編者按：學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，是教育的主要利益相關(guān)者和直接受益者。學(xué)生蘊(yùn)藏著巨大的學(xué)習(xí)激情和創(chuàng)新潛力。學(xué)校、教師應(yīng)當(dāng)創(chuàng)造良好的基于項(xiàng)目的主動學(xué)習(xí)環(huán)境，啟發(fā)、引導(dǎo)、指導(dǎo)學(xué)生高效地學(xué)習(xí)。社會及學(xué)生對學(xué)校教育的滿意程度是衡量學(xué)校辦學(xué)成功與否的關(guān)鍵指標(biāo)。學(xué)子心聲表達(dá)的是學(xué)生在校期間接受到的最有觸動、最有收獲的教與學(xué)方式，是值得教師認(rèn)真思考并作為教學(xué)改進(jìn)的重要依據(jù)。
　　
　　當(dāng)前教育提倡推行素質(zhì)教育、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才?！白鲋袑W(xué)”的教育模式可以讓學(xué)生全程參與教學(xué)、實(shí)踐，自主學(xué)習(xí)，充分調(diào)動學(xué)生主動獲取知識的積極性。在學(xué)習(xí)的過程中做項(xiàng)目，可以使學(xué)生的理論知識和實(shí)踐技能得到提升，培養(yǎng)團(tuán)隊意識，并具備一定的處理工程問題的能力，這也正是企業(yè)所需要的；同時，老師可以在學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識時給予指導(dǎo)和幫助，實(shí)現(xiàn)“做中教”，使教與學(xué)有機(jī)結(jié)合，相互促進(jìn)。
　　基于項(xiàng)目的“主動學(xué)習(xí)”，是“做中學(xué)”在高等教育階段一種非常有效的形式，也是CDIO的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。通過這種形式，讓學(xué)生自己規(guī)劃學(xué)習(xí)、自己主動查找學(xué)習(xí)資料，發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、主動提出解決方案，直至解決問題。在這個過程中，學(xué)生自己規(guī)劃學(xué)習(xí)和自學(xué)的能力得到強(qiáng)化，團(tuán)隊合作能力、溝通能力和辯證思維能力得到提高。
　　根據(jù)我在北京交通大學(xué)工業(yè)工程專業(yè)讀本科時基于項(xiàng)目的“主動學(xué)習(xí)”經(jīng)歷，本文從以下幾點(diǎn)與大家分享“做中學(xué)”的收獲和體會。
　　
　　1　發(fā)現(xiàn)問題(尋找問題)
　　
　　基于已有的知識，由老師或?qū)W生去發(fā)現(xiàn)一些現(xiàn)實(shí)中的，或者從現(xiàn)實(shí)中提煉出來的、力所能及的問題，分析問題產(chǎn)生的原因和所涉及的大致內(nèi)容與范圍。在這個環(huán)節(jié)中，老師對題目和研究內(nèi)容的指導(dǎo)和建議起著非常重要的作用。此外，項(xiàng)目小組的同學(xué)集思廣益，發(fā)散思維，通常會取得不錯的效果。
　　在我讀大學(xué)三年級時，“人因工程”和“基礎(chǔ)工業(yè)工程”這兩門專業(yè)課提到了工人的工作效率是與工作環(huán)境有關(guān)的。當(dāng)時我正在國家工科物理基地的創(chuàng)新天地實(shí)驗(yàn)室尋找立項(xiàng)的題目，于是我想到可以設(shè)計制作一套簡單、有效的控制系統(tǒng)，來解決工作環(huán)境中包括照明、溫度、空氣質(zhì)量和濕度等環(huán)境因素的自動控制問題。這樣既可以實(shí)踐我所學(xué)習(xí)的管理科學(xué)專業(yè)知識，又可以應(yīng)用課程中學(xué)到的技術(shù)方法。接著，我復(fù)習(xí)了相關(guān)的專業(yè)知識，并得到了指導(dǎo)老師的認(rèn)真指導(dǎo)和幫助，確定項(xiàng)目的可行性：又找來感興趣的學(xué)生組成項(xiàng)目小組，和我一同去圖書館查閱環(huán)境因素控制相關(guān)的資料，在互聯(lián)網(wǎng)上檢索具體技術(shù)的常見實(shí)施方法。由于對項(xiàng)目背景和初步方案有較為充分的準(zhǔn)備和分析，我們這個題目通過了立項(xiàng)。
