陳楊華

[摘 要] 研究性學習是近年來我國教育理論與實踐領(lǐng)域研究的熱點問題，結(jié)合中國制冷空調(diào)行業(yè)大學生科技競賽，分析在這一學科競賽中應(yīng)用研究性學習模式的必要性和實踐方法，并通過具體的競賽實踐，表明在學科競賽中應(yīng)用研究性學習模式不僅能取得較好的競賽成績，同時能有效提高創(chuàng)新人才培養(yǎng)質(zhì)量。

[關(guān) 鍵 詞] 研究性學習；卓越工程師；實踐教學；制冷空調(diào)競賽

[中圖分類號] G642 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2019）01-0034-02

創(chuàng)新是一個民族的靈魂，一個國家興旺發(fā)達的不竭動力。創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略、加快建設(shè)創(chuàng)新型國家的關(guān)鍵。然而，在大眾化教育階段，如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力、開發(fā)能力、獨立分析問題和解決問題的能力，已經(jīng)成為當前高等教育面臨的新問題。學科競賽是培養(yǎng)大學生創(chuàng)新能力很重要的一部分，大學生通過把學到的知識運用到學科競賽中，理論結(jié)合實際，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和分析問題解決問題的能力。根據(jù)學科競賽特點，需要探索各種不同的教學方法來提高學生的創(chuàng)新能力。

一、研究性學習的概念和特點

大學生的研究性學習是在大學教學過程中為了激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，提高學生自我學習能力，由單純接受性學習改變到自主學習的一種學習方式。該學習模式的重點是“研究性”，它最關(guān)鍵的是改變學生的學習方式，在研究性學習的過程中，是以學生為主體，學生通過自主學習、合作學習和開展形式多樣的實踐活動來提高學生創(chuàng)新能力。研究性學習的特點總結(jié)為六點，即自主性、創(chuàng)新性、實踐性、開放性、探究性、過程性。研究性學習雖然在不同的國家實施情況不同，但本質(zhì)上都是強調(diào)學生的自主性、探究性、實踐性和創(chuàng)新性的一種學習方式，都要求培養(yǎng)學生的實踐精神和創(chuàng)新能力，來應(yīng)對知識經(jīng)濟的挑戰(zhàn)。

二、研究性學習在大學生制冷空調(diào)科技競賽中應(yīng)用的必要性

中國制冷空調(diào)行業(yè)大學生科技競賽是面向大學生和研究生的群眾性科技活動，目的在于吸引相關(guān)專業(yè)大學生踴躍參加課外科技活動，培養(yǎng)學生的創(chuàng)能能力和工程實踐素質(zhì)。競賽內(nèi)容包括理論知識搶答（30%）、團隊實踐技能操作（35%）和創(chuàng)新設(shè)計作品答辯（35%）三個模塊，其中創(chuàng)新設(shè)計作品模塊主要考查學生對概念、技術(shù)和應(yīng)用方面的創(chuàng)新能力。創(chuàng)新設(shè)計作品是三個模塊中難度最大、最具有挑戰(zhàn)性的，學生在教師指導下，進行創(chuàng)新設(shè)計、創(chuàng)新實踐，制作出創(chuàng)新作品實物（模型）、作品簡介展板及現(xiàn)場答辯PPT參加賽區(qū)的決賽。由于創(chuàng)新設(shè)計要求學生的作品要新穎具有創(chuàng)新性，指導教師對創(chuàng)新作品也沒有現(xiàn)成的答案給學生，整個作品創(chuàng)作從設(shè)計思路開始，到設(shè)計方案、方案評價與比較、深入研究、理論計算、作品制作整個過程，全部要學生運用所學的知識自主創(chuàng)作，因此，在學科競賽創(chuàng)新活動中采用研究性學習模式是必要的。

三、制冷空調(diào)科技競賽活動中研究性學習模式的應(yīng)用實踐

我們在制冷空調(diào)科技競賽活動中開展研究性學習模式主要是在創(chuàng)新作品設(shè)計這一環(huán)節(jié)中按照如下過程開展。

1.選拔學生。中國制冷空調(diào)行業(yè)大學生科技競賽（華中賽區(qū)）是在每年的6月中旬進行，我們學校在每年的3月初進行校級的選拔賽報名活動，首先從報名參賽的學生中，經(jīng)過進行初賽和復(fù)試兩輪的理論知識考試篩選出15個掌握理論知識比較扎實的學生，由學生自由組合，具有共同興趣的學生組成3人一組的研究小組，分成5個參賽隊，準備備戰(zhàn)學校選拔賽的決賽。

2.布置創(chuàng)新設(shè)計任務(wù)。學校由專業(yè)教師組成指導教師團隊根據(jù)賽事安排制定詳細的輔導計劃，對選拔出來的5個參賽小組，按照科技競賽要求，介紹創(chuàng)新作品的研究目標、任務(wù)、具體研究內(nèi)容，要求學生根據(jù)要求去開展創(chuàng)新作品的研究，確定初步的研究設(shè)計的題目和設(shè)計方案。每個小組對創(chuàng)新作品設(shè)計進行初步討論并進行任務(wù)分工，確定研究時間表和設(shè)計步驟，用兩個月的時間進行研究性學習完成創(chuàng)新作品的設(shè)計。

（1）文獻檢索。學生利用學校圖書館文獻資料和互聯(lián)網(wǎng)獨立地進行資料收集整理，在分析資料基礎(chǔ)上對創(chuàng)新設(shè)計提出初步設(shè)計方案，如綠色環(huán)?？照{(diào)鞋、學校太陽能熱水系統(tǒng)余熱制冷系統(tǒng)研究、空調(diào)鼠標、空調(diào)安全帽等作品。

