郭晶,吳國輝,齊輝,曾繁麗,廖晏如,李香雨
(哈爾濱工程大學(xué),哈爾濱 150001)
百年大計,教育為本。教育是社會進(jìn)步、民族振興的基石,是提高全民素質(zhì)、促進(jìn)個人全面發(fā)展的根本途徑[1]。在高等教育教學(xué)改革中,培養(yǎng)具有創(chuàng)新和實踐能力的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才是高校人才培養(yǎng)工作的重中之重。研究生群體是新時代的創(chuàng)新主體和生力軍,也是未來社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技創(chuàng)新的領(lǐng)軍人。哈爾濱工程大學(xué)航天與建筑工程學(xué)院按照面向現(xiàn)代化、面向世界和面向未來的要求,進(jìn)行教育教學(xué)改革,創(chuàng)新教育教學(xué)方法,以“研究生創(chuàng)新實踐系列大賽”為依托倡導(dǎo)啟發(fā)式、探究式、討論式和參與式教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生科研興趣和科研邏輯思維,通過參加競賽的方式進(jìn)行領(lǐng)域內(nèi)前沿?zé)狳c問題的研究,深入了解研究相關(guān)競賽主題的任務(wù)背景和知識,在與其他參賽隊伍進(jìn)行技術(shù)交流的過程中提高研究生學(xué)術(shù)能力,與此同時,形成教學(xué)內(nèi)容更新機(jī)制,充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)作用,促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享。
基于學(xué)術(shù)競賽的研究生創(chuàng)新實踐平臺搭建對實施國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略有著舉足輕重的作用。2013 年國家全面啟動以“服務(wù)需求、提高質(zhì)量”為主線的研究生綜合教育改革,改革的首要任務(wù)是提高研究生的創(chuàng)新實踐能力?!爸袊芯可鷦?chuàng)新實踐系列大賽”以國家戰(zhàn)略需求和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展為導(dǎo)向,以提升研究生創(chuàng)新實踐能力為核心,以提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量為目標(biāo),其運營模型為“以研究生為主體,以國家戰(zhàn)略需求為導(dǎo)向,以行業(yè)企業(yè)參與為支撐”,本單位的教學(xué)可以基于學(xué)術(shù)競賽進(jìn)行研究生創(chuàng)新實踐平臺的搭建,將高起點、全方位、多角度的學(xué)科競賽與培養(yǎng)一流研究生人才的目標(biāo)融為一體,以賽促學(xué),以學(xué)強(qiáng)賽,激發(fā)學(xué)生的興趣和潛能,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、團(tuán)隊合作及解決實際問題的能力,在競賽中加強(qiáng)跨學(xué)科合作、高年級引導(dǎo)帶領(lǐng)低年級學(xué)生,逐步形成學(xué)生與競賽團(tuán)隊相互促進(jìn)、相互發(fā)展的良好態(tài)勢;以賽促教,以教助賽,將競賽融入到專業(yè)教學(xué)當(dāng)中,強(qiáng)化學(xué)科競賽與相關(guān)課程建設(shè)的結(jié)合,圍繞學(xué)科競賽引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課題研究,不斷推動教學(xué)內(nèi)容與方法的改革,打造知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的創(chuàng)新型人才,營造校園創(chuàng)新文化氛圍,推動研究生教育內(nèi)涵式發(fā)展。
