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摘要：研究性教学是一种引导学生主动探究问题、培养学生创新实践能力的教学方式。研究性教学模式应用于专业课程教学时，以问题为中心，案例和项目为载体，通过师生合作建构知识系统，使学生获得具有体系性、完整性和实践意义的知识。文章结合能源与动力工程专业课程教学，提出了研究性教学实施方法与保障措施，探讨了研究性教学面临的问题与改进策略。
关键词：研究性教学；能源与动力工程；课程教学；高等教育
本文引用格式：朱玉雯等.研究性教学模式下能源与动力工程专业课程教学改革研究[J].教育现代化，2019，6（31）：58-60.
本科院校的工科专业教育一方面具有知识传承、进化的功能，另一方面是以培养合格的工程人才为目的，使其具有吸收和创造工程知识、开展工程实践的能力。目前工科专业课程教学大多以讲授专业理论和科学为主，仅有少量的实际工程分析和讨论，无法有效地向学生传递实践信息，也无法实现理论知识与工程实践的紧密契合。研究性教学是一种引导学生主动探究问题、培养学生创新实践能力的教学方式，是目前高等教育改革的关注点。[1]它蕴含了学生中心、自主探究、主动建构等先进的教育理念，以问题为导向，案例和项目为载体，在课程和实践之间建立有机联系。
2017年2月教育部发布了《教育部高等教育司关于开展“新工科”研究与实践的通知》，并召开了一系列高等工程教育建设研讨会，对工程教育理念做出新理解，同时改革工程人才培养模式。与会高校学者提出转变教学理念，探索工程人才培养的新型教学方法。[2-3]为此，专业课程教学作为工科教育的一个重要环节，也应改革理论传授为主的教学模式，利用案例分析、项目驱动等方式，使学生经历类似实践的过程，在知识体系构建、工程实践认知、创新思维训练上得到提升。
一 研究性教学原则与解读
研究性教学主张师生在教学过程中共同研究，并共享研究的乐趣和成果，促进学生创新精神和实践能力的培养。[4]从教学形式上，研究性教学不同于传统本科教学，教师由领导者的核心角色转变为教学过程的组织者、指导者和帮助者。学生独立研究作为基本形式，但由于其知识能力的局限性，对于难以理解的新知识或较为复杂的问题，就需要教师指导和启发，形成师生交流合作、共同研究的模式。从教学内容上，研究性教学的内容主要来自于教材，同时又以具体问题、项目和案例作为支撑。对于某一章节学习，围绕具体的问题或工程案例构建教学内容体系，既涵盖基本的课程知识点，又以科学实用为准则。将教材体系向研究性体系转变，从基本知识、原理和实践应用层次进行处理，使学生构建知识结构的同时体验到实践过程。从知识范围上，知识的广度拓宽，在研究项目或分析案例时往往会涉及其他专业知识，因此知识和资源会从本专业拓展到多个相关专业。[5]
研究性教学以问题为中心，教师把课程学习设置到有情景、有探索性的问题中去，并把“碎片化的知识点”梳理和建构成系统，达到知识的系统性、完整性和实践性。学生学习过程中，通过对“问题”分析、对“方案”构建和对“求解”研究，来培养自主学习和创新的能力。研究性教学把发挥学生的主体能动性放在首位，引导学生以研究的态度对待课程知识。教师在教学过程中创造有利于创新思维的学习环境，激发学生研究问题的兴趣，引导学生运用知识自主地发现问题、梳理问题、解决问题，在这一过程中汲取新知识和获得新技能。能源与动力工程是一个专业性强、且具有交叉学科特色的工科专业，与生产实践密切相关，热力发电厂、锅炉原理与设备等专业课程具有很强的实践性。在课堂教学过程中，融入探索性实践教育，使课堂教学不仅是独立的理论教学，也是通过设置具有真实工程情境和工程氛围的实习场，实现理论教学和实践教学的有机结合。
二 研究性教学实施方法与保障
研究性教学模式下，能源与动力工程专业课程教学不仅要传授知识，也要让学生理解知识的结构和形成过程，并能够为解决实际问题而服务。因此，必须要创新教学内容和方法，对现有知识传授型的教学模式进行改革。以问题导向、案例分析、项目驱动等方式组织教学内容，引导学生进行研究性学习。
