基于PBL模型的研究生培養方法探討

劉文光++賀紅林++馮占榮

摘 要：隨著研究生招生規模的急劇膨脹，有限資源下的研究生培養質量受到嚴重挑戰。針對目前國內工程專業研究生理論聯系實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習（Problem-Based Learning，簡稱PBL）模式的研究生課程學習和基于項目式學習（Project-Based Learning，簡稱PBL）的研究生科研訓練方法。分析表明，基于PBL模型的研究生培養方法不僅對研究生提出了更嚴的標準，而且對授課教師和研究生導師提出了更高的要求。

關鍵詞：工程專業 培養方法 PBL模型

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

隨著現代科技的飛速進步，大量的工程技術項目正在朝著兩個極端的方向發展，要么非常大、要么非常小，但是系統都非常復雜，涉及的學科范圍也非常廣泛。比如，飛機和宇宙飛船，毫無疑問是一個非常大的項目，包含的學科種類繁多。又如微電子，它盡管很小，卻小中窺大并且系統十分復雜。更有一類工程項目，比如新能源和水工程，它可謂是宏工程。我們可以發現，這些工程不管或大、或小、或宏，其共同點都是復雜，涉及學科眾多。然而，要解決這些復雜的科技問題，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，社會的發展對工程專業研究生提出了更高的要求。現代研究生的培養，不僅要培養他們精通本學科的專業技術知識，而且要培養他們對相關學科知識的理解。作為例子，社會希望工程專業畢業的研究生不僅具備扎實的專業技術知識，而且具備良好的協調人際關系的能力。在應對社會不斷的技術革新和組織變化方面，工程專業畢業研究生還要能夠了解工程實踐中的各種商業運作，并懂得在工程實踐中作出正確的決策。

面對現代社會對工程專業研究生教育提出的這諸多要求，世界很多發達國家都在嘗試工程專業研究生教育的改革。有研究表明，當前工程專業研究生教育中存在的不足體現在[1-7]：大多數工程專業研究生缺乏溝通和團隊合作能力，而且在社會發展、環境保護以及經濟成本等方面的視野不夠。盡管他們大多均具備良好的科學技術和計算機知識，但在工程實踐中不懂得如何將所學的知識進行理論聯系實際[3-4]。那么現代工程專業研究生教育的問題在哪？究其原因：工程專業研究生的課程設置與本科生的課程設置類似，缺乏充分整合，也未將這些課程與工程實踐相關聯，教育過程多為內容驅動；大多數研究生學術活動，實為查閱文獻和撰寫論文，沒有提供足夠的工程實踐機會給學生。所以，大多數工程專業研究生畢業之后，仍然缺乏交流能力和團隊精神。

要改變這一現狀，工程專業教育需要提供更多的機會給學生用來發展這些能力。也就是說，工程教育的課程需能夠提高學生對社會、環境、經濟以及法律問題的認識。研究生的學術訓練應盡量結合工程實踐進行，培養研究生理論聯系實際以及解決工程問題的能力。基于此，我們必須重新設置工程教育中的課程模塊和改變現有的科研訓練模式。問題是，重新設置課程計劃意味著需要開發新的課程以及改變現有課程結構，同時改變教學方法以幫助研究生在畢業時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踐經驗等原因，多數高?？赡苓x擇在現有課程的基礎上進行逐步的改進。但是，也有些高?？赡懿捎没趩栴}或者基于項目的學習模式代替傳統的填鴨式教學模式。

我國現行的研究生培養方案通常分為課程學習和學位論文兩個環節。為了改善工程專業研究生培養過程中存在的理論聯系實際能力缺乏、知識面和視野太窄等問題，本文提出了基于問題式學習（Problem-Based Learning，簡稱PBL）模型的研究生課程學習方法和基于項目式學習（Project-Based Learning，簡稱PBL）模型的研究生科研訓練方法。預期通過本文的討論，為提高高等工程專業研究生培養質量尋找到一種切實可行的有效方法。

1 問題驅動的研究生課程學習

近些年來，受研究生大量擴招的影響以及科研評價體系的引導，國內很多研究生培養單位對研究生的課程學習不太重視，甚至有些課程就是走過場。即使有些單位對研究生課程學習很重視，但是受教學資源緊缺的影響，其特點仍然是大教室、填鴨式以及老師為主導的教學模式。也就是說，研究生課程學習仍然沿用本科生的上課模式，即填鴨式教學方法，實在難以滿足培養學生創新創業能力的需求。原因在于這種課程教學的缺點就是學生無法從中學到提出問題和解決問題的能力。

