【編者按】習(xí)近平總書記關(guān)于教育的重要論述，為深化新工程教育改革指明了方向、提供了根本遵循。將新時代我國工程建設(shè)領(lǐng)域的標(biāo)志性成果轉(zhuǎn)化為高水平案例教學(xué)資源，是推進(jìn)培養(yǎng)要素創(chuàng)新、服務(wù)卓越工程師培養(yǎng)的重要路徑。學(xué)校始終將工程案例開發(fā)與教學(xué)實踐作為研究生教學(xué)的核心環(huán)節(jié)，通過構(gòu)建沉浸式案例情境，推動理論知識與工程實踐緊密結(jié)合，實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容與行業(yè)需求有機銜接，促進(jìn)研究型教學(xué)模式創(chuàng)新，著力培養(yǎng)具有系統(tǒng)工程思維、突出實踐創(chuàng)新能力、能解決復(fù)雜工程問題的新時代卓越工程師。
截至目前，學(xué)校已有一大批優(yōu)秀工程案例先后入選教育部學(xué)位中心案例庫。為進(jìn)一步推進(jìn)案例開發(fā)建設(shè)、深化教學(xué)應(yīng)用成效，新聞中心特推出"研究生精品課程”之“工程案例"系列報道，旨在為優(yōu)化工程案例開發(fā)、培育、應(yīng)用機制，持續(xù)提升學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力提供參考和借鑒。
在科技強國的征程中，高端科學(xué)儀器設(shè)備的自主可控是國家戰(zhàn)略的重要一環(huán)。電子科技大學(xué)自動化學(xué)院陳凱教授及其團隊以“實踐能力導(dǎo)引，校企協(xié)同驅(qū)動”為核心理念，深耕儀器學(xué)科工程案例教學(xué)模式改革，在航空發(fā)動機多物理量精密檢測與智能評估技術(shù)領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展。他們的探索不僅為復(fù)雜工程問題的解決提供了新思路，更在人才培養(yǎng)模式上提供一種新的參考。
電子科技大學(xué)自動化工程學(xué)院 陳凱教授
工程案例：超越傳統(tǒng)的教學(xué)范式
“工程案例不是簡單的課堂舉例，而是源于實際工程的復(fù)雜問題，是理論與實踐深度融合的載體?！标悇P說。
作為在教育領(lǐng)域日益凸顯其重要性的概念，“工程案例”在他的解讀中被賦予了更深層的內(nèi)涵，需要從行業(yè)背景、國家需求中提煉問題，通過系統(tǒng)性的分析與設(shè)計，最終形成可用于教學(xué)的典型案例。
這類案例具有系統(tǒng)性、交叉性、啟發(fā)性的鮮明特征，要求呈現(xiàn)從問題提出到解決方案的全流程，涉及電子、機械、材料等多學(xué)科知識的融合，且通過引導(dǎo)學(xué)生對復(fù)雜工程問題解決路徑的思考，培養(yǎng)其結(jié)構(gòu)性、系統(tǒng)性思維。
在實踐中，工程案例教學(xué)以學(xué)生為中心，通過呈現(xiàn)真實的工程情境，將理論知識與實際應(yīng)用緊密結(jié)合。學(xué)生不再是被動的知識接受者，而是主動的問題解決者，在分析與解決問題的過程中，不僅掌握了專業(yè)技能，更提升了工程決策能力和創(chuàng)新思維。這種教學(xué)模式的核心在于“真題真做”，讓學(xué)生在實踐中感受知識的力量，激發(fā)探索未知的熱情。
源頭活水：國家需求與企業(yè)難題
工程案例從何而來？陳凱給出了明確的答案：“面向國家重大需求，關(guān)注企業(yè)尖端難題”。
工程案例的落腳點
在國家戰(zhàn)略層面，航空發(fā)動機作為“工業(yè)皇冠上的明珠”，其多物理量精密檢測與智能評估技術(shù)長期被西方國家壟斷。陳凱團隊敏銳地捕捉到這一“卡脖子”難題，將航空發(fā)動機作為研究對象，開發(fā)了一系列具有前瞻性和典型性的工程案例。
團隊選取的三個與航空發(fā)動機檢測緊密相關(guān)的儀器項目，均源自國家重大課題，且已在實際中得到成熟應(yīng)用。這些項目不僅具備通用性，能在多個場景發(fā)揮作用，更與航空發(fā)動機的應(yīng)用緊密相連，涵蓋了儀器的基礎(chǔ)技術(shù)，便于與相關(guān)課程深度結(jié)合。團隊開發(fā)的高精度振動信號采集系統(tǒng)，成功應(yīng)用于相關(guān)單位的航空發(fā)動機裝置檢測過程中，解決了振動信號高精捕獲處理分析難題。
