◆金英愛(ài) 高青 李文博

作者：金英愛(ài)，教授，吉林大學(xué)汽車(chē)仿真與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、吉林大學(xué)汽車(chē)工程學(xué)院，研究方向?yàn)閺?qiáng)化傳熱與節(jié)能技術(shù)；高青、李文博，吉林大學(xué)汽車(chē)仿真與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、吉林大學(xué)汽車(chē)工程學(xué)院（130025）。

1 前言

本教學(xué)團(tuán)隊(duì)中兩位教師到UC（University of Colorado）和OSU（Oklahoma State University）親歷了美國(guó)高等教育。美國(guó)目前工科教育充分重視實(shí)踐教學(xué)，并且對(duì)團(tuán)隊(duì)合作尤其注重，對(duì)基礎(chǔ)課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)形式也具有多樣性。根據(jù)課程特色，學(xué)生可以按自己組建的團(tuán)隊(duì)特色制訂實(shí)踐計(jì)劃，并經(jīng)任課教師的評(píng)估開(kāi)展實(shí)踐。很多課程有部分時(shí)間用于企業(yè)實(shí)踐和調(diào)研，學(xué)生團(tuán)隊(duì)自己與相關(guān)企業(yè)單位進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)，在課后深入企業(yè)開(kāi)展實(shí)踐和調(diào)研。企業(yè)定期通過(guò)電子郵件、電話等溝通形式向指導(dǎo)教師做通報(bào)。學(xué)生定期向任課教師做匯報(bào)，教師將針對(duì)學(xué)生的實(shí)踐進(jìn)程對(duì)學(xué)生的實(shí)踐方向進(jìn)行把握。這類(lèi)授課和實(shí)踐模式對(duì)教師和學(xué)生的要求都大大提高，能力的提高不僅僅局限于知識(shí)層面，對(duì)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力也有極大的提高。

對(duì)于相關(guān)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，則主要在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室展開(kāi)，但是在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師完全處于次要地位，主要由學(xué)生來(lái)講述實(shí)驗(yàn)原理，其他學(xué)生進(jìn)行不斷補(bǔ)充，教師主要闡述安全注意事項(xiàng)，在這個(gè)過(guò)程中充分展現(xiàn)以學(xué)生為主體的教育理念。

創(chuàng)新是一個(gè)民族的靈魂，培養(yǎng)和造就一大批素質(zhì)優(yōu)良、勇于創(chuàng)新的人才，是建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的迫切需要，也是國(guó)家對(duì)高校人才培養(yǎng)的基本要求[1]。本項(xiàng)目通過(guò)增加實(shí)踐環(huán)節(jié)教育來(lái)提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力，以適應(yīng)飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)以及中國(guó)經(jīng)濟(jì)與國(guó)際經(jīng)濟(jì)的接軌。

本項(xiàng)目以卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃目標(biāo)為核心，以工科實(shí)驗(yàn)班為載體，通過(guò)工科基礎(chǔ)課創(chuàng)新建設(shè)，加強(qiáng)基礎(chǔ)類(lèi)課程教學(xué)的工程實(shí)踐，依托拓展課內(nèi)容和課程國(guó)際化，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)改革與實(shí)踐，探索建立創(chuàng)新實(shí)踐人才培養(yǎng)的新途徑，實(shí)施工科基礎(chǔ)課程創(chuàng)新實(shí)踐人才培養(yǎng)計(jì)劃。開(kāi)展工科基礎(chǔ)課程強(qiáng)化工程實(shí)踐的人才培養(yǎng)模式和教學(xué)體系設(shè)置，建設(shè)校企合作辦學(xué)、行業(yè)資深專(zhuān)家、海外學(xué)術(shù)名家和校內(nèi)交叉學(xué)科的工程師培養(yǎng)新模式，帶動(dòng)和引領(lǐng)工科基礎(chǔ)課程教學(xué)水平的提升和發(fā)展，促進(jìn)工科教育的發(fā)展與進(jìn)步。

據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)一些高等學(xué)校里面的“尖子生”在參加工作后有一部分會(huì)淡出優(yōu)秀者行列，甚至在就業(yè)方面屢屢受挫，而往往學(xué)習(xí)成績(jī)處于中等的學(xué)生卻會(huì)在以后的工作中有出色表現(xiàn)。由此折射出我國(guó)教育體制出現(xiàn)的問(wèn)題。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)是我國(guó)一貫的“應(yīng)試教育”造成的。此教學(xué)模式重視傳統(tǒng)知識(shí)的教育，忽視了對(duì)于步入社會(huì)后所需的實(shí)踐能力的培養(yǎng)。在高校中教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)少，導(dǎo)致學(xué)生動(dòng)手能力差、學(xué)生協(xié)作能力差等現(xiàn)象出現(xiàn)。因此，在高等教育尤其是工科院校當(dāng)中，重視學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)尤其重要，急需改進(jìn)目前大學(xué)生工程意識(shí)差、工程觀念薄弱的現(xiàn)狀。

