自主學習教學模式在研究生課程中的應用

當前，研究生課程教學存在著一些問題，如課程教學與科研能力培養脫節;過度強調知識結構的完整性而忽略前沿理論、技術的研究;沒有給研究生提供更多的思考和創新的機會。這不利于調動學生的學習主動性、培養學生的科研能力和創新能力。要解決這些問題，需要從教學內容、教學方法和輔助教學手段等方面進行研究和探索。自主學習教學模式立足于“教”與“學”的關系，運用教學理論研究和探討培養學生的自主學習能力。本文力求通過總結自主學習教學模式在研究生“軟測量與虛擬儀器原理”課程教學的應用，探索提高研究生科研和創新能力的新途徑。

自主學習的基本思想

“自主學習”源于20世紀60年代，以學生為中心的教學觀點的確立，使教學研究重點從研究“教師如何教”轉移到“學生如何學”。自主學習是相對于被動學習而言的學習，是由學習者的態度、能力和學習策略等因素綜合而成的一種主導學習的內在機制，是一種“自我導向、自我激勵、自我監控”的學習。自主學習能力是學習者在學習活動中表現出來的一種綜合能力，具備這種能力的人具有強烈的求知欲，能夠合理地安排自己的學習活動，具有刻苦鉆研精神，并且能夠對自己的學習效果進行科學的評價。

自主學習教學模式在研究生課程中的實踐

如何讓研究生積極參加教學活動，自主學習，進而提高他們的科研和創新能力呢?下面以“軟測量與虛擬儀器原理”課程為例，介紹自主學習教學模式在研究生課程中的應用。

1.明確教學目標

從知識角度分析，“軟測量與虛擬儀器原理”課程的教學目標是掌握軟測量理論和方法，掌握虛擬儀器理論和設計方法，熟練使用Labview軟件，基于Labview軟件實現青霉素發酵產物濃度的軟測量。從能力角度分析，該課程通過培養研究生的自主學習能力、團隊協作能力和實踐操作能力，進而提高科研和創新能力。

2.考核方式

根據研究生完成的作業情況給予成績，滿分為100分。作業一是閱讀三篇有關軟測量技術的論文，精講其中一篇，分值10分;作業二是上機學習Labview軟件的基本應用，分值10分;作業三是基于Labview軟件設計信號發生器，分值15分;作業四是基于Labview軟件設計示波器，分值15分;作業五是基于Labview軟件實現青霉素發酵產物濃度的軟測量，分值20分;作業六是基于Labview軟件實現某一軟測量方法，分值30分。

3.任務驅動式教學方法

在軟測量理論和方法教學過程中，教師通過45分鐘講授這部分的基本內容，引導研究生對內容發生興趣，然后設計一個閱讀論文的任務并要求研究生精講其中的一篇。在研究生精講他人的論文過程中，教師和其他研究生隨時可以提問，要求每位研究生至少提一個問題。閱讀和精講他人論文能夠促使研究生自主學習，逐步培養科學研究的思維，學會提煉和總結科學問題;回答他人的問題能夠促使研究生深入思考，拓寬思維。

在虛擬儀器理論和設計方法教學過程中，教師通過90分鐘的時間講授這部分的主要內容，使研究生建立虛擬儀器理論的框架，熟悉常規設計方法。如果要更加深入理解和掌握這部分內容，還需要深入學習下面的教學內容。

在Labview軟件的使用教學過程中，安排研究生進入實驗室上機自學，這些實驗既包含硬件部分又包含軟件部分。根據這部分內容，設計了三個任務，分別是Labview軟件的基本應用、設計信號發生器和示波器。第一個任務屬于基本內容，使研究生較快熟悉此軟件;第二、三個任務屬于實戰環節，能夠促進研究生掌握本軟件的使用方法。三個任務比較具體，研究生學習過程中目標集中，任務的結果明確，完成任務后能夠激發其成就感。將六名研究生分成三個小組，通過協作的方式完成第二、三個任務。這樣能夠起到互相監督和促進的作用，還能培養他們的團隊協作能力及實踐操作能力。

