基于“三位一体”的研究生专业基础课融合教学模式构建

张有宏，常新龙，王哲君

（火箭军工程大学 导弹工程学院，陕西 西安 710025）

引言

研究生教育肩负着高层次人才培养和科技创新的重要使命，是国家发展、社会进步的重要基石。习近平总书记曾强调“发展是第一要务，人才是第一资源，创新是第一动力［1］”“创新驱动本质上是人才驱动［2］”“党和国家事业发展迫切需要培养造就大批德才兼备的高层次人才［3］”。随着研究生招生数量的增多，专业学位研究生数量不断增加，跨专业研究生也越来越多，这些新情况使得我国研究生教育面临一些新的问题和挑战。比如，部分研究生表现出基础知识储备少、实践能力弱和创新能力不足等问题［4-5］。为解决上述问题，需要围绕“强基础、会应用、拓创新”的指导思想，提高研究生的基础知识储备，深化专业技能，提高专业知识应用能力，提升研究生的科研能力和自主创新能力。通过将高效学习能力培养贯穿研究生的日常学习生活，潜移默化地塑造学生的科技报国情怀和使命担当，促进学生养成良好的学习习惯，为中国特色社会主义事业培养德智体美劳全面发展的接班人［6］。

基于此，本文提出基于“基础知识强化，仿真试验并行，实践案例解剖”的教学思路，并全面服务于学生知识应用和创新能力培养这一主旨的“三位一体”融合教学模式。此教学模式在研究生专业基础课已实践十余年，通过这一举措，期望能为研究生培养质量的不断提升提供有利借鉴。

一、研究生专业基础课“三位一体”融合教学模式的内涵

当前第四次工业革命迅猛来袭，其基本特征是“跨界和融合”。因此，对接国家重大战略和区域经济社会发展需求，推动育人、科研与产业对接，探索产教深度融合的人才培养模式已迫在眉睫［7］。新时代的研究生既要学习知识，更要研究问题，所以其本质在于“研究”，即“研究性”或“探究性”［8］。“研究性”本质要求研究生必须参与研究工作，并在研究实践中锻炼创新能力。高层次创新人才培养，特别是研究生教育，不是躲在书斋中的教育，而是要积极主动服务于国家和地方经济社会发展。新时代研究生教育应坚持“四个面向”，培养国家经济社会发展需要的高层次人才［7］。

专业基础课是介于公共基础课和专业技术课之间的中间教学阶段，起到知识承前启后的作用，是研究生了解、学习本专业领域专门知识的重要环节。专业基础课教学质量的高低直接关系到学生后续科学研究和论文撰写的水平。上好专业基础课，首先要培养学生对课程的学习兴趣。在长期的“教”与“学”过程中，因受市场经济下出现的急功近利等社会不良风气的影响，部分学生不可避免地产生了厌学的情绪。产生厌学情绪的原因主要包含几个方面：（1）部分学生对课程内容、实际应用及与本专业后续课程的关系不是很清楚；（2）一些学生对自己就读的专业不感兴趣；（3）部分学生缺乏对职业生涯的长远规划，上课仅仅是为了上课，仅仅是为了取得一个考试成绩，和后续的科学研究及职业背景缺乏联系。提高授课质量，是执教者的共同目的，想要提高专业基础课的授课效果，首先要掌握足够多的专业知识，了解与课程相关的典型和重要案例，及时和恰当地传输新的观点和理论［9］。同时，更重要的是搭建知识学习、知识应用和职业规划之间的有机联系，清楚知识的“源头”，知识流经的“路线”和知识的“归宿”。

在专业课教学环节中，必须注重学生基础理论的学习和实践应用能力的培养，始终坚持基础理论讲解和知识应用“理技并重”。经过多年的教学实践，初步形成了“基础知识强化，仿真试验并行，实践案例解剖”的教学思路，在授课过程中，注重学生基础理论的学习和实践应用能力的培养。首先对基础理论进行深入讲解，使学生熟悉专业理论的源头、解题思路；之后利用仿真分析工具求解较为复杂的工程实践问题，使学生对基础理论达到再消化；最后，通过实践案例引导剖析，使学生知源、会用、明理、创新，实现具备基本科学研究能力的最终目的，为后续科研实践和大论文撰写奠定良好的基础。构建的“三位一体”融合教学模式如图1所示。

