“卓越工程师计划”专业硕士基础课程教学方法研究

吴娇蓉，孙海浩

摘要：“卓越工程师”专业硕士课程的教学方法探索对于培养未来真正卓越工程师的综合能力具有重要作用，本文从分析硕士研究生阶段专业课程教学中的常见问题入手，通过对“卓越工程师”专业硕士课程教学方法体系的解读，介绍了笔者在《交通运输规划与管理的实验与实践》专业课程教学实践中的课堂教学方法改革、实验与实践教学体系建立、课程考评体系等方面的探索，总结上百位研究生反馈的教学建议，为“卓越工程师”专业硕士培养中专业基础课程的教学方法改革及其具体实施提供了参考。

关键词：卓越工程师;专业硕士;专业基础课程;实验与实践教学体系;考评体系

中图分类号：G643     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2014）41-0167-04

一、引言

我国的高等工程教育令世界瞩目，不紧培养了上千万的工程科技人才，拥有位居世界第一的高等工程教育规模，还形成了比较合理的高等工程教育结构和体系。我国高等工程教育业已具备更好发展的基础，为促进我国由工程教育大国向工程教育强国迈进，实现了把我国建设成为创新型国家和人才强国的战略目标。教育部于2010年启动了“卓越工程师教育培养计划”，同济大学作为首批试点高校，按照“卓越工程师教育培养计划”的要求，积极从拓展基础、加强实践、注重创新、强调主动、面向国际、引入竞争等举措来构架新一代卓越工程师的培养体系。交通运输工程学科作为同济大学的优势学科，其卓越工程师培养的重点是高端的工程精英和领军人才，采用“4+2+3”三段制培养模式，即4年达到初级卓越工程师（本科工程型人才）、继续读研2年达到中级卓越工程师（硕士工程型人才）、再继续攻博3年达到高级卓越工程师（博士工程型人才），也着重强调了“交通运输工程卓越工程师培养”中与“卓越工程师教育培养计划”相适应的师资队伍建设、专业标准制定、课程体系建设、企业实训、创新实践等举措的具体实施。其中，课程体系建设中主要是调整课程组成的知识结构以适应未来工程师的需要;适当压缩课时来增加实践教育的时间，并提出与企业结合的科学的实践教育方案;调整课时安排以适应培养具有国际视野的强化国际交流的教育模式;强调专业教学方法的改进与完善。具体到“卓越工程师”专业型硕士课程教学上，笔者则在分析总结专业基础课《交通运输规划与管理的实验与实践》教学方法改革试点效果的同时，展开“卓越工程师”培养中专业课程教学方法的研究。

二、硕士研究生阶段专业课程教学常见方法与问题

目前，往往是基于培养学术研究人才的角度出发，硕士研究生阶段的专业课程教学方法较为传统呆板，即过多的强调对学生专业理论知识的加深，把学生学术水平和工程应用能力的提高寄托于参与导师的科研课题上。这对学生真正掌握某门专业课程的教学效果往往不太理想。用图1所示的流程框图的解释则对当前硕士研究生专业课程教学的问题及致因一目了然。

硕士研究生阶段专业课程的教学方法实际上是本科阶段专业课程教学方法的简单延伸和再次应用，课堂教学仍然是“一言堂”的现象，即过分强调教师的主角地位，忽视了研究生的主体地位，课堂上缺乏互动。尤其是在选课人数较多的课堂上，教师少有机会也不太可能与研究生进行广泛交流。教学手段单一，“填鸭式”的教学仍然常见，仍然是专业理论知识讲授占绝对主导。如何通过问题讨论及剖析更深理解专业理论，如何把专业理论应用于专业实验及工程实践等环节往往缺失。专业课程教学中的考核方式单一，往往还是课程结束的考试加平时课程作业的考查来检验学生掌握这门专业课程的程度和教师对这门课的教学效果。而这样就往往难以检验日常的课堂教学效果和学生在日常专业课程学习中能力与水平的提升过程。“卓越工程师教育培养计划”中明确关注学生的综合能力的培养，而在专业课程教学中对学生能力培养的核心在于学生能够主动积极地参与课程的学习，成为课程的主人，培养其求知的欲望、对事物的好奇、解决问题的勇气。对于“硕士工程型卓越工程师”的培养更是要与工程实践相结合，培养其创新思维和解决实际问题的能力。为此，面对业已存在的诸多问题，需要探索和创新高等工程教育中“硕士工程型卓越工程师”培养中专业课程教学方法的体系，包括教学中的考核方式和教学效果的评估体系。

