郭增偉 周建庭 梁波
摘要:“新時代”國家戰(zhàn)略、“新工科”教育改革行動和“工程教育的國際認證”為傳統(tǒng)工科的研究生培養(yǎng)提出了新的要求、新的標準。研究生招生規(guī)模的不斷擴大和新工科培養(yǎng)目標的提升已成為我國研究生培養(yǎng)的主要矛盾,亟需教育工作者思考如何培養(yǎng)“適應(yīng)未來的工程師”。分析目前土木工程專業(yè)研究生培養(yǎng)存在的主要問題,從培養(yǎng)理念、教學方法、導(dǎo)師指導(dǎo)模式、學術(shù)例會組織模式等方面,探討新工科理念土木工程專業(yè)研究生培養(yǎng)的具體方法。
關(guān)鍵詞:新工科 ;土木工程 ;研究生教育;創(chuàng)新思維; 科研自信
中圖分類號:G643;TU?? 文獻標志碼:A?? 文章編號:1005-2909(2020)05-0055-06
2015年,聯(lián)合國教科文組織在研究報告中指出:世界高等教育正在發(fā)生革命性變化,并呈現(xiàn)出“大眾化、多樣化、國際化、終身化、信息化”的趨勢[1]。2016年6月2日,
中國正式加入《華盛頓協(xié)議》,中國工程教育的國際實質(zhì)等效認證正式啟動[2]。社會主義新時代背景下,國家正在實施“中國制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”“網(wǎng)絡(luò)強國”“一帶一路”等計劃,習近平總書記指出,“我們對高等教育的需要比以往任何時候都更加迫切,對科學知識和卓越人才的渴求比以往任何時候都更加強烈”[3]。新科技革命、新產(chǎn)業(yè)革命、新時代社會主義建設(shè)都迫切要求推進適應(yīng)未來的工程教育改革。
2017年,教育部啟動了“新工科”建設(shè)研討工作,先后形成了“復(fù)旦共識”“天大行動”“北京指南”,為我國工程教育改革指明了方向、明確了思路并給出了指南[4-5]?!靶鹿た啤苯ㄔO(shè)作為一種高等教育改革行動,具有新理念、新特征、新知識、新模式、新機會、新人才的特點[6]?!靶鹿た啤苯ㄔO(shè)的目標是不僅要建設(shè)新型的工科,還要求使用“新工科”教育范式的框架改造傳統(tǒng)工科,培養(yǎng)能夠應(yīng)對未來變化的工程師。
“新時代”國家戰(zhàn)略、“新工科”教育改革行動和“工程教育的國際認證”為傳統(tǒng)工科的研究生培養(yǎng)提出了新的要求、新的標準,亟需教育工作者思考如何培養(yǎng)“適應(yīng)未來的工程師”。與此同時,2019年,全國碩士研究生報名人數(shù)達290萬,較上年激增52萬人,同比增長21.8%,創(chuàng)下改革開放40年以來報考人數(shù)的最高紀錄。碩士研究生招生人數(shù)也超過80萬人,增幅為近十年之最[7]。研究生招生規(guī)模的不斷擴大使導(dǎo)師招生數(shù)量逐年遞增,一個導(dǎo)師指導(dǎo)十多個甚至幾十個學生的現(xiàn)象已屢見不鮮。由于精力有限,在推進科研項目時,導(dǎo)師常常把學生當作一般勞動力使用,缺少對學生基本能力的了解,僅關(guān)心研究進展和成果,在研究過程中提供的指導(dǎo)和幫助也非常有限,這樣勢必會對專業(yè)基礎(chǔ)差的學生帶來雙重影響:一方面很難完成科研任務(wù);另一方面學生的科研自信和興趣逐漸喪失。
研究生招生規(guī)模的不斷擴大、生源質(zhì)量的下降等,均為“新工科”理念下研究生的培養(yǎng)帶來新的挑戰(zhàn),如何使研究生教育在快速成長中適應(yīng)新的形勢發(fā)展已成為社會各界關(guān)注和亟待解決的熱點問題。
一、目前土木工程專業(yè)研究生培養(yǎng)中存在的主要問題
