當(dāng)前，研究生課程教學(xué)存在著一些問(wèn)題，如課程教學(xué)與科研能力培養(yǎng)脫節(jié);過(guò)度強(qiáng)調(diào)知識(shí)結(jié)構(gòu)的完整性而忽略前沿理論、技術(shù)的研究;沒(méi)有給研究生提供更多的思考和創(chuàng)新的機(jī)會(huì)。這不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新能力。要解決這些問(wèn)題，需要從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和輔助教學(xué)手段等方面進(jìn)行研究和探索。自主學(xué)習(xí)教學(xué)模式立足于“教”與“學(xué)”的關(guān)系，運(yùn)用教學(xué)理論研究和探討培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。本文力求通過(guò)總結(jié)自主學(xué)習(xí)教學(xué)模式在研究生“軟測(cè)量與虛擬儀器原理”課程教學(xué)的應(yīng)用，探索提高研究生科研和創(chuàng)新能力的新途徑。

自主學(xué)習(xí)的基本思想

“自主學(xué)習(xí)”源于20世紀(jì)60年代，以學(xué)生為中心的教學(xué)觀點(diǎn)的確立，使教學(xué)研究重點(diǎn)從研究“教師如何教”轉(zhuǎn)移到“學(xué)生如何學(xué)”。自主學(xué)習(xí)是相對(duì)于被動(dòng)學(xué)習(xí)而言的學(xué)習(xí)，是由學(xué)習(xí)者的態(tài)度、能力和學(xué)習(xí)策略等因素綜合而成的一種主導(dǎo)學(xué)習(xí)的內(nèi)在機(jī)制，是一種“自我導(dǎo)向、自我激勵(lì)、自我監(jiān)控”的學(xué)習(xí)。自主學(xué)習(xí)能力是學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)活動(dòng)中表現(xiàn)出來(lái)的一種綜合能力，具備這種能力的人具有強(qiáng)烈的求知欲，能夠合理地安排自己的學(xué)習(xí)活動(dòng)，具有刻苦鉆研精神，并且能夠?qū)ψ约旱膶W(xué)習(xí)效果進(jìn)行科學(xué)的評(píng)價(jià)。

自主學(xué)習(xí)教學(xué)模式在研究生課程中的實(shí)踐

如何讓研究生積極參加教學(xué)活動(dòng)，自主學(xué)習(xí)，進(jìn)而提高他們的科研和創(chuàng)新能力呢?下面以“軟測(cè)量與虛擬儀器原理”課程為例，介紹自主學(xué)習(xí)教學(xué)模式在研究生課程中的應(yīng)用。

1.明確教學(xué)目標(biāo)

從知識(shí)角度分析，“軟測(cè)量與虛擬儀器原理”課程的教學(xué)目標(biāo)是掌握軟測(cè)量理論和方法，掌握虛擬儀器理論和設(shè)計(jì)方法，熟練使用Labview軟件，基于Labview軟件實(shí)現(xiàn)青霉素發(fā)酵產(chǎn)物濃度的軟測(cè)量。從能力角度分析，該課程通過(guò)培養(yǎng)研究生的自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和實(shí)踐操作能力，進(jìn)而提高科研和創(chuàng)新能力。

2.考核方式

根據(jù)研究生完成的作業(yè)情況給予成績(jī)，滿分為100分。作業(yè)一是閱讀三篇有關(guān)軟測(cè)量技術(shù)的論文，精講其中一篇，分值10分;作業(yè)二是上機(jī)學(xué)習(xí)Labview軟件的基本應(yīng)用，分值10分;作業(yè)三是基于Labview軟件設(shè)計(jì)信號(hào)發(fā)生器，分值15分;作業(yè)四是基于Labview軟件設(shè)計(jì)示波器，分值15分;作業(yè)五是基于Labview軟件實(shí)現(xiàn)青霉素發(fā)酵產(chǎn)物濃度的軟測(cè)量，分值20分;作業(yè)六是基于Labview軟件實(shí)現(xiàn)某一軟測(cè)量方法，分值30分。

