建构主义模式项目训练对研究生实践创新能力培养的效用研究

夏友桦 李升 董心怡

摘  要：建构主义教学模式不仅在大学生实践创新中应用广泛，在专业硕士研究生实践创新中同样具有价值。基于建构主义教学模式的项目训练是对研究生专业建设的深入探究，不仅能使研究生获得工程实践经验，还能充分发挥其主观能动性，培养协调合作、沟通交流等综合素质。项目训练建构主义教学法以“项目为主线，导师为主导，学生为主体”为思路，将理论与工程实践相结合，旨在培养研究生实际工程实践过程中的创新发散思维。培养研究生实践创新精神是提高科研能力的关键，有助于提高研究生的实践创新能力。

关键词：建构主义;项目训练;工程实践;创新能力

中图分类号：G640         文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2019）24-0034-03

Abstract： Constructivism teaching mode is not only widely used in college students' practice innovation， but also has the same value for professional master graduate students. The project training based on the constructivism teaching mode is a further study ofthe graduate students' professional area， it can not only make graduate students get practical work experience， but also give full play to the comprehensive quality including subjective initiative， coordination， communication and so on. The project training teaching method is based on "project as the main line， teacher as the guide， students as the mainstay"， combining theory with engineering practice， with the purpose of cultivating graduate students divergent thinking during the actual engineering design. Practice innovation spirit is not only the soul but also the power of scientific research. Thus， cultivating graduate students' practice innovation spirit is the determinant key to heighten scientific research ability， which also helps graduate students of project training to better carry out the spirit of practice and improves the innovation ability.

Keywords： constructivism; project training; engineering practice; innovation ability

近年來，我国经济社会的快速发展，社会对于科研能力突出并且具备实践创新素质的高层次专业人才的需求越来越大。与此同时，研究生的教育规模也在不断扩大，但其教育过分重视数量而轻视质量的问题日益突出，研究生群体普遍创新意识不强，科研能力不足的问题日渐凸显，而实践创新能力无疑与科学技术的进步和经济社会的发展息息相关，而且与国家的生命力与综合国际竞争力也有着密不可分的联系[1]。

现行的教育体制，无论是从教学方式还是训练手段上看，主要是针对于学生专业理论知识的学习和个体技能的培养，缺乏一定的实践创新能力的训练。因此，教育者需要从传统的教学模式和方法中突围，形成以实践创新能力培养为主要目标的新型教学体系[2]。通过探索基于建构主义的教学理论和方法，借鉴国内外项目训练优秀教学模式并结合我校的实际情况加以创新改革，寻求出真正适合我校实际情况开展的项目训练教学模式，提高研究生实践创新能力的最佳教学方案。

一、建构主义教学模式

建构主义教学模式作为一种新型教学模式，以学生为主体，导师为辅助，强调学生在科研过程中的主动灵活性和协作学习能力，着重培养学生实践创新能力，从而有效提高理论教学和实践教学的效果，实现教学目标[3]。现行的较成熟的建构主义教学方法有[4]：（1）支架法：导师为学生搭建项目“支架”，将学习管理任务转移给学生研究小组或团队;（2）抛锚法：以真实问题或实际案例为教学背景选择课题，导师提供问题线索和思路;（3）随机进入法：对相同的某一教学内容，导师在不同的时机或情境，为实现不同的教学目标，使用不同的方式加以复现，给与指导性意见，保证教学质量。

建构主义模式项目训练，是基于建构主义教学模式下的理论联系实践的结果，也是对专业硕士研究生实践创新能力培养的有效渠道，有助于大力提高专业人才培养的社会实践性和创新竞争性。在建构主义教学模式框架下，导师不再是简单意义上的知识教授者，而是项目训练的引导者、学生团队的合作者与项目实施的促进者，通过专业硕士研究生的情境创设、协作自主学习，完成训练目标和要求[2，5]。

二、项目训练的实际案例

结合项目训练在我校的实施，我校专业硕士研究生在导师的引导下积极开展了一系列校级项目训练实践，旨在改变以教师为中心，学生处于被动学习的局面，弥补传统教学方式无法调动学生学习自主性的缺陷[6]。项目训练注重培养研究生的科研兴趣，增强其实践积极性与主动性。