2 產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合的教學(xué)課程體系

建立緊密關(guān)聯(lián)的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合教學(xué)課程體系，全面探索校內(nèi)課堂、企業(yè)課堂、實(shí)踐基地、創(chuàng)新平臺(tái)等凸顯工科特色的教學(xué)模式，強(qiáng)化課程雙師型教學(xué)模式，突出工科教育的工程化特點(diǎn)。

建設(shè)產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合的教學(xué)課程體系，在原有的一汽集團(tuán)、哈爾濱動(dòng)力集團(tuán)等實(shí)踐基地的基礎(chǔ)上，建設(shè)“一汽法雷奧汽車(chē)空調(diào)有限公司”吉林大學(xué)教學(xué)實(shí)踐基地。

通過(guò)增加實(shí)踐基地，讓更多的學(xué)生去工廠參加實(shí)習(xí)、實(shí)踐活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生參加工廠的技術(shù)攻關(guān)活動(dòng)，加強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐意識(shí)。

同時(shí)，注重將科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置。例如：“地下蓄熱過(guò)程傳熱機(jī)理及其時(shí)變特性規(guī)律與控制”項(xiàng)目的熱泵實(shí)驗(yàn)臺(tái)已被教學(xué)利用，作為制冷循環(huán)拓展制熱利用實(shí)驗(yàn)演示；“不同空氣組分進(jìn)氣下發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒機(jī)理及其反應(yīng)特征研究”項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，已經(jīng)轉(zhuǎn)化為工程熱力學(xué)OTTO 循環(huán)熱力過(guò)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)；結(jié)合科研成果開(kāi)發(fā)研制的實(shí)驗(yàn)裝置“泵與風(fēng)機(jī)綜合性能實(shí)驗(yàn)臺(tái)”“熱量表綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”已應(yīng)用于本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)，而“太陽(yáng)能光熱、光電轉(zhuǎn)換綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”也即將對(duì)學(xué)生開(kāi)放使用。

3 探索換位教學(xué)的教育理念

轉(zhuǎn)變教師和學(xué)生的傳統(tǒng)觀念，達(dá)到“教學(xué)”中教師與學(xué)生的互動(dòng)，啟發(fā)與思考緊密結(jié)合，使學(xué)生處于教學(xué)的主體地位，教師起引導(dǎo)作用，實(shí)行啟發(fā)性、引導(dǎo)性的教學(xué)模式，實(shí)行換位教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)造力。組織機(jī)械工程學(xué)院、汽車(chē)工程學(xué)院、生物與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院的學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行換位教學(xué)，讓學(xué)生在整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中更好地參與進(jìn)來(lái)，能夠提出工程問(wèn)題并提出解決的方案。

4 推進(jìn)國(guó)際化課程體系建設(shè)

基礎(chǔ)課程通常比較傳統(tǒng)且內(nèi)容一致性較高，有利于開(kāi)展國(guó)際交流與合作。通過(guò)教學(xué)內(nèi)容、方式、環(huán)節(jié)的合作培養(yǎng)模式，拓寬國(guó)際視野，充分利用國(guó)際教育資源，取長(zhǎng)補(bǔ)短，有利于夯實(shí)工程理論基礎(chǔ)，實(shí)踐課程的融合、學(xué)習(xí)和提高，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提升。

聘請(qǐng)英國(guó)諾丁漢大學(xué)Y.Y.Yan 教授到本校為卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃實(shí)施專(zhuān)業(yè)“車(chē)輛工程”“機(jī)械工程及其自動(dòng)化”“農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化”的工科實(shí)驗(yàn)班學(xué)生講述工科基礎(chǔ)課程傳熱學(xué)。課程采用全英文授課模式，教學(xué)方法完全采用諾丁漢大學(xué)的教學(xué)模式。諾丁漢大學(xué)的教學(xué)模式更注重實(shí)際工程循環(huán)的分析，如對(duì)溴化鋰吸收式制冷循環(huán)進(jìn)行了詳盡的講解。工科實(shí)驗(yàn)班的學(xué)生在本次教學(xué)活動(dòng)中得到大量的教學(xué)信息，尤其是增加了工程實(shí)踐方面的知識(shí)[2-3]。

