基于PBL模型的研究生培養(yǎng)方法探討

劉文光++賀紅林++馮占榮

摘 要：隨著研究生招生規(guī)模的急劇膨脹，有限資源下的研究生培養(yǎng)質(zhì)量受到嚴(yán)重挑戰(zhàn)。針對目前國內(nèi)工程專業(yè)研究生理論聯(lián)系實(shí)際能力缺乏以及知識面和視野太窄等問題，提出了基于問題式學(xué)習(xí)（Problem-Based Learning，簡稱PBL）模式的研究生課程學(xué)習(xí)和基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（Project-Based Learning，簡稱PBL）的研究生科研訓(xùn)練方法。分析表明，基于PBL模型的研究生培養(yǎng)方法不僅對研究生提出了更嚴(yán)的標(biāo)準(zhǔn)，而且對授課教師和研究生導(dǎo)師提出了更高的要求。

關(guān)鍵詞：工程專業(yè) 培養(yǎng)方法 PBL模型

中圖分類號：TH212；TH213.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼中：A 文章編號：1674-098X（2017）10（a）-0141-03

隨著現(xiàn)代科技的飛速進(jìn)步，大量的工程技術(shù)項(xiàng)目正在朝著兩個(gè)極端的方向發(fā)展，要么非常大、要么非常小，但是系統(tǒng)都非常復(fù)雜，涉及的學(xué)科范圍也非常廣泛。比如，飛機(jī)和宇宙飛船，毫無疑問是一個(gè)非常大的項(xiàng)目，包含的學(xué)科種類繁多。又如微電子，它盡管很小，卻小中窺大并且系統(tǒng)十分復(fù)雜。更有一類工程項(xiàng)目，比如新能源和水工程，它可謂是宏工程。我們可以發(fā)現(xiàn)，這些工程不管或大、或小、或宏，其共同點(diǎn)都是復(fù)雜，涉及學(xué)科眾多。然而，要解決這些復(fù)雜的科技問題，就需要高端的科技人才。因此，研究生作為教育鏈的最高端，社會對其自然就有了更高的期待。換言之，社會的發(fā)展對工程專業(yè)研究生提出了更高的要求。現(xiàn)代研究生的培養(yǎng)，不僅要培養(yǎng)他們精通本學(xué)科的專業(yè)技術(shù)知識，而且要培養(yǎng)他們對相關(guān)學(xué)科知識的理解。作為例子，社會希望工程專業(yè)畢業(yè)的研究生不僅具備扎實(shí)的專業(yè)技術(shù)知識，而且具備良好的協(xié)調(diào)人際關(guān)系的能力。在應(yīng)對社會不斷的技術(shù)革新和組織變化方面，工程專業(yè)畢業(yè)研究生還要能夠了解工程實(shí)踐中的各種商業(yè)運(yùn)作，并懂得在工程實(shí)踐中作出正確的決策。

面對現(xiàn)代社會對工程專業(yè)研究生教育提出的這諸多要求，世界很多發(fā)達(dá)國家都在嘗試工程專業(yè)研究生教育的改革。有研究表明，當(dāng)前工程專業(yè)研究生教育中存在的不足體現(xiàn)在[1-7]：大多數(shù)工程專業(yè)研究生缺乏溝通和團(tuán)隊(duì)合作能力，而且在社會發(fā)展、環(huán)境保護(hù)以及經(jīng)濟(jì)成本等方面的視野不夠。盡管他們大多均具備良好的科學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)知識，但在工程實(shí)踐中不懂得如何將所學(xué)的知識進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際[3-4]。那么現(xiàn)代工程專業(yè)研究生教育的問題在哪？究其原因：工程專業(yè)研究生的課程設(shè)置與本科生的課程設(shè)置類似，缺乏充分整合，也未將這些課程與工程實(shí)踐相關(guān)聯(lián)，教育過程多為內(nèi)容驅(qū)動；大多數(shù)研究生學(xué)術(shù)活動，實(shí)為查閱文獻(xiàn)和撰寫論文，沒有提供足夠的工程實(shí)踐機(jī)會給學(xué)生。所以，大多數(shù)工程專業(yè)研究生畢業(yè)之后，仍然缺乏交流能力和團(tuán)隊(duì)精神。