3.任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法

在軟測(cè)量理論和方法教學(xué)過(guò)程中，教師通過(guò)45分鐘講授這部分的基本內(nèi)容，引導(dǎo)研究生對(duì)內(nèi)容發(fā)生興趣，然后設(shè)計(jì)一個(gè)閱讀論文的任務(wù)并要求研究生精講其中的一篇。在研究生精講他人的論文過(guò)程中，教師和其他研究生隨時(shí)可以提問(wèn)，要求每位研究生至少提一個(gè)問(wèn)題。閱讀和精講他人論文能夠促使研究生自主學(xué)習(xí)，逐步培養(yǎng)科學(xué)研究的思維，學(xué)會(huì)提煉和總結(jié)科學(xué)問(wèn)題;回答他人的問(wèn)題能夠促使研究生深入思考，拓寬思維。

在虛擬儀器理論和設(shè)計(jì)方法教學(xué)過(guò)程中，教師通過(guò)90分鐘的時(shí)間講授這部分的主要內(nèi)容，使研究生建立虛擬儀器理論的框架，熟悉常規(guī)設(shè)計(jì)方法。如果要更加深入理解和掌握這部分內(nèi)容，還需要深入學(xué)習(xí)下面的教學(xué)內(nèi)容。

在Labview軟件的使用教學(xué)過(guò)程中，安排研究生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室上機(jī)自學(xué)，這些實(shí)驗(yàn)既包含硬件部分又包含軟件部分。根據(jù)這部分內(nèi)容，設(shè)計(jì)了三個(gè)任務(wù)，分別是Labview軟件的基本應(yīng)用、設(shè)計(jì)信號(hào)發(fā)生器和示波器。第一個(gè)任務(wù)屬于基本內(nèi)容，使研究生較快熟悉此軟件;第二、三個(gè)任務(wù)屬于實(shí)戰(zhàn)環(huán)節(jié)，能夠促進(jìn)研究生掌握本軟件的使用方法。三個(gè)任務(wù)比較具體，研究生學(xué)習(xí)過(guò)程中目標(biāo)集中，任務(wù)的結(jié)果明確，完成任務(wù)后能夠激發(fā)其成就感。將六名研究生分成三個(gè)小組，通過(guò)協(xié)作的方式完成第二、三個(gè)任務(wù)。這樣能夠起到互相監(jiān)督和促進(jìn)的作用，還能培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力及實(shí)踐操作能力。

在基于Labview軟件實(shí)現(xiàn)青霉素發(fā)酵產(chǎn)物濃度的軟測(cè)量的教學(xué)過(guò)程中，教師講授45分鐘的青霉素發(fā)酵產(chǎn)物濃度的軟測(cè)量理論，重點(diǎn)講授軟測(cè)量方法如何在Labview軟件中實(shí)現(xiàn)。研究生根據(jù)自身掌握的基本理論，基于Labview軟件，設(shè)計(jì)青霉素發(fā)酵產(chǎn)物濃度的軟測(cè)量器。涉及的軟測(cè)量方法主要包括青霉素發(fā)酵過(guò)程機(jī)理建模方法和黑箱建模，機(jī)理建模方法主要應(yīng)用青霉素發(fā)酵過(guò)程動(dòng)力學(xué)原理，黑箱建模方法主要包括BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和支持向量機(jī)。研究生通過(guò)完成此項(xiàng)任務(wù)，掌握了軟測(cè)量與虛擬儀器理論的結(jié)合，培養(yǎng)了科研能力。

最后一個(gè)任務(wù)是基于Labview軟件實(shí)現(xiàn)某一軟測(cè)量方法，該任務(wù)沒(méi)有過(guò)多的限定條件，給了研究生更多的思考和創(chuàng)造的空間，發(fā)揮了學(xué)習(xí)能動(dòng)性，培養(yǎng)了創(chuàng)新能力。

實(shí)施自主學(xué)習(xí)教學(xué)模式的體會(huì)

