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基于课程教学的专业学位研究生创新实践能力的培养

高学金++王普++张会清++方丽英++孙炎珺
关键词：专业学位研究生 课程教学 创新实践能力
专业学位研究生教育在培养目标、课程设置、教学理念、培养模式、质量标准和师资队伍建设等方面，与学术型研究生有所不同，要突出专业学位研究生教育的特色。
课程设置要以实际应用为导向、以职业需求为目标、以综合素养和应用知识与能力的提高为核心。教学内容要强调理论性与应用性课程的有机结合，突出案例分析和实践研究；教学过程要重视运用团队学习、案例分析、现场研究、模拟训练等方法；要注重培养学生研究实践问题的意识和能力。基于此，在课程教学中，突出了案例分析、任务驱动、团队学习、实践研究等方法，探索出“一种意识两种方法”的教学模式。
“一种意识两种方法”的教学模式设计
所谓“一种意识两种方法”的教学模式是：通过课程教学培养专业学位研究生的创新意识，即一种意识；帮助其掌握从事科学研究的基本方法和实践的方法，即两种方法。通过该教学模式，培养专业学位研究生的创新实践能力。
1.案例教学为主的课程教学方法
专业学位研究生的课程教学环节基本都安排在第一学年，应届本科毕业生占多数，他们没有工作经历，也没有参加科学研究的机会，对所学理论和方法的应用不甚了解，因此在课程教学过程中应注重理论与实践相结合。在这种情况下，可以尝试案例教学法。
案例教学法起源于19世纪20年代，由美国哈佛大学商学院倡导，它是一种以教学案例为基础，以学生在课堂内外对真实事件和情境的分析、思辨为重点，以提升学生应用理论创新性解决实际问题的能力为目标的教学方法。案例教学是诸多教学法中最有效的一种方法。在一定程度上，使学生成为教学的中心，充分挖掘学生学习的主动性、积极性和合作意识。
本教学方法主要以教师承担的科研项目为案例，设计教学方案，引导学生参加讨论，提出自己的想法，教师对学生进行评价和激励。同时，该教学方法还以与课程相关的文献为案例，使学生由传统的知识接受者，转变为知识探究者，主动地查阅文献，并进行分析和讲解，学习理论知识，掌握解决问题的方法，学生则成为了中心和主体。在教学过程中，不但要巩固和扩展学生的理论知识，而且要指出解决问题的创新之处，培养学生的创新意识，还要帮助学生掌握从事科学研究的基本方法。
2.任务驱动式教学方法
任务驱动式教学方法是指以完成一个个具体的任务为线索，把教学内容巧妙地隐含在每个任务之中，让学生自己提出问题，并经过思考和教师的点拨，自己解决问题。在完成任务的同时，培养了学生的自主学习能力。
任务驱动式教学方法主要包括三个方面，任务设计、教学资源的准备和教学实施。任务是教学内容的载体，任务设计是该方法最重要的工作。为了保证教学任务的顺利完成，在任务实施前，必须准备好教学方案、学习资料等教学资源。在教学实施过程中，一定要突出学生的主体地位，按照步骤完成任务，让学生不但能够完成任务，而且能够利用所学知识解决实际问题。
教师在教学过程中，要将相关课程知识设计成任务，在学生完成的过程中，培养他们的自主学习能力，以及分析问题和解决问题的能力。根据专业学位研究生的培养要求，教师应更加注重将实验、实践等环节设计成任务，驱动学生探寻解决问题的方法，不但能掌握理论知识，而且能锻炼实践能力。
3.以团队学习形式开展实践研究
对于专业学位研究生的培养，要引导学生重视现场调研，从实际应用中发现问题、分析问题和解决问题。这如同在工作现场，课题往往涉及多个方面，不是一个人完全能解决的，需要借助团队的力量。团队学习是一种合作性的集体攻关过程，它通过成员之间进行的知识经验的交融和共享，实现知识的群化与融合，同时发展团队成员整体实现共同目标的能力。