要改變這一現(xiàn)狀，工程專業(yè)教育需要提供更多的機(jī)會給學(xué)生用來發(fā)展這些能力。也就是說，工程教育的課程需能夠提高學(xué)生對社會、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)以及法律問題的認(rèn)識。研究生的學(xué)術(shù)訓(xùn)練應(yīng)盡量結(jié)合工程實(shí)踐進(jìn)行，培養(yǎng)研究生理論聯(lián)系實(shí)際以及解決工程問題的能力?；诖?，我們必須重新設(shè)置工程教育中的課程模塊和改變現(xiàn)有的科研訓(xùn)練模式。問題是，重新設(shè)置課程計(jì)劃意味著需要開發(fā)新的課程以及改變現(xiàn)有課程結(jié)構(gòu)，同時(shí)改變教學(xué)方法以幫助研究生在畢業(yè)時(shí)能獲得所需要的能力。出于成本的考慮，加之很多教職員工缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等原因，多數(shù)高?？赡苓x擇在現(xiàn)有課程的基礎(chǔ)上進(jìn)行逐步的改進(jìn)。但是，也有些高校可能采用基于問題或者基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)模式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的填鴨式教學(xué)模式。

我國現(xiàn)行的研究生培養(yǎng)方案通常分為課程學(xué)習(xí)和學(xué)位論文兩個(gè)環(huán)節(jié)。為了改善工程專業(yè)研究生培養(yǎng)過程中存在的理論聯(lián)系實(shí)際能力缺乏、知識面和視野太窄等問題，本文提出了基于問題式學(xué)習(xí)（Problem-Based Learning，簡稱PBL）模型的研究生課程學(xué)習(xí)方法和基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（Project-Based Learning，簡稱PBL）模型的研究生科研訓(xùn)練方法。預(yù)期通過本文的討論，為提高高等工程專業(yè)研究生培養(yǎng)質(zhì)量尋找到一種切實(shí)可行的有效方法。

1 問題驅(qū)動的研究生課程學(xué)習(xí)

近些年來，受研究生大量擴(kuò)招的影響以及科研評價(jià)體系的引導(dǎo)，國內(nèi)很多研究生培養(yǎng)單位對研究生的課程學(xué)習(xí)不太重視，甚至有些課程就是走過場。即使有些單位對研究生課程學(xué)習(xí)很重視，但是受教學(xué)資源緊缺的影響，其特點(diǎn)仍然是大教室、填鴨式以及老師為主導(dǎo)的教學(xué)模式。也就是說，研究生課程學(xué)習(xí)仍然沿用本科生的上課模式，即填鴨式教學(xué)方法，實(shí)在難以滿足培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的需求。原因在于這種課程教學(xué)的缺點(diǎn)就是學(xué)生無法從中學(xué)到提出問題和解決問題的能力。

為此，很多學(xué)者提出了各種以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，比如PBL模式。PBL模式最先在醫(yī)學(xué)教學(xué)領(lǐng)域被引入，而且取得到了很好的效果。盡管如此，但是該模式對工程專業(yè)研究生教育課程的影響仍然甚微。與傳統(tǒng)填鴨式教學(xué)法不同，PBL模式強(qiáng)調(diào)以學(xué)生的主動學(xué)習(xí)為主，而非以教師講授為主。PBL的核心思想是把學(xué)習(xí)與問題掛鉤，使學(xué)習(xí)者投入于問題中。它需要設(shè)計(jì)真實(shí)性的任務(wù)，強(qiáng)調(diào)把學(xué)習(xí)設(shè)置到復(fù)雜的、有意義的問題情景中，通過學(xué)生的自主探究和相互合作來解決問題，從而學(xué)習(xí)隱含在問題背后的科學(xué)知識，形成解決問題的技能和自主學(xué)習(xí)的能力。

