依托FSAE赛事的大学生工程素质教育

来源 :教书育人·高教论坛 | 被引量 : 0次 | 上传用户:physicalboy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  高等院校工程教育的根本目的,是培养和造就工业界需要的、适应社会发展需要的工程技术人才[1]。高等工程教育是一个国家工业体系形成和发展的重要支撑手段,也是在经济全球化时代保持综合国力稳定增强并形成国家整体技术优势的一个必要保障。但就整体而言,我国高等工程教育也存在着诸多的问题。受“工程科学化”倾向的影响,国内高校工科专业的人才培养普遍存在重课内轻课外、重理论轻实践、课堂教学与实际工程脱节、与人才培养的目标偏离、实践教学环节薄弱、学生缺乏基本的工程训练和工程实践、培养出来的学生工程实践锻炼不够、社会适应性差等问题[2]。调查显示,21.8 %的人认为高校培养的学生完全不符合或基本不符合国家技术发展需要;52.4 %的被调查者认为我国高校培养的工程专业学生质量一般;60.4 %的受访者认为现在的工程教育不能给学生提供充分的工程训练,工科学生一般都缺少对工程设计和运用综合知识解决问题的重要性的理解[3-4]。
  另一方面,随着科学技术的发展,现代工程愈来愈体现为“目标—研究—开发—设计—制造—运行—管理”等环节组成的工程链,这条链越往前技术含量越高,越往后经济含量越高,所以需要懂管理、会经营、具有较强动手能力和创新能力的高素质工程技术人才[5]。从大工程观的角度来看,21世纪的卓越工程人才必须具备“扎实的”知识和技术基础(strong technical foundation and broad knowledge basis)、“强悍的”分析技能和工程实践能力(strong analytical skills and practical ingenuity)、以及“卓越的”个人素养(distinguished personal traits)[6]。传统的高校课堂教学较好地满足了学生知识基础积累这一任务,但良好的工程实施能力(包括工程设计与实施、分析与概括能力、实践动手能力、创新力等)和优秀的个人素养(如责任感、自信心、领导组织能力、沟通能力与团队精神、敬业精神与职业道德、处事灵活性、终身学习能力等)必须要在实际的工程实践训练中得到培养和完善。
  随着汽车工业的迅猛发展,我国目前已经成为世界汽车大国,但还远不是汽车强国。未来实现汽车核心新技术的自主开发,形成国家汽车技术优势,需要大批优秀的车辆工程技术人才。因此,高校在车辆工程人才培养的过程中还工程教育以“工程实践”的本质,实现“实践育人”的工程教育回归,是非常必要且非常重要的。
  一基于大学生科技竞赛的工程实践教育
  作为大学生课外活动方式之一的科技活动及科技竞赛由于其兼具趣味性、浸入式参与和操作实践性的特点,得到了广大在校学生的积极响应和青睐。学生科技竞赛活动具备的专业性、工程性、实践性和创新性的特征逐渐被工程教育的从业者所认知,不断将其进行引导,并作为创新型工程人才的实践能力和工程素质培养的一种方法[7-10]。
  大学生科技赛事最主要的特点,就是表现出很强的目标导向、兴趣导向和探索导向性,而且它不同于常规的大学课程教育,是由学生个人或团体作为主体主动承担或从事的活动。学生从事此类科技活动的直接原因是缘于对该领域技术问题的兴趣,从事活动的直接目标则是在各类竞赛中取得好的成绩。而由于竞赛项目往往表现出的前瞻性和探索性、以及项目内容本身往往突破了专业范畴而体现出多学科跨领域交叉融合的特点,使得学生在完成项目的过程中在灵活运用本专业知识基础的前提下还需不断自我学习和提高,这对于形成未来扎实广博的知识基础和创新的科技思维是有益的。如果取得参赛成绩的目标达到,则会进一步激发学生的学习探索热情和主动性,使得这种自我学习和锻炼提高的过程不断深化完善。按照认知主义的教学理论,这种目标导向的活动过程势必会走向一个正向的反馈和循环。
