“卓越工程師計劃”專業碩士基礎課程教學方法研究

吳嬌蓉，孫海浩

摘要：“卓越工程師”專業碩士課程的教學方法探索對于培養未來真正卓越工程師的綜合能力具有重要作用，本文從分析碩士研究生階段專業課程教學中的常見問題入手，通過對“卓越工程師”專業碩士課程教學方法體系的解讀，介紹了筆者在《交通運輸規劃與管理的實驗與實踐》專業課程教學實踐中的課堂教學方法改革、實驗與實踐教學體系建立、課程考評體系等方面的探索，總結上百位研究生反饋的教學建議，為“卓越工程師”專業碩士培養中專業基礎課程的教學方法改革及其具體實施提供了參考。

關鍵詞：卓越工程師;專業碩士;專業基礎課程;實驗與實踐教學體系;考評體系

中圖分類號：G643???? 文獻標志碼：A???? 文章編號：1674-9324（2014）41-0167-04

一、引言

我國的高等工程教育令世界矚目，不緊培養了上千萬的工程科技人才，擁有位居世界第一的高等工程教育規模，還形成了比較合理的高等工程教育結構和體系。我國高等工程教育業已具備更好發展的基礎，為促進我國由工程教育大國向工程教育強國邁進，實現了把我國建設成為創新型國家和人才強國的戰略目標。教育部于2010年啟動了“卓越工程師教育培養計劃”，同濟大學作為首批試點高校，按照“卓越工程師教育培養計劃”的要求，積極從拓展基礎、加強實踐、注重創新、強調主動、面向國際、引入競爭等舉措來構架新一代卓越工程師的培養體系。交通運輸工程學科作為同濟大學的優勢學科，其卓越工程師培養的重點是高端的工程精英和領軍人才，采用“4+2+3”三段制培養模式，即4年達到初級卓越工程師（本科工程型人才）、繼續讀研2年達到中級卓越工程師（碩士工程型人才）、再繼續攻博3年達到高級卓越工程師（博士工程型人才），也著重強調了“交通運輸工程卓越工程師培養”中與“卓越工程師教育培養計劃”相適應的師資隊伍建設、專業標準制定、課程體系建設、企業實訓、創新實踐等舉措的具體實施。其中，課程體系建設中主要是調整課程組成的知識結構以適應未來工程師的需要;適當壓縮課時來增加實踐教育的時間，并提出與企業結合的科學的實踐教育方案;調整課時安排以適應培養具有國際視野的強化國際交流的教育模式;強調專業教學方法的改進與完善。具體到“卓越工程師”專業型碩士課程教學上，筆者則在分析總結專業基礎課《交通運輸規劃與管理的實驗與實踐》教學方法改革試點效果的同時，展開“卓越工程師”培養中專業課程教學方法的研究。

二、碩士研究生階段專業課程教學常見方法與問題

目前，往往是基于培養學術研究人才的角度出發，碩士研究生階段的專業課程教學方法較為傳統呆板，即過多的強調對學生專業理論知識的加深，把學生學術水平和工程應用能力的提高寄托于參與導師的科研課題上。這對學生真正掌握某門專業課程的教學效果往往不太理想。用圖1所示的流程框圖的解釋則對當前碩士研究生專業課程教學的問題及致因一目了然。

碩士研究生階段專業課程的教學方法實際上是本科階段專業課程教學方法的簡單延伸和再次應用，課堂教學仍然是“一言堂”的現象，即過分強調教師的主角地位，忽視了研究生的主體地位，課堂上缺乏互動。尤其是在選課人數較多的課堂上，教師少有機會也不太可能與研究生進行廣泛交流。教學手段單一，“填鴨式”的教學仍然常見，仍然是專業理論知識講授占絕對主導。如何通過問題討論及剖析更深理解專業理論，如何把專業理論應用于專業實驗及工程實踐等環節往往缺失。專業課程教學中的考核方式單一，往往還是課程結束的考試加平時課程作業的考查來檢驗學生掌握這門專業課程的程度和教師對這門課的教學效果。而這樣就往往難以檢驗日常的課堂教學效果和學生在日常專業課程學習中能力與水平的提升過程?！白吭焦こ處熃逃囵B計劃”中明確關注學生的綜合能力的培養，而在專業課程教學中對學生能力培養的核心在于學生能夠主動積極地參與課程的學習，成為課程的主人，培養其求知的欲望、對事物的好奇、解決問題的勇氣。對于“碩士工程型卓越工程師”的培養更是要與工程實踐相結合，培養其創新思維和解決實際問題的能力。為此，面對業已存在的諸多問題，需要探索和創新高等工程教育中“碩士工程型卓越工程師”培養中專業課程教學方法的體系，包括教學中的考核方式和教學效果的評估體系。

