“固高模式”促進新工科教育的探索與實踐

吳孜越 禹新路 潘安邦 韓建海 王中豪

摘? 要：文章通過固高科技（深圳）有限公司攜手河南科技大學機電工程學院，從2014年開始首創(chuàng)固高運動控制創(chuàng)工場的發(fā)展歷程及對學生教育的引領，揭示一種新工科教學改革模式的意義：以企業(yè)的核心技術為載體，以創(chuàng)新技術發(fā)展為依托，以學生實訓實戰(zhàn)培訓模式為基礎，以學生能力提升為目標，探索并總結出一套可推廣可復制可輻射的高校產學相結合的教學模式，積極促進高等教學教學手段的改進。

關鍵詞：新工科;固高模式;創(chuàng)工場;產教融合;小先生

中圖分類號：G640 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）04-0046-03

Abstract： In this paper， through the cooperation of Googol Technology（ShenZhen） Limited.， and the School of Mechanical and Electrical Engineering， Henan University of Science and Technology， the first development of Googol's motion control workshop and its guidance to student education， the significance of a new engineering teaching reform model is revealed. With the core technology as the carrier， based on innovative technology development， based on the students' practice of actual combat training mode， to the student ability raise as the goal， actively promote the higher education teaching method improvement.

Keywords： new engineering; GoogolTech Model; innovation workshop; integration of production and learning; the young teacher

引言

機械工程學科具有悠久的歷史，在其引領下我國的機械工業(yè)和制造業(yè)得到了飛速發(fā)展。高校人才培養(yǎng)工作肩負著重要的使命，機械工程是一門面向社會實踐的科學，學校培養(yǎng)目標是需要學生走向社會有創(chuàng)新思想，有創(chuàng)業(yè)技能，有面對實際工程問題并解決的能力。創(chuàng)新是高等教育的本質特征，是存在和發(fā)展的生命線。

教育部高等教育司司長吳巖認為：新工業(yè)革命加速進行，新工科建設勢在必行。以新技術、新產業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式為特征的新經濟呼喚新工科建設，國家一系列重大戰(zhàn)略深入實施呼喚新工科建設，產業(yè)轉型升級和新舊動能轉換呼喚新工科建設，提升國際競爭力和國家硬實力呼喚新工科建設。新工科既包括新的工科專業(yè)，又包括工科的新要求[1]。但是現階段機械工程教育是無法滿足社會上快速發(fā)展的人才需求，因為：（1）學校教授的是經過實踐檢驗的“真理”，而當前的機械工程已發(fā)展成為多學科交融的新型科學，單純教授經典理論易導致大部分學生在就業(yè)后難以快速融入實際工作。（2）機械工程學科是一門以實踐為主的學科[2]，從實際工程中探索出理論再應用到實際工程中。現階段的大部分高校很難使用有限的實踐教學資源調動學生的學習熱情，保障學生的學習效果。（3）工程教學質量的檢驗不應該僅僅依靠卷面成績和幾次實驗成績，而更應該注重考察學生解決實際問題的能力;CDIO即注重技術教育也強調將人置身于產品周期的具體環(huán)境，是基于工程項目的全過程學習[3]。這種教育模式對我們的教育改革模式探索提供一定的借鑒。

一、固高模式及意義

新工科教育教學改革方興未艾，為了克服現有的本科教育中存在的問題，即以教師為本的傳統(tǒng)教學模式，老師講解、老師實驗、老師解惑，學生則一味被動聽，被動做，不求甚解，答疑不為解惑而是套題，沒有積極主動的求知熱情等問題，固高模式不失為一種成功的探索模式。

“固高模式”依托于固高科技（深圳）有限公司與香港科技大學長期進行的產學研合作成果，通過產學研合作打通了工科教育與人才培養(yǎng)的通道，其基礎是技術平臺，手段是項目式教學，以新工科教育理念為核心，以學生工程意識的建立目標，在培養(yǎng)行業(yè)人才的同時讓教育和技術得到同步發(fā)展，這樣的教學模式不但催生技術應用和發(fā)展，更促進學生主動學習的愿望和渴求能力提升的熱情。

