導讀:這是一篇完整優秀的關于教學方法論文范文,共有3100字符,題目是關于“研究型課程的教學方法研究與實踐”的。研究型課程模式實現了在教學思想、教學內容、教學過程等方面的綜合創新,為研究生課程教學改革提供了一種有效方法。
作者:李力 方子帆 周海峰
摘要 針對我校研究生課程教學本科化問題,提出研究生課程建設應注重研究生能力培養,將科研方法融入教學過程中,建立研究型課程教學模式,指導學生通過課程掌握研究性學習方法。
文章探討了研究型課程的建設目標、建設原則和實施方法,并應用于機械工程專業的“機械故障診斷”課程,結果表明:研究型課程模式實現了在教學思想、教學內容、教學過程等方面的綜合創新,為研究生課程教學改革提供了一種有效方法。
關鍵詞:研究型課程 研究生 課程建設 教學方法 科研能力
課程教學是研究生培養的必要環節之一,不同于本科生課程,研究生課程在教學過程中必須融入“研究”的元素,對學生進行更高層次的素質和能力訓練。文獻[1]認為研究生教學過程應使科研活動十分恰當地成為一種教學模式,讓科研活動轉變為一種學習模式。
然而,課程教學與科研活動分離是目前研究生教育中普遍存在的問題,亟待解決。[2]為此,教育部發布了《加強研究生課程建設的意見》(教研[2014]5號),[3]鼓勵增加方法類課程,探討研討類、案例類和實踐類等多種教學模式,提高研究生課程教學在研究生培養過程中的重要作用。
為貫徹教育部文件精神,各高校開展了大量探索和實踐。[4]三峽大學自2015年開始加強研究生課程建設和教學模式改革,并以教育部研究生課程建設試點項目(電氣工程學科)為牽引,探索適合不同學科專業特點、靈活多樣的課程教學方法,著力培養研究生的知識獲取能力、獨立研究能力和解決實際問題能力,取得了良好效果。
[5,6]本文擬以三峽大學研究型課程建設為例,探討研究型課程的建設目標、建設原則和實施方法,并通過實例分析研究生課程教學方法的改革,為推動研究型課程建設提供借鑒。
1研究型課程的建設方案
研究型課程是指以激發研究生批判性思維、創新意識為主要目標,由高水平教授團隊作為任課教師參與指導,以學科領域最新研究和前沿知識為內容,以探究式的教學方式為主導,適合于師生互動,使學生有更大的思維空間的課程。
通過加強研究型課程建設,進一步深化課程教學模式改革,以價值塑造和能力培養為核心,將學習、研究和實踐有機結合,使學生在自主發現問題、分析問題和解決問題的過程中,將知識內化為創新能力和科學素養,促進研究生的全面發展。
1.1 建設目標
(1)從研究生方面,目標是轉變學習方式,培養研究生提出問題和解決問題的科研能力。(2)從任課教師方面,目標是轉變教學方式,從單純的知識傳遞者變為學生學習的促進者、組織者和指導者。
1.2 建設原則
(1)實踐性原則。研究性課程內容要堅持從科學研究與實踐中來,引導學生從科學前沿、工程需求、社會發展中選擇問題進行研究。(2)研究性原則。研究性課程教學要盡可模擬科學研究的過程,注重訓練研究生基本的研究能力,并不斷地增強研究生的研究創造能力。(3)創新性原則。通過教學過程設計(選題、立項、實踐與結題等),培養學生創新思維,在教學過程中培養學生科學思維方法和正確解決問題能力。
1.3 實施方法
研究型課程建設是研究生培養過程中的一項探索性工作,需要構建“以學生為中心、以教師為主導”的新型教學模式。教學內容應體現本學科最新的研究進展和研究成果,教學過程應傳授規范的研究思路與方法,課堂應建立師生有效互動、共同探討的研究性學習氛圍。
因此,研究型課程教學應注重設計好四個方面的教學活動,即選題、立項、實踐和結題,并將其與課程內容有機融合。
(1)選題,為研究做準備。選題在開課1-2周內,教師可以提供一些涵蓋學科主要研究方向、熱點問題作為專題供學生參考選擇,通過課堂講授、名師講座、專業網站等多種教學形式,指導學生熟悉開展研究性學習的技能。
學生可根據興趣自主選擇和確定研究課題,涉及知識面較寬的課題也可以采用課題組形式,在研究過程中,課題組成員分工合作,各展所長,協作互補。
(2)立項,為研究做規劃。學生選題后,需要充分了解和收集資料,形成課題論證依據,包括對課題意義、研究方法、技術路線和預期成果等進行分析和規劃。教師可根據學生能力和客觀條件,指導學生制訂合理可行的研究計劃。立項在課程進程的1/4時間內完成,并提交課題立項報告。
(3)實踐,為研究做訓練。學生按照立項方案,自主開展研究活動,包括論文研讀與理論研究,實驗與數據分析,調查與整理資料等。實踐是研究型課程教學的主要學習活動,至少占課程進程的1/2時間,與此同時教學過程需要注意兼顧課上與課下、學習與指導、研究與探索等多方面關系,并為學生留足一定量的課余時間。
(4)結題,為研究做總結。學生將研究成果進行歸納整理、總結提煉,形成結題報告,可以是論文或研究報告等。報告要真實反映研究活動、實驗數據、成果形成、失敗原因等過程。結題采用各課題組答辯和交流、研究成果展示、教師評價和同學的質詢等方式。通過結題后,學生獲得課程考核成績。