土木工程是建造各類土建工程設(shè)施的科學技術(shù)的統(tǒng)稱,用以形成人類生產(chǎn)或生活所需要的、功能良好且舒適美觀的空間和通道。從1747年法國波旁王朝在巴黎創(chuàng)辦的“路橋?qū)W?!彼闫?,土木工程高等教育距今已經(jīng)有近300年的歷史[8]。但在以信息化、智能化為核心的第四次科技革命的時代背景下土木工程學科發(fā)生了重大變革,且隨著我國綜合實力、國際競爭力的提升和“一帶一路”國家計劃的深入實施,中國土木工程呈現(xiàn)國際化、信息化、裝配化、智能化的時代特征[9]。這些時代特征賦予了土木工程學科更為豐富的內(nèi)涵,也要求未來的土木工程師具有更為寬廣的知識面和專業(yè)技能。然而目前土木工程專業(yè)研究生教育還不能很好地契合“新工科”理念下未來土木工程師的培養(yǎng)目標,存在如下一些主要問題。
(一)培養(yǎng)理念滯后:重視“工程技術(shù)本身”的傳承教育,忽視創(chuàng)新思維和科研思維的引導(dǎo)
土木工程專業(yè)是一個典型的工科專業(yè),現(xiàn)有的工程技術(shù)和力學原理是人類從幾百年的工程實踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗、吸取教訓(xùn)而形成的,土木工程發(fā)展史也是人類不斷挑戰(zhàn)極限并付出慘痛教訓(xùn)的血淚史。在課堂教學和科研工作中回顧和思考土木工程先賢們?nèi)绾伟l(fā)現(xiàn)、描述、思考、解決當時時代背景下的技術(shù)問題,展示工程技術(shù)創(chuàng)新的歷史價值,引導(dǎo)學生思考工程技術(shù)進步的外在需求、內(nèi)驅(qū)動力和技術(shù)創(chuàng)新的源頭,是引發(fā)學生創(chuàng)新意識的重要土壤,也是培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維的主要路徑。
然而,目前研究生教學中還是側(cè)重技術(shù)原理的推導(dǎo)、分析和解釋,忽略其發(fā)現(xiàn)背景和發(fā)展歷程的介紹和講解,學生不能直觀了解技術(shù)、原理的核心理念和優(yōu)勢,創(chuàng)新思維和能力得不到訓(xùn)練,學習欲望和興趣也難以被激發(fā)。
另外,研究生教育與本科教育的區(qū)別并不僅僅體現(xiàn)在知識體系的擴充和學習內(nèi)容的深化方面,更重要的是培養(yǎng)和鍛煉學生“解決陌生問題”的能力和思維,使學生在畢業(yè)之后能夠輕松應(yīng)對或者創(chuàng)造性地解決工作和生活中遇到的“難事”,因此,“教會學生一套新技術(shù)”的使用方法不如傳授“一種破解某個老大難問題的方法”,學生用這種方法在職業(yè)生涯的任何困難和問題面前都能得心應(yīng)手。
(二)培養(yǎng)理念滯后:忽視工程倫理教育,不重視工程思維、工程范式等“大工程觀”的培養(yǎng)
土木工程體量龐大,業(yè)務(wù)主體和建設(shè)流程繁雜,些許馬虎大意都可能產(chǎn)生工程事故。由于缺少對工程現(xiàn)場、工程整體性的直觀認識和了解,學生很難認識到自己所做工作的價值和意義,也很難對職業(yè)產(chǎn)生“敬畏感”。因為,工程質(zhì)量的保障不僅需要從業(yè)人員具有扎實的專業(yè)技能,更要有執(zhí)著的敬業(yè)精神、強烈的社會責任感和正確的價值觀。
當前土木工程專業(yè)教育依然深受科學范式與技術(shù)范式的影響,土木工程專業(yè)教學與課程結(jié)構(gòu)過于“科學化”和“邏輯化”,學科壁壘窄化了工程人才的知識體系,這雖然符合人的認知理念,但卻硬生生地割裂了工程的系統(tǒng)性和整體性,限制了工程人才的大工程觀,弱化了工程人才的社會責任感和工程價值觀。
國務(wù)院學位辦發(fā)布《關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)<關(guān)于制訂工程類碩士專業(yè)學位研究生培養(yǎng)方案的指導(dǎo)意見>及說明的通知》(學位辦[2018]14號),正式將“工程倫理”納入工程碩士專業(yè)學位研究生的公共必修課。如何優(yōu)化工程倫理教學方法,強化工程倫理課程建設(shè),全面推動高校工程倫理教育教學工作值得認真思考和探究。
(三)培養(yǎng)對象素質(zhì)下降:本科專業(yè)教育質(zhì)量下滑與研究生學習方式轉(zhuǎn)變的矛盾突出
