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研究生課程教學案例范文1
關鍵詞：跨學科；研究生教育；食品安全；教師沙龍
中圖分類號：G643 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）16-0151-02
研究生教育居于高等教育的頂端，旨在為社會提供各類高層次科研人才，基于現代自然科學的交叉融合，積極開展并努力深化跨學科研究生培養工作，已成為現代高等教育和研究生教育的核心內容之一。相應于21世紀自然科學的交叉融合，不斷充實完善國內研究生課程內容，是落實跨學科研究生教育的重要途徑。北京化工大學2012年新開“食品安全分析與檢測”研究生課程，通過對國內外食品安全課程相關情況的系統了解，并在教學理念、講授內容、施教方式、效果評估等方面積極采取一系列創新性的調整優化舉措，初步取得了較為顯著的教學成效，較好實現了食品安全研究方向的研究生培養目的，“食品安全分析與檢測”課程也已成為國內跨學科研究生教育較為成功的課程案例之一。
一、了解國際態勢，找準課程定位
隨經濟全球化進程的進一步深入，國內外食品安全事件屢有發生，發達國家技術性貿易壁壘層出不窮，我國的食品安全也正面臨越來越多的挑戰。實施食品安全領域的跨學科研究生教育，已成為國內外食品安全專業研究生培養的重要趨勢。如美國康奈爾大學依托其全球有名的獸醫學院開展跨學科的研究生教育，成立了數個食品安全相關的跨學科研究小組，并協同承擔食品安全重大課題的研究工作與研究生培養任務；在歐洲，荷蘭瓦格寧根大學在全球率先設立食品安全研究生學位授予點，并邀請相關系科知名教授為研究生開設食品安全課程，全面培養研究生的專業素質。受發達國家研究生教育實踐的影響，近年來我國內地和港澳臺地區一些重點大學也陸續開始了跨學科研究生教育實踐與探索。如北京大學專門成立前沿交叉學科研究院和工學院，在食品安全分析與檢測領域與化學院等系所合作開課，系統培養具有多學科視野的高層次研究生；中國農業大學，其從事食品安全分析與檢測的研究生廣泛分布在食品科學、動物醫學、植物保護以及資源和環境等多個學院，可接受多個學院和不同方向導師的跨學科培養；香港理工大學還專門成立食品安全研究中心，開展跨學科的研究生培養工作。通過跨學科研究生教育，上述學校食品安全相關研究生的素質普遍得到了提高，科技論文和專利技術產出數目逐年增長，不僅增進了各自學校食品學科的社會影響力，也大幅促進了學校的可持續性發展。因此，及時了解食品安全領域跨學科研究生教育的國際態勢，為北京化工大學食品安全分析與檢測研究生課程的精準定位提供了重要參考。
二、研究科技發展，更新教學理念
21世紀的科學技術發展是以學科交叉和科技融合為鮮明特點的?，F代食品安全廣泛涉及生命、化學、材料、機電、信息等諸多學科，具有顯著的多學科交叉融合特點。此外，現代食品安全科技也已逐步進入大數據時代，如何從海量的知識信息中，提取出跨學科研究生教育所良好適用的資料，也是一項極具挑戰性的任務。因此，傳統的針對單一學科和有限方向開展教學的研究生教學理念，迫切需要及時更新以適應現代食品安全分析與檢測研究生課程教育實踐的需要。北京化工大學在開設“食品安全分析與檢測”研究生課程時，努力堅持以食品安全前沿科技為先導的教學理念，及時引進在食品安全領域具有豐富分析測試經驗和突出科研能力的師資，緊密結合國內外食品安全分析檢測的最新科技成果編撰特色研究生教學課件，同時，借助具體食品安全案例的細致講授及課堂上師生間的適時互動，闡釋抽象的分析理論，激發研究生的學習興趣，幫助掌握正確的學習方法，并拓展學術研究視野。譬如，在不確定度與誤差章節的具體講授過程中，通過對三聚氰胺奶粉食品安全事件這一典型案例的詳細介紹，以及課堂上相關主題問答，使研究生對不確定度與誤差理論的基本概念，以及二者的聯系和區別留下了較為深刻的印象，較好克服了研究生教學過程中知識單向傳授例常的枯燥和不足。需要強調的是，教師自身的學術素養，對理解并實施成功的教學理念非常重要。因此，食品安全分析與檢測研究生課程的任課教師也應積極“充電”并努力掌握科學的學習方法，及時補充完善教學資料，以不斷提升自己的專業素養和教學技能。
三、融合科技前沿，充實講授內容
目前，國內一些高校相關食品安全分析與檢測研究生課程，講授內容大多參考流行的分析化學專著，技術知識主要偏于經典的色譜和分子檢測方法，而缺乏對生物傳感、快速檢測和高通量、多靶標檢測等先進技術的整體介紹，一些重要的內容如食品安全采樣制樣、分析檢測的質量控制、食品真偽鑒別和溯源，以及新興食品安全檢測方法和設備的應用等，也未系統納入，因此，所述課程對交叉學科知識的涉獵顯著不足，與現代科技前沿的融合也十分不夠，難以良好適應食品安全跨學科研究生教育的教學要求。為此，相應于現代食品安全與檢測學科的發展需求，北京化工大學在開設“食品安全分析與檢測”研究生課程時，不僅將生物傳感分析、現場快速和高通量、多靶標檢測、不確定度評估、食品真偽鑒別和溯源、分析檢測的質量控制以及新興檢測技術等知識及時引入課程講授內容，并額外介紹了現代食品安全分析檢測相關檢測器材及儀器設備信息，良好體現了研究生課程的先進性和創新特質。譬如，課程在講授傳統的免疫檢測技術過程中，也進一步介紹了近些年來國際上時興的核酸適配體技術，通過對抗體和適配體分別用于食品安全分析檢測優缺點的詳細比較，結合北京化工大學食品安全與風險評估研究室在核酸適配體傳感器研究方面的最新研究成果，課程講授內容得到了很好的充實和完善，也顯著提高了研究生教學質量。
四、注重課程效果，改革施教方式
為落實跨學科研究生教育精神，進一步提高課程的教學效果，北京化工大學“食品安全分析與檢測”研究生課程也創新性地定期舉辦“交叉學科教師沙龍”，主要邀請校內生命科學、化學、材料、機電、信息等相關不同學科領域的教師，就食品安全分析與檢測課程所涉及的一些多學科問題，共同進行較為全面而深入的學術交流和教學研討。不同學科領域的教師通過相互切磋，不僅進一步活躍了學術思想，而且經教學思路的交流碰撞，也可以發現在跨學科研究生教育過程中彼此的可供借鑒之處。譬如，在生物傳感一章的講授過程中，授課教師通過交叉學科教師沙龍了解了表面等離子體諧振傳感這一重要的分子識別手段在食品安全分析與檢測中的應用原理，以及這種技術可通過光纖波導和半導體激光器實現現場檢測設備的小型化，其后邀機電學院的老師在研究生課堂上作為檢測案例介紹，研究生們非常感興趣，較好克服了傳統的一人授課施教方式的局限和不足。
現階段我國研究生培養制度的改革，關于研究生實踐活動的規定，以及相關學位論文的課題研究要求，也是影響跨學科研究生教育工作的重要因素。為協調這些因素與跨學科研究生教育工作間的關系，北京化工大學“食品安全分析與檢測”研究生課程在注重內容質量的同時，也努力實現專業課程與研究生的實踐活動和課題研究互相結合促進。因為，課堂教學需要走出去接受實踐的檢驗才能得到發展，研究生對課堂知識的掌握及實際能力的培養無疑也需產學研一體化機會的支持。近兩年來，北京化工大學食品安全研究方向的專業碩士都被統一安排在中食檢測研究院有限公司和北京勤邦生物技術有限公司等國內外食品安全領域內知名企業參與食品中目標危害物的分析檢測和試紙條等快檢產品的研發等實踐活動，而學術型研究生的學位論文課題研究方法也均是基于食品安全分析與檢測課程所系統介紹的各類前沿技術，相關工作良好體現了專業課程與研究生的實踐活動以及課題研究的互相結合，課程質量不僅得到良好保障，專業實踐活動和學位論文研究質量也得到了大幅提升。