  同时,大学生科技赛事还往往表现为一个探索、分析、设计、问题解决、制造实施、结果评估的完整工程过程。在这样一个工程实践的过程中学生除了不断积累新的知识、锻炼知识运用能力之外,通过诸多实际工程问题的解决还可以获得工程实践的经验并锻炼其工程实践能力。况且,学生科技活动基本组织形式为学生团队的集体作业,在由团体成员分工协作进行的过程中,学生个人的团队精神、组织协调和管理能力、交流沟通和表达技巧、责任感和个人能动性等非技术层面的素质也会在潜移默化之中得到锻炼和培养。而所有这些能力与素质,则是未来卓越工程技术人才必备的元素。从这个方面来讲,学生从事科技竞赛的活动所达到的结果,也正是目前学校专业工程实践教育欲达到的目标。
  因此,如果将大学生科技竞赛活动融入到学校工程实践教育的环节,通过对这种目标导向的学生活动加以引导和管理,依托学生科技竞赛的整个过程实现工程教育回归工程实践的目的,达到培养学生工程能力和工程素质的目标,则不啻为一个很好的探索和尝试。
  二依托FSAE赛事的学生工程素质教育体系
  FSAE(大学生方程式汽车大赛)是由各国SAE(汽车工程师协会&汽车工程学会)发起和组织、由在校大学生参与的一项汽车工程领域科技赛事。该项赛事要求高等院校学生在一年的时间内自主设计、制造出一款整体性能表现优异,能够完成所有比赛项目的赛车,并完成产品的全部商业营销活动。就比赛项目来看,它不但包含了考验赛车各项性能的动态场地比赛,同时也包含了参赛团队对于贯穿赛车开发过程中的技术设计、经济分析及成本控制、产品营销及市场运行推广等方面陈述答辩的静态比赛;不仅考核车,同时还要考核人。正因为具有这样的特点,FSAE赛事有别于一般的校园课外科技比赛和社团活动,体现出系统性、完整性的项目运行特征和强烈的综合工程实践色彩。通过参与这样一个完整的工程过程,学生得到了全方位的实践锻炼,其设计、制造、成本控制、商业营销、项目管理与协调等多方面的综合能力得到很大提升,综合素质明显加强。借助于FSAE赛事的平台,可以实现“工程素质教育”回归“工程实践”本质的目的。通过准备及参加FSAE,一批顶尖的学生被挖掘出来,为汽车企业自主产品开发提供了优秀的后备力量。因此FSAE大赛为推动各国的汽车工业进步及汽车技术人才储备方面起到了重要作用,已成为培养未来汽车工程师的交流平台。   目前国内高校车辆工程专业的人才培养,基本上还是数理基础课程教学加上以工程力学、机械原理等先修专业基础类课程和以汽车构造、汽车理论、汽车设计等汽车专业骨干课程的课堂教学为主,课后作业也多表现为问题分析和计算的习题方式。应该说这样的课程体系构架能够传授给学生基本的专业知识。在本科阶段学生的专业实践教学环节包括金属加工工艺实习、企业生产实习等方式,但这种大部分以参观体验形式进行的实习环节也仅能提供给学生基本的零部件结构和加工工艺知识认知。机械设计课程设计项目是本科生唯一动手参与产品设计的实践教学环节,但就其具体内容来看,多年来一直主要以圆柱齿轮减速器等通用工业部件的设计为工作内容,其输出成果包括设计计算说明书和设计图纸,却并无后续的产品开发过程;学生鲜有参与具体的汽车整车及零部件的设计、开发和制造到最终实物以验证其设计思路和设计方法适用性,并亲自动手实践的锻炼过程。所以,现有的课程教学体系仅完成了学生专业知识基础的传授和基本动手能力的训练,未来卓越工程师所需要的综合工程素质还需要在课程教学体系之外寻找工程实践过程的锻炼机会。由此分析,开辟新的工程实践训练渠道,完成与现有车辆工程专业课程教学的衔接和补充,是帮助学生完成由接受知识到社会工程师角色所需能力的过渡、实现工程素质培养、完成工程教育回归工程实践本身的一种重要手段。而FSAE赛事由于其本身所固有的系统工程实践特征,则是这一培养环节的一个适当选择。
