以項目為載體,基于問題的研究學(xué)研一體,培養(yǎng)工程實踐與創(chuàng)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(xué)模式進(jìn)行了研究與實踐，將學(xué)生分成若干個小組，以項目研究（設(shè)計）為載體，學(xué)研一體，通過獨立與合作學(xué)習(xí)，探索研究，完成知識的學(xué)習(xí)和工程實踐與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】項目；問題；學(xué)習(xí)；研究；合作；時間；創(chuàng)新；能力

文章編號:ISSN1006—656X(2013)06?-00056-02

一、工程實踐能力與創(chuàng)新能力是教學(xué)改革的核心目標(biāo)

工程實踐能力和創(chuàng)新能力是知識經(jīng)濟(jì)社會對優(yōu)秀工程技術(shù)人員素質(zhì)的要求，是現(xiàn)代企業(yè)應(yīng)對全球經(jīng)濟(jì)一體化，參與國際競爭的需要，也是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要。同時也是建設(shè)創(chuàng)新型國家與科教興國發(fā)展戰(zhàn)略的需要。因此，也成為我國高等工程教育改革與培養(yǎng)卓越工程師教育計劃的核心目標(biāo)和重要研究課題。

二、工程實踐與創(chuàng)新能力是在工程實踐中獲得的

要培養(yǎng)具有工程實踐和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)卓越工程師，首先要弄清楚他們的工作環(huán)境、條件、任務(wù)、特點及成長規(guī)律。調(diào)查研究結(jié)果表明：卓越工程師是在工程實踐中培養(yǎng)出來的，是在工程項目的研究與設(shè)計中逐漸成長起來的，他們是利用已有的知識和技術(shù)，通過精細(xì)的專業(yè)分工和廣泛密切的跨學(xué)科合作，組成一個研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)系統(tǒng)，以設(shè)計和創(chuàng)造具有技術(shù)優(yōu)勢和高價值工程項目、技術(shù)、產(chǎn)品為研究對象，在合作研究中學(xué)習(xí)，創(chuàng)新新的知識、技術(shù)和產(chǎn)品，來改變現(xiàn)有的世界。過去高等學(xué)校培養(yǎng)的畢業(yè)生雖然掌握了一定的知識和技術(shù)，但與企業(yè)工程師相比，他們在綜合素質(zhì)、實踐與創(chuàng)新能力方面存在著很大的差距。經(jīng)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(yīng)用知識解決工程問題的實踐。實踐是發(fā)現(xiàn)、發(fā)展、創(chuàng)新知識的源泉，是檢驗真知的標(biāo)準(zhǔn)，也是深刻認(rèn)識、理解、學(xué)習(xí)知識和技術(shù)的最好課堂與老師。人們根據(jù)經(jīng)驗總結(jié)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(zhì)、原理、規(guī)律，并有新的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展。因此要培養(yǎng)未來卓越的工程師，就要按照其成長的特點和規(guī)律改革教育體系和教學(xué)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(xué)，在教學(xué)中研究

在上述教學(xué)理念的指導(dǎo)下，東北大學(xué)中荷生物醫(yī)學(xué)與信息工程學(xué)院引進(jìn)了合作辦學(xué)伙伴荷蘭埃因霍溫科技大學(xué)的先進(jìn)教學(xué)模式DCL課程。DCL(Design Centered Learning)——以設(shè)計為中心的學(xué)習(xí)模式，它是以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)，以學(xué)習(xí)為中心，采取學(xué)生分組合作、查閱資料、調(diào)查研究、討論、交流等方式學(xué)習(xí)設(shè)計方法的課程。這種課程很受學(xué)生的歡迎。在教學(xué)實踐中，我們組織編寫了《DCL教學(xué)規(guī)范手冊》、《助教指導(dǎo)手冊》、《學(xué)生學(xué)習(xí)手冊》，并對其不斷地進(jìn)行研究和發(fā)展，將這種教學(xué)模式推廣到基礎(chǔ)課和專業(yè)課程的教學(xué)之中。形成了以學(xué)生為中心、以項目為載體、基于問題的研究、學(xué)習(xí)、運用知識、培養(yǎng)能力；以知識為載體傳播科學(xué)思想和科學(xué)精神、探索教學(xué)規(guī)律、豐富教育文化；在研究中教學(xué)，在教學(xué)中研究教學(xué)模式。

