工程教育創(chuàng)新的三大圖騰
北京泛華恒興科技有限公司院校產(chǎn)品經(jīng)理周斌
在今年寧波舉行的春季高教設(shè)備展覽會(huì)期間,泛華恒興攜next系列產(chǎn)品亮相,當(dāng)時(shí)的匆匆一瞥,next給中國(guó)教育裝備采購(gòu)網(wǎng)記者的現(xiàn)場(chǎng)感受只有一個(gè)字:“酷”。
近日,有機(jī)會(huì)走訪了泛華恒興公司,并就工程教育未來(lái)的發(fā)展方向與工程教育產(chǎn)品負(fù)責(zé)人周斌進(jìn)行了一番交流與探討,對(duì)其倡導(dǎo)的“三大圖騰”的全新理念,有了進(jìn)一步的了解。
形象、交互與生動(dòng)的教學(xué)方式
“《哈利波特》電影里面給你們留下最深的印象的是什么?”,在解釋第一個(gè)圖騰之前,周斌就提出了一個(gè)看似不著邊際的問(wèn)題。隨后,周斌自己回答了這個(gè)問(wèn)題,“那就是在那個(gè)魔幻世界里連報(bào)紙上的圖案都是可以動(dòng)的,而這就是形象、交互與生動(dòng)的教學(xué)方式。”
以傅里葉變換的教學(xué)為例,周斌用一個(gè)有趣的程序演示就給我們?cè)忈屃耸裁唇行蜗?、交互與生動(dòng)(如下圖)。形象,指的就是學(xué)生可以直接地看到動(dòng)態(tài)的波形圖以及結(jié)果,從而相對(duì)于原來(lái)純板書(shū)的教學(xué),會(huì)有更感性的認(rèn)識(shí);交互,指的是老師或者學(xué)生可以直接改變演示程序中的各種參數(shù)(例如頻率、噪聲等等),從而很快地看到所獲得的不同結(jié)果,對(duì)知識(shí)點(diǎn)有一個(gè)更為全面的掌握;而整個(gè)演示的界面又是設(shè)計(jì)得非常獨(dú)特,可以讓整個(gè)課堂的氣氛更為活躍,這就是所說(shuō)的“生動(dòng)”的含義。因此,相比于以前的課堂教學(xué)而言,這種方式可以獲得更好的教學(xué)效果。

針對(duì)這一理念,泛華恒興專門(mén)開(kāi)發(fā)了工程教育的創(chuàng)新平臺(tái)——nextpad,幫助老師實(shí)現(xiàn)“用最形象、交互與生動(dòng)的方式”進(jìn)行工程教育(如下圖)。平臺(tái)發(fā)布伊始,官方就宣布,本軟件永久免費(fèi),并提供開(kāi)放的平臺(tái)讓廣大開(kāi)發(fā)者為其開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序,從而快速擴(kuò)充其中的內(nèi)容與規(guī)模。但是,nextpad真的能開(kāi)啟工程教育軟件開(kāi)發(fā)的英雄時(shí)代么?
周斌介紹說(shuō),在nextpad發(fā)布后的短短一個(gè)時(shí)期,已經(jīng)贏得了眾多理工科學(xué)校師生們的青睞。從已經(jīng)上傳的50多個(gè)軟件應(yīng)用列表中,我們也看到,諸如署名為南京郵電大學(xué)、等學(xué)校學(xué)生發(fā)來(lái)的實(shí)用的應(yīng)用程序。周斌說(shuō),任何一個(gè)理工科的學(xué)生或者對(duì)工程實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新感興趣的人,都可以在這個(gè)平臺(tái)上,上傳或獲取他們的應(yīng)用程序或課件。
“不過(guò)一切都只是開(kāi)始”,周斌表示,他曾經(jīng)將nextpad給很多老師演示過(guò),基本上所有的老師都對(duì)其表示贊賞和驚嘆,但老師們也有一個(gè)共同的擔(dān)憂,那就是這樣一個(gè)平臺(tái)是否能夠長(zhǎng)久,“我們做的是一種簡(jiǎn)單的加法,每一個(gè)課件和應(yīng)用程序都是對(duì)這個(gè)平臺(tái)的一個(gè)補(bǔ)充,所以相信通過(guò)時(shí)間的積累,nextpad必將成為中國(guó)工程教育的一個(gè)具有一定影響力的產(chǎn)品。”,周斌如是說(shuō)。
構(gòu)建下一代實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
第二個(gè)圖騰指的是工程教育中另一個(gè)重要組成部分,那就是實(shí)驗(yàn)。而一想到實(shí)驗(yàn),所有人腦海中可能馬上會(huì)浮現(xiàn)出來(lái)的就是傳統(tǒng)的箱式或者柜式的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。“卓越工程師計(jì)劃”的提出也給了我們一個(gè)反思過(guò)去的契機(jī),下一代的工程教育實(shí)驗(yàn)平臺(tái)應(yīng)該具備哪些創(chuàng)新點(diǎn)?關(guān)于這個(gè)問(wèn)題,周斌表示他們已經(jīng)有了自己的答案,而且他們所掌握的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的發(fā)展趨勢(shì),是完全從大多數(shù)客戶的實(shí)際需求中提取出來(lái)的。
