嚴(yán)德，鮑蕊，李道春，蔣崇文，萬(wàn)志強(qiáng)

(北京航空航天大學(xué) 航空科學(xué)與工程學(xué)院，北京 100191)

?

團(tuán)隊(duì)協(xié)作和競(jìng)爭(zhēng)的跨專業(yè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐

嚴(yán)德，鮑蕊，李道春，蔣崇文，萬(wàn)志強(qiáng)

(北京航空航天大學(xué) 航空科學(xué)與工程學(xué)院，北京 100191)

針對(duì)航空工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，提出了團(tuán)隊(duì)協(xié)作和競(jìng)爭(zhēng)的跨專業(yè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐新模式：建立由飛行器總體、氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)、飛力等專業(yè)教師組成的跨專業(yè)指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)；設(shè)置既滿足課程設(shè)計(jì)基本要求，又激發(fā)學(xué)生主動(dòng)性和創(chuàng)新思維的跨專業(yè)的課程設(shè)計(jì)任務(wù)；在課程設(shè)計(jì)的組織和管理上，引入團(tuán)隊(duì)協(xié)作和團(tuán)隊(duì)競(jìng)爭(zhēng)，為航空工程專業(yè)的復(fù)合式人才培養(yǎng)提供新思路。

課程設(shè)計(jì)；跨專業(yè)；團(tuán)隊(duì)協(xié)作和競(jìng)爭(zhēng)；教學(xué)實(shí)踐；創(chuàng)新思維

課程設(shè)計(jì)是本科教學(xué)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，是學(xué)生在學(xué)完有關(guān)理論課程及專業(yè)技術(shù)課程后的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決專業(yè)實(shí)際問(wèn)題的一個(gè)基本訓(xùn)練過(guò)程。要求學(xué)生能將工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)用于解決復(fù)雜工程問(wèn)題；能夠設(shè)計(jì)針對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題的解決方案，設(shè)計(jì)滿足特定需求的系統(tǒng)或部件，并能在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)；能夠在多學(xué)科背景下的團(tuán)隊(duì)中承擔(dān)個(gè)體、團(tuán)隊(duì)成員以及負(fù)責(zé)人的角色，為畢業(yè)設(shè)計(jì)以及畢業(yè)后在工作中解決更全面復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題打好基礎(chǔ),在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力等方面發(fā)揮不可替代的作用[1，2]。

航空工程專業(yè)具有系統(tǒng)、跨專業(yè)綜合的特點(diǎn)，涉及飛行器總體、氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)、操控等專業(yè)方向，實(shí)踐性強(qiáng)。目前，航空工程專業(yè)學(xué)生的課程設(shè)計(jì)分別由各專業(yè)方向的教師指導(dǎo)，課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容往往集中在某一專業(yè)領(lǐng)域，不利于學(xué)生了解飛行器設(shè)計(jì)的流程和掌握交叉學(xué)科專業(yè)知識(shí)。另一方面，存在課程設(shè)計(jì)題目綜合性不足、內(nèi)容和要求未留給學(xué)生自主思考和探索的空間等問(wèn)題，限制了學(xué)生的創(chuàng)新思維，讓學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中處于較為被動(dòng)的位置，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課程設(shè)計(jì)的積極性和主動(dòng)性，更難以提高學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。團(tuán)隊(duì)協(xié)作式的課程設(shè)計(jì)有助于提升學(xué)生的參與感和責(zé)任感，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，在其他專業(yè)的課程設(shè)計(jì)中已有相關(guān)的探索和實(shí)踐[3-6]，但團(tuán)隊(duì)協(xié)作并不能完全激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性，還須引入團(tuán)隊(duì)之間的競(jìng)爭(zhēng)，營(yíng)造“一損俱損”的競(jìng)爭(zhēng)壓力和環(huán)境，讓學(xué)生將團(tuán)體的榮譽(yù)感和自己的責(zé)任感緊密結(jié)合起來(lái)，最大程度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。

因此，需要建立一個(gè)穩(wěn)定的、專業(yè)交叉的、具備工程設(shè)計(jì)素養(yǎng)、綜合設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新思想的實(shí)踐教學(xué)團(tuán)隊(duì)，探索相對(duì)集中的、滿足學(xué)科專業(yè)要求和行業(yè)需求的課程設(shè)計(jì)教學(xué)新模式。有鑒于此，航空學(xué)院先進(jìn)飛行器創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)利用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的平臺(tái)，整合教師資源，開(kāi)展了團(tuán)隊(duì)協(xié)作與競(jìng)爭(zhēng)的跨專業(yè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐。

1　實(shí)踐思路和內(nèi)容

本次課程設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐強(qiáng)調(diào)跨專業(yè)的指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)、跨專業(yè)的課程設(shè)計(jì)任務(wù)以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作與競(jìng)爭(zhēng)的組織形式，注重促進(jìn)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)同意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)和交叉學(xué)科知識(shí)的掌握，以及教師專業(yè)綜合能力的提高。