2教學應用情況
“機械故障診斷”是機械工程專業碩士研究生開設的一門專業選修課,涉及振動檢測、油液檢測、無損檢測、溫度檢測等不同領域的故障診斷理論、前沿技術和案例。采用傳統講授的方法,因內容太多,學生很難全面掌握。
自2016年開始,課程進行改革,推行研究型課程教學模式,改革思路:一是課程內容從傳授型的章節式改為基于研究型的專題式;二是將科研方法融入教學,通過設計不同專題,指導學生結合自己興趣選擇其中一種診斷技術專題,
按照選題、立項、實踐和結題的研究性學習方法,在知識獲取的同時掌握開展科學研究的方法,促進學生學習能力和研究能力提升。
2.1 課程內容改革
“機械故障診斷”32學時(h),改革前后的教學體系見表1所示。傳統教學模式是通過章節式安排內容,注重以理論知識的邏輯性為主線展開,例如第2章和第3章的理論部分安排了較多課時。研究型教學模式的教學內容采用專題形式,突出理論知識點與工程實例相結合,增加學生的學習與研究活動設計。
2.2 教學應用效果
按照課程內容體系方案開展教學應用與實踐,以2017年秋季學期開課為例,選課碩士生12人(含學術型和專業型),課程安排是8周32h,每周4h。教學進度基本為每周1個專題,第1周教師公布一些課題供學生選擇參考,同時介紹研究型教學、學習方法、以及考核要求等。
下面以專題4“機械故障的振動診斷技術”為例,對研究型課題的設計、教學、實踐等應用情況進行介紹。
振動診斷技術是以機械振動信號作為信息源,在機械運行過程中,通過振動信號特征參數的變化診斷機械的運行狀態。據統計,基于振動監測可以診斷出運行中機械故障的60%,因此,振動診斷技術是一種機械工程領域常用的故障診斷技術,可參考的論文、文獻和資料比較多。
教學應用過程:首先按照研究型課程設計,課程內容改為專題式(見表1所示),理論知識重點講授常用的基于時域和頻域診斷方法,增加大案例教學——滾動軸承故障的振動診斷實例,為學生開展研究性學習提供指導。
其次合理設計課題,一是選擇常用機械零部件,如轉軸、齒輪、軸承等為診斷對象;二是提供一些診斷方法,如時域診斷法、頻域診斷法、統計分析法、小波分析法和神經網絡法等,由學生自主選擇,但可以不限于此。
由于學生已具備相關知識,如機械結構、振動原理、信號處理等,教師只需引導學生按“選題-立項-實踐-結題”開展研究性學習。然后學生通過研究性學習,
解決①故障振動機理(已有基礎+擴展學習),
②診斷方法原理(課程學習+擴展學習),
③故障信號特征提取(課程學習+研究性學習),
④機械故障診斷(課程學習+研究性學習)等相關問題。
教學過程中,學生對研究性學習興趣濃厚,選題積極,其中選擇基于振動技術的故障診斷方法開展研究的有6位同學,但基本都是選擇獨立開展,反映出學生的團隊合作意識比較薄弱。立項階段大部分同學課題立項報告有思路、有內容、有計劃;實踐階段學生學習能力和研究能力則表現出各不相同,與學生學習態度有很大關系。
例如振動信號獲取有二種方式,一是教師提供,較簡單和直接;二是到實驗室采集,較麻煩具有挑戰,雖然只有2人選擇,但學生到實驗室采集機械信號,現場可以觀察隨機械運轉軸承信號波形變化,學生能力得到了鍛煉。再如信號特征提取,需要編程解決,編程方法需要學生自主學習,有些同學表現出很吃力。
在實踐階段,由于不同選題涉及不同知識點,學生提出很多問題,這些為教師課堂上開展以問題導向教學提供了很好素材。結題階段學生撰寫報告,成果展示與交流,同學質疑和教師評價等,評價采用自評(學生)和考核(教師)相結合,評價指標體系和分數占比見表2所示。由于結題與課程成績掛鉤,學生都比較認真。
通過研究型課程教學應用,使學生熟悉了開展科研工作的一般步驟,閱讀文獻的方法以及撰寫報告的規范。學生反映雖然花費時間和精力比其他課程多,但確實學到了真功夫,對后面開展課題研究很有幫助,大部分學生自我感覺學習能力和研究能力都有了較大提高。
3結論
本文探討研究型課程教學模式,提出研究型課程建設目標、建設原則和實施方法,以機械工程專業碩士研究生“機械故障診斷”課程為例,開展研究型課程教學改革與實踐,取得了效果。
(1)在研究生教育中推行研究型課程教學,將科研方法融入教學過程中,是在教學思想、教學內容、教學過程等方面的綜合創新,對研究生課程建設具有重要意義。
(2)研究型課程構建“以學生為中心、以教師為主導” 的教學模式,有利于研究生能力培養,促進學生基于課程運用知識研究問題和解決問題的能力。
(3)研究型教學模式應用于教學,可以將課程知識與工程課題建立聯系,有效地訓練學生按科學研究規范開展研究,進而提升學生的研究能力和創新能力。
(4)開展研究型課程教學,需要教師轉變教學觀念,投入更多精力組織教學;同時,需要學生適應主動學習挑戰,投入更多時間學習實踐。
參考文獻
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