過程裝備與控制工程專業新生研討課探索

彭劍 陸怡 高光藩

摘 要：創新性人才培養依賴于本科教育模式的創新與探索，新生研討課將科學研究與本科教學有機結合，有助于激發新生的專業興趣，培養創新研究型人才。文章闡述了新生研討課的特點，并將新生研討課與傳統理論課程進行比較。結合過程裝備與控制工程專業復合型人才培養的需要，闡述了新生研討課對專業人才培養的作用，并根據教學實踐案例介紹了過程裝備與控制工程專業新生研討課程的建設思路。

關鍵詞：新生研討課；過程裝備與控制工程；教學實踐

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2018）21-0084-03

Abstract： The innovative talent training relies on the innovation and exploration of undergraduate education mode. The freshman seminar is the organic combination of scientific research and undergraduate teaching， which helps to inspire major interests and cultivate the innovative research talents. This paper expounds the characteristics of freshman seminar and compares them with traditional theory course. Combined with the talent training need for the process equipment and control engineering majors， this paper analyzes the role of the freshman seminar on the professional talent training. Moreover， the construction idea of freshman seminar for process equipment and control engineering is introduced based on teaching practice.

Keywords： freshman seminar； process equipment and control engineering； teaching practice

人才培養是大學教育的根本，正如教育部長陳寶生6月22日在新時代全國高等學校本科教育工作會議上指出：高教大計、本科為本，本科不牢、地動山搖，把人才培養的質量和效果作為檢驗一切工作的根本標準[1]。傳統的本科教學以教材為基礎，科學研究在本科課堂上體現不足，學生的創新能力培養受到限制。新生研討課打破了傳統課程以教材為依據的教學方法，將教師的科研工作與本科教學緊密的結合起來，更有利于促進本科人才創新能力的培養[2]。

新生研討課起源于20世紀50年代哈佛大學創建的面向新生開設的探索研究型課程[3]。我國清華大學于2003年率先開設了新生研討課程，而后在國內高校得到了推廣，包括上海交通大學、浙江大學等高校相續開設了新生研討課程。諸多新生研討課的教學實踐發現，新生研討課程能夠利用高校科學研究的前沿成果，激發大一新生對專業的興趣[4]，并且有效的培養了學生創新能力、自主學習探索能力和研究能力[5-6]。

為了建立基于教師指導下的研究探索式的學習方式奠定基礎，激發學生的學習興趣和動力，常州大學過程裝備與控制工程專業于2017學年開始面向大一學生開設了新生研討課程，并將其歸類于專業基礎選修課。文章結合新生研討課程與特點與過程裝備與控制工程專業復合人才培養的需要，探討裝備專業新生研討課程的建設思路。

一、新生研討課特點

新生研討課與理論課程和實踐課程均存在顯著的區別，它的特點主要包括：小班化、面向新生、授課形式多樣化、授課內容前沿、培養創新能力等。

1. 小班化的研討課程一般在15人左右，有助于提供所有學生進行研討的機會，并能在研討課程中充分調動學生的研討主動性，形成以學生為中心的課程互動與研討方式。

2. 新生研討課的授課形式鼓勵多樣化，不應拘泥于課堂教學，可以是實驗室的實踐學習，可以是企業參觀等。通過多樣化的學習形式，激發新生對專業的興趣，專業的第一印象促使學生對專業的認可度的提升。

3. 新生研討課無固定教材，突出主講教師的研究專長，能夠將科研工作與本科教學有機結合，促使科學研究為本科人才培養服務。并且授課內容往往是一系列研究主題，能夠激發學生的學習興趣，同時也能培養學生的研究能力。

4. 新生研討課更加注重學習能力的培養。與高中階段相比大學期間對學生的自主學習能力要求更高，新生研討課程能夠給大一新生提供一個學習方式轉變的緩沖區，促使學生更快的適應大學學習生活，并對后續的大學學習帶來深遠影響。

5. 新生研討課對非技術知識與能力的培養也是課程的特點之一。課程的考核不再是傳統的課程考試，而是結合課程的特點，采用研討、報告、演講等形式，在這個過程中學生的語言表達、交流、溝通能力以及自主學習能力都能得到了鍛煉。

表1將新生研討課與傳統理論課程的特點進行了對比，兩者在授課規模、授課內容、教學目標、教學方式和考核方法上均存在顯著區別，新生研討課側重的是學生綜合能力的培養。研討課程除了有這些特點外，同時也對教學過程提出了與傳統課程不同的要求，包括研討課對課程選題、授課教師經驗、課堂硬件條件等。首先，課程選題需要兼顧專業性與生活性，如果選題專業性太強學生缺乏專業基礎會影響到學生的興趣與學習的效果，而選題太生活化則無法培養研究能力。另外教學的硬件條件也很關鍵，傳統的教室無法滿足研討的要求，并且課程中設置實踐類的內容也需要硬件設施的配套。