為了達(dá)到良好學(xué)習(xí)效果，基于PBL的研究生課程學(xué)習(xí)，教師需要根據(jù)科研實(shí)踐提出課堂上需要討論的問題，研究生通過網(wǎng)絡(luò)或者圖書館查找資料，在分組討論的基礎(chǔ)上，教師完成總結(jié)。因此，授課教師在備課中，首先，要結(jié)合授課內(nèi)容和科研實(shí)踐，查閱相關(guān)教材、文獻(xiàn)、工程實(shí)踐問題等；然后，編寫工程案例，結(jié)合工程案例提出討論問題，在課前發(fā)給每位研究生，并要求研究生根據(jù)所提的問題充分查找相關(guān)文獻(xiàn)資料后，在課下分組進(jìn)行討論，課堂上教師通過工程案例提出問題，研究生以組為單位來回答，回答如有不足之處，再由其他研究生或教師進(jìn)行補(bǔ)充，最后授課教師可對研究問題的重點(diǎn)和研究生回答模糊的問題作出小結(jié)。

因此，通過PBL模型教學(xué)，讓研究生帶著問題來學(xué)習(xí)，這種方法可以提高研究生挖掘問題、解決問題以及思考問題的能力?；赑BL的學(xué)習(xí)是跨學(xué)科的學(xué)習(xí)模式，可以促進(jìn)研究生不斷地思考。比如，研究生為解決問題，需不斷地查閱文獻(xiàn)，歸納和整理所學(xué)的專業(yè)知識。PBL教學(xué)的優(yōu)勢在于利于培養(yǎng)研究生的自主學(xué)習(xí)精神，而且改變了傳統(tǒng)的課程教學(xué)方法，讓呆板孤立的知識片化作為整體知識鏈，觸類旁通，突出課堂是靈魂、研究生是主體、授課教師是關(guān)鍵的教學(xué)理念。同時(shí)，PBL模式為研究生營造了一個(gè)輕松、主動的學(xué)習(xí)氛圍。課堂上，研究生能夠自主地、積極地暢所欲言，充分表達(dá)自己的觀點(diǎn)，也可以十分容易地獲得來自其他研究生和授課老師的信息。PBL教學(xué)可使問題盡可能多地當(dāng)場暴露，在討論中可以加深對正確理論的理解，還可以不斷發(fā)現(xiàn)新的問題，解答新的問題，使學(xué)習(xí)過程縮短，印象更加深刻。所以，PBL模式不僅對專業(yè)理論知識學(xué)習(xí)大有裨益，而且鍛煉研究生們多方面的能力，比如文獻(xiàn)檢索、查閱資料的能力等，這些將對研究生今后開展科研活動以及工程實(shí)踐打下良好基礎(chǔ)。endprint

然而，PBL作為一種開放式的教學(xué)模式，對授課教師自身的素質(zhì)和教學(xué)技巧有嚴(yán)格的要求。授課教師不但要對本專業(yè)、本課程內(nèi)容十分嫻熟，而且能扎實(shí)掌握相關(guān)學(xué)科的知識，并具備提出問題和解決問題的能力，同時(shí)具有靈活運(yùn)用知識的能力、嚴(yán)密的邏輯思維能力和良好的組織管理能力。授課教師要善于調(diào)動研究生的積極性、寓教于樂、控制課堂節(jié)奏等。授課教師應(yīng)熟悉教學(xué)大綱和研究生的學(xué)習(xí)能力情況，這樣才能規(guī)劃好課程學(xué)習(xí)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，選擇出適當(dāng)?shù)墓こ贪咐?，提出有針對性的討論問題。所以，PBL教學(xué)模式的成功開展，需研究生的主動配合，從準(zhǔn)備資料開始，就要結(jié)合問題、工程案例去查閱文獻(xiàn)，并積極與其它研究生和授課教師交流溝通，大家同心協(xié)力得出最佳結(jié)論。

總而言之，PBL教學(xué)模式，花在前期準(zhǔn)備工作上的精力遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的課堂學(xué)習(xí)，因此，需要研究生有主動學(xué)習(xí)的自覺性，否則很難達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果和目標(biāo)。但是，我國研究生長期受小學(xué)、中學(xué)直至本科填鴨式教學(xué)方法的影響，對傳統(tǒng)教育教學(xué)模式具有一定的依賴性。大部分研究生缺乏主動發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的積極性和能力。甚至有部分研究生只安于一個(gè)好的分?jǐn)?shù)，會覺得PBL教學(xué)過于消耗時(shí)間。這其實(shí)也是依賴于填鴨式教學(xué)理念和學(xué)習(xí)方法的表現(xiàn)。為了培養(yǎng)提高工程專業(yè)研究生的總體素質(zhì)，研究生需要從自身出發(fā)，完成角色轉(zhuǎn)換，從被動的學(xué)習(xí)者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)的主人。只有這樣才能夠提升自己的科學(xué)研究能力和發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，才能順應(yīng)現(xiàn)代社會對他們提出的嚴(yán)苛要求。