2014年固高科技（深圳）有限公司聯合河南科技大學機電工程學院首創(chuàng)固高運動控制培訓班，繼而發(fā)展為運動控制創(chuàng)工場。創(chuàng)工場以固高模式為引領，以創(chuàng)新技術發(fā)展為核心依托，以學生實訓實戰(zhàn)為基礎，以學生能力提升為根本，摒棄了傳統(tǒng)的機械式說教，取而代之的是積極奮進的項目制促進教學，幾年來培訓效果突出，充分證明了這是一種可推廣、可復制、可輻射的高校產學相結合的新工科教學模式。

鍛煉從實際工作中主動發(fā)現問題并通過自己所學和學員相互協作，最終提高解決或改善問題的能力，通過教學和工程訓練考量小組的學習和成員特點，分配適當的創(chuàng)新項目[4]。所有創(chuàng)新項目一部分來自于企業(yè)的委托，一部分來源于社會上的痛點需求。部分項目學生完成了實物制作并作為參賽作品，以大賽的要求努力完善作品;也會邀請一些企業(yè)來校交流，以企業(yè)的角度給出一些合理的指導意見。

二、凸顯培訓成果

自2014年開班至今，固高模式下的運動控制培訓班已開展共十期。培養(yǎng)學生400人左右;指導本科生畢業(yè)設計118人;完成與企業(yè)、社會需求相關的創(chuàng)新項目近68個左右，設計作品榮獲多次獎勵，并在高級別科技競賽中獲得優(yōu)異名次;從作品中總結提煉出授權發(fā)明專利三項、實審發(fā)明專利五項、授權實用新型專利六項;發(fā)表核心論文四篇，這在學生中產生了影響，得到了專家評委和社會的認可。

固高運動控制創(chuàng)工場的新工科能力培養(yǎng)，成效顯著，學生們通過理論與動手能力相結合，制作的成型作品多項，這些作品全部由學生獨立設計與制作，要完成項目的工藝分析;完成融合所學的知識點機械設計;合理選擇傳感器，以擴展自己不熟悉的知識領域;動手學習電控系統(tǒng)設計和氣動系統(tǒng)設計;最終完成項目的運動控制設計，實現機械設計的運動控制目標，達到用戶需求。這個過程鍛煉學生專業(yè)能力的同時也在無形中增強了學生的自信心和學習熱情。從而有了更大的動力投入到專業(yè)知識的學習中，形成了一個良性循環(huán)。學生能更好把握自己的發(fā)展方向、提前規(guī)劃好自己的發(fā)展前景。固高模式經過多年的發(fā)展，往屆學員在就職企業(yè)的出色表現，使得培訓班形成一個良好的技術交流平臺、信息交流平臺。

三、培訓特色

一個成功的教學模式是有普適性的，是可輻射、可復制、可推廣的，回顧固高模式在我校這幾年的發(fā)展歷程和取得的成效，印證了這種教學模式的普適性。

（一）浸潤式學習

在當前的教學模式里，主流時間的課程有到課率約束，如何合理有效利用非主流時間？這是一個巨大的”利益”空間，創(chuàng)工場的學習就是利用學生的非主流時間的自主學習方式，采用自主報名實時淘汰，這樣最大程度地保證學生在培訓學習時的熱情。

（二）小先生制

培訓班的管理及授課均采用小先生制，即均由往屆優(yōu)秀學員來為擔當，關鍵技術和難題可由企業(yè)技術人員或老師來解惑，這樣不但鍛煉了小先生，也為學員樹立了一個學習目標。小先生與當界學員之間的知識代溝是最小的，對學習中的難點和要點把握準確，由小先生授課，能夠將專業(yè)知識以更加貼合學員思維模式的方式傳授給學員。小先生做管理，大家的主動意思更強、關系更融洽，小先生的示范效應本身就是一個很好地榜樣和目標[5]。