1.1實(shí)踐思路

針對(duì)目前航空工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)中的問(wèn)題，主要從課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)、任務(wù)、組織和管理、評(píng)價(jià)和考核等幾個(gè)方面進(jìn)行了改革和實(shí)踐。

1.1.1組建跨專業(yè)的指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)

針對(duì)航空工程專業(yè)的專業(yè)綜合特點(diǎn)，由飛行器設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)、飛行力學(xué)與控制等專業(yè)的教師組成課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)，促進(jìn)學(xué)科專業(yè)的交叉和綜合，這是跨專業(yè)課程設(shè)計(jì)開(kāi)展的基礎(chǔ)和前提。

1.1.2提出跨專業(yè)的課程設(shè)計(jì)任務(wù)

將綜合性、專業(yè)性、創(chuàng)新性作為選題的指導(dǎo)原則，難度契合學(xué)生的知識(shí)水平和課程設(shè)計(jì)要求，提出便于專業(yè)分工，又能激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力的課程設(shè)計(jì)任務(wù)，從設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容上促使學(xué)生能開(kāi)展團(tuán)隊(duì)協(xié)作。

1.1.3構(gòu)建團(tuán)隊(duì)協(xié)作和競(jìng)爭(zhēng)的課程設(shè)計(jì)模式

以團(tuán)隊(duì)形式開(kāi)展課程設(shè)計(jì)，在團(tuán)隊(duì)內(nèi)部進(jìn)行分工和合作；團(tuán)隊(duì)之間在相同的課程設(shè)計(jì)任務(wù)和要求下展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)，相同課程設(shè)計(jì)任務(wù)下各團(tuán)隊(duì)的課程設(shè)計(jì)方案不能相同。

參照本科畢業(yè)設(shè)計(jì)，設(shè)置定期公開(kāi)答辯環(huán)節(jié)。在每個(gè)答辯環(huán)節(jié)，不僅小組組長(zhǎng)概述團(tuán)隊(duì)的進(jìn)展和成果，而且每位組員也須展示個(gè)人工作的完成情況，前者激勵(lì)團(tuán)隊(duì)之間的競(jìng)爭(zhēng)，后者避免“搭便車”或“大鍋飯”的情況。

1.1.4設(shè)立個(gè)人與團(tuán)隊(duì)相結(jié)合的評(píng)價(jià)機(jī)制

學(xué)生課程設(shè)計(jì)成績(jī)的評(píng)定由以前的個(gè)人評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)變?yōu)閭€(gè)人與團(tuán)隊(duì)評(píng)價(jià)兩部分：團(tuán)隊(duì)部分由小組的總報(bào)告以及同一題目下各小組課程設(shè)計(jì)的優(yōu)劣而定；個(gè)人部分則由個(gè)人的課程設(shè)計(jì)報(bào)告和圖紙、答辯情況而定。從評(píng)價(jià)機(jī)制上，營(yíng)建團(tuán)隊(duì)協(xié)作與競(jìng)爭(zhēng)的氛圍。

1.2實(shí)踐內(nèi)容和過(guò)程

當(dāng)前，航空科學(xué)與工程學(xué)院在研究生的培養(yǎng)模式上進(jìn)行了一次大膽的嘗試，設(shè)立研究生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，以團(tuán)隊(duì)形式招錄研究生，以實(shí)際科研項(xiàng)目為中心實(shí)施教育培養(yǎng)計(jì)劃。先進(jìn)飛行器創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)由來(lái)自于飛行器設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、固體力學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)和飛行力學(xué)與控制專業(yè)的5名青年教師組成，其中教授1名、副教授2名、講師2名，均承擔(dān)有各專業(yè)的教學(xué)任務(wù)和科研項(xiàng)目，積累了較多的教學(xué)和工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)不僅有教學(xué)和工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的交流，還有專業(yè)知識(shí)的相互學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)了互通有無(wú)，切實(shí)提高了教師的專業(yè)綜合能力。

