以項目為載體,基于問題的研究學研一體,培養工程實踐與創新能力

趙越 劉泰強 教立營 王璐瑋

【摘要】本文對一種研究型的教學模式進行了研究與實踐，將學生分成若干個小組，以項目研究（設計）為載體，學研一體，通過獨立與合作學習，探索研究，完成知識的學習和工程實踐與創新能力的培養。

【關鍵詞】項目；問題；學習；研究；合作；時間；創新；能力

文章編號:ISSN1006—656X(2013)06?-00056-02

一、工程實踐能力與創新能力是教學改革的核心目標

工程實踐能力和創新能力是知識經濟社會對優秀工程技術人員素質的要求，是現代企業應對全球經濟一體化，參與國際競爭的需要，也是企業可持續發展的需要。同時也是建設創新型國家與科教興國發展戰略的需要。因此，也成為我國高等工程教育改革與培養卓越工程師教育計劃的核心目標和重要研究課題。

二、工程實踐與創新能力是在工程實踐中獲得的

要培養具有工程實踐和創新能力的高素質卓越工程師，首先要弄清楚他們的工作環境、條件、任務、特點及成長規律。調查研究結果表明：卓越工程師是在工程實踐中培養出來的，是在工程項目的研究與設計中逐漸成長起來的，他們是利用已有的知識和技術，通過精細的專業分工和廣泛密切的跨學科合作，組成一個研發、設計、生產系統，以設計和創造具有技術優勢和高價值工程項目、技術、產品為研究對象，在合作研究中學習，創新新的知識、技術和產品，來改變現有的世界。過去高等學校培養的畢業生雖然掌握了一定的知識和技術，但與企業工程師相比，他們在綜合素質、實踐與創新能力方面存在著很大的差距。經驗告訴我們：知識≠能力，兩者之間有一個傳動的鏈條叫做實踐——應用知識解決工程問題的實踐。實踐是發現、發展、創新知識的源泉，是檢驗真知的標準，也是深刻認識、理解、學習知識和技術的最好課堂與老師。人們根據經驗總結出來一句格言：聽到的會忘掉，看到的能記住，只有親自做過的才會真正明白，并深刻地刻在記憶中。只有親力親為，才能深刻理解、掌握、運用事物的本質、原理、規律，并有新的發現和發展。因此要培養未來卓越的工程師，就要按照其成長的特點和規律改革教育體系和教學模式，讓工程師教育回歸工程。

三、以項目為載體，基于問題的研究，在研究中教學，在教學中研究

在上述教學理念的指導下，東北大學中荷生物醫學與信息工程學院引進了合作辦學伙伴荷蘭埃因霍溫科技大學的先進教學模式DCL課程。DCL(Design Centered Learning)——以設計為中心的學習模式，它是以學生為主體、教師為主導，以學習為中心，采取學生分組合作、查閱資料、調查研究、討論、交流等方式學習設計方法的課程。這種課程很受學生的歡迎。在教學實踐中，我們組織編寫了《DCL教學規范手冊》、《助教指導手冊》、《學生學習手冊》，并對其不斷地進行研究和發展，將這種教學模式推廣到基礎課和專業課程的教學之中。形成了以學生為中心、以項目為載體、基于問題的研究、學習、運用知識、培養能力；以知識為載體傳播科學思想和科學精神、探索教學規律、豐富教育文化；在研究中教學，在教學中研究教學模式。

首先成立了中外教師和企業專家組成的教學小組，編寫這種研究型教學的教案，提煉項目，講授工程案例，引導學生對項目和問題開展自主學習、合作探索研究，參與學生的討論，評價學生的學習研究成果與課程成績。變以教學為主為以研究學習為主。在研究設計項目的選擇上，教師根據教學和科研經驗，要提煉出能夠涵蓋本課程主要知識內容的項目或研究設計課題，也可以涉及到其它一些課程的知識，但不能喧賓奪主。經過選擇和提煉達到課程項目化、項目問題化、問題知識化、知識層次化。

在學生分組（5-6人一組，其中一名組長）開展學習研究（設計）項目之前，教師要對本門課程知識的重點、難點，相關知識的交叉聯系以及在實際應用領域的重要作用要做一個簡要的介紹，剖析一個工程項目的案例，提供素材，介紹思想、方法、程序和學術觀點，分析問題與知識、知識與知識之間的聯系與結構。課程內容主要通過學生對項目的研究、學習來掌握。學生能看懂的、查資料能學會的，通過討論、合作研究能學會的東西都可以不講。讓學生通過自主學習、探索研究、合作學習與研究來學會，學會學習方法、工程項目的研究（設計）方法，讓學習知識與培養能力共生并進。

