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【上海交大新闻网】郭为忠:做一个仰望星空、脚踏实地的好老师
澳门新濠赌场娱乐官网:2020-09-26

在第36个教师节之际,上海交通大学隆重颁发了校级最高荣誉“教书育人奖”,并在上海交通大学学术新闻网“交大名师”专栏刊发获奖者事迹,旨在弘扬“教书育人奖”获得者为国育人、为党育才、淡泊名利、甘于奉献的精神品格,增强全校广大教师“立德树人、教书育人”的责任感、使命感和荣誉感,在全校形成教书育人、创新攻关、爱岗敬业、奋发向上的良好氛围,加快推进教育现代化建设和教育强国建设,办好人民满意的教育。

 

 

【名师名言】

 

■ 课程教学应该始终需要做到与时俱进,要和学科领域研究的最新发展相关联。

 

■ 全程以科研的思维和习惯来训练、武装我们的同学,通过“学中做”、“做中学”,激发同学们探究式学习和解决问题的热情。

 

■ 带领同学们“仰望星空,脚踏实地”,激发家国情怀和使命感,练就建设国家的真本领。

 

■ 鼓励在研究中打破一切思想束缚,推崇大胆创新、小心求证精神。 

 

博士毕业留校工作20多年来,郭为忠始终怀揣一颗对学生负责的赤诚之心,踏踏实实、勤勤恳恳,潜心科研、热心教学,用扎扎实实的行动,努力去做一个仰望星空、脚踏实地、为学生所称道的好老师。 

 

贯通教学与科研

 

郭为忠始终坚持科研与教学并重、科研反哺教学,先后主讲过《机械设计基础》《机械原理》《机械动力学》《机电一体化课程设计》《设计与制造II》等多门专业课程。其中,《机械原理》《设计与制造II》是机械工程的专业基础课,也是机械工程领域的入门课程,其研究对象是现代机械和机器,形象地说就是现代装备的“骨骼系统”及其运动原理,它对帮助学生初步建立对现代机械和机器的基本认知、构建对装备运动系统的创新设计能力至关重要。

 

但机械原理又是一门经典的传统学科,它诞生于1780年代瓦特改进蒸汽机的第一次工业革命时期,而如今机器的形态已经发生了天翻地覆的变化,人们对机器的理解和认知一直都在不断地迭代。对于现代机械和机器,大多已是机电一体化的多学科交叉的技术系统,而不仅仅只有机械系统,因此如果只是就事论事、仅限于讨论“骨骼系统”的问题,往往带给学生“只见树叶、不见树木”的感觉,对所学的专业知识与当今世界变化万千的真实机器之间的内在联系不甚了解,这会消减他们的学习兴趣,模糊了课程学习的目的。

 

怎么样在新时代讲好经典的机械原理和机械设计课程,需要跳开传统的课程内容框架,另辟蹊径。由于机械和机器是随着时代不断发展、进步的,因此课程的教学就应该始终需要做到与时俱进,要和学科领域研究的最新发展相关联。课程背后的学科之一是机构与机器理论,也称机构与机器人学。两门课程本质上都是“活”的课程,学科发展和科学研究就是其“活”起来的源泉。因此,立足课程教学需要,郭为忠将科研和教学贯通起来,全力投入本科生培养,大胆引入了课题组有关现代机械和机器的“三子系统论”等科研新成果,从机电一体化的系统层面来切入课程讨论,更新了对现代机械和机器的整体认知,重构了课程的内容体系和知识架构,带给学生观察现代机械和机器的全新视角,使得他们在认知一部现代机器时能够从容应对。

 

与此同时,机械原理和机械设计又是实践性很强的学科,机械与机器的创新设计与分析是现代机械工业产品创新的核心议题。因此,郭为忠基于对现代机械产品创新开发过程的研究和理解,以项目式教学思想为指导,引入了企业产品开发过程模型、并以此为依据重塑了课程项目的指导过程,把课程项目的指导划分成了调研和立题、概念设计、详细设计、原型制作与改进4个阶段,学生一个学期会经历不同阶段的训练,也就对企业的产品开发过程有了一个切身的感受和经验积累。

 

同时,围绕这个项目的指导过程,郭为忠把专业知识的课堂教学的进度也作了相应的调整,适当超前于项目的进度,以便为学生及时补给所需,满足项目开展过程中对新知识的需求,这样就形成了课堂教学主线围绕课外项目主线、2条时间主线稍稍错位但又并行的“双主线”项目式教学技法。

 

