研究型课程的教学方法研究与实践

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

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2019.03.055

Abstract In view of the inclination of graduate course towards undergraduate course in our university， it is proposed that the framework of postgraduate courses should focus on cultivation of graduate students' research ability， integration of scientific research methods into teaching process， and establishment of a research-based teaching model， so as to guide students to master research-based learning methods through the curriculum. This article discusses the objectives， principles and implementation methods of the research-based curriculum， and applies it to the course of Mechanical Fault Diagnosis in mechanical engineering. Results show that the research-based curriculum model is a comprehensive innovation in the teaching framework， content and process， and provides an effective teaching pedagogy for the reform of the postgraduate curriculum.

Keywords research-based curriculum； postgraduate student； course framework； teaching pedagogy； research ability

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.