2 項(xiàng)目驅(qū)動的研究生科研訓(xùn)練

近年來，國內(nèi)大多數(shù)研究生培養(yǎng)單位對研究生的培養(yǎng)模式進(jìn)行了大量的改革，比如有不少單位構(gòu)建了導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)的研究生培養(yǎng)模式，但其本質(zhì)與單一導(dǎo)師制的培養(yǎng)模式一致。研究生科研訓(xùn)練也是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，通過完成導(dǎo)師申請的各類課題，撰寫小論文和學(xué)位論文。因?yàn)槲覈F(xiàn)行的本科生培養(yǎng)模式，使得大部分研究生在從本科生過渡到研究生期間，沒有受到相應(yīng)的訓(xùn)練，甚至有大量的研究生第一學(xué)年的課程學(xué)習(xí)都流于形式，對課程學(xué)習(xí)不太關(guān)注，未完成從本科生到研究生學(xué)習(xí)方法的有效轉(zhuǎn)變。所以，在研究生進(jìn)入課題之前，甚至整個(gè)研究生學(xué)習(xí)中，我們還需要設(shè)置一些相應(yīng)的學(xué)術(shù)培養(yǎng)環(huán)節(jié)來鍛煉研究生解決問題的能力。這也正是很多單位在研究生培養(yǎng)方案中要求研究生參加國際國內(nèi)學(xué)術(shù)會議、發(fā)表學(xué)術(shù)論文等的原因所在。問題是，受課題經(jīng)費(fèi)的限制，并不是每個(gè)研究生都有機(jī)會參加會議，甚至很多研究生在攻讀學(xué)位期間，從未經(jīng)歷過學(xué)術(shù)會議和發(fā)表過論文。

面對這一問題，我們課題組提出了PBL科研訓(xùn)練模型。參與科研項(xiàng)目是研究生學(xué)習(xí)期間必須經(jīng)歷的訓(xùn)練環(huán)節(jié)之一，也是研究提升學(xué)術(shù)能力的重要途徑。不管是縱向課題還是橫向課題，研究生在完成項(xiàng)目的過程中都可以達(dá)到理論與實(shí)踐相結(jié)合的體驗(yàn)。因此，南昌航空大學(xué)研究生院規(guī)定，導(dǎo)師沒有在研的科研項(xiàng)目就不能上崗指導(dǎo)研究生。

項(xiàng)目通常是指工程實(shí)踐項(xiàng)目中的工作單元。工程師執(zhí)行的每一個(gè)專業(yè)實(shí)踐任務(wù)幾乎都與項(xiàng)目有關(guān)。不同項(xiàng)目具有不同的時(shí)間尺度。諸如，建造大型水壩或發(fā)電站的項(xiàng)目可能需要幾年，而其他工程師可能在任何給定時(shí)間為不同客戶完成許多小型項(xiàng)目。不同項(xiàng)目可能具有不同的復(fù)雜程度，但是所有項(xiàng)目都在某些方面與工程師的學(xué)科專業(yè)中的基本理論和技術(shù)相關(guān)。小項(xiàng)目可能只涉及專業(yè)中的某一個(gè)領(lǐng)域，而大型項(xiàng)目將是多學(xué)科，不僅包括不同學(xué)科的工程師，而且包括其他一些專業(yè)和非專業(yè)的個(gè)人及團(tuán)隊(duì)。在實(shí)踐中成功完成某一項(xiàng)目，需要各領(lǐng)域的專業(yè)受到良好的工程研究訓(xùn)練。為了更好地推進(jìn)項(xiàng)目，課題組制定了定期進(jìn)行學(xué)術(shù)研討的學(xué)術(shù)制度，通過這種方法來彌補(bǔ)有些學(xué)生沒有參加學(xué)術(shù)會議的不足。我們在組建導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)的基礎(chǔ)上，在研究生導(dǎo)師指導(dǎo)下自行組織課題組學(xué)術(shù)研討會，導(dǎo)師和研究生定期做學(xué)術(shù)報(bào)告。不同研究方向的課題組之間開展學(xué)術(shù)討論，不僅能夠讓研究生開拓思路，而且能達(dá)到科研訓(xùn)練之目標(biāo)。

