以项目为载体,基于问题的研究学研一体,培养工程实践与创新能力

赵越 刘泰强 教立营 王璐玮

【摘要】本文对一种研究型的教学模式进行了研究与实践，将学生分成若干个小组，以项目研究（设计）为载体，学研一体，通过独立与合作学习，探索研究，完成知识的学习和工程实践与创新能力的培养。

【关键词】项目；问题；学习；研究；合作；时间；创新；能力

文章编号:ISSN1006—656X(2013)06 -00056-02

一、工程实践能力与创新能力是教学改革的核心目标

工程实践能力和创新能力是知识经济社会对优秀工程技术人员素质的要求，是现代企业应对全球经济一体化，参与国际竞争的需要，也是企业可持续发展的需要。同时也是建设创新型国家与科教兴国发展战略的需要。因此，也成为我国高等工程教育改革与培养卓越工程师教育计划的核心目标和重要研究课题。

二、工程实践与创新能力是在工程实践中获得的

要培养具有工程实践和创新能力的高素质卓越工程师，首先要弄清楚他们的工作环境、条件、任务、特点及成长规律。调查研究结果表明：卓越工程师是在工程实践中培养出来的，是在工程项目的研究与设计中逐渐成长起来的，他们是利用已有的知识和技术，通过精细的专业分工和广泛密切的跨学科合作，组成一个研发、设计、生产系统，以设计和创造具有技术优势和高价值工程项目、技术、产品为研究对象，在合作研究中学习，创新新的知识、技术和产品，来改变现有的世界。过去高等学校培养的毕业生虽然掌握了一定的知识和技术，但与企业工程师相比，他们在综合素质、实践与创新能力方面存在着很大的差距。经验告诉我们：知识≠能力，两者之间有一个传动的链条叫做实践——应用知识解决工程问题的实践。实践是发现、发展、创新知识的源泉，是检验真知的标准，也是深刻认识、理解、学习知识和技术的最好课堂与老师。人们根据经验总结出来一句格言：听到的会忘掉，看到的能记住，只有亲自做过的才会真正明白，并深刻地刻在记忆中。只有亲力亲为，才能深刻理解、掌握、运用事物的本质、原理、规律，并有新的发现和发展。因此要培养未来卓越的工程师，就要按照其成长的特点和规律改革教育体系和教学模式，让工程师教育回归工程。

三、以项目为载体，基于问题的研究，在研究中教学，在教学中研究

在上述教学理念的指导下，东北大学中荷生物医学与信息工程学院引进了合作办学伙伴荷兰埃因霍温科技大学的先进教学模式DCL课程。DCL(Design Centered Learning)——以设计为中心的学习模式，它是以学生为主体、教师为主导，以学习为中心，采取学生分组合作、查阅资料、调查研究、讨论、交流等方式学习设计方法的课程。这种课程很受学生的欢迎。在教学实践中，我们组织编写了《DCL教学规范手册》、《助教指导手册》、《学生学习手册》，并对其不断地进行研究和发展，将这种教学模式推广到基础课和专业课程的教学之中。形成了以学生为中心、以项目为载体、基于问题的研究、学习、运用知识、培养能力；以知识为载体传播科学思想和科学精神、探索教学规律、丰富教育文化；在研究中教学，在教学中研究教学模式。

首先成立了中外教师和企业专家组成的教学小组，编写这种研究型教学的教案，提炼项目，讲授工程案例，引导学生对项目和问题开展自主学习、合作探索研究，参与学生的讨论，评价学生的学习研究成果与课程成绩。变以教学为主为以研究学习为主。在研究设计项目的选择上，教师根据教学和科研经验，要提炼出能够涵盖本课程主要知识内容的项目或研究设计课题，也可以涉及到其它一些课程的知识，但不能喧宾夺主。经过选择和提炼达到课程项目化、项目问题化、问题知识化、知识层次化。

在学生分组（5-6人一组，其中一名组长）开展学习研究（设计）项目之前，教师要对本门课程知识的重点、难点，相关知识的交叉联系以及在实际应用领域的重要作用要做一个简要的介绍，剖析一个工程项目的案例，提供素材，介绍思想、方法、程序和学术观点，分析问题与知识、知识与知识之间的联系与结构。课程内容主要通过学生对项目的研究、学习来掌握。学生能看懂的、查资料能学会的，通过讨论、合作研究能学会的东西都可以不讲。让学生通过自主学习、探索研究、合作学习与研究来学会，学会学习方法、工程项目的研究（设计）方法，让学习知识与培养能力共生并进。