調(diào)查顯示,考研學生大部分來自所謂“雙非”院校,就業(yè)競爭力不如名校畢業(yè)生,大多學生希望通過考研這一途徑改變自己的學校背景,提升自己未來的職場競爭力[10]。同時,學校也需要就業(yè)率來提升“業(yè)績”,應(yīng)屆生考研無疑有助于解決畢業(yè)生的就業(yè)問題,因此,學校大都支持鼓勵學生考研。在這種背景下,很多“雙非”院校本科教學中將研究生升學考試作為鼓勵學生學習的重要手段和措施,甚至出現(xiàn)“一切以研究生升學考試為目的”的教學設(shè)置和教學安排。大學三年級本該是專業(yè)課程學習的關(guān)鍵時期,然而很多學生從大三上學期即開始全心準備研究生升學考試,專業(yè)課程的學習則成為“副業(yè)”。由于
一門心思考研,
學習精力投入嚴重不足,學生在專業(yè)素養(yǎng)和技能方面并沒有得到很好的訓(xùn)練和提升,甚至一些最基本的專業(yè)知識也掌握得不夠好,難以滿足未來專業(yè)工作的要求。也正是這個原因助推了社會企業(yè)的“用工荒”和大學生“就業(yè)難”并存的尖銳矛盾,也為研究生培養(yǎng)質(zhì)量埋下了隱患。
研究生教育和本科階段及其之前的教育有很大的不同,本科、高中和義務(wù)教育均有明確的知識學習目標,即要求學生在獲得和掌握知識的同時培養(yǎng)其綜合能力。而研究生階段的教育則是通過科研活動的參與培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)并解決問題的能力,其實質(zhì)在于培養(yǎng)學生的獨立思考和解決問題的能力,要求學生利用自身知識儲備挖掘相關(guān)信息的內(nèi)在聯(lián)系,最終找到解決問題的新思路和新辦法
,專業(yè)知識的學習不再是終極目的。這種學習任務(wù)和目標的變化使得很多學生在研究生學習期間非常困惑迷茫,甚至直到研究生畢業(yè)都還不能完全適應(yīng)這種學習模式的改變。
(四)科研方法論教育缺失:學生缺少最基本的科研素養(yǎng)和科研自信
科學研究是一項以突破人類認知極限、澄清認知誤區(qū)為目標的工作,工作過程中勢必會出現(xiàn)多次試驗、計算失敗,而且這些失敗無法直接從其他人或書本上找出原因和改進建議,需要研究人員自己去分析、總結(jié)個中原因,這就要求學生有一定的科研自信,堅信能通過百折不撓的努力找到問題的答案并完美解決問題。然而,由于研究生之前的教育環(huán)節(jié)很少有類似的訓(xùn)練,很多研究生一遇到問題便一蹶不振,“畏難”情緒高漲,難以積極面對困難,有的甚至通過“游網(wǎng)絡(luò)戲”轉(zhuǎn)移這種不自信的負面情緒。對于抗壓能力差、心理素質(zhì)低的學生,這種學業(yè)上的挫敗可能會進一步打擊其原本就脆弱的自信心,使其很容易自暴自棄,走向極端。
二、新工科理念下研究生教學理念的革新及其實現(xiàn)路徑
(一)面向未來,以史為鏡,以土木工程技術(shù)創(chuàng)新和工程事故為抓手引導(dǎo)和訓(xùn)練創(chuàng)新思維
新工科教育目標是培養(yǎng)能夠應(yīng)對未來變化的工程師,而當前僅注重“知識和技術(shù)”本身傳承的人才培養(yǎng)模式
難以完成這一目標,“應(yīng)對未來變化”的人才培養(yǎng)目標要求學生在未來職場中能快速獲取、掌握和挖掘不斷“變化”的信息,并利用職前教育中獲得的學習方法和經(jīng)驗尋找破解和應(yīng)對“變化”的方法,甚至能提出“創(chuàng)造性”的應(yīng)對方案,因此從“授人以魚”向“授人以漁”培養(yǎng)理念的轉(zhuǎn)變是實現(xiàn)新工科教育目標的唯一選擇。
土木工程專業(yè)是一門典型的理論來源于實踐并以指導(dǎo)工程為目標的工科專業(yè),基礎(chǔ)理論相對成熟、實踐性強、對工程經(jīng)驗有一定要求