另外,用科研思维贯穿课堂教学、课外项目全过程,郭为忠提出了微科研训练技法,把课外项目的开展当成了一个微型的科研过程,“麻雀虽小、五脏俱全”,从项目的调研和立题、到方案的提出和优化、再到实物原型的加工和调试,全程以科研的思维和习惯来训练、武装学生,通过“学中做”“做中学”,激发学生探究式学习和解决问题的热情。为推广微科研训练理念,郭为忠2014年还创建了上海交通大学“机构与机器人大学生创新工作室”,指导本科生科创活动,成绩显著,工作室多次被评为优秀。

 

桃李不言,下自成蹊。郭为忠的课程教学取得了一系列实效,以学生作为第一发明人申报并获得了授权发明专利20余项,课程学生连续4届参赛并获IFToMM(国际机构与机器科学联合会)主办的大学生机械原理国际奥林匹克竞赛(SIOMMS)个人和团体的冠军或亚军,上海交大代表队是唯一连续4届均获奖的大学代表队,为国家和学校争得了荣誉。2019年,郭为忠当选IFToMM常设教育委员会的委员,是来自中国大陆的唯一委员。

 

连通教书与育人

 

《礼记·文王世子》中说,“师也者,教之以事而喻诸德者也。”郭为忠认为,教书与育人是天然相通的,在专业课程的教学中,教师同样肩负着“立德树人、教书育人”的重任。要善于架起做好课程学习与推动人类进步、实现国家发展和中华文明伟大复兴之间的桥梁,带领学生“仰望星空,脚踏实地”,激发同学们的家国情怀和使命感,引导同学们通过主动、深度地学习,练就一身报效祖国、建设国家的真本领和为国拼搏奋斗的使命感。

 

在建设《设计与制造II》课程的过程中,郭为忠紧扣“中国制造2025”强国建设和自主创新能力建设的国家发展大战略背景,围绕“课堂教学”、“课外项目”这2条课程教学主线,遵循知识点、能力点、思政点“三点合一”的原则,系统梳理、挖掘课程各环节、各章节所蕴含的思政元素,弘扬我国古近代机械辉煌成就、关注我国当代最新科技发展、了解制造强国和创新型国家建设的国家发展战略、崇尚科学精神和思维创新,激发学生的历史自豪感、时代责任感和使命感、敢创新和善创新的思想火花;激发学生科技报国的家国情怀和使命担当,引导学生关注人类发展、国计民生、企业发展、社会生活等需要,通过项目调研来训练把握国内外发展现状的科学精神,通过项目立题来训练关注人类、国家和社会进步、发现问题的能力,通过项目开展过程的训练来培养学生精益求精的大国工匠精神和专业创新能力。

 

春风化雨,润物无声。他在教学实践中寻求教书与育人的连通,为“教书育人,立德树人”的根本目标“守好一段渠、种好责任田”。他的课程思政经验被选入学校推荐的4个典型案例,在2020年上海高校课程思政建设研讨会——上海交通大学分论坛上进行了汇报,产生了积极的社会影响。

 

融通传承与发展

 

郭为忠认为,要上好一门专业课程,需要做好两个方面的传承与发展。一方面,要做好一门专业课程的教学,需要长期的探索和经验积淀,需要几代人的坚持不懈的努力,要做好传承和发展。刚开始工作时,郭为忠对课堂教学没有什么经验,他便主动向老教师求教,到老教师的课堂“蹭课”,用心揣摩老教师把握课堂节奏的讲课技巧、模仿他们的授课风格。慢慢地,随着教学经验的积累和科研成果的丰富,他对课程教学从最初的“照猫画虎”到“游刃有余”,渐渐有了自己的经验和体会。

 

2002年起,他担任了《机械原理》主讲教师。在导师邹慧君教授的带领下,将《机械原理》建成了上海市首届精品课程。在长达十多年的主讲实践过程中,他虚心向邹先生等老一辈学习,博采众长、不断探索课程的教学技法,年年有改进,逐渐形成了自己的教学风格。

 

2015年,他参与澳门新濠赌场本硕博贯通课程新体系的建设,将《机械原理》《机械设计》两门课程合并,引入学科研究成果,融入项目式教学思想,创新教学模式,创建了新工科课程《设计与制造II》,带领课程团队将其建成了上海市2017年重点课程和2018年精品课程,并将课程配套实验建成了2018年的国家虚拟仿真实验金课;精心制作了在线课程网站,在“好大学在线”“爱课程”分别上线,首次在线开课的选课人数达3200余人,课程入选2019年上海高校优质在线课程。

 

