【教学方法论文】范文:研究型课程的教学方法研究与实践

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导读:这是一篇完整优秀的关于教学方法论文范文,共有3100字符,题目是关于“研究型课程的教学方法研究与实践”的。研究型课程模式实现了在教学思想、教学内容、教学过程等方面的综合创新,为研究生课程教学改革提供了一种有效方法。

作者:李力 方子帆 周海峰

摘要 针对我校研究生课程教学本科化问题,提出研究生课程建设应注重研究生能力培养,将科研方法融入教学过程中,建立研究型课程教学模式,指导学生通过课程掌握研究性学习方法。

文章探讨了研究型课程的建设目标、建设原则和实施方法,并应用于机械工程专业的“机械故障诊断”课程,结果表明:研究型课程模式实现了在教学思想、教学内容、教学过程等方面的综合创新,为研究生课程教学改革提供了一种有效方法。

关键词:研究型课程 研究生 课程建设 教学方法 科研能力

課程教学是研究生培养的必要环节之一,不同于本科生课程,研究生课程在教学过程中必须融入“研究”的元素,对学生进行更高层次的素质和能力训练。文献[1]认为研究生教学过程应使科研活动十分恰当地成为一种教学模式,让科研活动转变为一种学习模式。

然而,课程教学与科研活动分离是目前研究生教育中普遍存在的问题,亟待解决。[2]为此,教育部发布了《加强研究生课程建设的意见》(教研[2014]5号),[3]鼓励增加方法类课程,探讨研讨类、案例类和实践类等多种教学模式,提高研究生课程教学在研究生培养过程中的重要作用。

为贯彻教育部文件精神,各高校开展了大量探索和实践。[4]三峡大学自2015年开始加强研究生课程建设和教学模式改革,并以教育部研究生课程建设试点项目(电气工程学科)为牵引,探索适合不同学科专业特点、灵活多样的课程教学方法,着力培养研究生的知识获取能力、独立研究能力和解决实际问题能力,取得了良好效果。

[5,6]本文拟以三峡大学研究型课程建设为例,探讨研究型课程的建设目标、建设原则和实施方法,并通过实例分析研究生课程教学方法的改革,为推动研究型课程建设提供借鉴。

 

1研究型课程的建设方案

 

研究型课程是指以激发研究生批判性思维、创新意识为主要目标,由高水平教授团队作为任课教师参与指导,以学科领域最新研究和前沿知识为内容,以探究式的教学方式为主导,适合于师生互动,使学生有更大的思维空间的课程。

通过加强研究型课程建设,进一步深化课程教学模式改革,以价值塑造和能力培养为核心,将学习、研究和实践有机结合,使学生在自主发现问题、分析问题和解决问题的过程中,将知识内化为创新能力和科学素养,促进研究生的全面发展。

 

1.1 建设目标

 

(1)从研究生方面,目标是转变学习方式,培养研究生提出问题和解决问题的科研能力。(2)从任课教师方面,目标是转变教学方式,从单纯的知识传递者变为学生学习的促进者、组织者和指导者。

 

1.2 建设原则

 

(1)实践性原则。研究性课程内容要坚持从科学研究与实践中来,引导学生从科学前沿、工程需求、社会发展中选择问题进行研究。(2)研究性原则。研究性课程教学要尽可模拟科学研究的过程,注重训练研究生基本的研究能力,并不断地增强研究生的研究创造能力。(3)创新性原则。通过教学过程设计(选题、立项、实践与结题等),培养学生创新思维,在教学过程中培养学生科学思维方法和正确解决问题能力。

 

1.3 实施方法

 

研究型课程建设是研究生培养过程中的一项探索性工作,需要构建“以学生为中心、以教师为主导”的新型教学模式。教学内容应体现本学科最新的研究进展和研究成果,教学过程应传授规范的研究思路与方法,课堂应建立师生有效互动、共同探讨的研究性学习氛围。