北京化工大學2012年所開“食品安全分析與檢測”研究生課程，三年來業已取得了較為良好的成效，對我國跨學科研究生教育及可持續性發展研究具有較為良好的參考價值。通過跨學科研究生教育課程的探索與實踐，可進一步完善高校研究生專業課程體系，拓寬相關專業研究生的科技知識視野，提升研究生解決實際問題的能力，發揮高等學校優勢學科的良好影響力，帶動高校新興交叉學科研究的發展進步，深入生命科學與化學、材料、機電、信息等諸多學科的交叉融合，促進高校由單純的研究型向綜合型的成功轉型，推動科技創新和產業轉化，進而為高校的學科發展和科技進步做出更大貢獻。
參考文獻：
研究生課程教學案例范文2
關鍵詞：環境生態學；專業學位研究生；案例教學
中圖分類號：G643 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）02-0182-02
一、研究背景
2015年教育部印發了《教育部關于加強專業學位研究生案例教學和聯合培養基地建設的意見》。重點要求了專業學位研究生培養中需要強化案例教學，而且規定案例教學模式實施效果作為專業學位點建設評估的重要內容之一。與學術型研究生不同，專業學位研究生培養更側重于基礎理論知識與生產實踐相結合，達到實踐能力和職業素養共同提高的目的。專業學位研究生學習方式不能僅僅局限在課堂和實驗室，必須在生產實踐中提升學習效果，解決本專業領域范圍內生產實際問題，因此專業學位研究生教學過程中引入案例教學模式是非常必要的。環境生態學就是運用生態學理論，保護和合理利用自然資源，治理污染和破壞的生態環境，恢復和重建受損的生態系統，實現環境保護與經濟發展的協調，以滿足人類生存發展的需要。對于環境工程專業學位研究生來說，該門學科對于提高學生環境知識素養和職業能力的提高具有重要的作用，而在教學案例設置過程中，選擇具有代表性的環境問題案例，尤其是本土環境案例，如2011年綿陽涪江水污染事故、5?12地震后期龍門山生態環境監測及生態風險綜合評價和長江中上游地區水土保持與面源污染防治工程規劃設計等教學案例，對激發研究生學習興趣、提高分析和解決問題能力、增強師生互動等方面具有重要的作用。
二、實施步驟
1.師資培訓。全日制專業學位研究生培養教育還處于啟動階段，《環境生態學》的任課教師的思想認識和專業水平直接決定了課程案例教學法能否夠達到期望的效果，顯然《環境生態學》師資力量是不足的，因此需要加大力度進行師資培訓。師資培訓方面需要從兩個方面同時進行，培訓任課教師撰寫《環境生態學》課堂教案和組織實施案例教學。
一份優秀的《環境生態學》課堂教案需要團隊合作才能完成，教案的框架內容來源于教材，但教學案例可以來源于實踐基地和合作企業成功案例。同時，基于教師個人經歷可以引進國內外其他高校的成功教學案例來使用，甚至教師可以針對某一個環境事件編寫虛構的教學案例。如“受損草地生態系統修復”案例編寫可以模擬川西地區草原退化對生態環境的影響以及修復措施。撰寫了優秀的教案，還必須有經驗豐富的教師進行有效的組織開展案例教學。而大多數從事傳統理論教學《環境生態學》教師沒有從事過生產實踐鍛煉，因此，案例教學實施需要具有生產實踐經歷的教師才能發揮教學效果。所以師資培訓過程中需要遴選一批優秀年青教師到實踐基地和相關企業單位去鍛煉，積累豐富的教學案例，尤其是本土教學案例，將這些教學案例進行整理和匯總，歸納到《環境生態學》教材相對應的章節，充實到課堂教學，這樣才能有效組織實施案例教學。
2.調整教學內容。大多數《環境生態學》教材中的基礎理論教學內容偏多，實用性內容偏少，尤其是結合我國生態環境問題治理章節明顯不足，這對案例教學實施帶來了一定困難，因此，需要對現行的教材內容進行調整。如現行教材中生態因子、種群生態學分別為獨立章節，雖然這些內容對后面學習群落生態學奠定了基礎，但這樣章節劃分太細，許多內容可以進行整合和壓縮，需要精簡和壓縮。把生態因子、種群生態學和群落生態學三部分內容合并為生態學基本原理，理論內容可以減少10課時。同時，環境工程方面的最新研究進展和國家環境保護政策聯系緊密的應用技術需要加強講授。
從2000年到2050年我國將投入大量的人力和物力進行大規模生態環境建設，根據國家環境保護戰略需要，《環境生態學》研究生教材需要增加“生態環境建設與調控”內容。研究內容主要涉及西北地區荒漠化與防治、華北地區大氣污染防治、東北地區濕地保護和西南地區土地退化及石漠化防治等，都是國家需要長期治理才能得到控制的生態環境問題，需要環境工程專業學位研究生學習生態環境建設的內容、知識、措施和技術，培養應用型人才投入到環境建設工程中。
3.案例庫建設。雖然早在2015年6月，全國專業學位研究生培養單位案例教學中心網絡平臺建設就已完成并開始運行，教學單位可以共享優秀的《環境生態學》教學資源，但培養單位仍需要根據自身的實際情況建設《環境生態學》案例庫。由于培養單位研究生教育水平參差不齊，任課教師和學生的基礎水平有一定差距，全國教學案例庫不一定能完全滿足自身的教學培養需求。而且，培養單位的《環境生態學》案例庫建設應該依托地方發展需要，教學案例應該具有地方特色，特別是本土生態環境建設案例在教學過程中應該得到突出體現，才能培養出滿足地方經濟發展的合格研究生。
4.組織實施。（1）課前準備：教學案例開課前一周教師告知學生們案例內容及教材內容對應的相關章節，以便有充裕的時間讓學生熟悉教材內容和教學案例材料預習與分析。如果教學內容來自于本土案例而且內容相對簡單，學生可以個人準備，包括基礎資料的收集、相關職能部門溝通等，這樣可以全面鍛煉學生的能力；如果教學內容來自于陌生案例而且內容相對復雜，由根據學生的特長和小組規模，任課教師組建興趣小組，團隊合作可以鍛煉學生們的團隊合作能力以及溝通交流能力?？傊龅矫课煌瑢W都能參與教學案例實施過程中，都有機會進行個人能力展示和知識水平表現。（2）課堂開展：教師把教學案例講述結束之后，如果需要把問題列出，盡量詳細地列出需要討論的問題，開展討論，討論結束后，教師引導學生探索解決問題的技術方法和措施。討論的形式可以采取靈活方式，學生之間可以通過辯論，也可以通過技術模擬。對于具備野外教學條件的案例，安排在校外實際場景中進行案例教學，學生們更能掌握教學案例內容和精髓。工作之后遇到類似的案例就可以仿照課堂教學中的技術方法進行解決。（3）課后總結：完成課堂教學后，學生要對教學案例進行總結，簡要撰寫教學案例報告（如污染場地修復調查報告、修復技術方法報告和環境影響評價報告等），撰寫完成后交給任課教師。任課教師盡快評閱并對學生撰寫的教學案例報告開展討論、點評報告撰寫過程中優缺點，確保學生理解和掌握教學案例。至此，一次成功的案例教學才算完成。
