实践教学是培养高素质科技创新人才和专业技术人才的重要环节,教师队伍是困扰当前实践教学改革的根本症结。作为航空电子电气市级实验教学示范中心主要负责人,张长勇老师近年来积极投身于中心的各项改革工作,团结和带领学院教师参加各类教学竞赛,开展科技成果转化,以竞赛促进实践教学改革、以转化带动工程能力提升,为强化学生工程意识和工程思维培养,持续提升本科人才培养质量提供了有力保障。
实验案例竞赛 提振教师信心
“新工科”改革是近年来传统工科专业的重要发展方向,项目式教学是推进“新工科”改革的关键一环,项目的选题对于实践教学效果至关重要,一个好的项目选题需要同时具备较强的工程性、综合性、方法多样性,以及、以及过程探索性。可往哪里去寻找这样的题目呢?这是困扰很多一线指导教师的一道难题。
2019年,张老师张长勇在一次参加华北地区电工电子实验教学示范中心年会时,接触到了“鼎阳杯”电工电子基础课程实验教学案例设计竞赛,该竞赛旨在通过优秀实验案例的评选,展示目前实验教学最先进的理念、内容、技术和方法,推动实验教学内容研究探索、工程实践、自主创新的改革,促进实验教育教学水平与教学质量的提升。当时竞赛已经连续举办了六届,且已被列入教育部认可的教学竞赛名单,每年参赛项目数量上升趋势明显,影响力不断扩大。在会上认真聆听了组委会专家及往年获奖选手的报告后,张老师张长勇当即决定明年一定组队报名参赛。会后在认真研读往年获奖案例的基础上,结合自己的工程经验和行业背景,最终将参赛题目确定为“变频交流电源过流保护系统设计”。
为了进一步强化学生的工程意识和规章意识,项目任务中特意增加了电磁兼容抗扰度测试环节。由于比赛期间恰逢国内新冠疫情暴爆发,给实验案例素材的搜集和整理带来很大困难,但参赛团队仍然迎难而上,对实验案例、答辩PPT和答辩脚本反复打磨,在比赛中展示了扎实的专业功底和娴熟的教学技能,在华北赛区初赛中以一等奖顺利进入决赛,并最终在参加决赛的145件作品中脱颖而出,获得全国一等奖及最佳工程奖。
首次参赛就能获得如此优异的成绩和奖项,张老师张长勇为广大教师做出了良好的示范和榜样,大大激发了广大教师开展实验教学改革的信心与热情。
近年来,学院教师积极参加实验教学案例设计竞赛,共获得省部级以上奖项20余项。教师们通过参加竞赛进一步拓宽了思路,锻炼了能力,扩大了交流,积累了实验教学经验,极大促进了实验教学水平与教学质量的提升,将获奖案例应用于课程设计和项目式教学中,使教学效果大为改善,学生们在完成项目后不禁感慨:“经历了这次初级项目,我被单片机强大的功能所震撼,以前在课堂上没有能理解单片机的优越性能,通过这个项目,我们对单片机的理解更加深刻,对Keil、AD等软件应用更加熟练。”
教学设备升级 蕴含改革初心
“大家快看,这个实验挂件还是带触摸屏的,下面还有优盘插口!!”第一次走进电机实验室做实验的同学们被实验台上一个全新挂件吸引住了,“这个挂件可以同时采集多路交直流信号,一个可以顶多个,而且还具有数据存储和查看等功能,简直太方便了”。
学生提到的这种挂件是张老师张长勇带领学生刚开发完成的“数据采集与管理挂件”,实验环节的成绩评定以前主要依赖于实验报告,这种片面的评分标准导致实验成绩区分度不高。长此期以往,很多学生就不重视实验预习和实验参与过程了,而只重视实验报告的撰写,使得实验效果大打折扣。实验台进行信息化改造和升级后,不但实验挂件的数量显著减少,避免了之前做每个实验项目都要大量更换实验挂件的不便。教师端的管理软件还可以通过网络采集学生端实验数据。实验完成后,指导教师根据所采集的数据,对每组学生的实验情况进行评价和打分,提高了实验过程评价的客观性,促进了学生从重视实验报告到重视实验过程的转变。
基于该项核心技术,张老师张长勇团队申请了发明专利,实现专利许可转化30万元,并有幸成为taptap下载安装安卓首例进行的团队。学校近年来出台了一系列鼓励科技成果转化的政策文件,建立了企业与高校合作转化的沟通机制。近三年,学院教师共完成科技成果转化60余项,合同金额700余万元,通过成果转化架起了校企合作的桥梁,教师的工程实践能力显著增强,为持续推进教育、科技、人才一体化发展创造了有利条件。