因此,研究型课程教学应注重设计好四个方面的教学活动,即选题、立项、实践和结题,并将其与课程内容有机融合。

(1)选题,为研究做准备。选题在开课1-2周内,教师可以提供一些涵盖学科主要研究方向、热点问题作为专题供学生参考选择,通过课堂讲授、名师讲座、专业网站等多种教学形式,指导学生熟悉开展研究性学习的技能。

学生可根据兴趣自主选择和确定研究课题,涉及知识面较宽的课题也可以采用课题组形式,在研究过程中,课题组成员分工合作,各展所长,协作互补。

(2)立项,为研究做规划。学生选题后,需要充分了解和收集资料,形成课题论证依据,包括对课题意义、研究方法、技术路线和预期成果等进行分析和规划。教师可根据学生能力和客观条件,指导学生制订合理可行的研究计划。立项在课程进程的1/4时间内完成,并提交课题立项报告。

(3)实践,为研究做训练。学生按照立项方案,自主开展研究活动,包括论文研读与理论研究,实验与数据分析,调查与整理资料等。实践是研究型课程教学的主要学习活动,至少占课程进程的1/2时间,与此同时教学过程需要注意兼顾课上与课下、学习与指导、研究与探索等多方面关系,并为学生留足一定量的课余时间。

(4)結题,为研究做总结。学生将研究成果进行归纳整理、总结提炼,形成结题报告,可以是论文或研究报告等。报告要真实反映研究活动、实验数据、成果形成、失败原因等过程。结题采用各课题组答辩和交流、研究成果展示、教师评价和同学的质询等方式。通过结题后,学生获得课程考核成绩。

 

2教学应用情况

 

“机械故障诊断”是机械工程专业硕士研究生开设的一门专业选修课,涉及振动检测、油液检测、无损检测、温度检测等不同领域的故障诊断理论、前沿技术和案例。采用传统讲授的方法,因内容太多,学生很难全面掌握。

自2016年开始,课程进行改革,推行研究型课程教学模式,改革思路:一是课程内容从传授型的章节式改为基于研究型的专题式;二是将科研方法融入教学,通过设计不同专题,指导学生结合自己兴趣选择其中一种诊断技术专题,

按照选题、立项、实践和结题的研究性学习方法,在知识获取的同时掌握开展科学研究的方法,促进学生学习能力和研究能力提升。

 

2.1 课程内容改革

 

“机械故障诊断”32学时(h),改革前后的教学体系见表1所示。传统教学模式是通过章节式安排内容,注重以理论知识的逻辑性为主线展开,例如第2章和第3章的理论部分安排了较多课时。研究型教学模式的教学内容采用专题形式,突出理论知识点与工程实例相结合,增加学生的学习与研究活动设计。

 

2.2 教学应用效果

 

按照课程内容体系方案开展教学应用与实践,以2017年秋季学期开课为例,选课硕士生12人(含学术型和专业型),课程安排是8周32h,每周4h。教学进度基本为每周1个专题,第1周教师公布一些课题供学生选择参考,同时介绍研究型教学、学习方法、以及考核要求等。

下面以专题4“机械故障的振动诊断技术”为例,对研究型课题的设计、教学、实践等应用情况进行介绍。

振动诊断技术是以机械振动信号作为信息源,在机械运行过程中,通过振动信号特征参数的变化诊断机械的运行状态。据统计,基于振动监测可以诊断出运行中机械故障的60%,因此,振动诊断技术是一种机械工程领域常用的故障诊断技术,可参考的论文、文献和资料比较多。

教学应用过程:首先按照研究型课程设计,课程内容改为专题式(见表1所示),理论知识重点讲授常用的基于时域和频域诊断方法,增加大案例教学——滚动轴承故障的振动诊断实例,为学生开展研究性学习提供指导。

