知识共享模式下研究生课程体系的探索与实践——以电机与传动类课程群建设为例

张 磊，高春侠

（中国石油大学（华东）信息与控制工程学院，青岛 266580）

课程体系建设在任何一个教育体系中都居于中心地位[1-3]。虽然传统以单一课程为主体的研究生课程教育教学模式已为社会培养了大量合格人才，但在学科发展的新形势下，各学科、各领域的知识快速融合，单一课程的教学内容不能涵盖专业研究热点、无法系统阐述相关专业知识，因此也不能满足社会对研究型人才的需求[4-7]。这主要体现在以下几点：

（1）传统研究生教学模式造成教学质量不高，不利于学生自主学习和交流，也造成教学资源的浪费。

目前研究生教学采用的是学科式传统课程体系，在教授学生单一知识点方面非常具有优势。然而这种课程体系也存在较为突出的问题：首先，学科式课程体系只关注单一学科知识点，而对其他在学科往往不关注，因此容易造成学生知识面狭窄，培养出来的硕士不“硕”，博士不“博”，没有根据研究生的个人研究兴趣来调整教学内容，整体教学质量并不高。其次，学科式课程体系所设置的课程并没有进行优化组合，门数偏多，各课程之间的重复性基础内容偏多，重复交叉的知识点多且杂，前沿性、研究型的知识少，不利于学生的自主学习和交流。再者，由于学科建设经费的限制，课程体系往往对于有实践教学环节重视不足。尤其是与研究生的创新教育[8-10]密切相关的综合实践环节存在知识老化、设备陈旧的问题，只能开设一些简单验证性实验，造成了教学资源的浪费。

（2）教学知识点覆盖重复，没有形成知识共享机制，本、硕内容区分度不高。

研究生阶段的各专业课程知识相关度高、知识共享可行性强，但目前课程之间普遍知识点覆盖存在重复现象。往往一个知识点在本科阶段、研究生阶段讲解的深度和侧重点近似，学生往往多次面对相同的授课内容。这一问题易造成学生对课堂教学重视程度不足，也降低了课堂教学的效果。无法通过近一年的学习为后续科学研究获得足够深、宽度的知识储备。

（3）没有合理安排各课程之间的衔接，学生无法实现渐进式学习。

知识的学习和研究应该是一个渐近的过程，但目前缺乏一个系统的贯穿本科和研究生的课程体系来指导专业课程开设。没有合理的课程体系的引导，往往造成本科阶段和研究生阶段课程之间存在较大的知识屏障，也对研究生提出了更高的知识储备要求。刚进入研究生阶段的同学，对学科现状了解不够充分，很难具备这样的自主学习前沿知识能力。

（4）研究生课程中也存在较为普遍的“重理论、轻实践”的现象，与专业的工科背景不符。

研究生课程普遍存在重视授课，忽视实践教学的现象，不符合电气专业的工科背景所强调的突出实践能力的要求。这一问题的产生往往是受到当前实验室条件的限制，不可能开设本科阶段类似规模的实验。但随着科研条件的不断改善，各任课教师所研究课题已具备了足够的硬件支撑。但目前不存在有效的政策措施，鼓励教师开放研究设备，促进学术交流。

（5）研究生的任课教师队伍分散，没有建立有效的沟通协调机制。

目前，任课教师之间以及任课教师与研究生导师之间缺乏有效的沟通，易造成教学内容重叠，同时也不利于有效教学方法、前沿专业理论的交流，课上所教内容并不能为研究生课题阶段的研究工作提供必备的知识积累。因此必须要尝试有效的沟通机制，鼓励教师之间的教学和学术交流工作，取长补短、活跃专业、团队的学术气氛。

综上所述，对电机与传动类课程进行课程群建设对学科发展十分必要，可以有效节省教学资源，优化学科资源分享，突出课程前沿性，也必然让研究生学习受惠。这需要对课程群的教学内容进行统筹分析对课程内容进行融合和分解，构建完善的知识共享机制，使任课教师和研究生导师积极参与进来，从学科发展角度共同为研究生形成一套电机与传动课程群的现代教学体系。