三、“卓越工程师”专业硕士课程教学方法探索

基于对过去硕士研究生专业课程教学的总结和对“卓越工程师教育培养计划”的理解，梳理面向“卓越工程师”专业硕士课程教学方法体系如图2所示。即：专业课程的教学内容通常包括理论教学、实验教学、实践教学等;相应的教学环境除了教室、实验室外，还包括现场或其他场所;相应的教学方法或手段如今也相当丰富，如课堂上的板书、多媒体、案例教学;实验中的演示、验证到综合设计实验等;实践中的介绍与指导等。对于学生学习效果的考核则有：作业、课程设计、实验或实践报告、考试、论文撰写等。这样的方法体系，严格来讲，并不是一种新型的教学方法体系。对于面向“硕士工程型卓越工程师”专业课程教学方法改革的探索，就难以且没必要全面的调整。那么在改革探索的思路上则需要遵循以下的原则：以现存问题为导向，寻找并选择教学方法改革的突破点;专业课程的教学方法改革要围绕其教学目标与要求展开;从细节入手，强调实验与实践，丰富课堂教学内容与方式的同时，建立有效的实验与实践教学体系;专业课程教学的考核方式多样化，成绩评定综合化。以上几个方面有机衔接，形成逻辑体系。

以《交通运输规划与管理的实验与实践》这门专业课程为例相应阐述了在上述原则指导下的教学方法改革实践。这门课的教学目标是全面、系统地介绍交通系统规划的基本方法和应用案例，教学要求是强化城市综合交通系统理论、实践的结合能力，帮助学生形成批判性思维和创新性思维，并进一步提高他们主动学习和探索交通科学问题的能力。

1.课堂教学方法改革的实践。①启发式理论教学的广泛运用。专业理论教学过程往往是由教师机械的、“填鸭式”的实施。如何尽可能多的运用启发式理论教学，是专业理论教学的难点。在《交通运输规划与管理的实验与实践》这门课的教学实践中，可以采用引导和探索的方法对相关理论知识进行深入讲授，以体现启发式理论教学的运用。例如：通过生动的实例引出城市综合交通规划、可持续发展交通规划、基于数据处理与分析的交通规划基础理论和关键技术;通过对交通系统规划与其他相关城市规划、交通发展战略等之间的相互关系或影响机理的阐述，并通过对抽象模型的演化剖析，建立交通运输规划与管理中科学的规划理念和规划发展观。总之，在各个环节的理论教学中，大多是以指向性明确的思考问题引出理论教学内容，并以深入探讨该类问题为要求，在课堂讨论或实验与实践中进一步深化学生对该门课程中专业理论知识的理解。②强化实践意识的案例教学教师的单方面授课通常较难发挥研究生的主观能动性，针对《交通运输规划与管理的实验与实践》这门课强调“实验与实践”的教学特点，增加案例教学的比重。案例教学的形式则以围绕理论教学中的导向性思考问题进行课堂讨论并由教师总结为主，直接由教师进行案例讲解的形式只是作为辅助。这样，既增加了课堂教学的互动性，又强化了学生的实践意识。特别是围绕思考问题，收集案例资料、查找相关文献和数据、进行总结分析，并在课堂上演讲、发表自身见解供大家提问、讨论，这一过程不仅提高了学生的实践能力，还扩大了他们的信息量，拓宽了知识面，同时锻炼了独立思考、发现和分析问题的能力，极大提高了他们学习的主观能动性。在近几年的课堂教学方法探索实践中，案例教学以围绕某一主题进行分组讨论的形式效果良好，学时安排上也由最初的5%上升为25%，继而上升到目前的40%;而理论教学的学时由最初的95%下调为75%，继而下调到目前的55%。这样的调整反而使得学生更为牢固的掌握了专业理论知识，并可以较好地运用。

