建構(gòu)主義模式項目訓(xùn)練對研究生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的效用研究

夏友樺 李升 董心怡

摘? 要：建構(gòu)主義教學(xué)模式不僅在大學(xué)生實踐創(chuàng)新中應(yīng)用廣泛，在專業(yè)碩士研究生實踐創(chuàng)新中同樣具有價值?；诮?gòu)主義教學(xué)模式的項目訓(xùn)練是對研究生專業(yè)建設(shè)的深入探究，不僅能使研究生獲得工程實踐經(jīng)驗，還能充分發(fā)揮其主觀能動性，培養(yǎng)協(xié)調(diào)合作、溝通交流等綜合素質(zhì)。項目訓(xùn)練建構(gòu)主義教學(xué)法以“項目為主線，導(dǎo)師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”為思路，將理論與工程實踐相結(jié)合，旨在培養(yǎng)研究生實際工程實踐過程中的創(chuàng)新發(fā)散思維。培養(yǎng)研究生實踐創(chuàng)新精神是提高科研能力的關(guān)鍵，有助于提高研究生的實踐創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：建構(gòu)主義;項目訓(xùn)練;工程實踐;創(chuàng)新能力

中圖分類號：G640? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2019）24-0034-03

Abstract： Constructivism teaching mode is not only widely used in college students' practice innovation， but also has the same value for professional master graduate students. The project training based on the constructivism teaching mode is a further study ofthe graduate students' professional area， it can not only make graduate students get practical work experience， but also give full play to the comprehensive quality including subjective initiative， coordination， communication and so on. The project training teaching method is based on "project as the main line， teacher as the guide， students as the mainstay"， combining theory with engineering practice， with the purpose of cultivating graduate students divergent thinking during the actual engineering design. Practice innovation spirit is not only the soul but also the power of scientific research. Thus， cultivating graduate students' practice innovation spirit is the determinant key to heighten scientific research ability， which also helps graduate students of project training to better carry out the spirit of practice and improves the innovation ability.

Keywords： constructivism; project training; engineering practice; innovation ability

近年來，我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，社會對于科研能力突出并且具備實踐創(chuàng)新素質(zhì)的高層次專業(yè)人才的需求越來越大。與此同時，研究生的教育規(guī)模也在不斷擴大，但其教育過分重視數(shù)量而輕視質(zhì)量的問題日益突出，研究生群體普遍創(chuàng)新意識不強，科研能力不足的問題日漸凸顯，而實踐創(chuàng)新能力無疑與科學(xué)技術(shù)的進步和經(jīng)濟社會的發(fā)展息息相關(guān)，而且與國家的生命力與綜合國際競爭力也有著密不可分的聯(lián)系[1]。

現(xiàn)行的教育體制，無論是從教學(xué)方式還是訓(xùn)練手段上看，主要是針對于學(xué)生專業(yè)理論知識的學(xué)習(xí)和個體技能的培養(yǎng)，缺乏一定的實踐創(chuàng)新能力的訓(xùn)練。因此，教育者需要從傳統(tǒng)的教學(xué)模式和方法中突圍，形成以實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主要目標的新型教學(xué)體系[2]。通過探索基于建構(gòu)主義的教學(xué)理論和方法，借鑒國內(nèi)外項目訓(xùn)練優(yōu)秀教學(xué)模式并結(jié)合我校的實際情況加以創(chuàng)新改革，尋求出真正適合我校實際情況開展的項目訓(xùn)練教學(xué)模式，提高研究生實踐創(chuàng)新能力的最佳教學(xué)方案。

一、建構(gòu)主義教學(xué)模式

建構(gòu)主義教學(xué)模式作為一種新型教學(xué)模式，以學(xué)生為主體，導(dǎo)師為輔助，強調(diào)學(xué)生在科研過程中的主動靈活性和協(xié)作學(xué)習(xí)能力，著重培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力，從而有效提高理論教學(xué)和實踐教學(xué)的效果，實現(xiàn)教學(xué)目標[3]?，F(xiàn)行的較成熟的建構(gòu)主義教學(xué)方法有[4]：（1）支架法：導(dǎo)師為學(xué)生搭建項目“支架”，將學(xué)習(xí)管理任務(wù)轉(zhuǎn)移給學(xué)生研究小組或團隊;（2）拋錨法：以真實問題或?qū)嶋H案例為教學(xué)背景選擇課題，導(dǎo)師提供問題線索和思路;（3）隨機進入法：對相同的某一教學(xué)內(nèi)容，導(dǎo)師在不同的時機或情境，為實現(xiàn)不同的教學(xué)目標，使用不同的方式加以復(fù)現(xiàn)，給與指導(dǎo)性意見，保證教學(xué)質(zhì)量。