1 基于课程群的知识共享模式

根据文献[2-3]的调查研究，对研究生阶段课程学习的评价中，有25.0%的专业学位研究生和18.9%的学术学位研究生认为“很好”，表示满意；但46.9%的学术学位研究生和55.2%的专业学位研究生认为“学不到有用的东西”或“课程内容陈旧，与社会需求脱节”，整体上给予负面评价的研究生达到近80%。在课程结构上，毕业研究生的评价也不太理想。学术学位研究生认为最有帮助的一项是“同学间的交流与合作”（32.2%），这对传统的主流课程是一个颠覆性的评价，也成为本课题的一个重要方向。可见，各学校所开设的主流课程并没有得到研究生的高度认可。可以看出，现行课程体系远不能满足社会对研究人才培养的要求，也不能满足研究生对知识的需求。针对前面所提出的问题，课程体系建设可以从以下几个方面着手。

1.1 课程群的融合与分解

对课程内容进行整合，构建知识共享机制，完善课程体系，突出前沿性。

选定研究生阶段《交流电机动态分析》、《现代电力电子技术》、《电机新技术与控制》、《新能源技术与发电》课程构建课程群，并将本科阶段《电机学》、《电机拖动与新型电机》、《交流调速》、《电力拖动自动控制系统》作为教学辅助课程。其中，《现代电力电子技术》、《交流电机动态分析》是本课程群的核心课程，它为后续课程《电机新技术与控制》、《新能源发电技术》提供理论支撑。通过这4门课程建设，实现对教学资源的统一协调组织，取得课程结构的整体优化功效。

调整理论教学内容，强化知识共享机制，突出研究生课程的前沿性。知识共享主要包括两个主要方面。

（1）打通本科、研究生阶段的电机与传动类的基础知识体系，内容包括：交、直流电机原理和调速基础理论、感应电机的矢量控制技术、基本直接转矩控制等知识作为通识知识，指导选课研究生必须完成相应知识学习。

（2）融合《交流电机动态分析》、《现代电力电子技术》、《电机新技术与控制》、《新能源技术与发电》课程的共享体系。对于共性知识由一门课程（以教学学时多的《交流电机动态分析》、《现代电力电子技术》为佳）承担，从而为其他课程提供更充足的课时讲授前沿知识。实现课程内容的有效融合和优化配置，具体学时调整如表1 所示。

表1 电机与传动类课程群在知识共享模式下学时调整Tab.1 Teaching hours adjustment of the motor and driving course group with the knowledge sharing mode

1.2 教学方法的改革

实现从传统教案式教学向复合式培养模式教学转变，将优秀教学方法应用到教学环节中：应用启发式教学、理论教学和仿真软件结合、发散式教学模式，加大研讨式教学比重。

同时，在教学过程中加强与其他专业课程的联系，提出科研案例充分体现出课程的工程性，引起学生的学习兴趣，树立理论联系实际的工程观念，提高分析问题和解决问题的能力。

1.3 知识评价体系的考试改革

建立合理完善的评价考核方法，引导研究生摆脱应试教育的惯性思维，转向以能力和课堂参与度为导向的评价。课程学习成绩由理论考试和形成性考核两部分组成。理论考试包括两部分内容：闭卷考试主要考查学生对课程的基本概念、基本内容的掌握和基本学习能力，着重考核学生“学到”了什么；开卷部分考查学生的创新思维，重点考核学生“会用”什么。大作业形式的总评成绩主要是考核学生对课堂所学知识的综合应用以及文献调研、写作能力，是传统考试所无法考查的内容。对于研究生而言，这种形式的总评只要能够正确、合理地利用，就更能够全面评价学生的综合科研素质，是本课程体系改革的重要研究方向。

1.4 优化实践教学内容，加大鼓励各教师适当开放科研设备

目前的研究生阶段课程过度强调理论授课，对实践教学往往重视不足。研究生教学阶段主要集中在研究生第一学年，并且第一年后半阶段开始接触专业课题。因此可以考虑增加一些更加实践型的环节，例如可以在课堂当场演示一些小型电机的控制系统或者拆解实际电机，尤其是功率接口电路设计。这些内容贴近工程教育的需求，对于一年级研究生非常重要，以实验推进理论教学很容易调动学生的兴趣点。

近年来，我校依托“211 工程”和学科建设经费，逐步加大了对学科发展亟需实验装置的购置和升级工作，已经初步具备了研究生实践教学的基本需要。同时，随着科研条件和科研项目的不断投入，任课教师也在购置所研究方向的设备方面较前阶段有了较大改善。课程组向院、系申请相关政策支持，加大鼓励各任课教师、研究生导师适当开放先进科研设备。并且采用校、院、系间学术交流、参观学习、学术会议等形式为研究生提供接触、使用专业前沿科研装置的条件，提升实践教学与前沿科学研究结合的深度与广度。上述措施对于加强学生创新精神和创新能力培养，具有重要的意义。