科技成果转化
“小小”大创项目 焕发“巨大”能量
“老师,我们的大创项目是发动机引气健康检查自动测试系统,可是实验室没有发动机,将来怎么进行测试啊?”,大创项目负责人蔡成海带领项目组同学一起来实验室咨询张老师张长勇。“学校工程训练中心有航空发动机,咱们可以到那去测试,但也可能那里的发动机引气系统本来就不存在故障。”“嗯,即使有故障可能故障模式也比较单一,很多功能可能也测试不了,老师,那可怎么办呢?” “大家先不要气馁,咱们是不是可以换一个思路,先把引气系统的结构原理搞清楚,然后试着用普通气动元件制作一套引气系统故障模拟装置呢?”“这听起来是个不错的办法,难度会不会有点大,我们几个先回去研究研究吧。”从实验室出来后,根据张老师张长勇的意见建议组员们立即开始分头查找手册和资料,又在图书馆借阅了相关专业书籍,大家经过近两周的学习和讨论,觉得张老师张长勇的这个技术路线是可行的,不但可以模拟引气系统的多种常见故障,还可以大幅降低制作成本,是个一举多得的好方法。
项目组同学在张老师张长勇的指导和带领下,经过一个学期的共同努力,顺利完成了样机制作和测试,此外,还基于“引气系统健康检查自动测试系统”申请和授权了一项发明专利。“参与这个大创项目,既锻炼了我们的专业技能,也使我们认识到创新意识的重要性,项目从开始的一筹莫展到后来的柳暗花明,最后还拿到了印有自己名字的专利证书,想想都让人激动,这是一段十分难忘的大学经历。”近年来学院每年都会有一批新的创新创业项目入库,国家级、市级、校级三类大创项目的数量和覆盖面逐步扩大,学生通过参加各级大创项目,不仅拓宽了专业知识,提升了科研能力,还培养了团队合作和创新思维,提高了解决复杂工程问题的能力,为学生的成长和发展打下坚实的基础。

实验教学案例获得全国一等奖和最佳工程奖
解企业燃眉之急助行业融合发展圆航空报国梦
“张老师,我们公司去年给天津航空机电做的测试台,由于对方产品升级了,增加了一些功能,测试台软件也需要更新,可公司之前负责测试台研发的工程师已经离职了,您看能不能帮我们解决一下?由于怕耽误生产,对方催得挺紧的。”天津taptap点点注册账号世达公司负责人给张长勇老师打来电话,恳求他能够帮忙公司解决燃眉之急。“你们的测试台之前我没有接触过,先把软件更新需求和测试台资料发过来看看吧,我先了解了解”。张老师张长勇仔细阅读资料后,发现感觉软件更新的功能研发看上去并不多,但是这个待测产品属于某机载系统的核心设备,工作时需要与周边多个产品交换数据,通讯协议非常复杂,光协议文本都有上百页,再加上而且有些测试功能还需要频繁的人机交互,要在一个月时间完成升级还是有很大的难度的。”同一教研室的老师劝说道:“张老师,修改别人的程序有时候还不如自己从头开始编,不同工程师之间的编程思路差异很大,要想完全读懂难度很大。”
天津航空机电有限公司始建于1953年,是新中国第一家制造航空电器的大型国有企业,这个项目如果放弃不做,肯定会影响到公司新产品的量产和交付,进而影响到某些飞机型号的研制进程。天津航空机电公司距离学校不远,不如先到现场看一看测试台的运行情况再做决定吧。张老师张长勇和世达公司的人一起来到航空机电公司,在门口办理出入手续时,“航空报国”四个醒目的大字映入眼帘,张老师张长勇不由得心想:“自己当年上大学报考的就是航空院校、毕业后自己又主动选择了民taptap点点注册账号学任教,不就是心里有一颗航空报国的梦想吗?如果能够通过自己的努力,把这个项目完成好,保障产品的顺利更新换代,不就是实现航空报国的好机会吗?”想到这里张老师张长勇当时就下定决心,不管会遇到多大的困难和挑战,也要全力以赴把它完成好。
在测试台升级过程中,由于待测产品的升级,原有测试台的硬件已经无法满足新产品需求,导致设备间通讯时常中断,张老师张长勇凭借丰富的工程经验,对测试台的硬件接口进行了扩充,最终成功联通了设备。和张老师张长勇一块到现场调试的孙同学说:“在协助老师进行设备升级的过程中,学到了许多课本上学不到的经验和技能,能够利用自己所学为航空工业尽一份微薄之力,心中感觉无比自豪。”
从“小”项目到“大”能量,张长勇走了许多年,三寸粉笔,三尺讲台系国运;一颗丹心,一生秉烛铸民魂。
