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摘要:介紹了案例科研指導(dǎo)方法的特點(diǎn)，提出了基于案例科研指導(dǎo)的研究生與高年級(jí)本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方案，并闡述了該方案在暖通和能動(dòng)專業(yè)中的應(yīng)用，提高了學(xué)生運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)分析問題和解決實(shí)際問題的能力。

關(guān)鍵詞:案例教學(xué)，創(chuàng)新能力，科研活動(dòng)

0引言

暖通和能動(dòng)專業(yè)在建筑、電廠、電子設(shè)備等很多領(lǐng)域都具有廣泛應(yīng)用，并且工程性和理論性都很強(qiáng)。這些專業(yè)研究生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)直接關(guān)系到高校的知識(shí)創(chuàng)新水平甚至國(guó)家未來的整體創(chuàng)新能力提高，因此很多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了大量探索［1-8］。馬躍良［1］探討了營(yíng)造和加強(qiáng)研究生創(chuàng)新教育培養(yǎng)的一些基本條件和特征，強(qiáng)調(diào)在面對(duì)研究生大規(guī)模擴(kuò)招的情況下，進(jìn)一步加強(qiáng)研究生素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育是研究生培養(yǎng)必然的趨勢(shì)，也是提高研究生創(chuàng)新能力的一個(gè)關(guān)鍵問題，特別指出要加強(qiáng)管理方法創(chuàng)新，加強(qiáng)學(xué)科建設(shè)，加強(qiáng)導(dǎo)師隊(duì)伍建設(shè)及加強(qiáng)學(xué)術(shù)交流等良好的建議。鄧義江等［2］細(xì)致論述了加強(qiáng)導(dǎo)師隊(duì)伍建設(shè)來提高研究生創(chuàng)新能力的重要意義和策略，指出導(dǎo)師的指導(dǎo)作用和榜樣作用的重要性。周娟［3］針對(duì)目前我國(guó)研究生創(chuàng)新能力不強(qiáng)的現(xiàn)狀，分析了科研實(shí)踐在提高研究生創(chuàng)新能力中的作用，提出強(qiáng)化科研實(shí)踐，提高研究生創(chuàng)新能力的建議。韓斌等［4］就如何培養(yǎng)和提高研究生的創(chuàng)新能力進(jìn)行了有益的探討，特別指出論文工作階段是培養(yǎng)研究生創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力的關(guān)鍵階段。肖健梅等［5］通過分析和結(jié)合自己多年培養(yǎng)研究生經(jīng)歷及總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，從校園創(chuàng)新氛圍、課程設(shè)置、教學(xué)模式及考核方式這四個(gè)方面提出見解和切實(shí)的建議。董發(fā)昕等［6］提出從拓寬研究生的實(shí)驗(yàn)技能角度來提高研究生的創(chuàng)新能力。袁青等［7］從修訂研究生培養(yǎng)方案角度結(jié)合培養(yǎng)方案的修訂工作探討了研究生培養(yǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)研究生培養(yǎng)質(zhì)量和創(chuàng)新能力的影響。劉新亞等［8］指出把握研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)特點(diǎn)，努力提高研究生創(chuàng)新能力。以上學(xué)者針對(duì)如何提高研究生的創(chuàng)新能力，結(jié)合自身教學(xué)科研體會(huì)從不同的角度提出的非常有益的措施，非常值得學(xué)習(xí)和借鑒，而本文結(jié)合普通211院校的實(shí)際，提出了基于案例科研的研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方法，并將此方法應(yīng)用到在讀研究生和高年級(jí)本科生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)中。

1案例科研指導(dǎo)