是土木工程專業(yè)區(qū)別于其他工科專業(yè)的主要特征。因此在課堂教學中應(yīng)該注重土木工程“創(chuàng)新”案例的回顧、思考和分析,引導(dǎo)學生學習“創(chuàng)新”的思維方式,探尋“創(chuàng)新”的技術(shù)路徑,思考工程經(jīng)驗的“守成”和技術(shù)“創(chuàng)新”的辯證關(guān)系,為日后工作埋下創(chuàng)新的種子。工程項目科研活動中應(yīng)灌輸并實踐“工程倫理”和“大工程觀”等工程理念,在了解工程問題“前世今生”的基礎(chǔ)上,思考并發(fā)現(xiàn)阻礙技術(shù)進步的關(guān)鍵路障,鼓勵學生在老一輩土木人經(jīng)驗的基礎(chǔ)上勇于破解行業(yè)難題,在中國土木工程強國的建設(shè)征途上貢獻自己的力量。
(二)重視研究生“科研啟蒙教育”,引導(dǎo)學生掌握
“站在巨人肩膀上”的科研基本方法
作為科研工作的新人,研究生并不了解科研的工作流程和工作方法,如果在培養(yǎng)過程中不從方法論的角度善加引導(dǎo),在學生以后的研究工作中勢必會事倍功半。研究工作的重中之重是前期的文獻調(diào)研和閱讀,尋找研究對象的“技術(shù)瓶頸”,并針對“技術(shù)瓶頸”提出自己的解決方案,甚至創(chuàng)造性地解決問題。然而,大多數(shù)導(dǎo)師在指導(dǎo)學生時往往忽略科研背景和目標的介紹,忽視文獻調(diào)研工作,將學生作為導(dǎo)師科研思想的執(zhí)行者,在源頭上即扼殺了學生思維創(chuàng)新的萌芽,同時也可能導(dǎo)致后期學生做大量的無用功,甚至研究方向出現(xiàn)嚴重偏差,從而影響學位論文工作的順利推進。
土木工程學科的科學研究偏重于應(yīng)用基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究,應(yīng)用基礎(chǔ)研究工作的基本流程是:從一線工作中尋找共性問題和科研需求→查閱文獻→分析研究現(xiàn)狀→思考阻礙技術(shù)進步的技術(shù)瓶頸→提出解決方案并嘗試證明其有效性→總結(jié)解決方案的特色和技術(shù)優(yōu)勢。由于研究生專業(yè)視野的局限和工程經(jīng)驗的不足,上述流程中前4項工作一般由導(dǎo)師完成,而研究生日常的科研工作僅涉及最后兩項流程。由于不了解整個流程和科研目的,研究生便成了導(dǎo)師科研思路具體的執(zhí)行者,“科研執(zhí)行者”角色極大地限制了學生自身主觀能動性和創(chuàng)造性的激發(fā),也使學生在遇到問題后茫然失措和畏難逃避,科研自信備受打擊。因此,入學初期應(yīng)有針對性地開展科研流程、科研思維和科研方法等科研啟蒙教育,并在后期研究工作中引導(dǎo)學生不斷實踐,鼓勵學生通過自身努力逐步揭示事物本質(zhì)特征,澄清并突破認識誤區(qū),學生的科研自信和行為自信才能得到提升。
對于研究生在課題研究期間遇到的各種科研難題,導(dǎo)師不應(yīng)直接給出解決問題的具體方法,而應(yīng)采取引導(dǎo)式、探討式的方式,與學生共同討論,通過引導(dǎo)學生的思路來解決問題;或給出解決問題的幾個中間環(huán)節(jié),由學生自己查找資料解決問題,以訓(xùn)練學生自主解決問題的創(chuàng)新能力。此外,鼓勵學生加強其他領(lǐng)域知識的學習,達到“他山之石可以攻玉”的效果,鼓勵學生大膽提出設(shè)想,培養(yǎng)其創(chuàng)新意識和開拓精神,最大限度地挖掘?qū)W生的科研潛力。
(三)改變傳統(tǒng)指導(dǎo)模式:嘗試導(dǎo)師負責和集體培養(yǎng)相結(jié)合的團隊式培養(yǎng)模式
隨著研究生招生規(guī)模的不斷擴大,導(dǎo)師招生數(shù)量逐年遞增,一個導(dǎo)師指導(dǎo)十多個甚至幾十個學生的現(xiàn)象屢見不鮮,由于個人精力有限,導(dǎo)師的指導(dǎo)難以做到周全。此外,研究生導(dǎo)師的研究方向各有側(cè)重,專業(yè)特長各有偏倚,當研究生遇到導(dǎo)師不太擅長或熟悉的問題時,單個導(dǎo)師難以給學生最直接有效的指導(dǎo)和建議。青年教師在讀書期間可能受過較好的科研訓(xùn)練,但是較少接觸工程實踐,缺少工程經(jīng)驗,也無法為研究生提供更多的工程實踐機會。針對上述種種問題,應(yīng)嘗試導(dǎo)師負責和集體培養(yǎng)相結(jié)合的團隊式培養(yǎng)模式。
