巖土工程專業(yè)研究生課程教學(xué)中的“學(xué)―研”創(chuàng)新模式探索

劉先珊，謝 強，許 明

（1.山地城鎮(zhèn)建設(shè)與新技術(shù)教育部重點實驗室（重慶大學(xué)） 重慶 400045；2.重慶大學(xué)土木工程學(xué)院 重慶 400045）

工科研究生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)是我國研究生教育的核心內(nèi)容[1]，其課程教學(xué)過程的“知行合一”[2]是逐步挖掘他們創(chuàng)新潛能的重要保障。近年，國家相繼制定了研究生教育創(chuàng)新的一些政策“《關(guān)于深化研究生教育改革的意見》（教研〔2013〕1 號）”，以研究生創(chuàng)新為基礎(chǔ)的課程體系教學(xué)模式備受各高校的重視，并取得了一些成效[3]。

著名教育專家Burton Clark 教授指出“當(dāng)大學(xué)首先被理解為探究的場所時，研究和教學(xué)活動不僅是互相滲透的，且本質(zhì)上是兼容的”。借鑒國外著名高校的研究生教育模式，可進一步完善國內(nèi)研究生的培養(yǎng)體系。如美國提倡互動性很強的“教”和“學(xué)”過程，實現(xiàn)多學(xué)科的知識融會貫通，研究生的創(chuàng)新興趣大步提升，教學(xué)效果良好。德國強調(diào)研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，使得學(xué)生在研究生階段能更好地發(fā)揮和提高自身的創(chuàng)新能力。

可見，研究生課程教學(xué)不再是簡單的知識傳承，更要立足研究與創(chuàng)新，幫助研究生構(gòu)建創(chuàng)新思維和提升科研能力[4]。

1 研究生專業(yè)課程教學(xué)中的問題[5-6]

教學(xué)模式缺乏創(chuàng)新，采用的教學(xué)模式依然為本科簡單延伸化。教學(xué)內(nèi)容“淺”和“泛”，教學(xué)方式也與本科相仿；課堂上師生互動缺乏。特別是課程涉及較多前沿科技，很多學(xué)生很難跟上老師的節(jié)奏，聽講積極性不夠。

教學(xué)內(nèi)容滯后于科技發(fā)展。巖土工程大多課程設(shè)置落后于前沿。即使一些新興課程采用國外原版教材，也忽視了國內(nèi)專業(yè)的特點與需求。另外，教學(xué)中引入的科研課題常常流于形式，導(dǎo)致理論教學(xué)脫離或落后于實際。

專業(yè)課程內(nèi)容多與學(xué)時少的突出矛盾。研究生培養(yǎng)目標由學(xué)科型向創(chuàng)新復(fù)合型轉(zhuǎn)變，教學(xué)學(xué)時越來越少與教學(xué)內(nèi)容越來越多的矛盾使得研究生對學(xué)科前沿了解不夠，學(xué)習(xí)動力不足。

教學(xué)過程中的“放羊式”管理。研究生數(shù)量較多，“個體式自學(xué)”與“本科式灌輸”的教學(xué)模式依然存在，“導(dǎo)”的效應(yīng)不足，其創(chuàng)新潛力不能正常體現(xiàn)，“知行合一”的目標無法達成。

可見，隨著巖土工程前沿科技發(fā)展的日新月異，研究生教學(xué)應(yīng)達成“授人以魚不如授人以漁”的教育共識[7]，由師教生學(xué)過渡到師生共研的合作關(guān)系[8-9]，實現(xiàn)“導(dǎo)―學(xué)―研”的創(chuàng)新教學(xué)模式。

2 “學(xué)―研”創(chuàng)新理念下的研究生專業(yè)課程教學(xué)設(shè)計

2.1 多元化教學(xué)模式研究

雙語教學(xué)。設(shè)置教學(xué)PPT、經(jīng)典文獻及習(xí)題的部分內(nèi)容全英文，授課沿用中文模式。教師基于英文原版教材及國外名校教學(xué)資源，制作別具一格的全英文課件。

