文 桃,瞿 玨,王 崴,楊 潔
(空軍工程大學(xué) 防空反導(dǎo)學(xué)院,陜西 西安 710051)
習(xí)近平主席在2016 年第十二屆全國人大四次會議解放軍代表團全體會議上明確指出“創(chuàng)新能力是一支軍隊的核心競爭力,也是生成和提高戰(zhàn)斗力的加速器”。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,今天的戰(zhàn)爭已經(jīng)不是傳統(tǒng)的鋼槍火炮、兵戎相見,信息化、智能化逐漸成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭的典型形態(tài),而將能打仗、打勝仗作為核心目標的現(xiàn)代軍隊想要制勝現(xiàn)代及未來戰(zhàn)場,就必須不斷創(chuàng)新發(fā)展軍事科學(xué)技術(shù)、不斷優(yōu)化改進現(xiàn)代武器裝備等,而要實現(xiàn)這樣的目標必須依靠具有較強工程實踐能力、創(chuàng)新能力的高素質(zhì)、專業(yè)化新型軍事人才。軍隊院校作為培養(yǎng)軍事科技人才的搖籃,是部隊戰(zhàn)斗力形成的重要保障,我校設(shè)立機械電子工程專業(yè)的初衷是為了適應(yīng)軍事科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展,各學(xué)科技術(shù)相互滲透融合的大趨勢,重點培養(yǎng)能夠?qū)C械、電子、液壓等技術(shù)融會貫通,能熟練運用相關(guān)知識創(chuàng)新分析和解決實際問題的創(chuàng)新型軍事工程技術(shù)人才,更好地支撐現(xiàn)代武器裝備發(fā)展,為部隊備戰(zhàn)訓(xùn)練及戰(zhàn)場作戰(zhàn)保駕護航。因此,研究與實踐培養(yǎng)與提高該專業(yè)學(xué)員們創(chuàng)新能力的教學(xué)模式具有重要意義。
我校機械電子工程是近年來在機械工程及其自動化專業(yè)的基礎(chǔ)上發(fā)展演變而來的新專業(yè),通過部隊調(diào)研、學(xué)員訪談、畢設(shè)指導(dǎo)及學(xué)科競賽輔導(dǎo)等方式發(fā)現(xiàn)我校機械電子工程專業(yè)學(xué)員存在專業(yè)理論知識扎實,但創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力偏弱的問題,通過研究國內(nèi)外創(chuàng)新人才培養(yǎng)理論、對比國內(nèi)外高校人才培養(yǎng)模式等方式得出制約我校該專業(yè)學(xué)員創(chuàng)新能力發(fā)展的主要原因是專業(yè)知識結(jié)構(gòu)體系陳舊、教育教學(xué)理念不先進、教育教學(xué)方法手段落后、創(chuàng)新實踐平臺落后、培養(yǎng)渠道狹窄等,其具體內(nèi)容如下所述。
科學(xué)合理的知識體系是學(xué)員創(chuàng)新能力培養(yǎng)與提高的重要前提。以往機械電子工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案主要是沿用機械工程及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)方案的內(nèi)容,在知識結(jié)構(gòu)體系上依然是以原來的機械類相關(guān)知識為主,而機械電子工程專業(yè)最大的特色應(yīng)該是多學(xué)科多技術(shù)知識相互交叉融合滲透,因此沿用原來的知識體系會存在專業(yè)特色體現(xiàn)不明顯、學(xué)員工程知識片面、綜合運用知識能力差等問題,特別是近年來機電行業(yè)發(fā)展迅猛,新興技術(shù)層出不窮,如3D 快速成型、無人機、虛擬仿真、智能制造等先進工程技術(shù),如果不能及時更新知識結(jié)構(gòu)體系,學(xué)員的新技術(shù)儲備得不到提升,會在很大程度上制約學(xué)員創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力的發(fā)展與提高。