基于教学能力的机械设计论文

2022-04-23 版权声明 我要投稿

摘要:本文针对短学时本科机械类课程,开展了基于VR技术的课内试验补充教学尝试,开发了齿轮箱装拆桌面式虚拟系统。教学实践表明VR不仅可以提高学生学习兴趣、提升学生自主学习能力、实现良好教学达成度,而且还可以减少试验成本等。本次VR补充教学实践将为VR技术在本科机械类课程教学活动中的应用提供一定借鉴和帮助。下面是小编为大家整理的《基于教学能力的机械设计论文 (精选3篇)》仅供参考,希望能够帮助到大家。

基于教学能力的机械设计论文 篇1:

基于工作过程导向和能力本位的课程体系开发与教学实施

摘要:基于工作过程的和能力本位的课程体系开发,是高职教育教学改革的前沿课题。文章以工作过程和能力本位课程体系开发的基本理念为指导,分析当前高职房地产经营与估价专业的职业岗位和职业能力因素,然后结合珠三角地区房地产行业发展趋势和学校自身优势,以营销策划、房地产估价方向的工作过程为主线,确定了基于专业方向的模块化课程体系,最后对课程体系的具体教学实施方案进行了探讨。

关键词:高职教育;房地产经营与估价专业;工作过程;职业能力;课程体系

20世纪90年代以来,随着我国住房制度改革深化和房地产市场的建立,房地产行业发展迅速,对房地产专业型、技能型人才的需求量较大。目前,房地产从业人员的职业技能素质良莠不齐。在当前全球经济低迷、国家经济转型和政策调控的宏观背景下,中国房地产行业面临着产业结构调整和升级的重任,而人才因素已经成为制约各房地产企业能否顺利完成调整升级,并持续保持健康快速发展的关键因素。与房地产行业快速发展态势相比,高职院校房地产专业人才培养建设相对落后,出现了房地产业红红火火,但高职院校房地产专业发展却“惨淡经营”,两者反差强烈。究其原因,主要是高职院校一直沿用本科院校学科本位课程体系,过分强调系统性、完整和独立性,造成课程内容不符合技能型人才知识结构的要求,培养出来的学生实践能力不强、职业能力和职业素质不突出,难以适应沿海发达地区房地产企业对房地产高技能人才职业能力和职业素质的要求。学生就业主要面临如下矛盾:一方面,高职房地产专业学生就业范围窄、专业对口率不高;另一方面,房地产企业高技能、高素质人才极其匮乏。因此,以房地产工作过程为导向,以学生职业能力为本位,与企业共同研究各职业岗位群的工作过程和典型工作任务及其职业能力的要求,来构建房地产经营与估价专业课程体系是行业发展和学科发展的现实需要。

课程体系构建是人才培养的关键。基于以上考虑,本研究在对珠三角地区房地产行业和企业职业岗位,以及人才需求调研的基础上,对相关岗位的工作任务和职业能力要求进行了深入分析,最后基于职业行动领域开发了以工作过程为导向、职业能力为本位的学习领域课程体系。

房地产经营与估价职业岗位分析和职业能力分析

(一)职业岗位群分析

课程内容的选取和课程体系的设计,应首先建立在社会和企业需求调研的基础上。对行业发展和企业需求调查显示,目前市场上房地产企业可以提供给高职房地产经营与估价专业的职业岗位群大致可分为四大类:(1)营销策划类:销售人员、策划助理、策划专员、市场调查专员等岗位;(2)评估咨询类:估价员、估价助理、行政文员、市场业务员等岗位;(3)经纪代理类:二手房经纪、产权代理登记过户员、按揭专员、投资咨询师等岗位;(4)物业服务类:物业管理员、客户服务代表等岗位。