（一）基于问题学习的教学模式设计
针对课程某些章节的教学内容，把课程学习设置到有探索性的问题中去，通过师生合作来解决问题，从而学习到隐含在问题中的知识。教学过程经历设置问题、学生讨论问题、推理解决问题、知识提炼与总结等四个过程。以“热力发电厂”动力循环章节为例，要求学生以朗肯循环为基础，讨论采取哪些措施能够提高汽轮机绝对内效率；在传热学、金属工艺学等知识辅助下，讨论限制效率提高的工程因素。引导学生讨论改变蒸汽参数、增加回热循环、再热循环等方法，并分析限制蒸汽温度、回热级数的因素。
（二）基于案例引领的教学模式设计
着眼于解决实际问题，师生共同对工程案例进行讨论学习。教学过程经历设置实际工程案例、分析工程取得效果或存在问题、共同讨论分析原因、提出技术改进方案等四个过程。例如能源与动力工程专业锅炉相关课程教学，对某一煤粉锅炉实施炉内低氮燃烧技术改造，采用垂直空气分级燃烧技术后，遇到炉内结渣、排烟热损失高等问题，引导学生分析水冷壁部分区域结渣的原因、排烟热损失高的原因，讨论解决以上两个问题的方案，提出水平空气分级燃烧技术方案和运行参数调控方案等。
（三）基于项目驱动的教学模式设计
以实践应用为目标，围绕具体的项目构建教学内容体系，将项目的设计与课程内容设计密切结合，既涵盖基本的教学知识点，突出重点、难点，又以工程实用为准则，使学生真正体验到工程设计过程。这种教学模式也可以用于组织专业课程设计。例如针对“热力发电厂课程设计”，坚持热力计算为重点，新增热电机组类型，体现选题的时代性和多样性；学生讨论确定热力系统的型式，培养学生运用热力学原理的能力和技术经济观点；增加设备选型、系统参数优化等训练，到实习基地与实际工程相结合。
为保障专业课程研究性教学有效实施，应对教学内容、专业交叉、课外活动等方面做出相应调整。第一，教学内容应随着教学模式及时更新。在以问题为导向的教学模式下，需要将最新的能源领域相关知识和技术成果纳入到课程中来，既包括专业最新的技术成果，也包括教师最新的科研成果。这就需要处理好课程基础内容与专业前沿科技的关系，将教材知识与最新成果整合起来。第二，在解决热能利用相关问题时还会牵涉到多方面知识，例如金属材料学、污染控制工程等，而不仅仅局限于本专业的知识，这就需要处理好本专业知识与相关专业知识的关系，保证既能完成教学内容，又能较为全面地解决实际问题。第三，在研究性教学的实施过程中，既要在课堂教学中激发学生的问题意识，也要鼓励学生走出学校，主动在工业生产和社会生活中发现感兴趣或具有实践意义的问题。在校外选题过程中，教师可以提前规划选题范围，遵循能源专业体现性强、实践性强、贴近生产的原则，鼓励学生收集各类专题，做好课内研究和课外调研相结合，充分调动学生研究的积极性。
三 研究性教学面临的问题与改进策略
在教学模式改革过程中，由于教学理念、教学规划与管理、评价体系等方面的缺失，针对专业课程的研究性教学改革会遇到阻力或影响效果。因此，还应充分认识并探讨制约研究性教学实施的因素，逐一消解教学改革所面临的阻力，保障研究性教学模式在专业课程教学的应用和推广。
（一）研究性教学理念不够完善
研究性教学理念容易受两个极端模式的影响。一方面，受传统教学文化的影响，往往以教师为主导，学生被动接受知识；以教材作为专业知识的权威象征，缺少最新研究成果和对已有技术的质疑与批判。另一方面，实施研究性教学过程中，容易与“研究”等同。例如教师让学生参与到自己的课题中开展研究，获取一定的专业知识。但这一过程中获得的知识往往缺少系统性，且缺乏正确性论证。
研究性教学需要学生经历研究过程，例如能源与动力工程专业“热工测量技术”关于热电偶测温原理章节，学生通过观察了解热电偶的基本结构，查阅相关资料，依据热电效应分析其测温原理，并讨论如何建立工作端温度与电势之间的关系。学生经历基本认知、查阅资料、自主思考、分析原理和讨论总结等类似于研究的过程，并获得了专业知识，就可以称为研究性学习。这既不同于机械的传授行为，也不同于将“研究”压倒“教学”。[6]如果只强调让学生投入课题去发现新知识，而不是学习已有知识，那就只是“研究”了。
