建構主義模式項目訓練對研究生實踐創新能力培養的效用研究

夏友樺 李升 董心怡

摘? 要：建構主義教學模式不僅在大學生實踐創新中應用廣泛，在專業碩士研究生實踐創新中同樣具有價值。基于建構主義教學模式的項目訓練是對研究生專業建設的深入探究，不僅能使研究生獲得工程實踐經驗，還能充分發揮其主觀能動性，培養協調合作、溝通交流等綜合素質。項目訓練建構主義教學法以“項目為主線，導師為主導，學生為主體”為思路，將理論與工程實踐相結合，旨在培養研究生實際工程實踐過程中的創新發散思維。培養研究生實踐創新精神是提高科研能力的關鍵，有助于提高研究生的實踐創新能力。

關鍵詞：建構主義;項目訓練;工程實踐;創新能力

中圖分類號：G640? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2019）24-0034-03

Abstract： Constructivism teaching mode is not only widely used in college students' practice innovation， but also has the same value for professional master graduate students. The project training based on the constructivism teaching mode is a further study ofthe graduate students' professional area， it can not only make graduate students get practical work experience， but also give full play to the comprehensive quality including subjective initiative， coordination， communication and so on. The project training teaching method is based on "project as the main line， teacher as the guide， students as the mainstay"， combining theory with engineering practice， with the purpose of cultivating graduate students divergent thinking during the actual engineering design. Practice innovation spirit is not only the soul but also the power of scientific research. Thus， cultivating graduate students' practice innovation spirit is the determinant key to heighten scientific research ability， which also helps graduate students of project training to better carry out the spirit of practice and improves the innovation ability.

Keywords： constructivism; project training; engineering practice; innovation ability

近年來，我國經濟社會的快速發展，社會對于科研能力突出并且具備實踐創新素質的高層次專業人才的需求越來越大。與此同時，研究生的教育規模也在不斷擴大，但其教育過分重視數量而輕視質量的問題日益突出，研究生群體普遍創新意識不強，科研能力不足的問題日漸凸顯，而實踐創新能力無疑與科學技術的進步和經濟社會的發展息息相關，而且與國家的生命力與綜合國際競爭力也有著密不可分的聯系[1]。

現行的教育體制，無論是從教學方式還是訓練手段上看，主要是針對于學生專業理論知識的學習和個體技能的培養，缺乏一定的實踐創新能力的訓練。因此，教育者需要從傳統的教學模式和方法中突圍，形成以實踐創新能力培養為主要目標的新型教學體系[2]。通過探索基于建構主義的教學理論和方法，借鑒國內外項目訓練優秀教學模式并結合我校的實際情況加以創新改革，尋求出真正適合我校實際情況開展的項目訓練教學模式，提高研究生實踐創新能力的最佳教學方案。

一、建構主義教學模式

建構主義教學模式作為一種新型教學模式，以學生為主體，導師為輔助，強調學生在科研過程中的主動靈活性和協作學習能力，著重培養學生實踐創新能力，從而有效提高理論教學和實踐教學的效果，實現教學目標[3]。現行的較成熟的建構主義教學方法有[4]：（1）支架法：導師為學生搭建項目“支架”，將學習管理任務轉移給學生研究小組或團隊;（2）拋錨法：以真實問題或實際案例為教學背景選擇課題，導師提供問題線索和思路;（3）隨機進入法：對相同的某一教學內容，導師在不同的時機或情境，為實現不同的教學目標，使用不同的方式加以復現，給與指導性意見，保證教學質量。

建構主義模式項目訓練，是基于建構主義教學模式下的理論聯系實踐的結果，也是對專業碩士研究生實踐創新能力培養的有效渠道，有助于大力提高專業人才培養的社會實踐性和創新競爭性。在建構主義教學模式框架下，導師不再是簡單意義上的知識教授者，而是項目訓練的引導者、學生團隊的合作者與項目實施的促進者，通過專業碩士研究生的情境創設、協作自主學習，完成訓練目標和要求[2，5]。

二、項目訓練的實際案例

結合項目訓練在我校的實施，我校專業碩士研究生在導師的引導下積極開展了一系列校級項目訓練實踐，旨在改變以教師為中心，學生處于被動學習的局面，彌補傳統教學方式無法調動學生學習自主性的缺陷[6]。項目訓練注重培養研究生的科研興趣，增強其實踐積極性與主動性。

基于建構主義教學模式，導師結合了支架法、拋錨法和隨機進入法三種教學方法，幫助某一研究生訓練團隊確定“光伏并網系統監測及穩定性試驗研究”的課題，并搭建訓練框架，研究生在此基礎上開展此項目訓練。具體過程如下：

