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研究性教学在车辆“卓越计划”中的探索与实践

符升平，胡洁，孙贵斌

摘要：研究性教学是应用型地方本科院校人才培养的教学方向。以车辆工程“卓越计划”人才培养为背景，基于研究性教学本质的分析，首先从保障机制、理论教学模式和实践教学模式三个方向提出了研究性教学的实践措施，然后以《汽车设计》课程为例，详细设计研究性教学的教学环节，探索适合应用型地方本科院校研究性教学的可持续发展的新途径。
关键词：研究性教学；卓越计划；车辆工程；实践
：G642.0 文献标志码：A ：1674-9324（2017）47-0144-04
一、引言
随着我国高等工程教育规模的扩大和“卓越工程师教育培养计划”的提出，厦门理工学院车辆工程专业于2011年被批准为教育部“卓越工程师教育培养计划”，先后与林德叉车有限公司（中国）、厦门金龙联合汽车工业有限公司、厦门丰泰国际新能源汽车有限公司、厦门工程机械股份有限公司等企业签订了“卓越计划”校企合作协议，开启了校企联合培养的模式。
2005年教育部在《关于进一步加强高等学校本科教学工作若干意见》中明确提出“积极推动研究性教学，提高大学生的创新能力”，并在2010年《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》中进一步阐述了研究性教学的内涵，即“创新教育教学方法，倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学”，因此高校研究性教学的理论研究是高校教育改革的关键。
研究性教学以问题为中心，师生共同探究解决问题的教学现象，是培养创新性人才和工程实践人才的重要手段，具有开放性、实践性、广泛性和全面性等特征。目前一些高校对研究性教学展开了有益的探索和实践，积极推动高校的研究性教学。杜惠洁等通过对影响教学方法改革的相关因素分析，普及研究性教学的理念，提出教学方法改革的理由与对策[1]。徐凤生深入探讨了研究性教学的内涵与特征、研究性教学的原则和目标，阐明了研究性教学模式在离散数学课程教学中的应用[2]。孟凡通过分析本科研究性教学的内涵，从教学目标、教学内容和教学主体三个方面将本科研究性教学与中小学研究性教学进行对比，进而明晰本科研究性教学的基本特征[3]。因此，目前相关研究集中于研究性教学的内涵、基本特征、基本形式等理论问题的探究，具有实践指导意义的成果较少，并且受限于研究者实践操作经验，不能宏观指导高校的研究性教学。
我校车辆工程专业在校企联合培养模式的实施过程中，存在以下问题：（1）研究性教学理念未普及。受传统教育模式的惯性影响，教师的研究性教学能力和学生的自主学习及探究能力没有真正落实到具体的教学环节：课程实施主要采用教师讲授为主和课堂教学为中心的形式，忽视调动学生学习的主动性；学生片面地認为研究性教学是教师的教学行为，被动接受被强行灌输的知识。（2）课程与教材体系僵化，缺乏创新。教师沿袭传统的教材观，认为教材是学科知识体系的浓缩和再现，缺少怀疑和研究的研究性教学的基本精神；教师依赖已有的教学大纲或教案传授知识，对于学科前沿以及相关领域出现的新技术缺乏应用的关注度。（3）教师队伍建设存在阻力。研究性教学要求教师紧跟专业前沿，储备新知识，保持专业领域的权威性，必然增加教师的投入，与现有的科研比重较大的考评机制相抵触，制约研究性教学的推进。（4）鼓励研究性教学的政策有待完善。目前学校实施研究性教学缺乏整体规划，制度设计不到位，没有相关激励和保障措施。因此为进一步提高工程教育教学质量，提高学生发现、分析和解决问题的能力，应从我校车辆“卓越计划”实际教学情况出发，结合校院两级教学督导中发现的问题，不断探讨和完善研究性教学改革的办法和措施。
二、研究性教学的内涵
研究性教学是基于“发现学习模式”和“认知发展学说”而构建的，使学生学习的过程在本质上等同于科研工作者的研究过程。研究性教学作为一种教学方法，围绕“问题”，以培养学生的“问题意识”为主要目标，采用融合多种教学方法的创新性教学，突出科学原理形成的过程，强调学生获得知识的自主性和研究性。因此研究性教学是以问题为载体，以研究为手段，以实践为桥梁，基于教学内容的研究性、前瞻性和综合性，综合利用各种教学资源，以培养学生研究能力为目标，增强学生参与知识构建的积极性和主动性的一种教学模式。研究性教学的特征如下：