在基于Labview軟件實現青霉素發酵產物濃度的軟測量的教學過程中，教師講授45分鐘的青霉素發酵產物濃度的軟測量理論，重點講授軟測量方法如何在Labview軟件中實現。研究生根據自身掌握的基本理論，基于Labview軟件，設計青霉素發酵產物濃度的軟測量器。涉及的軟測量方法主要包括青霉素發酵過程機理建模方法和黑箱建模，機理建模方法主要應用青霉素發酵過程動力學原理，黑箱建模方法主要包括BP神經網絡和支持向量機。研究生通過完成此項任務，掌握了軟測量與虛擬儀器理論的結合，培養了科研能力。

最后一個任務是基于Labview軟件實現某一軟測量方法，該任務沒有過多的限定條件，給了研究生更多的思考和創造的空間，發揮了學習能動性，培養了創新能力。

實施自主學習教學模式的體會

1.要處理好教師與研究生的關系

教師的主導作用與研究生的主體地位是相互統一的，教師要做到從課堂講授、灌輸轉變為組織、引導;研究生要認識到知識不能靠教師灌輸，要主動構建。根據教學內容不同，二者的作用或地位有多種表現形式。在強調研究生是學習的主體時，需要注重教師在教學中的主導作用。教師的主導作用主要體現在引導研究生建立科學研究的思維，學會主動獲取知識和信息，能夠提出問題、分析問題和解決問題。研究生進入學習和研究狀態后，對教師的主導地位也會提出更高的要求。研究生的主體作用主要體現在主動確定學習目標，不斷激勵自己完成任務，能夠評價學習結果，在學習過程中自覺培養科研與創新能力。

2.精心設計教學任務

“任務驅動”教學法是指在教學過程中，以完成一個個具體的任務為線索，把教學內容巧妙地設計在每個任務之中，讓學生自己提出問題，經過思考和教師的引導，自己解決問題。在完成任務的同時，培養學生的創新意識、創新能力和自主學習能力，引導學生學會發現問題、思考問題和解決問題。

在教學過程中，“任務”設計非常重要，直接影響教學效果。第一，“任務”設計要有明確的目標，要求教師在總體目標的框架上，把總目標細分成一個個的小目標，把每一個小目標對應的學習模塊細化為一個個容易掌握的“任務”，通過這些小“任務”來體現總的學習目標。第二，選擇合適的內容作為“任務”。所謂合適是指內容難易程度適中，研究生能夠自學掌握;內容具有階段性，適合劃分為一個個“任務”。第三，“任務”設計要符合研究生的實際情況。不同的研究生，其接受知識的能力不同，教師進行“任務”設計時，要從實際出發，充分考慮研究生現有的專業背景、知識結構和興趣等特點，做到因材施教。第四，“任務”設計要注意分散重點、難點。充分考慮“任務”的大小、知識點的含量、前后聯系等諸多因素。

3.有利于培養研究生的科研和創新能力

自主學習的教學模式是研究生在教師創設的條件中，通過自學、作報告、討論交流來構建新知識，變“教師講明”為“研究生自悟”，知識主要由研究生探索和領會。這將激發研究生學習的興趣，調動研究生的積極性和主動性，使研究生的自學能力、創新性思維和科研創新能力得到培養和提高。

經過教學實驗發現，在培養研究生的科研和創新能力方面，此課程具有優勢。在理論方法教學過程中，采用教師教授和研究生自主學習以及相互討論的模式，研究生能夠較快地完成學習任務。在實踐教學過程中，采用研究生自主學習、實踐操作、相互協作的模式，研究生能夠很快地掌握設備操作能力，將理論知識較快地應用于實際，提高了研究生的動手能力。因此，通過該模式教學，有利于提高研究生科研和創新能力，也有利于提高教師的綜合素質。

(作者單位:北京工業大學電子信息與控制工程學院)

[責任編輯:張 雯]