首先是平臺(tái)化。比如在一間傳統(tǒng)的學(xué)校實(shí)驗(yàn)室內(nèi),學(xué)生只能完成某類某學(xué)科的實(shí)驗(yàn),而當(dāng)前,越來(lái)越多的學(xué)校開(kāi)始構(gòu)建綜合實(shí)驗(yàn)室,需要在統(tǒng)一的一個(gè)平臺(tái)上,學(xué)生可以做各種不同學(xué)科的實(shí)驗(yàn)。這個(gè)全新的發(fā)展趨勢(shì)也來(lái)源于目前許多跨學(xué)科課程的開(kāi)設(shè),例如機(jī)電一體化的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),就必須包括傳感器、電工電子、自動(dòng)控制、機(jī)械傳動(dòng)等實(shí)驗(yàn),這也給實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)商提供了強(qiáng)大的挑戰(zhàn)。第二個(gè)趨勢(shì)就是模塊化,學(xué)生可以自由地將各種模塊在平臺(tái)上進(jìn)行構(gòu)建,從而有更多的自主性和創(chuàng)新性。針對(duì)這兩個(gè)趨勢(shì),泛華全新開(kāi)發(fā)完成了通用工程教育平臺(tái)——nextboard(如下圖)。它基于NI的數(shù)據(jù)采集卡以及先進(jìn)的虛擬儀器技術(shù),配合泛華以及第三方自主開(kāi)發(fā)的實(shí)驗(yàn)?zāi)K,可以完成各種學(xué)科的實(shí)驗(yàn),同時(shí),學(xué)生更可自己動(dòng)手在平臺(tái)上搭建電路或自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)及模塊,教與學(xué)之外,培養(yǎng)了動(dòng)手和創(chuàng)新能力。
“當(dāng)然,下一代實(shí)驗(yàn)平臺(tái)還有第三個(gè)趨勢(shì),目前概念性產(chǎn)品已經(jīng)在開(kāi)發(fā)過(guò)程中,所以現(xiàn)在只能先無(wú)可奉告了。”周斌說(shuō)完神秘的一笑。
培養(yǎng)綜合創(chuàng)新能力
據(jù)周斌透露,目前而言,80%的工程創(chuàng)新相關(guān)的訓(xùn)練都是通過(guò)全國(guó)各類競(jìng)賽來(lái)實(shí)施的,而這些比賽所鍛煉的也只是20%水平較高的尖子學(xué)生,而這個(gè)卻是一個(gè)我們市場(chǎng)忽視的鴻溝。換言之,如何能夠在平時(shí)就能夠鍛煉學(xué)生創(chuàng)新能力,這個(gè)是留給大家的一個(gè)值得討論的問(wèn)題。
關(guān)于這一點(diǎn)而言,周斌坦言他們學(xué)習(xí)了著名玩具廠商LEGO樂(lè)高的做法,按周斌所說(shuō)的原話,就是“將創(chuàng)新的工作留給學(xué)生去完成,我們只提供積木”。
為了證明這個(gè)理念,周斌給我們演示了好幾個(gè)目前泛華正在開(kāi)發(fā)的創(chuàng)新產(chǎn)品,有一個(gè)機(jī)電一體化創(chuàng)新產(chǎn)品中,泛華給學(xué)生們提供了各種機(jī)械零部件以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等,還提供了開(kāi)放編程的控制模塊和傳感器模塊,這樣學(xué)生可以按照自己想法去設(shè)計(jì)自己的機(jī)電系統(tǒng)。例如有的學(xué)生就設(shè)計(jì)了壁障機(jī)器人,有的設(shè)計(jì)了倒立擺控制系統(tǒng)等等,從而真正在過(guò)程中學(xué)習(xí)到了綜合創(chuàng)新的概念與能力。
“除此之外,我們還提供了一個(gè)號(hào)稱工科學(xué)生的必備利器的工具”,周斌興奮地說(shuō)。周斌提到的這個(gè)利器,指的就是泛華恒興最新推出的USB信號(hào)萬(wàn)用儀—nextkit。它集合了示波器、信號(hào)發(fā)生器等最常用的8種儀器功能于一身,并且可USB供電,其專業(yè)的外形設(shè)計(jì)讓它獲得了業(yè)界最小巧的儀器之稱。“目前很多學(xué)校都選用了這款儀器……”周斌談起這個(gè),就露出自豪的神情。
隨著采訪的進(jìn)程,我們對(duì)泛華恒興工程教育產(chǎn)品所展示的創(chuàng)新性也有了進(jìn)一步的了解??梢哉f(shuō),他們從企業(yè)的角度一直在探索中國(guó)工程教育前進(jìn)的方向,而這三個(gè)圖騰所代表的教學(xué)、實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新,更將成為他們的指引,我們也衷心希望泛華測(cè)控能夠設(shè)計(jì)出更多優(yōu)秀的產(chǎn)品,真正助力中國(guó)的工程教育!
相關(guān)鏈接:卓越計(jì)劃
2010年6月23日,教育部在天津召開(kāi)“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”啟動(dòng)會(huì),聯(lián)合有關(guān)部門(mén)和行業(yè)協(xié)(學(xué))會(huì),共同實(shí)施“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”,簡(jiǎn)稱“卓越計(jì)劃”。
“卓越計(jì)劃”具有三個(gè)特點(diǎn):一是行業(yè)企業(yè)深度參與培養(yǎng)過(guò)程;二是學(xué)校按通用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)工程人才;三是強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。

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