2.实验与实践教学体系建立的实践。围绕相应的专业课程建立全方位的实验与实践教学体系是学好专业理论知识、实现理论联系实际和把理论应用与实际的关键环节。在《交通运输规划与管理的实验与实践》这门课的教学方法探索中，尝试建立了从小到大、由局部到全面、循序渐进的实验与实践教学体系。（1）课程作业。在教师对专业理论知识的授课过程中或在案例讨论的互动交流中可能出现同学比较生疏的问题或产生具有深入讨论意义的小课题。此时，可由教师顺势利导，及时布置课后思考题，要求同学们课后查阅相关文献、资料，按照自己的理解与思路，完成课程作业。在后续课堂教学中，抽出一些时间与所有同学共享优秀的思考题论述方案，提高学生分析问题的能力及对相关理论的理解能力，同时加强学生互相学习的氛围。（2）实验、实践报告。例如，在《交通运输规划与管理的实验与实践》这门课的学习中，交通调查是交通规划项目获取基础数据的基本方法，是制定科学合理的交通规划的基本前提和极其重要的环节。因此，可从教师指导学生设计交通调查方案开始，采取分组形式，由学生自行组织交通调查，获取有效的基础数据并进行处理分析，发现现存的交通问题，形成现状调查与分析报告。在现状调查与分析的基础上，选取并标定交通模型，设计实验方案，运用专业软件工具进行模型验证并输出实验结果进行比较分析，提出问题解决方案，形成综合设计型实验报告。继而，可以综合现状调查分析、实验方案与实验结果、进一步的方案描述或结论描述等，形成并提交针对某一交通规划专题的整体课程实践报告。（3）课程结业论文。选取课程涵盖领域中的典型问题，要求学生完成课程结业论文。可在学期开始的时候提出各种选题，通过一学期的课程教学，引导学生进行问题分析、文献查找、文献阅读、方法实现、撰写研究报告和研究成果表述方面的训练，使之能够较为完整的完成本课程涉及领域的一次研究活动，帮助学生掌握专业知识，培养其进行科学研究的基本技能。

3.课程考评体系完善的实践。对课程考评体系，尤其是对《交通运输规划与管理的实验与实践》这种专业课程考评体系的理解，笔者认为包括以下几个方面：考评方式，即涵盖哪几种考评方式，最终成绩是通过考试评定还是多种方式综合评定;面向课程所采用的考评方式的具体考核标准是怎样的;当多种考评方式综合采用时，考核的时机应该如何选择。此外，就是课程进行中或结束时，需要教师及时对该课程教学的效果有个自我评估，以便在后面的教学中改进相对薄弱的一面。