（一）以问题为载体
研究性教学以问题为中心设计教学环节，确定在课堂教学中教师的主导和学生的主体地位。在课堂教学中通过不断地发现、提出和解决问题，研究性教学既能突出关键知识点，又能激发学生潜在探究的意识，加强学生学习的主动性。
（二）以研究为手段
在研究性教学的过程中，通过教师的指导，学生以类似科学研究的方法发现、分析和解决问题，注重学生的主体学习能动性，把学生的学习、实践和创造能力放在首位，促进学生创新精神和实践能力的发展。
（三）以实践为桥梁
研究性教学从具体的、与实践相关的问题出发，改善现有讲授式教学与实践脱节的现象。研究性教学要求学生综合运用已学的知识，鼓励团队协作性学习，通过开发和探索新的知识，发现和解决实际问题。
（四）以培养学生研究能力为目标
研究性教学的目标是在教师引导学生探究“问题”本质的过程中，学生产生具有个性特征的行为，获得全新体验，得到了综合素质的提升以及实践和创新能力的培养。
三、基于研究性教学的教学模式改革
针对目前我校车辆“卓越计划”在研究性教学中存在的研究性教学理念未普及、课程体系缺乏创新、鼓励研究性教学的政策有待完善等问题，探索研究性教学在实践过程中的改善措施。
（一）建立相关保障机制
1.更新观念，提高教师业务能力。制定研究性教学工作规范，完善教师研究性教学能力发展机制，聘任教学和科研水平高的教师；针对教学理论和教学方法，定时对教师培训，提升教师的研究性教学能力，增强教师开展研究性教学方法改革的主动性和积极性。
2.完善相关评价与激励机制。教学评价指标更加多元化，教学评价方法转为质与量相结合的评价标准；教师职称晋升和岗位聘用时注重考查教学，在教学工作评价和岗位考核等方面向开展研究性教学改革并取得突出成绩的教师倾斜。
3.教学条件的保障。本校车辆工程（卓越）从2015年开始设立专项经费，主要用于实验实训条件改善、校园网建设、研究性教学课程和教材等方面，保证研究性教学模式改革与实践的顺利进行；同时鼓励机械与汽车工程学院相关的实验室、科研基地、训练中心、创新创业基地等对本科生开放，为学生开展研究性学习提供条件。
4.构建研究性教学平台。通过构建精品课程、视频课程、公共选修课等为主要内容的网络化研究性教学平台，把课程教学大纲、辅助教案、学习方法指导、电子教案、课程录像、实际案例、相关网站链接等分类存放在网页上，将课内外、校内外教学融为一体，形成了学生自主学习的支持系统，方便学生查询与研学。
（二）改革理论教学模式
1.整合教学内容。（1）分清层次，调动学生的学习能动性；（2）精简内容，突出教学的指导性；（3）补充学习资料，增加教学信息量。
2.基于“问题”式教学。“问题”式教学注重培养学生的问题意识，引导学生自主探索问题解决的方法，是培养学生创新能力的根本。课堂教学问题包括基础知识性问题、综合分析问题和学科专业前沿性问题，具体到教学大纲中的重点和难点，直接从相关文献查阅或科研中遇到的难题，与教学内容相关的生产实践中遇到的难题，与教学内容相关的有争议且大多数学生感兴趣的议题等。
3.基于“案例”式教学。通过师生共同讨论真实案例，案例教学使学生从实际出发，在案例研讨中巩固理论知识，培养方案设计、表达、沟通与协调能力，逐步树立创新意识，提高解决实际问题的能力。课堂研讨案例是与教学内容密切相关的生产或工作实际，以文档、模型或图纸的形式展示，学生在自行阅读、分析的基础上，在教师的引导下开展讨论，有效地缩短了理论知识与实际工程应用的差距。
实例：在《汽车理论与设计》教学中，发现学生对教材中提到的一些定义或概念很难理解和想象，所以通常利用一些简单的例子进行引导和启发：如对驱动力行程方程的推导，如果不对学生加以引导，往往造成其对大堆公式的无从下手和难以理解，所以采用首先从驱动方程组成部分着手，得出其是发动机力矩与汽车外力之间的关系式，由此点启发学生根据理论力学对汽车分几部分进行受力分析，以将内力表示成外力为目标，最终推导出驱动力方程和质量换算系数，并让学生对驱动力和作用在驱动力车轮上的力矩有了充分的认识。