案例教學(xué)從1870年哈佛法學(xué)院以來已經(jīng)歷了100多年的歷史。經(jīng)過不斷的完善推廣，案例教學(xué)已經(jīng)從哈佛大學(xué)走向了世界，并在全世界范圍內(nèi)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響［9］。張繼學(xué)［10］綜述了案例教學(xué)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀。李巍等［11］對(duì)視頻案例教學(xué)及其應(yīng)用策略進(jìn)行了分析。劉婷［12］，溫國(guó)強(qiáng)［13］和張俊文等［14］分別對(duì)會(huì)計(jì)專業(yè)課程，高校體育教學(xué)和礦業(yè)工程課程的案例教學(xué)進(jìn)行了分析研究。徐延宇［15］系統(tǒng)地論述了案例教學(xué)及其運(yùn)用。以上學(xué)者從不同角度針對(duì)自己的教學(xué)科研實(shí)際對(duì)案例教學(xué)進(jìn)行了非常有益的論述和分析，通過以上分析也可以看出，案例教學(xué)的優(yōu)勢(shì)已越來越廣泛的被采用。本項(xiàng)目針對(duì)熱動(dòng)專業(yè)的實(shí)際擬采用科研案例來指導(dǎo)研究生并對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，這對(duì)其他專業(yè)研究創(chuàng)新能力培養(yǎng)也具有一定借鑒意義。本課題通過對(duì)研究生進(jìn)行科研案例指導(dǎo)，提高研究生的知識(shí)理論遷移能力，創(chuàng)新能力?？蒲邪咐笇?dǎo)主要是結(jié)合自身科研實(shí)際進(jìn)行，由導(dǎo)師來講解和引導(dǎo)并對(duì)學(xué)生掌握不扎實(shí)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)踐，從根本上提高其創(chuàng)新能力的有效措施。這對(duì)完成研究生的科研任務(wù)也具有重要的意義?？蒲邪咐笇?dǎo)方法，不但能讓研究生快速入門，又能讓他們不斷創(chuàng)新，進(jìn)一步培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新興趣。本課題的培養(yǎng)方法可以很方便簡(jiǎn)潔地推廣到其他學(xué)科，提高其他學(xué)科研究生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新興趣。

2基于科研案例指導(dǎo)的研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)

給自己的研究生確定科研任務(wù)，圍繞此任務(wù)的基本知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)調(diào)研，在此基礎(chǔ)上針對(duì)經(jīng)典的論文里的理論模型或具體的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行案例指導(dǎo)。進(jìn)行科研案例指導(dǎo)主要有三個(gè)環(huán)節(jié):1)深度剖析經(jīng)典案例，揭示專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)與解決問題思路或創(chuàng)新點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系;2)明確基礎(chǔ)知識(shí)的提升方向;3)提升知識(shí)遷移、信息加工及頓悟?qū)W生能力。第一個(gè)環(huán)節(jié)是導(dǎo)師的關(guān)鍵工作，是展示本專業(yè)在解決實(shí)際問題方面的重要應(yīng)用，提高學(xué)生學(xué)習(xí)和科研興趣的重要環(huán)節(jié)，如果切實(shí)提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)和研究興趣，第二和第三環(huán)節(jié)的進(jìn)行就具備內(nèi)在的動(dòng)力。第一環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)在認(rèn)識(shí)本專業(yè)，喜愛本專業(yè)，并立場(chǎng)做好本專業(yè)的同時(shí)自然就會(huì)根據(jù)自己目前基礎(chǔ)的不扎實(shí)進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)足。然而第三環(huán)節(jié)也就是創(chuàng)新能力培養(yǎng)最關(guān)鍵的一環(huán)卻需要在導(dǎo)師的指導(dǎo)和學(xué)生的勤奮努力下，在不斷的科研實(shí)際工作中一步步地提高。下面對(duì)第三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行進(jìn)一步分析。1)知識(shí)遷移。研究生通過自學(xué)由導(dǎo)師篩選的經(jīng)典論文案例、自主分析此論文案例之后與導(dǎo)師進(jìn)行討論，挖掘出這一過程所運(yùn)用的基礎(chǔ)理論和方法與此經(jīng)典論文案例中解決問題的辦法內(nèi)在聯(lián)系。在這一過程中，學(xué)生將基礎(chǔ)理論知識(shí)與實(shí)際問題的解決方案聯(lián)系起來而生成學(xué)生的親身經(jīng)驗(yàn)，從而逐步提高自己分析解決問題的能力。這些經(jīng)驗(yàn)使學(xué)生頭腦中的孤立分離的知識(shí)逐漸與解決類似問題的思考策略與順序聯(lián)系起來。2)信息加工。在論文案例指導(dǎo)中，案例來自工程實(shí)際，能夠激發(fā)其探索的興趣，同時(shí)又是各方面基礎(chǔ)知識(shí)的一個(gè)綜合，需要學(xué)生將各方面基礎(chǔ)知識(shí)和理論在案例的情境中練習(xí)與運(yùn)用，從而將以命題形式保存在學(xué)生頭腦中的原理、原則和方法、技巧等知識(shí)通過論文案例學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為解決實(shí)際問題的技能，即形成保存在學(xué)生頭腦中的生產(chǎn)式系統(tǒng)。3)頓悟?qū)W習(xí)。案例指導(dǎo)重視討論，在討論過程中導(dǎo)師運(yùn)用案例中富有啟發(fā)性和興趣性問題，激發(fā)學(xué)生發(fā)表自己的看法，有效減輕了學(xué)生學(xué)習(xí)被動(dòng)性特別是對(duì)記憶的過分依賴，促進(jìn)學(xué)生積極思考和推理，使學(xué)生從疑到悟。經(jīng)過幾個(gè)經(jīng)典論文或經(jīng)典模型案例的指導(dǎo)，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)自己的不足，看到之前所學(xué)知識(shí)的力量，激發(fā)興趣，彌補(bǔ)不足，能極大地提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