在课程教学过程中，教师应引导学生深入实际，发现问题，根据所发现的问题，组建团队，制定工作目标、任务和工作方案；发挥团队成员的各自优势，进行团队学习，取长补短，攻克问题；最后实施方案并进行评估。在团队工作过程中，既能培养学生的合作能力，也能培养学生的实践能力。
“软测量与虚拟仪器原理”课程教学实践
“软测量与虚拟仪器原理”课程是北京工业大学控制工程专业硕士学位研究生知识模块中的重要课程之一，主要学习软测量技术与虚拟仪器原理，并进行实践。本课程共计32学时，应用了“一种意识两种方法”的教学模式。
1.教学内容
教学内容分为理论教学、实验教学和实践探索三部分，实践探索内容来自研究生的调查研究，使用软测量或虚拟仪器技术解决某一问题。
2.教学实践
理论教学。教师讲授软测量技术，虚拟仪器原理，Labview等基本理论、方法和技术，使学生较快地理解这些知识，扩宽他们的知识面。
讲解软测量技术时，教师以学生为中心，以自身从事的“发酵过程建模与优化控制”研究工作为案例，提出了如何测量发酵产物浓度这一问题，引导学生积极参加讨论。在解决好软测量技术这一问题后，教师又提出如何设计软测量器等问题，学生都能够积极参加讨论。教师结合自身的研究成果对学生的讨论结果进行点评，对学生来说这是一种能将理论与实践相结合的有效学习方法。
教师安排学生以“软测量”为关键词，在被美国工程索引EI检索的国内外刊物上检索相关文献。学生精选一篇文献作为案例，可以将作者提出的问题，基于软测量技术等提出的解决方案以及应用情况，创新点等呈现出来，学生对以上内容进行分析、解剖，与大家分享心得。不但通过论文掌握和扩展了理论知识，而且讨论了理论应用情况，还探究了创新点，这对于培养学生的创新意识大有益处。学生也可以组建团队，共同学习、探讨相关文献，达到深入理解文献内容以及相关理论知识的目的。
实验教学。教师将设计虚拟温度计、虚拟信号发生器、虚拟示波器的任务安排给每一位学生，这就驱动学生要学习相关知识和技术来完成该项任务。首先需要学生掌握和理解软测量技术以及虚拟仪器理论，并能够掌握虚拟仪器的设计方法；教师只是简单介绍了Labview软件，更多的工作需要学生自己学习、实践并掌握该软件；最后在Labview环境下，分别设计出虚拟温度计、虚拟信号发生器、虚拟示波器。这样的教学方式不但能够培养学生的自主学习能力，而且还能提高他们的实践能力。
实践探索。通过研究生调查研究，制定解决方案并予以实施，不但锻炼了实践能力，而且培养了创新意识。4名研究生选择了制作虚拟钢琴的任务，涉及到Labview软件、计算机、NI公司的数据采集卡，以及自己开发的硬件和软件。虚拟钢琴的原理是通过八个触点开关分别模拟八个音阶，按下一个开关就播放相对应的音阶。设计开关量输入电路，将开关量传入数据采集卡中，并通过数据采集卡将信号传输给计算机来播放音乐。
课程教学实践结果分析
通过本次教学模式的实践，得到如下结论：
一是以教师承担的科研项目为案例讲授课程知识，并鼓励学生参与讨论，使学生了解了从事科研的基本方法，有利于培养学生的创新意识。
二是学生根据课程知识查阅文献并进行分析讲解，帮助学生掌握从事科研的基本方法，也有利于培养学生的创新意识，但学生查阅文献的水平不一，有待于教师进一步完善。
三是通过任务驱动的方式完成教学任务，有利于培养学生的自主学习能力，也锻炼了他们的实践能力。
四是学生通过调查研究，应用课程知识解决实际问题，不但能培养学生的实践能力，而且还能培养学生的创新意识。
总之，“一种意识两种方法”的教学模式对于培养专业学位研究生的创新实践能力具有较好的推介价值。
资助项目：北京工业大学研究生课程建设重点项目（CR2012-A-003）
（作者单位：北京工业大学电子信息与控制工程学院）
[责任编辑：张 雯]

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