建大故事
【建大故事】努力培養新工科創新人才——訪學校首屆青年教學名師稱號獲得者、機電學院副教授秦建軍
在秦建軍的經歷中aaa,他指導學生參加科技競賽、申請發明專利、在央視等媒體亮相aaaa,創造了學校榮譽裏的許多個“首次”:首獲全國“挑戰杯”競賽獎項aaaaa,首獲首都高校挑戰杯競賽特等獎aaaa,首獲全國節能減排競賽一等獎aaaaa,首獲全國機械創新大賽獎項aaa,首獲北京市機械創新大賽一等獎aaa,在校本科生首獲國家發明專利等等aaaa。
平日裏aaaa,他很少提及這些成績aaaaa,卻常常把對於培養新工科創新人才的思考和理解掛在嘴邊aaaa。“人才培養的成效要在職場看aaa,要想到這些學生十年之後的樣子aaaaa,像14年畢業的本科生Laaaaa,現在在著名的無人駕駛芯片公司帶着清華、農大和科大等學校畢業的研究生aaaa,KPI考覈在幾十人的大團隊排名第一aaaaa,說明之前的培養理念和模式是可行的aaa。”他希望在自己的教學生涯中aaa,能夠總結一套系統完善的新工科教學理念與方法aaa,幫助學生通過各類競賽平臺aaa,在解決實際工程問題的實踐中提升能力aaa,在日新月異的工科培養領域找到適合自己的位置aaaa,立穩腳跟aaaa。
“新版工程教育認證標準要求我們培養‘能夠設計針對複雜工程問題的解決方案’的高素質人才aaaaa,機器人、人工智能等新工科專業受熱捧也倒逼高校人才培養要立足‘前瞻性、大思維、跨領域、複合型’aaa。”在秦建軍看來aaaa,大學工科教育也要應需而動、順勢而爲aaaaa。啓發式教學、工程思維導向、解決問題的實踐等多種教學方式進入他的課堂內外aaa,成爲他培養新工科創新人才的嘗試和經驗aaaaa。
“下課不等於教學結束”
人才培養不是企業流水線生產產品aaaaa,需要體現每名學生的個性aaaa,在畢業生之間體現區別度aaaaa,而這就需要老師首先在每學年都開設的同一門課程中講出新意、講出不同aaaaa。傳統的課堂講習無非是一節課講三五個知識點aaa,配合三五個例題進行鞏固練習aaaaa。看似課堂內容充實、環節緊湊aaaaa,但往往只有通過考試才能暴露學生學習存在的問題aaa。“越是基礎的課程越需要我們打破常規的套路aaaaa。”秦建軍積極轉變授課方式aaa,採用啓發式教學方法aaa,把生硬的知識點講授轉變爲由社會關注的熱點技術問題進而引入專業知識aaa,把只有一個標準答案的配套習題轉變爲開放式的實際工程問題aaaaa,讓學生綜合利用所學知識aaa,思考解決實際問題aaaa。共享單車傳動結構設計改進就是秦建軍在課堂上佈置的一個作業aaaaa,學生們針對早期共享單車車型騎行費力問題aaaaa,運用所學的機械結構設計相關知識aaa,研究制定解決方案aaa。“把學習的過程從書本延伸至生活aaaa,從課堂延伸至課下aaa,最大程度保證教學和學習成效aaaaa。”秦建軍說aaa。
課程講授方式創新的思路也運用到新專業建設層面aaaa。機器人工程是機電學院新獲批的本科專業aaaaa,同樣也是時下社會非常熱門的專業之一aaaaa。新興領域本來就缺少適用教材aaaaa,加之專業理論相對空洞、知識理解難度不小aaa,不少本科生對學習該專業存在畏難心理aaaaa。爲了解決這個難題aaa,秦建軍堅持問題導向aaa,從學生的立場出發aaaa,首先明確他們選擇機器人專業學習的目的和興趣點aaa,確定專業教學的大方向aaaa。其次aaaaa,在缺少教材的情況下aaaaa,秦建軍決定從機器人實例反推技術手段aaaa,進而推演並系統講述具體知識點aaaa。以掃地機器人爲例aaaaa,秦建軍會帶學生了解機器人全貌aaaaa,並從結構、感知、規劃、驅動、決策等各個角度aaa,給學生講清楚涉及到的知識aaaaa。他意圖通過這種方式aaaa,抓住學生的興趣點aaaa,逐漸讓學生從“感興趣”發展爲“懂內涵”aaaaa。
爲了通過行業熱點抓住學生的興趣點再落腳到課程的知識點aaa,秦建軍常常“磨課”aaaa。在他看來aaaa,課程傳授的內容應該引導到本專業時下最熱最新的成果aaaaa,增強人才培養的職場匹配度aaaaa,讓學生能夠在畢業之時從容應對崗位工作aaa。