建構(gòu)主義模式項目訓(xùn)練，是基于建構(gòu)主義教學(xué)模式下的理論聯(lián)系實踐的結(jié)果，也是對專業(yè)碩士研究生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的有效渠道，有助于大力提高專業(yè)人才培養(yǎng)的社會實踐性和創(chuàng)新競爭性。在建構(gòu)主義教學(xué)模式框架下，導(dǎo)師不再是簡單意義上的知識教授者，而是項目訓(xùn)練的引導(dǎo)者、學(xué)生團隊的合作者與項目實施的促進者，通過專業(yè)碩士研究生的情境創(chuàng)設(shè)、協(xié)作自主學(xué)習(xí)，完成訓(xùn)練目標和要求[2，5]。

二、項目訓(xùn)練的實際案例

結(jié)合項目訓(xùn)練在我校的實施，我校專業(yè)碩士研究生在導(dǎo)師的引導(dǎo)下積極開展了一系列校級項目訓(xùn)練實踐，旨在改變以教師為中心，學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)的局面，彌補傳統(tǒng)教學(xué)方式無法調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)自主性的缺陷[6]。項目訓(xùn)練注重培養(yǎng)研究生的科研興趣，增強其實踐積極性與主動性。

基于建構(gòu)主義教學(xué)模式，導(dǎo)師結(jié)合了支架法、拋錨法和隨機進入法三種教學(xué)方法，幫助某一研究生訓(xùn)練團隊確定“光伏并網(wǎng)系統(tǒng)監(jiān)測及穩(wěn)定性試驗研究”的課題，并搭建訓(xùn)練框架，研究生在此基礎(chǔ)上開展此項目訓(xùn)練。具體過程如下：

1. 結(jié)合當(dāng)前國內(nèi)外光伏電源技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和研究背景，導(dǎo)師搭建訓(xùn)練的目的和過程支架，提出訓(xùn)練思路和亟待解決的問題，撰寫教學(xué)大綱和任務(wù)書、編制教學(xué)計劃。

（1）項目的研究背景：目前，能源供應(yīng)和環(huán)境問題日益突出，使得光伏發(fā)電技術(shù)得到前所未有的重視，光伏發(fā)電在許多方面取得突破，其市場競爭力和需求也越來越大。所以，針對光伏并網(wǎng)系統(tǒng)監(jiān)測及穩(wěn)定性試驗研究很有必要。

（2）國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)：在國內(nèi)，光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展進入瘋長式階段，成本和售價不斷下降。光伏并網(wǎng)產(chǎn)生的電網(wǎng)電壓、逆變諧波、無功平衡、線路潮流和網(wǎng)損、配電規(guī)劃、并網(wǎng)逆變器等問題，經(jīng)研究后得到了合理有效的解決;在國外，并網(wǎng)光伏發(fā)電容量迅猛增長，光伏并網(wǎng)的電壓穩(wěn)定、頻率變化、無功補償?shù)雀黜椉夹g(shù)指標也處在進一步的研究和論證階段。

（3）本課題相關(guān)工作積累和已有的研究工作成績：課題組前期已成功搭建的500W光伏并網(wǎng)實物系統(tǒng)以及相應(yīng)的參數(shù)測量工具;實時監(jiān)測記錄裝置;課題組針對光伏并網(wǎng)發(fā)電發(fā)表的相關(guān)論文。

（4）采用拋錨法指出課題難點和亟待解決的關(guān)鍵問

題：a.如何實現(xiàn)分布式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的實時監(jiān)測裝置對電

流、電壓、環(huán)境溫度、光照強度等數(shù)據(jù)的實時采集和顯示，以及PC端如何接收和存儲數(shù)據(jù);b.在進行穩(wěn)定性實驗時，如何建立符合要求參數(shù)值的負荷模型，這直接關(guān)系到本次研究結(jié)果的準確度和可信度;c.在給定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或電路參

數(shù)的情況下，如何在保證各元件安全穩(wěn)定的工作前提下改變負荷，使負荷側(cè)發(fā)生一定擾動，記錄各個數(shù)據(jù)變化情況并分析，來研究其對分布式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的影響;d.當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)或電路參數(shù)以及負荷側(cè)功率發(fā)生

變化時，如何快速準確地判斷電壓是否失穩(wěn)或崩潰，并在此基礎(chǔ)上尋求有效增強系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施。