1. 結合當前國內外光伏電源技術發展現狀和研究背景，導師搭建訓練的目的和過程支架，提出訓練思路和亟待解決的問題，撰寫教學大綱和任務書、編制教學計劃。

（1）項目的研究背景：目前，能源供應和環境問題日益突出，使得光伏發電技術得到前所未有的重視，光伏發電在許多方面取得突破，其市場競爭力和需求也越來越大。所以，針對光伏并網系統監測及穩定性試驗研究很有必要。

（2）國內外發展動態：在國內，光伏并網系統的發展進入瘋長式階段，成本和售價不斷下降。光伏并網產生的電網電壓、逆變諧波、無功平衡、線路潮流和網損、配電規劃、并網逆變器等問題，經研究后得到了合理有效的解決;在國外，并網光伏發電容量迅猛增長，光伏并網的電壓穩定、頻率變化、無功補償等各項技術指標也處在進一步的研究和論證階段。

（3）本課題相關工作積累和已有的研究工作成績：課題組前期已成功搭建的500W光伏并網實物系統以及相應的參數測量工具;實時監測記錄裝置;課題組針對光伏并網發電發表的相關論文。

（4）采用拋錨法指出課題難點和亟待解決的關鍵問

題：a.如何實現分布式光伏并網系統的實時監測裝置對電

流、電壓、環境溫度、光照強度等數據的實時采集和顯示，以及PC端如何接收和存儲數據;b.在進行穩定性實驗時，如何建立符合要求參數值的負荷模型，這直接關系到本次研究結果的準確度和可信度;c.在給定網絡結構或電路參

數的情況下，如何在保證各元件安全穩定的工作前提下改變負荷，使負荷側發生一定擾動，記錄各個數據變化情況并分析，來研究其對分布式光伏并網系統電壓穩定的影響;d.當網絡的拓撲結構或電路參數以及負荷側功率發生

變化時，如何快速準確地判斷電壓是否失穩或崩潰，并在此基礎上尋求有效增強系統穩定性的措施。

訓練團隊在項目開題前根據要求，閱讀文獻，收集相關資料。在探索與學習中，研究生了解了光伏發電的原理、特點、應用現狀及技術發展趨勢。以此為基礎，研究生在訓練實踐中規范操作，如實記錄，勤于思考，認真分析實驗數據，獨立完成小型裝置設計開發。研究生開展項目訓練現場，如圖1所示。

2. 訓練過程中，訓練團隊按照本次項目訓練任務書的教學計劃進行訓練，并充分利用課余時間，開展了為期16周的項目訓練，包括查閱資料，閱讀參考文獻，了解培訓內容（第一周）;現場觀摩（第二周）;現場操作練習，學習光伏相關知識（第3-7周）;軟件建模調試，測控裝置設計開發（第8-12周）;撰寫論文（第13-14周）;現場操作考核（第15周）;樣機運行調試，項目答辯（第16周）。導師在項目訓練實施過程中，不斷在不同情景隨機進入并結合拋錨法開展教學，引導學生進行深層次思考和動手實踐。

訓練團隊研究光伏并網系統穩定性和實時監測的原理，以500W光伏發電并網系統為基礎，理解其結構組成，設計裝置電路并實現制作;開展系列實驗，如數據實時測量、并網測試和穩定性試驗等。上述工作共設計開發了兩套試驗裝置，分別是分布式光伏并網電壓穩定試驗裝置和分布式光伏并網系統實時監測裝置，如圖2、圖3所示。

3. 在項目結題時通過對課題完成過程及成果質量進行深入反思，對以下問題進行了闡述：

（1）項目研究的意義：改善能源結構，發展低碳經濟，建立綠色安全電網。

（2）項目研究的目標：提供采集并網時的各個參數：電壓、電流、光照、溫度、以及數據采集時間，并以實時顯示、精確測量、實時無線傳輸和儲存的方式采集、監控數據，以便后期對數據進行處理和分析，實現穩定性。