首先成立了中外教師和企業(yè)專家組成的教學(xué)小組，編寫這種研究型教學(xué)的教案，提煉項目，講授工程案例，引導(dǎo)學(xué)生對項目和問題開展自主學(xué)習(xí)、合作探索研究，參與學(xué)生的討論，評價學(xué)生的學(xué)習(xí)研究成果與課程成績。變以教學(xué)為主為以研究學(xué)習(xí)為主。在研究設(shè)計項目的選擇上，教師根據(jù)教學(xué)和科研經(jīng)驗，要提煉出能夠涵蓋本課程主要知識內(nèi)容的項目或研究設(shè)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(jīng)過選擇和提煉達(dá)到課程項目化、項目問題化、問題知識化、知識層次化。

在學(xué)生分組（5-6人一組，其中一名組長）開展學(xué)習(xí)研究（設(shè)計）項目之前，教師要對本門課程知識的重點、難點，相關(guān)知識的交叉聯(lián)系以及在實際應(yīng)用領(lǐng)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(xué)術(shù)觀點，分析問題與知識、知識與知識之間的聯(lián)系與結(jié)構(gòu)。課程內(nèi)容主要通過學(xué)生對項目的研究、學(xué)習(xí)來掌握。學(xué)生能看懂的、查資料能學(xué)會的，通過討論、合作研究能學(xué)會的東西都可以不講。讓學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、探索研究、合作學(xué)習(xí)與研究來學(xué)會，學(xué)會學(xué)習(xí)方法、工程項目的研究（設(shè)計）方法，讓學(xué)習(xí)知識與培養(yǎng)能力共生并進(jìn)。

在開展對項目研究（設(shè)計）的過程中，對學(xué)生在研究型學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的問題和困難，教師的責(zé)任是啟發(fā)和引導(dǎo)，不能包辦代替，要讓學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、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(xué)習(xí)與研究中，才能培養(yǎng)成獨立思考的習(xí)慣和科學(xué)的素質(zhì)。在不斷的艱難探索中，才能培養(yǎng)對真諦執(zhí)著追求的科學(xué)精神，才會有所發(fā)現(xiàn)、有創(chuàng)新；在爭論與交流中，才會思辨、批判和拓展，激活興趣，點燃學(xué)習(xí)熱情；在合作中，才能學(xué)會負(fù)責(zé)、協(xié)作和分享；在戰(zhàn)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(xué)習(xí)、研究、應(yīng)用實踐的經(jīng)歷和體驗，才能把理解了的東西變?yōu)樽约旱臇|西，才能把知識變?yōu)槟芰Γ嬲龑崿F(xiàn)學(xué)思結(jié)合、知行合一、教學(xué)互動、學(xué)研一體。

學(xué)生對項目開展學(xué)習(xí)和研究之前，要按照5-6人劃分為一個小組，選一名學(xué)生為組長，由組長組織領(lǐng)導(dǎo)小組成員對項目開展調(diào)研、討論，細(xì)分為若干個問題或者子項目，并進(jìn)行分工，沒人承擔(dān)一定的任務(wù)，并組織大家開展合作學(xué)習(xí)、討論、研究、交流、總結(jié)、撰寫成果、答辯演示等。在以上過程中教師要給予指導(dǎo)。在個人和小組展示時，重點展示解決項目中關(guān)鍵問題和一般問題的思想方法、技術(shù)路線，知識與問題，知識與知識之間的聯(lián)系、結(jié)構(gòu)、創(chuàng)新點，以及還有那些問題沒有解決與深入研究的一些設(shè)想等等。促使學(xué)生清晰地重新構(gòu)建該課程的知識結(jié)構(gòu)。