　　隨后的國家級大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目“向日葵太陽追蹤系統(tǒng)”等選題申報也是相似的：通過觀察發(fā)現(xiàn)，通常使用的太陽能電池板都是固定式安裝，太陽光線長時間處于斜射狀態(tài)，而這種斜射狀態(tài)會降低太陽能電池板的能量轉(zhuǎn)換效率，于是我開始嘗試?yán)孟蛉湛姆律鷮W(xué)原理來解決這個問題。
　　針對發(fā)現(xiàn)的問題，分析解決問題的方向和方法，較為深入地研究，也可以組織多人討論，此處可以應(yīng)用“頭腦風(fēng)暴法”，得出一套或幾套可行的方法和執(zhí)行路線。有了初步的執(zhí)行方向，就可以大致確定這個問題所包含的子問題，以及解決各個子問題需要用到的方法和途徑。新的方法需要學(xué)習(xí)，新的途徑需要摸索。將問題細(xì)化歸類，也可以得出大致的難度系數(shù)，可以根據(jù)難度系數(shù)來決定簡化問題，或者拓展問題。在確定問題之后，即可以開始著手準(zhǔn)備，分析哪一部分問題可以用已有的知識解決，哪一部分問題需要通過學(xué)習(xí)，獲取解決問題的新知識。這個過程就像一次探險，解決問題的結(jié)果是探險活動的目的地，在出發(fā)前需要根據(jù)已有的知識，研究前進(jìn)路線和前進(jìn)方式：繼而較為深入地分析為了這次活動所需要解決的困難，以及哪些可以用目前的知識解決，哪些問題可以在學(xué)習(xí)后解決，并分析出預(yù)期的風(fēng)險和制定活動計劃。
　　完成項(xiàng)目可分為三個層次：創(chuàng)意設(shè)計、技術(shù)制定、加工制作。在項(xiàng)目立項(xiàng)時，可以根據(jù)學(xué)生的受鍛煉程度分級訓(xùn)練。對于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)較少的同學(xué)，可以首先培養(yǎng)動手操作的技能，增強(qiáng)感性認(rèn)識，然后循序漸進(jìn)地提高要求：對于具備一定實(shí)踐技能的學(xué)生，可以加強(qiáng)創(chuàng)意設(shè)計環(huán)節(jié)，鼓勵發(fā)散思維，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。在小組內(nèi)，也可根據(jù)小組成員的不同特點(diǎn)，分配適合完成的任務(wù)。
　　
　　2　實(shí)施方案
　　
　　項(xiàng)目的順利進(jìn)行，是與老師的適時指導(dǎo)和幫助分不開的，同時也需要團(tuán)隊成員分工合作，積極配合。
　　工業(yè)工程這門學(xué)科非常講求提高效率，降低成本。在做項(xiàng)目的過程中，我就應(yīng)用了課堂上老師講授的管理方法和技術(shù)。首先，對項(xiàng)目題目進(jìn)行細(xì)致的分析，將大任務(wù)細(xì)化、分解為子任務(wù)；對項(xiàng)目中各子任務(wù)的完成時間做出估計，確定各子任務(wù)間的緊前、緊后關(guān)系，即后面的子任務(wù)要在完成前面子任務(wù)的基礎(chǔ)上開始實(shí)施；制定出項(xiàng)目初期的進(jìn)展計劃和時間表。
　　在給小組成員分配任務(wù)時，也要根據(jù)他們各自的特點(diǎn)來確定分工。例如，喜歡電子控制的學(xué)生可以負(fù)責(zé)電路部分，熱愛機(jī)械設(shè)計的學(xué)生主管機(jī)械結(jié)構(gòu)，思維靈活的學(xué)生可以安排較為概念性的設(shè)計任務(wù)，踏實(shí)肯干的學(xué)生安排較為細(xì)致的工作和落實(shí)較為具體的任務(wù)，擅長溝通交流的學(xué)生可以負(fù)責(zé)采購和零件加工等。