同時原來的知識結(jié)構(gòu)體系還存在“重理論輕實踐,重通識遠裝備,重經(jīng)典輕創(chuàng)新”的問題,通過這樣的知識結(jié)構(gòu)體系培養(yǎng)的學(xué)員具有較強的理論基礎(chǔ)、較強的邏輯分析能力,但在理論聯(lián)系實際、快速適應(yīng)崗位、創(chuàng)新解決問題等方面依然存在一定的不足,這與作戰(zhàn)部隊對創(chuàng)新軍事人才的需求、實現(xiàn)新時代軍事教育目標還存在一定的差距。
科學(xué)先進的教育教學(xué)模式是學(xué)員創(chuàng)新能力培養(yǎng)與提高的重要支撐。以往的教學(xué)理念為教師是傳授知識的主體,學(xué)員是接收知識的受體,因此傳統(tǒng)的教學(xué)模式更像是教師自說自話的獨角戲,他們只需要依據(jù)教學(xué)大綱要求,在傳統(tǒng)教室里將書本教材中的內(nèi)容進行講授,而學(xué)員扮演的更像是臺下的觀眾角色,這種“獨角戲”式的授課方式雖然在很大程度上降低了教師的教學(xué)難度,也減輕了教師教學(xué)的工作量,但是這種灌輸式、填鴨式的教學(xué)方式?jīng)]有關(guān)注學(xué)員的學(xué)習(xí)狀態(tài),不能激發(fā)學(xué)員學(xué)習(xí)的熱情,也抹殺了學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性與主動性,非常不利于創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。此外,學(xué)員課程成績主要是依據(jù)課程結(jié)束后的筆試成績來進行評估,而且試題中大多為記憶類的知識點,因此與其說是測驗學(xué)員的學(xué)習(xí)情況,不如說是測驗學(xué)員們對“背多分”突擊復(fù)習(xí)策略的掌握情況,這樣的成績評估方式,不僅不能測驗學(xué)員們真實的學(xué)習(xí)水平,而且容易讓學(xué)員們養(yǎng)成平時松懈,考前突擊的不良學(xué)習(xí)習(xí)慣。同時所學(xué)理論知識與實際實踐不能有效結(jié)合起來,也容易讓學(xué)員們產(chǎn)生學(xué)習(xí)無用的消極意識,非常不利于學(xué)員們實踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高。
豐富先進的教學(xué)實踐平臺是學(xué)員創(chuàng)新能力培養(yǎng)與提高的硬性保障。但前期機械電子工程專業(yè)實驗室建設(shè)存在較大的不足,很多課程實驗因?qū)嶒炘O(shè)備配套數(shù)量不足、設(shè)備故障失修或設(shè)備過于陳舊過時等原因而無法有效組織實施。此外,院校設(shè)置了鼓勵學(xué)員進行創(chuàng)新實踐的項目基金,但是因為基金申請信息不對稱、學(xué)員申請書撰寫不得法、項目實施過程缺乏監(jiān)督指導(dǎo)等原因,很多有創(chuàng)新想法的學(xué)員未能及時成功申請以及落實。在學(xué)科競賽方面因缺乏前輩經(jīng)驗交流、配套師資不足、資源配置不完備等原因,很多創(chuàng)意項目最終呈現(xiàn)的效果與目標效果相去甚遠,打擊了學(xué)員參賽的積極性和主動性,同時還未能有效培養(yǎng)和提高學(xué)員的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。此外,因為學(xué)員畢業(yè)設(shè)計的課題內(nèi)容與實裝、部隊聯(lián)系不夠緊密,導(dǎo)致學(xué)員到部隊后無法快速適應(yīng)任職崗位的具體要求。