案例教學(xué)。將典型工程問題提煉為教學(xué)案例，以提升研究生分析問題的能力。講授“巖石動力學(xué)”課程的多自由度系統(tǒng)，結(jié)合汶川地震項目，再現(xiàn)地震中的滑坡過程；“滲流理論與測試”課程講解巖體滲流時，結(jié)合意大利瓦伊昂大壩的失事，再現(xiàn)水力耦合過程，由此拓寬學(xué)生的視野。

雨課堂教學(xué)。要求學(xué)生微信在線回答測試題，激發(fā)了學(xué)生的主動參與意識，量化學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，把握學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡。

經(jīng)典文獻閱讀心得分享。如“巖石動力學(xué)”教學(xué)中，精選動力學(xué)、地震響應(yīng)等學(xué)術(shù)論文；“滲流理論與測試”教學(xué)中，選擇滲流、多場耦合理論方面的論文，供研究生討論課交流心得。

2.2 與科技發(fā)展協(xié)同并進的教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化

緊密結(jié)合與巖土工程的先進技術(shù)，突破常規(guī)的“填鴨式”知識教學(xué)模式，增加研究式、探索式實驗比重，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。如“巖石動力學(xué)”教學(xué)中，涉及多源信息大數(shù)據(jù)清洗及AI 預(yù)測地震技術(shù)；“滲流理論與測試”教學(xué)中，涉及熱儲的巖心重構(gòu)技術(shù)、微細觀粒子成像技術(shù)。與前沿動態(tài)相關(guān)的課程內(nèi)容均能提高研究生的創(chuàng)新意識，促其適應(yīng)當(dāng)前的社會需求。

2.3 “學(xué)―研”理念下的課程項目實踐過程研究

結(jié)合巖土工程專業(yè)的特點，制訂了研究生課程項目的實施方案：教師講授如何進行優(yōu)秀文獻閱讀；學(xué)生自擬選題；確定考核和評價標準：選題背景與文獻分析(25%) 、研究內(nèi)容(15%)、關(guān)鍵問題(10%)、研究方案與技術(shù)路線(30%)及成果展示(20%) 。每周選定2―3 位研究生開展研討交流，教師點評，學(xué)生再次展示“階段成果”，最后進行項目答辯及評分。

3 研究生專業(yè)課程的“學(xué)―研”創(chuàng)新教學(xué)策略

3.1 課程教學(xué)中“學(xué)”到“研”的角色轉(zhuǎn)換

研究生的角色轉(zhuǎn)換是關(guān)鍵，將“學(xué)習(xí)”置換為“研究”，學(xué)生開展查閱模仿，完成論文寫作的研究總結(jié)，構(gòu)建一次閉環(huán)。學(xué)生自我“know what”到“know how”，實現(xiàn)“螺旋式上升和波浪式前進”，形成“粗線條的研究工作訓(xùn)練”，掌握有效的研究方法。同時，為了促進研究生角色的快速轉(zhuǎn)換，通過實際工程的具體實施提升其創(chuàng)新思維，形成創(chuàng)新能力的原動力，如圖1 所示。如“礦山開采的地壓控制研究”項目中，導(dǎo)師與甲方聯(lián)合帶領(lǐng)研究生現(xiàn)場調(diào)研并熟悉開采工藝，在實踐中總結(jié)地壓控制亟待解決的問題，導(dǎo)師指導(dǎo)研究數(shù)值模擬地壓分布，找到理論研究的前沿問題，訓(xùn)練研究生理論創(chuàng)新和解決復(fù)雜問題的高級思維，促其順利完成從“學(xué)”到“研”的角色轉(zhuǎn)換。

圖1 基于項目創(chuàng)新的研究生角色轉(zhuǎn)換模式

3.2 研究生課程教學(xué)中的模仿創(chuàng)新實踐過程

基于導(dǎo)師的指導(dǎo)及自主閱讀，聚焦問題并分析原因，進行方法的縱橫對比并給出優(yōu)劣評價，達到科研思維訓(xùn)練的目的；重復(fù)并驗證相關(guān)論文的實驗結(jié)果，做到“知行合一”，尋求導(dǎo)師的再次指導(dǎo)調(diào)整；基于“側(cè)移思維”的思路，完成場景變換后的模仿創(chuàng)新，“形似”轉(zhuǎn)為“神似”，達到深層次的模仿創(chuàng)新；繼而與導(dǎo)師進一步協(xié)調(diào)完善，開展深入的模仿創(chuàng)新演練，整合多領(lǐng)域技術(shù)和方法，實現(xiàn)深度創(chuàng)新。如圖2 所示，仿創(chuàng)、綜創(chuàng)甚至原創(chuàng)的訓(xùn)練是可通過一篇前沿科技論文開展多次“螺旋式上升”及“閉環(huán)”訓(xùn)練，達到研究生自主探究創(chuàng)新的目的。

