楊浩

摘 要 研究生教學(xué)是現(xiàn)代大學(xué)培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的需要，也是我國(guó)高校教育改革與發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。本文在分析了高校開(kāi)展和改革研究生教學(xué)必要性的基礎(chǔ)上，結(jié)合筆者自身在控制學(xué)科研究生課程混合系統(tǒng)多年的教學(xué)實(shí)踐，對(duì)基于學(xué)研融合理念的教材編寫(xiě)以及教學(xué)模式等課程建設(shè)方面進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞 研究生教學(xué) 課程建設(shè) 學(xué)研結(jié)合

中圖分類(lèi)號(hào)：G643.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Graduate Curriculum Construction Based on

Integration of Learning and Research

YANG Hao

（College of Automation Engineering， Nanjing University of Aeronautics and Astronautics， Nanjing， Jiangsu 210016）

Abstract Graduate teaching is the need to train high-quality innovative talents of modern universities， but also an important part of higher education reform and development in China. Based on the analysis of the necessity of carrying out reform of universities and postgraduate teaching， combined with the author's own post-graduate courses in the control subjects "hybrid system" years of teaching practice， the preparation of teaching materials based on the concept of fusion science research and curriculum construction and other aspects of the teaching mode explored.

Key words graduate teaching； curriculum construction； combination of learning and research

研究生的培養(yǎng)目標(biāo)是使其掌握豐富的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并具有自主科研和創(chuàng)新的能力?，F(xiàn)階段研究生教學(xué)工作中往往存在“學(xué)習(xí)知識(shí)”和“科學(xué)研究”相分離的現(xiàn)象， 所學(xué)知識(shí)滯后于科技發(fā)展，這使得學(xué)生沒(méi)有積極性，進(jìn)而導(dǎo)致研究生培養(yǎng)質(zhì)量的下降。本文從教材建設(shè)和教學(xué)模式上尋求基于學(xué)研融合的途徑和具體實(shí)施方法?？刂瓶茖W(xué)與工程學(xué)科是研究控制的理論、方法、技術(shù)及其工程應(yīng)用的學(xué)科?？刂瓶茖W(xué)以控制論、系統(tǒng)論、信息論為基礎(chǔ)，研究各應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的控制問(wèn)題，該學(xué)科對(duì)數(shù)學(xué)的要求較高，同時(shí)又與各應(yīng)用領(lǐng)域密切結(jié)合，內(nèi)容豐富，涵蓋面廣。筆者所承擔(dān)的混合系統(tǒng)課程，作為控制學(xué)科研究生的一門(mén)重要課程，專(zhuān)業(yè)性很強(qiáng)，本課程要在讓學(xué)生掌握基本原理的同時(shí)，盡可能地開(kāi)闊視野，了解國(guó)際最前沿的學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)，這給教學(xué)帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)。本文結(jié)合筆者自身在該課程多年的教學(xué)實(shí)踐，對(duì)研究生教學(xué)存在的問(wèn)題，教材建設(shè)以及教學(xué)模式等方面進(jìn)行探討。

1 研究生教學(xué)存在的問(wèn)題

（1）課程設(shè)置滯后于科技發(fā)展。研究生教學(xué)應(yīng)該和科研發(fā)展動(dòng)態(tài)密切相關(guān)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及新知識(shí)的不斷涌現(xiàn)，有必要對(duì)研究生課程及時(shí)更新，以跟上學(xué)術(shù)發(fā)展的前沿。目前研究生的課程設(shè)置相對(duì)于科技發(fā)展顯得落后，而且對(duì)于一些新興的課程，也缺乏合適的教材，對(duì)于國(guó)外原版教材，常常不能反映國(guó)內(nèi)專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)與需求，也不太注重與其他相關(guān)課程的協(xié)調(diào)。

（2）教學(xué)模式缺乏創(chuàng)新。課堂上氣氛比較沉悶，師生間缺乏必要的互動(dòng)，課堂教學(xué)仍然是以傳統(tǒng)的教師為中心的模式展開(kāi)。這樣的教學(xué)模式不利于研究生專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，也不利于培養(yǎng)他們的自主創(chuàng)新科研能力?？刂茖W(xué)科的研究生課程大多需要豐富的專(zhuān)業(yè)知識(shí)作為基礎(chǔ)，由于學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備少，科技文獻(xiàn)閱讀能力弱，使得學(xué)生很難跟上老師的節(jié)奏，從而失去了聽(tīng)講的積極性。

筆者認(rèn)真思考了上述問(wèn)題的對(duì)策，并在混合系統(tǒng)課程中予以實(shí)踐，下面分別就上述兩個(gè)問(wèn)題進(jìn)行分析和闡述。

2 教材建設(shè)