創(chuàng)新先進的教學(xué)手段方法是學(xué)員創(chuàng)新能力培養(yǎng)與提高的軟性保障。傳統(tǒng)教學(xué)手段主要是結(jié)合書本教材、多媒體課件在傳統(tǒng)教室中進行授課,雖然多媒體課件能在一定程度上彌補書本教材的不生動、不形象的問題,但是很多抽象晦澀難懂的理論知識僅靠傳統(tǒng)的教學(xué)手段方法很難達到較好的教學(xué)效果,如裝備的液壓系統(tǒng)工作原理、復(fù)雜機械系統(tǒng)設(shè)計等,而且傳統(tǒng)教室也不便于進行翻轉(zhuǎn)課堂、小組討論、項目驅(qū)動等現(xiàn)代先進的教學(xué)方法,極大地限制了學(xué)員實踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與提高。此外,因為軍隊院校本身屬性特殊,學(xué)員畢業(yè)后直接分配到相應(yīng)部隊任職,因此對院校教育就提出了教學(xué)必須緊貼裝備,緊貼部隊,為備戰(zhàn)打仗打下堅實的理論與實踐基礎(chǔ)的要求,但是目前軍隊院校教育又面臨裝備實踐訓(xùn)練缺實裝、科目訓(xùn)練風(fēng)險大、組訓(xùn)難度大等難題,采用在傳統(tǒng)教室觀看裝備相關(guān)影片或者是到裝備現(xiàn)場簡單觀摩的方式只能讓學(xué)員們形成對裝備的簡單認識,并不能知曉裝備的工作原理,特別是對操作規(guī)程等知識掌握不到位,不能滿足學(xué)員們對裝備學(xué)習(xí)、操作訓(xùn)練的客觀需要。
豐富寬廣的培養(yǎng)渠道是學(xué)員創(chuàng)新能力培養(yǎng)與提高的重要途徑。因軍隊院校的特殊性,學(xué)員的培養(yǎng)渠道相對封閉,通常局限在本級院校內(nèi)由本單位的教員根據(jù)院校教學(xué)實踐條件建設(shè)的實際情況、教育教學(xué)大綱來組織教學(xué)與實驗實踐的相關(guān)教學(xué)活動,但是受多方面原因的限制,院校教學(xué)條件的建設(shè)不可能面面俱到,特別是在部隊管理、崗位認知、戰(zhàn)爭模擬等方面與實際情況相去甚遠,導(dǎo)致畢業(yè)學(xué)員到達任職崗位后不能快速適應(yīng)崗位要求,存在大量對部隊管理制度不適應(yīng)、對裝備使用操作規(guī)程不熟悉、對實際戰(zhàn)場環(huán)境難把控等現(xiàn)象。此外,教員個人的知識是有限的,而科學(xué)技術(shù)發(fā)展是快速的、廣泛的,如果單純依靠教員的知識傳授,這就可能導(dǎo)致培養(yǎng)的學(xué)員具有“只見樹木、不見森林”的視野狹隘、知識片面、創(chuàng)新不足、思維固化等特征,難以培養(yǎng)出符合新時代軍事教育方針所要求的高素質(zhì)、創(chuàng)新型軍事科技人才。
因作戰(zhàn)部隊對創(chuàng)新軍事人才的迫切需求,對我校機械電子工程專業(yè)學(xué)員創(chuàng)新能力培養(yǎng)提出了明確要求,新工科建設(shè)為學(xué)員創(chuàng)新能力培養(yǎng)指引了方向,在對比分析我校該專業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面的不足后,學(xué)科組積極研究國內(nèi)外先進教育教學(xué)理念、創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式等,提出與實踐了重構(gòu)知識體系、革新教學(xué)模式、搭建實踐平臺、創(chuàng)新教學(xué)手段、拓寬培養(yǎng)渠道等方法措施,其具體內(nèi)容如下所述。