“飛行器創(chuàng)新大賽”是“中國研究生創(chuàng)新實踐系列大賽”下的一項熱門賽事,自舉辦以來全國各高校研究生積極參加,已經(jīng)涌現(xiàn)出一大批優(yōu)秀比賽項目。
“中國研究生創(chuàng)新實踐系列大賽”創(chuàng)辦于2013年,旨在通過競賽和激勵的形式,提高研究生的創(chuàng)新能力和實踐能力,助力國家急需、重點領(lǐng)域高層次創(chuàng)新人才培養(yǎng)。舉辦10 年以來,受到了500 余所高校和科研院所的60 余萬在校研究生的積極響應(yīng)和廣泛參與,社會聲譽和影響力與日俱增。大賽秉承“以研究生為主體,以國家戰(zhàn)略需求為導(dǎo)向,以行業(yè)企業(yè)參與為支撐”的運行模式。協(xié)同辦賽,將研究生培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)需求深度融合。相關(guān)主題賽事分別得到北京市、上海市、廣州市、武漢市和成都市等地方政府的大力支持,上海自貿(mào)區(qū)臨港新片區(qū)、南京江北新區(qū)、杭州國家“芯火”雙創(chuàng)基地等高新產(chǎn)業(yè)園區(qū)和華為技術(shù)有限公司等知名企業(yè)深度參與,促進(jìn)了研究生教育人才供給與產(chǎn)業(yè)需求的對接和融合,走出了一條政產(chǎn)學(xué)研用多方協(xié)同的辦賽之路。2020年,教育部、國家發(fā)展改革委、財政部《關(guān)于加快新時代研究生教育改革發(fā)展的意見》明確指出,鼓勵辦好研究生創(chuàng)新實踐大賽。系列大賽接受教育部學(xué)位管理與研究生教育司和教育部學(xué)位與研究生教育發(fā)展中心的指導(dǎo),得到教育部和中國科協(xié)領(lǐng)導(dǎo)的高度肯定,賽事前景可期。2021年,系列大賽共設(shè)置10 項主題賽事,分別是智慧城市技術(shù)與創(chuàng)意設(shè)計大賽、未來飛行器創(chuàng)新大賽、數(shù)學(xué)建模競賽、電子設(shè)計競賽、創(chuàng)“芯”大賽、人工智能創(chuàng)新大賽、機(jī)器人創(chuàng)新設(shè)計大賽、能源裝備創(chuàng)新設(shè)計大賽、公共管理案例大賽和鄉(xiāng)村振興科技強(qiáng)農(nóng)+創(chuàng)新大賽。這些賽事涉及的學(xué)科領(lǐng)域均為國家急需、重點發(fā)展領(lǐng)域,助力國家急需重點領(lǐng)域高層次人才培養(yǎng)。
其中,“中國研究生未來飛行器創(chuàng)新大賽”是“中國研究生創(chuàng)新實踐系列大賽”主題賽事之一,由教育部學(xué)位管理與研究生教育司和教育部學(xué)位與研究生教育發(fā)展中心指導(dǎo),中國學(xué)位與研究生教育學(xué)會和中國科協(xié)青少年科技中心主辦,國際宇航聯(lián)合會、中國航天基金會、中國宇航學(xué)會、中國航空學(xué)會聯(lián)合主辦。大賽以“創(chuàng)新改變未來”為理念,圍繞飛行器技術(shù)創(chuàng)新,著力增強(qiáng)廣大研究生自主創(chuàng)新能力、綜合實踐能力,切實培養(yǎng)和發(fā)掘高素質(zhì)拔尖創(chuàng)新人才。每屆承辦單位與各培養(yǎng)單位攜手共進(jìn),旨在把大賽辦成在研究生群體、研究生培養(yǎng)單位、航空航天院所廠企及社會上有較大影響力,被國內(nèi)外研究生培養(yǎng)單位和行業(yè)廣泛認(rèn)可的全國性、高層次重要賽事,逐步向高水平國際重大賽事邁進(jìn)。
以學(xué)術(shù)競賽為依托的研究生教學(xué)改革為高校啟發(fā)式、探究式、討論式和參與式教學(xué)提供了實踐平臺,強(qiáng)化與相關(guān)課程建設(shè)的結(jié)合,是一個有效提高研究生創(chuàng)新能力和實踐能力的教學(xué)手段,目前國內(nèi)外已經(jīng)逐步以學(xué)術(shù)競賽為契機(jī),創(chuàng)新課程體系和課程內(nèi)容,促進(jìn)科研團(tuán)隊的成長[2-4]。
