機械電子工程專業(yè)知識集成分析
知識集成的本質(zhì)是知識創(chuàng)新的動態(tài)過程，那么，機械電子工程專業(yè)知識集成研究是?
擺在工科高等院校面前的緊迫任務(wù)之一是如何培養(yǎng)適應(yīng)建設(shè)新型國家的創(chuàng)新人才。教育部開展的工程教育專業(yè)認證標準對畢業(yè)生知識、能力與素質(zhì)的基本要求中就有“具有創(chuàng)新意識和對新產(chǎn)品、新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備進行研究、開發(fā)和設(shè)計的初步能力”;教育部的“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”旨在培養(yǎng)造就一大批適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要、創(chuàng)新能力強的高質(zhì)量的各種類型工程技術(shù)人才，為建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略服務(wù)。該計劃的三個特點之一就是強化培養(yǎng)學生的工程能力和創(chuàng)新能力�？梢哉f，工程教育的本質(zhì)就是培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新能力。受傳統(tǒng)文化、社會環(huán)境、思維方式和個體差異等的影響，我國工科大學生的創(chuàng)新思維和能力低于人們的期望值。這就需要探索培養(yǎng)和提高創(chuàng)新能力的方法。
高等工程教育中創(chuàng)新能力培養(yǎng)是一個系統(tǒng)的工程，強調(diào)實踐和社會需要，需要從創(chuàng)新環(huán)境、創(chuàng)新認識、創(chuàng)新方法、創(chuàng)新活動流程等多方面介入。其中，必須改變對傳統(tǒng)的高等教育專業(yè)培養(yǎng)中教師和學生的認識，對學生管理、教學計劃、教學方式、師生互動等進行改革。同時，還可以借鑒其他學科，如系統(tǒng)科學、管理科學、工程技術(shù)等的方法和理論，嫁接到高等工程教育中，形成新的高等工程教育方法和理論。本文由論文聯(lián)盟http://收集整理
筆者所在的專業(yè)為機械電子工程專業(yè)，通過借鑒管理科學中的知識集成思想，將專業(yè)培養(yǎng)中的教師和學生看成學習型組織中的成員，提出專業(yè)知識集成的設(shè)想。經(jīng)過多年的實踐，發(fā)現(xiàn)專業(yè)知識集成對學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)有明顯的促進作用。
一、專業(yè)知識集成的含義
進入21世紀以來，人們認識到一些先進技術(shù)及系統(tǒng)集成方法的使用和發(fā)展的關(guān)鍵都是以知識集成為核心。知識集成的目標是實現(xiàn)有效的知識利用，提高創(chuàng)新能力。知識集成是grant在1996年正式提出的，隨后國內(nèi)外學者對于知識集成進行了大量的研究。目前關(guān)于知識集成的研究內(nèi)容和成果沒有形成系統(tǒng)的學說，還沒有統(tǒng)一的定義。從其概念的演變過程看，其內(nèi)涵越來越深刻。
綜合國內(nèi)外的研究，一般認為知識集成的內(nèi)涵是：知識集成的對象包括各種顯性和隱性知識，這些知識存在于組織內(nèi)部各類人員、各協(xié)作單位以及不同組織之間;知識集成是顯性知識與隱性知識間的集成，也是個人知識、群體知識、組織知識和組織間知識的集成;知識集成活動包括識別、獲取、共享、綜合組織內(nèi)外部知識，在此基礎(chǔ)上形成新的知識體系。
知識集成的本質(zhì)是知識創(chuàng)新的動態(tài)過程，必須利用知識的集成成果進行自主創(chuàng)新，是螺旋上升的知識集成過程;知識集成是一個復雜的組織、技術(shù)、人力資源管理過程，集成主體必須發(fā)揮主動性和創(chuàng)造性;知識集成的目標就是打破知識壁壘，提高組織創(chuàng)新能力。知識集成的最終目的是構(gòu)建組織核心競爭力。