5.教學評價。制定評價案例教學效果的依據非常重要，評價體系包括：一是對任課教師教學效果的評價，二是對學生表現情況的評價。任課教師的評價方法由二級學院研究生教育考核領導小組進行，小組成員主要來自環境工程專業教授、校外導師和工程技術人員。但真正做到客觀評價確實不容易，由于環境工程專業學位研究生教育起步晚，大家對研究生案例教學方法也不熟悉，導致教學案例與課堂理論知識割裂，所以任課教師就需要向有經驗的研究生教學案例教育的學校學習交流。對研究生的評價主要分為課堂表現和分析報告的評分。每當案例教學結束時，任課教師根據學生的課堂表現、分析報告的水平和團隊協作能力給出相應的分值，綜合成績=課堂表現×30%+分析報告×50%+團隊協作×20%；根據公式得出綜合成績既可以表示公平，也可以起到激勵的作用。
三、結語
近年來，國家大力進行生態文明建設，實施重大生態修復工程，推進荒漠化、石漠化、水土流失綜合治理，加快水利工程建設，強化水、大氣、土壤等污染防治，對環境工程專業人才需求日益迫切，《環境生態學》案例教學實施，既突破了理論教學壁壘，又創新了案例教學新模式，順應了國家對生態環境建設發展的趨勢，因此，《環境生態學》案例教學需要在環境工程專業學位研究生教育中大力推廣。同時，《環境生態學》案例教學的實施需要借鑒和學習國內外各高校的成功經驗，繼續整理補充教學案例庫，探索建立完善的評價體系，鼓勵學生積極參與，邀請校外專家合作，最終達到培養高素質環境工程專業學位研究生的目的。
參考文獻：
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Explore of Curriculum Case Teaching Mode on in Environmental Ecology for Full-time Professional Degree Graduate Student
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（College of Resources and Environment，Mianyang Teachers' College，Mianyang，Sichuan 621000，China）
研究生課程教學案例范文3
關鍵詞：高等土力學；專業學位研究生；教學案例庫；實踐創新能力；課程思政
1引言
專業學位研究生教育是我國研究生培養結構中的重要組成部分，旨在培養滿足特定社會行業、職業實際工作需求的應用型高級專業人才，培養目標側重于全面提高研究生的實踐創新能力。為了進一步服務國家重大戰略、關鍵領域和社會重大需求，增進對工程類專業學位類別的理解和認識，推動研究生教育的健康發展，近期國務院學位辦公布了土木水利、材料與化工、電子信息、機械、能源動力、資源與環境、生物與醫藥、交通運輸8種專業學位類別專業領域指導性目錄。其中，在土木水利專業學位類別下設土木工程、水利工程、海洋工程、農田水土工程、市政工程、人工環境工程6個領域，相關培養單位可依據社會發展需求、自身辦學特色和人才培養實際情況，參考此指導性目錄設置專業領域。在2020年8月出版的《專業學位研究生核心課程指南（試行）》中明確指出，土木水利專業學位研究生核心課程包括以高等土力學為主的巖土工程理論與應用，必須發揮課程學習在研究生成長成才中的全面、綜合和基礎性作用?！陡叩韧亮W》是一門理論性和實踐性都很強的課程，涉及各類土工與模型試驗原理及方法、本構模型的選取與參數確定、土坡穩定性計算、滲流與土體固結分析等。該課程與工程實踐緊密相關，除了對理論知識的掌握要求較高之外，對工程經驗與分析、解決實際問題的能力也要求很高。但是一直以來，受資金、場地條件和傳統思維等因素的限制，該門課程的教學組織主要以理論講解為主，存在著與巖土工程實踐嚴重脫節的問題。對于與工程應用緊密結合的章節，如現代土工試驗的操作、軟土地基固結及處理、本構模型的選用等內容，學生在課堂上只能靠想象，缺乏與實際工程的有機融合，這難以激發研究生學習的積極性和主動性，更不必說提高他們的實踐創新能力。僅靠教師在課堂上簡單地列舉幾個工程實例是無法克服這一問題的，只有將系統、真實、典型的案例庫資源與傳統教學范式結合，才是培育專業學位研究生實踐創新能力的有效方法。國內一些高校教師對于相關案例庫的建設與實踐進行了有益探索。邵光輝[1]通過分析專業學位研究生教育對案例教學的需求特點，探討了案例庫的建設方法和應用特點，并為專業學位研究生案例教學提供參考。王迎超等人[2]針對《巖石力學》課程內容的特點，探討了巖石力學工程案例庫建設方案及思路，可為后續基于案例庫的課程教學改革提供參考。王超等人[3]建立了“邊坡工程學”工程倫理教學案例庫，并綜合采用案例教學法、分組討論教學法開展教學實踐，為提高專業碩士研究生的工程倫理意識發揮了作用。孫建淵等人[4]分析了以WordPress網頁開發平臺與多媒體為基礎的案例庫開發技術，提出了基于“互聯網+”等的專業學位研究生工程案例庫建設方法。蔡國慶、蔡靖[5，6]也分別分析了高等土力學課程教學改革與實驗教學改革體系。雖然上述教學研究通過組織開發與編制等措施，積累了一些教學案例。但是，目前國內全面具備真實性、系統性和典型性的高等土力學案例教學資源庫還不是非常豐富。因此本文著重探討高等土力學案例庫建設的思路、方法和教學應用，為其他課程案例庫研發提供參考。
2案例庫建設思路
高等土力學案例庫架設內容主要包括案例收集、遴選、分類、案例數據庫開發等。
2.1巖土工程案例收集
案例可以通過三個渠道獲?。阂皇峭ㄟ^企業設計與施工的實際巖土工程進行提煉與加工；二是課題組主持或參與的科研項目依托工程；三是網絡資源，包括期刊及學位論文中的巖土工程案例，可以通過Python語言編程，實現Web信息抓取從而輔助案例庫建設。在這個過程中，既要注意文檔、圖紙等資料的收集，也要盡可能收集現場有關照片及視頻錄像等信息。對于工程遇到的主要難題及采取的相應技術措施要著重收集，如針對深厚軟土地基，需要綜合采用哪些技術方法來解決哪類特殊問題，取得的成果對類似工程是否可以推廣等。
2.2巖土工程案例遴選
2.2.1入庫案例要具有真實性在建設過程中要保證每個入庫案例及依托工程不是憑空編造的，要對案例進行客觀的描述[7]。這是高等土力學案例庫遴選案例的基本條件。2.2.2入庫案例要具有系統性遴選的案例必須服務于教學需要，為了適合特定的課程章節而選編，因此每個入庫案例都應具有教學目標，能有力配合對應的教學知識點。2.2.3入庫案例要具有典型性遴選的案例要盡量依托行業內有一定影響力的工程，以及在巖土勘察、設計、施工和科技研發方面有特色的工程，如長江口深水航道治理軟基上大圓筒結構工程、港珠澳大橋人工島填筑工程等大量涉及高等土力學應用的工程案例。這種案例更有利于培養學生的創新思維和精神，培養學生從工程中發現問題并解決問題的實踐創新能力[7]。
2.3工程案例分類