（二）教学规划和管理制度尚有缺失
目前高校专业课程教学组织过程中，大多通过专业课教师自行开展并总结经验，继而向教研室、学院和学校反馈。研究性教学改革是自发的、基层的，缺少了前期整体的教学规划，加之个人获得的教育教学改革经验也较为零碎，这样就难以得到系统性深层次应用。[7-8]另外，各课程间缺少规划和配合，教学模式的显著差异也会使学生较难适应研究性学习。
从管理制度上，高校大多倾向于管好教师和教学过程，对教材、教案等具体教学文件要求规范性、统一性，教师的教学自主性、能动性和创造性受到一定程度的限制。对课堂教学质量实施量化考评制度，而教学设计、教学过程、课堂氛围、师生互动等因素不易量化，导致教师花费大量精力而不能得到及时有效的评价，影响了教师教学改革的积极性。
在教学规划管理过程中，高校管理人员应搭建研究性教育整体推进的平台，避免仅发动基层力量的零散研究试点。同时大力发挥精品课程、优秀教学团队在研究性教学改革中的引领作用和示范效应，整体推动研究性教学的常态化运行。高校应加强对教育教学改革的支持和奖励力度，提高对教师不易量化工作的重视程度，也应支持教师主动探索和反思。
（三）教师专业水平和学生学习愿望需进一步提高
教师从事教学工作是一项富有探究性、创造性的专业性实践活动，需要教学理论支撑、教师间研讨、师生间交流，是一项需要不断提升和改革的专业性工作。目前年轻的专业教师大多是博士毕业生，掌握专业知识，在科研工作上受过严格训练，但在教学工作上几乎没有培训经历。学术水平不能等同于教学专业水平，加之研究性教学对教师教学能力提出更高要求，使得教师的教学专业水平亟待提高。
在学生方面，一贯的传授式教学模式使学生习惯于被动听讲，直接获得知识，学生学习主动性较低。相比而言，研究性学习要付出更多的努力，学生需要沉浸在问题研究、知识探究和讨论对话中，否则很难成为学习的主体并进行知识的自主建构。
针对师生个体在研究性教学实施过程中的问题，学校和学院首先要提高年轻教师教学理论和学习理论水平，加大教学基本功培训力度，并将研究性教学的理念和原则融入到培训过程中，增强培训内容的针对性。其次要充分利用博士教师的科研能力，使之应用于专业课程研究性教学，探索科研思维在专业教学的应用，逐步达到教、研相结合。研究性教学实施也需要根据学生学习情况、个性需求、接受程度等进行调整。例如，在能源与动力工程专业学生对热电厂相关知识认知较少的情况下，应从基本原理出发引入问题，进而引发学习讨论获得课程知识。而不能直接从实际工程问题出发，让学生一头雾水，无从谈起。问题的提出、工程案例情景的设置，应充分考虑学生的认知情况，循序渐进地培养学生研究性学习的习惯，逐渐达到师生合作共同完成专业课程学习。
参考文献
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[5]韦冬余.论高校研究性教学模式的基本构建[J].黑龙江高教研究，2018，(10)：155-157.
[6]周序，张祯祯.我们需要什么样的研究性教学？——关于“一流教学”建设的思考[J].吉首大学学报（社会科学版），2018，39(6)：131-137.
[7]皮武良.对高校“研究性教学”研究与探索的思考[J].教育现代化，2018，(42)：119-120.
[8]杨冬.我国大学研究性教学改革的阻力及其化解[J].重庆高教研究，2019：1-12.
[9]周东一,袁文华,石楚平,伏军,刘长青,王红梅.能源与动力工程专业应用型工程技术人才培养方案的优化研究——以邵阳学院能源与动力工程专业为例[J].教育现代化,2017,4(43):1-3.
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