國內(nèi)在大學(xué)生科研能力的培養(yǎng)上起步較晚,但是國家從立法方面,高校從行政方面都給予了支持和重視,部分學(xué)者也從理論和實證的角度對大學(xué)生科研能力培養(yǎng)的重要性進(jìn)行了研究。國內(nèi)許多普通高等院校忽略了對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),專業(yè)課程設(shè)計也只是注重對課本知識的傳授,在教學(xué)管理中注重對基礎(chǔ)知識的考察而缺乏發(fā)散思維課題的實踐,2013 年研究生教育綜合改革以來,從人才培養(yǎng)客觀規(guī)律和學(xué)生需求出發(fā),圍繞提升拔尖學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量和綜合素質(zhì)的目標(biāo),以促進(jìn)學(xué)生自主性、創(chuàng)新性開展科學(xué)研究為根本,多所高校多種專業(yè)開展基于學(xué)術(shù)競賽的研究生創(chuàng)新實踐平臺搭建,提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和知識技能。
國外學(xué)者對影響大學(xué)生參與科研活動成效的諸多因素進(jìn)行了深入研究。普遍認(rèn)為課外科研活動更加有助于學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展,參與科研活動能夠提高大學(xué)生的交流能力、批判性思維和科學(xué)分析能力;提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性、主動性和責(zé)任心;提高溝通能力、領(lǐng)導(dǎo)能力和人際交往能力,對大學(xué)生的智力、能力、人格、社會性和職業(yè)規(guī)劃的發(fā)展具有巨大的促進(jìn)作用[5-6]。
本文在總結(jié)國內(nèi)外學(xué)者經(jīng)驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)研究分析和實踐應(yīng)用,將研究成果應(yīng)用到本專業(yè)專業(yè)課的教學(xué)當(dāng)中,并推廣到其他相關(guān)專業(yè)學(xué)科的教學(xué)當(dāng)中。考慮到“研究生創(chuàng)新實踐系列大賽”其下包括一系列囊括多學(xué)科的競賽項目,我們可以充分結(jié)合和利用它的多元性,讓多種學(xué)科都能參考本項目的研究內(nèi)容,設(shè)置相應(yīng)的教學(xué)模式,最大程度發(fā)揮實踐教學(xué)的優(yōu)勢,打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式單一、教學(xué)知識碎片化和學(xué)科課程孤立化的局面,從整體上建構(gòu)多學(xué)科知識間的有機(jī)關(guān)聯(lián),提高學(xué)生綜合運用多學(xué)科知識觀察問題、分析問題和解決問題的能力,形成基于學(xué)生發(fā)展需要的、綜合的、完整的和開放的問題解決能力,使教學(xué)效果顯著提升。
作者所在單位哈爾濱工程大學(xué)航天與建筑工程學(xué)院十分注重研究生的培養(yǎng)質(zhì)量,為教師結(jié)合自身特點進(jìn)行教學(xué)改革研究提供了大力支持,出臺了一系列保障措施以保障教師順利開展教學(xué)研究方面的工作,為將高起點、全方位、多角度的學(xué)科競賽與培養(yǎng)一流研究生人才的目標(biāo)融為一體提供了保障。學(xué)院一直鼓勵教師和學(xué)生參加學(xué)術(shù)類競賽,且作者在近兩年曾獲得國際工程力學(xué)競賽組委會(亞洲區(qū))國家級優(yōu)秀指導(dǎo)教師一等獎和黑龍江省基礎(chǔ)力學(xué)微課教學(xué)比賽黑龍江省力學(xué)學(xué)會省部級一等獎,具有豐富的教學(xué)經(jīng)驗和心得體會。