巖土工程案例分類方式可采用如下幾種：一是根據課程教學大綱要求，結合本校所用的《高等土力學》教材，根據不同章節的不同要求，進行案例分類，并進行收集。二是按照課堂的教學順序進行分類，如課堂引導案例、課堂討論案例、課外思考案例。其中課堂引導案例要做到引人入勝，充分激發研究生的學習興趣，吸引學生進入本節課；課堂討論案例要注重再現真實案例情境、案例問題的多解性，在教師、學生之間的交流過程中，啟發學生從多個角度來分析問題；課外思考案例要有一定難度，要求學生綜合采用已學的知識來分析案例，提交學習報告或解決問題的方法、過程，注重鍛煉學生理論聯系實際的實踐創新能力。三是按照案例發揮的作用分為基礎知識案例庫和科研前沿案例庫。其中，基礎知識案例庫主要對高等土力學基本理論、土工試驗技術、巖土工程設計施工技術與方法等問題，借助工程案例與多媒體手段進行講解，從而提高內容的生動性，加深理解。例如，現場平板載荷試驗過程及方法、復雜本構模型屈服面的展示，可以通過工程施工影像、三維動畫技術來模擬和展現。科研前沿案例庫體現了研究生教育與本科教育的主要區別。隨著工程技術的日新月異，新的研究熱點與科技成果將會不斷涌現。因此，選取前沿的行業科技成果，并通過工藝圖、過程框圖、動畫等簡潔易懂的形式展示給研究生，是建立高等土力學科研前沿案例庫的重要內容，從而使研究生緊跟科研前沿，鍛煉實踐創新能力。2.4案例數據庫開發采用Access數據庫，開發高等土力學案例庫軟件系統。工程案例庫的功能包括案例錄入、查詢、修改、刪除、下載等，充分滿足老師教學與學生學習的要求。案例查詢可以按照巖土工程的名稱、修建時間、主要技術方法等進行檢索。高等土力學案例庫的整體構成是按照不同的巖土工程進行分類構成，主要包括工程的名稱、地點、主要地質條件、結構類型、遇到的主要工程問題、采用的主要技術、工程管理方面的經驗、設計施工的難點、相關科技研況等。
3案例庫特點與應用效果
3.1教學案例庫主要特點
3.1.1案例庫建設堅持產教融合、問題導向案例庫建設團隊應由具有理論與實踐經驗豐富的教授、博士和企業工程師組成，便于溝通交流、收集工程案例。而且工程案例從實際工程中來，堅持以解決實際的復雜工程問題為根本，能結合實際工程問題，把案例編寫和工程問題診斷及解決方案有機結合，實現產教融合的目的。3.1.2案例庫建設實行案例研究與教學案例并舉高等土力學案例庫的開發建設宜按原創案例和現有案例并舉的方式進行。原創案例立足國內企業，來源于工程實際，把實際工程項目和科研項目提煉為教學案例，爭取提高原創案例比重。同時搜集國內外典型案例充實案例庫，把能充分反映高等土力學應用本質特征和具有普適性的案例運用到高等土力學課程教學中，同時要注意將這些素材根據理論教學進度加以系統性編排和再創造，從而更加符合課堂教學規律與特點，引導學生透徹理解高等土力學相關理論與應用條件，提高專業學位研究生的實踐創新能力[8]。
3.2案例庫應用效果
3.2.1有力貫徹課程思政，落實立德樹人根本任務近年來，我國港珠澳大橋、大興國際機場等一系列世紀工程的建成，雷神山、火神山醫院從決定建造到交付使用僅用時十天，這些工程奇跡都離不開工程師家國情懷的傳承。同時，在這些工程案例中處處可見土力學知識的應用，從而使研究生感受到巖土工程科技的力量，并受到愛國主義的熏陶。黨的報告指出，要弘揚勞模精神和工匠精神。工匠精神是工程技術人員的一種職業態度和精神理念，是人生觀和價值觀的重要體現。在高等土力學教學中，培養學生嚴謹求實、一絲不茍的職業態度，幫助學生樹立誠信意識、法律意識，培養學生的責任心與使命感，提高學生工程意識和職業道德。近年來，土木行業中的“豆腐渣”工程、巖土勘察材料的偽造、土工試驗數據的亂編，對人民大眾的安全和健康造成了嚴重的危害，違背了工程師的職業道德。通過實際工程中積極和反面的案例，幫助學生牢固樹立工匠精神。3.2.2促進產教融合，推進專業實踐基地建設對高校和企業而言，高等土力學案例庫的建設是彼此之間聯系的紐帶，師生可以通過案例了解企業的需求，企業也可以通過對案例的分析解決實際的工程問題，通過案例庫的建設，進行技術和人才交流，進一步探討產教融合新模式，建成一定數量的研究生專業實踐基地。3.2.3提升教師教學能力，強化實踐教學條件通過高等土力學的案例教學和成果推廣，授課教師的教學方法和教學思路將改變，教學技能和工程意識得到提高。通過與其他教師進行教學交流及資源互換，可以將零散的優質教學案例資源進行融會貫通，建成內容齊全、便于共享的專業教學案例庫，為高校開展實踐教學提供了更為關鍵的基礎。3.2.4緊跟工程前沿，提供科技研發指導高等土力學案例庫收集來自于工程實際和學術研究成果，并不斷隨著工程的建設與研究的深入而更新。通過案例可加速信息傳遞，了解企業最新技術需求，掌握學科最新動態。高等土力學案例庫可為本領域教師、研究人員和企業人員提供學習和研究的參考，作為土木水利專業研究生校內實踐、現場實習及今后工作的指導用書。
4結論
教學案例庫的真實性、系統性和典型性對于加強土木水利專業學位碩士研究生課程教學質量具有重要的意義。本文主要探討了高等土力學案例庫建設的思路、方法、特點和應用效果分析，可為其他課程案例庫研發提供一定參考。
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研究生課程教學案例范文4
關鍵詞 碩士研究生 課程教學 問題導向教學法 能力培養
中圖分類號：G643.0 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2015.05.029
Graduates' Class Teaching Design and Application Based on Ability Training
LI Li， SHI Kechao
（China Three Gorges University， Yichang， Hubei 443002）
Abstract This paper takes graduate professional course teaching as object， analyzes the ability of classroom training deficiencies exist and the main reason for the phenomenon is proposed in order to cultivate the ability to target the problem-oriented teaching methods and instructional design ideas and describes the implementation steps. The method was applied to the "mechanical fault diagnosis，" teaching， the results show that： the problem-oriented teaching can train thinking ability， application， research and other aspects of the students in the classroom， help enhance students' interest in learning， is a graduate student effective method of teaching reform.