　　根據(jù)制定的計劃和執(zhí)行方案，采用統(tǒng)籌的方法安排進(jìn)度，并分配小組成員的任務(wù)，在盡可能短的時間內(nèi)完成計劃。
　　實(shí)施方案的過程是一個將概念轉(zhuǎn)化為實(shí)物的過程。例如我在做太陽追蹤項(xiàng)目時，開始在我頭腦中的方案概念就是一棵向日葵：接著，我要分析向日葵的追日原理，了解太陽能光伏行業(yè)的基礎(chǔ)知識，考慮如何將向日葵的仿生原理用到太陽能電池板上，使之可以追日旋轉(zhuǎn)；然后繪制圖紙，制作電腦仿真，確定一套可行的方案；購買原材料和器件，像搭積木一樣，將一堆原料變成最后的一個可以自動追日轉(zhuǎn)動的太陽能追蹤系統(tǒng)。這個過程可能會持續(xù)比較長的時間，但這也是收獲最大的階段。
　　在執(zhí)行的過程中，可能會遇到預(yù)料之外的問題，比如按原有的設(shè)計，某個零件可能存在安裝的問題，這時就需要想解決的安裝辦法，更改尺寸，設(shè)計零件安裝座等，或者修改相關(guān)的空間結(jié)構(gòu)。
　　另外，在設(shè)計實(shí)現(xiàn)某個功能時，可能根據(jù)已有的知識無法達(dá)到目的，就需要查閱資料學(xué)習(xí)新方法了。例如，在太陽追蹤項(xiàng)目中，需要選擇驅(qū)動電機(jī)，而這個很具體的知識在課本中較少涉及，就需要先去圖書館查閱電機(jī)的種類、特性等知識，再到網(wǎng)上以及電子材料市場查找合適的電機(jī)。
　　這個過程中存在一定的不確定性，既包括時間進(jìn)度，也包括方案的修改和完善。
　　由于需要解決問題的目的明確，在學(xué)習(xí)新知識時就更有針對性，如何盡快找到所需的知識，并在短時間掌握、應(yīng)用，也是對工程實(shí)踐能力的很好鍛煉。
　　
　　3　應(yīng)用新知識解決新問題
　　
　　解決問題的時間是有限的，在遇到關(guān)鍵問題或不容易解決的問題時，及時向老師請教是一種非常有效的方法：此外，還要求項(xiàng)目小組的學(xué)生具有團(tuán)隊意識，分工明確地到圖書館或者網(wǎng)絡(luò)上，從大量的信息中較為高效地獲取所需的內(nèi)容，并在盡可能短的時間內(nèi)掌握這些新知識——實(shí)現(xiàn)知識和數(shù)據(jù)的共享。在這一環(huán)節(jié)中，學(xué)生檢索信息和利用信息的能力得到提高，增強(qiáng)了適應(yīng)信息化時代的技能。此后，新學(xué)會的知識會很快得到利用，在應(yīng)用中加深對知識的理解。由于沒有過多的相關(guān)已有經(jīng)驗(yàn)的限制，發(fā)散思維更加活躍，也容易有所創(chuàng)新。有些創(chuàng)新性想法是科學(xué)合理的，這會為相關(guān)行業(yè)的發(fā)展提供動力：有些通過實(shí)踐驗(yàn)證是不可行的，但在這個過程中，也同樣深化了學(xué)生對該領(lǐng)域的研究與思考，仍然是有益的。
　　我在開始決定做太陽能追蹤設(shè)備時，已掌握的是機(jī)械和電子方面的專業(yè)知識，但對于太陽能相關(guān)的內(nèi)容，知道的非常少。為了從實(shí)際角度解決追蹤問題，就必須熟悉太陽能光伏發(fā)電行業(yè)的專業(yè)知識和行業(yè)背景，于是，我從零開始查閱太陽能光伏的書籍。有時，為了尋找某些問題的答案，我可以在一個晚上翻閱十幾本太陽能的書籍，并做記錄；當(dāng)遇到其他問題時就可以憑記憶將問題歸類，更有針對性地查詢，這樣堅持不斷的學(xué)習(xí)，使我在短時間內(nèi)掌握了太陽能行業(yè)的基礎(chǔ)知識。
　　制作印刷電路板，通常需要用Protel軟件繪制PCB板的電路圖。Protel這種軟件我在課堂上沒有接觸過，就在圖書館借幾本入門的書，去互聯(lián)網(wǎng)找一些視頻教程，不會的地方再問老師和同學(xué)。由于項(xiàng)目進(jìn)度的需要，我積極地學(xué)習(xí)新的知識，于是在很短的時間里就掌握了基本的繪制PCB板電路圖的技能。