由于房地产经营与估价专业涉及面广,就单个高职院校而言,很难全面涵盖该行业的专业知识内容,现实的做法是根据所在地方的社会需求及学院自身优势,选择其中一些方向进行重点培养。广州番禺职业技术学院地处珠三角发达地区和穗港澳经济区的心脏地带,该区房地产业起步早、发展成熟,成为广州地区房地产开发最活跃的区域之一。随着广州“南拓”步伐的不断加快,整个番禺地区的房地产业仍旧保持着快速增长的发展态势。课题组通过对我校房地产经营与估价专业近五届毕业生的就业跟踪调查,发现大约60%的毕业生进入房地产开发企业或房地产中介代理企业,从事销售、策划或者估价方面的工作,这与珠江三角洲地区房地产业发展蓬勃,以及房地产交易十分活跃密不可分。再考虑到我校该专业发展的基础及师资资源优势,房地产经营与估价专业主要着重于营销策划类、评估咨询类两大职业岗位群人才的培养。

(二)岗位职业能力分析

房地产经营与估价专业的岗位职业能力如下页表1所示。

基于工作过程导向和能力本位的高职

房地产经营与估价专业课程体系开发

(一)工作过程分析,提炼出岗位具体工作任务

房地产销售岗位的工作过程可以归纳为四个阶段,即接受委托(包括业务接洽、签订合同等)、销售准备(包括资料准备、楼市采盘等)、销售实施(包括客户接待、楼盘介绍、实地看房、洽谈与促交、签订购房合同等)和售后服务管理(包括客户跟踪、协助交房、权证办理等)。这四个阶段的过程主要集中在销售实施阶段。将房地产销售工作过程进行详细分析,归纳总结为工作任务,提炼出典型工作任务如表2所示。

房地产策划咨询岗位的工作过程同样可以归纳为四个阶段,即接受委托(包括业务接洽、签订合同等)、策划准备(包括团队组建、资料收集等)、策划运作(包括主题策划、市场策划、投资策划、产品策划、销售策划、广告策划、形象策划)和策划方案执行监测。这四个阶段的主要过程集中在策划运作阶段。将房地产策划工作过程进行详细分析,归纳总结工作任务,提炼出典型工作任务如表2所示。

房地产估价岗位的工作过程同样可以归纳为五个阶段,即受理业务(包括接受委托、业务洽谈等)、现场查勘(包括拍照、记录、搜集资料等)、实施评估(包括测算价格、撰写初评报告)、审核沟通(包括送估价师审核、与委托方沟通评估结果等)和考核归档(出具报告、资料归档等)。这五个阶段的主要过程集中在现场查勘和实施评估阶段。将房地产估价工作过程进行详细分析,归纳总结工作任务,提炼典型工作任务如表2所示。

考虑到销售岗位和策划岗位的工作任务有许多相互渗透之处,我们决定将销售岗位和策划岗位合并为营销策划类专业方向。由于工作性质和工作任务的独立性,估价专业单独成为房地产评估类专业方向。

(二)转换职业行动领域为学习领域

根据德国各州文教部长联席会议的定义,所谓“学习领域”,是指一个由学习目标描述的主题学习单元。我们根据房地产估价职业情境和销售情况,策划职业情境中的工作过程分别确定两个专业方向的多项典型工作任务(职业行动领域),分别对其进行“通用化”处理使之成为具有普适性的课程。在学习领域,按照从简单到复杂和知识技能的内在逻辑联系进行序化,形成专业课程方向的模块体系,具体如图1所示。当然除了专门化方向的职业专门技术能力模块课程之外,专业学习领域,课程体系还设置有一系列通用能力课程,具体包括房地产经济学、房地产法规、房地产开发经营与管理、城市规划原理、建筑工程识图与AutoCAD、建筑材料与建筑装饰装修、房屋建筑构造等课程。

基于工作过程导向的课程教学实施

(一)以学生为中心,运用多元化的教学方法实施教学

高职房地产类专业相关工作过程的课程教学,对教师的专业素质和教学能力提出了非常高的要求。一方面,要求专业教师不仅要具备较高的业务水平,还要拥有一定的企业工作经验,要熟悉房地产行业相对完整的工作流程和工作要点,并且能够进行示范教学;另一方面,要求教师彻底改变传统教学的方法,实施以学生为中心、以能力素质为本位、以引导为途径、以多元考核为手段的教学理念和方法,真正实现以学生为主体的教育方式。以学生为中心的具体教学方法主要有如下几种。

