基于PBL模型的研究生培养方法探讨

刘文光++贺红林++冯占荣

摘 要：随着研究生招生规模的急剧膨胀，有限资源下的研究生培养质量受到严重挑战。针对目前国内工程专业研究生理论联系实际能力缺乏以及知识面和视野太窄等问题，提出了基于问题式学习（Problem-Based Learning，简称PBL）模式的研究生课程学习和基于项目式学习（Project-Based Learning，简称PBL）的研究生科研训练方法。分析表明，基于PBL模型的研究生培养方法不仅对研究生提出了更严的标准，而且对授课教师和研究生导师提出了更高的要求。

关键词：工程专业 培养方法 PBL模型

中图分类号：TH212；TH213.3 文献标识码中：A 文章编号：1674-098X（2017）10（a）-0141-03

随着现代科技的飞速进步，大量的工程技术项目正在朝着两个极端的方向发展，要么非常大、要么非常小，但是系统都非常复杂，涉及的学科范围也非常广泛。比如，飞机和宇宙飞船，毫无疑问是一个非常大的项目，包含的学科种类繁多。又如微电子，它尽管很小，却小中窥大并且系统十分复杂。更有一类工程项目，比如新能源和水工程，它可谓是宏工程。我们可以发现，这些工程不管或大、或小、或宏，其共同点都是复杂，涉及学科众多。然而，要解决这些复杂的科技问题，就需要高端的科技人才。因此，研究生作为教育链的最高端，社会对其自然就有了更高的期待。换言之，社会的发展对工程专業研究生提出了更高的要求。现代研究生的培养，不仅要培养他们精通本学科的专业技术知识，而且要培养他们对相关学科知识的理解。作为例子，社会希望工程专业毕业的研究生不仅具备扎实的专业技术知识，而且具备良好的协调人际关系的能力。在应对社会不断的技术革新和组织变化方面，工程专业毕业研究生还要能够了解工程实践中的各种商业运作，并懂得在工程实践中作出正确的决策。

面对现代社会对工程专业研究生教育提出的这诸多要求，世界很多发达国家都在尝试工程专业研究生教育的改革。有研究表明，当前工程专业研究生教育中存在的不足体现在[1-7]：大多数工程专业研究生缺乏沟通和团队合作能力，而且在社会发展、环境保护以及经济成本等方面的视野不够。尽管他们大多均具备良好的科学技术和计算机知识，但在工程实践中不懂得如何将所学的知识进行理论联系实际[3-4]。那么现代工程专业研究生教育的问题在哪？究其原因：工程专业研究生的课程设置与本科生的课程设置类似，缺乏充分整合，也未将这些课程与工程实践相关联，教育过程多为内容驱动；大多数研究生学术活动，实为查阅文献和撰写论文，没有提供足够的工程实践机会给学生。所以，大多数工程专业研究生毕业之后，仍然缺乏交流能力和团队精神。

要改变这一现状，工程专业教育需要提供更多的机会给学生用来发展这些能力。也就是说，工程教育的课程需能够提高学生对社会、环境、经济以及法律问题的认识。研究生的学术训练应尽量结合工程实践进行，培养研究生理论联系实际以及解决工程问题的能力。基于此，我们必须重新设置工程教育中的课程模块和改变现有的科研训练模式。问题是，重新设置课程计划意味着需要开发新的课程以及改变现有课程结构，同时改变教学方法以帮助研究生在毕业时能获得所需要的能力。出于成本的考虑，加之很多教职员工缺乏实践经验等原因，多数高校可能选择在现有课程的基础上进行逐步的改进。但是，也有些高校可能采用基于问题或者基于项目的学习模式代替传统的填鸭式教学模式。

我国现行的研究生培养方案通常分为课程学习和学位论文两个环节。为了改善工程专业研究生培养过程中存在的理论联系实际能力缺乏、知识面和视野太窄等问题，本文提出了基于问题式学习（Problem-Based Learning，简称PBL）模型的研究生课程学习方法和基于项目式学习（Project-Based Learning，简称PBL）模型的研究生科研训练方法。预期通过本文的讨论，为提高高等工程专业研究生培养质量寻找到一种切实可行的有效方法。

1 问题驱动的研究生课程学习

近些年来，受研究生大量扩招的影响以及科研评价体系的引导，国内很多研究生培养单位对研究生的课程学习不太重视，甚至有些课程就是走过场。即使有些单位对研究生课程学习很重视，但是受教学资源紧缺的影响，其特点仍然是大教室、填鸭式以及老师为主导的教学模式。也就是说，研究生课程学习仍然沿用本科生的上课模式，即填鸭式教学方法，实在难以满足培养学生创新创业能力的需求。原因在于这种课程教学的缺点就是学生无法从中学到提出问题和解决问题的能力。