“研究生創(chuàng)新實踐系列大賽”是落實全國研究生教育會議精神、推動新時代研究生教育改革創(chuàng)新發(fā)展、助力研究生成長成才的有力抓手。我們致力于從這一系列比賽入手,將課程教學(xué)與比賽相結(jié)合,以《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020 年)》[1]及《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020 年)》[7]等文件的精神為指導(dǎo),將理論與實踐相結(jié)合,遵循學(xué)生學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)和創(chuàng)新實踐能力發(fā)展的基本規(guī)律,以課程基本內(nèi)容為基礎(chǔ),比賽內(nèi)容為導(dǎo)向,整合、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,由理論到實踐、從學(xué)到做,將教學(xué)與比賽相結(jié)合,充分利用系列比賽的多元化,為學(xué)生提供一個可以跨學(xué)科學(xué)習(xí)合作的平臺,培養(yǎng)學(xué)生的理論實際應(yīng)用能力和多學(xué)科知識聯(lián)合使用的能力,實現(xiàn)高水平的“教、學(xué)、做”一體化。
本研究主要包含以下幾個方面,結(jié)合了實際情況,整合出一套實際有用、推廣度高的教學(xué)方案,為構(gòu)建完善高效的研究生創(chuàng)新實踐平臺提出行之有效的方案。
1.系統(tǒng)分析研究“研究生創(chuàng)新實踐系列大賽”。分析系列比賽中各項比賽的主要針對專業(yè)和研究方向,梳理其中包含的各研究方向的縱向橫向關(guān)系和聯(lián)系緊密程度,找出其中和本學(xué)科相關(guān)及靠近的專業(yè)方向,有針對性地整合相關(guān)理論知識來準(zhǔn)備理論教學(xué)內(nèi)容。
2.綜合分析本學(xué)科重點方向和學(xué)科優(yōu)勢。對本學(xué)科各研究進(jìn)行分析研究,掌握各專業(yè)的優(yōu)勢研究方向,整理相關(guān)專業(yè)內(nèi)容和研究方向,橫向?qū)Ρ冗x擇優(yōu)勢學(xué)科,提取相關(guān)學(xué)科的重點理論和應(yīng)用實例,整合成綜合性的課程內(nèi)容。
3.將學(xué)科專業(yè)內(nèi)容與具體比賽相鏈接,形成具體的目標(biāo)導(dǎo)向,針對比賽內(nèi)容定制相應(yīng)參賽計劃和項目大綱,有目的地學(xué)習(xí)要用到的和相關(guān)的理論知識,參考學(xué)科經(jīng)典應(yīng)用案例,學(xué)習(xí)邏輯思維和問題處理辦法。
4.協(xié)助學(xué)生分析個人需求。從學(xué)生的研究方向出發(fā),考慮未來發(fā)展計劃,工作需求等因素,分析適合學(xué)生的具體專業(yè)方向。協(xié)助學(xué)生分析選擇合適的參賽項目,并為學(xué)生在比賽中的具體定位提出指導(dǎo)意見。
5.針對學(xué)生需求培養(yǎng)學(xué)生個性化發(fā)展。在協(xié)助學(xué)生分析選擇合適的研究方向和參賽項目的基礎(chǔ)上,有針對性地從整體理論教學(xué)內(nèi)容中選取適合的部分,單獨學(xué)生形成單獨的知識體系,而又在整體學(xué)生小組中達(dá)成平衡互補(bǔ)的最終效果。使每個學(xué)生得到個性化發(fā)展,培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新實踐能力。同時,培養(yǎng)小組內(nèi)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力,充分發(fā)揮各種學(xué)科專業(yè)的優(yōu)勢,相互合作相互補(bǔ)充,學(xué)生間配合得到1+1>2 的高效成果。