在開展對項目研究（設計）的過程中，對學生在研究型學習中出現的問題和困難，教師的責任是啟發和引導，不能包辦代替，要讓學生通過自主學習、獨立思考研究、集體研討、爭辯、合作探索研究來解決。在自主學習與研究中，才能培養成獨立思考的習慣和科學的素質。在不斷的艱難探索中，才能培養對真諦執著追求的科學精神，才會有所發現、有創新；在爭論與交流中，才會思辨、批判和拓展，激活興趣，點燃學習熱情；在合作中，才能學會負責、協作和分享；在戰勝困難的過程中，才會磨礪意志和求是精神，才會感受突破與成功的快樂。有了這種學習、研究、應用實踐的經歷和體驗，才能把理解了的東西變為自己的東西，才能把知識變為能力，真正實現學思結合、知行合一、教學互動、學研一體。

學生對項目開展學習和研究之前，要按照5-6人劃分為一個小組，選一名學生為組長，由組長組織領導小組成員對項目開展調研、討論，細分為若干個問題或者子項目，并進行分工，沒人承擔一定的任務，并組織大家開展合作學習、討論、研究、交流、總結、撰寫成果、答辯演示等。在以上過程中教師要給予指導。在個人和小組展示時，重點展示解決項目中關鍵問題和一般問題的思想方法、技術路線，知識與問題，知識與知識之間的聯系、結構、創新點，以及還有那些問題沒有解決與深入研究的一些設想等等。促使學生清晰地重新構建該課程的知識結構。

教學模式、目標改變了，成績考核方式也改變了——小組、教師評價學習研究成果。因此評價學生的學習研究成果時要一種新的方法來評價，要從學習知識轉向學習能力的轉變，從關注結果向過程與結果并重的轉變。要重點考核自學能力、研究能力、實踐能力、創新能力、學習研究的態度和學習研究的成果。小組和教師要綜合個人在項目中完成任務的情況、工作量的大小、難易程度、貢獻大小、自主學習與研究的態度、創新等情況給出該門課程的成績。值得注意的是教學觀念轉變的體現標準是：只要經過學習和研究學會了知識，收獲了能力，不看成果和貢獻大小，都在合格以上。考核評價方法的改革，就是要解放學生，輕松快樂地學習，使學習成為一種有趣的研究活動。

以項目為載體，基于問題的研究，在研究中教學，在教學中研究，學研一體，這種模式，我們還把它推廣到實驗課、學生實習、實訓、SIVI——一種科技創新創業活動，科學研究、設計競賽、畢業設計等環節之中。項目水平從一般——綜合——高端，合理地安排在不同年級、不同的環節之中。遵循著梯度漸進的原則設置不同層次的項目學習與研究，在教學實踐中收到了令人期待的效果。

四、實踐效果

經過7年的中外校企合作、學研產醫結合，利用教學資源的優勢，實施以項目為載體、基于問題的研究，學研一體，在研究中教學，在教學中研究的教學改革，使教學得到了真正意義上的回歸，變以教學為中心為以學為中心，學生回歸了學習的主體地位，教師變成了主導的角色。把學習和研究集合于項目之中，使學習知識、收獲能力共生并進，用新的考核評價方式評價學生的學習，減輕了學生的學習負擔，使學習變成了一種積極快樂的研究活動，收到學生的歡迎。提高了學生的學習能力、工程實踐能力和創新能力。畢業的學生受到名企名校的關注和歡迎。幾年來本科生的就業率保持在93%以上，被推薦和考上國內外名校攻讀碩士博士研究生的有282人。有94名學生在國內外學術刊物上發表學術論文125篇 ，有29余人在全國各種設計競賽和國際建模競賽中獲獎，2010年有31名本科生被海外名校錄取攻讀碩士學位研究生。在學習與實訓考核中，絕大多數學生被東軟集團一類的企業納入人才儲備庫。這種研究型的教學模式的優勢越來越突顯，正在改變著教學的水平和質量，也在改變著教師的教學觀念，同時也改變著學生的學習觀。

作者簡介：

趙越：東北大學中荷生物醫學與信息工程學院常務副院長，副教授，博士

教育部“卓越工程師教育培養計劃-東北大學生物醫學工程專業”項目負責人

劉泰強：東北大學中荷生物醫學與信息工程學院資深教學顧問，高級工程師

教育部“卓越工程師教育培養計劃-東北大學生物醫學工程專業”項目主要執行人

教立營：東北大學中荷生物醫學與信息工程學院輔導員，講師，碩士

王璐瑋：東北大學中荷生物醫學與信息工程學院學生干事