工程教育创新的三大图腾

北京泛华恒兴科技有限公司院校产品经理周斌

　　在今年宁波举行的春季高教设备展览会期间，泛华恒兴携next系列产品亮相，当时的匆匆一瞥，next给中国教育装备采购网记者的现场感受只有一个字：“酷”。

　　近日，有机会走访了泛华恒兴公司，并就工程教育未来的发展方向与工程教育产品负责人周斌进行了一番交流与探讨，对其倡导的“三大图腾”的全新理念，有了进一步的了解。

　　形象、交互与生动的教学方式

 　　“《哈利波特》电影里面给你们留下最深的印象的是什么?”，在解释第一个图腾之前，周斌就提出了一个看似不着边际的问题。随后，周斌自己回答了这个问题，“那就是在那个魔幻世界里连报纸上的图案都是可以动的，而这就是形象、交互与生动的教学方式。”

　　以傅里叶变换的教学为例，周斌用一个有趣的程序演示就给我们诠释了什么叫形象、交互与生动(如下图)。形象，指的就是学生可以直接地看到动态的波形图以及结果，从而相对于原来纯板书的教学，会有更感性的认识;交互，指的是老师或者学生可以直接改变演示程序中的各种参数(例如频率、噪声等等)，从而很快地看到所获得的不同结果，对知识点有一个更为全面的掌握;而整个演示的界面又是设计得非常独特，可以让整个课堂的气氛更为活跃，这就是所说的“生动”的含义。因此，相比于以前的课堂教学而言，这种方式可以获得更好的教学效果。

　　针对这一理念，泛华恒兴专门开发了工程教育的创新平台——nextpad，帮助老师实现“用最形象、交互与生动的方式”进行工程教育(如下图)。平台发布伊始，官方就宣布，本软件永久免费，并提供开放的平台让广大开发者为其开发应用程序，从而快速扩充其中的内容与规模。但是，nextpad真的能开启工程教育软件开发的英雄时代么?

　　周斌介绍说，在nextpad发布后的短短一个时期，已经赢得了众多理工科学校师生们的青睐。从已经上传的50多个软件应用列表中，我们也看到，诸如署名为南京邮电大学、等学校学生发来的实用的应用程序。周斌说，任何一个理工科的学生或者对工程实验与创新感兴趣的人，都可以在这个平台上，上传或获取他们的应用程序或课件。

　　“不过一切都只是开始”，周斌表示，他曾经将nextpad给很多老师演示过，基本上所有的老师都对其表示赞赏和惊叹，但老师们也有一个共同的担忧，那就是这样一个平台是否能够长久，“我们做的是一种简单的加法，每一个课件和应用程序都是对这个平台的一个补充，所以相信通过时间的积累，nextpad必将成为中国工程教育的一个具有一定影响力的产品。”，周斌如是说。

　　构建下一代实验平台

　　第二个图腾指的是工程教育中另一个重要组成部分，那就是实验。而一想到实验，所有人脑海中可能马上会浮现出来的就是传统的箱式或者柜式的实验设备。“卓越工程师计划”的提出也给了我们一个反思过去的契机，下一代的工程教育实验平台应该具备哪些创新点?关于这个问题，周斌表示他们已经有了自己的答案，而且他们所掌握的实验平台的发展趋势，是完全从大多数客户的实际需求中提取出来的。

　　首先是平台化。比如在一间传统的学校实验室内，学生只能完成某类某学科的实验，而当前，越来越多的学校开始构建综合实验室，需要在统一的一个平台上，学生可以做各种不同学科的实验。这个全新的发展趋势也来源于目前许多跨学科课程的开设，例如机电一体化的实验设计，就必须包括传感器、电工电子、自动控制、机械传动等实验，这也给实验平台的开发商提供了强大的挑战。第二个趋势就是模块化，学生可以自由地将各种模块在平台上进行构建，从而有更多的自主性和创新性。针对这两个趋势，泛华全新开发完成了通用工程教育平台——nextboard(如下图)。它基于NI的数据采集卡以及先进的虚拟仪器技术，配合泛华以及第三方自主开发的实验模块，可以完成各种学科的实验，同时，学生更可自己动手在平台上搭建电路或自行设计实验及模块，教与学之外，培养了动手和创新能力。

　　“当然，下一代实验平台还有第三个趋势，目前概念性产品已经在开发过程中，所以现在只能先无可奉告了。”周斌说完神秘的一笑。

　　培养综合创新能力

　　据周斌透露，目前而言，80%的工程创新相关的训练都是通过全国各类竞赛来实施的，而这些比赛所锻炼的也只是20%水平较高的尖子学生，而这个却是一个我们市场忽视的鸿沟。换言之，如何能够在平时就能够锻炼学生创新能力，这个是留给大家的一个值得讨论的问题。

　　关于这一点而言，周斌坦言他们学习了著名玩具厂商LEGO乐高的做法，按周斌所说的原话，就是“将创新的工作留给学生去完成，我们只提供积木”。

　　为了证明这个理念，周斌给我们演示了好几个目前泛华正在开发的创新产品，有一个机电一体化创新产品中，泛华给学生们提供了各种机械零部件以及传动机构等，还提供了开放编程的控制模块和传感器模块，这样学生可以按照自己想法去设计自己的机电系统。例如有的学生就设计了壁障机器人，有的设计了倒立摆控制系统等等，从而真正在过程中学习到了综合创新的概念与能力。

　　“除此之外，我们还提供了一个号称工科学生的必备利器的工具”，周斌兴奋地说。周斌提到的这个利器，指的就是泛华恒兴最新推出的USB信号万用仪—nextkit。它集合了示波器、信号发生器等最常用的8种仪器功能于一身，并且可USB供电，其专业的外形设计让它获得了业界最小巧的仪器之称。“目前很多学校都选用了这款仪器……”周斌谈起这个，就露出自豪的神情。

　　随着采访的进程，我们对泛华恒兴工程教育产品所展示的创新性也有了进一步的了解。可以说，他们从企业的角度一直在探索中国工程教育前进的方向，而这三个图腾所代表的教学、实验与创新，更将成为他们的指引，我们也衷心希望泛华测控能够设计出更多优秀的产品，真正助力中国的工程教育!

　　相关链接：卓越计划

　　2010年6月23日，教育部在天津召开“卓越工程师教育培养计划”启动会，联合有关部门和行业协(学)会，共同实施“卓越工程师教育培养计划”，简称“卓越计划”。

　　“卓越计划”具有三个特点：一是行业企业深度参与培养过程；二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才;三是强化培养学生的工程能力和创新能力。