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摘 要：研究性教学是教育部“卓越工程师教育培养计划”倡导的教学方法。本文借鉴美国麻省理工学院经验，提出“实践”导向的研究性教学理念，改革工程训练教学方法。结合南京理工大学工程训练教学，针对“金工实习”课程、工程创新合作项目课程（1+X）、高层次设计竞赛项目、面向企业的设计项目和现代企业仿真实践等教学环节进行了教学方法改革，并取得一定成效。
关键词：研究性教学；实践；工程训练；教学方法；课程
研究性教学是一种符合工程能力培养规律和综合素质形成逻辑的教学组织形式和教学方式，得到“卓越工程师教育培养计划”的大力提倡和着力推广。研究性教学是以探究为基础的教学，它以学生的发展为本，把学习与研究相统一，引导学生发现问题、思考问题和解决问题，使学生成为教学活动的中心，成为自我反思和自我发展的主体[1]。作为一种教学方法体系，研究性教学主要有基于问题的探究式教学、基于案例的讨论式教学和基于项目的参与式教学等组织形式。
一、“实践”导向的研究性教学理念
相对于基础科学的探索性、人文艺术的表现性而言，工程学科在本质上是“实践”的。强调“实践”，就是要让学生尽量多地获得从事解决工程实际问题的经验，尤其要参与设计、制造和科研等活动。“实践”是工程专业的根本，应开发以“问题”为中心、能融合“理论教学”和“研究性教学”的实践性课程来培养学生的创造能力。
美国麻省理工学院在1990年就提出“回归工程实践”，并开展了一系列以学生参与科研实践为主的课程改革。强调培养学生科研创新能力、实践能力和团队合作能力的实践性教育教学的重要性，成为指导大学课程改革的重要理念。
21世纪以来，社会对高校培养具有综合能力、创新能力的技术人才提出了更高、更迫切的要求。“加强实践教育，培养创新人才”已经成为各工科院校达成的共识，但具体的培养模式和实践教学方法尚在探索与发展中。部分实践形式陈旧落后，简单操作性、验证性内容占得比重较大，且以单个、小型化为主，缺乏质量上乘的综合性及创新性设计；实习内容未能和专业紧密联系，未做到与多课程及多学科间的融合；实习方法主要是“被动求同”式，学生的主动积极性及个性未得到充分调动与尊重[2]。
为了加强大学生的实践创新能力培养，提高大学生的工程综合素质，大多数工科院校都成立了工程训练中心。工程训练课程具有“实践”导向的显著性特征，将研究性教学运用于工程训练课程教学，改革工程训练教学方法，对工程创新人才的培养具有重要意义。
二、工程训练研究性教学方法实施
结合南京理工大学工程训练中心（以下简称“中心”）的教学实际，我们在工程训练的整个教学过程中，深度融入“实践”导向的研究性教学理念，就具体的教学方法和相关技术手段进行了有益的探索。
1.“金工实习”课程
“金工实习”是工程训练中心承担的一门重要实践性技术基础课程，是学生工程综合素质培养过程中的重要基础实践环节之一。通过金工实习，学生可初步接触生产实际，了解产品的生产过程，学习金属材料加工的基础知识，对现代工业生产的运作方式产生初步的认识。同时，学生可在生产实践中激发动手、动脑的积极性，培养“求精、求实、求新”的工程精神，为后续专业课程的学习打下坚实的基础。
在“金工实习”课程设计时，将实践课程内容与简单的项目研究相结合，使课内与课外相结合，引导学生早期参与一些简单项目的科学研究，掌握科学研究的方法。根据金工实习课程的特点，按预设的教学目标和方式分为基础训练阶段、综合应用阶段、设计创新阶段，层次式递进。基础训练阶段采用“精讲多练”的方式，主要锻炼学生的动手操作技能；综合应用阶段以体验知识和发现问题为目的，采用“案例式”教学方法——教师给出工程案例，师生围绕案例展开充分研讨与分析，学生将所学到的工艺知识进行整合，自行制订加工工艺方案，并完成加工制作；设计创新阶段以综合运用知识、发展创新思维和培养创新意识为目的，采用“小项目式”教学方法——学生组成项目小组来共同完成产品的创意构思、结构设计、工艺编排、制作加工、总结报告及现场答辩等环节。
2.工程创新合作项目课程（1+X）
