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研•数字教学 | 冯显英教授:知明行笃,走好研究生课程数字化之路

发布日期:2022年11月21日 08:00  点击次数:

编者按:山东大学深入学习贯彻习近平总书记关于研究生教育的重要指示精神,全面贯彻党的教育方针,落实立德树人根本任务,以提升研究生教育质量为核心,深化改革创新,推动内涵发展。在培养具有研究和创新能力的高层次人才的目标引领下,研究生院全面推进“数字能力公共课程体系”建设工程,以支持导师团队通过探索数字中国背景下研究生教育发展趋势,对标世界一流高校的先进经验和做法,聚焦研究生数字能力教学开展深入思考和系统设计。为充分发挥优秀典型的引领示范作用,研究生院和融媒体中心联合推出【研•数字教学】系列报道,选取有关单位在推进该工程建设中的深入思考、特色做法和典型案例等,予以发布,以资借鉴,为学校培养最具创造力的研究生奠定坚实基础。

计算机检测与控制课程是高等院校机械电子工程、机械设计制造及其自动化等专业的研究生从事机电一体化方面课题研究的一门公共专业选修课程,是实现高精、高效智能制造的必须掌握的共性关键技术。对于提升研究生综合数字能力,拓展其思维,引领其课题研究创新突破具有重要指导意义。

机械工程学院负责这一课程的冯显英教授谈及课程经验时着重强调:“讲课内容一定要‘接地气’,就是要尽可能接近实际应用场景,将实践搬到课堂上来,培养学生的数理思维、实践能力与综合能力。”

万物皆数的时代考验

谈起开设“计算机检测与控制”这门课程的初衷,冯显英教授说,这算得上是“国家需要什么我们就做什么”,是面向国家重大战略需求的主动响应。

在上个世纪70年代,计算机检测和控制技术广泛且迅速地应用到工业中,改变了传统的刚性控制机械自动化的模式,真正实现了柔性的自动化控制(柔性自动化指机械技术与计算机技术相结合的自动化,以硬件为基础,软件为核心,通过改变程序便可实现所需控制行为的灵活调整)。随着技术积淀和计算机与硬机电的深度融合交叉,从1993年开始,国内各高等院校为了培养社会急需的复合型人才,都在积极推进开设机电一体化(机械电子)专业的实践探索,而山东大学也是在这一大背景下顺应潮流、勇担使命,建立了这一专业。

冯显英教授说:“一方面,制造业离不开检测。零件加工得怎么样,精度如何,都需要检测。另一方面,随着计算机技术在工业中的应用,这种深度的交叉和融合,使得社会上急需机电一体化的复合型人才。计算机检测与控制相当于是行业的眼睛,通过数字化让我们能看得见复杂机械内部的万端经纬。”于是,针对机械工程学院机电专业方向的学生,冯显英教授开设了计算机检测与控制这门以数字化驱动为突出特色的前沿课程。后来随着课程设置的变革,这门课程也扩展到了机械工程一级学科的教学当中。

知行合一,授之以渔

如果课程建设是对接时代前沿的需求,那与时俱进的课程改革就是活力的源泉。“计算机检测与控制”课程先后经历了多次改革,在教学方法上不断改进。课程最初以理论教学为主,但随着课程的不断推进,冯显英教授发现仅从理论出发,会使学生在研究学习上逐渐脱离实践。由于学生数字计算机基础不一,导致在学习过程中吸收知识的效果参差不齐。很多研究生缺乏数理思维,不善于整理分析挖掘数据,难以将理论与实际相结合。

面对这样的情况,冯显英教授改变了计算机检测与控制课程原来仅进行理论教学的授课方式,融合多媒体技术,运用多种方式培养学生的数理思维与实践能力。他认为,“兴趣”和“理论结合实际”十分重要,于是便开始在课堂上穿插互动环节,让学生亲身实践,参与到课题研究与讨论中,课堂教学的气氛也在学术讨论的过程中愈加热烈。随着教学实践的发展,研究生的兴趣和研究方向的多元性也越来越明显,课堂的课题研究也更加多样化。同时,冯显英教授的讲解往往不局限于教材,而是运用发散思维,以点带面,尽可能地让学生在有限的课程时间内汲取到更多的知识,通过多年和企业合作的科研课题案例教学,将课堂教育与实践教育紧密相结合,推动构建产教融合的人才培养模式。

谈到计算机检测与控制这门课程,博士生姚铭对师者之风范印象深刻,“冯教授风趣幽默的授课风格十分具有吸引力,让同学们感受到了亦师亦友的课堂气氛,展现了极强的课堂生命力。”研究生张振也对此感触颇深:“冯老师的课程最大的特点就是理论与实践相结合,他根据多年来的产学研合作经验,结合与地方产业合作的项目课题,将这门课程的理论知识充分运用到项目合作的实践中去,生动形象地阐明了数据从检测到处理、再到控制的全部过程,让我们学得很轻松有趣,并且印象深刻。”

面向数字时代,完善培养模式

结合目前方兴未艾的研究生数字化、信息化课程改革浪潮,冯显英教授认为我们还可以进一步完善培养体系,弥补培养方式存在的“短平快”导向偏差和产学研协作不足等问题。为此,他在课程建设和学生培养过程中积极倡导三个强化:一是强化以数字能力提升为导向,推进产教融合研究生联合培养基地建设,构建创新型人才培养与技术应用型人才培养互补、专业化培育与定制型培育相结合的研究生培养体系;二是强化人工智能领域的学科交叉性,制定规范的人工智能人才培养方案,充分体现人工智能与计算机科学、机械科学、控制科学的异同,从而使学生更加精确地领会到人工智能与智能制造的内核;三是强化对课程建设周期性、实践性、丰富性的关注,将课堂教育与实践教育充分结合,推动产教融合的人才培养模式,通过高校和企业的联合培养,将高校系统化的课程体系与企业完善、成熟的应用场景,通过基于“互联网+”“物联网+”数字技术,进行深度结合,实现“虚拟课堂-现实场景”的互动,达到事半功倍的教学效果。

在多年的教学中,冯显英教授也在努力践行着以上提到的三点。他说:“此次研究生数字能力公共课体系建设,有助于构建数字化学习环境,提升研究生信息获取及处理能力、信息评价及展示能力,进而提升研究生信息素养,对新时代高层次创新人才培养具有重大战略意义,将为迎接世界科技发展新机遇与新挑战提供充足的高端人才需求与保障。”

【供稿单位:宣传部 研究生院、研工部    作者:马艺荣 陈霖汶 张丹丹    编辑:新闻网工作室    责任编辑:张丹丹  】

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