1.要處理好教師與研究生的關(guān)系

教師的主導(dǎo)作用與研究生的主體地位是相互統(tǒng)一的，教師要做到從課堂講授、灌輸轉(zhuǎn)變?yōu)榻M織、引導(dǎo);研究生要認(rèn)識(shí)到知識(shí)不能靠教師灌輸，要主動(dòng)構(gòu)建。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容不同，二者的作用或地位有多種表現(xiàn)形式。在強(qiáng)調(diào)研究生是學(xué)習(xí)的主體時(shí)，需要注重教師在教學(xué)中的主導(dǎo)作用。教師的主導(dǎo)作用主要體現(xiàn)在引導(dǎo)研究生建立科學(xué)研究的思維，學(xué)會(huì)主動(dòng)獲取知識(shí)和信息，能夠提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。研究生進(jìn)入學(xué)習(xí)和研究狀態(tài)后，對(duì)教師的主導(dǎo)地位也會(huì)提出更高的要求。研究生的主體作用主要體現(xiàn)在主動(dòng)確定學(xué)習(xí)目標(biāo)，不斷激勵(lì)自己完成任務(wù)，能夠評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)結(jié)果，在學(xué)習(xí)過(guò)程中自覺(jué)培養(yǎng)科研與創(chuàng)新能力。

2.精心設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)

“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)法是指在教學(xué)過(guò)程中，以完成一個(gè)個(gè)具體的任務(wù)為線索，把教學(xué)內(nèi)容巧妙地設(shè)計(jì)在每個(gè)任務(wù)之中，讓學(xué)生自己提出問(wèn)題，經(jīng)過(guò)思考和教師的引導(dǎo)，自己解決問(wèn)題。在完成任務(wù)的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力和自主學(xué)習(xí)能力，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題和解決問(wèn)題。

在教學(xué)過(guò)程中，“任務(wù)”設(shè)計(jì)非常重要，直接影響教學(xué)效果。第一，“任務(wù)”設(shè)計(jì)要有明確的目標(biāo)，要求教師在總體目標(biāo)的框架上，把總目標(biāo)細(xì)分成一個(gè)個(gè)的小目標(biāo)，把每一個(gè)小目標(biāo)對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)模塊細(xì)化為一個(gè)個(gè)容易掌握的“任務(wù)”，通過(guò)這些小“任務(wù)”來(lái)體現(xiàn)總的學(xué)習(xí)目標(biāo)。第二，選擇合適的內(nèi)容作為“任務(wù)”。所謂合適是指內(nèi)容難易程度適中，研究生能夠自學(xué)掌握;內(nèi)容具有階段性，適合劃分為一個(gè)個(gè)“任務(wù)”。第三，“任務(wù)”設(shè)計(jì)要符合研究生的實(shí)際情況。不同的研究生，其接受知識(shí)的能力不同，教師進(jìn)行“任務(wù)”設(shè)計(jì)時(shí)，要從實(shí)際出發(fā)，充分考慮研究生現(xiàn)有的專業(yè)背景、知識(shí)結(jié)構(gòu)和興趣等特點(diǎn)，做到因材施教。第四，“任務(wù)”設(shè)計(jì)要注意分散重點(diǎn)、難點(diǎn)。充分考慮“任務(wù)”的大小、知識(shí)點(diǎn)的含量、前后聯(lián)系等諸多因素。

3.有利于培養(yǎng)研究生的科研和創(chuàng)新能力

自主學(xué)習(xí)的教學(xué)模式是研究生在教師創(chuàng)設(shè)的條件中，通過(guò)自學(xué)、作報(bào)告、討論交流來(lái)構(gòu)建新知識(shí)，變“教師講明”為“研究生自悟”，知識(shí)主要由研究生探索和領(lǐng)會(huì)。這將激發(fā)研究生學(xué)習(xí)的興趣，調(diào)動(dòng)研究生的積極性和主動(dòng)性，使研究生的自學(xué)能力、創(chuàng)新性思維和科研創(chuàng)新能力得到培養(yǎng)和提高。

經(jīng)過(guò)教學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在培養(yǎng)研究生的科研和創(chuàng)新能力方面，此課程具有優(yōu)勢(shì)。在理論方法教學(xué)過(guò)程中，采用教師教授和研究生自主學(xué)習(xí)以及相互討論的模式，研究生能夠較快地完成學(xué)習(xí)任務(wù)。在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，采用研究生自主學(xué)習(xí)、實(shí)踐操作、相互協(xié)作的模式，研究生能夠很快地掌握設(shè)備操作能力，將理論知識(shí)較快地應(yīng)用于實(shí)際，提高了研究生的動(dòng)手能力。因此，通過(guò)該模式教學(xué)，有利于提高研究生科研和創(chuàng)新能力，也有利于提高教師的綜合素質(zhì)。

(作者單位:北京工業(yè)大學(xué)電子信息與控制工程學(xué)院)

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