学生以一个具有真实科研背景的产品（“1”）为驱动，通过网络课程、开放性实验、专题讲座、团队研讨等方式方法（“X”）开展学习、实践，以团队合作方式完成产品样机。学生在工程实践中学会对理论知识的理解、重构、升华，学会对技术的识别、选择、集成，学会对资源的整合、协调、运用，形成系统性、集成性、优化性思维。
我们组织了科研水平高的教师团队，以他们在研的课题为背景，面向我校2010级实验班学生开设了“油泥数控机床”、“全地形多足机器人”、“轨道交通通行检测系统”、“智能小车”和“自动跟踪航拍航模”等5个合作项目课程，并组成了5个具有多专业背景的学生团队进行为期一年的研究性学习。
3.高层次设计竞赛项目
国内外高层次设计竞赛的主题新颖，社会影响大，愈来愈成为展示一所高校创新实践教学水平和综合实力的平台，得到普遍重视。同时，由于竞赛题目的趣味性、对抗性和竞赛本身特有的激励机制，吸引着越来越多的学生参与其中。
我们每年组织学生参加“亚太大学生机器人大赛”。组建具有机械、控制、计算机、电子、工业设计和工业工程等多学科背景的指导教师团队，开发了“机器人技术课程群”，包括专题讲座、实践训练和设计参赛三个层次，面向各个年级的相关专业本科学生开放。
专题讲座面向一、二年级的学生。导师组主要传授机器人技术的发展现状、趋势及相关基础知识，引导学生就兴趣热点提出高质量的问题，并通过查阅科技文献、小组讨论、公开答辩等多种形式来完成一篇“兴趣问题”解决方案的论文。
实践训练面向二、三年级的学生。导师组以历届设计参赛所需的一些基本实践技能（如简单机械加工、装配，DSP和FPGA的开发、布线等）为主要内容，指导学生结合“兴趣问题”进行动手操作训练。学生也可以参与到当年度的备赛工作中，协助参赛队员进行简单的加工制作与开发布线。 设计参赛主要面向四年级学生。由多专业的大四学生组成参赛团队，按职能和兴趣分为“机械组”、“控制组”和“管理组”，以完成最优的参赛作品为共同目标，实现全过程的项目管理。导师与学生共同研讨比赛策略、整体设计方案及任务目标分解。学生以投标的方式领取属于自己的“兴趣问题”任务，并将其作为毕业设计的题目。在备赛过程中，学生间的协作互助与师生间的交流研讨成为常态；定期的工作例会与技术研讨会，更是成为师生思维碰撞、激荡与加深友谊的集散地。近年来，参赛的学生团队连年获得“江苏省优秀毕业设计团队”称号。
4.面向企业的设计项目
设计的价值在于真正走向企业。我们与正泰集团合作共建“正泰电工工业设计中心”。正泰集团选派富有实践经验的工程师常驻，并带来了大量真实的设计案例，与学生共同讨论与研究。同时，企业根据市场需求反馈形成当年的开发计划（或今后五年的预研计划），直接面向学生发布；学生以个人或团队（甚至是师生联合组成的团队）的形式进行市场调研-生成设计创意-通过可行性论证答辩-完成产品的原创设计（针对预研命题的，则是概念设计）。值得强调的是，无论可行性论证通过与否，任何人的创意都会得到尊重和补正的建议，这样可以最大限度保护学生的创新欲望和积极性。近年来，学生设计的方案中有10项被正泰采纳，创造了近1000万元的利润；师生联合团队设计的“插线魔方”还获得2009年的德国红点概念设计奖。
5.现代企业仿真实践
运用典型企业案例教学，拉近与工业界的贴合度，使学生建立正确的工程创新思维方法，熟练运用现代化工程设计工具，并能以案例设计模板进行工程创新项目实践。
我们应用Windchill软件，创建了贴近真实企业产品研发制造过程的教学平台。在平台中，导入企业研发数据，作为课堂案例应用；建立贴合企业项目管理的机制，支持“1+X”课程及各类创新设计大赛；提供完整的企业产品开发数据和流程，支持产品从“立项-方案设计-工程设计-工艺设计-评审-自动化制造”的全生命周期教学。
6.应用现代信息技术
现代信息技术的应用，使研究性教学的组织形式与手段更加立体化，更加符合当代大学生的实际特点，教学效果得到改善和提高。