1.5 完善课程团队建设

根据学科发展需要，建立核心骨干稳定、结构合理、不断充实的教学团队。稳定的课程团队是保障课题能够持续开展、不断改进的重要条件。并且高水平的课程团队也为实践教学环节顺利开展、高水平学术交流、研究生接触专业前沿科研设备创造了条件。

2 实施方案

2.1 知识共享和课程群的融合

实施本科阶段课程互认制，同时加大课程群的知识融合和共享。课程的融合并不是简单地将知识点组合在一起，而是需要详细设计一套知识共享理论教学体系，将知识点有机融合：不仅可以避免相同知识内容的重复讲解、节省有限理论教学学时，而且以更加合理的顺序同步或者顺序讲授相关知识点，易于理解和掌握，实现了课程体系的优化。

2.2 构建以电机学为基础的上层建筑

电机学知识是构建课程群稳健专业知识的关键，而专业课程是整个课程群的核心，为研究生提供必备的综合性知识。因此，在构建电机与传动类课程群时，要以电机学为基础，专业课程作为上层建筑，共同培养研究生的创新意识。由于课程群中各课程均存在公式繁杂、理论性强的特点，这就要求任课教师在讲述各知识点时必须要讲透彻每一个理论。

2.3 课堂教学与研究性教学方式的结合

在教学过程中，以科研案例来引导学生对已学到知识的归纳和总结，来解决实际科研工作过程中遇到的问题，达到培养创新能力、工程实践能力的目的。课程群中的《新能源发电技术》和《电机控制与新型电机》课程涉及到的知识面较广，有大量数学公式推导或电路波形。可以在授课过程中，引导学生去发现和解决问题，即把研究性教学引入课堂教学中，达到事半功倍的效果。当然不可否认的是，传统课堂教学能够将基本公式的推导过程讲解更为透彻，也更易使学生达到融会贯通的目的。

2.4 加强工程实践教学

电机与传动课程群在课堂教学环节中综合应用理论教学和工程实践教学相结合的方式。其中课程群中的《交流电机动态分析》、《现代电力电子技术》的基本概念、理论和分析方法的系统性和理论性都很强，而《电机新技术与控制》、《新能源发电技术》的工程实践性较强。为此在学习本课程群时，开展仿真、硬件结合实验，从而使抽象的概念和理论具体化、形象化，增强学生学习的兴趣。这样可以加深学生掌握基本理论、分析方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。

2.4.1 实验课程融合

将电机与传动课程群4 门课程的实验合并为一个课程群公用的实验课程，重点是将《交流电机动态分析》和《电机新技术与控制》、《现代电力电子技术》和《新能源技术与发电》两两课程的融合，类似实验结合在一起。通过优化组合实验内容，可以将一些验证性实验内容集中到更加紧凑的学时里，释放更多的实践学时给综合性、创新性实验。

2.4.2 引入虚拟实验

在实验内容安排上时，突出一些软硬件结合的综合性实验内容，充分利用MATLAB、PSIM 等仿真软件功能，构建虚拟实验[11-12]。在教师讲解系统原理时，先利用仿真软件讲解工作原理或实验波形，使学生先有一个直观印象。在理论课后，学生可以用仿真软件研究电机或电路参数改变对系统特性的影响，克服传统实践环节灵活性不足的问题。

2.5 引入学术交流教学环节

利用一些学术交流的机会，邀请一些具有丰富工程经验的专家来校报告，为研究生展示工程现场图片、视频，交流经验和心得，也是一个重要的研究生教学途径。借助于学术交流环节，研究生可以获得课堂教学之外更前沿的专业知识。同时，也鼓励研究生走出校园，主动参加校-校之间的学术交流。

3 实施效果与结论

本研究项目采用知识共享模式的研究生课程教学可以有效地优化教学资源，实现“长、短结合，多课互通”的教学模式。电机与拖动类课程群的建设充分体现了这一原则，实现本、硕课程打通式教学，研究生阶段课程实现专业理论互享：既能够节约教学课时，又能够突出各课程的前沿知识，保障了教学资源的合理分配。在授课过程中，课题组成员也一直在追踪研究生的教学反馈；优评率一直保持在95%以上。并且随着课程群建设的不断深入，也在吸引更多的教师加入到课题组中，从而获得更加丰富的教学和设备资源，形成了良性循环的实施效果。

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