（2）自主學習。學生根據(jù)各組創(chuàng)新作品研究的需要，自主學習作品設(shè)計需要的相關(guān)理論知識和計算機軟件，這個過程學生遇到問題可以尋求指導教師的理論輔導；教師在自己課程的網(wǎng)絡(luò)輔助教學平臺上開展研究性學習教學活動，學生在網(wǎng)絡(luò)教學平臺上進行小組的討論，教師可以隨時參與小組討論。

（3）初步研究。每位學生對小組分工的任務(wù)進行研究，可以采取自主和與其他隊員協(xié)作合作方式，進行初步研究工作。如綠色環(huán)?？照{(diào)鞋創(chuàng)新作品的設(shè)計是利用人體自身的體重在行走過程的壓力變化，對壓電材料周期性作用產(chǎn)生壓電效應(yīng)轉(zhuǎn)換成電能，再利用熱電偶產(chǎn)生熱點效應(yīng)制冷，達到加熱或者供冷的目的。小組中一個學生負責空調(diào)鞋工作原理及其設(shè)計計算，另外一個學生負責鞋子結(jié)構(gòu)設(shè)計和三維動畫的制作，還有一個學生負責作品制作材料，如壓電片等的采購。

（4）小組討論。各參賽小組要不定期集中討論創(chuàng)新作品，對各自分工負責任務(wù)進度和相關(guān)理論進行匯報，自由討論過程中，鼓勵學生逆向思維，相互提出不同意見，這個過程可以邀請教師參加，教師也可以根據(jù)各組的實際情況在網(wǎng)絡(luò)教學平臺參加小組的討論，及時發(fā)現(xiàn)和糾正小組在理論上出現(xiàn)的問題，避免學生走彎路，浪費時間。

（5）深入研究。這個階段小組根據(jù)集體討論提出的意見，學生繼續(xù)對各自分工的內(nèi)容進行深入研究，小組成員也可以協(xié)作合作，且第（4）和第（5）可多次重復(fù)進行。

（6）成果合成。將全組學生各自研究的內(nèi)容進行集成，形成本組初步研究作品，對本組不能解決的問題，可以尋求教師和其他小組的幫助。

（7）集中交流。在教師指導團隊的主持下，各組選出代表用PPT的形式將本組初步作品進行集中交流，這個過程中要求小組與小組之間相互交流，找出問題提出意見，相互啟發(fā)學習。學生之間這種互動起到了非常良好的厘清思路的作用，每個小組必須非常清楚地闡明各自作品的創(chuàng)新點、工作原理、實現(xiàn)的可能性等。

（8）改進完善。各組在集體討論之后，對發(fā)現(xiàn)的問題分工繼續(xù)研究解決，不斷完善創(chuàng)新作品。根據(jù)各組的研究進度和競賽要求，教師指導團隊再次組織集中交流，然后學生小組再次進行完善改進。

（9）作品評審。進入創(chuàng)作后期，各自創(chuàng)新作品達到比較成熟后，教師團隊組成評審組，對各參賽組的創(chuàng)新作品進行評價，對各組提交創(chuàng)新作品進行綜合評價，評定學校選拔賽的創(chuàng)新作品名次。

3.選拔出參加賽區(qū)決賽的參賽團隊和創(chuàng)新作品。經(jīng)過以上9個步驟的研究性學習，專業(yè)教師組成的評審組評選出最優(yōu)秀的創(chuàng)新設(shè)計作品，并選拔出三個各有特長的學生組成3人小組參加華中賽區(qū)的決賽，這三個學生其中有一個基礎(chǔ)知識最扎實的，另一個是實際操作掌握的很好的，還有一個是基礎(chǔ)知識和實際操作和口頭表達能力較全面的學生。再進行為期一個月左右時間的研究性學習過程，進一步完善創(chuàng)新作品，制作作品的實物，鍛煉實際操作能力，代表學校參加賽區(qū)的決賽。

四、應(yīng)用效果和結(jié)論

通過在這一學科競賽活動中采用研究性學習模式的實踐和應(yīng)用，南昌大學參賽隊從2012年開始，組織學生參加中國制冷空調(diào)行業(yè)大學生科技競賽（華中賽區(qū)第一屆），取得較好的成績。2012年獲二等獎，創(chuàng)新作品是“綠色環(huán)保空調(diào)鞋”；2013年獲一等獎，創(chuàng)新作品是“空調(diào)安全帽”；兩年均獲“優(yōu)秀參賽學?！狈Q號。2014—2016年均獲三等獎，2017年獲二等獎，2018年獲三等獎。除此之外，我們還把這一研究性學習模式應(yīng)用在“MDV中央空調(diào)設(shè)計應(yīng)用大賽”中去，在2012年的第十屆MDV中央空調(diào)設(shè)計應(yīng)用大賽中南昌大學有兩隊學生獲學生組“優(yōu)秀設(shè)計獎”，2017年獲學生組“優(yōu)秀設(shè)計獎”。這些學科競賽的成績一方面提高了學校的知名度和影響力，同時極大地提高了學生自主學習的能力，在學生中間起到了極大的宣傳和促進作用。研究性學習是一種參與式學習，它強調(diào)學生的自主學習、學生與教師之間的協(xié)作學習和互動?；趯W科競賽的研究性學習體現(xiàn)了以學生為主體的教育理念，極大提高了學生的創(chuàng)新能力和動手能力，利于提高學生的整體素質(zhì)，這一學習模式具有較高的推廣價值。

參考文獻：

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編輯 武生智