劉林 韓冰 張楠
摘要:以研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標(biāo),進(jìn)行了基于以學(xué)促研理念的工科研究生專業(yè)核心課程教學(xué)改革與實(shí)踐探索。雙語(yǔ)教學(xué)、案例教學(xué)、雨課堂、經(jīng)典文獻(xiàn)閱讀心得分享等多元教學(xué)模式有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,并提升了學(xué)生的參與度。研究性課程項(xiàng)目設(shè)置和實(shí)施是教學(xué)改革的重要環(huán)節(jié),文章分享了課程項(xiàng)目的實(shí)施細(xì)節(jié)和與之相適應(yīng)的成績(jī)?cè)u(píng)定方法。調(diào)查問(wèn)卷的反饋表明,課程的教學(xué)改革措施獲得學(xué)生廣泛好評(píng)。
關(guān)鍵詞:研究生教育; 多元教學(xué)模式; 課程項(xiàng)目; 創(chuàng)新能力
中圖分類號(hào):G643.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1005-2909(2019)02-0048-05
自《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》、教育部《關(guān)于實(shí)施研究生教育創(chuàng)新計(jì)劃,加強(qiáng)研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng),進(jìn)一步提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量的若干意見(jiàn)》(教研[2005]1號(hào))及《關(guān)于深化研究生教育改革的意見(jiàn)》(教研[2013]1號(hào))等政策相繼出臺(tái)以來(lái),研究生課程建設(shè)在全國(guó)高校范圍內(nèi)受到了高度重視。
研究生教育是培養(yǎng)高層次人才的主要途徑,是國(guó)家創(chuàng)新體系的重要組成部分。工科研究生是國(guó)家科技創(chuàng)新的重要承擔(dān)者和生力軍,創(chuàng)新能力培養(yǎng)是工科研究生教育的核心內(nèi)容。研究生課程教學(xué)在鞏固與加深基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,逐步養(yǎng)成其科學(xué)探究精神和自主創(chuàng)新意識(shí)。
專業(yè)核心課程是研究生開(kāi)展課題研究的前提和基礎(chǔ)。著名高等教育專家Burton Clark教授[1]指出:“當(dāng)大學(xué)首先被理解為探究的場(chǎng)所時(shí),研究和教學(xué)活動(dòng)不僅是互相滲透的,而且本質(zhì)上是兼容的?!贝舜谓谈膰L試從研究生專業(yè)核心課程入手,將“以學(xué)促研”教學(xué)理念引入研究生專業(yè)核心課程的教學(xué)實(shí)踐中,即在課程學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)讓學(xué)生接受有系統(tǒng)的科研訓(xùn)練,學(xué)會(huì)科學(xué)研究的基本方法,以改變現(xiàn)有課程環(huán)節(jié)中創(chuàng)新能力培養(yǎng)力度不足的現(xiàn)狀。通過(guò)課程的實(shí)訓(xùn),逐步增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能。
一、試點(diǎn)課程簡(jiǎn)介
教學(xué)改革試點(diǎn)課程選為結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué),該課程是學(xué)校土木工程專業(yè)研究生的一門核心課程,是結(jié)構(gòu)抗震、抗風(fēng)、抗沖擊、結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制和健康監(jiān)測(cè)、環(huán)境振動(dòng)等課程學(xué)習(xí)和課題研究的基礎(chǔ),解決工程結(jié)構(gòu)振動(dòng)問(wèn)題的能力也是現(xiàn)代土木工程專業(yè)技術(shù)人員必備的專業(yè)技能。選課學(xué)生的專業(yè)方向涉及橋梁工程、結(jié)構(gòu)工程、鐵道工程、巖土工程、隧道工程、力學(xué)等諸多學(xué)科方向,輻射面廣。