針對該專業(yè)知識結(jié)構(gòu)體系陳舊的問題,學(xué)科組主動作為,積極籌劃,深刻理解機械電子工程專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國家標準,深入剖析教育部關(guān)于創(chuàng)新人才培養(yǎng)相關(guān)報告及指南等文件,認真對比分析國內(nèi)外、軍內(nèi)外機械電子工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案,主動深入基層調(diào)研走訪了解部隊對該專業(yè)人才能力素質(zhì)的需求,聯(lián)合部隊用人單位共同研討制定適合該專業(yè)崗位需求的知識結(jié)構(gòu)體系,最終形成由“突出基礎(chǔ)理論、培養(yǎng)軍事素養(yǎng)、點亮創(chuàng)新思維”的基礎(chǔ)課,“突出專業(yè)技術(shù)、提升工程素養(yǎng)、強化創(chuàng)新思維”的專業(yè)基礎(chǔ)課以及“突出專業(yè)技能、強調(diào)裝備技術(shù)、提高創(chuàng)新與實踐能力”的專業(yè)課組成的層層遞進、環(huán)環(huán)相扣的創(chuàng)新能力培養(yǎng)知識體系。此外,在知識體系中加入適量恰當?shù)乃颊兀ぐl(fā)學(xué)員對科學(xué)技術(shù)的熱愛,形成創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力培養(yǎng)與提高的強大內(nèi)驅(qū)力。實踐表明,這種知識體系下培養(yǎng)的學(xué)員具有扎實的理論基礎(chǔ),善于分析解決實際問題,同時還具有較強的工程實踐能力與創(chuàng)新解決問題的能力。
針對教育教學(xué)模式不夠先進的問題,學(xué)科組認真研究分析在學(xué)員創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面成績突出的國內(nèi)外、軍內(nèi)外院校采用的教育教學(xué)理念,探索實踐了由“專職教師課堂教學(xué)、部隊主官專題座談、名師大家大講堂、科研學(xué)術(shù)研討會”組成的多環(huán)節(jié)理論教學(xué)模式,讓學(xué)員們學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論知識,知曉任職崗位能力需求,了解國內(nèi)外、軍內(nèi)外前沿科學(xué)技術(shù),開拓學(xué)員知識邊界,點燃學(xué)員學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)學(xué)員學(xué)習(xí)主動性,孕育學(xué)員創(chuàng)新思維。此外,還探索實踐了由“基礎(chǔ)操作實驗、綜合探究實驗、自主設(shè)計實驗”組成的多層次實驗實踐教學(xué)模式,在基礎(chǔ)操作實驗中,學(xué)員觀察實驗現(xiàn)象,學(xué)習(xí)實驗原理,掌握實驗方法步驟;在綜合探究實驗中,學(xué)員分析探究現(xiàn)象背后的理論本質(zhì),啟發(fā)和鍛煉學(xué)員應(yīng)用所學(xué)知識分析解決問題的能力,催生學(xué)員創(chuàng)新激情;在自助設(shè)計實驗中,學(xué)員自主設(shè)計與執(zhí)行實驗,解釋實驗?zāi)康呐c實驗原理,培養(yǎng)與鍛煉學(xué)員創(chuàng)新設(shè)計與實踐能力。這種以學(xué)員為主體的教學(xué)模式能夠有效地激發(fā)學(xué)員學(xué)習(xí)積極性與主觀能動性,提升學(xué)員工程實踐能力,強化學(xué)員創(chuàng)新能力培養(yǎng)。
針對創(chuàng)新教學(xué)實踐平臺落后的問題,本學(xué)科組搭建了以院校長基金、金工實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計、學(xué)員競賽為支撐的創(chuàng)新教學(xué)實踐平臺。