教材是研究生教學(xué)實(shí)踐層面上的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，一本適用的教材是研究生教學(xué)的基本保證。對(duì)于一些傳統(tǒng)課程，教材比較豐富，國(guó)內(nèi)外的優(yōu)秀教材一般都注重當(dāng)代前沿的發(fā)展以及最新的科研成果。但是混合系統(tǒng)這門(mén)課程有其特殊性和典型性，國(guó)內(nèi)外對(duì)于混合系統(tǒng)的研究起步于20世紀(jì)90年代，研究的時(shí)間并不長(zhǎng)。作為控制領(lǐng)域的一個(gè)新興的研究分支，混合系統(tǒng)的研究越來(lái)越受到高校研究生教育界的重視，目前國(guó)際上很多高校都開(kāi)設(shè)了這門(mén)課程，但用的教材大多是自編講義，內(nèi)容不盡相同，目前尚缺乏一本被廣泛認(rèn)可的優(yōu)秀教材。很多介紹學(xué)術(shù)前沿知識(shí)的新興課程都存在這個(gè)問(wèn)題。

筆者在大量調(diào)研之后，首先選擇了荷蘭學(xué)者A.van der Schaft撰寫(xiě)的專(zhuān)著An Introduction to Hybrid Dynamical Systems， Springer， 2000作為本課程的教材。此書(shū)相對(duì)于其他教材和講義來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)性強(qiáng)、敘述嚴(yán)謹(jǐn)、知識(shí)體系清晰。但在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，該書(shū)的內(nèi)容尚不夠全面，一些重要的內(nèi)容沒(méi)有涵蓋在內(nèi)。因此，筆者在充分吸取現(xiàn)有教材和講義精華的基礎(chǔ)之上，結(jié)合筆者自身在該方向上的教學(xué)和研究成果，自行撰寫(xiě)了專(zhuān)著 Hao Yang， Bin Jiang， Vincent Cocquempot， Fault tolerant control design for hybrid systems， Springer， 2010，并將該書(shū)作為本課程當(dāng)前的教材。本教材全面闡述了混合系統(tǒng)的基本理論和方法，并特別側(cè)重于混合系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析和控制設(shè)計(jì)，為研究生認(rèn)識(shí)和掌握混合系統(tǒng)理論與應(yīng)用及其演變發(fā)展提供了一種參考框架，也為他們?cè)诟髯缘目蒲兄欣斫夂驼莆掌渌嚓P(guān)的先進(jìn)控制理論開(kāi)辟了一個(gè)廣闊的知識(shí)平臺(tái)。

3 教學(xué)方法探索

3.1 啟發(fā)式教學(xué)

啟發(fā)式教學(xué)主張學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，而教師的主要任務(wù)在于引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題。 研究生教學(xué)應(yīng)注重學(xué)習(xí)和研究的結(jié)合，尤其是對(duì)于新興課程的教學(xué)，要讓學(xué)生自己積極地思考和發(fā)現(xiàn)?；旌舷到y(tǒng)課程的目標(biāo)是使學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)，了解并掌握混合系統(tǒng)的模型、分析和設(shè)計(jì)方法，建立運(yùn)用混合系統(tǒng)方法解決工程實(shí)踐問(wèn)題的觀(guān)念，關(guān)鍵在于讓學(xué)生學(xué)會(huì)混合系統(tǒng)研究的思路，并具備一定的分析與解決實(shí)際問(wèn)題的能力。為了這一目標(biāo)的達(dá)成，在教學(xué)實(shí)踐中綜合運(yùn)用了如下幾種方法：（1）演示啟發(fā)法，對(duì)混合系統(tǒng)理論中一些抽象的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和證明通過(guò)直觀(guān)演示的方式給出，便于學(xué)生理解；（2）案例啟發(fā)法，混合系統(tǒng)有著廣泛的工程應(yīng)用背景，在講解原理的同時(shí)，列舉大量實(shí)例，如飛行控制、衛(wèi)星控制、車(chē)輛控制等，讓學(xué)生對(duì)相關(guān)的原理和方法有更深入的了解；（3）探奇啟發(fā)法，混合系統(tǒng)的研究是控制領(lǐng)域熱點(diǎn)，不斷有新的成果涌現(xiàn)，在教學(xué)實(shí)踐中適當(dāng)介紹混合系統(tǒng)的最新研究成果，有助于滿(mǎn)足學(xué)生好奇的心理、拓展視野、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

3.2 互動(dòng)式教學(xué)

在課堂上充分發(fā)揮學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性，培養(yǎng)他們的自主探索能力。在課堂上鼓勵(lì)學(xué)生隨時(shí)提問(wèn)，這樣教師既可根據(jù)學(xué)生的提問(wèn)了解學(xué)生對(duì)所講內(nèi)容的掌握程度，又可調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，活躍課堂氣氛。此外采用教師和學(xué)生輪換授課的方式，就一些有趣的混合系統(tǒng)問(wèn)題開(kāi)展前期調(diào)研和專(zhuān)題討論，這些問(wèn)題大多是當(dāng)前學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)融入到科研中，體會(huì)探索和發(fā)現(xiàn)的樂(lè)趣，讓學(xué)生將自己的調(diào)研結(jié)果和想法跟大家分享。這種互動(dòng)式教學(xué)一方面使學(xué)生充滿(mǎn)自信并獲得進(jìn)步，培養(yǎng)了他們的科研能力，一方面在課堂上營(yíng)造了一個(gè)寬松的學(xué)習(xí)環(huán)境。