突出专业特色的研究性教学模式改革与实践——以电气类专业为例

初福民，张桂青，谢秀颖，张玫

（1.山东建筑大学教务处，山东济南250101；2.山东建筑大学信息与电气工程学院，山东济南250101）

突出专业特色的研究性教学模式改革与实践
——以电气类专业为例

初福民1，张桂青2，谢秀颖2，张玫2

（1.山东建筑大学教务处，山东济南250101；2.山东建筑大学信息与电气工程学院，山东济南250101）

研究性教学在培养高素质创新型应用人才中的作用越来越受到人们的重视，科学合理的研究性教学模式，是提高学生的创新精神和实践能力的有效途径。文章分析了研究性教学模式的现状和存在的问题，并结合山东建筑大学信息与电气工程学院电气类专业的教学实践，提出了“课堂教学+实践教学+课外研学+课程考核”四位一体的研究性教学模式，总结了多年来研究性教学在人才培养中所取得的明显成效。说明建立具有专业特色的研究性教学模式，对提高研究性教学效果，培养高质量创新型应用人才具有重要作用。

研究性教学；模式；人才培养；改革与实践

0 引言

非研究性大学以培养高素质创新型应用人才为目标，因此，在教学模式改革与实践中着重要解决的问题，就是力求使新构建的教学模式有更加明显的特色，并与新时期专业人才培养目标和社会对人才的需求相适应。积极推动研究性教学模式改革是提高大学生创新能力的有效手段，教育部在《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》中对此提出了明确的要求，即要求高校在本科人才培养中，要“积极推动研究性教学，提高大学生的创新能力”。

随着研究性教学的深入开展，研究性教学方法在各高校的教育教学实践中得到了广泛的应用，但其有效性问题也受到了人们的普遍关注［1］。山东建筑大学信息与电气工程学院电气类专业，结合专业特点和人才培养特色，提出了“课堂教学+实践教学+课外研学+课程考核”四位一体的研究性教学模式，深入实施了研究性教学模式的改革与实践，并取得了明显的成效。

1 研究性教学模式改革的现状及问题

自19世纪柏林大学把科研引入教学以来，发达国家的研究型大学本科教学己逐步实现了教学和科研的融合，如伯克利大学实行“本科生科学研习计划”，耶鲁大学开设了“指导研究”项目课程［2］，麻省理工学院为一半的本科生提供研究机会等［3］。进入21世纪，美国又提出了“转变本科生科学、技术、工程与数学教学计划”，进一步强调教学改革要与社会和经济发展相结合，加强案例教学和实践教学，把科学研究纳入本科生教学过程［4］，使研究性教学从理论和实践上得到了不断的完善。随着我国教育改革的不断深入发展，研究性教学模式也成为近年来我国教育领域研究的热点问题之一。例如在研究型大学中率先开展的 “大学生研究训练计划（SRT）”［5］、大学生创新训练计划［6］、本科生参与科学研究和开放实验室等［7-8］，极大地推动了研究性教学改革的深入开展。

研究性教学在提高教育教学质量和学生的创新实践能力方面所起的作用已得到了教育界的广泛共识，其在改革实践中所取得的效果也得到了普遍认可。但是，由于人们对研究性教学的认识和理解存在着差异，特别是研究型大学与地方工科院校在人才培养目标上有所不同，地方工科院校针对培养创新性应用型人才，如何有效地实施研究性教学模式改革，还存在如下需要探索和改进的问题：（1）在课堂教学中人们还只是简单和孤立的开展了一些“提问式”、“启发式”等研究性教学方法改革，缺乏系统的建立和实施有效的研究性课堂教学模式的改革和探索；（2）在实践教学中还主要以演示、验证和参观为主，缺乏探究、研究和创新性实践环节，特别是没有形成突出创新精神和实践能力培养的实践教学模式和体系；（3）对学生的课外时间缺乏有效的引导，使学生不能把课堂学习和课外研学有机的结合，从而不能充分地利用课余时间开展创新实践活动；（4）课程的考核方式陈旧，不利于学生创新精神和实践能力的培养等。

2 具有专业特色的研究性教学模式改革与构建

山东建筑大学信息与电气工程学院电气类专业主要包括电气工程及其自动化、电子信息工程、通信工程、建筑电气与智能化和物联网工程5个本科专业。其中，电气工程及其自动化专业为国家级特色专业，并被列入教育部卓越工程师教育培养计划，也是山东省应用型人才培养特色名校重点建设专业之一。电气类专业依托所在学科专业的优势，注重教育教学改革，通过认真研究研究性教学的主要特征，对“研究性学”和“研究性教”两个方面进行深入的探讨和实践，建立了具有专业特色的“课堂教学+实践教学+课外研学+课程考核”四位一体的研究性教学模式［9］。

