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)備展覽會期間,泛華恒興攜next系列產(chǎn)品亮相,當(dāng)時的匆匆一瞥,next給中國教育裝備采購網(wǎng)記者的現(xiàn)場感受只有一個字:“酷”。
近日,有機會走訪了泛華恒興公司,并就工程教育未來的發(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?”,在解釋第一個圖騰之前,周斌就提出了一個看似不著邊際的問題。隨后,周斌自己回答了這個問題,“那就是在那個魔幻世界里連報紙上的圖案都是可以動的,而這就是形象、交互與生動的教學(xué)方式。”
以傅里葉變換的教學(xué)為例,周斌用一個有趣的程序演示就給我們詮釋了什么叫形象、交互與生動(如下圖)。形象,指的就是學(xué)生可以直接地看到動態(tài)的波形圖以及結(jié)果,從而相對于原來純板書的教學(xué),會有更感性的認(rèn)識;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,對知識點有一個更為全面的掌握;而整個演示的界面又是設(shè)計得非常獨特,可以讓整個課堂的氣氛更為活躍,這就是所說的“生動”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。

針對這一理念,泛華恒興專門開發(fā)了工程教育的創(chuàng)新平臺——nextpad,幫助老師實現(xiàn)“用最形象、交互與生動的方式”進(jìn)行工程教育(如下圖)。平臺發(fā)布伊始,官方就宣布,本軟件永久免費,并提供開放的平臺讓廣大開發(fā)者為其開發(fā)應(yīng)用程序,從而快速擴充其中的內(nèi)容與規(guī)模。但是,nextpad真的能開啟工程教育軟件開發(fā)的英雄時代么?
周斌介紹說,在nextpad發(fā)布后的短短一個時期,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)來的實用的應(yīng)用程序。周斌說,任何一個理工科的學(xué)生或者對工程實驗與創(chuàng)新感興趣的人,都可以在這個平臺上,上傳或獲取他們的應(yīng)用程序或課件。
“不過一切都只是開始”,周斌表示,他曾經(jīng)將nextpad給很多老師演示過,基本上所有的老師都對其表示贊賞和驚嘆,但老師們也有一個共同的擔(dān)憂,那就是這樣一個平臺是否能夠長久,“我們做的是一種簡單的加法,每一個課件和應(yīng)用程序都是對這個平臺的一個補充,所以相信通過時間的積累,nextpad必將成為中國工程教育的一個具有一定影響力的產(chǎn)品。”,周斌如是說。
構(gòu)建下一代實驗平臺
第二個圖騰指的是工程教育中另一個重要組成部分,那就是實驗。而一想到實驗,所有人腦海中可能馬上會浮現(xiàn)出來的就是傳統(tǒng)的箱式或者柜式的實驗設(shè)備。“卓越工程師計劃”的提出也給了我們一個反思過去的契機,下一代的工程教育實驗平臺應(yīng)該具備哪些創(chuàng)新點?關(guān)于這個問題,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驗平臺的發(fā)展趨勢,是完全從大多數(shù)客戶的實際需求中提取出來的。
首先是平臺化。比如在一間傳統(tǒng)的學(xué)校實驗室內(nèi),學(xué)生只能完成某類某學(xué)科的實驗,而當(dāng)前,越來越多的學(xué)校開始構(gòu)建綜合實驗室,需要在統(tǒng)一的一個平臺上,學(xué)生可以做各種不同學(xué)科的實驗。這個全新的發(fā)展趨勢也來源于目前許多跨學(xué)科課程的開設(shè),例如機電一體化的實驗設(shè)計,就必須包括傳感器、電工電子、自動控制、機械傳動等實驗,這也給實驗平臺的開發(fā)商提供了強大的挑戰(zhàn)。第二個趨勢就是模塊化,學(xué)生可以自由地將各種模塊在平臺上進(jìn)行構(gòu)建,從而有更多的自主性和創(chuàng)新性。針對這兩個趨勢,泛華全新開發(fā)完成了通用工程教育平臺——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發(fā)的實驗?zāi)K,可以完成各種學(xué)科的實驗,同時,學(xué)生更可自己動手在平臺上搭建電路或自行設(shè)計實驗及模塊,教與學(xué)之外,培養(yǎng)了動手和創(chuàng)新能力。
“當(dāng)然,下一代實驗平臺還有第三個趨勢,目前概念性產(chǎn)品已經(jīng)在開發(fā)過程中,所以現(xiàn)在只能先無可奉告了。”周斌說完神秘的一笑。
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)練都是通過全國各類競賽來實施的,而這些比賽所鍛煉的也只是20%水平較高的尖子學(xué)生,而這個卻是一個我們市場忽視的鴻溝。換言之,如何能夠在平時就能夠鍛煉學(xué)生創(chuàng)新能力,這個是留給大家的一個值得討論的問題。
關(guān)于這一點而言,周斌坦言他們學(xué)習(xí)了著名玩具廠商LEGO樂高的做法,按周斌所說的原話,就是“將創(chuàng)新的工作留給學(xué)生去完成,我們只提供積木”。
為了證明這個理念,周斌給我們演示了好幾個目前泛華正在開發(fā)的創(chuàng)新產(chǎn)品,有一個機電一體化創(chuàng)新產(chǎn)品中,泛華給學(xué)生們提供了各種機械零部件以及傳動機構(gòu)等,還提供了開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)計自己的機電系統(tǒng)。例如有的學(xué)生就設(shè)計了壁障機器人,有的設(shè)計了倒立擺控制系統(tǒng)等等,從而真正在過程中學(xué)習(xí)到了綜合創(chuàng)新的概念與能力。
“除此之外,我們還提供了一個號稱工科學(xué)生的必備利器的工具”,周斌興奮地說。周斌提到的這個利器,指的就是泛華恒興最新推出的USB信號萬用儀—nextkit。它集合了示波器、信號發(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,就露出自豪的神情。
隨著采訪的進(jìn)程,我們對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,他們從企業(yè)的角度一直在探索中國工程教育前進(jìn)的方向,而這三個圖騰所代表的教學(xué)、實驗與創(chuàng)新,更將成為他們的指引,我們也衷心希望泛華測控能夠設(shè)計出更多優(yōu)秀的產(chǎn)品,真正助力中國的工程教育!
相關(guān)鏈接:卓越計劃
2010年6月23日,教育部在天津召開“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”啟動會,聯(lián)合有關(guān)部門和行業(yè)協(xié)(學(xué))會,共同實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”,簡稱“卓越計劃”。
“卓越計劃”具有三個特點:一是行業(yè)企業(yè)深度參與培養(yǎng)過程;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;三是強化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。

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