  基于FSAE赛事依托的赛车实践设计开发和制造调试实践训练,可以有效地配合汽车构造、汽车理论、汽车设计、汽车制造工艺等本专业主流课程的课堂教学,通过各种工程实践环节提高学生对本门课程知识的掌握,起到良好的课程教学辅助作用。同时也可以解决现有课程教学与实际应用脱节的情况,极大地提高学生利用专业知识理论分析和解决实际工程问题的能力,以及动手操作能力。
  在大工程观背景下专业知识的教育只是优秀工程技术人才培养的一个部分,而综合工程实践素质的培养则是不可缺少的必然阶段。FSAE赛事准备作为一项高度综合性的产品开发运行项目,其最终完成非仅有专业知识基础可以解决。通过在实践教学环节打造一支兼具工程开发经验和丰富教学经历的“工程师”和“教师”复合的“双师型”指导教师队伍,在贯穿赛车研发的整个项目开展阶段引入工程管理模式并按照相应的工程运行规律对于学生的研发活动给予全方位的管理指导,同时引入或开辟如产品开发管理、项目管理、经济及成本控制、科技写作与演讲技巧、学术交流技巧等旨在锻炼学生工程素养的教育课程,可以帮助学生完成入职必需的基本能力和发展潜力的锻炼,提高其将来走向社会时的竞争力,并为学生将来走向工作岗位进行必要的入门引导和基本技能培训,帮助其完成角色的过渡。
  科学研究能力的培养是广大工科院校教学的重要目标,而FSAE赛事同样为学生从事科学研究的活动提供了充分的实践机会。作为一项产品研发项目,其中必然有技术攻关和前瞻技术预研的问题。将FSAE赛车开发过程中的关键技术问题进行提炼,提出一系列的科学技术问题,可挑选出合适的项目在开展FSAE工作的同时组织学生参与或开展SRT(Student Research Training)项目、大学生挑战杯科技竞赛项目、机械设计竞赛、电子设计竞赛、汽车设计大赛等大学生课外科技活动。同时选择有一定综合性和难度的技术问题,开辟为本科生毕业设计和硕士研究生论文课题,从项目选题、项目进行、技术攻关、项目总结等各个环节对学生提供指导,在保证项目良好运行的同时给予学生从事工程科研实践的空间,使学生获得必要的从事科研工作的能力,力求达到全面锻炼学生工程科研实践能力的教育目的。
  在上述各个环节,学生从事的目的主要在于获得系统的工程实践项目参与经历,培养未来从事工程技术领域相关工作所需的自我学习能力、技术创新能力、工程实践认知与工程素养、独立于专业课程学习之上的工程项目管理、协调及交流沟通能力和团队协作精神等个人品质。
  三基于FSAE赛事的学生工程素质培养实践
  清华大学汽车工程系自2010年起即组织学生队伍连续参加了每一届中国大学生方程式汽车大赛,并于2013年派队参加了具备国际FSAE最高水平的德国大学生方程式汽车大赛。几年来一直将FSAE赛事及学生车队的运作当作训练学生工程能力和培养综合工程素质的实践教育平台,抽调专门从事实践教学的教师秉承“教师指导监控下以学生为主体的工程训练过程”的工作方针对学生方程式参赛车队的工作给予全面的指导。