機械電子工程是機械學、電子學、信息技術(shù)、計算機技術(shù)、控制技術(shù)等有機融合而形成的一門綜合性學科，核心是機電一體化，本質(zhì)是機械自動化和智能化，在國民經(jīng)濟各領(lǐng)域各行業(yè)應(yīng)用廣泛。因此機械電子工程的學科特點是該學科隨科技的發(fā)展而發(fā)展，并且學科知識面廣，交叉性強。這就對機械電子工程專業(yè)培養(yǎng)的學生的基礎(chǔ)知識、素質(zhì)和能力有較高的要求，特別是創(chuàng)新能力有要求。目前，機械電子工程專業(yè)同其他工程專業(yè)一樣，一般通過專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課程的學習提高專業(yè)知識和素質(zhì)，這些專業(yè)基礎(chǔ)課程包括機械類、電子技術(shù)類、控制類和信息類課程;通過課內(nèi)實驗、課外科技活動、集中實踐環(huán)節(jié)(如課程設(shè)計、金工和電子實習、生產(chǎn)實習和畢業(yè)設(shè)計)等提高實踐能力和專業(yè)技能;通過選修人文社科類課程、參加文體活動和競賽等提高學生的文化素質(zhì)和社會交往能力;通過少數(shù)幾門課(如筆者所在專業(yè)開設(shè)了“機電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計”等課程)、課外科技活動、學科競賽、發(fā)表論文和申報專利等提高創(chuàng)新能力。
這種培養(yǎng)模式對學生創(chuàng)新能力的提高作用有限。由于學習環(huán)境、傳統(tǒng)文化、教學管理、學生個性等因素的影響，導致學生基礎(chǔ)知識、素質(zhì)和能力不盡如人意，最終影響學生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力及其轉(zhuǎn)化。[1]特別是學生對知識的學習，這是影響學生創(chuàng)新能力最重要的影響因素。筆者所在的機械電子工程專業(yè)培養(yǎng)中就曾經(jīng)存在一些問題，如：機械電子工程專業(yè)知識源異質(zhì)性強，學生對異質(zhì)性強的知識理解和轉(zhuǎn)換不暢;機械電子工程專業(yè)的知識源是相對封閉的，如機械學、電子學和控制技術(shù)的知識相對封閉，學生對知識源的溝通不暢;對學生學習而言，知識源存在時間差等問題;機械電子工程專業(yè)的知識源對教師而言也存在很多問題，如缺失、割裂和不暢等問題。
為提高專業(yè)學生的創(chuàng)新能力，筆者所在的專業(yè)借鑒知識集成的方法和原理，將專業(yè)建設(shè)中的專業(yè)教師和學生看成學習型組織中的成員，提出專業(yè)知識集成的概念，重新審視機械電子工程專業(yè)的知識源，改變師生的知識源時空觀，最終提高學生的創(chuàng)新能力。
二、專業(yè)知識集成的實踐
1.機械電子工程專業(yè)學習型組織的建立
將機械電子工程專業(yè)的教師和學生視為學習型組織中的成員，通過分析組織的師生共同的愿景、個體差別、實現(xiàn)不斷學習的方式，如全員學習、全過程學習和團體學習等，構(gòu)建扁平式組織結(jié)構(gòu)的方法，保證師生溝通快捷和通暢，實現(xiàn)師生自主管理的途徑。專業(yè)教師對學習型組織這些特性統(tǒng)一了認識，認為在專業(yè)建設(shè)中教師和學生都是主體，教師和學生是學習型組織中的成員等。這些為機械電子工程專業(yè)知識集成的實現(xiàn)提供了基礎(chǔ)。
2.機械電子工程專業(yè)知識源的構(gòu)成
專業(yè)組織教師對機械電子工程專業(yè)的顯性知識、隱性知識進行了分類和挖掘，總結(jié)了它們的特點，確定了知識源在組織中教師、學生間的流動和吸收的方式、途徑，評估了它們對學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的影響。