为此，很多学者提出了各种以学生为中心的教学模式，比如PBL模式。PBL模式最先在医学教学领域被引入，而且取得到了很好的效果。尽管如此，但是该模式对工程专业研究生教育课程的影响仍然甚微。与传统填鸭式教学法不同，PBL模式强调以学生的主动学习为主，而非以教师讲授为主。PBL的核心思想是把学习与问题挂钩，使学习者投入于问题中。它需要设计真实性的任务，强调把学习设置到复杂的、有意义的问题情景中，通过学生的自主探究和相互合作来解决问题，从而学习隐含在问题背后的科学知识，形成解决问题的技能和自主学习的能力。

为了达到良好学习效果，基于PBL的研究生课程学习，教师需要根据科研实践提出课堂上需要讨论的问题，研究生通过网络或者图书馆查找资料，在分组讨论的基础上，教师完成总结。因此，授课教师在备课中，首先，要结合授课内容和科研实践，查阅相关教材、文献、工程实践问题等；然后，编写工程案例，结合工程案例提出讨论问题，在课前发给每位研究生，并要求研究生根据所提的问题充分查找相关文献资料后，在课下分组进行讨论，课堂上教师通过工程案例提出问题，研究生以组为单位来回答，回答如有不足之处，再由其他研究生或教师进行补充，最后授课教师可对研究问题的重点和研究生回答模糊的问题作出小结。

因此，通过PBL模型教学，让研究生带着问题来学习，这种方法可以提高研究生挖掘问题、解决问题以及思考问题的能力。基于PBL的学习是跨学科的学习模式，可以促进研究生不断地思考。比如，研究生为解决问题，需不断地查阅文献，归纳和整理所学的专业知识。PBL教学的优势在于利于培养研究生的自主学习精神，而且改变了传统的课程教学方法，让呆板孤立的知识片化作为整体知识链，触类旁通，突出课堂是灵魂、研究生是主体、授课教师是关键的教学理念。同时，PBL模式为研究生营造了一个轻松、主动的学习氛围。课堂上，研究生能够自主地、积极地畅所欲言，充分表达自己的观点，也可以十分容易地获得来自其他研究生和授课老师的信息。PBL教学可使问题尽可能多地当场暴露，在讨论中可以加深对正确理论的理解，还可以不断发现新的问题，解答新的问题，使学习过程缩短，印象更加深刻。所以，PBL模式不仅对专业理论知识学习大有裨益，而且锻炼研究生们多方面的能力，比如文献检索、查阅资料的能力等，这些将对研究生今后开展科研活动以及工程实践打下良好基础。endprint

然而，PBL作为一种开放式的教学模式，对授课教师自身的素质和教学技巧有严格的要求。授课教师不但要对本专业、本课程内容十分娴熟，而且能扎实掌握相关学科的知识，并具备提出问题和解决问题的能力，同时具有灵活运用知识的能力、严密的逻辑思维能力和良好的组织管理能力。授课教师要善于调动研究生的积极性、寓教于乐、控制课堂节奏等。授课教师应熟悉教学大纲和研究生的学习能力情况，这样才能规划好课程学习的重点、难点，选择出适当的工程案例，提出有针对性的讨论问题。所以，PBL教学模式的成功开展，需研究生的主动配合，从准备资料开始，就要结合问题、工程案例去查阅文献，并积极与其它研究生和授课教师交流沟通，大家同心协力得出最佳结论。

总而言之，PBL教学模式，花在前期准备工作上的精力远大于传统的课堂学习，因此，需要研究生有主动学习的自觉性，否则很难达到预期的教学效果和目标。但是，我国研究生长期受小学、中学直至本科填鸭式教学方法的影响，对传统教育教学模式具有一定的依赖性。大部分研究生缺乏主动发现问题、解决问题的积极性和能力。甚至有部分研究生只安于一个好的分数，会觉得PBL教学过于消耗时间。这其实也是依赖于填鸭式教学理念和学习方法的表现。为了培养提高工程专业研究生的总体素质，研究生需要从自身出发，完成角色转换，从被动的学习者转变为学习的主人。只有这样才能够提升自己的科学研究能力和发现问题、解决问题的能力，才能顺应现代社会对他们提出的严苛要求。