Key words graduate; course teaching; problem-oriented teaching; ability training
隨著地方性高校研究生教育以培養應用型人才為主的戰略性轉變，大力發展全日制碩士專業學位研究生（以下簡稱“專碩”）教育已成為我校研究生教育的一種必然趨勢。以三峽大學機械工程學科為例，從2011年開始專碩招生，到2014年專碩人數已占到該學科研究生的50%以上，發展非常迅速。然而，由于受研究生培養規模的限制，專碩專業課程設置與學術型碩士研究生仍保持基本一致，并采用合班上課，因此，如何在課程教學中兼顧學術能力培養和應用能力培養是當前亟需解決的問題。2014年11月，國務院學位委員會也下發了《關于加強學術學位研究生課程建設的意見（討論稿）》，對加強課程學習在研究生能力培養中的作用提出了明確要求。①鑒于此，筆者根據長期從事研究生專業課程教學積累的經驗，在客觀分析課程教學存在的問題和原因基礎上，提出了以問題為導向的課堂教學改革方法。該方法以學生能力培養為目標，在不改變原有課程教學過程的條件下，只需對課程環節進行優化設計即可開展，簡單易行。該方法應用于機械故障診斷課程教學實踐，結果表明：問題導向教學可以實現在課堂教學中培養學生的思維、應用、科研等方面的能力。
1 課程教學現狀分析
研究生培養主要包括兩個方面：一是課程學習，二是科研訓練。課程學習按照研究生培養方案設置的課程體系開展，課程體系一般包含公共基礎課程和專業課程，其中專業課程開設的目的是提高研究生的專業素質和專業技能，培養學生研究解決本專業相關課題的能力，為研究生今后的課題研究打下堅實的基礎，因此，專業課程對研究生能力的提升具有不可替代的作用。相對本科課程，研究生專業課程具有更深、廣、新、專等特點，同時在教學過程中要求對學生進行更高層次的素質和能力培養。然而，當前我校絕大部分研究生專業課程還是采用傳統講授教學模式，缺少針專業課程教學設計和結合學生特點進行有效的課堂教學改革，導致課堂教學難以承擔對學生能力培養任務。②歸納問題和主要原因如下。
1.1 教學方法單一，壓抑了學生的思維能力
目前普遍采用的“一言堂”式講授的教學方法，對教師來說這種教學比較簡單，容易掌握和控制，只要把握自己授課內容即可。然而，研究生在專業知識方面已經具有一定基礎和實踐經驗，更希望在專業課程學習過程中深入探討一些專門問題及其意義。單純講授教學必然會導致學生缺乏自主學習和思考機會，加之課堂教學過程師生互動少，抑制了學生思維能力發展，不能取得良好的教學效果。
1.2 理論實際相脫節，降低了學生的應用能力
從研究生視導反映問題看，研究生課堂教學普遍存在理論與實際脫節，或偏實踐沒有進行理論升華，或偏理論沒有聯系實際應用，導致學生無法從課程學習中獲得對知識的全面理解和掌握。另外，許多專業課程理論缺乏前瞻性，授課內容大多比較陳舊，也是一種理論實際脫節的表現。在信息和網絡技術發達的今天，這種課堂教學必然使學生學習興趣缺乏，應用能力也無法獲得提高。
1.3 教學過程不足，制約了學生的科研能力
很多教師課堂教學講授較多，把“教”的任務完成了，但不給學生布置思考題、練習、討論題等課外學習內容，對學生“學”的任務沒有要求，忽略學生主體性和積極性，顯然教學過程不充分，也是不完整的。學生不通過一定量的課外學習消化課堂知識，不應用知識研究解決問題，科研能力是得不到培養的。
2 問題導向教學法設計
針對上述研究生課程教學存在的問題，一些學者們提出了各種改革方法，③④⑤⑥但多數方法需要對教學過程和環節進行較大改變，對長期形成授課習慣的專業課教師具有較大的挑戰，很難適應我校目前情況。鑒于此，本文提出“問題導向教學法”，以能力培養為目標，對課堂教學過程進行設計和優化，在最少改變目前課堂教學模式的情況下，提高課堂教學效果。
2.1 教學法基本原理
問題導向教學法是以教師提出問題為中心，學生搜集資料、處理和整理文獻，通過獨立思考和相互討論獲取和應用知識，達到解決問題目的。問題導向教學法不是一般教學中簡單的課堂提問，也不是例題、習題的講解，它是以學生為主體，教師則以問題為抓手，逐步引導學生按照科學研究方法開展學習。問題導向教學法學習過程和效果主要取決于學生的參與程度，如果學生參與度一般，那么教學過程是“問題―探究―解決”; 如果學生參與度高，那么教學過程變為“問題―探究―解決―新問題”，并循環往復。由此可見，問題導向教學法的一個顯著特點是學生必須參與，課堂圍繞問題展開教與學，教學重在讓學生思考問題、分析問題和解決問題，因此，這種方法具有在教學過程中培養學生的思維能力、應用能力和科研能力的作用。
2.2 設計與實施步驟
運用問題導向教學法，教師需要強化問題意識，認真做好課堂教學設計，把問題貫穿于課前、課中和課后。問題導向教學可以遵從以下三個步驟開展。
（1）課前――設計問題。問題設計是問題導向教學法的核心，合適的問題首先應該具有一定深度，涉及某一課程內容本質，同時還要有一定難度，需要去研究;其次問題的解決可以采用不同方法和多種手段;第三是問題的解答不唯一，但有最佳。因此，問題的設計階段不僅要求教師對專業課程內容非常熟悉，還要求教師有一定教學經驗，使課堂以問題為導向。
（2）課中――提出問題。問題提出是問題導向教學法的關鍵，它直接關系到應用問題導向教學帶來的效果，教師既需要在教學過程中自然引出問題，又要讓問題思路伴隨教學活動，并隨時啟發、鼓勵和激發學生，創造探究問題的課堂氛圍，讓教學圍繞著相關問題展開。
（3）課后――解決問題。問題解決是問題導向教學法的重點，課堂教學時間畢竟有限，更多內容和擴展知識需要學生通過課后作業掌握。因此，在課中提出問題的基礎上，教師應該指導學生課后圍繞問題查閱文獻、開展研究、探討解決問題的方法，并通過課堂發言、師生討論等手段，陳述思路和觀點，這個過程完全是學生自主學習，有助于鞏固課程學習和訓練學生的各方面能力。
3 教學應用與實踐
3.1 課程教學背景
隨著機械設備向高精度、大型化和集成化發展，機械狀態監測和故障診斷技術越來越受到重視，使機械故障診斷成為機械工程學科研究生的一門專業課程。通過本課程的學習，要求學生掌握機械故障診斷的基本理論，了解獲取機械信號的檢測技術，掌握正確分析、識別和判斷典型機械零部件運行狀態的技能，并了解掌握故障診斷知識的更新及發展動向等。由于課程涉及診斷理論、檢測技術、信號處理等較多學科理論和技術內容，需要課程講授知識面廣、實踐性強。如果按傳統講授方法教學，很難在有限課時內系統全面地將知識傳授給學生，因此，必須對課程知識進行整合優化，采用科學教學方法，同時對課堂教學精心設計，才能完成課程教學，達到學生能力培養的目標。