2.1 深化课程体系改革，建立研究性课堂教学模式

（1）打造优质课程群

课程是课堂教学的基础，优质课程群的建设的重点是对课程群的教学内容进行重构，以便将研究性学习更好地引入课堂教学过程中，为课堂教学奠定良好的研究性教学基础［10］。山东建筑大学信息与电气工程学院电气类专业结合专业特点，重点打造了“建筑电气技术课程群”和“建筑智能化技术课程群”两个优质课程群。“建筑电气技术课程群”是由《建筑供配电》、《照明工程》和《建筑设备自动化》三门课程组成；而“建筑智能化技术课程群”则是由《建筑物信息设施系统》、《建筑公共安全技术》、《建筑电气控制技术》、《计算机控制技术》和《建筑电气与智能化工程设计》五门课程组成。

教学课程群资源丰富，各课程都实现了多媒体课堂教学，都制作了精致的教学课件，建立了灵活、开放、互动的网络教学平台。课程群建设以工程技术为主线，构建以学生的学习能力、实践能力、创新能力和创业能力培养为核心的课程体系，对有关课程内容进行整合，确定了各门课程的功能定位。课程群各课程之间存在着内在的、紧密的联系，课程教学内容相互贯通，可以综合规划并形成有机整体。同时可以通过修订课程教学大纲，将各课程教学内容进行了明确划分和分工，解决了各课程在内容存在重复、交错的矛盾，规范、固化了课程教学内容，特别是专业课程，不仅讲授专业基本知识，还与国家注册电气工程师执业资格考试制度结合，促使学生尽早地接触应用领域。“建筑电气技术课程群”、“建筑智能化技术课程群”均已建设成为省级精品课程群。优质课程群的建立，为研究性课堂教学模式奠定了良好的基础。

（2）建立课堂教学过程的研究性氛围

教学过程的研究性氛围是指相对于传统的教案、备课、讲课而言的一种开放性的课堂教学过程，它强调的是教师在教学过程中的指导性和学生在教学过程中的主体性、参与性［11］。在课堂教学过程中，以调动学生的学习主动性为目标，突出教学的指导作用，引导学生围绕教学内容开展讨论和总结，自主探究、体验和掌握知识，鼓励学生发表独立见解，加强师生互动和双向交流［12］，培养学生分析和解决问题的能力。在教学实践中，各专业结合专业特点，对课程的教学内容进一步整合优化后划分为理论层面、专业知识和设计实践三个模块。其中，① 理论层面模块不去过多纠缠一些基本理论和相关知识，而将重点集中在本课程的重点和难点上，教学过程采用以典型项目作为主线来展开，把相关的知识点溶入到项目的各个环节中去，层层推进，通过对问题的深化或功能扩充，来拓展知识的广度和深度，直至得到一个完整的项目解决方案；②专业知识模块主要侧重讲解专业概念、实践经验、规范条文、设计参数的选用、生产中注意的问题和生产过程的分析判断与调整等内容；③设计实践模块主要是结合专业知识和规范，讲解电气与智能化工程设计步骤、设计原则和设计方法，使学生具备运用所学知识解决实际工程问题的能力。三个模块由于针对性强，所以在课堂教学过程中，教师以问题为主线，以讨论为手段，加强教学互动和双向交流，形成了良好的研究性课堂教学氛围。

2.2 改革实践教学体系，建立研究性实践教学模式

实践教学是实现人才培养目标的重要教学环节，随着教学改革的不断深入，实践教学不再仅作为验证理论和培养操作技术的一种方法，而越来越重视在培养学生创新精神和实践能力方面的作用［13］。特别是在培养创新型应用人才为目标的高校中，建立研究性实践教学模式，是实现人才培养目标的重要教学改革内容。如山东建筑大学电气类专业结合实践教学体系建设，构建了由教学实践和创新实践构成的研究性实践教学模式。其中，（1）教学实践主要针对专业和课程，由实验教学、实习教学、课内实践、课程设计和毕业论文（设计）五个模块组成；（2）创新实践主要是通过开展课外学术科技活动，使学生得到初步的科研训练的同时，提高了对社会的认识和适应能力，提升了社会实践能力和创新精神。