“项目引导、任务驱动”的教学方法 “项目引导、任务驱动”的教学方法就是将所要学习的新知识,隐含在典型的工作项目和学习型工作任务之中,学生在教师帮助下对多项工作项目、工作任务进行分析和讨论,大体明确基本的工作思路,然后由教师“引导”和“驱动”学生由易到难、循序渐进地完成一系列“项目任务”,引导学生积极主动运用学习资源,进行自主探索,并且做到互动协作。在完成“项目任务”的同时,培养学生独立探索、勇于进取的自学能力和分析问题、解决问题的能力,进而激发他们的求知欲望和创新潜能。以我校房地产专业教学团队开发精品课程《房地产项目策划》为例,课程以房地产策划人员的岗位为中心,按照实际工作过程,整合序化教学内容,设计教学环节。将房地产策划工作任务分为10个项目,并确定23个学习型工作任务,重点突出策划人员的工作。任务教学活动的安排如下页表3所示。

团队合作法 良好的合作意识和团队精神,是现代人应具备的基本素质,同样也是每个用人单位选择人才最重要的衡量标准之一。而传统的教学方法与考核办法往往是针对学生个人进行的,缺乏对学生竞争意识与团队合作的训练和考核。团队合作教学法是贯穿整个课程教学过程的,因为任何一个学习型工作项目的完成,往往是一个团队合作的成果。以工作过程导向课程《房地产项目策划》为例,课程一共设计了12个实训项目。因此,学生会有多次团队合作的机会。比如市场定位策划这一实训项目,在项目洽谈阶段,先由策划团队负责人(学生组长扮演)跟开发商(教师扮演)进行沟通,了解客户对产品的策划要求和策划目标。在策划研讨阶段,团队每一工作成员(学生小组成员扮演)通过开会进行头脑风暴,来确定整体的策划思路。在市场调研收集资料阶段,每名工作人员都有明确的工作任务。例如:有的负责问卷设计工作,有的负责现场查勘收集项目信息,有的负责资料的整理工作等。在方案撰写阶段,大家又分工负责撰写其中的某一模块,最终由策划团队负责人将各位同事的文案进行汇总和完善,最后将策划方案提交给开发商。教师对各策划团队的方案进行可行性和科学性评价,并决定是否采纳这一方案。这样做的目的是让学生在学习的同时,提前得到岗位工作经验,使学生的沟通能力、表达能力等得到综合锻炼。

角色扮演法 角色扮演法是房地产专业教学的创新方法之一,它以职业技能培养为目标,以互动教学、仿真模拟为特点,可以极大地调动学生学习的积极性和创造性。具体组织过程如下:由教师给出一定的仿真情境和提出要解决的问题,要求学生以小组团队合作完成。各小组成员分别从所扮演角色出发,运用所学专业知识和技能,独立分析与解决所面临的问题。图2是工作过程导向课程《房地产项目策划》中的角色扮演教学环节。

(二)课程考核方案

课程考核方案是教学实施的重要内容之一,它在课程教学实施过程中对学生的学习过程起着重要的导向性和激励性作用。工作过程导向和能力本位的课程考核,必须改革传统的以结果性评价为主的单一手段,而应重视过程性评价和结果性评价相结合的多元化评价手段。以本院房地产专业教学团队开发的网络课程《房地产销售实务》为例,课程考核包括“技能考核、基础知识考核、职业素养考核”三个方面,分值比例分别为50%、30%、20%(见表4)。(1)技能考核是课程考核的核心内容,包括过程考核、结果性考核。过程考核是阶段性学习成果的考核,它是对学生完成各个工作项目的学习态度、团队协作、完成效果等方面进行考核。根据各项目地位和作用的不同,分别设置不同的权重值,将各项目成绩累加起来得到过程考核的总成绩。结果性考核是对学期末综合实训项目——房地产项目销售策划方案的质量和成果完成过程的汇报答辩情况进行考核。(2)基础知识考核和职业素养考核的具体考核内容及分值详见表4。

参考文献:

[1]姜大源.工作过程导向的高职课程开发探索与实践[M].北京:高等教育出版社,2008.