（3）項目研究的過程及內容：a.光伏并網系統監測及穩定性試驗理論研究;b.完善已有光伏并網系統實物模型;c.設計開發分布式光伏并網系統實時監測裝置;d.設計開發

分布式光伏并網系統穩定試驗裝置。

（4）項目研究的主要成果：a.一套光伏發電并網系統監測實物裝置及實用新型專利申請;b.一套光伏發電并網系

統電壓穩定試驗實物裝置及實用新型專利申請;c.撰寫論

文2篇。

三、項目訓練的考核評定

項目訓練在初期設置開題答辯，主要針對項目訓練的開題背景、目的意義、擬采取的研究方法、技術線路、試驗方案及其可行性、預期成果等一系列問題進行闡述，專家審核訓練團隊的分工是否明確，經費是否合理，并考察團隊的合作協作能力。訓練中期，對其項目訓練的開展進程進行合理評估，并在過程中加以指引，拋出新問題、新思路，從而開展更深一步的探討研究，鍛煉研究生的科研創新精神。最終考核的訓練成果展示主要以PPT和視頻的形式呈現，也可通過實物模型操作運行演示，與此同時，研究生對所在團隊項目訓練的開展過程、創新理念、不足與后期展望等幾個要點進行闡述，將專業理論知識與實際相結合，充分調動自身的積極性和創新性。

作品運行演示及項目答辯是項目訓練考核的核心，由若干名專家老師組成考核小組，并針對項目訓練中存在的問題對訓練團隊進行現場提問，通過團隊的答辯來考核此次項目訓練的意義和價值，并對其成效做出一定的評價，分析其中存在的問題并提出相應的改進建議。答辯過程可以反映出團隊對項目的熟悉掌握程度和深度。

答辯現場如圖4所示。

四、項目訓練的效用

建構主義模式項目訓練是針對于傳統教學中過度重視應試能力的培養，學生實踐創新能力得不到鍛煉，從而影響學生主體作用的發揮和學習過程中創新能力培養的問題而開展的。基于建構主義教學模式的項目訓練教學法對于學習中所遇到的問題能夠及時發現、有效改進，從而達到有效促進教學的目的。

通過一定的創新項目訓練，導師在理論、實踐指導中傳播科學知識，發揚科研精神，研究生從中進一步熟悉和掌握本學科的理論前沿，從而激發從事科學研究的興趣。其次，無論是從實踐創新能力的培養，還是從協調合作、表達溝通等綜合素質的提升方面來看，項目訓練都具有一定的效用、價值。項目成員在項目訓練的開展過程中，不僅鍛煉了獨立思考的能力，還養成了利用所學知識去發現問題、分析問題的能力，對知識短板不斷改善，進而解決問題。

基于校級項目訓練，上述案例效用顯著，團隊研究生成員共發表了2篇論文，其中一篇以第一作者撰寫，發表于省級期刊;一篇以第二作者撰寫（導師排名第一），發表于重要核心期刊。該項目還獲得江蘇省研究生實踐創新項目立項資助，并順利結題。此外，還申請了2項實用新型專利，并得到了授權（其中轉讓1項），同時實時監測裝置作品還在校大學生課外學術科技作品競賽中獲二等獎。

此項目的研究生團隊也在訓練中增加了對光伏并網系統的理解，掌握了光伏發電系統參量的基本測量方法，增強了自身的實踐操作能力。

五、結束語

本文中以實際項目訓練實施過程為例，介紹了建構主義模式項目訓練的實施過程及其在培養研究生實踐創新能力中的應用。基于建構主義教學模式的項目訓練充分發揮了項目團隊成員的主體認知作用，充分調動其創新科研積極性，但同時也不可忽視導師的前期支架作用、過程引導作用和后期考核作用。未來將結合改進的意見，提高項目訓練應用教學的質量，對已有的創新項目訓練教學方案進行優化，從而為專業碩士研究生提供更為有效的實踐創新培養平臺。

參考文獻：

[1]羅嬌.淺議建構主義教學理論對高校中培養創新型人才的啟發[J].教育實踐研究，2011：198-199.

[2]王留芳，董德禮，周拓宇，等.多模式、多層次電子電工實踐教學改革的探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2011，3（30）：94-96.

[3]李升，龔臻琰，孫愛兵.建構主義和CDIO教學模式的應用及比較分析[J].中國電力教育，2014（27）：25-26+34.

[4]李升，陳宇婷，徐艷.建構主義和CDIO教學模式在大學生科技創新中的應用[J].大學教育，2015（9）：150-151+174.

[5]黃蕾.項目教學法在電工技能實訓課教學中的應用[J].教育教學論壇，2012（10）：175-176.

[6]Sheng Li， Sijia Lu， Jiani An， et al. Application of project teaching for smart grid technologies in postgraduate practice innovation ability training[C]//2nd International Conference on Management， Education and Social Science（ICMESS2018）， Qingdao， China： DEStech Publications， 2018：1100-1103.