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“新工科”課堂 到底新在哪兒

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發布時間:2019-11-04  來源: 中國青年報

天津大學組建首個新工科人才培養校級平臺

“新工科”課堂 到底新在哪兒

  天津大學大一新生顏暢和她的139位同學,在很多方面都是“吃螃蟹的人”。

  他們是天津大學新工科建設的第一批“嘗鮮者”,是全校乃至全國第一個新工科人才培養平臺——“未來智能機器與系統”的首批學生。

  一切都新鮮得讓人興奮,同時也讓她有點發蒙??У諞豢?,這位習慣于認真聽課的好學生等來的卻是一大堆問號。沒有長篇大論、沒有手把手的講解,老師直接“丟”給她們一項任務——“物流循跡小車”項目,以及一個長長的中英文書單。

  這個“小車”類似于當下正在許多物流公司的智慧倉庫里的智能派送車。顏暢要和同學們在一個學期的時間里,需要邊學習理論、邊動手操作,最終讓一個真正的“小車”能聽話地行走,還能按要求投放包裹。

  這是“未來智能機器與系統”平臺首批開設的四門新課之一——《設計與建造》。為了說明這到底是一堂什么樣的課,15名來自不同專業的老師,悉數出現在開課說明會上。

  這恰恰說明了這門課的“新”之所在。學校集合機械、精儀、自動化、微電子、智算學部、數學學院、求是學部、宣懷學院等優勢資源,耗時半年多,精心打磨出一套全新的課程內容和教學體系,嘗試探索一種跨界融合的多學科交叉的工程教育。

  新工科的誕生正是為了追上新技術、新產業和新經濟的快速發展,這個學科“新”得甚至尚無一個特別明確而具體的定義。因此,新工科的課到底該怎么上,誰也沒給出一個統一標準。

  天津大學大膽邁出了第一步。在今年4月天津大學推出的新工科建設方案中,設計了一系列多學科聯合、多方參與的開放式人才培養平臺,除了未來智能機器與系統平臺,還有未來健康醫療平臺、未來智慧化工與綠色能源平臺、未來建成環境與建筑等。

  天津大學新工科教育中心主任、機械學院教授顧佩華舉起手機,對學生們說,“10多年前,我們讓學生把錄音機拆了再裝,理解各個零件的功能,提出改進想法。而今天的手機已經如此復雜,拆裝后理解其功能就困難多了,希望你們將來能設計并制造出更智能和創新的產品?!?/p>

  這門課采用了完全不同于傳統的教與學的方式,教師講授、學生實踐、師生研討各占課時的三分之一??緯桃潦急閬麓鏘钅俊叭撾袷欏?,140名學生分散在24個小組里,必須在整個學期中通力協作,最終每個小組都要拿出符合考核指標的“物流循跡小車”,才能拿到課程成績。

  這種顛覆傳統課堂的方式,給師生都帶來了巨大挑戰。盡管這140名學生們都是經過層層選拔出來的非常優秀的年輕人,但這兩個月的學習,已經讓他們吃到了一些苦頭。他們每天都不得不努力適應全新的學習生活,包括學著克服自學各種知識的苦惱。讓他們頭疼的還有,課堂上必須要站在臺上向大家完成匯報。

  老師們吃驚于學生極強的可塑性。天津大學機械學院副教授康榮杰說,傳統的教學都是先講理論,再談應用。現在可以說是理論學習和實踐操作同步,“你學的理論馬上能用,而你要做成這件事又必須要自己去找理論繼續學習”。

  起初老師們擔心:現在這一門課相當于從前4-5門課的內容,學生可能難以適應。

  老師會在課堂上把下一堂課的要點提示給學生,對一些關鍵問題作出適當引導。以智能小車為例,老師會特意把一些路線和傳感器的設計方法告訴學生,比如用感光的方式指引小車前進。

  出乎老師的想象,在下一堂討論課上,一位學生提出了更好的解決方案,即可以用攝像頭視覺識別的方式來牽引小車,并給出了一些具體實現的思路。

  00后的這些表現讓老師非常驚喜,康老師認為:“這也從另一個角度激勵了老師?!?/p>

  事實上,為了打磨好這個小小的智能派送車項目,院士和教授們多次開會,選擇的項目既要符合社會經濟發展的需求,又要能把多學科知識集成在一起,還要在學生能力范圍內,具有可操作性。

  康榮杰坦言,高校現有教學體系已沿用了三四十年,教材、培養方案以及教師的知識體系都比較陳舊,“我們不能再用老一套的東西培養年輕人”。

  這門課程的牽頭人、天津大學機械學院副院長孫濤教授認為,老師授課要打破過去各講各塊、考完就完的狀態,必須要重新梳理知識點,圍繞項目需求重新設計課程、備課,同時不斷更新自己的知識儲備,并要準備好隨時應對學生們提出的各種問題。

  “這讓一些習慣了現有授課方式,甚至一門課已經講幾十年的老師感到不適?!彼鍰嗡?,但這就是新工科的教學要求,“你給學生下項目任務書,老師得先自己把項目做一遍?!彼鍰未致運懔慫?,在新工科平臺上的學生,大學4年至少要完成20個項目。

  實施“項目制”教學,正是天大新工科建設方案的特色之一。其目標就是培養面向工業界、面向世界、面向未來的卓越工程科技創新者、領軍者和領導者。

  每周二上午是這門課授課教師們雷打不動的“集體備課”時間??等俳芊⑾?,不少學生在課下自學了不少內容,課間他們會圍上來提問,“這在以前的課堂上幾乎看不到?!笨等俳莧銜?,原因就在于新課程讓學生們有“目標”,知道自己要學什么、學的知識有什么用。

  顏暢也在課堂上很快找到了“感覺”。她在小組學習中負責需求分析、設計問卷、調研“客戶”需求,為此她需要從推薦書目中的《產品設計與開發》中查找相關章節自學,并且每周開“組會”討論進展。

  據介紹,未來,平臺將充分尊重學生志趣,為學生提供更自主的學習空間、更自由的專業選擇。新工科的學生可選擇智能制造、人工智能、自動化、電子科學與技術等多個專業中的一個專業作為主修專業學位,并可同時選擇另外一個專業作為輔修學位或微學位。

  他們還將實施本研貫通培養機制,在本科階段,學生可以選修研究生課程,還有機會提前進入研究生實驗室與研究生一起參與科研項目,考核優秀的學生可選擇天津大學優異生培養計劃,實施本碩博連讀。

  “世界變化太快了,許多產業正在被顛覆。你教的學生就要適應變化的未來世界?!痹諤旖虼笱У澄榧搶羆銥】蠢?,這就是高校教育改革的核心。

??? (記者 胡春艷 通訊員 劉曉艷)

編輯:劉清梅
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