[2]潘意志,程丹丹.基于工作过程的学习领域课程体系的开发与实践[J].中国职业技术教育,2011(18).

[3]郑晓俐,张国伟.高职房地产经营与估价专业核心课程体系构建思路[J].地产经济,2011(10).

[4]徐国庆.职业教育项目课程开发指南[M].上海:华东师范大学出版社,2009.

[5]朱璟.以工作过程为主线的机械设计制造专业系统化课程体系构建研究[J].中国职业技术教育,2010(36).

[6]姜鑫,刘龙江,修学强.基于工作过程系统化构建“工学结合、能力本位双证融通”的高职机电一体化技术专业课程体系[J].学理论,2011(3).

作者简介:

陈基纯(1979—),女,湖南常德人,硕士,广州番禺职业技术学院讲师,主要从事区域与城市经济、房地产经济方面的教学和研究。(本栏责任编辑:王恒)

作者:陈基纯

基于教学能力的机械设计论文 篇2:

短学时本科机械类课程的VR补充教学实践研究

摘要:本文针对短学时本科机械类课程,开展了基于VR技术的课内试验补充教学尝试,开发了齿轮箱装拆桌面式虚拟系统。教学实践表明VR不仅可以提高学生学习兴趣、提升学生自主学习能力、实现良好教学达成度,而且还可以减少试验成本等。本次VR补充教学实践将为VR技术在本科机械类课程教学活动中的应用提供一定借鉴和帮助。

关键词:本科教学;教学能力提升;VR技术;教学方法

一、引言

随着时代不断发展,人类知识体系成指数性膨胀,为了让工科本科生在建立必要理论基础的同时,能够更多更全面地了解科学社会的发展,很多高校都在不断开设与时俱进的新课程,但由于本科阶段总学时的限制,导致工科本科生必须要求掌握的传统理论基础课程学时受到一定挤压。因此,在保证本科生能够很好掌握理论基础课程的前提下,很多专业将原有基础理论课程中拓展和巩固基础知识的学时删减了。类似于这种课程的课时删减是无可厚非的,但是这也给教授这类课程的教师带来了全新的挑战,即:如何在删减课时的同时,利用先进教学方法和手段达到原有课程教学效果。为此,很多高校老师开展了基于虚拟仿真,即Virtual Reality (VR)技术的教学尝试和研究。杜红军等将VR技术应用于机械维修教学中,降低了教学操作的危险性和成本[1];吴飞等开展了加工中心装拆试验的VR教学研究,提高了教学效率[2];刘振侠等开展了VR技术在航空发动机建模和试验教学中的应用研究[3];郭勇陈等对经管类实验课程中应用VR技术进行了总结和分析[4];赵萌等开展了VR在实验教学系统中的实践研究[5];等。根据有限的VR在教学中的实践研究文献可知,VR技术可以促进教学活动效率的提高和教学成本的降低。

本文以短学时本科机械类课程,即:由于课时删减,将原先巩固知识要点和拓展学生对机械感知的课内实验学时取消的课程,例如近机类机械设计基础课程,开展基于VR技术的课内实验教学实践研究。本次教学实践表明VR课内实验能够有效提升学生对机械的感知能力,能够弥补课内实验课时删减导致教学达成度不佳的缺憾。本次VR补充教学实践对促进传统专业基础课程课时的分配,以及教学质量的提升有着重要的帮助和促进作用。

二、VR的定义及分类

1989年,美国VPL公司创始人杰伦·拉尼尔提出了“虚拟现实”的概念,即:利用计算机模拟一个三维虚拟世界,为使用者提供包括听、视、触等模拟感知。“虚拟现实”是通过综合人工智能、并行计算、网络技术、计算机图形学等多种技术在计算机中构建一个尽可能接近现实世界的环境,并为使用者在触、嗅、视、听、味等方面提供身临其境的感觉。美国学者Philippe Coiffet 和Burdea G在论文“Virtual Reality System and Applications”[6]中提及VR的三个特征,即:沉浸性、想象性和交互性。根据对“沉浸性”程度的认知,可将VR系统分成4类,即:桌面式、沉浸式、增强式和分布式。