图1 研究生专业基础课“三位一体”融合教学模式示意图

“三位一体”融合教学模式包含三项主体模块，一是基础知识强化，专业基础课理论知识是应用实践的“源头”，是教学的本源，应向学生完整系统地讲授专业知识体系。在此基础上，借助仿真分析工具和必要的试验验证，进一步向知识应用过渡，同时，还能使所学知识“落地生根”。最后，结合实践案例求解，剖析其中涉及的专业知识和应用流程，使学生明晰知识应用的全部过程，逐步培养其独立从事科学研究和实践工作的素养和能力。通过这样的全方位全流程强化演练，为学生创新能力培养也提供了“源动力”，便可实现研究生教育高质量发展的终极目标。

二、研究生专业基础课“三位一体”融合教学模式的实践及效果

结合“三位一体”融合教学模式内涵，在航空宇航科学与技术学科的“工程断裂力学基础”课程授课环节开展了十余年具体的实践。图2为“三位一体”融合教学模式应用于“工程断裂力学基础”课程的知识脉络示意图。

图2 基于“三位一体”的“工程断裂力学基础”知识脉络示意图

在课程教学过程中，持续强调教学的科学性及知识的本源性。在教学环节中注重打牢理论基础，以扎实和富有逻辑性的理论基础促进学生对知识的吸收，强化断裂力学理论在航空航天结构工程中的实际应用。系统讲解断裂力学的产生、发展、演化以及相关基础理论，层层递进，讲清断裂力学和弹塑性力学之间的逻辑关系和解题思路差异，使学生在掌握断裂力学基本概念和基本原理的同时，能够在思维能力、创新能力和解决实际问题能力等方面得到锻炼和提高。教学过程中体现以人为本，结合学生研究生阶段从事的科研方向及课题，鼓励学生查询和学习国内外最新科研文献，引导学生实现更深层次的研究。

此外，在授课时，从断裂力学源头讲起，逐步过渡到航空航天结构工程应用，从而培养学生的基本科学素养，建立起知识和应用之间的桥梁，培塑学生的知识应用能力。在断裂力学的产生、发展及应用的讲解部分，始终联系航空航天实际结构，并安排常用断裂参数的测试内容，从而培养学生的实际动手能力、知识综合运用能力和创新能力。为了更好地调动学生学习的主动性、激发学生的创新潜能、培养学生的综合能力，结合课程特点，建设导弹典型材料断裂案例及演示样本，通过外出参观，了解固体火箭发动机结构涉及的药柱、绝热层、衬层和碳纤维复合材料壳体加工制作流程及注意事项，在了解典型弹用金属和非金属结构的工艺流程的基础上，明晰断裂力学试验件的加工需求及设计。结合常用的断裂韧度测试方法，如KIC测试、COD测试、J积分测试和疲劳裂纹扩展速率的测试，强化并完善了导弹典型材料断裂案例及演示样本。同时，本课程最大的特点是强调断裂基础理论和仿真软件的综合应用，学生在进行断裂力学理论学习的基础上，进行断裂力学的仿真分析。为强化断裂力学理论在导弹结构工程中的实际应用，结合各型导弹结构材料特征，依照不同导弹结构材料类型和分析对象，配置建立了各类专题性文档及视频参考资源，作为课程辅助素材供学生共享使用。通过仿真试验并行训练，实现知识应用的进阶，为课程高质量学习效果奠定基础。

最后，加强实践案例的全教学环节剖析。一是在日常授课中，节节有案例，这些案例来源于科研项目、学术论文及往届学生优秀作业。对往届学生的课题研究成果和参考的相关资料进行详细整理，并选取若干发表在核心刊物的优秀研究论文，建立优秀研究论文写作过程档案，组成课程专题研究成果集。这些成果可以对后续学生起到示范作用，促进后续学生自主学习的动力和兴趣，丰富学生的知识领域，拓宽知识的应用范围，提高学生对断裂力学理论学习的兴趣。

将“三位一体”融合教学模式应用于研究生专业基础课教学实践环节，并持续抓牢基础知识强化、仿真试验并行和实践案例剖析三个主要环节，授课效果良好。每届学生的大作业经过修改完善，有近50%被核心刊物录用。此外，学生在之后的科研项目研究和大论文撰写中，呈现出较强的知识应用能力，项目研究上手较快、完成质量较高。

结语

研究生教育的能力和水平是建设创新型国家的基础，没有一流的研究生教育，难以实现科技的自强自立，难以真正建立自主创新的生态体系。本文构建了基于“三位一体”的研究生专业基础课融合教学模式。这一教学模式主要抓住基础知识强化、仿真试验并行和实践案例剖析三个主要环节，这三个环节既相互独立又有机统一，在教学环节中缺一不可。这一教学模式为推进研究生教育内涵式发展、提高人才培养质量、强化学生知识获取与应用能力提供了思路，对相关课程教学亦具有较好的参考借鉴意义。