基于項(xiàng)目的科研訓(xùn)練是以學(xué)科的概念和原理為中心，研究生通過參與科研項(xiàng)目，在調(diào)查、研究、協(xié)作中最終形成產(chǎn)品或在解決問題中建構(gòu)能力。項(xiàng)目驅(qū)動的科研訓(xùn)練是一種探究性學(xué)習(xí)，它能促進(jìn)研究生自主投入科研，提高學(xué)術(shù)能力和素質(zhì)。最大特點(diǎn)是研究生是學(xué)術(shù)活動的中心，項(xiàng)目圍繞著與科研活動保持一致的重要學(xué)習(xí)目的。本課題組項(xiàng)目大多數(shù)是由國家自然科學(xué)基金以及企業(yè)橫向課題來推動的。

項(xiàng)目學(xué)習(xí)的特點(diǎn)是，導(dǎo)師申請的每個(gè)項(xiàng)目都和真實(shí)世界相連接。在完成項(xiàng)目的過程中，研究生可以通過發(fā)表論文或申請專利來驗(yàn)證知識和技能。在完成項(xiàng)目的過程中，導(dǎo)師需要轉(zhuǎn)變角色。那些習(xí)慣于布置任務(wù)的導(dǎo)師在一個(gè)以研究生為中心的學(xué)術(shù)活動中可能會遇到問題。因此，在基于PBL的科研訓(xùn)練中，導(dǎo)師要學(xué)會放棄控制，允許研究生同時(shí)在不同的活動中作不同的事情。在指定指導(dǎo)研究生選題時(shí)，導(dǎo)師需要查閱大量的文獻(xiàn)，一旦項(xiàng)目走入正軌了，導(dǎo)師在日?；A(chǔ)性的準(zhǔn)備工作上花費(fèi)的時(shí)間少了，在整個(gè)項(xiàng)目的過程中只起到督促和顧問的作用。研究生在完成項(xiàng)目的過程中，我們應(yīng)多聽取研究生的意見和建議，鼓勵(lì)研究生作出各種決定，合作完成各類科研項(xiàng)目。

通過大量的科研活動，研究生不僅構(gòu)建自己的專業(yè)知識，同時(shí)還訓(xùn)練了溝通能力、合作能力以及正確作出決策的能力?；陧?xiàng)目的科研訓(xùn)練，這對研究生來說不僅是一種挑戰(zhàn)，而且更貼近他們的生活，更有利于他們的科研能力的提升。因此，項(xiàng)目驅(qū)動的科研訓(xùn)練，不僅讓研究生們更有動力并更好地完成課題組的科研項(xiàng)目，并且始終保持一種積極學(xué)習(xí)狀態(tài)。因?yàn)槲墨I(xiàn)閱讀是研究生在完成項(xiàng)目中經(jīng)常需要借助的工具，它不僅能增加學(xué)習(xí)體驗(yàn)，而且讓研究生盡可能地了解相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，找到科研創(chuàng)新點(diǎn)。

3 結(jié)語

從現(xiàn)代科技發(fā)展趨勢入手，總結(jié)了現(xiàn)代社會對工程專業(yè)研究生提出的各種要求。在傳統(tǒng)研究生培養(yǎng)模式的基礎(chǔ)上，討論了基于PBL模型的工程專業(yè)研究生培養(yǎng)方法。在此基礎(chǔ)上，分別討論了問題驅(qū)動的研究生課程學(xué)習(xí)方法和項(xiàng)目驅(qū)動的科研訓(xùn)練方法。最后，分析了基于PBL的研究生培養(yǎng)過程中存在的難題。結(jié)論表明，基于PBL模型的研究生培養(yǎng)方法，不僅對研究生提出了更高的要求，對任課教師和研究生導(dǎo)師也提出了更加嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。

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