3.2 教學改革應用
自2012年開始，機械故障診斷課程教學引入問題導向教學法，按照“課前―課中―課后”三個步驟，針對每一章節內容設計、提出和解決問題，通過三輪教學實踐，取得良好效果。下面以“緒論”和“機械故障診斷技術”二章的課堂教學為例介紹問題導向教學法的應用。
3.2.1 第一章，緒論
緒論內容包括機械故障診斷概念、機械故障診斷的內容、機械故障診斷的作用以及故障診斷技術的發展及趨勢等，通過講授給學生一個本課程的大致輪廓。然而，由于機械故障診斷是伴隨科技發展和社會需要而誕生的一門交叉性課程，后續的理論和技術可能來源于機械動力學、機械測試技術、計算機技術、模式識別以及信號處理等不同學科，如果按部就班講授，很容易使學生感到頭緒繁多，知識凌亂，而陷入某一方面知識理解而忽視其他方面知識學習。因此，必須在講授課程時對內容進行優化設計，采用問題導向教學法抓住關鍵內容。
首先，設計問題為“如何理解機械故障診斷本質問題？”并將其作為緒論的副標題引起學生注意。然后講授課程時采用大量圖片和工程實例，在教學過程中，通過相同內容不同應用提出問題的一些重要概念，啟發學生思考故障診斷本質的一些術語，如故障的征兆、特征、識別等;在課程結束前，教師對提出的問題進行一些簡單分析，指導學生從不同學科觀點說明問題，得到不同的合理解釋，增強學生探索研究問題的興趣。最后，將這個問題布置給學生課后學習，要求學生在下次課堂上陳述自己的觀點。通過問題導向教學法實踐，發現課堂效果得到明顯改善，同時學生學習興趣也得到提高。從學生陳述情況看，學生通過解決問題鍛煉了思維、應用和科研方面的能力，有些學生還把自己歸納的本質問題進一步發展，提出新的問題，在后續學習中加以研究。
3.2.2 第三章，機械故障診斷技術
本章內容包括機械故障診斷常用的振動診斷技術、油液分析技術、溫度檢測技術、無損檢測技術等，其中每一種技術涉及的基礎理論和應用知識都不同，教師要在課堂有限的時間（四次課，8學時）全面介紹這些技術是不可能的，因此，課堂選擇講授振動診斷技術和無損檢測技術，更多技術則通過問題導向教學法讓學生自主學習。這章設計問題是“結合自己研究方向掌握一種故障診斷技術（指課堂未講授過的）”。課堂教學在第一次課（2學時）后提出并布置給學生，教師講授振動診斷技術過程中，有意識啟發學生掌握故障診斷技術的關鍵問題，指導學生掌握如何學習其他技術;從第三次課開始就可以讓學生將課后學習成果在課堂上分享和討論，同學們通過對不同技術學習拓寬了知識范圍，學習和應用能力都得到了訓練。
通過上面二個教學實例分析可知，采用問題導向教學法不僅提高了學生思維、應用和解決問題的能力，還可以提高學生自主學習和科研能力，增強課堂效果。通過課程教學實踐，學生反映很好，有2名學生在學習課程后還將研究成果整理后公開發表了研究論文。
4 結論
針對碩士研究生課程教學中能力培養不足的問題，本文提出了以能力培養為目標的問題導向教學法，探討了問題導向教學法的教學設計思路和實施步驟，通過在機械故障診斷課程教學的應用，取得良好效果，克服了目前課堂教學存在的教學方法單一、理論實際脫節和教學過程不足等問題。實踐表明：在不改變現有課堂教學模式基礎上，采用問題導向教學可以實現在課堂教學中培養學生的思維、應用、科研等方面的能力，有利于增強學生自主學習興趣，增強課堂師生互動，是研究生課程教學改革的一種有效方法。
注釋
① 國務院學位委員會.關于加強學術學位研究生課程建設的意見”（討論稿）.2014.11.
② 韓李濤，陽凡林，王瑞富.全日制研究生專業課教學存在的問題及對策分析[J].中國電力教育，2014.18：17-18.
③ 吳明作，楊喜田，趙勇，陳景玲，王謙.基于自主學習能力培養的研究生課堂教學方式探索[J].吉林省教育學院學報，2014.30（7）：50-51.
④ 郭琦，黃歡.研究生有效教學案例分析研究[J].中國電力教育，2014.2：59-61.
研究生課程教學案例范文5
［關鍵詞］工程碩士通信基礎教學改革
［中圖分類號］G642［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2013）08-0049-03
隨著現代科技與社會的快速發展，培養具有較強的專業能力和職業素養，具有較強解決實際問題能力的工程碩士專業學位研究生日益引起廣泛的關注。近年來，我們針對工程碩士特點，總結歷年來工程碩士教學經驗，緊密圍繞通信基礎與通信應用主題，在工程碩士基礎課程教學中進行了一系列教學改革，采用新的教學理念，綜合通信專業基礎知識并加以融合，實現課程教學內容與教學手段的改革，以提升教學效果?，F就該課程的基本情況和所進行的教改實踐加以介紹。
一、課程教學目標的定位
結合高層次應用人才培養目標和學員任職需要，進行教學內容的選定。通信基礎知識課程的設定是面向應用型工程碩士的，學員一般是來自不同單位的在職軍官或武警，除了少部分曾經是通信相關專業本科畢業外，大部分學員以前沒有系統學習過通信知識。他們學習的目的是為了掌握通信基礎知識，掌握通信基本技能，能夠很好地在現有崗位上發揮作用。結合工程碩士的這些特點和需求，我們認為通信基礎課程的建設目標是立足于工程碩士的培養，緊密結合軍隊信息化建設的需要，以“完善知識結構、提高思維能力、強化實踐培養”為原則，優化課程體系、改革教學內容，重點建設示范性教學案例，加強研究型教學模式改革。
二、課程教學內容的改革
依據課程教學的目標，我們在課程教學的開展中，以“通信基礎理論內容為根本，注重理論與實際相結合，結合現代通信實際，側重培養學生分析問題的能力”為原則，對課程教學內容進行了一些改革。課程內容調整主要包括通信原理基礎知識的壓縮與凝練，加入無線通信基礎與典型現代通信系統內容。課程內容可劃分為三個主要模塊，分別是通信原理基礎模塊、基本傳輸方式與信道模塊、軍事通信概述模塊。
通信原理基礎模塊介紹通信相關的基本概念、基本技術，主要包括通信的概念、調制解調技術、信源編碼和信道編碼技術、數字復接及同步技術等。基本傳輸方式與信道模塊介紹信道相關的基本概念，現代通信系統中典型的傳輸方式及各自的優缺點，主要包括數字信號傳輸損傷及指標、無線傳輸技術、有線傳輸技術、交換的基本原理及作用等。軍事通信概述模塊介紹軍事通信的一些基本概念，軍事通信系統的整體組成及主要通信手段及特點等。