三、“卓越工程師”專業碩士課程教學方法探索

基于對過去碩士研究生專業課程教學的總結和對“卓越工程師教育培養計劃”的理解，梳理面向“卓越工程師”專業碩士課程教學方法體系如圖2所示。即：專業課程的教學內容通常包括理論教學、實驗教學、實踐教學等;相應的教學環境除了教室、實驗室外，還包括現場或其他場所;相應的教學方法或手段如今也相當豐富，如課堂上的板書、多媒體、案例教學;實驗中的演示、驗證到綜合設計實驗等;實踐中的介紹與指導等。對于學生學習效果的考核則有：作業、課程設計、實驗或實踐報告、考試、論文撰寫等。這樣的方法體系，嚴格來講，并不是一種新型的教學方法體系。對于面向“碩士工程型卓越工程師”專業課程教學方法改革的探索，就難以且沒必要全面的調整。那么在改革探索的思路上則需要遵循以下的原則：以現存問題為導向，尋找并選擇教學方法改革的突破點;專業課程的教學方法改革要圍繞其教學目標與要求展開;從細節入手，強調實驗與實踐，豐富課堂教學內容與方式的同時，建立有效的實驗與實踐教學體系;專業課程教學的考核方式多樣化，成績評定綜合化。以上幾個方面有機銜接，形成邏輯體系。

以《交通運輸規劃與管理的實驗與實踐》這門專業課程為例相應闡述了在上述原則指導下的教學方法改革實踐。這門課的教學目標是全面、系統地介紹交通系統規劃的基本方法和應用案例，教學要求是強化城市綜合交通系統理論、實踐的結合能力，幫助學生形成批判性思維和創新性思維，并進一步提高他們主動學習和探索交通科學問題的能力。

1.課堂教學方法改革的實踐。①啟發式理論教學的廣泛運用。專業理論教學過程往往是由教師機械的、“填鴨式”的實施。如何盡可能多的運用啟發式理論教學，是專業理論教學的難點。在《交通運輸規劃與管理的實驗與實踐》這門課的教學實踐中，可以采用引導和探索的方法對相關理論知識進行深入講授，以體現啟發式理論教學的運用。例如：通過生動的實例引出城市綜合交通規劃、可持續發展交通規劃、基于數據處理與分析的交通規劃基礎理論和關鍵技術;通過對交通系統規劃與其他相關城市規劃、交通發展戰略等之間的相互關系或影響機理的闡述，并通過對抽象模型的演化剖析，建立交通運輸規劃與管理中科學的規劃理念和規劃發展觀?？傊?，在各個環節的理論教學中，大多是以指向性明確的思考問題引出理論教學內容，并以深入探討該類問題為要求，在課堂討論或實驗與實踐中進一步深化學生對該門課程中專業理論知識的理解。②強化實踐意識的案例教學教師的單方面授課通常較難發揮研究生的主觀能動性，針對《交通運輸規劃與管理的實驗與實踐》這門課強調“實驗與實踐”的教學特點，增加案例教學的比重。案例教學的形式則以圍繞理論教學中的導向性思考問題進行課堂討論并由教師總結為主，直接由教師進行案例講解的形式只是作為輔助。這樣，既增加了課堂教學的互動性，又強化了學生的實踐意識。特別是圍繞思考問題，收集案例資料、查找相關文獻和數據、進行總結分析，并在課堂上演講、發表自身見解供大家提問、討論，這一過程不僅提高了學生的實踐能力，還擴大了他們的信息量，拓寬了知識面，同時鍛煉了獨立思考、發現和分析問題的能力，極大提高了他們學習的主觀能動性。在近幾年的課堂教學方法探索實踐中，案例教學以圍繞某一主題進行分組討論的形式效果良好，學時安排上也由最初的5%上升為25%，繼而上升到目前的40%;而理論教學的學時由最初的95%下調為75%，繼而下調到目前的55%。這樣的調整反而使得學生更為牢固的掌握了專業理論知識，并可以較好地運用。