在企業(yè)合作方面，團隊與華為、優(yōu)利德等行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)建立了深度合作關(guān)系，通過“揭榜掛帥”等形式，共同攻克技術(shù)難題，還將研究成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)案例。比如，在精密光學(xué)測量研究案例中，講述了團隊針對航空領(lǐng)域大型裝備形貌測量需求，突破了大尺寸結(jié)構(gòu)件的三維重建、多視角測量數(shù)據(jù)融合等難題，相關(guān)成果已應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程中，為企業(yè)帶來了顯著的經(jīng)濟效益。
此外，團隊還緊扣教育部案例征集主題，將科研項目轉(zhuǎn)化為教學(xué)案例。例如，在“工程案例”主題下，團隊開發(fā)了多個具有高學(xué)理含量的案例，涵蓋航空發(fā)動機振動信號采集、熱電偶溫度測量、高精度形貌測量等多個領(lǐng)域，為解決復(fù)雜工程問題提供了可借鑒的范式。
課程案例深度融合：重構(gòu)教學(xué)體系
如何將工程案例與課程緊密關(guān)聯(lián)？陳凱提出了“課程融聚案例，案例改革課程”的理念，通過將實踐問題理論化、系統(tǒng)化，全面提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。
“課程融聚案例，案例改革課程”
在課程設(shè)計上，團隊圍繞儀器學(xué)科核心課程，如“現(xiàn)代測試技術(shù)”“微弱信號檢測”等，精心設(shè)計案例教學(xué)內(nèi)容。在“微弱信號檢測”課程中，團隊就引入了真實的航空發(fā)動機振動信號數(shù)據(jù)，讓學(xué)生在分析與處理數(shù)據(jù)的過程中，掌握微弱信號提取的關(guān)鍵技術(shù)。這種“真題真做”的教學(xué)模式，讓學(xué)生周海濤印象深刻，感言深入體會到了理論知識的實際應(yīng)用價值。
在教學(xué)方法上，團隊采用項目式教學(xué)和雙導(dǎo)師制。學(xué)生以小組形式參與實際工程項目，校內(nèi)導(dǎo)師負(fù)責(zé)理論指導(dǎo)，企業(yè)導(dǎo)師則提供實踐經(jīng)驗支持。例如，在多通道熱電偶采集系統(tǒng)案例中，學(xué)生在導(dǎo)師指導(dǎo)下，從硬件設(shè)計到軟件調(diào)試全程參與，最終完成了具有48個通道、高精度溫度測量能力的系統(tǒng)開發(fā)。這種“產(chǎn)學(xué)研”深度融合的培養(yǎng)模式，有效提升了學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。
“工程案例不僅是技術(shù)的傳承，更是精神的傳遞?！痹趯嵺`教學(xué)中，團隊還注重課程思政的融入。通過講述航空發(fā)動機檢測儀器面臨的“卡脖子”困境，以及科研工作者自主創(chuàng)新的故事，引導(dǎo)學(xué)生樹立家國情懷和責(zé)任擔(dān)當(dāng)。
上完工程案例課后，儀器儀表工程專業(yè)的碩士生陳冠蘭感覺受益匪淺，“‘高精度模擬信號調(diào)理’等技術(shù)模塊的工程細(xì)節(jié)，讓大家領(lǐng)悟到系統(tǒng)設(shè)計既需理論支撐，更要對細(xì)節(jié)的極致考量。課程強調(diào)的自校準(zhǔn)技術(shù)，結(jié)合‘卡脖子’現(xiàn)實，讓學(xué)生深切體會到掌握核心技術(shù)的使命，打破‘拿來主義’，認(rèn)識到工程正是國家科技攻關(guān)的主戰(zhàn)場?！?
碩士生周海濤對老師的授課風(fēng)格印象深刻，他表示，“學(xué)生從熱電偶系統(tǒng)設(shè)計等實操中，領(lǐng)悟到‘問題導(dǎo)向’思維與跨學(xué)科協(xié)作的重要性。以航空發(fā)動機溫度場監(jiān)測為例，解析多物理量信號智能評估方法，‘測量-處理-評估’一體化思路提供方法論指導(dǎo)。陳老師還結(jié)合項目經(jīng)歷，為我們推薦專業(yè)工具，啟智潤心、如師如友?！?
