基于以學促研理念的工科研究生專業核心課程教學改革與實踐
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摘要：以研究生創新能力培養為目標，進行了基于以學促研理念的工科研究生專業核心課程教學改革與實踐探索。雙語教學、案例教學、雨課堂、經典文獻閱讀心得分享等多元教學模式有效激發了學生的學習興趣，并提升了學生的參與度。研究性課程項目設置和實施是教學改革的重要環節，文章分享了課程項目的實施細節和與之相適應的成績評定方法。調查問卷的反饋表明，課程的教學改革措施獲得學生廣泛好評。
關鍵詞：研究生教育; 多元教學模式; 課程項目; 創新能力
中圖分類號：G643.2 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2019）02-0048-05
自《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》、教育部《關于實施研究生教育創新計劃，加強研究生創新能力培養，進一步提高研究生培養質量的若干意見》（教研[2005]1號）及《關于深化研究生教育改革的意見》（教研[2013]1號）等政策相繼出臺以來，研究生課程建設在全國高校范圍內受到了高度重視。
研究生教育是培養高層次人才的主要途徑，是國家創新體系的重要組成部分。工科研究生是國家科技創新的重要承擔者和生力軍，創新能力培養是工科研究生教育的核心內容。研究生課程教學在鞏固與加深基礎理論和專業知識的基礎上，培養學生自主學習、提出問題和解決問題的能力，逐步養成其科學探究精神和自主創新意識。
專業核心課程是研究生開展課題研究的前提和基礎。著名高等教育專家Burton Clark教授[1]指出：“當大學首先被理解為探究的場所時，研究和教學活動不僅是互相滲透的，而且本質上是兼容的?！贝舜谓谈膰L試從研究生專業核心課程入手，將“以學促研”教學理念引入研究生專業核心課程的教學實踐中，即在課程學習環節讓學生接受有系統的科研訓練，學會科學研究的基本方法，以改變現有課程環節中創新能力培養力度不足的現狀。通過課程的實訓，逐步增強學生的創新意識，挖掘學生的創新潛能。
一、試點課程簡介
教學改革試點課程選為結構動力學，該課程是學校土木工程專業研究生的一門核心課程，是結構抗震、抗風、抗沖擊、結構振動控制和健康監測、環境振動等課程學習和課題研究的基礎，解決工程結構振動問題的能力也是現代土木工程專業技術人員必備的專業技能。選課學生的專業方向涉及橋梁工程、結構工程、鐵道工程、巖土工程、隧道工程、力學等諸多學科方向，輻射面廣。
試點課程通過介紹結構動力分析的基本理論、概念和分析方法，旨在幫助學生掌握結構動力分析的力學概念、數學模型、數值算法和程序實現，培養運用結構動力學知識從事理論研究和工程設計的能力。課程的主要任務是學習結構動力學的基本理論和方法，通過課程作業和課程項目，提升學生用所學理論解決工程結構動力問題的能力。課程采用加州大學伯克利分校Chopra教授編寫的教材[2]。這本教材與土木工程專業結合緊密，是加州大學各分校采用的教材。另外，推薦Craig教授編寫的經典動力學教材[3]作為拓展閱讀教材，這本教材目前為美國土木名校伊利諾伊大學香檳分校（UIUC）所選用，其特點是詳細深入闡述動力學的經典理論，一些例題取材于航空航天和機械領域，有利于擴展學生的視野。在對國際著名的研究型大學（如UC Berkeley、UIUC和清華大學等）結構動力學課程教學大綱廣泛調研的基礎上制定了現行的教學大綱。教學學時適中（48學時，周學時4，共12周課程），知識點基本涵蓋了國內外名校該課程的主要知識點。對重要的知識點安排一定量的習題有針對性地進行訓練，作業量適中。采用雙語教學，課件是全英文的，學院面向土木工程國際班的碩士留學生還開設了這門課的全英文課程。國內一些高校開展了結構動力學課程的教改探索[4-7]。
二、多元課堂教學模式
采用多元課堂教學模式，變知識的單向傳授為師生之間在理論和實踐中的探究，拓展教育教學的時空范疇[8]。為此，結合課程特點，在教學中嘗試了以下一些教學模式。
?。?）雙語教學。研究生專業基礎課開展雙語教學旨在讓學生接觸國際先進的教學資源和教學理念，有助于培養學生的國際視野?？紤]到學生英文閱讀能力通常強于聽說能力，為確保教學質量和教學效果，課程的全部課件、經典閱讀文獻及部分習題是全英文的，但仍采用中文授課。在廣泛參考英文原版教材及國外名校教學資源基礎上，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、問題講解透徹、邏輯性強、例題和習題豐富等特點，有中譯版[9]，方便學生進行對照閱讀。
?。?）案例教學。針對工程中的實際問題，開展案例教學，以提升學生對工程實際問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的設計和工程案例。在講授完多自由度系統的動力參數識別后，結合某多層框架結構的實驗室振動臺測試數據，讓學生繪制系統的傳遞函數并估計各模態的頻率和阻尼比。另外，結合一些實際工程項目，如石材加工廠機器振動對附近高層住宅樓的振動測試與評價、吸振器的工作原理與工程應用實例、鋼板阻尼器用于某框架結構抗震加固的工程實例等，拓寬學生的視野。
?。?）雨課堂教學。每章課程內容講授完成后，利用雨課堂讓學生用微信在線回答一些預先準備好的測試題（以辨析題和選擇題為主），考察學生對本章內容基本知識點的掌握程度。對學生而言，這種在線形式的課內限時答題可有效激發其主動參與意識，提升學習效果。對教師而言，學生所有的學習行為數據均被自動完整地記錄下來，有助于量化學生的學習效果，把握學生的學習軌跡。