1.2.1課程設(shè)計(jì)任務(wù)的設(shè)置

創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)擬定了具有學(xué)科專業(yè)交叉和創(chuàng)新性的課程設(shè)計(jì)任務(wù)：伸縮旋翼的方案設(shè)計(jì)、折疊機(jī)翼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、長(zhǎng)距管線監(jiān)察的無(wú)人機(jī)概念設(shè)計(jì)，并提出了技術(shù)指標(biāo)和要求。這三個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)涉及總體、氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)和操控等各專業(yè)，學(xué)生本科階段在“飛行器總體設(shè)計(jì)”“空氣動(dòng)力學(xué)”“結(jié)構(gòu)力學(xué)”“飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”“航空器飛行動(dòng)力學(xué)”等專業(yè)理論課程中所學(xué)的專業(yè)知識(shí)可以得到充分運(yùn)用。同時(shí)，任務(wù)的設(shè)置具有創(chuàng)新的內(nèi)在要求，比如，伸縮旋翼是一個(gè)全新的概念，其伸縮方式、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)均無(wú)參考；基于無(wú)人機(jī)的長(zhǎng)距管線監(jiān)察國(guó)內(nèi)外均未有過(guò)實(shí)施的報(bào)道；折疊機(jī)翼雖有先例，但并不是在飛行中且具有一定載荷的情況下實(shí)現(xiàn)。此外，任務(wù)并未規(guī)定具體方案，具備一定程度的開(kāi)放性，比如，沒(méi)有指定伸縮旋翼的伸縮方式、折疊機(jī)翼的折疊方式以及滿足長(zhǎng)距管線監(jiān)察需求的無(wú)人機(jī)具體類型，給學(xué)生留下了想象的空間。

1.2.2課程設(shè)計(jì)實(shí)踐過(guò)程

首先按照課程設(shè)計(jì)的人員數(shù)量和學(xué)生個(gè)人意愿進(jìn)行分組，每個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)下至少有2個(gè)小組。每個(gè)小組的組長(zhǎng)由組員推薦，組內(nèi)的分工則由組長(zhǎng)負(fù)責(zé)，形成團(tuán)隊(duì)協(xié)作的氛圍。

其次安排了3次定期公開(kāi)答辯：方案評(píng)估(開(kāi)題)、中期匯報(bào)和最終答辯。方案評(píng)估階段由各組匯報(bào)初步方案，主要突出思路的創(chuàng)新性；指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)進(jìn)行方案審核，重點(diǎn)在方案的可行性和專業(yè)性。由于小組之間存在競(jìng)爭(zhēng)，每個(gè)小組均提出了2種以上新穎可行的方案，并運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)對(duì)方案的優(yōu)劣進(jìn)行了評(píng)價(jià)，期望得到最優(yōu)的方案。承擔(dān)伸縮旋翼方案設(shè)計(jì)的一個(gè)小組在方案評(píng)估時(shí)，發(fā)現(xiàn)另一小組的方案使得旋翼收縮后的儲(chǔ)藏空間更小，立即展開(kāi)了更優(yōu)的方案設(shè)計(jì)。團(tuán)隊(duì)競(jìng)爭(zhēng)的效果明顯。中期匯報(bào)重在檢查各組的進(jìn)度以及每個(gè)小組內(nèi)各成員的工作進(jìn)展和工作量分配。這一階段確實(shí)出現(xiàn)了部分學(xué)生工作量不夠的情況，指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)對(duì)小組的分工進(jìn)行了調(diào)整。也有同學(xué)主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并展開(kāi)研究，比如，無(wú)人機(jī)長(zhǎng)距管線監(jiān)察出于經(jīng)濟(jì)性的要求，難以做到全時(shí)全天候全范圍覆蓋，一位同學(xué)開(kāi)展了事件檢出的概率模型研究，既解決了設(shè)計(jì)任務(wù)中不可回避的問(wèn)題，又拓展了自己的工作量。學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力得到了鍛煉。最終答辯核查各小組的工作完成情況并對(duì)標(biāo)準(zhǔn)課程設(shè)計(jì)的要求檢查每位學(xué)生的完成情況。學(xué)生表達(dá)的邏輯性、術(shù)語(yǔ)的專業(yè)性和工程設(shè)計(jì)的規(guī)范性都有了明顯的提高。

總的來(lái)說(shuō)，由于課程設(shè)計(jì)任務(wù)的跨專業(yè)特點(diǎn)和跨專業(yè)教師團(tuán)隊(duì)的指導(dǎo)，每個(gè)團(tuán)隊(duì)在各專業(yè)的知識(shí)運(yùn)用和綜合上進(jìn)行了有益地嘗試；團(tuán)隊(duì)競(jìng)爭(zhēng)的引入很好地激發(fā)了學(xué)生思考的主動(dòng)性。

2　實(shí)踐效果和思考

2.1實(shí)踐效果總結(jié)

本次課程設(shè)計(jì)實(shí)踐中，學(xué)生利用課程設(shè)計(jì)的結(jié)果發(fā)表了1篇科研論文，申請(qǐng)了4項(xiàng)專利。學(xué)生的優(yōu)秀率達(dá)75%，取得了較好的實(shí)效。