　　在實(shí)物樣機(jī)制作時，這些太陽能方面的知識更是發(fā)揮了很大作用。同時，在部件采購的過程中也會遇到相關(guān)行業(yè)的技術(shù)人員，學(xué)習(xí)和交流實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，改善產(chǎn)品設(shè)計，使其更符合市場需求。有幾位企業(yè)的人員曾告訴我：產(chǎn)品要切合實(shí)際，成本低，才容易賣出去。這對我的設(shè)計思路有很大的啟發(fā)。
　　
　　4　方案的修改與完善
　　
　　方案的修改與完善，是一個持續(xù)、漸進(jìn)的過程。一個項(xiàng)目的方案，從最初版到最終版，通常要修改很多次。實(shí)施和完成方案的過程，就是將一個想法轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)實(shí)在在的產(chǎn)品或者切實(shí)可行的結(jié)果，是從理論到實(shí)踐的過渡。方案的執(zhí)行，會受到現(xiàn)實(shí)條件的制約，要做的就是在約束條件下的可行區(qū)域內(nèi)選擇可行的、或者最優(yōu)的方法。在這個環(huán)節(jié)中，通常會出現(xiàn)很多新的、預(yù)想之外的問題，是對項(xiàng)目執(zhí)行者能力的考驗(yàn)，可以增強(qiáng)參與者解決實(shí)際問題的能力。
　　當(dāng)我們做太陽追蹤這個項(xiàng)目時，由于對部分電子元件的特性不夠了解，電路控制部分經(jīng)常出問題。我們就從頭開始檢查問題的來源，并思考解決辦法。后來用另一種性能更好的元件替換原來的元件，從功能實(shí)現(xiàn)的方法上去改進(jìn)。
　　一個項(xiàng)目小組，經(jīng)過了較長時間的努力，可能會出現(xiàn)一些疲憊、懈怠的情緒，這也是一個考驗(yàn)意志與戰(zhàn)勝困難的過程。此時，與完成任務(wù)只是一步之遙，需要振作精神，不急不躁，繼續(xù)思考解決問題的辦法，并勇于嘗試，才能見到勝利的曙光。這也印證了“堅持就是勝利”的道理。在高速發(fā)展的時代，具有頑強(qiáng)的意志品質(zhì)是十分必要的。
　　
　　5　解決問題與總結(jié)
　　
　　良好的學(xué)習(xí)和研究氛圍，是項(xiàng)目順利完成的保障。經(jīng)過一整套基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，有很多收獲與體會，也有新的體驗(yàn)。在完成前文所述工作之后，還需要小組認(rèn)真總結(jié)項(xiàng)目完成過程中的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，猶如學(xué)習(xí)之后的復(fù)習(xí)。成功的小組成員會充滿信心，積極踴躍地面對下一個挑戰(zhàn)；項(xiàng)目沒有得到預(yù)期效果的小組成員也需總結(jié)教訓(xùn)，增強(qiáng)抵御挫折的能力，滿懷斗志地投入下一項(xiàng)任務(wù)，證明自己的實(shí)力。
　　做項(xiàng)目的過程中，需要小組每一位成員的協(xié)調(diào)和配合：在遇到問題時，大家一起尋找原因，探討解決辦法；在制定新方案時，需要集思廣益，共同規(guī)劃：遇到困難時，大家互相鼓勵、彼此支持……
　　每個小組成員都要主動學(xué)習(xí)新知識，以便更好地解決問題；有不同意見時，應(yīng)更理性地思考，辨證地看待問題，積極地參與討論，而不是一味地認(rèn)同。與此同時，學(xué)生自我規(guī)劃、自學(xué)能力有所增強(qiáng)，團(tuán)隊意識、思辨能力和溝通能力得到了提高。學(xué)生在做項(xiàng)目的過程中不斷應(yīng)用所學(xué)新知識，并根據(jù)項(xiàng)目進(jìn)度，預(yù)習(xí)新知識和自學(xué)課外的延伸知識，親身體驗(yàn)最優(yōu)化項(xiàng)目發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的完整過程，提高了處理現(xiàn)實(shí)中最優(yōu)化問題的能力。