其次合理设计课题,一是选择常用机械零部件,如转轴、齿轮、轴承等为诊断对象;二是提供一些诊断方法,如时域诊断法、频域诊断法、统计分析法、小波分析法和神经网络法等,由学生自主选择,但可以不限于此。

由于学生已具备相关知识,如机械结构、振动原理、信号处理等,教师只需引导学生按“选题-立项-实践-结题”开展研究性学习。然后学生通过研究性学习,

解决①故障振动机理(已有基础+扩展学习),

②诊断方法原理(课程学习+扩展学习),

③故障信号特征提取(课程学习+研究性学习),

④机械故障诊断(课程学习+研究性学习)等相关问题。

教学过程中,学生对研究性学习兴趣浓厚,选题积极,其中选择基于振动技术的故障诊断方法开展研究的有6位同学,但基本都是选择独立开展,反映出学生的团队合作意识比较薄弱。立项阶段大部分同学课题立项报告有思路、有内容、有计划;实践阶段学生学习能力和研究能力则表现出各不相同,与学生学习态度有很大关系。

例如振动信号获取有二种方式,一是教师提供,较简单和直接;二是到实验室采集,较麻烦具有挑战,虽然只有2人选择,但学生到实验室采集机械信号,现场可以观察随机械运转轴承信号波形变化,学生能力得到了锻炼。再如信号特征提取,需要编程解决,编程方法需要学生自主学习,有些同学表现出很吃力。

在实践阶段,由于不同选题涉及不同知识点,学生提出很多问题,这些为教师课堂上开展以问题导向教学提供了很好素材。结题阶段学生撰写报告,成果展示与交流,同学质疑和教师评价等,评价采用自评(学生)和考核(教师)相结合,评价指标体系和分数占比见表2所示。由于结题与课程成绩挂钩,学生都比较认真。

通过研究型课程教学应用,使学生熟悉了开展科研工作的一般步骤,阅读文献的方法以及撰写报告的规范。学生反映虽然花费时间和精力比其他课程多,但确实学到了真功夫,对后面开展课题研究很有帮助,大部分学生自我感觉学习能力和研究能力都有了较大提高。

 

3结论

 

本文探讨研究型课程教学模式,提出研究型课程建设目标、建设原则和实施方法,以机械工程专业硕士研究生“机械故障诊断”课程为例,开展研究型课程教学改革与实践,取得了效果。

(1)在研究生教育中推行研究型课程教学,将科研方法融入教学过程中,是在教学思想、教学内容、教学过程等方面的综合创新,对研究生课程建设具有重要意义。

(2)研究型课程构建“以学生为中心、以教师为主导” 的教学模式,有利于研究生能力培养,促进学生基于课程运用知识研究问题和解决问题的能力。

(3)研究型教学模式应用于教学,可以将课程知识与工程课题建立联系,有效地训练学生按科学研究规范开展研究,进而提升学生的研究能力和创新能力。

(4)开展研究型课程教学,需要教师转变教学观念,投入更多精力组织教学;同时,需要学生适应主动学习挑战,投入更多时间学习实践。

 

参考文献

 

[1] 克拉克.探索的场所——现代大学的科研和研究生教育[M].王承绪,译.杭州:浙江教育出版社,2001.

[2] 王晶,贾国柱,黄海军,等.研究生“生产与运作管理”研究型课程设计与实施[J].学位与研究生教育,2012.6:35-39.

[3] 教育部.关于改进和加强研究生课程建设的意见(教研[2014]5号),http://www.moe.edu.cn

[4] 廖英.构建研究方法类课程群强化研究方法的教学和训练[J].学位与研究生教育,2018.4:16-19.

[5] 李力,陈保家,陈法法.基于PBL 与CBL 混合教学模式的研究生课程教学实例研究[J].中国电力教育,2017.7:56-58.

[6] 翁汉琍,李振兴,黄景光.实际案例微项目式电气学科研究生课程模式研究[J].教育教学论坛,2018.2:111-112.

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