試點(diǎn)課程通過(guò)介紹結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析的基本理論、概念和分析方法,旨在幫助學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析的力學(xué)概念、數(shù)學(xué)模型、數(shù)值算法和程序?qū)崿F(xiàn),培養(yǎng)運(yùn)用結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)知識(shí)從事理論研究和工程設(shè)計(jì)的能力。課程的主要任務(wù)是學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的基本理論和方法,通過(guò)課程作業(yè)和課程項(xiàng)目,提升學(xué)生用所學(xué)理論解決工程結(jié)構(gòu)動(dòng)力問(wèn)題的能力。課程采用加州大學(xué)伯克利分校Chopra教授編寫的教材[2]。這本教材與土木工程專業(yè)結(jié)合緊密,是加州大學(xué)各分校采用的教材。另外,推薦Craig教授編寫的經(jīng)典動(dòng)力學(xué)教材[3]作為拓展閱讀教材,這本教材目前為美國(guó)土木名校伊利諾伊大學(xué)香檳分校(UIUC)所選用,其特點(diǎn)是詳細(xì)深入闡述動(dòng)力學(xué)的經(jīng)典理論,一些例題取材于航空航天和機(jī)械領(lǐng)域,有利于擴(kuò)展學(xué)生的視野。在對(duì)國(guó)際著名的研究型大學(xué)(如UC Berkeley、UIUC和清華大學(xué)等)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)課程教學(xué)大綱廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上制定了現(xiàn)行的教學(xué)大綱。教學(xué)學(xué)時(shí)適中(48學(xué)時(shí),周學(xué)時(shí)4,共12周課程),知識(shí)點(diǎn)基本涵蓋了國(guó)內(nèi)外名校該課程的主要知識(shí)點(diǎn)。對(duì)重要的知識(shí)點(diǎn)安排一定量的習(xí)題有針對(duì)性地進(jìn)行訓(xùn)練,作業(yè)量適中。采用雙語(yǔ)教學(xué),課件是全英文的,學(xué)院面向土木工程國(guó)際班的碩士留學(xué)生還開(kāi)設(shè)了這門課的全英文課程。國(guó)內(nèi)一些高校開(kāi)展了結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)課程的教改探索[4-7]。
二、多元課堂教學(xué)模式
采用多元課堂教學(xué)模式,變知識(shí)的單向傳授為師生之間在理論和實(shí)踐中的探究,拓展教育教學(xué)的時(shí)空范疇[8]。為此,結(jié)合課程特點(diǎn),在教學(xué)中嘗試了以下一些教學(xué)模式。
(1)雙語(yǔ)教學(xué)。研究生專業(yè)基礎(chǔ)課開(kāi)展雙語(yǔ)教學(xué)旨在讓學(xué)生接觸國(guó)際先進(jìn)的教學(xué)資源和教學(xué)理念,有助于培養(yǎng)學(xué)生的國(guó)際視野。考慮到學(xué)生英文閱讀能力通常強(qiáng)于聽(tīng)說(shuō)能力,為確保教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果,課程的全部課件、經(jīng)典閱讀文獻(xiàn)及部分習(xí)題是全英文的,但仍采用中文授課。在廣泛參考英文原版教材及國(guó)外名校教學(xué)資源基礎(chǔ)上,完成全英文課件的制作。課程推薦的教材由Chopra教授編著,該教材具有信息量大、問(wèn)題講解透徹、邏輯性強(qiáng)、例題和習(xí)題豐富等特點(diǎn),有中譯版[9],方便學(xué)生進(jìn)行對(duì)照閱讀。