　　學(xué)生根據(jù)各自的特長組成小組，自主提出問題、分析問題、建立模型、設(shè)計算法、編寫程序、計算結(jié)果，最后做最終的小組項(xiàng)目總結(jié)陳述。由于項(xiàng)目題目是學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛好選擇的，所以在學(xué)習(xí)和完成項(xiàng)目時積極性更高。例如，有的小組選擇機(jī)械優(yōu)化設(shè)計，有的選擇物流問題，我們小組就選擇了“太陽追蹤系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計”。在做課后項(xiàng)目時，充分利用了課堂上學(xué)到的知識，并應(yīng)用于實(shí)踐。經(jīng)過我們“太陽追蹤(Solar Tracker)”小組6名同學(xué)的努力，最后得到了滿意的項(xiàng)目優(yōu)化結(jié)果，而這個結(jié)果對于我們以后在太陽能方面的學(xué)習(xí)也是有指導(dǎo)意義的。
　　此外，“最優(yōu)化理論與方法”全英文的授課模式，不僅讓我們學(xué)到了最優(yōu)化的理論與方法，還鍛煉了我們英語聽說和書面表達(dá)的能力，更加適應(yīng)國際化發(fā)展的潮流。
　　
　　6　項(xiàng)目的設(shè)計改進(jìn)
　　
　　在太陽能追蹤系統(tǒng)項(xiàng)目完成后，我開始考慮如何改進(jìn)系統(tǒng)的設(shè)計和控制參數(shù)。因?yàn)樘柲茏粉櫹到y(tǒng)在提高太陽能電池板能量轉(zhuǎn)化率的同時，也要消耗電能，這對光伏發(fā)電系統(tǒng)是一種損失。如何能在實(shí)現(xiàn)追日功能的基礎(chǔ)上，降低系統(tǒng)的能耗，成為一個新的問題。
　　查建中教授開設(shè)的“最優(yōu)化理論與方法”這門課程，幫助我解決了太陽追蹤系統(tǒng)功耗優(yōu)化的問題。談到查老師的優(yōu)化課，同學(xué)們一致的評價是“受益匪淺”。這門課就是采用“做中學(xué)”的方法：老師在課堂上講授理論知識和方法，要求同學(xué)課前預(yù)習(xí)，課后復(fù)習(xí)，并推薦給同學(xué)優(yōu)秀的參考書目，拓展知識；在課程開展的同時，由學(xué)生組成5～6人的項(xiàng)目小組，自己選擇項(xiàng)目題目，親自完成其所選的最優(yōu)化項(xiàng)目。學(xué)生在課后自己規(guī)劃學(xué)習(xí)、自己主動查找資料學(xué)習(xí)，分析問題、解決問題，完成作業(yè)和項(xiàng)目所涉及的內(nèi)容。
　　
　　7　總結(jié)
　　
　　“做中學(xué)”的教育模式，將科研項(xiàng)目、自學(xué)內(nèi)容與教學(xué)計劃有機(jī)地結(jié)合起來，讓學(xué)生更加主動學(xué)習(xí)、熱愛學(xué)習(xí)。通過“做中學(xué)”的學(xué)習(xí)方法，學(xué)生們鍛煉了工程實(shí)踐能力，也增強(qiáng)了戰(zhàn)勝困難的勇氣和信心。同時，合理有效利用時間的能力和處理問題的邏輯能力也得到了提高。
　　基于這樣的教育模式，我不僅扎實(shí)地掌握了理論知識，同時，利用課余時間參加的科技項(xiàng)目也取得了一些成績。在本科的第三和第四學(xué)年里，我在指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)下，與小組同學(xué)配合，申請了7項(xiàng)發(fā)明專利(其中兩項(xiàng)已授權(quán))和1項(xiàng)實(shí)用新型專利(已授權(quán))，在大學(xué)生科技競賽中取得國家級二等獎1項(xiàng)，國家三等獎兩項(xiàng)，北京市級二等獎1項(xiàng)，校級一等獎4項(xiàng)，與此同時，學(xué)院里也掀起了本科學(xué)生搞科研、做項(xiàng)目的熱