?。?）經典文獻閱讀心得分享。統計表明，研究生的課程學習參與度是影響其創新能力的關鍵[10]。為此，精選了分析動力學、模態分析、振動測試、振動控制方面的一些經典篇章和優秀論文供學生課后學習，并安排討論課交流學習心得。
三、研究性的課程項目
課程項目環節是將“以學促研”理念付諸實踐的重要措施。設置課程項目的目的是通過該項目的訓練，使學生掌握從事科學研究的基本程序和方法。學生通過課程項目訓練可獲得全方位的能力提升，如查閱文獻能力、自主學習能力、發現問題能力、解決問題能力、邏輯思維能力、創新思維意識、提煉總結能力、寫作能力、表達能力和審美能力等。這些能力對其未來的職業發展非常重要。 Burton Clark教授在其著作中指出：“學生的研究活動不僅是一個確定問題和尋找答案的學術過程，而且也是一種激發批判思維和培養探究意識的方法。其是一種主動學習模式，在該模式中，教師提供研究構架和對待科研的態度，但并不提供要學生寫下來、記住、再歸還給教師的答案?！?[1]
鑒于此，結合學院土木工程專業研究生的特點，制定了結構動力學課程項目的實施方案。首先，教師在課上結合一些優秀的學位論文，給學生講授如何進行文獻檢索、論文選題和制定研究計劃。然后，學生自己擬定課程項目的選題和研究內容?？紤]到課程輻射面廣，鼓勵學生選題跟學位論文相關。為確保所有學生都參與這項活動，課程項目分組實施，學生人數多的課堂每組以不多于3人為宜，組內成員需有明確分工，人數少的課堂一人一組。
課程項目評價的七項構成為：選題依據（5%）、文獻綜述（20%）、研究計劃（15%）、可行性論證（5%）、特色與創新（10%）、表達能力（15%）和階段成果（30%）。在課程的最后一周，需提交課程項目的開題報告，并組織學生進行開題匯報和研討交流，教師對每個項目進行點評并給出建設性意見。課程結束后給學生約一個月的時間，結合研究計劃開展一部分研究工作，作為“階段成果”考量的依據，最終提交小論文或研究報告，并進行課程項目的結題答辯。課程項目按百分制計分并換算為五級評價，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）。
從執行情況來看，大部分學生的選題跟其所在課題組研究方向相關。對選題有困難的學生，可推薦一些文獻供其參考和選擇。秋季課堂因人數較多，采用分組方式，春季課堂因人數少采用一人一題的方式。從執行效果來看，總體上一人一題的效果更佳。
通過兩個學期課程項目的實踐，發現大部分學生已經掌握了從事科研的基本方法，個別優秀學生的項目匯報PPT是全英文的，當然也有個別學生才剛剛入門。落后的學生，通過聆聽其他學生的報告，看到自己的不足和差距，從中找到努力的目標和方向?？傊?，課程項目對各層次的學生都起到了很好的激勵作用。
四、成績評定
為體現公平性并鼓勵學生參與到非常有價值的課程項目訓練中，特制定相關的課程成績評定辦法如下：
五、學生反饋
采用無記名調查問卷收集學生對課程的反饋意見，調查問卷涉及教學設計與教學內容、教學方法與教學效果、師德師風與學術特色、總體評價與感受4個模塊，詳見表1。其中，前3個模塊中的每個評價項有非常符合、符合、基本符合、不符合4個選項供選擇。
六、結語
以學促研理念鼓勵學生在課程學習階段利用所學的知識從事科學探究活動，旨在激發學生的學習興趣，培養學生自主學習能力，讓學生掌握提出問題而不僅僅是解決問題的能力。文章以研究生結構動力學課程為例，介紹了將以學促研理念應用于土木工程專業研究生核心課程實踐中的一些具體實施辦法，關鍵環節是研究性課程項目的實施，為此制定了與之相適應的成績評定方式。通過學生的反饋，對課程改革措施給予了充分肯定，也明確了課程建設持續改進的必要性。
參考文獻：
[1]Clark B R. Places of Inquiry： Research and Advanced Education in Modern Universities [M]. University of California Press， 1995.
[2]Chopra A. Dynamics of Structures： Theory and Applications to Earthquake Engineering [M]. 5th Edition. Englewood Cliffs：Prentice Hall， 2016.
[3]Craig R， Kurdila A. Fundamentals of Structural Dynamics [M]. 2nd Edition. Hoboken： John Wiley and Sons， 2006.
[4]盛宏玉. “結構動力學”課程教學實踐中的幾點認識[J]. 合肥工業大學學報（社會科學版）， 2007， 21（6）：102-104.
[5]孫智，葛耀君. 國際研究型大學《結構動力學》課程研究生教學比較研究[J].教育教學論壇，2013（27）：58-60.
[6]陳清軍，李文婷. 結構動力學課程多元化教學方法探討[J].高等建筑教育， 2015， 24（2）：47-52.
[7]榮學亮，郭進，王慧東，等. 研究生結構動力學核心課程建設探討[J]. 教育教學論壇，2016（23）：203-204.
[8]王芳，王昭俊，劉京，等. 創新驅動下研究生多元互補課堂教學模式實踐[J]. 高等建筑教育， 2016， 25（5）：35-38.
[9]喬普拉. 結構動力學——理論及其在地震工程中的應用[M]. 4版.謝禮力，呂大剛，等譯.北京：高等教育出版社， 2016.
[10]朱紅，李文利，左祖晶. 我國研究生創新能力的現狀及其影響機制[J]. 高等教育研究，2011，32（2）： 74-82.
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