6.將理論代入到比賽的實踐應(yīng)用當(dāng)中。在指定合理的理論教學(xué)規(guī)劃和比賽計劃后,指導(dǎo)學(xué)生實現(xiàn)從理論到實踐的高效應(yīng)用,將所學(xué)的課程理論知識投入到實際應(yīng)用當(dāng)中。而比賽過程正是一個很好的理論實際應(yīng)用的過程,也能通過在比賽中和參賽隊伍進(jìn)行技術(shù)交流,發(fā)現(xiàn)不足,學(xué)習(xí)新的應(yīng)用,并檢驗最終的應(yīng)用結(jié)果。
我們擬在競賽的基礎(chǔ)上實現(xiàn)科學(xué)教學(xué),使學(xué)生以競賽為導(dǎo)向掌握理論知識并應(yīng)用到競賽當(dāng)中,實現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合的高效教學(xué),幫助學(xué)生形成系統(tǒng)的科研思維和應(yīng)用能力。但在實際施行中我們發(fā)現(xiàn)了以下需要解決的重點問題。
1.學(xué)生的參賽主動性和積極性欠缺,使我們注意到學(xué)生間的一系列競賽的推廣問題,目前很多研究生將更多精力投入到科研當(dāng)中,對研究生競賽的認(rèn)知度較低或不愿過多投入精力到課外科研比賽當(dāng)中。因此教師應(yīng)當(dāng)在教學(xué)中進(jìn)行相關(guān)的科普,在“破五唯”[8]的當(dāng)下,重視競賽在研究生生涯中的比重,了解競賽對于研究的意義和重要性,提高學(xué)生參與競賽的積極性和主動性。
2.理論到實踐的轉(zhuǎn)化過程是一個值得深思和關(guān)注的重點過程。建立什么樣的衡量標(biāo)準(zhǔn),以什么指標(biāo)為衡量依據(jù)十分重要,這決定著轉(zhuǎn)化成功與否和對教學(xué)過程評價的準(zhǔn)確度。這不僅考驗學(xué)生對于理論知識的靈活應(yīng)用的能力,同時也考驗教師在指導(dǎo)教育過程中能不能將理論與實際緊密結(jié)合的能力。
我們擬采取多元化的研究途徑,充分利用現(xiàn)代教學(xué)手段,最大程度發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)等高效教學(xué)資源的便利性和優(yōu)越性。具體包括如下內(nèi)容。
1.對于“研究生創(chuàng)新實踐系列大賽”的分析研究。首先在網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相關(guān)資料的收集匯總,包括官方的競賽報名通知、各大高校的校內(nèi)通知、競賽報名要求、往年競賽項目名單和往年獲獎項目名單等。之后大數(shù)據(jù)分析所得資料,整合往年所有包括的專業(yè)方向,挖掘分析高競爭力的研究內(nèi)容和方向為后續(xù)教學(xué)內(nèi)容的安排和競賽報名做好準(zhǔn)備。
2.探索學(xué)科優(yōu)勢和提取重點內(nèi)容。對本學(xué)科所包括的所有研究方向進(jìn)行分析梳理,找出發(fā)展最好的方向前沿,選取相關(guān)方向的經(jīng)典理論和應(yīng)用實例。考慮聯(lián)系合作其他院系相關(guān)專業(yè)的導(dǎo)師,聯(lián)合分析雙方重點優(yōu)勢方向并選取合理有用的相關(guān)理論知識,實現(xiàn)跨學(xué)科合作,建構(gòu)多學(xué)科知識間的有機(jī)關(guān)聯(lián),以提高學(xué)生綜合運用各學(xué)科知識觀察問題、分析問題和解決問題的能力。
3.競賽推廣。在這一環(huán)節(jié),通過校園公眾號推廣,班級宣傳,網(wǎng)絡(luò)會議宣講,班級組織群內(nèi)消息推廣,導(dǎo)師推介等多元方式促進(jìn)消息的充分?jǐn)U散,提高學(xué)生對于競賽的認(rèn)知。之后可以推廣往年競賽獲獎項目的詳細(xì)內(nèi)容,吸引相關(guān)方向感興趣的同學(xué)進(jìn)行了解參與,提高學(xué)生參賽的積極主動性。