3科研案例教學(xué)對(duì)高年級(jí)本科生的培養(yǎng)

科研案例教學(xué)可以應(yīng)用在高年級(jí)本科生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面，在此方面作者具有一些體會(huì)。對(duì)于大二特別是大三的本科生來說，專業(yè)基礎(chǔ)課已結(jié)課，部分專業(yè)課正在學(xué)習(xí)之中，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行科研活動(dòng)不但可以拓展知識(shí)面，而且可以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。在了解學(xué)生興趣的基礎(chǔ)上，結(jié)合適當(dāng)?shù)目蒲邪咐龑?duì)高年級(jí)的本科生進(jìn)行科研訓(xùn)練和培養(yǎng)，可以在1年～2年的時(shí)間里使這些本科生達(dá)到研究生的科研水平，這樣對(duì)于他們進(jìn)一步深造和將來工作具有很深刻的意義。在科研案例教學(xué)的引導(dǎo)下，學(xué)習(xí)成績(jī)較好(普通211院校專業(yè)前35%)的學(xué)生經(jīng)過一年的努力，不但能使自己的能力有一個(gè)較大幅度的提高，而且有可能發(fā)表SCI收錄論文。他們?nèi)绻笏囊M(jìn)行保研，也很受導(dǎo)師的歡迎。

4應(yīng)用實(shí)例

暖通和能動(dòng)專業(yè)都在研究傳熱和傳質(zhì)，強(qiáng)化傳熱、能動(dòng)專業(yè)有制冷方向，但暖通專業(yè)是制熱。目前，這兩個(gè)專業(yè)做CFD數(shù)值模擬或自編程數(shù)值模擬的很多，數(shù)值計(jì)算能力也是研究生入學(xué)和科研或本科直接就業(yè)所必備的一種能力。作者根據(jù)專業(yè)實(shí)際情況，在大三學(xué)生中進(jìn)行了實(shí)踐，分別對(duì)三名大三學(xué)生布置了三方面的科研任務(wù)———譜色測(cè)溫求解算法，多孔介質(zhì)內(nèi)流動(dòng)傳熱的LBM模擬和液氮在煤多孔介質(zhì)內(nèi)的流動(dòng)和換熱特性研究。譜色測(cè)溫采用彩色測(cè)溫的基礎(chǔ)原理及單色簡(jiǎn)化算法為案例對(duì)學(xué)生進(jìn)行了分析，經(jīng)過一名本科生半年多探索在《光譜學(xué)與光譜分析》一篇。LBM采用何院士的頂蓋驅(qū)動(dòng)流為案例進(jìn)行了講解，學(xué)生通過這個(gè)案例不但深化了對(duì)LBM的認(rèn)識(shí)，而且自己通過方案查找，寫出多孔介質(zhì)內(nèi)兩相流的LBM程序，論文正在投稿中。對(duì)于液氮在煤多孔介質(zhì)內(nèi)流動(dòng)的是實(shí)驗(yàn)研究，作者以發(fā)散冷卻實(shí)驗(yàn)為案例對(duì)其進(jìn)行基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)方法的培養(yǎng)，目前這個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)已經(jīng)由該生搭建好，實(shí)驗(yàn)正在進(jìn)行中。這名學(xué)生通過課余時(shí)間的學(xué)習(xí)，夯實(shí)了科研基礎(chǔ)，目前三名學(xué)生均已經(jīng)得到了浙江大學(xué)的直博指標(biāo)。

5結(jié)語

本文在對(duì)分析案例教學(xué)和提高研究生創(chuàng)新能力進(jìn)行分析研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身在能動(dòng)和暖通專業(yè)的教學(xué)實(shí)際提出了基于科研案例指導(dǎo)的研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方案，該方案不但實(shí)用于研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，也可以對(duì)高年級(jí)本科生進(jìn)行科研訓(xùn)練，以提高他們的創(chuàng)新能力和科研興趣。進(jìn)行科研案例指導(dǎo)主要有三個(gè)環(huán)節(jié):1)深度剖析經(jīng)典案例，揭示專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)與解決問題思路或創(chuàng)新點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系;2)明確基礎(chǔ)知識(shí)的提升方向;3)提升知識(shí)遷移、信息加工及頓悟?qū)W生能力。三個(gè)環(huán)節(jié)可以相互促進(jìn)，對(duì)研究生或高年級(jí)本科生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有重要意義。

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作者：辛成運(yùn) 單位：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電力工程學(xué)院