(2)案例教學(xué)。針對(duì)工程中的實(shí)際問(wèn)題,開(kāi)展案例教學(xué),以提升學(xué)生對(duì)工程實(shí)際問(wèn)題的分析能力與解決能力。在講授隔震原理后,介紹鐵路鋼彈簧浮置板軌道隔震系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和工程案例。在講授完多自由度系統(tǒng)的動(dòng)力參數(shù)識(shí)別后,結(jié)合某多層框架結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)室振動(dòng)臺(tái)測(cè)試數(shù)據(jù),讓學(xué)生繪制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)并估計(jì)各模態(tài)的頻率和阻尼比。另外,結(jié)合一些實(shí)際工程項(xiàng)目,如石材加工廠機(jī)器振動(dòng)對(duì)附近高層住宅樓的振動(dòng)測(cè)試與評(píng)價(jià)、吸振器的工作原理與工程應(yīng)用實(shí)例、鋼板阻尼器用于某框架結(jié)構(gòu)抗震加固的工程實(shí)例等,拓寬學(xué)生的視野。
(3)雨課堂教學(xué)。每章課程內(nèi)容講授完成后,利用雨課堂讓學(xué)生用微信在線回答一些預(yù)先準(zhǔn)備好的測(cè)試題(以辨析題和選擇題為主),考察學(xué)生對(duì)本章內(nèi)容基本知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。對(duì)學(xué)生而言,這種在線形式的課內(nèi)限時(shí)答題可有效激發(fā)其主動(dòng)參與意識(shí),提升學(xué)習(xí)效果。對(duì)教師而言,學(xué)生所有的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)均被自動(dòng)完整地記錄下來(lái),有助于量化學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,把握學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡。
(4)經(jīng)典文獻(xiàn)閱讀心得分享。統(tǒng)計(jì)表明,研究生的課程學(xué)習(xí)參與度是影響其創(chuàng)新能力的關(guān)鍵[10]。為此,精選了分析動(dòng)力學(xué)、模態(tài)分析、振動(dòng)測(cè)試、振動(dòng)控制方面的一些經(jīng)典篇章和優(yōu)秀論文供學(xué)生課后學(xué)習(xí),并安排討論課交流學(xué)習(xí)心得。
三、研究性的課程項(xiàng)目
課程項(xiàng)目環(huán)節(jié)是將“以學(xué)促研”理念付諸實(shí)踐的重要措施。設(shè)置課程項(xiàng)目的目的是通過(guò)該項(xiàng)目的訓(xùn)練,使學(xué)生掌握從事科學(xué)研究的基本程序和方法。學(xué)生通過(guò)課程項(xiàng)目訓(xùn)練可獲得全方位的能力提升,如查閱文獻(xiàn)能力、自主學(xué)習(xí)能力、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題能力、解決問(wèn)題能力、邏輯思維能力、創(chuàng)新思維意識(shí)、提煉總結(jié)能力、寫作能力、表達(dá)能力和審美能力等。這些能力對(duì)其未來(lái)的職業(yè)發(fā)展非常重要。
Burton Clark教授在其著作中指出:“學(xué)生的研究活動(dòng)不僅是一個(gè)確定問(wèn)題和尋找答案的學(xué)術(shù)過(guò)程,而且也是一種激發(fā)批判思維和培養(yǎng)探究意識(shí)的方法。其是一種主動(dòng)學(xué)習(xí)模式,在該模式中,教師提供研究構(gòu)架和對(duì)待科研的態(tài)度,但并不提供要學(xué)生寫下來(lái)、記住、再歸還給教師的答案?!?[1]
鑒于此,結(jié)合學(xué)院土木工程專業(yè)研究生的特點(diǎn),制定了結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)課程項(xiàng)目的實(shí)施方案。首先,教師在課上結(jié)合一些優(yōu)秀的學(xué)位論文,給學(xué)生講授如何進(jìn)行文獻(xiàn)檢索、論文選題和制定研究計(jì)劃。然后,學(xué)生自己擬定課程項(xiàng)目的選題和研究?jī)?nèi)容??紤]到課程輻射面廣,鼓勵(lì)學(xué)生選題跟學(xué)位論文相關(guān)。為確保所有學(xué)生都參與這項(xiàng)活動(dòng),課程項(xiàng)目分組實(shí)施,學(xué)生人數(shù)多的課堂每組以不多于3人為宜,組內(nèi)成員需有明確分工,人數(shù)少的課堂一人一組。