教學(xué)模式、目標(biāo)改變了，成績考核方式也改變了——小組、教師評價學(xué)習(xí)研究成果。因此評價學(xué)生的學(xué)習(xí)研究成果時要一種新的方法來評價，要從學(xué)習(xí)知識轉(zhuǎn)向?qū)W習(xí)能力的轉(zhuǎn)變，從關(guān)注結(jié)果向過程與結(jié)果并重的轉(zhuǎn)變。要重點考核自學(xué)能力、研究能力、實踐能力、創(chuàng)新能力、學(xué)習(xí)研究的態(tài)度和學(xué)習(xí)研究的成果。小組和教師要綜合個人在項目中完成任務(wù)的情況、工作量的大小、難易程度、貢獻(xiàn)大小、自主學(xué)習(xí)與研究的態(tài)度、創(chuàng)新等情況給出該門課程的成績。值得注意的是教學(xué)觀念轉(zhuǎn)變的體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)是：只要經(jīng)過學(xué)習(xí)和研究學(xué)會了知識，收獲了能力，不看成果和貢獻(xiàn)大小，都在合格以上。考核評價方法的改革，就是要解放學(xué)生，輕松快樂地學(xué)習(xí)，使學(xué)習(xí)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(xué)，在教學(xué)中研究，學(xué)研一體，這種模式，我們還把它推廣到實驗課、學(xué)生實習(xí)、實訓(xùn)、SIVI——一種科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動，科學(xué)研究、設(shè)計競賽、畢業(yè)設(shè)計等環(huán)節(jié)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(huán)節(jié)之中。遵循著梯度漸進(jìn)的原則設(shè)置不同層次的項目學(xué)習(xí)與研究，在教學(xué)實踐中收到了令人期待的效果。

四、實踐效果

經(jīng)過7年的中外校企合作、學(xué)研產(chǎn)醫(yī)結(jié)合，利用教學(xué)資源的優(yōu)勢，實施以項目為載體、基于問題的研究，學(xué)研一體，在研究中教學(xué)，在教學(xué)中研究的教學(xué)改革，使教學(xué)得到了真正意義上的回歸，變以教學(xué)為中心為以學(xué)為中心，學(xué)生回歸了學(xué)習(xí)的主體地位，教師變成了主導(dǎo)的角色。把學(xué)習(xí)和研究集合于項目之中，使學(xué)習(xí)知識、收獲能力共生并進(jìn)，用新的考核評價方式評價學(xué)生的學(xué)習(xí)，減輕了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，使學(xué)習(xí)變成了一種積極快樂的研究活動，收到學(xué)生的歡迎。提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、工程實踐能力和創(chuàng)新能力。畢業(yè)的學(xué)生受到名企名校的關(guān)注和歡迎。幾年來本科生的就業(yè)率保持在93%以上，被推薦和考上國內(nèi)外名校攻讀碩士博士研究生的有282人。有94名學(xué)生在國內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表學(xué)術(shù)論文125篇 ，有29余人在全國各種設(shè)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(xué)位研究生。在學(xué)習(xí)與實訓(xùn)考核中，絕大多數(shù)學(xué)生被東軟集團(tuán)一類的企業(yè)納入人才儲備庫。這種研究型的教學(xué)模式的優(yōu)勢越來越突顯，正在改變著教學(xué)的水平和質(zhì)量，也在改變著教師的教學(xué)觀念，同時也改變著學(xué)生的學(xué)習(xí)觀。

作者簡介：

趙越：東北大學(xué)中荷生物醫(yī)學(xué)與信息工程學(xué)院常務(wù)副院長，副教授，博士

教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃-東北大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)”項目負(fù)責(zé)人

劉泰強：東北大學(xué)中荷生物醫(yī)學(xué)與信息工程學(xué)院資深教學(xué)顧問，高級工程師

教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃-東北大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)”項目主要執(zhí)行人

教立營：東北大學(xué)中荷生物醫(yī)學(xué)與信息工程學(xué)院輔導(dǎo)員，講師，碩士

王璐瑋：東北大學(xué)中荷生物醫(yī)學(xué)與信息工程學(xué)院學(xué)生干事