訓(xùn)練團隊在項目開題前根據(jù)要求，閱讀文獻，收集相關(guān)資料。在探索與學(xué)習(xí)中，研究生了解了光伏發(fā)電的原理、特點、應(yīng)用現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展趨勢。以此為基礎(chǔ)，研究生在訓(xùn)練實踐中規(guī)范操作，如實記錄，勤于思考，認真分析實驗數(shù)據(jù)，獨立完成小型裝置設(shè)計開發(fā)。研究生開展項目訓(xùn)練現(xiàn)場，如圖1所示。

2. 訓(xùn)練過程中，訓(xùn)練團隊按照本次項目訓(xùn)練任務(wù)書的教學(xué)計劃進行訓(xùn)練，并充分利用課余時間，開展了為期16周的項目訓(xùn)練，包括查閱資料，閱讀參考文獻，了解培訓(xùn)內(nèi)容（第一周）;現(xiàn)場觀摩（第二周）;現(xiàn)場操作練習(xí)，學(xué)習(xí)光伏相關(guān)知識（第3-7周）;軟件建模調(diào)試，測控裝置設(shè)計開發(fā)（第8-12周）;撰寫論文（第13-14周）;現(xiàn)場操作考核（第15周）;樣機運行調(diào)試，項目答辯（第16周）。導(dǎo)師在項目訓(xùn)練實施過程中，不斷在不同情景隨機進入并結(jié)合拋錨法開展教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生進行深層次思考和動手實踐。

訓(xùn)練團隊研究光伏并網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性和實時監(jiān)測的原理，以500W光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，理解其結(jié)構(gòu)組成，設(shè)計裝置電路并實現(xiàn)制作;開展系列實驗，如數(shù)據(jù)實時測量、并網(wǎng)測試和穩(wěn)定性試驗等。上述工作共設(shè)計開發(fā)了兩套試驗裝置，分別是分布式光伏并網(wǎng)電壓穩(wěn)定試驗裝置和分布式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)實時監(jiān)測裝置，如圖2、圖3所示。

3. 在項目結(jié)題時通過對課題完成過程及成果質(zhì)量進行深入反思，對以下問題進行了闡述：

（1）項目研究的意義：改善能源結(jié)構(gòu)，發(fā)展低碳經(jīng)濟，建立綠色安全電網(wǎng)。

（2）項目研究的目標：提供采集并網(wǎng)時的各個參數(shù)：電壓、電流、光照、溫度、以及數(shù)據(jù)采集時間，并以實時顯示、精確測量、實時無線傳輸和儲存的方式采集、監(jiān)控數(shù)據(jù)，以便后期對數(shù)據(jù)進行處理和分析，實現(xiàn)穩(wěn)定性。

（3）項目研究的過程及內(nèi)容：a.光伏并網(wǎng)系統(tǒng)監(jiān)測及穩(wěn)定性試驗理論研究;b.完善已有光伏并網(wǎng)系統(tǒng)實物模型;c.設(shè)計開發(fā)分布式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)實時監(jiān)測裝置;d.設(shè)計開發(fā)

分布式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定試驗裝置。

（4）項目研究的主要成果：a.一套光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)監(jiān)測實物裝置及實用新型專利申請;b.一套光伏發(fā)電并網(wǎng)系

統(tǒng)電壓穩(wěn)定試驗實物裝置及實用新型專利申請;c.撰寫論

文2篇。

三、項目訓(xùn)練的考核評定

項目訓(xùn)練在初期設(shè)置開題答辯，主要針對項目訓(xùn)練的開題背景、目的意義、擬采取的研究方法、技術(shù)線路、試驗方案及其可行性、預(yù)期成果等一系列問題進行闡述，專家審核訓(xùn)練團隊的分工是否明確，經(jīng)費是否合理，并考察團隊的合作協(xié)作能力。訓(xùn)練中期，對其項目訓(xùn)練的開展進程進行合理評估，并在過程中加以指引，拋出新問題、新思路，從而開展更深一步的探討研究，鍛煉研究生的科研創(chuàng)新精神。最終考核的訓(xùn)練成果展示主要以PPT和視頻的形式呈現(xiàn)，也可通過實物模型操作運行演示，與此同時，研究生對所在團隊項目訓(xùn)練的開展過程、創(chuàng)新理念、不足與后期展望等幾個要點進行闡述，將專業(yè)理論知識與實際相結(jié)合，充分調(diào)動自身的積極性和創(chuàng)新性。