2.實驗與實踐教學體系建立的實踐。圍繞相應的專業課程建立全方位的實驗與實踐教學體系是學好專業理論知識、實現理論聯系實際和把理論應用與實際的關鍵環節。在《交通運輸規劃與管理的實驗與實踐》這門課的教學方法探索中，嘗試建立了從小到大、由局部到全面、循序漸進的實驗與實踐教學體系。（1）課程作業。在教師對專業理論知識的授課過程中或在案例討論的互動交流中可能出現同學比較生疏的問題或產生具有深入討論意義的小課題。此時，可由教師順勢利導，及時布置課后思考題，要求同學們課后查閱相關文獻、資料，按照自己的理解與思路，完成課程作業。在后續課堂教學中，抽出一些時間與所有同學共享優秀的思考題論述方案，提高學生分析問題的能力及對相關理論的理解能力，同時加強學生互相學習的氛圍。（2）實驗、實踐報告。例如，在《交通運輸規劃與管理的實驗與實踐》這門課的學習中，交通調查是交通規劃項目獲取基礎數據的基本方法，是制定科學合理的交通規劃的基本前提和極其重要的環節。因此，可從教師指導學生設計交通調查方案開始，采取分組形式，由學生自行組織交通調查，獲取有效的基礎數據并進行處理分析，發現現存的交通問題，形成現狀調查與分析報告。在現狀調查與分析的基礎上，選取并標定交通模型，設計實驗方案，運用專業軟件工具進行模型驗證并輸出實驗結果進行比較分析，提出問題解決方案，形成綜合設計型實驗報告。繼而，可以綜合現狀調查分析、實驗方案與實驗結果、進一步的方案描述或結論描述等，形成并提交針對某一交通規劃專題的整體課程實踐報告。（3）課程結業論文。選取課程涵蓋領域中的典型問題，要求學生完成課程結業論文?？稍趯W期開始的時候提出各種選題，通過一學期的課程教學，引導學生進行問題分析、文獻查找、文獻閱讀、方法實現、撰寫研究報告和研究成果表述方面的訓練，使之能夠較為完整的完成本課程涉及領域的一次研究活動，幫助學生掌握專業知識，培養其進行科學研究的基本技能。

3.課程考評體系完善的實踐。對課程考評體系，尤其是對《交通運輸規劃與管理的實驗與實踐》這種專業課程考評體系的理解，筆者認為包括以下幾個方面：考評方式，即涵蓋哪幾種考評方式，最終成績是通過考試評定還是多種方式綜合評定;面向課程所采用的考評方式的具體考核標準是怎樣的;當多種考評方式綜合采用時，考核的時機應該如何選擇。此外，就是課程進行中或結束時，需要教師及時對該課程教學的效果有個自我評估，以便在后面的教學中改進相對薄弱的一面。