4.對于學(xué)生的需求分析,可以采用問卷調(diào)查,班級座談,交流分享會等多種形式形成基于學(xué)生發(fā)展需要的教學(xué)規(guī)劃和參賽建議。
5.提供跨學(xué)院合作的平臺,調(diào)查各學(xué)科的優(yōu)勢專業(yè),促進(jìn)各學(xué)科有機(jī)結(jié)合。以競賽為導(dǎo)向,聚焦真實問題解決,營造開放包容的學(xué)習(xí)場域,培養(yǎng)學(xué)生綜合的、完整的和開放的問題解決能力。
根據(jù)以上研究內(nèi)容與方法,我們從本單位所在專業(yè)領(lǐng)域出發(fā),選取力學(xué)和航空宇航兩個專業(yè)為重點,將學(xué)科知識與系列大賽旗下的“未來飛行器創(chuàng)新大賽”相結(jié)合,進(jìn)行了教學(xué)實踐研究。
“未來飛行器創(chuàng)新大賽”以“創(chuàng)新改變未來”為理念,圍繞飛行器的技術(shù)創(chuàng)新開展相關(guān)賽事,著力考察參賽研究生的自主創(chuàng)新能力、綜合實踐能力,旨在培養(yǎng)和發(fā)掘高素質(zhì)拔尖創(chuàng)新人才。我們分析了往年賽事章程和參賽隊伍的項目內(nèi)容組成結(jié)構(gòu),結(jié)合本專業(yè)研究優(yōu)勢,選取跨介質(zhì)無人飛行器為研究方向組成研究生參賽隊伍。首先參加校賽選拔,取得校賽一等獎第一名的好成績。之后報名國賽的國際賽道,經(jīng)過學(xué)生和指導(dǎo)老師的共同探討分析和內(nèi)容優(yōu)化,結(jié)合學(xué)科前沿?zé)狳c,最終選定參賽題目為“Variable Configuration Power Propeller UAV for Large Envelope Submarine Flight Mode”。
在備賽過程中,針對大賽的特色,幾名研究生分別對各自專業(yè)的知識進(jìn)行分析和梳理,討論發(fā)現(xiàn),有導(dǎo)向性的學(xué)習(xí)使得學(xué)生對于知識的掌握更加精準(zhǔn),記憶深刻,且能夠快速地結(jié)合實際情況運用到比賽項目上。對比傳統(tǒng)課堂的理論學(xué)習(xí)模式,以競賽為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)研究極大地提高了教學(xué)效果。與此同時,跨學(xué)科的合作打開了學(xué)生的思維格局,在對本專業(yè)學(xué)科知識達(dá)到了很好地掌握的同時還學(xué)習(xí)了其他學(xué)科的基本知識,打破了研究的局限性。除了專業(yè)知識的學(xué)習(xí),由于隊伍內(nèi)學(xué)生包含力學(xué)、航空宇航等不同專業(yè),需要不斷地磨合協(xié)作,在整個合作過程中,學(xué)生的協(xié)調(diào)組織能力、交際能力都得到了很好的鍛煉和發(fā)展。以競賽為導(dǎo)向,聚焦真實問題解決,營造開放包容的學(xué)習(xí)場域,培養(yǎng)了學(xué)生綜合的、完整的和開放的問題解決能力。
通過分析研究,我們發(fā)現(xiàn),以競賽為導(dǎo)向的教學(xué)模式具有極大的優(yōu)勢。這一教學(xué)模式打破了現(xiàn)有的課程教學(xué)的學(xué)科界限和壁壘,是基于學(xué)生完整的問題解決能力和綜合的實踐創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)的跨學(xué)科融合教學(xué)。幫助學(xué)生進(jìn)行參賽定位的同時充分發(fā)揮每個學(xué)生的特長,相互促進(jìn),共同學(xué)習(xí)。能夠進(jìn)行聚焦具體競賽問題的理論教學(xué),實現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合的高效學(xué)習(xí),為學(xué)生提供日常科研以外的途徑形成系統(tǒng)的科研思維和理論應(yīng)用能力。這一模式應(yīng)當(dāng)在高校教育改革中獲得更多的重視和發(fā)展,充分發(fā)揮競賽導(dǎo)向在教學(xué)引導(dǎo)中的積極作用。