式輸送機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)”為課題進(jìn)行指導(dǎo)的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，有兩名學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文獲得省級(jí)優(yōu)秀學(xué)士學(xué)位論文。筆者作為指導(dǎo)教師指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)生走上與煤炭行業(yè)相關(guān)的工作崗位大都提前于實(shí)習(xí)期進(jìn)入技術(shù)研發(fā)部。

三、實(shí)踐“科研反哺教學(xué)”模式總結(jié)

1.案例選擇要合適，切入點(diǎn)要正確

在實(shí)踐這種教學(xué)模式時(shí)，案例選擇非常重要。筆者認(rèn)為：案例選擇要合適，案例的剪裁要得當(dāng)。案例的選擇要和學(xué)生所需課程密切相關(guān)，要選取案例的某個(gè)知識(shí)點(diǎn)融入到教學(xué)中。切記選題過(guò)大，把整個(gè)科研項(xiàng)目都搬入課堂[3]。要根據(jù)學(xué)生的知識(shí)水平，選取的案例應(yīng)該能在學(xué)生接受的能力范圍內(nèi)，不能太容易也不能太難，這樣容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如果太容易，學(xué)生就會(huì)失去探索的積極性；如果所選知識(shí)點(diǎn)太難，超過(guò)學(xué)生的接受能力，學(xué)生不能理解就會(huì)產(chǎn)生厭學(xué)情緒，甚至對(duì)科研產(chǎn)生畏懼感。

2.科研與教學(xué)相輔相成

豐富的科研成果是實(shí)施“科研反哺教學(xué)”模式的關(guān)鍵。只有教師具備一定的科研積累，在引入案例時(shí)才能夠游刃有余。如果沒(méi)有豐富的科研成果此活動(dòng)就變成“無(wú)源之水，無(wú)本之木”。因此高校教師應(yīng)該教學(xué)與科研并重，既要強(qiáng)調(diào)教學(xué)工作的重要地位，又要重視科研工作的開(kāi)展。[4]在開(kāi)展科研工作的同時(shí)，將科研成果注入教學(xué)，才能實(shí)現(xiàn)教學(xué)與科研的相互促進(jìn)。那種功利化的、專(zhuān)門(mén)化的科研或以損害教學(xué)質(zhì)量為代價(jià)而去搞科研的做法是不可取的。[5]

3.高校要建立相關(guān)的政策保障

就一般高校而言，大多數(shù)教師存在重學(xué)術(shù)科研、輕科研成果轉(zhuǎn)化教學(xué)的價(jià)值觀念。高校雖然鼓勵(lì)科研成果走進(jìn)課堂，但是在教學(xué)政策和制度上沒(méi)有相應(yīng)規(guī)定，在考核、職稱(chēng)評(píng)審和收入等方面也沒(méi)有明確體現(xiàn)，教師從事這種工作時(shí)所付出的勞動(dòng)與個(gè)人所得嚴(yán)重不符，體現(xiàn)不出個(gè)人價(jià)值，積極性受到影響。因此高校應(yīng)該增加科研成果引入教學(xué)的考核指標(biāo)，并給予合適的經(jīng)費(fèi)支持。[6]

4.利用科學(xué)研究促進(jìn)課堂教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

筆者多年的從教經(jīng)驗(yàn)，深知“滿(mǎn)堂灌”的教學(xué)模式容易使學(xué)生倦怠；完全依賴(lài)教材，“照本宣科”，很難調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。把科研成果引進(jìn)課堂，實(shí)施科研反哺教學(xué)，無(wú)異于是向?qū)W生注入了強(qiáng)針劑，活躍了課堂氛圍，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。實(shí)施科研反哺教學(xué)，把工程知識(shí)引入到教學(xué)中，擴(kuò)展了學(xué)生的知識(shí)范圍，拉近了學(xué)生同工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的距離，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題和分析問(wèn)題的能力，鼓勵(lì)學(xué)生思考問(wèn)題，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。因此，筆者認(rèn)為該教學(xué)模式具有較高的應(yīng)用價(jià)值，應(yīng)予以推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]李昌祖，馮雯.大學(xué)“科研反哺教學(xué)”及其實(shí)施[J].教育發(fā)展研究，2009，（19）：71-74.

[2]王啟立，胡亞非.將科研項(xiàng)目帶入課堂，將學(xué)生帶入科研訓(xùn)練計(jì)劃[J].化學(xué)工程與裝備，2010，（5）：12-14.

[3]王永生.工程案例教學(xué)：讓科研走進(jìn)本科生課堂[J].高等工程教育研究，2005，（3）：94-96.

[4]石輝.科研促進(jìn)本科教學(xué)的幾點(diǎn)思考[J].西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2006，（6）：45-48.

[5]屈林巖.大學(xué)生學(xué)習(xí)改革與創(chuàng)新研究[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2004，

（6）：18-20.

[6]王建明，周潔.從課程建設(shè)視角談科研成果引入教學(xué)[J].江蘇高教，2007，（3）：84-86.

（責(zé)任編輯：王祝萍）