除了課程整體內容的調整，在課程教學過程中，我們對具體知識點的講授以寬面淺出為原則。例如弱化模擬通信內容，將當前數字通信中的一些主要理論、主要技術以及近些年發展的新技術引入其中，如補充信號的頻譜、系統的頻域響應、傅里葉變換、濾波器基礎理論等。課程講述中盡量減少公式推導等內容，側重基礎知識、基本原理、基本功能、面向應用等方面。
三、課程教學方法的改革
課程教學方法改革的目標為改變傳統的“連續式、注入式”被動教學方式，轉變為“專題式、啟發式、討論式、研究式”的能力與素質培養的主動教學方式，配合新的教學手段，提升學生參與課堂的積極性，增強課堂教學的效果，達到知識的“融會貫通”。為實現這一目標我們采取了多種改革措施，主要有以下幾方面。
一是充分利用多媒體課件、網絡資源等現代化教學手段。為提高學生的課堂學習理解程度，我們精心制作了一套表現生動的多媒體電子課件。該課件的特點是生動、全面、重點突出。電子課件中有大量的動畫，將一些不易理解的內容用生動形象的形式表現出來，使學員易于理解。例如在數字調制中對MSK的講解，僅僅一頁講述支路波形的課件就有56個動畫組成，將一個難點生動地表現出來，學生反映效果很好。無線通信課程建設了完善的課程網站，以促進教員與學生之間的交流。課程網站內容豐富，學員可以從中了解課程介紹、實現課程討論、下載電子課件（內含講義）、下載教輔資料等。同時網站是很好的交流平臺，教員的作業，討論問題，與學員的交流均可以在此完成。
二是探索具有通信工程特色的案例教學模式，將基礎知識與典型案例有機結合。知識點的講授與實際問題相結合，使學生能更直觀地理解相關概念并掌握技能。例如在自由空間傳播模型的講授中，討論室內小型無線網絡的建立問題；在地面反射模型的講授中，討論岸邊基站與海面船只的通信問題；在無線通信中的組網技術中，諸如多址接入，多信道共用，阻塞率，區域覆蓋，頻率復用，小區制中的干擾，擴大系統容量等問題，均與移動蜂窩網中的實際系統相結合。
教學模式采用選擇典型通信系統或典型應用為案例，輔助以一定量的MATLAB演示驗證，并結合相應的思考題加以討論，引導學生自主深入地探討問題，加深學生對現代通信技術的理解。例如講解蜂窩無線通信系統時，以現有的GSM蜂窩通信網為例，講解無線通信特點、無線組網特點、多址通信等知識點，引導學生思考解決相關的實際問題。又如剖析一個實際通信設備（通信電臺），就其內部各個功能模塊進行講解，講解其原理，剖析其內部結構，引發這一系統的設計、應用以及改進的討論。
三是加強研討型教學模式改革，引導學員就實際工作中的問題進行討論。主要采用兩種模式，一種是結合課程教學的知識點，學員提出的與實際相關的問題，進行研討型教學。本門課對于從事通信工作的同志有很強的實踐性，針對他們提出的實際問題，結合課程相關知識點給予解答，既幫助學員理論與實際結合解決問題，又活躍了課堂氣氛，開闊視野，同時還有助于拉近書本與設備之間的距離。除了通信技術問題，還有例如通信裝備現狀討論，光纖通信網情況討論，內部信息化網絡相關問題討論等。另一種是將通信領域的科研成果引入教學內容改革，適當結合典型系統的案例，進行研討型教學。
四是優化考核方式，建立以衡量對知識的理解、運用能力和綜合素質為依據的評分標準。引入課程設計環節，增加理論和實際應用的結合。課程設計在課程考核中的比重占30%。依托“十一五”重點項目通信工程綜合實驗教學平臺，開展教學實踐活動，同時也方便學員將自己的創新性想法在試驗平臺中加以驗證。
五是堅持結合高水平的科研課題進行高層次人才培養，注重創新能力培養。本專業跨信息與通信工程及軍事通信學兩個二級學科，人才培養上強調在科學研究中既充分重視基礎科學，又以現代通信關鍵技術研究為核心，著力培養現代通信領域的高級工程技術人才和以工程技術為背景的管理指揮人才。
本專業承擔的科研任務緊密結合信息化建設中的關鍵技術研究和新領域的發展需求，一般具有指標高、難度大、實用性強、工程性要求嚴格以及系統性強等特點。在課程教學中，教員往往結合知識點引導和鼓勵學員參與科研項目，在實踐中得到鍛煉，使畢業學員的綜合素質得以提高。在這些可選的教學實踐環節中，我們鼓勵學生發表自己的觀點，充分進行討論，驗證自己的設計，提供相應的條件讓學員將想法付諸實現，每一個真正完成這一過程的學員，其能力都實現了質的飛躍。
除了課程實踐環節，無線通信系列的研究生課程在課堂授課中還會不定期邀請科研課題的主要負責人及專家教授進行專題講學，提供相關的學術講座信息鼓勵學生參加，揭開科學研究的面紗，鼓勵學員積極參與進去。
六是堅持學術創新，注重教員教學水平的提高，提升教學團隊整體水平。通信信息技術快速發展，各種新技術和概念不斷涌現，給學生學習和教師教學工作帶來了巨大的壓力。如何變壓力為動力，解決課時有限而需掌握的知識飛速增長的矛盾，是現代通信專業教育中面臨的問題。本團隊建設的一個目標就是改革傳統的教學方法和手段，重建科學合理的專業課程體系，梳理教學理念，研究專業課教學的新方法，以培養學生興趣，激發其潛質為目的，充分發揮其學習能動性，讓學生有效利用課余時間自主學習，真正體會通信技術對社會、對人類的重大影響，并學會合理地運用其為社會服務。
在教學水平的提高方面，對師資隊伍進行嚴格的教學崗位培訓，突出知識創新和知識傳授在師資隊伍上的融合，形成一支善于把握通信工程專業教育規律、在基礎研究方面成績突出的教師隊伍。大力開展教學研究和教學改革，鼓勵基礎研究和創新研究，堅持教學科研相結合，積極探索通識教育、新生研討課和專題研討課等教學新模式、為拔尖人才培養提供有價值的經驗。
除了上述方法，我們還制定科學合理的課程計劃，安排討論、觀摩教學等活動。建立方便通暢的師生溝通渠道，傾聽同學們對教學的意見，并且在教學組內互相溝通，及時進行改進，并保證教學的一致性。
四、結束語
總之，針對工程碩士通信基礎課程建設的教學改革是一項長期的工作，在今后的教學中要打破傳統的教學模式，更新觀念，優化教學內容，積極探索新的教學方法，不斷依據教學效果進行反饋調整，以取得更好的效果。
［參考文獻］
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［2］國防科技大學研究生重點課程建設驗收報告［R］.2010.