1.桌面式系统。该类系统主要使用计算机、键盘、鼠标等外设,以显示器、投影仪等视觉输出设备为虚拟环境视窗,通过外设与系统的交互实现视窗中必要数据的输入和输出;该类系统也被称为“窗口虚拟现实系统”或“纯软件虚拟现实系统”。此类系统的沉浸性低,组织结构简单,成本低,易于推广普及。

2.沉浸式系统。该类系统主要利用3D眼镜或头盔显示器作为视觉输出设备,配合数据手套等外设进行观察和交互;该类系统通过封闭使用者的视觉、听觉及其他感觉,实现暂时性的真实环境隔离,从而帮助使用者进入虚拟空间;在虚拟空间中,使用者利用位置跟踪器、数据手套等输入设备与系统进行交互,产生一种身临其境的感觉。此类系统一般需要专用设备,其推广较之桌面式系统成本更高。

3.增强式系统。该系统为沉浸式系统的感-触强化版,即:在传统“虚拟事物”的基础上增加“真实环境”效应,使得使用者不仅能够感触到真实环境中的物体,而且还可以把虚拟事物叠于真实物体之上。该系统可通过3D眼镜、头盔式显示器等,将计算机生成的图形与真实环境叠加,利用位置跟踪实现定位和物物重叠。此类系统不仅可减少复杂真实环境的分析数据,而且可以进一步提升使用者对真实环境的感受。此类系统需要搭建真实环境,虽然其系统开发和体验性均优于沉浸式系统,但是成本较之沉浸式系统有过之而无不及。

4.网络分布式系统。该系统的本质为独立分散的桌面、沉浸、增强式系统的网络联系版;该系统利用网络与其他使用者进行交互并共享信息;在这类系统中,位于不同地点的多个使用者能够同时参加一个或多个虚拟现实,且可以通过网络实现对虚拟现实的观察和操作,以达到协同工作等目的。该类系统可以实现分散、多环境协同的虚拟体验,是远程虚拟实现的技术基础。

三、VR补充教学实例

本次VR补充教学实践主要针对本科近机类短学时机械设计基础课程开展教学实践。由于课程学时的缩减,使得原本该课程中的课内试验教学学时被删减;经一段时间的教学活动后,发现学生对齿轮箱构造的教学认知效果不佳。为此,针对上述教学达成度,开展了短学时机械设计基础课程中齿轮箱装拆实验的VR补充教学实践。

近机类机械设计基础课程中齿轮箱装拆实验指导思想为[7]:

1.了解齿轮箱箱体结构。减速器箱体是用以支承和固定轴系零件,保证传动零件啮合精度、实现良好润滑及密封的重要零件。卧式减速器多以轴的中面为分箱面,将箱体分为箱座和箱盖两部分。

2.了解齿轮箱附件。①检查孔。为了检查传动零件的啮合情况,应在箱体的适当位置设置检查孔。检查孔通常设置在箱盖顶部能直接观察到齿轮啮合部位的地方。②通气孔及其部件。减速器工作时,箱体内温度升高,气体膨胀,压力增大;为不使润滑油沿分箱面或其他缝隙渗漏,通常在箱体顶部开始通气孔,并设置部件。③定位销。为保证齿轮箱每次装拆后,轴承座孔始终保持位置精度,应在轴承座孔加工前,在上、下箱盖的联接凸缘上配装定位销。定位销一般采用非对称布置用以加强定位效果。④油面指示器。为保证齿轮箱内润滑油的油量,一般在箱体便于观察、油面较为稳定的位置安装油面指示器。通常油面指示器分为油标尺和观察窗等。⑤放油孔及其部件。换油时,为了排放油污等,应在箱体底部,即油池最低处开设放油孔;不用时,需用带细牙螺紋的螺塞堵住;放油螺塞和箱体结合面处应加防漏垫圈。⑥启盖螺钉。由于齿轮箱剖分面上通常涂有密封胶,在拆卸时会造成箱盖和箱体分离困难。为此,通常在箱盖联接凸缘的适当位置加工1-2个螺纹孔,当分离时,可在螺纹孔中旋入平端螺钉,顶起上箱盖。⑦起吊部件。为了便于搬运,需要在箱体上设置起吊部件,如吊环螺钉、吊耳、吊钩等。⑧轴承端盖。轴承端盖分为凸缘式和嵌入式2种;凸缘式轴承端盖利用螺钉固定在箱体上;轴伸出的轴承端盖是通孔的透盖,盖中应安装密封装置。