在每年的备赛的过程中,教师根据赛车设计和技术开发的需要,指导学生从开发计划制定、关键技术问题分析、车辆设计、加工制造、装配调试、运行试验、专项训练、队伍管理、项目进度协调、成本控制、营销推广、外宣外联等各环节以自己为主体参与开展各项工作。通过进行FSAE赛车的设计开发,学生们得以有一个机会将课堂所学的专业课程知识应用到对象明确的具体的工程过程中去,实现了在明确的工程目标导引下提出问题、分析问题、拿出解决方案、方案实施与改进、结果评估与总结等流程完整的工程实际训练过程。由于FSAE赛车的设计开发及参赛过程本身体现为一个多学科交叉、内外环节繁杂的工程任务,在这个完成工程任务的过程中不但要求学生能够将本专业知识灵活运用,同时也要求他们具备跨专业的知识获取和综合应用的自学习能力,以及跨领域的知识和与人交流沟通融合的能力。在进行FSAE赛车设计开发和赛事准备的整个过程中,学生们通过完成工程任务和解决工程问题的经历不但获得了直接的工程实践能力,同时也通过团队进行赛车关键技术研究、赛车设计与制造调试、营销宣传等活动获得了自我学习与管理提高、团队协作、交流沟通、学术表达、财务与成本意识、创新思维与开阔眼界、社会与环境关注等人文层面的素质。这些素质从表面上看表现为非技术的因素,但就其作用而论与实际工程问题解决的结果和质量休戚相关,也是优秀的工程技术人才必须具备的素养。通过FSAE赛事的活动和参与,学生在技术层面和非技术层面的素质都可以得到全面的锻炼和提高。正是基于这样的考虑,我单位将FSAE赛事的活动不但作为了汽车设计、汽车理论等专业骨干课程课堂教学的辅助和延伸的实践环节,同时也将其与专业实习等实践教学活动进行了融合,以达到通过有规划成体系的专业实践教育开辟培养学生工程实践能力和工程素质的新模式。   通过几年来依托FSAE赛事进行的学生工程素质教育的实践,一方面在学生车队参赛成绩取得不断进步的同时提高了同学对车辆工程专业的学习兴趣、认同感和对课外科技活动的投入,并且也在FSAE赛车的设计研制和关键赛车技术研究方面积累了基础。另一方面,通过将FSAE赛事的活动与原有的汽车专业实践教学环节进行整合和拓展,丰富了实践教学的内容,也形成了学生工程素质实践教育的新模式和新思路、新理论。
  总之,学生工程能力和工程素质的培养单靠传统的专业课堂教学不足以实现,科技赛事对于锻炼大学生工程实践能力、培养工程素质具有非常有益的帮助;通过贯穿于FSAE赛事过程中的工程实践教学环节,不仅可以提高学生的专业知识掌握程度和工程素养,同时也可以激发学生的专业兴趣,达到以人才培养为根本任务的目的。FSAE赛事本身作为一项学生课外科技活动并不能解决高校车辆工程专业实践教学的所有问题,但它无疑提供了一种非常有价值的学生工程实践能力锻炼的选择。
  参考文献
  [1]查建中.面向经济全球化的工程教育改革战略—产学合作与国际化[J].高等工程教育研究,2008(1):21-28.
  [2]黄绍平,李靖,唐勇奇.工程实践教学模式的探索[J].湖南工程学院学报,2010,20(4):90-92.
  [3]石芳娟.工程哲学视野下我国工科大学生创新素质与实践能力培养研究[D].合肥工业大学硕士学位论文,2009.
  [4]王章豹,石芳娟.从工程哲学视角看未来工程师的素质-兼谈工科大学生工程素质的培养[J].自然辩证法研究,2008,24(7):63-68.
  [5]张丽娟.关于高等工程教育改革的思考[J].江苏高教,2003(6):49-50.
  [6]杨福源.车辆工程人才培养中的卓越工程教育改革[P].清华大学汽车工程系教学研讨会报告,2012.
  [7]罗洪,刘君.以学生科技竞赛为载体的创新人才培养模式探索[J].中国科教创新导刊,2012(14):36.