圖2 師生互動的研究生模仿創(chuàng)新訓(xùn)練

3.3 研究生課程教學(xué)中模仿創(chuàng)新模式的實施方案

借助同伴教學(xué)與翻轉(zhuǎn)課堂的概念，設(shè)計表征課外時空的“查、寫”及課內(nèi)時空的“講、聽、議”的教學(xué)模式。

課外時空中的“查”與“寫”作為課堂教學(xué)的課外環(huán)節(jié)，學(xué)生的自主性很重要，否則教學(xué)過程易失控。

課內(nèi)時空中的“講、聽、議”是對“講者”的強化訓(xùn)練，要求學(xué)生能對課程內(nèi)容追溯求源；作為“聽者”，要求提問有實有據(jù)，并能給出研究方向；作為“議者”，要求全程參與“頭腦風(fēng)暴”并開展肯定或批判，學(xué)生被強制置于“批判性的學(xué)術(shù)環(huán)境中”，易于培養(yǎng)研究生的學(xué)術(shù)人格。

分組的課堂形式：通過分組團隊協(xié)作的方式，實現(xiàn)資源共享、求同存異、擇善而從、共勉共進，最終實現(xiàn)互利共贏。

課程尾聲需形成一份調(diào)查問卷，包括學(xué)生的自研內(nèi)容整理、教師的教學(xué)完成度評估、“教”與“學(xué)”建議及模仿創(chuàng)新的“學(xué)”到“研”啟發(fā)，形成目標達成度問卷，即達到“查、講、聽、議、寫”的目標。

3.4 “學(xué)―研”創(chuàng)新模式的教學(xué)效果

改變傳統(tǒng)的教師“教”與學(xué)生“學(xué)”的輸出式教學(xué)模式，形成研究式學(xué)習(xí)方式，提升學(xué)生的創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力。

“以學(xué)促研”的理念旨在激發(fā)學(xué)生的研究興趣，培養(yǎng)其學(xué)習(xí)的主觀能動性，提升解決問題的能力。

以“知行合一”為核心，提升學(xué)生的研究能力，達到現(xiàn)學(xué)以致“知”、致“用”并致“慧”，并啟智開悟，實現(xiàn)模仿的“形似”到“神似”，進而“青出于藍而勝于藍”。

由“以教為主”轉(zhuǎn)為“以學(xué)為主”，形成“導(dǎo)―學(xué)―研”的師生共研合作關(guān)系，實現(xiàn)“學(xué)科專業(yè)平臺化，師生全員創(chuàng)客化，能力建構(gòu)個性化”。

4 結(jié)語

巖土工程專業(yè)研究生教學(xué)中的“學(xué)―研”理念使得學(xué)習(xí)對研究的推動作用及研究對學(xué)習(xí)的能動作用得到完美體現(xiàn)，挖掘了研究生的創(chuàng)新潛能，使其快速適應(yīng)行業(yè)要求，適時調(diào)整學(xué)習(xí)的方向，迸發(fā)個人在相關(guān)領(lǐng)域的創(chuàng)新能量。

可見，巖土工程專業(yè)課程教學(xué)的模仿創(chuàng)新模式是要求研究生除了掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識外，更多的是拓寬視野，以具備寬泛的專業(yè)技能和工程素養(yǎng)，成為現(xiàn)代具有創(chuàng)新精神、憂患意識、指揮才干和領(lǐng)導(dǎo)膽識的真正巖土工程師。因此，積極運用現(xiàn)代化教學(xué)手段，提升研究生的創(chuàng)新意識及創(chuàng)新能力，為培養(yǎng)與國際接軌的高素質(zhì)創(chuàng)新人才奠定堅實的基礎(chǔ)。