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交大“项目式”教学突破传统模式 探索师生企“三赢”新机遇[图]
上海交大机械动力学院2015春季本科生课程项目成果展举行
[发布时间]: 2015年06月15日
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[责任编辑]: 孙佳

平价肘关节康复“神器”、省钱管家智能电扇、居家必备多功能头戴式控制器……这些奇思妙想近日都在上海交通大学学子手中一一实现。6月14日,交大机械与动力工程学院2015年春季学期本科生课程项目成果展举行,共展出近千名本科生完成的《工程学导论》、《设计与制造I》及《工程设计》三门课程的217个课程设计项目。选题设计来自于校企合作项目、指导教师研究课题以及学生自选发明等。通过成果展示与校企专家评审的方式,让学生在展示过程中培养综合能力,在与专家及业界人士互动交流中激发创造力。       

医工结合的平价康复“神器”

在现有市场中,几乎所有的商用肘关节康复机均属于被动式康复机(CPM),售价昂贵,设备笨重,操作复杂,需要专业人士指导使用。上海交大机械与动力工程学院与上海交大附属第六人民医院康复科合作,指导学生从廉价便携、操作简便的角度出发,设计的这款便携式主动肘关节康复机使用纯手动操作,避免了因电动而可能带给患者的二次伤害。并且,机器结构简单,操作方便,质量轻,便携性好,成本低廉。这款医工结合的平价康复“神器”将能真正做到让每一位有需要的患者不为高昂的康复费用而苦恼,也不用为需要经常往返医院而奔波。       

省钱小管家:智能节能电扇

在信息技术高速发展的今天,智能化控制既可以使我们的生活方便快捷,也可以在能源危机较为严重的情况下最大限度地节约能源。交大学子设计的智能风扇,在传统风扇的基础上,加入了智能控制环节。通过温湿度传感器采集外界环境的温湿度信号,经分析处理后输出高低电平控制继电器从而控制风扇转速。温度高时风扇转速快,低时转速慢。此外,还加入了红外传感感应,当人离开时,无红外信号输入,主电路断开,实现“人走风扇停”的智能控制,堪称炎炎夏日的“省钱小管家”。       

居家必备:多功能头戴式控制器

在多元化现代生活中,人们期待获得更多的生活自由度,残疾人渴望更大程度地提高生活自理能力。上海交大机械动力学院的另一组同学设计出多功能头带控制器,基于四元数对头部姿态进行解算,无线发送给被控对象,控制两到三个自由度的动作,也可外挂虚拟现实眼镜,及时反馈控制动作,最终可以同计算机通信并进行校准调试,配合不同的配套控制终端,真正实现解放双手的目标。这个酷炫头套实属居家必备之首选,其广泛适用性也有望对未来的工具控制方式产生积极影响。       

引入美国“项目式”教学模式育创新型人才

作为首批国家试点学院,机械与动力工程学院将创新型人才作为人才培养的目标,注重学生的综合素质能力培养。为培养学生现代工程所需的全局概念,综合、系统的能力,实现人才培养模式从知识传授向能力培养的转变,自2012年起,学院借鉴美国高校工程教育运行模式,逐步完成对机械工程课程体系的改革突破,将“项目式”的教学组织方式引入到课程教学中,目前已成功举办三届课程项目成果展。       

“项目式”学习是在教学实践中,整体贯穿工程项目的教学组织方式:该教学过程注重学生的创新意识、知识与技术集成能力、交流沟通能力、团队合作能力的培养。“项目式”授课教师从工程实践中提炼问题,根据学生所在年级、专业基础不同,转变为不同层次课程实践项目,循序渐进,由浅入深;学生则以4-6人团队合作方式,通过市场调研、概念设计、详细设计、样机制作与测试、技术经济分析、项目总结展示与答辩等一系列教学环节,体验实际工程中产品开发的各个环节,并通过项目成果展示环节接受评审考核。       

在解决实际工程问题过程中,学生的创新意识和综合工程能力得到较快提升,“项目式”教学模式也因此获得国家级教学成果奖。       

在“项目式”学习实践的课程改革基础上,“课程项目展”为学生搭建了一个成果展示的平台,提升学生成就感的同时,对参展学生在团队合作、沟通交流等综合能力上提出了更高的要求。另一方面,通过邀请企业专家指导,将企业实际需求融入课程项目,也更加强了产学合作的效果。       

建设产学合作基地“学习工厂”提升学生工程实践能力

配合“项目式”学习课程改革、学生科创活动等需求,学院借鉴美国密西根大学、普渡大学及宾州州立大学等类似的学生学习车间或工厂模式,建设了产学合作基地:“学习工厂”,向学生提供学习加工车间以完成产品设计模型制造。       

“学习工厂”由“通用实践平台”和“精密测试与加工平台”组成,可覆盖本科生的科创、企业产学合作的需求。在专业教师指导下,学生通过自主使用各类加工设备完成设计模型。       

学习工厂目前对大学生创新计划、PRP项目及学生课内外科研活动开放。支持“设计与制造”系列课程、“测控技术”、热力学系列等多门工程专业课程项目的实施。自2012年10月正式开始运行以来,每年依次接待学生数为192人次、1094人次和2314人次。随着“学习工厂”网上预约系统投入运行以及“项目式”学习的推广,“学习工厂”每年接待人数还在继续上升。       

通过产学合作,培养高素质、具有国际竞争力的创新人才的工程教育是为国家经济建设提供工程技术与企业管理人才的主要渠道。学院建设“学习工厂”实现了企业解决实际工程问题、学生提高工程实践能力、教师了解企业实际需求并保持最新研究领域的“三赢”效果。       

拓宽国际视野全面打造复合型工程管理人才

前期课程项目展的学生作品质量获得好评之后,学院将“项目式”学习扩展至其他专业核心课程,乃至工科平台实验班必修课《工程学导论》,以此培养未来工程人才综合能力。       

此次项目展《工程学导论》课程的96组参展项目中,有49组来自首届工科平台实验班的学生。2014年起首次招生,经过了近一年平台课程的学习。学生通过《工程学导论》课程,聚焦工程认知和创新思维训练。课程打破传统工程类专业知识课程单独设置模式,从能力培养的角度出发,将课程中原本相对分割与离散的知识点进行了系统化整合,学生在完成课程项目的过程中综合运用所学,打破学科专业的界限,为平台化交叉学科人才培养打下坚实基础。       

同时,为加强国际化交流与合作,培养学生创新实践能力,提升学生跨文化沟通表达与合作能力,机械与动力工程学院联合国外一流院校、国内外知名企业共同创办了“国际联合课程设计项目(Global Capstone Project)”,紧密结合企业工程实践需求。近期举办的“2015 SJTU-PSU/KTH国际联合课程设计项目展”展示了中外学生共同合作完成的17项国际工程项目成果,获得中外专业教师以及企业代表的充分肯定。       

国际联合课程设计项目在过去的数年中不断更新和进步,尤其在今年更是取得了不俗的成绩。其中,来自机械与动力工程学院和生物医学工程学院的两个国际工程项目小组获得“洛克希德·马丁杯(Lockheed Martin)”优秀设计一等奖。       

作为一种新型课程设计模式,国际联合课程设计项目作为一个由学校和企业联合举办,企业、教师、学生共同参与的三方合作项目,实现了参与多方的互利共赢,得到了参与国际课程设计的学生、教师和企业的广泛认可。     

 

[作者]: 吴艳琼 陈澍 周蓓 
[摄影]: 刘伟 蔡赟
[供稿单位]:
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