為此，很多學者提出了各種以學生為中心的教學模式，比如PBL模式。PBL模式最先在醫學教學領域被引入，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研究生教育課程的影響仍然甚微。與傳統填鴨式教學法不同，PBL模式強調以學生的主動學習為主，而非以教師講授為主。PBL的核心思想是把學習與問題掛鉤，使學習者投入于問題中。它需要設計真實性的任務，強調把學習設置到復雜的、有意義的問題情景中，通過學生的自主探究和相互合作來解決問題，從而學習隱含在問題背后的科學知識，形成解決問題的技能和自主學習的能力。

為了達到良好學習效果，基于PBL的研究生課程學習，教師需要根據科研實踐提出課堂上需要討論的問題，研究生通過網絡或者圖書館查找資料，在分組討論的基礎上，教師完成總結。因此，授課教師在備課中，首先，要結合授課內容和科研實踐，查閱相關教材、文獻、工程實踐問題等；然后，編寫工程案例，結合工程案例提出討論問題，在課前發給每位研究生，并要求研究生根據所提的問題充分查找相關文獻資料后，在課下分組進行討論，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行補充，最后授課教師可對研究問題的重點和研究生回答模糊的問題作出小結。

因此，通過PBL模型教學，讓研究生帶著問題來學習，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的學習是跨學科的學習模式，可以促進研究生不斷地思考。比如，研究生為解決問題，需不斷地查閱文獻，歸納和整理所學的專業知識。PBL教學的優勢在于利于培養研究生的自主學習精神，而且改變了傳統的課程教學方法，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、授課教師是關鍵的教學理念。同時，PBL模式為研究生營造了一個輕松、主動的學習氛圍。課堂上，研究生能夠自主地、積極地暢所欲言，充分表達自己的觀點，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教學可使問題盡可能多地當場暴露，在討論中可以加深對正確理論的理解，還可以不斷發現新的問題，解答新的問題，使學習過程縮短，印象更加深刻。所以，PBL模式不僅對專業理論知識學習大有裨益，而且鍛煉研究生們多方面的能力，比如文獻檢索、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踐打下良好基礎。endprint

然而，PBL作為一種開放式的教學模式，對授課教師自身的素質和教學技巧有嚴格的要求。授課教師不但要對本專業、本課程內容十分嫻熟，而且能扎實掌握相關學科的知識，并具備提出問題和解決問題的能力，同時具有靈活運用知識的能力、嚴密的邏輯思維能力和良好的組織管理能力。授課教師要善于調動研究生的積極性、寓教于樂、控制課堂節奏等。授課教師應熟悉教學大綱和研究生的學習能力情況，這樣才能規劃好課程學習的重點、難點，選擇出適當的工程案例，提出有針對性的討論問題。所以，PBL教學模式的成功開展，需研究生的主動配合，從準備資料開始，就要結合問題、工程案例去查閱文獻，并積極與其它研究生和授課教師交流溝通，大家同心協力得出最佳結論。

總而言之，PBL教學模式，花在前期準備工作上的精力遠大于傳統的課堂學習，因此，需要研究生有主動學習的自覺性，否則很難達到預期的教學效果和目標。但是，我國研究生長期受小學、中學直至本科填鴨式教學方法的影響，對傳統教育教學模式具有一定的依賴性。大部分研究生缺乏主動發現問題、解決問題的積極性和能力。甚至有部分研究生只安于一個好的分數，會覺得PBL教學過于消耗時間。這其實也是依賴于填鴨式教學理念和學習方法的表現。為了培養提高工程專業研究生的總體素質，研究生需要從自身出發，完成角色轉換，從被動的學習者轉變為學習的主人。只有這樣才能夠提升自己的科學研究能力和發現問題、解決問題的能力，才能順應現代社會對他們提出的嚴苛要求。