基于建构主义教学模式，导师结合了支架法、抛锚法和随机进入法三种教学方法，帮助某一研究生训练团队确定“光伏并网系统监测及稳定性试验研究”的课题，并搭建训练框架，研究生在此基础上开展此项目训练。具体过程如下：

1. 结合当前国内外光伏电源技术发展现状和研究背景，导师搭建训练的目的和过程支架，提出训练思路和亟待解决的问题，撰写教学大纲和任务书、编制教学计划。

（1）项目的研究背景：目前，能源供应和环境问题日益突出，使得光伏发电技术得到前所未有的重视，光伏发电在许多方面取得突破，其市场竞争力和需求也越来越大。所以，针对光伏并网系统监测及稳定性试验研究很有必要。

（2）国内外发展动态：在国内，光伏并网系统的发展进入疯长式阶段，成本和售价不断下降。光伏并网产生的电网电压、逆变谐波、无功平衡、线路潮流和网损、配电规划、并网逆变器等问题，经研究后得到了合理有效的解决;在国外，并网光伏发电容量迅猛增长，光伏并网的电压稳定、频率变化、无功补偿等各项技术指标也处在进一步的研究和论证阶段。

（3）本课题相关工作积累和已有的研究工作成绩：课题组前期已成功搭建的500W光伏并网实物系统以及相应的参数测量工具;实时监测记录装置;课题组针对光伏并网发电发表的相关论文。

（4）采用抛锚法指出课題难点和亟待解决的关键问

题：a.如何实现分布式光伏并网系统的实时监测装置对电

流、电压、环境温度、光照强度等数据的实时采集和显示，以及PC端如何接收和存储数据;b.在进行稳定性实验时，如何建立符合要求参数值的负荷模型，这直接关系到本次研究结果的准确度和可信度;c.在给定网络结构或电路参

数的情况下，如何在保证各元件安全稳定的工作前提下改变负荷，使负荷侧发生一定扰动，记录各个数据变化情况并分析，来研究其对分布式光伏并网系统电压稳定的影响;d.当网络的拓扑结构或电路参数以及负荷侧功率发生

变化时，如何快速准确地判断电压是否失稳或崩溃，并在此基础上寻求有效增强系统稳定性的措施。

训练团队在项目开题前根据要求，阅读文献，收集相关资料。在探索与学习中，研究生了解了光伏发电的原理、特点、应用现状及技术发展趋势。以此为基础，研究生在训练实践中规范操作，如实记录，勤于思考，认真分析实验数据，独立完成小型装置设计开发。研究生开展项目训练现场，如图1所示。

2. 训练过程中，训练团队按照本次项目训练任务书的教学计划进行训练，并充分利用课余时间，开展了为期16周的项目训练，包括查阅资料，阅读参考文献，了解培训内容（第一周）;现场观摩（第二周）;现场操作练习，学习光伏相关知识（第3-7周）;软件建模调试，测控装置设计开发（第8-12周）;撰写论文（第13-14周）;现场操作考核（第15周）;样机运行调试，项目答辩（第16周）。导师在项目训练实施过程中，不断在不同情景随机进入并结合抛锚法开展教学，引导学生进行深层次思考和动手实践。

训练团队研究光伏并网系统稳定性和实时监测的原理，以500W光伏发电并网系统为基础，理解其结构组成，设计装置电路并实现制作;开展系列实验，如数据实时测量、并网测试和稳定性试验等。上述工作共设计开发了两套试验装置，分别是分布式光伏并网电压稳定试验装置和分布式光伏并网系统实时监测装置，如图2、图3所示。

3. 在项目结题时通过对课题完成过程及成果质量进行深入反思，对以下问题进行了阐述：

（1）项目研究的意义：改善能源结构，发展低碳经济，建立绿色安全电网。

（2）项目研究的目标：提供采集并网时的各个参数：电压、电流、光照、温度、以及数据采集时间，并以实时显示、精确测量、实时无线传输和储存的方式采集、监控数据，以便后期对数据进行处理和分析，实现稳定性。