二、裝備專業新生研討課教學實踐

（一）新生研討課與裝備專業的結合

過程裝備與控制工程專業隸屬于動力工程及工程熱物理一級學科，在國民經濟和社會發展中有著極其重要的作用，為石油、化工、能源、動力、環保等國家支柱行業培養了大量具有實踐能力和創新精神的復合人才。本專業的特點是以“裝備”為主體 ，以“過程”及“控制”為兩翼的多學科交叉專業，要求學生具備較好的問題分析能力、研究能力和溝通能力[7]。通過調研了華東理工大學、北京化工大學、南京工業大學裝備專業的培養方案發現，大一的專業課程僅有專業概論課程，但是專業概論課程往往是一個年級的學生共同參加，授課內容涉及面廣，參與學生多，因此影響了學生與專業教師的互動，也影響了學生對專業的興趣與認識。如果大一學生對專業的認識存在不足，對大學學習方式無法適應，將影響到專業人才培養的質量。因此常州大學過程裝備與控制工程專業于2017年開始建設新生研討課程，實行小班化教學模式，由大一新生根據自己的興趣進行選課。目前已經建設了包括：《智能機器人技術》《裝備的壽命有多久？》《過程機械現狀及其創新方向》《有趣的CAE仿真世界》等新生研討課程。通過新生研討課的建設，能夠滿足過程裝備與控制工程專業培養學生問題分析能力、研究能力和溝通能力的需要。學生通過新生研討課對專業有了更充分的認識，與專業教師有了很好的互動，更重要的是激發了學生們的學習興趣、增強了對專業的認同感，并且鍛煉了他們的創新研究能力以及交流溝通能力，從而滿足過程裝備與控制工程專業復合型人才的培養要求。

（二）教學實踐

筆者結合自己的研究方向建設了《裝備的壽命有多久？》新生研討課程，該課程從生活中以及專業中的裝備壽命案例出發，從裝備的壽命角度與學生們進行研討，在裝備壽命預測研究方向上培養學生的研究與創新能力。

1. 課程背景與目標

人類無法逃避壽命的限定，由于急性慢性疾病而造成身體損傷，直至壽命的終結。對于裝備而言，同樣存在著與人類共同的問題，即有限的壽命。非事故型的裝備的損傷往往屬于裝備的“慢性疾病”，常見的包括蠕變、疲勞、腐蝕，這些疾病都會對裝備造成不可恢復的損傷，隨著損傷的不斷積累，導致裝備達到壽命極限。如何根據裝備的病因，進行裝備的壽命預測，對于裝備的安全運行起到至關重要的作用。

該新生研討課的知識目標是圍繞裝備的壽命的基本概念、工程案例、裝備的壽命預測方法進行研討，使學生理解裝備的損傷類型，掌握各典型失效形式的壽命預測方法，為解決過程裝備及相關機械領域復雜工程問題提供基礎。同時課程側重于學生能力目標的培養，通過研討課程培養學生的創新研究能力和自主學習能力，并通過研討會、撰寫書面報告和口頭陳述等形式，培養學生的溝通能力，能與業界同行及社會公眾進行有效溝通和交流。

2. 課程教學設計與實踐

該課程將以裝備的壽命預測為引子，結合案例分析，導出四個影響裝備壽命的專題：蠕變、疲勞、腐蝕和壽命預測的可靠性。并從各專題的基本概念、與生活的結合案例、與工程的結合案例和壽命預測方法等多方面進行研討。各專題研討的過程中需要兼顧一定的趣味性與學術性，從而激發學生對裝備壽命問題的興趣，并培養學生的溝通能力、邏輯分析能力和創新思維能力。

新生研討課的教學模式綜合采用了案例教學、啟發式教學、分組研討、實踐參觀以及報告答辯的形式進行。結合學生興趣與課程專題進行分組選題，包括：蠕變組、疲勞組、腐蝕組和壽命預測的可靠性組，每組以4-5名學生為宜。各小組學生通過小組研討、協作學習的方式了解各主題的基本概念與生活中的案例，然后進行口頭報告；在此基礎上教師對各主題的系統性基礎知識進行補充并側重工程案例的分析；隨后教師與學生相互提問質疑進行研討，并結合各專題進行實踐環節的訓練。以疲勞專題為例，圖1給出了疲勞專題的授課內容設計以及相對應的培養目標。

新生研討課的考核方式相對寬松，側重于對研討過程的考核，課程的總評成績為：考勤10%，小組口頭報告20%，課堂討論20%，總結報告50%。并且綜合采用了教師評價和學生互評的方式進行考核，對各小組的口頭報告采用學生互評機制進行評分，充分激發學生在課程中的參與性。

三、結束語

本科人才培養是大學教育的根本，新生研討課將高校科學研究與人才培養相結合，為新生提供了一個認識專業、認識研究、認識大學的平臺。本文將新生研討課的特點與過程裝備與控制工程專業復合型人才培養的需要相結合，闡述了新生研討課的對專業人才培養的作用，并結合筆者建設新生研討課程的教學實踐，介紹了新生研討課程的建設思路。

參考文獻：

[1]丁雅誦.一流本科，怎樣建成（教育奮進之筆）[N].人民日報， 2018-6-28（18）.

[2]胡莉芳.以課程建設推動本科人才培養——新生研討課的角度[J].復旦教育論壇，2012，10（5）：23-27.

[3]張文雪，劉俊霞.新生研討課教學理念與實踐[J].清華大學教育研究，2005（s1）：139-143.

[4]劉長青，李迎光，郝小忠.研究型大學新生研討課新思路探索與實踐[J].高教學刊，2018（02）：11-13.

[5]張根保，任艷君，程巖松.機械工程新生研討課教學模式探討[J]. 高等建筑教育，2010，19（3）：86-90.

[6]劉林.新生研討課存在的問題分析與對策淺議[J].高教學刊， 2017（9）：82-83.

[7]涂善東.過程裝備與控制工程概論[M].北京：化學工業出版社， 2009.