知識集成理論認為知識可分為顯性知識(編碼型知識)和隱性知識(意會性知識)。由計算機處理的、可以度量的知識一般是顯性知識，如“知道是什么”和“知道為什么”的知識。隱性知識是頭腦中屬于經(jīng)驗、訣竅和靈感的那部分知識(隱含經(jīng)驗類知識)，是難以編碼和度量的，并且是在不斷演變的。它可能以數(shù)據(jù)、信息的形式無序地存放在某些地方。在專業(yè)這個組織中，這些知識源異質(zhì)性強，相對封閉，存在時間和空間的分離等問題。
從學生層面看，機械電子工程專業(yè)的顯性知識和隱性知識的來源主要有：
(1)課程。包括學科基礎(chǔ)課和專業(yè)教育課等，如機械類、電子技術(shù)類、控制類、信息類和專業(yè)類課程，如工程圖學、工程力學、機械設(shè)計基礎(chǔ)、電子技術(shù)、電路分析基礎(chǔ)、微機原理及其應(yīng)用、自動控制理論、機電傳動控制、機電一體化系統(tǒng)設(shè)計等課程。
(2)實踐環(huán)節(jié)。包括課內(nèi)實驗、課程設(shè)計、金工和電子實習、生產(chǎn)實習和畢業(yè)設(shè)計等。
(3)課外教育教學活動。包括科研實踐、文體活動、社會實踐和專業(yè)調(diào)研等。
(4)其他。如同學之間、同學和老師、同學和外界交流與意會的知識等。
從教師層面看，顯性知識和隱性知識除上述外還包括科研轉(zhuǎn)化的知識等。
3.機械電子工程專業(yè)知識集成的實現(xiàn)
針對機械電子工程專業(yè)組織特點和知識源構(gòu)成，從以下幾個方面探索了專業(yè)知識的集成：改變師生對知識源的時空觀;通過制度規(guī)范、約束激勵、溝通交流、資源分配等方面實現(xiàn)知識的集成。這里所說的知識源的時空是指按傳統(tǒng)安排的知識源學習進程和地點，如課程學習的不同學期，理論學習和實踐在不同地方進行。通過有效方法集成知識源并進行實施，可以利用創(chuàng)新思維方法，如邏輯思維和非邏輯思維，激發(fā)師生的創(chuàng)新思維。例如，借鑒triz理論將機械電子工程專業(yè)的主要知識點匯編成冊，按“自頂而下”的設(shè)計方法對復雜機電系統(tǒng)所涉知識源解構(gòu)，改變師生對知識源的時空觀。[2，3]
三、專業(yè)知識集成的效果和反思
1.專業(yè)知識集成的效果
機械電子工程專業(yè)知識集成自實現(xiàn)以來效果明顯。
首先，改變了師生對機械電子工程專業(yè)知識的認識。教師拓展了自己的知識面，明確了所教課程的教學地位和所教課程內(nèi)容與其他課程內(nèi)容的相互滲透。大一上學期的“專業(yè)導論”課程就介紹了機械電子工程專業(yè)知識集成的內(nèi)容，學生了解到專業(yè)所涉及的不同知識源，在畢業(yè)設(shè)計階段就可以對畢業(yè)題目所涉及的知識點進行歸納和總結(jié)。
其次，促進了學生創(chuàng)新能力的提高。學生入學時就對機械電子工程專業(yè)知識集成形成系統(tǒng)概念，對知識的掌握更快、更全面、理解更深。在進行課外科技活動的過程中思維更開闊。如本專業(yè)已畢業(yè)的07機電2班37位同學中，獲得省級以上課外科技活動獎項8項，獲得實用新型專利32項、發(fā)明專利4項。09機電2班35位同學，有11位同學考取了研究生。10機電1班共有38位同學，截至第6學期為止共獲得12項省級以上課外科技活動獎，申請實用新型專利23項、發(fā)明專利2項。
2.專業(yè)知識集成的反思
當然，在機械電子工程專業(yè)知識集成實現(xiàn)的過程中也存在一些問題。如組織結(jié)構(gòu)和文化氛圍等需要進一步加強。特別是建立合適的組織結(jié)構(gòu)，建立更有柔性、靈活性以及敏捷性的專業(yè)集成組織形式，如虛擬學習團隊和網(wǎng)絡(luò)學習團隊等，使師生有效地溝通、協(xié)調(diào)和共享知識。從管理層面要研究專業(yè)知識集成的有效措施，使組織形成良好的創(chuàng)新文化氛圍，促進師生共享和交流知識。
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