(1) 通過深入調(diào)研國家、行業(yè)、地域和工程需求,尋找科研共識,凝練特色研究方向,構(gòu)建穩(wěn)定的團隊合作模式。
(2) 嚴格管理、規(guī)范研究生的學位論文選題、開題答辯等工作,確保研究生學位論文課題均直接來源于實際工程或者自然科學基金項目。研究生學位論文題目由指導(dǎo)教師根據(jù)團隊項目需求確定,研究內(nèi)容、研究方案由導(dǎo)師團隊集體商定,并協(xié)作指導(dǎo)研究生的學位論文工作。
(3) 研究生開展學位論文研究工作的經(jīng)費均由團隊協(xié)調(diào)承擔,對于技術(shù)難度大、時間周期緊張的科研項目,充分發(fā)揮教學團隊中每位教師的特長和集體智慧,共同完成項目攻關(guān),解決實際問題,產(chǎn)出重大成果。
(4) 定期開展“學術(shù)例會”,團隊教師必須參加例會討論,以實現(xiàn)研究生之間、研究生與導(dǎo)師之間以及導(dǎo)師之間交流的最大化,為新觀點、新思維的產(chǎn)生提供機會。
(5) 工程經(jīng)驗豐富、社會服務(wù)項目多的老教授負責為青年教師提供更多的工程實踐機會,以提升青年教師自身的工程素養(yǎng);青年教師則發(fā)揮論文寫作方面的能力,深挖團隊成果,發(fā)表高水平論文,擴大團隊的影響力。
(四)改變傳統(tǒng)工作例會模式:建立團隊“學術(shù)例會”的常態(tài)化、自由討論機制
雖然目前高等院校已形成了以課題組為代表的科研團隊,學術(shù)例會制度也應(yīng)用廣泛,但是很多團隊的“學術(shù)例會”變成了科研項目的“工作例會”。例會上主要是學生向?qū)焻R報科研項目的進展情況,導(dǎo)師布置和安排下一階段的工作,沒有形成真正的自由討論氣氛,學生在匯報科研工作時未能得到及時的反饋指導(dǎo)。因此,需要改變現(xiàn)有工作例會模式,將“學術(shù)例會”變成真正的科研思路、研究方法和研究結(jié)果分析的學術(shù)討論會。
建立團隊“學術(shù)例會”自由討論機制,可嘗試以下方法:
(1) 建立“科研小組制度”,由一到兩名博士和多名有相關(guān)科研方向的碩士生組成科研小組,
由一名高年級的博士負責,定期開展不同主題的學術(shù)討論。同時整個小組也是科研項目的執(zhí)行團隊,可圍繞一個科研課題進行研究和研討。
(2) 在每周的團隊學術(shù)例會上,由各科研小組輪流制作PPT,交流各小團隊的工作、問題和收獲,鍛煉學生表達自己內(nèi)心想法和表述所遇到具體問題的能力。其他小組成員對此發(fā)表自己的觀點,并給出自己的解決方案,鍛煉學生傾聽和理解對方意圖的能力。
(3) 針對研究工作中出現(xiàn)的問題,導(dǎo)師
與學生深入交流問題出現(xiàn)的可能原因,并鼓勵學生提出自己的見解,給出詳細建議,讓學生在導(dǎo)師指導(dǎo)下通過一次次嘗試來解決科研難題,增強學生探索未知的興趣和信心。同時引導(dǎo)學生思考在遇到問題時,老師是怎樣分析、判斷并最終解決問題的。
(五)改變傳統(tǒng)學術(shù)會議參會模式:建立“明確目的、鼓勵交流、介紹會況、總結(jié)體會”的參會制度
雖然目前國內(nèi)學術(shù)會議種類繁多,但有些學術(shù)會議規(guī)模太大、會議主題太廣,而研究生專業(yè)知識面較為狹窄,如果不加選擇地去參加這類學術(shù)會議,研究生可能會發(fā)現(xiàn)別人的研究自己很陌生,而自己的研究成果也得不到別人的關(guān)注和認可,自己好不容易獲得的那點“科研自信”可能在參加幾次會議后喪失殆盡,因此規(guī)模大、主題寬泛的學術(shù)會議并不適合研究生參加。鑒于此,導(dǎo)師應(yīng)該選擇適合研究生參加的學術(shù)會議,并鼓勵學生參會作主題報告。會后在課題組學術(shù)例會上向其他同學介紹會議概況并交流參會體會,在訓(xùn)練學生表達能力的同時,逐步提高學生的交流自信和科研自信。具體方法有:
(1) 導(dǎo)師多方搜集和研究生學位論文選題方向相關(guān)的適合研究生參加的學術(shù)會議,鼓勵學生投稿交流自己近期的研究成果。