3.了解齿轮箱的润滑和密封。当齿轮传动的圆周速度小于等于12米/秒时,通常采用浸油润滑,利用齿轮回转运动将润滑油带至啮合区实现润滑,此时轴承可采用飞溅润滑。此外,为了保证箱盖与箱体间无渗漏、输入和输出部件处无灰尘和杂质等进入,也需要进行密封。

针对齿轮箱装拆指导思想,在教学成本允许的条件下,利用SolidWorks Composer软件设计了齿轮箱装拆的桌面式VR交互系统,其部分界面如图1所示;VR补充教学按如下步骤,即:①将齿轮箱上下箱体间联接螺栓拧下;将轴承端盖和上箱体间的螺栓拧下;将轴承端盖和下箱体间联接螺栓松开;取下齿轮箱的上箱盖。②观察齿轮箱结构、润滑方式、零件在轴上的固定方式等。③将轴承端盖取下;分解传动轴,观察齿轮和轴的联接方式。④将上箱盖的检查孔拆下;观察通气孔结构;观察导油槽、定位销、油面指示器、放油螺塞、启盖螺钉、起吊部件等的结构。⑤按反向顺序安装齿轮箱。开展教学活动实践。

四、教学实践效果分析

本次教学实践中开发的齿轮箱装拆桌面式VR系统,虽然沉浸性低,但是实现了与传统动画演示教学的本质区别,即:学习中虚拟齿轮箱装拆交互性差的问题。在所开发的VR系统中,学生利用鼠标和菜单给出齿轮箱装拆指令,系统按设计流程完成部件装拆,同时实现装拆后零部件自调整观察;通过感、视觉效应,将学生投入到齿轮箱虚拟装拆环境中。这种学习中的交互产生的想象性,即自主认知,使得教学达成度获得质的提高。

因此,本次教学实践不仅促进学生对新技术的认同感,更为重要的是提高了学生基础知识学习的感性和理性认识以及创新的能力。

五、结论

针对短学时机械设计基础课程开展VR教学实践研究,提出了课内试验的VR补充教学方案,开发了基于SolidWorks Composer软件的齿轮箱装拆桌面式VR交互系统。本次教学实践结果表明:

1.VR教学可以使得学生在学习过程中产生与真实环境一致的感受,从而使过程变得生动,且易于理解和操作。

2.VR教学要求师生共同参与,增加了互动性和课程内容的新颖性,可以有效地将学生的被动学习转化为主动学习,增强学生的学习兴趣和积极性,促进了学生的发散性思维,并有利于创新能力的培养。

3.VR补充教学能够提高实验效率、减少实验资源短缺等难题;提高了实验设备利用率,降低了实验室建设成本。

本次VR教学实践将为VR技术在机械类本科教学活动中的应用提供良好的借鉴和帮助。

参考文献:

[1]杜红军,孙辉,朱延旭.VR技术在机械维修教学中的应用[J].素质教育论坛,2010,(03):112-113.

[2]吴飞,杨一粟,高尚.加工中心虛拟拆装系统在教学中的应用[J].现代机械,2016,(06):104-106.

[3]刘振侠,高文君,张丽芬.航空发动机虚拟教学实验系统的建设与应用[J].价值工程,2013,(11):181-182.

[4]郭勇陈,贾佳丽,王皎琳,周德群.VR技术在高校经管类实验教学中的应用研究[J].实验室科学,2016,(02):70-75.