（三）三位合一

教、學、做三位合一是學生成長的真實體現，每次授課完成，實時留下與實際相關度高的、與行業(yè)需求緊密切合的實訓作業(yè)。并且每一次作業(yè)都會通過有效的方法在學生中間進行溝通交流檢查，及時地發(fā)現學生所做內容的閃光點及不足之處，同學們各抒己見，大家互相質疑又互相借鑒，互相解惑又互相幫助，這個過程不但保證作業(yè)完成的質量，也是對學員綜合能力的一種提升，讓學員在感受到付出被認可的同時，更加熱情地和主動地改進不足之處，更有助于學員間正向攀比風氣的形成。

（四）團隊制

團隊是一種很好的學習小組，組員如何產生？這在當今的學生中是一個問題。我們通過讓新入圍的學生進行一次從專業(yè)認識、行業(yè)發(fā)展、行業(yè)特點的公講，來觀察學生的表達激情、專業(yè)視野、演講能力、學習熱情、組織能力等等，以此為依據將學生分配若干小組，實現學員小組制，這些小組就是一個個團隊的雛形，之后的實踐活動和授課作業(yè)將會以團隊的形式開展和完成。

（五）項目驅動

授人以魚不如授人以漁。固高模式認為：只有教會學生正確的學習態(tài)度和學習方法，才能使學生在走出高校后有更好地發(fā)展。固高模式的重心是對學生學習能力、學習熱情地激發(fā)和培養(yǎng)，是對學生專業(yè)自信、能力自信、團隊協作意識的樹立。

有計劃的帶領學生進入企業(yè)參觀學習，從中提煉出符合企業(yè)現狀、行業(yè)問題的創(chuàng)新項目，也會收集一些企業(yè)給出的需求項目，觀察市場上的痛點項目等等。這些都可作為培訓學生結業(yè)考核的題目，由各個學員團隊完成。

（六）實踐為本

實踐是檢驗真理的唯一標準。固高模式下培訓的學生，任何實驗都有學生規(guī)劃和完成，任何制作設備的設計、加工、安裝、調試都是由學生自己來實踐，通過發(fā)現問題大家一起解決問題，一起收獲經驗。

四、結束語

學習環(huán)境和學習模式的建立對學生的學習成效值得探討，技術條件的引入對學生的影響很大，固高模式正是引入了固高科技（深圳）有限公司的產學研的教學理念，促進了新工科教育[6]。

固高模式下，教學的主角從老師變成了學生：學生講、學生聽，克服了以前老師教、學生聽的低效率問題。學生到底會不會？檢驗方法就是讓他們不斷的指導后續(xù)的學生，通過教學生，使學生自身不斷完善、不斷學習、不斷補充。

固高模式下，培養(yǎng)學生的學習能力：使學生不僅僅局限于現有的知識和能力，更掌握了學習方法及終身學習能力、創(chuàng)新能力。這里的學生緊跟行業(yè)發(fā)展，學習了解新技術，貼合現階段社會上的實際應用情況，學生通過不斷地學習從一開始的運動控制到現如今的機器人技術，去熟悉行業(yè)的發(fā)展趨勢，通過不斷學習完善自己，熟練掌握了專業(yè)知識才敢談有所突破。

固高模式下，學生有更多的實踐機會：每次作業(yè)都必須動手，每一個問題都必須實踐，實踐中暴露問題，實踐中解決問題，這個過程學生是主體，老師只做引導，這極大的激發(fā)了學生的求知欲和責任感。

參考文獻：

[1]吳巖.新工科：高等工程教育的未來——對高等教育未來的戰(zhàn)略思考[J].高等工程教育研究，2018（6）：1-3.

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[3]陶勇芳，商存慧.CDIO大綱對高等工科教育創(chuàng)新的啟示[J].中國高教研究，2006（11）：81-83.

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[5]錢小明，榮華偉，錢靜珠，等.基于導師制下“大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃”教育的實踐與思考[J].實驗技術與管理，2014，33（7）：21-24.

[6]趙炬明.聚焦設計：實踐與方法[J].高等工程教育研究，2018（3）：36-38.