成電探索：構(gòu)建特色鮮明的工程案例教學(xué)模式
在陳凱的帶領(lǐng)下，自動化學(xué)院在工程案例教學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行了全方位的探索，形成了一套具有成電特色的創(chuàng)新模式。
自動化工程學(xué)院陳凱教授（左三）、葉芃教授（左四）與同學(xué)們在一起
航空發(fā)動機測試涉及電、磁、力、熱等多物理場耦合，是典型的交叉學(xué)科問題。團隊以航空發(fā)動機為載體，整合儀器、電子、自動化、機械等多學(xué)科資源，開展跨學(xué)科研究與教學(xué)。例如，在高精度測量與自動化應(yīng)用技術(shù)案例中，團隊將計算機視覺、機器人技術(shù)與精密測量技術(shù)相結(jié)合，提出了“多視角信息分析技術(shù)”和“自動化測量系統(tǒng)”，有效解決了傳統(tǒng)雙目測量系統(tǒng)的局限性。這種跨學(xué)科的研究與教學(xué)模式，培養(yǎng)了學(xué)生的系統(tǒng)性思維和綜合解決問題的能力。
團隊與優(yōu)利德合作，將開發(fā)的可重構(gòu)高速高分辨率陣列采樣技術(shù)項目研究成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)案例，并邀請企業(yè)專家走進(jìn)課堂，講授如何進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)突破，以此激發(fā)學(xué)生的系統(tǒng)工程思維，提升教學(xué)效果。此外，企業(yè)專家深度參與課程設(shè)計與教學(xué)，為學(xué)生帶來了行業(yè)前沿的技術(shù)動態(tài)和實踐經(jīng)驗，站在應(yīng)用開發(fā)角度，分析案例中的工程問題和解決方案，提升研究生解決復(fù)雜工程問題的能力。此外，團隊還致力于將頂尖科研成果打造為高水平實踐平臺，在為學(xué)生提供真實的工程環(huán)境的同時，促進(jìn)科研成果的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用。
工程案例教學(xué)是培養(yǎng)家國情懷、激發(fā)創(chuàng)新精神的重要載體。團隊老師不僅強調(diào)提升學(xué)生實踐能力，還特別注重課程思政的融入。在振動信號采集案例中，結(jié)合“兩彈一星”精神，強調(diào)自主創(chuàng)新的重要性；在熱電偶采集案例中，通過對比國內(nèi)外技術(shù)差距，激發(fā)學(xué)生的使命感；通過講述航空發(fā)動機研發(fā)過程中的艱辛歷程，以及科研工作者自主創(chuàng)新的故事，引導(dǎo)學(xué)生樹立家國情懷和責(zé)任擔(dān)當(dāng)。
團隊的工程案例教學(xué)成果顯著。他們開發(fā)的三個航空發(fā)動機相關(guān)案例在“現(xiàn)代檢測技術(shù)”“微弱信號檢測”等多門課程中應(yīng)用，打造的“現(xiàn)代電子系統(tǒng)綜合實踐”平臺，已通過校企合作產(chǎn)品化方式推廣到重慶郵電大學(xué)、成都信息工程大學(xué)等多所高校。此外，團隊還出版了教學(xué)改革論文、實驗指導(dǎo)書等資料，為同類課程的教學(xué)提供參考。
“提升企業(yè)參與度、激發(fā)學(xué)生好奇心和積極性、加強教師案例教學(xué)能力培養(yǎng)、完善實驗實踐平臺建設(shè)?！边@是團隊時刻掛在心上的任務(wù)，更是他們對科研育人的責(zé)任心。未來團隊打算將國家需求與教學(xué)實踐深度融合，為培養(yǎng)更多“頂天立地”的卓越工程師注入強大動力。
“路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索?！弊詣踊瘜W(xué)院的實驗室里，陳凱及其團隊仍在忙碌著。他們的目光，始終聚焦在航空發(fā)動機等國家重大裝備的測試技術(shù)上；他們的腳步，正沿著“實踐能力導(dǎo)引，校企協(xié)同驅(qū)動”的道路堅定前行。他們將高水平研究、教學(xué)與案例有機融合的探索，如一盞明燈，照亮著構(gòu)建成電特色實踐創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系之路。
