▓北京赛车PK10计划直播官网▓赔率最高,提款速度最快。北京赛车PK10计划直播专注彩票经营10余年,信誉口碑业界驰名;在我们北京赛车PK10计划直播聊天室玩家每天可领取现金红包!我们[北京赛车PK10计划直播]将给您提供一个安全/稳定/秒速的彩票平台!...

    研究院新聞與公告
     科學研究
     學科建設
     教學管理
     學生工作
     人事工作
     招生工作
     海外留學
     新聞公告
 
   研究院新聞與公告 您當前所在位置 : 首頁 >> 研究院新聞與公告    

【課堂革命·新工科教改優秀案例】“干中學”:引導學生解決復雜工程問題 ——航空航天學院“問題解決系列”課程教改紀實

文章來源:學生科           添加時間:2019/6/5 15:28:06

   編者按:“課堂是教育的主戰場。課堂一端連接學生,一端連接著民族的未來。教育改革只有進入到課堂的層面,才真正進入了深水區。課堂不變,教育就不變;教育不變,學生就不變。課堂是教育發展的核心地帶。”近年來,學校堅持立德樹人,持續深入推進教學模式與培養模式改革,建設高水平挑戰性研究型教學體系和高水平新工科教育體系;掀起“課堂革命”,不斷打造“金課”、淘汰“水課”,涌現出一批先進人物和典型案例。新聞中心開設“課堂革命”欄目,將陸續報道分享他們的好做法、好經驗。本期推出新工科教改優秀案例、航空航天學院“問題解決系列”課程組的教改經驗,以饗讀者。

   

   “預備,點火!”一枚學生自制的火箭騰空而起,在預定高度自動開傘降落,搭載在火箭上的大氣探測系統實時傳回了各種數據。在地面上,來自不同專業的學生分工合作,圓滿完成了火箭的發射、遙測和回收。

  這是航空航天學院《探空火箭設計與制作》課程的作業。一整套實驗做下來,收獲很大。格拉斯哥學院2016級本科生常子祎同學跨專業選修了這門課,他表示,“這個實驗課讓我們覺得打造‘中國版的Space-X’并不遙遠!

     

  該課程是航空航天學院“問題解決系列”課程之一。另外兩門課程分別是《團隊與系統項目》和《跨學科挑戰——火星生存基地建設》,也是各有精彩。其中,《跨學科挑戰——火星生存基地建設》要求學生以火星的獨特環境為約束條件,設計一個可供人類生存的基地。

  航空航天學院實驗中心主任、課程組任玉琢老師表示,“我們希望通過這一系列課程,讓學生對工程有系統角度(約束、關聯問題)的認識,形成自己可以遷移的問題解決方法,一定程度上提升邏輯思維和決策能力!”
頂層設計:構建新工科教學體系
  在“象牙塔”的環境里培養未來的卓越工程師和創新引領者,這是人才培養的一個共性挑戰,也對課程建設和改革提出了更高的要求。對航空航天學院來說,如何培養學生解決復雜工程問題的能力,是教學改革尤其是實驗教學所要考慮的重要問題。
  為此,學院在新工科培養方案設計上,參考了工程認證畢業要求和CDIO能力大綱(4方向200+子項),明確了“實驗與問題解決、系統思維、學習能力”三個角度的核心工程能力,制訂了“航空航天學院工程教育評價標準”。 
  同時,學院把知識、能力、思維、職業態度等要素的培養與不同的學習模式(環境的創設)作為兩個維度,構建人才培養體系框架和培養方案路線圖;采用“專業知識(課程)+能力(項目)”的雙線框架建構整個培養體系,夯實了學生的核心工程能力,突出了學生創新創造與決策評估高層思維的訓練。
  在這種理念的指導下,學院著力采用基于項目的學習過程來改進航空航天工程本科專業的人才培養,基本實現了學生從“參與設計與制作的學習”轉向“以設計為基礎的主動學習和挑戰性學習”。“問題解決系列”課程正是在這種理念指導下的大膽探索成果之一。
  據介紹,《團隊與系統項目》《探空火箭設計與制作》《跨學科挑戰—火星生存基地建設》這3門課程,以開放性問題為載體創設了問題解決的場景,并按照問題復雜程度遞進的順序,構成了“工程問題解決→復雜工程問題解決→復雜問題解決”的問題解決能力培養系列課程。
  同時,該系列課程按照問題“結構化→半結構化→非結構化”的遞進順序,從側重邏輯思維的訓練,逐步過渡到側重決策評估思維的訓練,旨在通過系統訓練,重點培養系統思維與系統集成、問題解決能力。
層層遞進:從易到難強化動手實踐
 《團隊與系統項目》課程要解決的是“基于單點故障的工程問題”,它要求學生自行定義機電智能系統的功能、性能參數,設計結構和軟件,并解決構建系統過程中出現的系統軟硬件故障,解決工程問題。
  課程組任玉琢、周嫻老師凝練了“提出假設→設計和開展實驗→驗證假設和發現問題→解決問題”的問題解決流程,以及與基于邏輯鏈條的工程推理緊密結合的問題解決方法,從而科學地進行問題解決能力的培養。
  課程組自2015年起對該課程的效果進行了問卷跟蹤調查,數據顯示,57.1%的學生認為自己的問題解決能力有顯著提高,100%學生建議多開此類課程。2018年1月,該課程獲評學校優秀教學案例;2017-2018第2學期,該課程為光電學院卓越工程師班開課。
 《探空火箭設計與制作》要解決的是“多關聯工程問題”。據介紹,探空火箭系統的設計,需要在射高和載荷能力的需求下,以穩定性和發動機數量的約束,調整一系列的參數(長度、整體質量、直徑、阻力、載荷倉質量和體積等),需要經過一定深入的原理性計算,同時包含多個相互關聯的子問題,屬于典型的復雜問題。
  在課程組任玉琢、劉磊、嚴堯、韓堯、李翔等老師的指導下,學生通過分組的形式,對各分系統進行實驗、設計、制作、調試、測試,最后設計并制作一枚可以完成特定探測任務、并在彈道終點可拋出降落傘進行回收的小型探空火箭到外場進行發射。
  在開放式的動手實踐中,學生充分運用項目管理等相關知識,掌握空氣動力學、機械制圖、通信、傳感器、控制等多學科的交叉融合;提高了學生工程科技素養,即對相關技術進行選擇、整合、協同、集成的能力,培養了對航天事業的興趣和項目開發能力。
統籌決策:解決多變量、多關聯復雜問題
  由于《探空火箭設計與制作》是一個系統工程,決策時需要考慮的因素有很多,因此,課程組劉磊、任玉琢老師基于“決策樹”,構建了“建立基準→評估各個因素對整體的影響程度→指定權重→重排決策樹→形成解決流程”的復雜工程問題解決方法,以培養學生對設計類復雜工程問題的解決能力。

