基于构建主义学习理论的研究生课程教学新模式 ----《动力工程测试技术》综合实验教学改革初探

仝光

上海电机学院机械学院 上海 201306

摘要：在传统的研究生教学中，大部分老师采用的都是“知识传授”模式，在这种模式下老师在课堂上主讲，研究生听课记笔记，这种教学模式逐渐满足不了培养科研型研究生的要求。想要培养科研能力强，能够解决实际问题的研究生，就要让研究生自主参与到知识学习的过程中，让研究生成为课堂的主体，把传统的“知识传授”转变为“知识探究”。从构建主义学习理论下来讲，学习者就是课堂上的主体，“以学生为主体、老师起主导作用”这样的教学模式能够充分发挥学生的主观能动性和老师的主导作用，二者之间共同努力和相互配合才能达到双赢的效果，才能实现教学成果的提高。因此，本文就构建主义学习理论下的探究式教学模式进行初步探索和实践。

1. 引言

研究生教育是国民教育的重要组成部分^[1]，在培养高层次创新人才方面具有重要意义。与本科教育不同，研究生教育更注重加强研究生的科研能力^[2][3]，培养合作精神，提高科技创新、知识管理以及交流和沟通等各种综合能力。传统的基于书本的研究生课程教学模式侧重于构建研究生的合理知识结构，而对如何充分运用课程教学提高研究生综合能力这一重要内容认识不足、实践不广，影响了研究生培养质量的有效提升^[5]。为此，本文以《动力工程测试技术》课程中动力电池和驱动电机为例，分析基于构建学习理论的课程建设和教学改革。

2. 构建主义学习理论在研究生教育中的应用

瑞士的心理学家皮亚杰是最早提出构建主义学习理论的。构建学习理论认为：第一，学生在学习知识的过程中要借助一些外部的力量。第二，老师应该发挥引导的作用，引导学生采用正确的学习方式来学习，在引导过程中逐渐培养学生对知识的兴趣，鼓励学生积极参与到知识学习的过程中来，激发学生的自主学习能力^[7]。尤为最重要的是，学生是课堂的主体，在构建主义学习理论中，学生获取知识的途径不是通过被灌输新的知识，而是学生通过已有的知识经验为背景，通过与外界和新知识的相互作用构建出新的理解。研究生经过四年的本科学习和激烈的研究生考试，研究生都有很好的自主学习能力，具备了构建学习理论的基本条件。另外，研究生大多面临课题和项目研究，他们更愿意通过实践来获取知识。

综上，将构建主义学习理论应用在研究生教学之中是研究生教学的一个探索。首先研究生作为构建主义学习理论的主体，已经具备了良好的自主学习能力，在老师的引导下可以很快适应基于构建主义学习理论的研究生课程教学新模式。其次，构建主义学习理论的核心思想利用学习者的现有知识通过与环境的联系构建出对新知识的理解，这一点也符合研究生学习现在面临的问题，可以让学生自主参与学习中，激发学生学习的积极性。

3. 《动力工程测试技术》综合实验教学改革与实践

《动力工程测试技术》综合实验是让学生掌握新能源车辆电机和电池各种情况下的参数情况，掌握相关传感器原理，掌握物联网云平台连接原理，最终实现数据上云。该课程的总体教学目的是为了让学生掌握新能源车辆的各项参数，并将参数传到云端实现远程监控参数以解决实际工程中的问题。综合实验的主要内容包括：新能源车辆正常运行时电机和电池的参数的介绍，新能源车辆故障运行时电机和电池的参数的介绍，相关传感器原理的理论知识介绍，数据上云相关协议和方法的介绍。

理论部分学生自主学习，分三个模块进行。第一模块由学生查阅相关参考文献了解新能源车辆各种运行情况下的参数，学生分为两个小组，分别从电机和电池两部分进行资料搜集，向授课老师汇报搜集到的材料，由学生主讲，老师加以引导指正，最后由授课老师加以总结。第二模块为平台搭建方案，大部分电气工程专业研究生本科阶段都学过传感器的相关理论知识，根据已有的知识经验和第一部分搜集的参数选择市面上的相应传感器并了解其原理，由学生指定详细的购买方案，包括种类数量等，在遇到相关参数问题时，授课老师加以解答，最终确定传感器购买方案。第三模块为云平台配置，学生可以自主选择物联网平台，根据平台提供的资料和实例来完成上云的理论知识准备，由学生为主体通过例程完成上云过程的大致框架，在遇到服务器配置故障，数据传输错误等问题时，学生可以咨询授课老师，老师加以解答，确保每位同学都可以顺利将设备端与云端相连接。

实践部分，与传统的授课方式不同，留出大部分课时时间给学生实际操作，让学生真正参与到知识获取的过程中来。通过理论课的知识积累，由学生实际动手操作，将数据上传云端。授课老师将学生按照理论课中选择参数的个数分成若干个小组，每个小组5-7人，每个小组分工明确，老师提供电机，电池和相应传感器，每组提供一个物联网平台，在保障实验安全的情况下由学生独立自主完成数据的采集，上云，分析的过程。在实际操作中，学生是实验课的主体，在遇到操作问题例如传感器的安装，云端协议的连接和其他问题时，由老师加以引导，学生动手解决问题。每个小组需要记录每次实验的进程并汇总成报告。

课程总结，每个小组根据实验课的实验报告总结实验过程中遇到问题，解决方法和课程收获，由学生主讲，老师进行打分。

构建主义学习理论应用于《动力工程测试技术》综合实验的具体流程图如图1所示。

图1 构建主义学习理论的《动力工程测试技术》综合实验流程图

4. 总结

通过构建主义学习理论和研究生《动力工程测试技术》课程进行融合，培养了研究生的自主学习能力和团队合作精神，激发研究生的学习兴趣。通过小组合作方式完成综合实验有助于培养研究生解决实际的工程项目问题，符合培养高素质，高水平研究生的培养目标。

参考文献

1. 侯士兵.构建主义视野下的研究生思想政治教育[J].高校辅导员,2017(02):37-40.

2. 贾鼎.研究生课程混合式教学模式设计与思考[J].教育教学论坛,2020(42):249-251.

3. 徐丹,王营.“双一流”建设背景下提升研究生课程质量的思考与实践[J].教育教学论坛,2020(42):192-193.

4. 安吾怀. 大学生自主学习能力培养[D].西南大学,2014.

5. 王相友,朱继英,杨自栋.基于师生角色互动的研究生培养方法与模式探讨[J].高教论坛,2020(10):93-96.

6. 肖中俊,王正存.基于科研促教的研究生培养质量提升策略探索[J].创新创业理论研究与实践,2020,3(18):72-73.

7. 卢建明,谢萍萍,陈久.建构主义理论下高校体育教学模式的构建[J].宁波大学学报(教育科学版),2010,32(02):121-124.

8. 王遐见.打造自主探究式研究生思想政治教育工程[J].东南大学学报(哲学社会科学版),2010,12(04):112-116+128.

（本课题由上海电机学院一流研究生课程建设项目资助，项目编号A1-6101-20-005-11）