其实，课程考评体系的建立与完善，旨在检验学生，特别是“卓越工程师”专业硕士培养中各个方面能力的提高情况。如：专业理论知识的实际运用能力;案例分析能力，即发现现存问题、分析问题、提出解决问题方法思路的能力;文献搜索和阅读能力;软件运用和实验测试能力;表达和交流能力;组织协调能力及分工协作的能力;研究报告撰写能力;等等。①考评方式的确定。当前，大学里的专业课程考核形式一般就是考试（闭卷或开卷），顶多再辅以平时成绩（作业成绩或考试出勤率等），这很难达到对“硕士型卓越工程师”科学研究和工程实践能力的训练要求，也较难评定相应的培养质量。同时，也存在着考核次数少、考核方式单一、考核内容陈旧、考核规范化程度低等问题。作为“卓越工程师”培养中的专业硕士基础课程考评，必然要增加课程教学的考评方式，并加以综合采用。例如，对于《交通运输规划与管理的实验与实践》这门课，最终课程考评成绩由五部分组成：一是课堂表现，如就回答思考问题、课堂讨论中的发言情况等角度来评定。二是课程实验、实践报告，从报告的逻辑结构、数据分析、结论建议等角度来评定。三是案例的介绍、演讲成绩，从其对选题的理解、演讲中的逻辑思维和表达情况来评定。四是结合课堂思考题的课后作业，从对思考题的论述、作业的理论应用程度及工整性等角度评定。五是课程结业论文，从论文结构、论述的逻辑性、论证的严谨性以及研究结论的可信度等角度评定。②考核标准的确定。对学生该门课程最终成绩的确定，需把各部分成绩按照一定权重进行加权平均。经过几年的探索，对以上五部分的考核评定进行了如下的权重划分：课堂表现占研究生课程总成绩的10%，课程实验、实践研究报告占总成绩的25%，案例讲解成绩占总成绩的30%，课后作业成绩占总成绩的15%，结业论文成绩占课程总成绩的20%。而对于每一部分的成绩评定，有些适合由教师单独进行成绩评定，有些则让学生参与进来，这样成绩评定更相对客观和更容易被学生接受。例如：在案例讨论（或互动教学）中，对学生这部分的成绩评定就可以让学生自己参与进来，如表1所示对评优演讲讨论的投票。当然，在具体给出各部分成绩时，可采用百分制、分级制（优良中差或ABCDE等），但最终要归为一种成绩分制。由表1可以看出：把9组选题进一步归类，进行了三次投票，投票结果相对客观地反映了该小组案例讨论中表述讨论内容的质量和演讲水平及表达能力。当然对于得票数差距不大的情况，可由教师进一步给出较为客观的考核成绩。③考核时机的把握。专业课程的考核并不在课程的最后进行，而是贯穿于整个课程教学过程中，因为过程是培养“卓越工程师”素质的重要手段。对教学过程的每一个环节，例如讨论发言、回答问题的情况、课程作业的完成情况等进行记录，作为衡量学习效果、进行成绩评定、检验课堂教学质量的一个重要指标。而诸如课程实验、实践报告的要求，则可以在课程开始阶段先布置下去，如讲述所涉及到的专业知识和参考书或参考文章目录，同时对获取和提交成果的过程和形式等做出要求，以便给学生充足的时间，引导他们去思考，实现理论和实践的结合，利于更好的完成能力训练和课程考核。④教学效果评价。对于教师来讲，课程教学中对学生的考核，也是对自身在这门课程上的教学效果考核，要及时分析总结学生在各个部分考核成绩的情况，找出教学中相对薄弱的环节。同时，还要及时收集学生对课程教学的反馈意见和建议。良好的教学反馈意见不仅能够反映教师的教学效果，而且能使研究生积极参与到课堂教学活动中去。在《交通运输规划与管理的实验与实践》这门课的教学实践中，收集了上百位学生提出的反馈及改进意见，总结下来好多方面对改进课程教学方法有很大的益处。如：希望教师能提前指导案例汇报内容，提高案例信息量和制作质量;案例讨论主题最好与专业理论教学大致同步;案例教学中引入失败案例加以解读，形成对比。在课堂学时分配方面，希望学生主导的讨论时间比例能达到35%～45%，以提高学生参与课堂互动的积极性，同时，教师能够及时对讨论内容进行点评，突出关键知识点。

“卓越工程师”专业硕士课程的教学方法探索对于培养未来真正卓越工程师的综合能力具有重要作用。本文从分析硕士研究生阶段专业课程教学中的常见问题入手，通过对“卓越工程师”专业硕士课程教学方法体系的解读，介绍了笔者在《交通运输规划与管理的实验与实践》专业课程教学实践中的课堂教学方法改革、实验与实践教学体系建立、课程考评体系等方面的探索，为“卓越工程师”培养中的专业硕士基础课程的教学方法改革及其具体实施提供了参考。

参考文献：

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作者简介：吴娇蓉，女，同济大学交通运输工程学院交通工程系，教授，工学博士，主要研究方向为交通运输规划与管理;孙海浩，男，同济大学交通运输工程学院交通工程系讲师，工学博士，主要研究方向为交通运输规划与管理。