積極申請學(xué)校、學(xué)院關(guān)于支持實驗條件建設(shè)的基金項目,開設(shè)了多個專業(yè)教室,購置了大量先進的實驗裝備(如3D 打印機、工業(yè)機器人)與訓(xùn)練軟件(數(shù)控機床虛擬仿真加工軟件)等,為保障學(xué)員理論聯(lián)系實際提供了良好的物資條件,同時讓學(xué)員們切身感受所學(xué)知識與前沿科學(xué)技術(shù)之間的聯(lián)系,點燃學(xué)員創(chuàng)新思維的小火苗;另外,本學(xué)科組多次在教學(xué)聯(lián)系會上向?qū)W員講解學(xué)員科技創(chuàng)新基金等項目內(nèi)涵與申請流程等信息,該專業(yè)學(xué)員在2019、2020 年申報學(xué)員創(chuàng)新基金共計5 項;此外,在課上向?qū)W員們展示前輩們設(shè)計制作的作品,課間與學(xué)員積極交流參賽相關(guān)信息,激發(fā)學(xué)員對創(chuàng)新設(shè)計的熱情,鼓勵指導(dǎo)學(xué)員積極參加全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、“高教杯”全國大學(xué)生先進成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽等大型賽事。自2016 年以來,該專業(yè)學(xué)員在機械創(chuàng)新大賽中榮獲國家及省部級獎項共計33 項,其中斬獲2020 年國家一等獎2 項,而在成圖大賽中獲國家及省部級獎項共計54 項,其中2020年在3D 打印比賽項目中榮獲了國家一等獎。通過參賽,進一步鍛煉和提高了學(xué)員們的工程實踐能力與創(chuàng)新能力。
針對教學(xué)手段方法落后的問題,本學(xué)科組認真分析國內(nèi)外、軍內(nèi)外創(chuàng)新教學(xué)手段方法,探索實踐了基于互聯(lián)網(wǎng)、智慧教室、虛擬仿真平臺的信息化教學(xué)手段。借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)了“兩線三課”(線上線下與課前課中課后)的創(chuàng)新教學(xué)模式,在課前將相關(guān)教學(xué)資源、調(diào)查問卷、預(yù)習(xí)作業(yè)等通過互聯(lián)網(wǎng)推送給學(xué)員,激發(fā)學(xué)員學(xué)習(xí)興趣,結(jié)合前沿科學(xué)技術(shù)拓寬學(xué)員知識眼界,催生創(chuàng)新思維;在課堂中借助智慧教室、智能移動終端、活動桌椅進行翻轉(zhuǎn)課堂、項目驅(qū)動型教學(xué),充分體現(xiàn)以學(xué)員為主體的教學(xué)理念,鍛煉學(xué)員發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力,提高學(xué)員的工程實踐能力與創(chuàng)新能力,通過搶答、積分、拉票、小組競賽等方式調(diào)動學(xué)員的學(xué)習(xí)熱情,發(fā)揮學(xué)員學(xué)習(xí)主動性和積極性;課后布置開放性、實踐性、創(chuàng)新性的作業(yè),讓學(xué)員們進一步鞏固與應(yīng)用課堂知識,提高創(chuàng)新設(shè)計與解決問題的能力,此外,結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)全流程的相關(guān)數(shù)據(jù)有利于形成性考核評價的實施,也有利于端正學(xué)員學(xué)習(xí)態(tài)度,樹立正確的價值觀。針對裝備教學(xué)缺實裝、科目訓(xùn)練風(fēng)險大、組訓(xùn)難度大、理論講解抽象難理解等難題,本學(xué)科組積極借鑒國內(nèi)外、軍內(nèi)外相關(guān)技術(shù)研究與應(yīng)用,建設(shè)了“模擬駕駛、底盤發(fā)動機拆裝、裝備縮比模型”的硬件訓(xùn)練資源,開發(fā)了由“虛實結(jié)合、角色扮演、安全組訓(xùn)、科學(xué)考評”的3R(VR/MR/AR)裝備維修訓(xùn)練系統(tǒng)以及液壓仿真系統(tǒng),讓學(xué)員們能夠走近裝備、觀察裝備、感受裝備并且在安全的環(huán)境下重復(fù)進行技能訓(xùn)練,有利于鍛煉和提高學(xué)員的工程技術(shù)能力,通過虛實結(jié)合、角色扮演這種沉浸式教學(xué)方法讓學(xué)員感受裝備魅力、科技魅力以及協(xié)同操作的魅力,激發(fā)學(xué)員科學(xué)探索、創(chuàng)新創(chuàng)造的積極性。