  [8]姬海宁.基于大学生科技竞赛的应用型人才培养途径探讨[J].现代企业教育,2013(12):159.
  [9]何文秋,袁媛.关于大学生科技竞赛与创新能力培养的探索与研究[J].资治文摘(管理版),2010(2):122.
  [10]丁珠玉,樊利,周胜灵.以科技竞赛为载体培养工科学生创新能力[J].西南师范大学学报(自然科学版),2012,37(14):205-208.
其他文献
在教学实践中,注重了情感培养的教学活动,对学生学习兴趣的培养,对提高课堂教学效果,全面发展学生素质,可以起到意想不到的作用。因此,创设和谐、愉悦、充满求知激情的课堂教学是提
初中地理新课标明确提出“学习对生活有用的地理、学习对终身发展有用的地理”的基本课程理念,强调了地理教学与生活之间的重要关系。而地理知识包罗万象,本身就与生活息息相关
运用多媒体技术辅助小学语文教学,不仅使教学内容化静为动,化难为易,突破重、难点,解除时空的限制,而且刺激学生的各种感官,使学生在学习中始终保持兴奋、愉悦的心理状态,对
1小学生班主任工作的重要性。2如何做好小学生班主任的工作。(1)师德品质方面一定要优秀。(2)农村留守儿童的班主任要是个多面手。3小学班主任工作的有效方法。(1)生活中,一定要当好
所谓的“人文素养”,说简单一点就是指人的内在品质以及通过品质的外化而表现出来的行为。那么什么是人文素质教育呢?高校人文素质教育,是指旨在培养提高高校学生的人文精神和人文素质的一系列教育活动,即将人类优秀的文化成果、科学知识通过课堂传授、环境熏陶,使之内化为学生做人的基本品质和基本态度,内化为学生的人格、气质和修养,成为学生相对稳定的内在品格。通俗的讲,就是教会学生如何做人,包括如何处理人与自然、人
小学作为我们第一个走进的集体,第一个受教育的地方,对我们一生所起重要作用无可厚非,小学教师在承担教学任务的同时,更应该做好育人工作。在全面推行素质教育的今天,教育家把“素
初中生对于祖国来说是未来的建设者,是社会主义建设事业的未来接班人;而初中生身心正是处在飞速发展中,是变化和趋向成熟的时期,他们对于新的事物、新的思想观念的接受能力是
创造力的核心是思维能力,以开发人的创造才能为宗旨的创新教育,应该重视人脑功能的全面开发,尤其应该重视创造性思维能力的培养。对此,我主张采取“激趣引思”、“导法启思”、“以境扬思”的教学行为与策略,以达到激发思考兴趣,发展思维能力,弘扬创新精神的目的。  一“激趣引思”  兴趣是学习和探索的主要心理动机。一个人只有对他所思考的问题感兴趣,才会全神贯注、废寝忘食,积极思考,矢志探究。否则的话,就不可能
就业指导又被叫做职业指导,由美国学者帕森斯提出。在《职业的选择》一书中,帕森斯提出了就业指导的概念及特性因素理论。就业指导课程作为大学课程的重要内容之一,对学生的就业有很大的影响。随着社会的发展,大学生的数量越来越多,就业压力也随之增大,因此,各高校应加强就业指导,积极采取应对措施,提高毕业生的就业率和就业质量。本文通过分析就业指导课程中存在的问题,对大学生就业指导理念和实践模式进行了一系列的思考
随着农业现代化的推近,家庭联产责任制的农业生产模式将发生巨大变革,适度规模化经营将成为农业发展的大趋势,对农业人才提出新要求。然而目前,大量大学毕业生和农村青年均进城务工,农业劳动者老龄化、农村空心化和农业人才结构严重不合理等问题日益凸显,高层次创新型人才、农业应用型人才和农村生产经营型人才均严重缺乏[1],面对农业生产的难题,如何培养出能够“下的去、留得下、干的好”,适应未来规模化农业经营的复合