通过不断的改革和实践，研究性实践教学模式改革取得了明显成效，主要有（1）智能建筑实验室采用先进的实验手段和较先进的实验设备，整合其他专业实验室资源，开设大量自主性实验和创新性实验；（2）结合单片机试验室的CAN总线试验和以LonWorks为基础的建筑设备自动化试验；（3）结合电气测控实验室可开发基于虚拟仪器的实验；（4）根据难易程度可设置为课程设计和毕业设计等。《建筑设备自动化》课程设计结合工程实际，制定课程设计的内容，真题真做。要求学生能够确定建筑设备自动控制系统的控制规律和控制方法，设计系统的总体方案；设计和计算各监测点和控制点的电气参数，完成现场检测装置和执行机构的选型；设计各独立系统的电气图纸。相关专业还采取灵活多样的方式鼓励本科学生参与教师科研项目研究，形成科研与教学互动、与创新人才培养相结合的互动机制。通过科研成果进课堂、进教材、进实验项目、进课程设计、进毕业设计等各种方式，形成了科研与教学互动，以此作为丰富实践教学内涵的途径，有效提升了实践教学体系的创新含量。

2.3 丰富教学资源，建立研究性课外研学模式

学生的课外学习活动是培养学生个性和提高创新能力的重要环节。因此，研究性教学要有意识的把教学活动向课堂外延伸，使学生的学习与课外活动相结合［14］。要实现这一点，就要特别加强课外教学条件的建设，为学生的课外学研提供良好的环境。

（1）加强教学资源建设

各专业自行设计开发大量电子教案和多媒体课件，详尽的教学内容和精心的教学设计，为学生课后的自主学习提供了有力的指导。特别是将工程实践资料，以影像、动画和图表等方式展现给学生，使教学内容更加生动形象，更加有利于学生自主学习。同时建立了课程网络教学环境，精品课程群网站教学资源丰富，除了必须的教学文件、教学辅导等相关内容以外，还提供了教学说课录像及课程主讲教师的课堂教学录像，老师和学生可在课程网站上进行交流，学生可以充分的利用网络教学资源进行自学或补充学习。

（2）以课程论文的方式促进学生的课外研学

为了引导学生加强课外的研学，教师在教学过程中，注意结合课程内容提出问题，或启发学生去发现问题，并让学生利用课后时间，通过查阅文献资料，进行实验并论证和理论分析等方式开展研学，同时以小论文的方式进行表达。

（3）建立大学生科技创新基地，为学生参加科技创新活动提供平台

近年来，各级各类大学生科技创新活动和竞赛在全国高校蓬勃开展，为了引导大学生积极参与科技文化活动，各专业结合专业特点，构建了“层次+模块”的课外创新体系，设置意识培养类、基础知识类、专业技术类和专项竞赛类四个层次，每个层次又由创业知识、专利知识、电子设计竞赛等若干模块组成［15］。针对这个创新体系，各专业结合自身的特点为学生提供大量的教育资源，丰富了学生的课外研学活动。

2.4 改革考核方法，建立与研究性教学相适应的课程考核模式

考核方法在很大程度上影响和决定了学生的学习、思维方式，因此改革考核方法也一直是研究性教学方法改革中的重要课题［16］。为了适应创新型应用人才的培养，就必须改革过去单一的考核方式，改变应式教育给学生带来的影响。在考核方法的改革中，相关专业结合课程特点，重点将考核目标由知识掌握程度评价向知识和技能综合运用能力评价转变，考核方法由单一的期末总结性评价转向注重过程性评价，由封闭式向多元化、开放式转变，主要表现在：（1）课堂教学的考核，采用期末考试和平时考核相结合的考核方法，全面考核学生的基础理论、基本能力和平时学习状态。如对部分专业基础类课程的考核由原来单一的期末闭卷笔试改为开卷笔试（占60%）加平时考核（占40%）。笔试重点考核学生对基础知识的掌握；平时考核主要通过学生平时参与课堂讨论、课程小论文写作和综合性课外作业等，重点考核学生对知识的理解和运用。对专业性很强的课程，实行项目设计型考核，以综合性项目设计等为主要的考核方法，将考试由封闭式变为开放式，使得考试过程也成为学习的一部分，既能够检验学生的技术水平与综合能力，又起到融会贯通所学知识的作用，达到考教结合、以考促教、以考促学及学用结合、思维创新的目的；（2）实践教学的考核，重点增加了答辩环节，根据实习报告（或设计说明书及图纸）的质量、平时表现和答辩效果等多方面指标综合确定成绩，重点考核学生专业知识的运用、工程实践和计算机辅助设计能力等。

3 具有专业特色的研究性教学模式改革的实践效果

研究性教学模式的改革和实践必须确立明确的改革目标，并不断更新教育观念，创新教学实践才能取得实效［17］。山东建筑大学信息与电气工程学院电气类专业紧紧围绕创新型应用人才培养这一教育教学目标，结合专业的优势和特点，加强优质课程群建设，改革教学方法和手段，加强团队建设和网络平台建设，取得了良好的教学效果有：