(2) 參會前督促學生試講,在嚴格把控試講時間的同時,著重引導(dǎo)學生把握制作演講PPT的思路和演講重點,避免學生因時間控制不好而被強制中斷報告由此帶來的不良參會體驗。
(3) 參會時督促學生選擇參加自己感興趣的報告會,并提前做足功課,最好能提前準備幾個問題,以備會場交流使用。
(4) 參會后督促學生總結(jié)參會心得,并在學術(shù)例會上向其他未參會同學介紹會議概況和自己的心得。
三、結(jié)語
綜上所述,為實踐新工科的人才培養(yǎng)理念,培養(yǎng)合格的未來工程師,在研究生招生規(guī)模日益擴大的背景下,土木工程專業(yè)研究生教育應(yīng)該以工程思維培養(yǎng)和知識本質(zhì)把握為日常訓(xùn)練重點,以“授人以漁”的教學理念組織和開展科研活動,鍛煉學生獨立從事科研活動的能力,重點培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新思維和大工程觀,以及獲取知識的能力和獨立學習的能力。
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Training methods for innovation ability and research confidence of
postgraduates in civil engineering
GUO Zengwei, ZHOU Jianting, LIANG Bo
(School of Civil Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chonging 400074, P. R. China)
Abstract:
The New Era national strategies, the Emerging Engineering Education reform of Chinas higher education, and the international certification of engineering education raise new requirements for postgraduate cultivation in traditional engineering. The conflict between expansion of graduate recruitments and promotion of engineering training objective becomes the current main contradiction in postgraduate education. It becomes urgent to consider how to cultivate qualified future engineers. The paper analyzes the critical problems in postgraduate education of civil engineering. The approaches to emerging engineering education are also discussed in terms of training concept, teaching method, mentoring mode, and seminar organization pattern.
Key words:
emerging engineering education; civil engineering; graduate education; innovation consciousness; confidence in research
(責任編輯 王 宣)
修回日期:2019-12-12
基金項目:
重慶市研究生教育教學改革研究項目(yjg193070)
作者簡介:
郭增偉(1985—),重慶交通大學土木工程學院教授,博士,博士生導(dǎo)師,主要從事橋梁工程方面的教學和研究, (E-mail)zengweiguo@cqjtu.edu.cn。