4.基于“项目”式教学。通过直接参与科研项目的立项申请、研究论证、阶段总结、成果验收等，项目式教学使学生更全面和深入地了解专业学科前沿，动态了解学科的发展，开拓学生的视野，提高学生的综合研究能力。选择的科研项目要具有层次性，即要求学生掌握的知识点分散在项目的不同阶段，并且综合性强，与工程实践紧密结合。
实例：学生通过以“全国大学生机械产品数字化设计大赛”为平台，开展大一年度创新项目；以“联盟杯仿生机器人大赛”为平台，开展大二年度项目；基于全国性或国际性大赛（如国家级大学生创新性实验计划项目、亚太地区机器人大赛等）开展基于项目学习的教学；在大四年级开展面向基于项目学习的“轮岗實习”和“毕业设计”，提高了学生综合应用各种工具收集知识、处理知识、加工知识和应用知识的能力。
（三）改革实践教学模式
研究性实践教学通过三个层次展开：
1.基础实践。通过基础课程的实验和实训，让低年级学生了解工程背景，掌握工程实践的基本技能，激发学生的求知欲和专业兴趣。
2.专业实践。通过专业课程的实践、系统的实验与实训，使学生认知科学理论发现与创新的机理，培养严谨治学、实事求是的态度，树立创新意识。
3.综合实践。通过综合课程设计、综合性创新性实验、毕业设计（论文）等实践，提高学生发现、提出、分析和解决问题的能力。
上述三个层次的实践过程突出实践的探究性，有效提高了学生综合运用所学知识进行跨学科、跨领域的学习能力。
（四）课外学研模式改革
1.研究性课程作业。课程作业是研究型教学模式的重要环节，采用习题、方案设计、案例分析、课外调研、作品创作等形式，保障课后作业的综合性、设计性、开放性与多样性。同时尽量减少从课本中能够找到标准答案的习题，尽量设计综合性、“无标准答案”的开放性作业，也可让学生自主设计作业题目，独自完成资料收集、分析总结、问题自主解决的全过程，或以小组为单位组织完成，培养学生的沟通与协调能力。
2.课程论文。围绕课堂教学内容查阅文献、研读教材与参考文献，理解课程基本原理，了解提出问题、研究问题、解决问题的方法，了解课程基本原理的产生、发展与应用情况。在完成课程论文过程中达到自主研究学习和科研训练的目的，实现“教学+科研+学习”的有机结合。
3.课外创新实践。应适当缩减课内总学时（学分），为本科生开展创新实践提供必要的空间；系统设计第二课堂创新教育体系，将课外创新实践作为必修的内容纳入培养方案，主要环节包括参加大学生科技作品竞赛、专利申请、学术论文撰写、参加教师科研课题、开展创新实验等，促进应用型创新人才培养。建立教学与科研互动的激励机制，努力营造让科研项目、经费、设备、场所和成果为本科教学服务的良好氛围。
四、案例分析
在《汽车理论与设计》教学中，以汽车离合器的设计过程为例展开基于问题的研讨教学（如图1所示）：
（1）要求学生自由分组，每组4—6人，推荐并确定组长。（2）基于给定的题目，由组长组织，通过小组组员共同搜集材料并加以研究，经过小组内部充分讨论，确定某款汽车离合器的整个设计过程，并完成汇报材料。（3）任课教师在各小组准备初期对设计过程进行质量监督。（4）任课教师安排1—2节课时间，由各组在课堂上公开讲解，讲解人在各组组员内随机抽取。在讲解后设置讨论和点评环节，加强学生对汽车离合器设计过程的理解。（5）制定分组考核评分表，对学生的表现进行评价。
通过这次基于“问题”式教学的授课，采用教学互动的模式，激发了学生探究问题的兴趣，使学生能独立提出并解决离合器设计工程中存在的主要问题，使学生更深入地了解了离合器设计过程，达到了预期的教学目标。
五、结论
以我校车辆工程“卓越计划”的教学过程为例，在探析研究性教学内涵的基础上，从相关保障性制度、理论教学和实践教学等环节调研、分析以及改善存在的实际问题，探明“卓越计划”研究性教学的实践模式，案例分析了《汽车理论与设计》中的关于离合器设计的“问题”式教学，表明研究性教学能提高学生工程实际应用能力，为其他专业的“卓越计划”研究性教学的有效开展提供参考。
参考文献：
[1]杜惠洁，于蕾，汤智.大学教学方法改革向度的反思与展望[J].浙江工业大学学报：社会科学版，2011，10（3）：302-307.
[2]徐凤生.研究性教学的理论探讨与实践[J].高等理科教育，2012，（6）：44-48.
[3]孟凡.本科研究性教学的基本特征探析[J].煤炭高等教育，2009，27（6）：31-33.

-全文完-