（1）课程群作用明显

优质课程群的建设实现了教育目标、教育内容、教师队伍的整合，实现了资源共享和促进学生全面发展的合力作用。将应用型人才的培养作为课程整合的主要目的，实现课程资源的优化配置，其教学内容更有利于学生得到相关知识的全面学习和均衡发展，逐步形成具有密切联系实践的应用型人才的知识能力和结构。

（2）教学方法与教学手段先进

在教学方法上采用启发式和案例式等多种教学手段并用，注重理论与实践的联系和学生综合能力的培养；在教学中把多门课程的理论与实践教学有机地结合起来，由实践来引导理论，充分发掘学生的创造潜能，提高学生解决实际问题的综合能力；加强了实验课以及实践环节的比例，重视实验课和实践环节的教学效率；能够定期举行有效的实训活动，实行产、学、研的结合，培养学生的设计和动手能力。

（3）提高了师资队伍整体素质

在研究性教学改革过程中，改变了教师单一的知识结构，促使教师全方位了解整个教育过程，其教学能力、研究能力、实践能力等均得到了明显的提高，更新了团队教师的教育理念，增强了教师团队成员团结协作的意识，教学研究等成果显著。专业教学团队中有多名教师获得了校级及以上教学表彰，先后主持省级教研立项6项、省级及以上科研课题23项，获得省级教学成果奖励3项、省级优秀教材一等奖1项，以第一作者发表教研论文19篇，编写出版教材与著作23部。

（4）学生的综合素质和实践能力获得大幅度提升

通过研究性教学模式的改革与实践，有力地促进了卓越工程师培养计划的实施，对各相关专业学生创新思维能力、综合利用知识的能力与工程应用能力的培养起到了很好的促进作用。学生通过综合培养锻炼，基本具备了注册电气工程师执业资格的基础知识和基本能力，就业能力和就业竞争力得到了明显的提高。近年来，山东建筑大学电气类相关专业的毕业生特别在建筑智能化技术领域表现出很强的工作适应能力，得到了用人单位的普遍认可。

4 结语

从以上来看，虽然研究性教学方法的改革和实践越来越受到人们的普遍重视，但如何提高研究性教学改革的效果，不断满足高素质人才培养的要求，是摆在我们面前的一个新课题。特别是对于地方工科院校，针对创新型应用人才培养目标要求，如何克服简单浅层次的研究性教学手段改革存在的不足，把研究性教学改革与专业人才培养的全过程相结合，推动人才培养质量的提高，还存在许多需要解决的问题。山东建筑大学信息与电气工程学院，结合专业特色，把研究性教学改革与课堂教学、实践教学、课外研学和课程考核等全方位的人才培养环节相结合，建立了具有专业特色的研究性教学模式，促进了优质课程群的建设，提高了师资队伍建设水平，形成了先进的教学方法和手段，学生的综合素质和实践能力明显提升，从而极大地提高了研究性教学在专业人才培养中的作用和效果，开辟了培养高质量创新型应用人才的有效途径。

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（学科责编：王光银）

Innovation and practice of the research-based teaching modes em phasizing specialty characteristic：A case study on the electrical specialties

Chu Fumin1，Zhang Guiqing2，Xie Xiuying2，et al.

（1.Office of Academic Affairs，Shandong Jianzhu University，Jinan 250101，China；2.School of Information and Electrical Engineering，Shandong Jianzhu University，Jinan 250101，China）

The research-oriented teaching and learning are attracting more and more concerns in the cultivation of the innovation and application talents.It is an effective way to improve the innovation spirit and the practice ability of the students through applying the research-based teaching modes.In this paper，we first analyze the situations and existing problems of the research-based teachingmodes.Then，through summarizing the teaching experiences of the electrical specialties in School of Information and Electrical Engineering，Shandong Jianzhu University，we propose a four-in-one research-based teaching mode which consists of the classroom teaching，the practice teaching，the extra-curricular research and the course assessment.The proposed research-oriented teaching mode has obtained great achievement in the personnel training.Such achievements demonstrate that the research-based specialty-characteristic-emphasized teachingmode is an effective way to cultivate highquality innovation and application talents and to improve the teaching effect.

research-oriented teaching and learning；mode；talent cultivation；innovation and practice

G642

A

1673-7644（2015）02-0200-05

2014-11-06

山东省高等学校教学改革重点项目（2009044）

初福民（1957-），男，教授，学士，主要从事材料加工领域和教学管理等方面的研究.E-mail：cfm＠sdjzu.edu.cn