作品運行演示及項目答辯是項目訓(xùn)練考核的核心，由若干名專家老師組成考核小組，并針對項目訓(xùn)練中存在的問題對訓(xùn)練團隊進行現(xiàn)場提問，通過團隊的答辯來考核此次項目訓(xùn)練的意義和價值，并對其成效做出一定的評價，分析其中存在的問題并提出相應(yīng)的改進建議。答辯過程可以反映出團隊對項目的熟悉掌握程度和深度。

答辯現(xiàn)場如圖4所示。

四、項目訓(xùn)練的效用

建構(gòu)主義模式項目訓(xùn)練是針對于傳統(tǒng)教學(xué)中過度重視應(yīng)試能力的培養(yǎng)，學(xué)生實踐創(chuàng)新能力得不到鍛煉，從而影響學(xué)生主體作用的發(fā)揮和學(xué)習(xí)過程中創(chuàng)新能力培養(yǎng)的問題而開展的?；诮?gòu)主義教學(xué)模式的項目訓(xùn)練教學(xué)法對于學(xué)習(xí)中所遇到的問題能夠及時發(fā)現(xiàn)、有效改進，從而達到有效促進教學(xué)的目的。

通過一定的創(chuàng)新項目訓(xùn)練，導(dǎo)師在理論、實踐指導(dǎo)中傳播科學(xué)知識，發(fā)揚科研精神，研究生從中進一步熟悉和掌握本學(xué)科的理論前沿，從而激發(fā)從事科學(xué)研究的興趣。其次，無論是從實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，還是從協(xié)調(diào)合作、表達溝通等綜合素質(zhì)的提升方面來看，項目訓(xùn)練都具有一定的效用、價值。項目成員在項目訓(xùn)練的開展過程中，不僅鍛煉了獨立思考的能力，還養(yǎng)成了利用所學(xué)知識去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題的能力，對知識短板不斷改善，進而解決問題。

基于校級項目訓(xùn)練，上述案例效用顯著，團隊研究生成員共發(fā)表了2篇論文，其中一篇以第一作者撰寫，發(fā)表于省級期刊;一篇以第二作者撰寫（導(dǎo)師排名第一），發(fā)表于重要核心期刊。該項目還獲得江蘇省研究生實踐創(chuàng)新項目立項資助，并順利結(jié)題。此外，還申請了2項實用新型專利，并得到了授權(quán)（其中轉(zhuǎn)讓1項），同時實時監(jiān)測裝置作品還在校大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽中獲二等獎。

此項目的研究生團隊也在訓(xùn)練中增加了對光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的理解，掌握了光伏發(fā)電系統(tǒng)參量的基本測量方法，增強了自身的實踐操作能力。

五、結(jié)束語

本文中以實際項目訓(xùn)練實施過程為例，介紹了建構(gòu)主義模式項目訓(xùn)練的實施過程及其在培養(yǎng)研究生實踐創(chuàng)新能力中的應(yīng)用?；诮?gòu)主義教學(xué)模式的項目訓(xùn)練充分發(fā)揮了項目團隊成員的主體認知作用，充分調(diào)動其創(chuàng)新科研積極性，但同時也不可忽視導(dǎo)師的前期支架作用、過程引導(dǎo)作用和后期考核作用。未來將結(jié)合改進的意見，提高項目訓(xùn)練應(yīng)用教學(xué)的質(zhì)量，對已有的創(chuàng)新項目訓(xùn)練教學(xué)方案進行優(yōu)化，從而為專業(yè)碩士研究生提供更為有效的實踐創(chuàng)新培養(yǎng)平臺。

參考文獻：

[1]羅嬌.淺議建構(gòu)主義教學(xué)理論對高校中培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的啟發(fā)[J].教育實踐研究，2011：198-199.

[2]王留芳，董德禮，周拓宇，等.多模式、多層次電子電工實踐教學(xué)改革的探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2011，3（30）：94-96.

[3]李升，龔臻琰，孫愛兵.建構(gòu)主義和CDIO教學(xué)模式的應(yīng)用及比較分析[J].中國電力教育，2014（27）：25-26+34.

[4]李升，陳宇婷，徐艷.建構(gòu)主義和CDIO教學(xué)模式在大學(xué)生科技創(chuàng)新中的應(yīng)用[J].大學(xué)教育，2015（9）：150-151+174.

[5]黃蕾.項目教學(xué)法在電工技能實訓(xùn)課教學(xué)中的應(yīng)用[J].教育教學(xué)論壇，2012（10）：175-176.

[6]Sheng Li， Sijia Lu， Jiani An， et al. Application of project teaching for smart grid technologies in postgraduate practice innovation ability training[C]//2nd International Conference on Management， Education and Social Science（ICMESS2018）， Qingdao， China： DEStech Publications， 2018：1100-1103.