[5]赵萌,应智国,陈亮.VR实践教学系统研究与设计[J].中国科教创新导刊,2008,(11):121-122,124.

[6]胡小强.虚拟现实技术基础与应用[M].北京邮电大学出版社,2003:120-240.

[7]金奕彤.机械原理机械设计实验指导书[M].南京航空航天大学印刷厂,2000:45-47.

作者:李政民卿 朱如鹏

基于教学能力的机械设计论文 篇3:

基于双导师制启发项目的光源与照明人才培养方法

摘要:本文提出了一种基于双导师制启发项目的光源与照明专业人才培养方法。首先分析了融入双导师制启发项目对知识融合的作用,指出了启发项目与知识融合之间的正相关关系;其次融合光学、电子设计、环境艺术、视觉传达、工业设计、机械设计等技术设计了启发项目的内容,提出了基于双导师制的光源与照明人才启发项目的设计方法;最后组织并设计了“湖光魅影”和“照明产品设计及应用大赛”系列活动,完成了启发项目的闭环设计。项目实施结果表明,基于基于双导师制启发项目带动了600余人进行了项目设计和研究,累计发表科研论文5篇,获省级奖项209项。实践结果表明基于双导师启发项目的光源与照明专业人才培养方法可以提高学习效率,提高知识的融合效率,快速提升学生的设计及科研能力。

关键词:双导师制;启发项目;知识融合;光源与照明

1 绪论

科技创新与发展的突出特点是高度分化和高度综合[1]。当今世界科学前沿的重大突破、重大原创性科研成果的出现,大多是知识交叉融合的结果。多学科多元知识的交叉融合是现代科学技术创新源头之一,多元知识交叉广度与深度不断增强已经成为影响创新的重要因素[2]。光源与照明专业依托光学与光电子学技术、电子科学与技术、控制科学与工程、材料科学与技术等学科,具有交叉性和前沿性。面向社会与市场的需求,光源与照明专业的学习、实践和创新需求存在一定的可变性,而基础学科却是一个相对稳定的知识体系。所以在专业发展过程中,专业与学科支撑之间的错位与调整是必然的[3]。要促进光源与照明专业的发展,一方面应该从教学体系、课程设计、教师教学能力、教学流程、实验室等不同层面优化现有教学体系,努力促进多学科及多元知识的融合,另一方面则必须设计项目平台,为知识的融合和发展提供孵化土壤。力求专业导师和创新创业启发项目相结合,保障启发项目的顺利进行,为知识的快速融合和学生能力提升提供有效通道。

本文首先分析了启发项目对知识融合的作用,提出了双导师制启发项目的光源与照明人才培养方法,指出在知识融合過程中,启发项目帮助学生有效快速定位知识体系,双导师制辅助启发项目的顺利执行。进一步通过“湖光魅影”和“照明产品设计及应用大赛”系列活动的设计及评审,对启发项目的执行结果进行了实施和评价,完成了启发项目的闭环设计。大连工业大学光源与照明专业探索了基于双导师制启发项目人才培养方法,实践证明,方法有利于本科生多学科的思想灵感、创新意识以及学术思路的互相激励和促进,为多学科多元知识的融合发展和人才培养提供了参考和解决方案。

2 融入双导师制的启发项目对知识融合的作用分析

任何事物都是一个复杂的系统,包含了多元化的知识。在创造和创新的过程中只有把各种有价值的知识融合在一起,才能产生有价值的事物。人才培养的过程一方面包括各种知识传承、理解和深化运用,另一方面还包括不同知识的整合和融合。知识的传承和理解可以通过课堂传输,但知识的融合需要贯穿知识体系,启发项目在这方面具有得天独厚的优势。但在启发项目实施过程中,学生需要得到老师的支持和帮助。双导师制在启发项目的实施过程具有辅助和支撑的作用。图1给出了课程学习、启发项目和双导师制联合培养学生,促进多元知识融合应用,进而培养了学生的创新能力的过程。