課程項(xiàng)目評(píng)價(jià)的七項(xiàng)構(gòu)成為:選題依據(jù)(5%)、文獻(xiàn)綜述(20%)、研究計(jì)劃(15%)、可行性論證(5%)、特色與創(chuàng)新(10%)、表達(dá)能力(15%)和階段成果(30%)。在課程的最后一周,需提交課程項(xiàng)目的開(kāi)題報(bào)告,并組織學(xué)生進(jìn)行開(kāi)題匯報(bào)和研討交流,教師對(duì)每個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行點(diǎn)評(píng)并給出建設(shè)性意見(jiàn)。課程結(jié)束后給學(xué)生約一個(gè)月的時(shí)間,結(jié)合研究計(jì)劃開(kāi)展一部分研究工作,作為“階段成果”考量的依據(jù),最終提交小論文或研究報(bào)告,并進(jìn)行課程項(xiàng)目的結(jié)題答辯。課程項(xiàng)目按百分制計(jì)分并換算為五級(jí)評(píng)價(jià),即A(90分及以上)、B(80Symbol~A@89分)、C(70Symbol~A@79分)、D(60Symbol~A@69分)和F(60分以下)。
從執(zhí)行情況來(lái)看,大部分學(xué)生的選題跟其所在課題組研究方向相關(guān)。對(duì)選題有困難的學(xué)生,可推薦一些文獻(xiàn)供其參考和選擇。秋季課堂因人數(shù)較多,采用分組方式,春季課堂因人數(shù)少采用一人一題的方式。從執(zhí)行效果來(lái)看,總體上一人一題的效果更佳。
通過(guò)兩個(gè)學(xué)期課程項(xiàng)目的實(shí)踐,發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生已經(jīng)掌握了從事科研的基本方法,個(gè)別優(yōu)秀學(xué)生的項(xiàng)目匯報(bào)PPT是全英文的,當(dāng)然也有個(gè)別學(xué)生才剛剛?cè)腴T。落后的學(xué)生,通過(guò)聆聽(tīng)其他學(xué)生的報(bào)告,看到自己的不足和差距,從中找到努力的目標(biāo)和方向??傊n程項(xiàng)目對(duì)各層次的學(xué)生都起到了很好的激勵(lì)作用。
四、成績(jī)?cè)u(píng)定
為體現(xiàn)公平性并鼓勵(lì)學(xué)生參與到非常有價(jià)值的課程項(xiàng)目訓(xùn)練中,特制定相關(guān)的課程成績(jī)?cè)u(píng)定辦法如下:
五、學(xué)生反饋
采用無(wú)記名調(diào)查問(wèn)卷收集學(xué)生對(duì)課程的反饋意見(jiàn),調(diào)查問(wèn)卷涉及教學(xué)設(shè)計(jì)與教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與教學(xué)效果、師德師風(fēng)與學(xué)術(shù)特色、總體評(píng)價(jià)與感受4個(gè)模塊,詳見(jiàn)表1。其中,前3個(gè)模塊中的每個(gè)評(píng)價(jià)項(xiàng)有非常符合、符合、基本符合、不符合4個(gè)選項(xiàng)供選擇。
六、結(jié)語(yǔ)
以學(xué)促研理念鼓勵(lì)學(xué)生在課程學(xué)習(xí)階段利用所學(xué)的知識(shí)從事科學(xué)探究活動(dòng),旨在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力,讓學(xué)生掌握提出問(wèn)題而不僅僅是解決問(wèn)題的能力。文章以研究生結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)課程為例,介紹了將以學(xué)促研理念應(yīng)用于土木工程專業(yè)研究生核心課程實(shí)踐中的一些具體實(shí)施辦法,關(guān)鍵環(huán)節(jié)是研究性課程項(xiàng)目的實(shí)施,為此制定了與之相適應(yīng)的成績(jī)?cè)u(píng)定方式。通過(guò)學(xué)生的反饋,對(duì)課程改革措施給予了充分肯定,也明確了課程建設(shè)持續(xù)改進(jìn)的必要性。
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