通過(guò)借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家工科大學(xué)生的培養(yǎng)模式，打破目前普遍存在的以教師為主導(dǎo)、課堂教學(xué)為主的教學(xué)方式，組織學(xué)生在課堂上進(jìn)行討論，引導(dǎo)學(xué)生自己提出工程問(wèn)題并加以解決，強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐意識(shí)。課堂討論的內(nèi)容以工程實(shí)踐問(wèn)題為主，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，學(xué)生的表現(xiàn)計(jì)入平時(shí)成績(jī)。

5 大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)

指導(dǎo)學(xué)生完成國(guó)家級(jí)和校級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，制作與工程實(shí)際緊密相關(guān)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)架，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)寫(xiě)作工科實(shí)踐論文，不斷完善現(xiàn)有的能源課程實(shí)踐基地建設(shè)平臺(tái)。吉林大學(xué)為學(xué)生創(chuàng)造了很多參加創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，學(xué)生只要提出創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案，都可以得到學(xué)校的資助。

當(dāng)代學(xué)生科技創(chuàng)新的能力對(duì)于社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步相當(dāng)關(guān)鍵，通過(guò)大學(xué)期間進(jìn)行的一系列實(shí)驗(yàn)，可以大幅度提高學(xué)生的實(shí)際操作動(dòng)手能力，同時(shí)加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

6 工科基礎(chǔ)課程的工程能力訓(xùn)練機(jī)制形成

組織機(jī)械工程學(xué)院、汽車(chē)工程學(xué)院、生物與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院的學(xué)生在學(xué)習(xí)工科基礎(chǔ)必修課程工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、流體力學(xué)的過(guò)程中，通過(guò)課程小論文、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)等方式提出工程實(shí)踐問(wèn)題，并提出解決方案。

圍繞基礎(chǔ)課程，開(kāi)設(shè)拓展課程，提升理性知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)；擴(kuò)展基礎(chǔ)課程覆蓋工程知識(shí)面，加強(qiáng)工程認(rèn)知與實(shí)際應(yīng)用體會(huì)。通過(guò)工科基礎(chǔ)課程教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新，強(qiáng)化工科基礎(chǔ)課程，凸顯工科特征設(shè)置，建立校企聯(lián)辦機(jī)制，強(qiáng)化工程實(shí)踐教學(xué)能力和國(guó)際融合，研究與實(shí)踐新的課程教學(xué)計(jì)劃、大綱、教材、講座、實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐指導(dǎo)書(shū)、管理文件等建設(shè)，打造大學(xué)工科基礎(chǔ)課程與實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，為工科基礎(chǔ)課程的工程能力訓(xùn)練機(jī)制形成提供寬厚的課程基礎(chǔ)。

7 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)工程熱力學(xué)工科基礎(chǔ)課程為典型課程，結(jié)合卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃實(shí)施專(zhuān)業(yè)“車(chē)輛工程”“機(jī)械工程及其自動(dòng)化”“農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化”的工科實(shí)驗(yàn)班教學(xué)，通過(guò)拓展課程和講座，依托課外工程實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè)，采用多種課后工程實(shí)踐環(huán)節(jié)，以多種工程實(shí)踐相關(guān)的教學(xué)方法改變傳統(tǒng)基礎(chǔ)課程的課堂教學(xué)為主線的單一教學(xué)模式。通過(guò)課程企業(yè)實(shí)線，加強(qiáng)工程悟性和感知；通過(guò)拓展課程內(nèi)容講座，擴(kuò)展基礎(chǔ)課程覆蓋工程知識(shí)面，加強(qiáng)工程認(rèn)知與實(shí)際應(yīng)用體會(huì)；通過(guò)建立課程實(shí)踐基地，開(kāi)辟基礎(chǔ)理論課程的輔助課堂，實(shí)現(xiàn)理性知識(shí)和感性知識(shí)教學(xué)的融合與互補(bǔ)。同時(shí)，以建設(shè)課程基地為依托，作為大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐空間，捆綁課程內(nèi)容，加強(qiáng)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)等培養(yǎng)模式，提高大學(xué)生再創(chuàng)造的工程實(shí)踐能力，實(shí)現(xiàn)工科學(xué)生綜合素質(zhì)的全面提高。

[1]姚文軒,滕召勝.運(yùn)用大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃培養(yǎng)創(chuàng)新能力的實(shí)踐與思考[J].高等教育研究學(xué)報(bào),2010,33(2).

[2]華自強(qiáng),張忠進(jìn),高青.工程熱力學(xué)[M].4 版.北京:高等教育出版社,2009.

[3]陳貴堂,王永珍.工程熱力學(xué)[M].2 版.北京:北京理工大學(xué)出版社,2008.