2 項目驅動的研究生科研訓練

近年來，國內大多數研究生培養單位對研究生的培養模式進行了大量的改革，比如有不少單位構建了導師團隊指導的研究生培養模式，但其本質與單一導師制的培養模式一致。研究生科研訓練也是在導師的指導下，通過完成導師申請的各類課題，撰寫小論文和學位論文。因為我國現行的本科生培養模式，使得大部分研究生在從本科生過渡到研究生期間，沒有受到相應的訓練，甚至有大量的研究生第一學年的課程學習都流于形式，對課程學習不太關注，未完成從本科生到研究生學習方法的有效轉變。所以，在研究生進入課題之前，甚至整個研究生學習中，我們還需要設置一些相應的學術培養環節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方案中要求研究生參加國際國內學術會議、發表學術論文等的原因所在。問題是，受課題經費的限制，并不是每個研究生都有機會參加會議，甚至很多研究生在攻讀學位期間，從未經歷過學術會議和發表過論文。

面對這一問題，我們課題組提出了PBL科研訓練模型。參與科研項目是研究生學習期間必須經歷的訓練環節之一，也是研究提升學術能力的重要途徑。不管是縱向課題還是橫向課題，研究生在完成項目的過程中都可以達到理論與實踐相結合的體驗。因此，南昌航空大學研究生院規定，導師沒有在研的科研項目就不能上崗指導研究生。

項目通常是指工程實踐項目中的工作單元。工程師執行的每一個專業實踐任務幾乎都與項目有關。不同項目具有不同的時間尺度。諸如，建造大型水壩或發電站的項目可能需要幾年，而其他工程師可能在任何給定時間為不同客戶完成許多小型項目。不同項目可能具有不同的復雜程度，但是所有項目都在某些方面與工程師的學科專業中的基本理論和技術相關。小項目可能只涉及專業中的某一個領域，而大型項目將是多學科，不僅包括不同學科的工程師，而且包括其他一些專業和非專業的個人及團隊。在實踐中成功完成某一項目，需要各領域的專業受到良好的工程研究訓練。為了更好地推進項目，課題組制定了定期進行學術研討的學術制度，通過這種方法來彌補有些學生沒有參加學術會議的不足。我們在組建導師團隊的基礎上，在研究生導師指導下自行組織課題組學術研討會，導師和研究生定期做學術報告。不同研究方向的課題組之間開展學術討論，不僅能夠讓研究生開拓思路，而且能達到科研訓練之目標。

基于項目的科研訓練是以學科的概念和原理為中心，研究生通過參與科研項目，在調查、研究、協作中最終形成產品或在解決問題中建構能力。項目驅動的科研訓練是一種探究性學習，它能促進研究生自主投入科研，提高學術能力和素質。最大特點是研究生是學術活動的中心，項目圍繞著與科研活動保持一致的重要學習目的。本課題組項目大多數是由國家自然科學基金以及企業橫向課題來推動的。

項目學習的特點是，導師申請的每個項目都和真實世界相連接。在完成項目的過程中，研究生可以通過發表論文或申請專利來驗證知識和技能。在完成項目的過程中，導師需要轉變角色。那些習慣于布置任務的導師在一個以研究生為中心的學術活動中可能會遇到問題。因此，在基于PBL的科研訓練中，導師要學會放棄控制，允許研究生同時在不同的活動中作不同的事情。在指定指導研究生選題時，導師需要查閱大量的文獻，一旦項目走入正軌了，導師在日?；A性的準備工作上花費的時間少了，在整個項目的過程中只起到督促和顧問的作用。研究生在完成項目的過程中，我們應多聽取研究生的意見和建議，鼓勵研究生作出各種決定，合作完成各類科研項目。

通過大量的科研活動，研究生不僅構建自己的專業知識，同時還訓練了溝通能力、合作能力以及正確作出決策的能力?；陧椖康目蒲杏柧?，這對研究生來說不僅是一種挑戰，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，項目驅動的科研訓練，不僅讓研究生們更有動力并更好地完成課題組的科研項目，并且始終保持一種積極學習狀態。因為文獻閱讀是研究生在完成項目中經常需要借助的工具，它不僅能增加學習體驗，而且讓研究生盡可能地了解相關領域的研究現狀，找到科研創新點。

3 結語

從現代科技發展趨勢入手，總結了現代社會對工程專業研究生提出的各種要求。在傳統研究生培養模式的基礎上，討論了基于PBL模型的工程專業研究生培養方法。在此基礎上，分別討論了問題驅動的研究生課程學習方法和項目驅動的科研訓練方法。最后，分析了基于PBL的研究生培養過程中存在的難題。結論表明，基于PBL模型的研究生培養方法，不僅對研究生提出了更高的要求，對任課教師和研究生導師也提出了更加嚴格的標準。

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