2.1 启发项目与知识融合及延展的相关性

光源与照明专业在人才培养方面融合了光学、电学、机械和材料科学的部分基础知识。学生的多学科融合需要良好的基础。在引导同学学习的时候不可避免的出现多种知识的融合问题。由于学生学习过程中会出现接受知识割裂情况。部分同学过分偏重了某一学科基础的学习,放弃或背离了部分基础知识的学习。而专业知识体系的总体设计不能保证所有学科方向后续知识的学习和补给,导致了学生的厌学。影响了专业人才的培养。启发项目恰好可以带动学生的学习,诱发学生检索各种有用知识。学生检索的内容甚至超过了专业的设置学习内容。这帮助学生快速的进行知识深度和广度的延展,加速了知识的融合。启发项目与知识融合及延展的关系如图2所示。

2.2 启发项目与双导师制的依托关系

启发项目虽然能够帮助学生汇聚学习目标,贯穿知识体系,但伴随启发项目的实施,学生之间想法的不同也会导致发生许多摩擦和困难。如图3所示学生在启发项目的实施过程中常常会发生知识运用和深度学习的苦难,团队合作的困难,目标设定和优化的困难,解决问题的困难。这些问题一旦发生,就可能导致启发项目的失败。专业导师与班导师联合保障了学生遇到的各种问题得到正确的解决,进而保障了启发项目的成功。可见双导师制是启发项目的重要保障,是启发项目实施成功的关键环节。

3 基于双导师制的光源与照明专业启发项目设计

光源与照明专业是一个多学科交叉融合的专业,在课程设置上充分融合光学、电学、机械和材料科学等专业课程,启发项目的设计要充分调动知识体系,进而实现借助启发项目培养创新人才。大连工业大学光源与照明专业对于启发项目的设计如图4所示。可见,选题充分调动了专业知识,兼顾交互体验等实用价值。

4 双导师制启发项目的人才培养实践

为了启发项目的实施形成闭环,特别设计了“湖光魅影”和“照明产品设计及应用大赛”两个大型系列活动,于每年10月和11月对启发项目进行评选和展示。截至2019年,双导师制启发项目共计实施了5年,对于启发项目的优秀作品,进一步推选参加省级比赛,近五年来项目实施的结果和获得的成果情况如图5所示。可见,基于双导师制的启发项目共计带动了600余人进行设计和研究,累计发表科研论文5篇,获省级奖项209项。可以明显看出,基于双导师制的启发项目取得的成果显著。良好的带动了本专业及外专业学生的创新热情。

5 结论

本文提出了一种基于双导师制启发项目的光源与照明专业人才培养方法。组织并设计了“湖光魅影”和“照明产品设计及应用大赛”系列活动,完成了启发项目的闭环设计。项目实施结果表明,基于双导师制的启发项目带动了600余人进行设计和研究,累计发表科研论文5篇,获省级奖项209项。基于双导师启发项目的光源与照明专业人才培养方法可以提高学习效率,提高知识的融合效率,快速提升学生的设计及科研能力。

参考文献:

[1]俞松坤,席洁.深化实践教学改革培养学生创新能力[J].中国大学教学,2009,(8):68-69.

[2]王彪,沈小正.多学科融合的研究生创新能力培养[J].时代教育,2016,2:182.

[3]黄旭,蒋云良,顾永跟.物联网工程专业建设中多学科融合的探索与实践[J].高等工程教育研究,2016,2:86-90.

[4]吴羽,张倩,伍冯洁.本科生多学科融合科研能力培养的研究与实践[J].中国现代教育装备,2016,251:93-95.

[5]李云芳,朱涛,盛宝莲.构建本科“多层次、多学科融合”的创新创业人才培养模式研究[J].化工高等教育,2017,3:1-6.

基金:2018年辽宁省高校党建研究课题:基于人才培养的高校党员教师“导师制+”模式有效性途径的研究(2018GXDJ—YB045)

作者简介:贺晓阳(1979-),男,汉族,山东蓬莱人,副教授,现任大连工业大学信息科学与工程学院副院长,研究方向:照明设计、非视觉照明。

作者:贺晓阳 贲春昉 张云翠 谢旭芬 邹念育

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