另一方面,在传统、现代甚至未来的机械与机器之间,必定存在一个传承与发展的内在关联。现代的机械与机器是从历史中进化发展而来的,但这样的内在关联在目前的课程教学中是被忽视的,背后的原因是缺乏相关的科学研究。它需要我们通过研究加以揭示,并通过探究式教学内化为学生的基本认知,这样才能让我们的学生具备适应未来变化的核心能力。在这方面,邹慧君教授带领团队从企业创新开发具有自主知识产权的现代机械产品的现实需求出发,在现代机械与系统及其创新设计领域持续开展了三十余年的科研工作,产生了现代机器“三子系统论”及机电一体化产品创新设计方法等科研成果,学术影响广泛,为课程教改奠定了学科基础。

 

在此基础上,郭为忠积极思考课程教学的变革途径。通过梳理,他从两个视角揭示了传统、现代、未来的机器之间的内在联系,一是从包含的功能子系统的视角来观察,现代机器与传统机器本质是相同的,二是从功能实现的视角来看,现代机器和传统机器的设计也是一脉相承的。但与此同时,功能模块的实现手段不同,现代机器的功能模块的实现手段较之以往大大丰富了;功能元的求解空间极大地拓展,特别是控制功能载体的变革为人机交互、大数据、人工智能等信息新科技的介入留下了有效接口,机器的物理面貌变得更加多姿多彩了,现代机器必然朝着结构简单化、功能多样化、性能最优化、运行智能化的方向发展。

 

基于此新的认知,郭为忠从课程的研究对象和项目过程两个维度对课程进行了重塑,将课程对象从机构和结构拓展为现代机械和机器,将项目过程从简单的设计制作转换为以企业产品开发过程模型牵引的从市场需求调研、到方案创新、再到原型制造、装配和调试的较为完整的全过程。

 

畅通理论与实践

 

在教书育人、立德树人的同时,郭为忠潜心学术前沿研究,服务国家发展战略,取得丰硕科研成果。他的研究领域是现代机构与机器人学及其在重大装备创新研发中的应用,获得了国家发明专利授权50余项、省部级科技一等奖5项、“中国好设计(创意奖)”2项,为我国攻克大型航空发动机机构自主设计难题做出了贡献。他积极发挥研究生科研主力军的作用,在指导硕士和博士研究生工作中,注重将思想引导和科研指导有机结合起来,将工程难题研究与基础理论突破结合起来,从学业、科研、生活、人生成长等多维度、全方位关心和培养学生,强化研究生只争朝夕、练就真本领、将来报效祖国的紧迫感,激发研究生在国家实现制造强国梦、推动国家和社会科技进步进程中要发挥主力军作用、为实现中华民族复兴伟业添砖加瓦的使命感、责任感和荣誉感。他努力营造国际化科研氛围、温馨和谐人文环境,鼓励在机构学研究中打破一切思想束缚,鼓励大胆创新、小心求证精神。他身先示范,带领研究生在解决学科难题和工程难题的过程中,勇攀科技高峰、争创世界一流,形成了积极向上、团结奋斗、能力自信的良好氛围。他是欧亚六国合作“高等机器人硕士学位(EMARO,EMARO+)”教育项目发起人之一,为学科建设评估以及研究生国际化培养做出了贡献。

 

他指导的研究生获得了“工程硕士实习实践优秀成果获得者”(全国优秀专业硕士)、上海交通大学优秀博士/硕士毕业生6人、优秀党/团员6人、三好学生5人,澳门新濠赌场优秀硕士学位论文3人。郭为忠多次获得“最受欢迎导师”“最佳导师奖”等荣誉。

 

【名师名片】

郭为忠,上海交通大学澳门新濠赌场长聘教授,博士生导师。长期从事现代机构学、并联机器人和重大装备创新设计理论与技术研究,曾获教育部新世纪优秀人才,教育部自然科学一等奖,上海市技术发明一等奖,宝钢优秀教师奖(2次),校首届晨星学者奖励计划SMC优秀青年教师奖、华为优秀教师一等奖、教学新秀、卓越教学奖、教书育人奖个人一等奖,领衔团队获校教学成果特等奖、教书育人奖集体二等奖。创建本硕博贯通新工科课程《设计与制造II》,先后入选上海市重点课程、精品课程、优质在线课程,配套实验入选国家虚拟仿真实验金课。主持国家自然科学基金青年/面上/重点、863、ZR航天预研基金等课题20余项。现任教育部机械基础课程教学指导分委员会委员、全国机械原理教学研究会副理事长、全国机械设计教学研究会秘书长、IFToMM常设教育委员会委员,中国机械工程学会机械传动分会副总干事、机器人分会委员、IFToMM中国委员会副主席、IFToMM连杆与机械控制技术委员会委员。

 

原文链接:郭为忠:做一个仰望星空、脚踏实地的好老师

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