李泽辉
(哈尔滨工程大学工程训练中心,黑龙江省哈尔滨市,150001)
摘 要::工程认识课程是培养学生工程认知、创新思维和工程实践能力的重要课程。为进一步提升教学效果,文章提出可基于“慧鱼”教学模型搭建工程启蒙培养平台,利用其结构部件模块化、编程部分图形化、涵盖机电两大部分等功能实现简单,工程部分覆盖面全的特点,开展工程认知教育,普及基本工程知识,初步建立工程概念,激发兴趣和好奇心,通过一段时间的实践,取得了良好的教学效果。
关键词:工程实践;慧鱼;启蒙
中图分类号:N031 文献标识码:A
Based on Fischertechnik Teaching Model For Exploration and Practicing of Engineering Enlightenment
Li Zehui
(Harbin Engineering University Engineering training center Harbin Heilongjiang China 150001)
Abstract: Engineering cognition course is an important course to cultivate students' engineering cognition, innovative thinking and engineering practice ability. In order to further improve the teaching effect, this paper proposes to build an engineering enlightenment training platform based on the "Huiyu" teaching model. With the features of modularization of structural components, graphical programming part, covering two parts of mechanical and electrical, the platform is easy to realize, and the engineering part covers a full range of engineering parts. It can develop engineering cognitive education, popularize basic engineering knowledge, initially establish engineering concepts, and stimulate interest and enthusiasm Curiosity, through a period of practice, has achieved good teaching results.
Key words: Engineering Practice Teaching; Fischertechnik; Enlightenment
工程素质教育的核心目标是培养“完整的人”,即具备通融识见、善于发现问题,并应用所掌握的科学技术集成建造并满足具体需求,而不仅仅是某一狭窄专业领域的专精型人才。这对传统的教育模式提出了新的挑战,如何调整教学设计、应用什么样的教学模式、采用什么样的教学载体、都是一个值得思考的问题。
1 工程认识课程的特点
工程认识课程是对大学一年级学生进行工程启蒙,引导学生走向工程职业的入门课。
通过本课程的学习,使学生从宏观的视角了解“工程”的全貌;通过对装备制造领域产品全生命周期的初步认识与实践,理解工程、工程技术;普及基本工程知识,初步建立工程概念,形成工程伦理意识,理解工程伦理基本规范以及工程师应承担的伦理责任,激发解决复杂工程问题的兴趣和好奇心。
1 2开展工程启蒙的难点与解决办法
首先《工程认识》课程的授课对象为大学一年级学生,其缺乏工程实践经验,对工程一无所知,哪怕是日常生活中常见的手机充电原理(5v至3.7v压降,中学物理知识)都很茫然,就更不用说开展工程启蒙,引导其将大学所学的专业知识应用于未来的工程项目上了;
其次《工程认识》课程只有1次导论+1次答辩4次工程认识课程,共计24学时,在这么短的时间内,要想针对前述的学生条件,达到预期教学目标,难度颇大。
针对以上两个难点,作者采用“慧鱼”教学模型作为课程的教学载体,“慧鱼”模型采用模块化设计,各个种类模型间的零件可以通用,可反复拆装,可逼真地再现机械系统、控制系统的构成,展示机械结构部分的工作过程及控制过程的工作原理。
首先“慧鱼”模型所涉及的工程技术全部中学化,消除了授课对象的技术障碍;其次由于模块化设计,搭接一个模型所需时间相对较少;再次“慧鱼”模型所搭接内容全部来源于日常生活,消除了学生对于工程的陌生感,激发了学习兴趣。
3 应用“慧鱼”模型开展工程实践
3.1 制订计划
确定好项目任务,小组成员根据研究项目的工作要求,经过组内讨论,查阅相关资料,对项目进行全面分析后,制订计划执行方案。例如:动力传动机构的选择(蜗轮蜗杆、齿轮齿条等);路径规划,指定区域识别的实现方法及相应传感器的选择(光电、路径识别、颜色识别传感器等);程序设计方案等。
3.2 实施计划
学生完全成为工程实践过程中的中心,教师的作用主要是引导学生利用各种信息资源,结合协作,独立探寻“问题”的答案。在项目实施过程中,有的小组设计的小车,使用颜色识别传感器来完成指定区域的识别,但是在测试的时候车到达指定区域却并没有停下,教师先鼓励项目小组成员进行讨论,查找小车不能自动停止的原因,能由学生自己找到原因最好,如果经过长时间的查找也未能找到原因,则可提醒学生观察传感器及电动机的导线连接是否正确,检查电机控制程序是否正确。
3.3 项目成果评价
项目成果评价是对学生的学习情况与项目完成情况做出反馈和评价,是总结与提高的重要阶段,通过评价结果可以对学生起到激励、反馈的作用,使学生在一种良好的心理状态下发现自身不足、不断学习进步。评价的内容不仅仅包括项目的完成情况,还要考察学生在这一过程中对于各知识点的掌握情况、发现问题、解决处理问题的能力以及学生的学习态度等。
4 结语
教学实践表明:应用 “慧鱼”教学模型为载体,开展工程启蒙,解决了在现有条件下(学时少、场地小、设备少、学生基础薄弱),无法更好开展教学的问题。突破了传统教学模式的限制,充分调动了学生的学习积极性,提高了学生分析问题和解决问题的能力。拓展了学生工程实践能力的同时,又进一步提高了学习的目的性和主动性,为后续课程的学习打下了坚实基础。
参考文献(References):
[1] 李泽辉 PBL教学模式的探索与实践[J]. 学园 2015.12
[2] 李泽辉 “项目驱动式”教学法的探索与实践[J]. 实验科学与技术 2011.4
[3] 代英明 项目驱动教学法在高等院校人才培养中的应用研究[J]. 广西教育 2009
[4] 陈琦 教育心理学[M]. 北京:高等教育出版社 2005
[5] 赵国强 建构主义教育理论与启发式教学[J]. 当代教育科学 2007