在开展对项目研究（设计）的过程中，对学生在研究型学习中出现的问题和困难，教师的责任是启发和引导，不能包办代替，要让学生通过自主学习、独立思考研究、集体研讨、争辩、合作探索研究来解决。在自主学习与研究中，才能培养成独立思考的习惯和科学的素质。在不断的艰难探索中，才能培养对真谛执着追求的科学精神，才会有所发现、有创新；在争论与交流中，才会思辨、批判和拓展，激活兴趣，点燃学习热情；在合作中，才能学会负责、协作和分享；在战胜困难的过程中，才会磨砺意志和求是精神，才会感受突破与成功的快乐。有了这种学习、研究、应用实践的经历和体验，才能把理解了的东西变为自己的东西，才能把知识变为能力，真正实现学思结合、知行合一、教学互动、学研一体。

学生对项目开展学习和研究之前，要按照5-6人划分为一个小组，选一名学生为组长，由组长组织领导小组成员对项目开展调研、讨论，细分为若干个问题或者子项目，并进行分工，没人承担一定的任务，并组织大家开展合作学习、讨论、研究、交流、总结、撰写成果、答辩演示等。在以上过程中教师要给予指导。在个人和小组展示时，重点展示解决项目中关键问题和一般问题的思想方法、技术路线，知识与问题，知识与知识之间的联系、结构、创新点，以及还有那些问题没有解决与深入研究的一些设想等等。促使学生清晰地重新构建该课程的知识结构。

教学模式、目标改变了，成绩考核方式也改变了——小组、教师评价学习研究成果。因此评价学生的学习研究成果时要一种新的方法来评价，要从学习知识转向学习能力的转变，从关注结果向过程与结果并重的转变。要重点考核自学能力、研究能力、实践能力、创新能力、学习研究的态度和学习研究的成果。小组和教师要综合个人在项目中完成任务的情况、工作量的大小、难易程度、贡献大小、自主学习与研究的态度、创新等情况给出该门课程的成绩。值得注意的是教学观念转变的体现标准是：只要经过学习和研究学会了知识，收获了能力，不看成果和贡献大小，都在合格以上。考核评价方法的改革，就是要解放学生，轻松快乐地学习，使学习成为一种有趣的研究活动。

以项目为载体，基于问题的研究，在研究中教学，在教学中研究，学研一体，这种模式，我们还把它推广到实验课、学生实习、实训、SIVI——一种科技创新创业活动，科学研究、设计竞赛、毕业设计等环节之中。项目水平从一般——综合——高端，合理地安排在不同年级、不同的环节之中。遵循着梯度渐进的原则设置不同层次的项目学习与研究，在教学实践中收到了令人期待的效果。

四、实践效果

经过7年的中外校企合作、学研产医结合，利用教学资源的优势，实施以项目为载体、基于问题的研究，学研一体，在研究中教学，在教学中研究的教学改革，使教学得到了真正意义上的回归，变以教学为中心为以学为中心，学生回归了学习的主体地位，教师变成了主导的角色。把学习和研究集合于项目之中，使学习知识、收获能力共生并进，用新的考核评价方式评价学生的学习，减轻了学生的学习负担，使学习变成了一种积极快乐的研究活动，收到学生的欢迎。提高了学生的学习能力、工程实践能力和创新能力。毕业的学生受到名企名校的关注和欢迎。几年来本科生的就业率保持在93%以上，被推荐和考上国内外名校攻读硕士博士研究生的有282人。有94名学生在国内外学术刊物上发表学术论文125篇 ，有29余人在全国各种设计竞赛和国际建模竞赛中获奖，2010年有31名本科生被海外名校录取攻读硕士学位研究生。在学习与实训考核中，绝大多数学生被东软集团一类的企业纳入人才储备库。这种研究型的教学模式的优势越来越突显，正在改变着教学的水平和质量，也在改变着教师的教学观念，同时也改变着学生的学习观。

作者简介：

赵越：东北大学中荷生物医学与信息工程学院常务副院长，副教授，博士

教育部“卓越工程师教育培养计划-东北大学生物医学工程专业”项目负责人

刘泰强：东北大学中荷生物医学与信息工程学院资深教学顾问，高级工程师

教育部“卓越工程师教育培养计划-东北大学生物医学工程专业”项目主要执行人

教立营：东北大学中荷生物医学与信息工程学院辅导员，讲师，硕士

王璐玮：东北大学中荷生物医学与信息工程学院学生干事