根據(jù)學(xué)生的反饋，學(xué)生普遍覺(jué)得本次課程設(shè)計(jì)工作量大，時(shí)間短，但學(xué)到的知識(shí)更多，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力增強(qiáng)，也深切體會(huì)到在航空工程專業(yè)領(lǐng)域總體、氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)和操控等專業(yè)的相關(guān)性，行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)在方案可行性評(píng)價(jià)中的重要性以及必不可少的跨專業(yè)團(tuán)隊(duì)協(xié)作。

2.2經(jīng)驗(yàn)與思考

第一，把握航空工程領(lǐng)域的跨專業(yè)特點(diǎn)，建立跨專業(yè)的指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)，構(gòu)建起相對(duì)完整的指導(dǎo)教師知識(shí)結(jié)構(gòu)體系；從“跨專業(yè)”這個(gè)“源”闡明各專業(yè)既相對(duì)獨(dú)立又相互聯(lián)系，讓學(xué)生明白為什么要團(tuán)隊(duì)協(xié)作，如何進(jìn)行組內(nèi)的專業(yè)分工，從而形成“你中有我，我中有你”，但又不能相互替代的局面。在具體的實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生能更深地理解跨專業(yè)的特點(diǎn)，也有助于學(xué)生將來(lái)進(jìn)入航空工程領(lǐng)域后，明白各部門的設(shè)置和分工。

第二，團(tuán)隊(duì)協(xié)作的同時(shí)要引入團(tuán)隊(duì)競(jìng)爭(zhēng)，激發(fā)學(xué)生進(jìn)取的動(dòng)力。當(dāng)團(tuán)隊(duì)之間展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，學(xué)生的集體榮譽(yù)感使得學(xué)生的目標(biāo)不是“達(dá)標(biāo)”式地完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)，而是比其他組更高水平地完成設(shè)計(jì)任務(wù)，這在無(wú)形中提高了整體的課程設(shè)計(jì)質(zhì)量。

第三，注重課題設(shè)計(jì)任務(wù)的創(chuàng)新性和專業(yè)性。創(chuàng)新性使得學(xué)生無(wú)法按照現(xiàn)存和已有的方案“照搬照用”，促使學(xué)生主動(dòng)地思考；專業(yè)性讓學(xué)生能用所學(xué)專業(yè)知識(shí)去評(píng)估方案的可行性，自行確定出難點(diǎn)，避免學(xué)生思維不切實(shí)際地發(fā)散。

第四，組長(zhǎng)概述和個(gè)人陳述相結(jié)合的公開(kāi)答辯環(huán)節(jié)能幫助學(xué)生理清思路、聚焦關(guān)鍵技術(shù)，能引導(dǎo)學(xué)生何時(shí)需要合力攻關(guān)，何時(shí)需要各盡其責(zé)，團(tuán)隊(duì)內(nèi)部的協(xié)調(diào)更細(xì)致有序。

3　結(jié)語(yǔ)

通過(guò)團(tuán)隊(duì)協(xié)作和競(jìng)爭(zhēng)的跨專業(yè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐，改變了原有按專業(yè)細(xì)分的課程設(shè)計(jì)教學(xué)模式，建立了跨專業(yè)的指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)并提高了指導(dǎo)教師的專業(yè)綜合能力和教學(xué)能力；培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)以及創(chuàng)新思維能力，有效提高了學(xué)生綜合運(yùn)用本科基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)的能力和工程設(shè)計(jì)素養(yǎng)，有效保證了課程設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量，有利于培養(yǎng)航空工程專業(yè)的復(fù)合式人才。

[1] 王少剛.課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2007(8)：23-25.

[2] 徐穎.航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革的探索和思考[J].教育教學(xué)論壇,2015(18):79-80.

[3] 段桂江,徐世新.基于專業(yè)平臺(tái)，提升學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力[J].高等工程教育研究,2012(1):132-137.

[4] 李平,杜力.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的教學(xué)改革與實(shí)踐[J].重慶工商大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2015(3):100-102.

[5] 仉春華,歐曉霞,張鳳杰，等.團(tuán)隊(duì)合作學(xué)習(xí)在課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與探索[J].中國(guó)電力教育,2013(10):154-155.

[6] 席本強(qiáng),王琦,曲輝.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的創(chuàng)新型教學(xué)模式[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備,2010(21):94-95.

(責(zé)任校對(duì)謝宜辰)

10.13582/j.cnki.1674-5884.2016.08.015

20160311

北京航空航天大學(xué)本科校級(jí)重點(diǎn)教改項(xiàng)目 (201402)；北京航空航天大學(xué)研究生教育與發(fā)展研究專項(xiàng)基金(201504)；“凡舟教育獎(jiǎng)勵(lì)基金”教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)(201509)

嚴(yán)德(1979-)，男，四川南江人，講師，博士，主要從事飛機(jī)飛行動(dòng)力學(xué)、氣動(dòng)彈性力學(xué)研究。

G642.1

A

1674-5884(2016)08-0047-03