2 项目驱动的研究生科研训练

近年来，国内大多数研究生培养单位对研究生的培养模式进行了大量的改革，比如有不少单位构建了导师团队指导的研究生培养模式，但其本质与单一导师制的培养模式一致。研究生科研训练也是在导师的指导下，通过完成导师申请的各类课题，撰写小论文和学位论文。因为我国现行的本科生培养模式，使得大部分研究生在从本科生过渡到研究生期间，没有受到相应的训练，甚至有大量的研究生第一学年的课程学习都流于形式，对课程学习不太关注，未完成从本科生到研究生学习方法的有效转变。所以，在研究生进入课题之前，甚至整个研究生学习中，我们还需要设置一些相应的学术培养环节来锻炼研究生解决问题的能力。这也正是很多单位在研究生培养方案中要求研究生参加国际国内学术会议、发表学术论文等的原因所在。问题是，受课题经费的限制，并不是每个研究生都有机会参加会议，甚至很多研究生在攻读学位期间，从未经历过学术会议和发表过论文。

面对这一问题，我们课题组提出了PBL科研训练模型。参与科研项目是研究生学习期间必须经历的训练环节之一，也是研究提升学术能力的重要途径。不管是纵向课题还是横向課题，研究生在完成项目的过程中都可以达到理论与实践相结合的体验。因此，南昌航空大学研究生院规定，导师没有在研的科研项目就不能上岗指导研究生。

项目通常是指工程实践项目中的工作单元。工程师执行的每一个专业实践任务几乎都与项目有关。不同项目具有不同的时间尺度。诸如，建造大型水坝或发电站的项目可能需要几年，而其他工程师可能在任何给定时间为不同客户完成许多小型项目。不同项目可能具有不同的复杂程度，但是所有项目都在某些方面与工程师的学科专业中的基本理论和技术相关。小项目可能只涉及专业中的某一个领域，而大型项目将是多学科，不仅包括不同学科的工程师，而且包括其他一些专业和非专业的个人及团队。在实践中成功完成某一项目，需要各领域的专业受到良好的工程研究训练。为了更好地推进项目，课题组制定了定期进行学术研讨的学术制度，通过这种方法来弥补有些学生没有参加学术会议的不足。我们在组建导师团队的基础上，在研究生导师指导下自行组织课题组学术研讨会，导师和研究生定期做学术报告。不同研究方向的课题组之间开展学术讨论，不仅能够让研究生开拓思路，而且能达到科研训练之目标。

基于项目的科研训练是以学科的概念和原理为中心，研究生通过参与科研项目，在调查、研究、协作中最终形成产品或在解决问题中建构能力。项目驱动的科研训练是一种探究性学习，它能促进研究生自主投入科研，提高学术能力和素质。最大特点是研究生是学术活动的中心，项目围绕着与科研活动保持一致的重要学习目的。本课题组项目大多数是由国家自然科学基金以及企业横向课题来推动的。

项目学习的特点是，导师申请的每个项目都和真实世界相连接。在完成项目的过程中，研究生可以通过发表论文或申请专利来验证知识和技能。在完成项目的过程中，导师需要转变角色。那些习惯于布置任务的导师在一个以研究生为中心的学术活动中可能会遇到问题。因此，在基于PBL的科研训练中，导师要学会放弃控制，允许研究生同时在不同的活动中作不同的事情。在指定指导研究生选题时，导师需要查阅大量的文献，一旦项目走入正轨了，导师在日常基础性的准备工作上花费的时间少了，在整个项目的过程中只起到督促和顾问的作用。研究生在完成项目的过程中，我们应多听取研究生的意见和建议，鼓励研究生作出各种决定，合作完成各类科研项目。

通过大量的科研活动，研究生不仅构建自己的专业知识，同时还训练了沟通能力、合作能力以及正确作出决策的能力。基于项目的科研训练，这对研究生来说不仅是一种挑战，而且更贴近他们的生活，更有利于他们的科研能力的提升。因此，项目驱动的科研训练，不仅让研究生们更有动力并更好地完成课题组的科研项目，并且始终保持一种积极学习状态。因为文献阅读是研究生在完成项目中经常需要借助的工具，它不仅能增加学习体验，而且让研究生尽可能地了解相关领域的研究现状，找到科研创新点。

3 结语

从现代科技发展趋势入手，总结了现代社会对工程专业研究生提出的各种要求。在传统研究生培养模式的基础上，讨论了基于PBL模型的工程专业研究生培养方法。在此基础上，分别讨论了问题驱动的研究生课程学习方法和项目驱动的科研训练方法。最后，分析了基于PBL的研究生培养过程中存在的难题。结论表明，基于PBL模型的研究生培养方法，不仅对研究生提出了更高的要求，对任课教师和研究生导师也提出了更加严格的标准。

参考文献

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