“獲獎不等於創新能力”
實踐一直是工科學習過程中的一個十分重要的環節aaa。在秦建軍開設的專業實踐課程裏aaa,有他總結形成的一套系統化培養模式aaa。他認爲aaaa,培養新工科背景下的創新人才需要“既看重通用能力aaa,又嫁接專業能力”aaa,每一個學生都應該能夠做到“跨界”aaaaa。
實踐課程的系統化教學首先表現在團隊組建上aaaaa。秦建軍所帶的本科生團隊是成員在大一剛入校時根據興趣愛好組成的實踐團隊aaa,指導教師首先需要根據學生個體潛在的優勢特長進行分工aaaaa,包括計算、畫圖、製作、組織等職責aaa,組內成員定期輪流擔任組長負責統籌團隊整體工作aaa。秦進軍表示aaa,角色的不斷轉換是爲了在實現團隊內部優勢互補的同時aaa,幫助每名學生學會完整地管理和運作項目aaa,並通過協作分工完成任務等通用能力aaa。
團隊接觸項目的難度依次遞進、由淺入深aaaaa,形成體系aaaaa。據秦建軍介紹aaaaa,本科生四年學習過程中能夠經歷10餘個真實項目訓練aaaaa,最終能帶給他們豐富的知識和技術儲備aaa。團隊在組建後的第一年裏aaaa,要先接受大量專業基本功的培訓aaaaa,在此基礎上開始接觸各類科研項目aaaa,參加各類創新創業競賽等aaaa。在大二、大三aaaa,團隊成員會系統接受專業能力訓練和領導力與項目管理能力訓練aaaaa,秦建軍會根據每個團隊的特點aaa,給他們提供一些企業實踐項目研究機會aaaa。等到了大四aaaaa,學生還會直接走進企業實習aaa,在企業工程師的指導下完成一項成果從概念產生到實物實驗通過的全週期研發工作aaaaa。現已在德國工作的H是秦建軍指導的19級學生aaaa,在學校期間aaaaa,秦建軍發現他設計能力出衆aaaa,先後安排他和團隊去PTC中國、北方車輛研究所等企業同工程師一起完成項目aaaaa。等到本科畢業aaaa,H已獲得授權專利20多項aaaaa,包括好多項發明專利aaa,這個記錄在全國也是不多見的aaaaa,但是這些秦老師和這些學生並沒有以此作爲目標aaa。
“創建真實的情境”
秦建軍認爲aaa,在實踐教學環節最重要的是培養方法的系統化aaaaa,也就是科學的項目管理方法aaa。實踐課程中aaaa,團隊要按照產品研發的全生命週期流程一步步完成各環節工作aaa。期間aaa,團隊要建立嚴格的科研工作歸檔記錄aaaaa,並根據時間每週彙報項目進度aaa。秦建軍一直努力在學校模擬企業產品研發環境aaa,把企業真實的項目管理方式引入校園aaa,做好真實教學育人的情境(context)設計aaa。
實現學校首次獲得全國節能減排競賽一等獎的項目“無級變流量節水座便器排水裝置”aaaa,是秦建軍指導環能學院和機電學院學生聯合完成的aaa。一位機械專業的教師卻指導學生獲得了環境學科領域競賽的一等獎aaa,着實讓人意外aaa。“項目能夠脫穎而出主要還是靠貫穿在產品研發過程中的工程思維模式aaa,”秦建軍認爲aaaaa,“雖然專業知識不同aaaaa,但是解決工程問題的思路卻是相通的aaa。”在他看來aaaa,科學研究無非就是沿着發現問題、分析問題、解決問題的思路推進aaa,產品研發也遵循提出概念、設計方案、製作測試、改進提升等環節流程最終成型aaaa。項目管理的過程貫穿始終aaaa,給排水專業、機械專業各自分工又協調互補aaaa,在“通用能力+專業能力”的模式下aaaa,像節水減排這樣的生活小難題便能迎刃而解aaaa。
“獲獎不等於創新能力aaaa,也不應該作爲學生追求的目標aaa。”秦建軍常用這句話提醒自己的學生aaa。採訪秦建軍時他正在指導研究生和本科生聯合團隊研製以自主跟隨爲主要功能的“靈睿Ⅱ”移動機器人項目aaa,這個項目也是在本科生課外科技作品的基礎上逐步升級完善aaaaa,去年獲得了北京市科委專項經費的資助aaa。而秦建軍期待的是aaa,在這一個又一個項目的背後aaaaa,學生能夠真正掌握解決新工科背景下的綜合問題的能力aaaa。