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绽放设计思维之花 感受工程实践之美

发表时间:2017-10-10 作者:朱瑞东 浏览次数:


   ——电气学院开设新课程《电气工程实践基础》 探索“新工科”建设迈出坚实第一步

近日,电气与电子工程学院面向2016级本科生开设的一门新课程《电气工程实践基础》随着创客竞赛的答辩和颁奖典礼而圆满结课,该课程包含八大模块的培训,以“创客竞赛”为载体,通过集中训练、模块学习、答辩展示等形式,将同学们创新创业意识的养成、设计思维的培养、工程实践基础知识的学习、实践技能的训练以及电气学科的认知贯穿起来。

作为面向电气学院学生开设的一门工程实践基础课程,《电气工程实践基础》的目的在于培养电气大类大学生工程设计思维、工程实践基础知识和基本技能。它整合了传统课程《电工实习》和《认知实习》的经典内容,又增设了设计思维训练、开源MCU、电子测试设备使用、电工技能、数字制造等六个模块,最终通过创客竞赛的形式,让学生运用在各个模块中学习到的知识,发挥主观创造性,将自身的想法融入创新项目中,一步步实现从无到有,最终完成独具创新的作品。

对学生进行创新意识的培养是一项艰巨的任务,在获得扎实的专业知识基础上,还应当培养学生成为具有创新能力、创业精神等综合素质的人才。因此,这种培养方式是项复杂的系统工程,它是在课程之中培养学生的综合能力,而不是孤立的谈创新,它需要建立一个系统而完整的课程体系,以保证一个优良的学习环境,激发学生的积极主动性。

在整个课程中,每一个模块的设计都是从能力的培养出发,以学生为中心,例如设计思维训练模块,需要学生发挥想象力和创造力,针对具体的问题能够提出解决方案,这既是对知识的学习,也是对思维的发散。而接下来的工程实践训练,则着重于培养解决问题的能力,如何焊接电路板,使用开源MCU,万用表测量检查……这些都充分地培养了动手实践能力。光知其然还不够,还需要知其所以然,所以在认知模块中又侧重考察了对能力的应用。为什么要动手,哪里需要解决问题,答案都需要在不断的学习和探索中一步步的感受。而最终的创客竞赛,正是为了给学生提供一个创新的机会和平台。在前面七个模块中所学习到的综合知识,从提出问题到解决问题,一个个项目如雨后春笋般呈现在我们眼前:能自动避障和转向的六角蜘蛛、智能垃圾桶、寝室空调自动控制装置、激光竖琴……这些创客竞赛的成果无一不展示了学生丰富的创造力和解决问题的实践能力。同时,在“大众创业,万众创新”这样的双创教育背景下,在国家积极推进高校“双一流”建设的创新驱动战略的形势下,作为即将步入大学高年级的学生,这些创新项目还能进一步转化为创业项目,更好地衔接从课堂到课外、从学校到社会的知识能力流动。

因此,可以说整个课程的设计是按照知识链和能力链的连贯性来进行的,它形成了一种教学生态,有着系统性和自洽性,环环相扣又互相渗透,并且在很多模块的考核内容中都设立了答辩环节。它不再是往常课堂上简单的老师布置学生完成,而是设定了可观测、可量化的教学目标,每一个阶段的问题都需要学生进行自我探索和解答。而考核的成绩也不再是简单的好与坏,学生通过答辩展示自我的表达能力、写作能力、批判性思维能力,从设计到思考,如何设定目标和解决问题,既锻炼了学生在学术方面的主观能动性,也让他们在时间掌控、条例逻辑方面得到了提升。这些密集的答辩和写作训练任务,更是让学生们在排版格式、条理逻辑、写作效率方面得到了提升,这些不仅仅是完成一门课程所需要的,更是一种终身能力的培养。

《电气工程实践基础》课程改革的成功尝试,让我们看到这类新工科教学方式所能带来的突破,不同于以往传统工科教学课程,它不再是简单的让学生感知和体验所学知识,更重要的是对解决实际工程问题的能力的培养。从工程认知角度来看,在教学过程中合理设定情境,通过各种教学方法有目的引导学生,使学生在认知过程中不仅仅局限于理解和记忆,还能进一步的提升应用-分析-创造更高层面的认知水平。同时从工程实践角度来看,它充分的培养了学生从提出解决方案到实际解决问题的能力,让学生能够自主构建出工程师应有的认知模型,更有目的性和针对性,在实际工程应用中发挥出自我潜能。

这次的《电气工程实践基础》课程改革,既是对实践教学的一次开拓、创新之举,也是探索新工科建设、推行“双创”教育的有力举措,更是对工程教育改革创新和创新创业实践教育的一种尝试和探索。作为以培养人才为己任的高校,只有与时俱进,改变落后的教育思想观念,改革人才培养模式,才能为社会输送大量高素质创新创业型人才,以适应社会发展的需要。