（3）项目研究的过程及内容：a.光伏并网系统监测及稳定性试验理论研究;b.完善已有光伏并网系统实物模型;c.设计开发分布式光伏并网系统实时监测装置;d.设计开发

分布式光伏并网系统稳定试验装置。

（4）项目研究的主要成果：a.一套光伏发电并网系统监测实物装置及实用新型专利申请;b.一套光伏发电并网系

统电压稳定试验实物装置及实用新型专利申请;c.撰写论

文2篇。

三、项目训练的考核评定

项目训练在初期设置开题答辩，主要针对项目训练的开题背景、目的意义、拟采取的研究方法、技术线路、试验方案及其可行性、预期成果等一系列问题进行阐述，专家审核训练团队的分工是否明确，经费是否合理，并考察团队的合作协作能力。训练中期，对其项目训练的开展进程进行合理评估，并在过程中加以指引，抛出新问题、新思路，从而开展更深一步的探讨研究，锻炼研究生的科研创新精神。最终考核的训练成果展示主要以PPT和视频的形式呈现，也可通过实物模型操作运行演示，与此同时，研究生对所在团队项目训练的开展过程、创新理念、不足与后期展望等几个要点进行阐述，将专业理论知识与实际相结合，充分调动自身的积极性和创新性。

作品运行演示及项目答辩是项目训练考核的核心，由若干名专家老师组成考核小组，并针对项目训练中存在的问题对训练团队进行现场提问，通过团队的答辩来考核此次项目训练的意义和价值，并对其成效做出一定的评价，分析其中存在的问题并提出相应的改进建议。答辩过程可以反映出团队对项目的熟悉掌握程度和深度。

答辩现场如图4所示。

四、项目训练的效用

建构主义模式项目训练是针对于传统教学中过度重视应试能力的培养，学生实践创新能力得不到锻炼，从而影响学生主体作用的发挥和学习过程中创新能力培养的问题而开展的。基于建构主义教学模式的项目训练教学法对于学习中所遇到的问题能够及时发现、有效改进，从而达到有效促进教学的目的。

通过一定的创新项目训练，导师在理论、实践指导中传播科学知识，发扬科研精神，研究生从中进一步熟悉和掌握本学科的理论前沿，从而激发从事科学研究的兴趣。其次，无论是从实践创新能力的培养，还是从协调合作、表达沟通等综合素质的提升方面来看，项目训练都具有一定的效用、价值。项目成员在项目训练的开展过程中，不仅锻炼了独立思考的能力，还养成了利用所学知识去发现问题、分析问题的能力，对知识短板不断改善，进而解决问题。

基于校级项目训练，上述案例效用显著，团队研究生成员共发表了2篇论文，其中一篇以第一作者撰写，发表于省级期刊;一篇以第二作者撰寫（导师排名第一），发表于重要核心期刊。该项目还获得江苏省研究生实践创新项目立项资助，并顺利结题。此外，还申请了2项实用新型专利，并得到了授权（其中转让1项），同时实时监测装置作品还在校大学生课外学术科技作品竞赛中获二等奖。

此项目的研究生团队也在训练中增加了对光伏并网系统的理解，掌握了光伏发电系统参量的基本测量方法，增强了自身的实践操作能力。

五、结束语

本文中以实际项目训练实施过程为例，介绍了建构主义模式项目训练的实施过程及其在培养研究生实践创新能力中的应用。基于建构主义教学模式的项目训练充分发挥了项目团队成员的主体认知作用，充分调动其创新科研积极性，但同时也不可忽视导师的前期支架作用、过程引导作用和后期考核作用。未来将结合改进的意见，提高项目训练应用教学的质量，对已有的创新项目训练教学方案进行优化，从而为专业硕士研究生提供更为有效的实践创新培养平台。

参考文献：

[1]罗娇.浅议建构主义教学理论对高校中培养创新型人才的启发[J].教育实践研究，2011：198-199.

[2]王留芳，董德礼，周拓宇，等.多模式、多层次电子电工实践教学改革的探索与实践[J].实验室研究与探索，2011，3（30）：94-96.

[3]李升，龚臻琰，孙爱兵.建构主义和CDIO教学模式的应用及比较分析[J].中国电力教育，2014（27）：25-26+34.

[4]李升，陈宇婷，徐艳.建构主义和CDIO教学模式在大学生科技创新中的应用[J].大学教育，2015（9）：150-151+174.

[5]黄蕾.项目教学法在电工技能实训课教学中的应用[J].教育教学论坛，2012（10）：175-176.

[6]Sheng Li， Sijia Lu， Jiani An， et al. Application of project teaching for smart grid technologies in postgraduate practice innovation ability training[C]//2nd International Conference on Management， Education and Social Science（ICMESS2018）， Qingdao， China： DEStech Publications， 2018：1100-1103.