針對學(xué)員創(chuàng)新能力培養(yǎng)渠道狹窄的問題,在國家軍民融合發(fā)展戰(zhàn)略的大背景下,本學(xué)科組積極與校內(nèi)外、軍內(nèi)外院校、實踐基地、作戰(zhàn)部隊聯(lián)系,開拓了軍內(nèi)外院校、實踐基地、作戰(zhàn)部隊的“四方聯(lián)手”多維度創(chuàng)新能力培養(yǎng)渠道,共同為創(chuàng)新型軍事科技人才的培養(yǎng)制定方法與策略,充分利用與共享校內(nèi)外教學(xué)資源,通過校外院校參觀見習(xí),校外導(dǎo)師課題指導(dǎo),實驗裝備共享等方式,開拓學(xué)員的眼界與思維,突破軍事院校教育的封閉性、滯后性,借助實踐基地完備的實踐操作條件組織金工實習(xí)、課程設(shè)計,充分鍛煉學(xué)員的工程實踐能力。此外,探索實踐了以“部隊實習(xí)鍛煉、綜合演習(xí)演練、實彈打靶活動以及緊密聯(lián)系裝備的畢業(yè)設(shè)計”的多環(huán)節(jié)任職能力培養(yǎng)模式。安排學(xué)員到作戰(zhàn)部隊實習(xí)鍛煉,參與實彈打靶活動,充分利用部隊實戰(zhàn)化的特點,讓學(xué)員深入體驗部隊生活,熟悉戰(zhàn)場環(huán)境,認識現(xiàn)代武器裝備,了解所學(xué)知識在裝備中的實際應(yīng)用,激發(fā)學(xué)員知識學(xué)習(xí)熱情的同時樹立學(xué)員創(chuàng)新能力重要性的正確認識;邀請部隊主官到校駐訓(xùn),協(xié)助組織綜合演練,通過模擬實際戰(zhàn)場環(huán)境,讓學(xué)員感受戰(zhàn)時的緊張環(huán)境,體驗多人協(xié)同作戰(zhàn)氛圍,鍛造學(xué)員崗位適應(yīng)能力。
軍校學(xué)員是現(xiàn)代國防的后備力量,其工程能力與創(chuàng)新能力水平對國防建設(shè)、制勝未來戰(zhàn)場具有重要影響。本文深入剖析我校機械電子工程專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面存在的問題,針對這些問題探索與實踐了多維度的學(xué)員創(chuàng)新能力培養(yǎng)新模式,包括科學(xué)重構(gòu)課程知識體系、探索實踐先進教學(xué)模式、組織搭建創(chuàng)新教學(xué)實踐平臺、創(chuàng)新信息化教學(xué)手段方法、拓寬創(chuàng)新能力培養(yǎng)渠道五個維度。實踐表明,學(xué)員的創(chuàng)新能力在新的培養(yǎng)模式下得到了較大的提升,課堂上下能夠創(chuàng)新性地分析和解決實際問題;在學(xué)科競賽中,能夠提出創(chuàng)新的設(shè)計方案,得到評審專家們的高度認可;在任職崗位中,部隊主官反饋學(xué)員適應(yīng)崗位的能力較之前的學(xué)員有了較大提升,勝任崗位職責(zé)的周期逐漸縮短。
創(chuàng)新能力是社會發(fā)展、國防建設(shè)強有力的助推劑,雖然我國綜合創(chuàng)新能力較國外發(fā)達國家還存在一定的差距,但是創(chuàng)新能力是一項可以通過一定方式培養(yǎng)和提高的能力,而青少年時期又具有思維活躍、好奇心強、接受知識能力強的優(yōu)點,因此我們應(yīng)該堅持長期探索與深入研究,牢牢把握學(xué)員創(chuàng)新能力培養(yǎng)和提高的黃金時期,不斷優(yōu)化創(chuàng)新能力培養(yǎng)方案、探索實踐切實可行的有效措施,加強推廣高效創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,共享研究與實踐相關(guān)成果,相信在不久的未來,我國的綜合創(chuàng)新能力將能躍上新的臺階。