其實，課程考評體系的建立與完善，旨在檢驗學生，特別是“卓越工程師”專業碩士培養中各個方面能力的提高情況。如：專業理論知識的實際運用能力;案例分析能力，即發現現存問題、分析問題、提出解決問題方法思路的能力;文獻搜索和閱讀能力;軟件運用和實驗測試能力;表達和交流能力;組織協調能力及分工協作的能力;研究報告撰寫能力;等等。①考評方式的確定。當前，大學里的專業課程考核形式一般就是考試（閉卷或開卷），頂多再輔以平時成績（作業成績或考試出勤率等），這很難達到對“碩士型卓越工程師”科學研究和工程實踐能力的訓練要求，也較難評定相應的培養質量。同時，也存在著考核次數少、考核方式單一、考核內容陳舊、考核規范化程度低等問題。作為“卓越工程師”培養中的專業碩士基礎課程考評，必然要增加課程教學的考評方式，并加以綜合采用。例如，對于《交通運輸規劃與管理的實驗與實踐》這門課，最終課程考評成績由五部分組成：一是課堂表現，如就回答思考問題、課堂討論中的發言情況等角度來評定。二是課程實驗、實踐報告，從報告的邏輯結構、數據分析、結論建議等角度來評定。三是案例的介紹、演講成績，從其對選題的理解、演講中的邏輯思維和表達情況來評定。四是結合課堂思考題的課后作業，從對思考題的論述、作業的理論應用程度及工整性等角度評定。五是課程結業論文，從論文結構、論述的邏輯性、論證的嚴謹性以及研究結論的可信度等角度評定。②考核標準的確定。對學生該門課程最終成績的確定，需把各部分成績按照一定權重進行加權平均。經過幾年的探索，對以上五部分的考核評定進行了如下的權重劃分：課堂表現占研究生課程總成績的10%，課程實驗、實踐研究報告占總成績的25%，案例講解成績占總成績的30%，課后作業成績占總成績的15%，結業論文成績占課程總成績的20%。而對于每一部分的成績評定，有些適合由教師單獨進行成績評定，有些則讓學生參與進來，這樣成績評定更相對客觀和更容易被學生接受。例如：在案例討論（或互動教學）中，對學生這部分的成績評定就可以讓學生自己參與進來，如表1所示對評優演講討論的投票。當然，在具體給出各部分成績時，可采用百分制、分級制（優良中差或ABCDE等），但最終要歸為一種成績分制。由表1可以看出：把9組選題進一步歸類，進行了三次投票，投票結果相對客觀地反映了該小組案例討論中表述討論內容的質量和演講水平及表達能力。當然對于得票數差距不大的情況，可由教師進一步給出較為客觀的考核成績。③考核時機的把握。專業課程的考核并不在課程的最后進行，而是貫穿于整個課程教學過程中，因為過程是培養“卓越工程師”素質的重要手段。對教學過程的每一個環節，例如討論發言、回答問題的情況、課程作業的完成情況等進行記錄，作為衡量學習效果、進行成績評定、檢驗課堂教學質量的一個重要指標。而諸如課程實驗、實踐報告的要求，則可以在課程開始階段先布置下去，如講述所涉及到的專業知識和參考書或參考文章目錄，同時對獲取和提交成果的過程和形式等做出要求，以便給學生充足的時間，引導他們去思考，實現理論和實踐的結合，利于更好的完成能力訓練和課程考核。④教學效果評價。對于教師來講，課程教學中對學生的考核，也是對自身在這門課程上的教學效果考核，要及時分析總結學生在各個部分考核成績的情況，找出教學中相對薄弱的環節。同時，還要及時收集學生對課程教學的反饋意見和建議。良好的教學反饋意見不僅能夠反映教師的教學效果，而且能使研究生積極參與到課堂教學活動中去。在《交通運輸規劃與管理的實驗與實踐》這門課的教學實踐中，收集了上百位學生提出的反饋及改進意見，總結下來好多方面對改進課程教學方法有很大的益處。如：希望教師能提前指導案例匯報內容，提高案例信息量和制作質量;案例討論主題最好與專業理論教學大致同步;案例教學中引入失敗案例加以解讀，形成對比。在課堂學時分配方面，希望學生主導的討論時間比例能達到35%～45%，以提高學生參與課堂互動的積極性，同時，教師能夠及時對討論內容進行點評，突出關鍵知識點。

“卓越工程師”專業碩士課程的教學方法探索對于培養未來真正卓越工程師的綜合能力具有重要作用。本文從分析碩士研究生階段專業課程教學中的常見問題入手，通過對“卓越工程師”專業碩士課程教學方法體系的解讀，介紹了筆者在《交通運輸規劃與管理的實驗與實踐》專業課程教學實踐中的課堂教學方法改革、實驗與實踐教學體系建立、課程考評體系等方面的探索，為“卓越工程師”培養中的專業碩士基礎課程的教學方法改革及其具體實施提供了參考。

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作者簡介：吳嬌蓉，女，同濟大學交通運輸工程學院交通工程系，教授，工學博士，主要研究方向為交通運輸規劃與管理;孫海浩，男，同濟大學交通運輸工程學院交通工程系講師，工學博士，主要研究方向為交通運輸規劃與管理。