研究生課程教學案例范文6
［關鍵詞］理實一體化研討式教學主線式教學案例示教學演示式教學
［中圖分類號］G426［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2014）09-0157-03自動控制技術已廣泛應用于國民經濟的各個領域，并成為探索、研究各種新技術新裝備的工具。自動控制原理是工科院校自動化專業的專業基礎課，也是電氣信息類、能源動力類、機械類等眾多專業的學科基礎課程。該課程是相關專業本科生后續課程和研究生課程的基礎課程，在控制科學與工程學科中占有重要地位。該課程是理論性和工程應用性都很強的技術基礎課，其教學體系結構本身由理論教學和實踐教學兩個平臺構成，但某些學校本課程設置學時較少甚至不設實踐教學，缺少實踐的輔助而進行純理論教學，必然會影響到教學效果。
一、課程簡介
（一）課程內容
該課程主要講授的內容，可以歸納為“四個三大”：三大數學模型：分別是微分方程、傳遞函數、結構圖與信號流圖；三大分析方法：時域分析、根軌跡、頻域分析法；三大性能分析，即分析自動控制系統的“快、穩、準”三個重要特性；（以上可以歸類為本門課程的任務之一就是對于自動控制系統的分析）三大校正方法：即串聯、反饋和復合校正。通過這些反饋裝置的設計使任意一個自動控制系統滿足性能，是本門課程的另一任務：自動控制系統的設計。其中，自動控制系統對應微分方程的列寫、指標計算、根軌跡畫法及其分析、波特圖畫法及奈奎斯特判據等內容就是相對的難點內容。
（二） 學員基礎要求
該課程要求學員具有較好的《高等數學》、《大學物理》、《電路分析基礎》、《電子技術基礎》，特別是《信號與線性系統》等理論基礎，另外對于熱學、力學、機械、電機等也要有所了解和掌握。
（三）教學目標
該課程的教學目標是使學員掌握自動控制系統的基本概念, 具有對自動控制線性系統的分析、設計和校正應用能力，具有分析和處理技術崗位的一般技術問題的能力，具備從事電子裝備維修、裝備計量崗位所必需的裝備自動控制系統的分析能力，為后續的專業課學習以及畢業后工作奠定必要的理論基礎。
（四）課程特點
雖然自動控制理論來源于實踐，但其概念比較抽象，跨學科知識較多，且數學建模能力要求較多，數學含量大且計算復雜，給初學者的學習帶來很大的難度。這樣一門實踐性較強的課程，在沒有實踐環節的情況下，如何通過多媒體和演示提高教學效果，如何通過應用案例加強理論應用能力培養是本門課程教學的難題。
二、教學組織與設計
（一）教學總體設計
由于上述課程特點，對于該課程無論是教學的內容，還是教學的形式，都有更高的要求。教學組織和設計總體本著“理清思路、總結歸納和有效提高”的設計思路，在以理論教學為主的基礎上，結合自動控制裝置和日常生活的實例，著重強調“講做練”的教學方法，即教員課堂講原理和學員課堂講總結相結合的互動教學法；做作業和做課程設計相結合的實踐法；虛擬實驗訓練和現場實習訓練相結合的現場感知法。在教學過程中，采用理實一體化教學模式，即將演示式實踐教學融入正常的理論教學學時中同時進行，不再單獨設置實驗學時的一體化教學模式。這樣，在學習理論的同時又鍛煉了實踐能力，把能力培養落實到具體的教學過程中。
（二）教學方法
結合課程的基本特點以及學生的具體特性，依據課程的教學內容，采用主線式、案例式、研討式、演示式等多種教學方法相結合方式，共同提高教學質量。
1.主線式教學
由于無論對于自動控制系統的分析或是設計，總是按照這樣的一條主線展開的：首先建立自動控制系統的數學模型（微分方程、傳遞函數和頻域特性），然后利用時域分析法、復數域分析法或頻域分析法三種方法分析系統性能（包括動態性能和穩態性能），最后根據系統設計要求所提出的性能指標利用校正裝置對系統的性能進行校正改善。教員將這條主線交代清楚后，學員們在進行具體內容的學習時，就能提前了解當前內容在整個課程中的位置和地位、前后知識之間的聯系；回顧時再按照主線進行回顧。將這樣一條主線貫穿于整個課程當中，可以幫助學員建立起宏觀觀念，也有助于對各個知識點之間的關系進行更好的理解。
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圖1自動控制原理課程的知識主線
2. 案例式教學
對于每一個新知識點的學習，都可以從具體實際案例出發去解釋其由來和實質，且這些案例都可通過生動的圖片、flas和視頻資料的形式增強學生的感性認識，以便加深學生的理解與印象。例如，開環控制系統和閉環控制系統的講授，可以首先介紹兩種控制系統的區別、優缺點等；然后進行“單交叉通流控制”的案例式教學，通過兩個flas演示該控制系統的開環、閉環工作動態過程。當開環控制時，控制信號的綠燈時間預先設定好，按照一定的周期和配時方案進行控制，車流量較多的方向堵塞問題不能得到明顯解決；當閉環控制時，引入反饋，通過埋在地下的感應線圈測量車流量，使控制信號的綠燈時間按照車流量進行配置，交通堵塞的問題得以明顯改善。這樣通過案例就可以使學生容易理解開環控制和閉環控制的區別，以及二者的優缺點。（見圖2）
3.研討式教學
教員通過情境創設，在教員的支持和幫助下，讓學員圍繞設計問題自主分析問題，尋求答案，并進行交流與討論。教員圍繞問題創設情境，提供相關信息，學生圍繞問題展開分析。注重學員自主探究，讓學員通過在自己或小組成員的探究活動中獲得知識。主要從以下幾個方面進行研討設計：①相關交叉學科知識如熱學、力學、機械學、電機等知識查閱研討；②課內問題及軟件仿真、課后作業；③課程設計：比如從開課伊始一直貫穿講解某個控制系統――火炮位置隨動控制或是雷達天線旋轉跟蹤目標自動控制等，讓學員最后進行課程設計，將所學知識運用于對該系統進行分析和校正設計。④參加省級、校級等大學生科技競賽解讀研討，提高學員學習的熱情和積極性。
4. 演示式教學
MATLAB提供了功能強大的工具，具有先進的視覺化功能，是一種完善的科學計算語言。在本課程的教學過程中, 通過形象直觀的MATLAB實例仿真，比如響應曲線顯示或系統設計搭建等，可以達到印象深刻直觀、課程抽象性減弱、關鍵結論牢記等事半功倍的教學效果。傳統的教學設計中，都是采用這種軟件仿真來進行專門的實踐學時教學。如若不含實踐學時，可以通過課內部分的教師演示結合課外學生的仿真作業、課程設計等進行教學，同樣可以達到較好的教學質量。
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圖3自動控制系統MATLAB simulink 建模
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圖4自動控制系統MATLAB響應顯示分析圖
另外還穿插有對比式教學。比如在講解根軌跡分析時，與時域分析法進行對比；講穩定性分析時，將勞斯判據和奈奎斯特判據對比；講頻率特性時，將極坐標圖和對數坐標圖進行對比。這樣通過對比教學，找出它們之間的共性和個性，聯系與區別。
（三）教學手段
教學手段上將先進的教學輔助設備、現代信息技術等應用于教學，如多媒體課件（含生動的圖片、flas和視頻資料）和仿真軟件，改變了黑板板書單一的呈現方式，使課堂教學圖文并茂、聲像具現，生動活潑，增加了信息量，提高了課堂教學效率。同時，可將工作與學習結合，立足未來實際，并將大學生科技競賽作為一種激勵機制引入，吸引學員學習興趣，提高動力。
（四）教學實施步驟
具體實施時可以設計為7步驟：
第一步：告知教學內容、目的；
第二步：引入實際案例；
第三步：通過教師講解訓練學生掌握基本能力；
第四步：通過研討和練習加深學生對基本能力的體會；
第五步：學生自行歸納具體知識和能力；
第六步：教師總結本節內容；
第七步：教師布置作業，作業包括教材上的理論計算題型，課后查閱內容以及軟件仿真作業。如圖5所示。
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圖5 教學實施步驟圖
三、總結
本文結合理工大學氣象海洋學院自動控制原理課程的建設，介紹了在不含實踐學時的自動控制原理教學中的一些設計和體會，即采用理實一體化的教學模式將實踐教學融入理論教學中，節約時效，同時也增強了學生對于理論和實踐能力的雙重鍛煉。
［參考文獻］
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