 

  這個思維方法為學生從解決“多關聯工程問題”升華為解決“多關聯問題”奠定了堅實基礎。所謂“多關聯問題”,比“多關聯工程問題”更復雜或者更具有一般性。也就意味著,只要學生掌握了這種方法,就可以舉一反三,靈活地向工程問題之外的廣闊領域遷移、擴展,解決人文社會科學等領域的諸多復雜性難題。

   在《跨學科挑戰—火星生存基地建設》課程中,以火星的獨特環境構成約束條件(如低溫、無氧氣、強輻射、缺少合適資源等),可以形成居住、能源、水和氧氣獲取等一系列復雜問題。學生需要學會在這些關聯的問題中進行問題排序,把握核心問題,圍繞核心問題調度資源,進而解決整個復雜問題。

  課程實施過程中,學生普遍對火星主題很感興趣,但復雜問題解決能力的培養實際上是思維轉變的過程,需要學生將注意力從集中于某個形象、具體的解決方案上,逐步轉移到問題分析的深度和廣度上,進而形成從關鍵問題到一般問題的問題解決順序。  

  “很多現實的復雜問題比我們課堂上講的還要復雜,它都不會告訴我們要求解什么問題,也不會告訴我們什么是已知條件,從提出問題到解決問題,都是沒有固定答案的探索。”任玉琢說,“將復雜工程問題擴展到非工程領域,問題的邊界更難界定,解決路徑更難明確,越是這樣,就越需要我們培養學生解決復雜問題的能力,引導他們深入討論、分析,自己掌握方法,尋找解決多關聯復雜問題的方案。”

轉載于新聞中心 學生記者團
[返回首頁]  [返回上一頁]  [打 印]  [關閉窗口]    
版權所有   航空航天學院   技術支持:成都市萬企科技

地址:四川省成都市高新區西區西源大道2006號   郵編:611731   電話:(028)61831887   研究生科:(028)61831856   傳真:(028)61831882
北京赛车PK10计划直播 北京赛车PK10导航线路导航 北京赛车PK10计划直播注册链接 北京赛车pk10计划官方网站 北京赛车PK10导航线路导航 北京赛车登入网址 北京赛车官方网站 北京赛车PK10导航注册平台 北京赛车开奖直播记录登入网址 北京赛车pk10计划最新官网 北京赛车PK10计划直播注册链接 北京赛车pk10计划网址 北京赛车pk10计划网址 北京赛车网址 北京赛车官方网站 北京赛车官方网站 北京赛车注册链接 北京赛车注册链接 北京赛车开奖直播记录官方网站 北京赛车PK10导航最新网址 北京赛车PK10计划直播注册平台