我们精心设计多媒体课件，集文字、图片、动画、声音、视频等多种形式于一体，全方位、多角度展示教学内容，最大限度地传达了教学信息量，取得了良好的教学传播效果。建有包括网络课程、多媒体网络课件、精品课程网站等资源丰富的网络教学平台，开展互动式教学，使优质教学资源实现开放与共享。
7.面向过程的项目教学评价
工程训练研究性教学具有明显的“过程”特征。对学生的学习成绩评定应面向过程，科学设计考核内容。考核时除了关注学生对教学内容的掌握及课堂表现以外，应更加重视对学生的学习能力、实践能力、创新能力、团队协作意识、独立解决问题的能力等工程综合素养方面的考查与评价。
我们制订了项目教学学生成绩评定办法，学生必须提交项目成果——包括市场调研报告、产品样机、总结论文、产品技术文档等。学生的最终成绩由三部分组成：（1）实践课程考勤与平时学习态度（占15%）；（2）平时实践成绩（占45%）；（3）项目成果答辩（占40%）。
三、工程训练研究性教学的实施效果
现代企业和学科科研中蕴含着大量开展研究性教学所需的“问题”、“案例”和“项目”，具有紧贴工业实际和科技前沿的技术、装备和人力资源。工程训练中心通过建立多元合作机制，引入、嫁接、集成并拓展研究性教学资源，深度实施“实践”导向的研究性教学。在全面改善工程创新人才培养质量的同时，也能有效地促进现代工程训练平台及师资队伍建设。
（1）促进了现代工程训练平台的建设。“中心”通过校企合作、跨学科跨专业合作、国际产学研合作等多元合作途径，构建关联学科协调、“生态”良好的现代工程训练平台。目前已建成“日本SMC南京技术中心工作室”、“德国KUKA智能焊接工作室”等专题工作室26个，涵盖机械工程、武器系统、材料加工、航空宇航、自动控制、电子、工业设计等多个学科专业。
（2）促进了跨学科工程训练师资队伍建设。以合作项目课程开发为牵引，组成了跨学科教师团队，促进了师资队伍水平的整体提高。“中心”教师结合研究性教学方法的实施与深入研究，申报成功了江苏省高等教育教学改革“重中之重”课题，并于2011年获得江苏省高等教育教学成果奖一等奖。
（3）促进工程创新人才培养质量的全面改善。“中心”每年开展学生满意度测评，包括“安全”、“工程文化氛围”、“教学组织流程”、“设备条件”、“教师授课水平”、“教学方法”、“辅导员技艺”、“成绩评定方法”、“教学服务”和“能力提升”等10项指标。2009—2011年3年统计结果表明，学生对于10项指标的满意度均在93.4%以上、综合平均满意度达95.64%。同时，学生的创新实践能力不断提升，获德国红点大奖（Red Dot Design Awards）设计概念类的最佳奖“Best of the best”等国际大奖3项、第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛一等奖等国家级一等奖11项、江苏省大学生机械创新设计大赛一等奖等省级一等奖8项。
参考文献：
[1] 崔丽影. 高校实施研究性教学存在的问题及对策[J]. 沈阳工程学院学报（社会科学版），2010，6（1）：130-132.
[2] 赵延波，徐向纮. 金工实习教学中机械加工综合实训的改革与探索[A]//华东高校工程训练教学学会第八届学术年会论文集[C]. 北京：国防工业出版社，2008：142-144.
[责任编辑：余大品]
关键词：研究性教学；实践；工程训练；教学方法；课程
研究性教学是一种符合工程能力培养规律和综合素质形成逻辑的教学组织形式和教学方式，得到“卓越工程师教育培养计划”的大力提倡和着力推广。研究性教学是以探究为基础的教学，它以学生的发展为本，把学习与研究相统一，引导学生发现问题、思考问题和解决问题，使学生成为教学活动的中心，成为自我反思和自我发展的主体[1]。作为一种教学方法体系，研究性教学主要有基于问题的探究式教学、基于案例的讨论式教学和基于项目的参与式教学等组织形式。
一、“实践”导向的研究性教学理念
相对于基础科学的探索性、人文艺术的表现性而言，工程学科在本质上是“实践”的。强调“实践”，就是要让学生尽量多地获得从事解决工程实际问题的经验，尤其要参与设计、制造和科研等活动。“实践”是工程专业的根本，应开发以“问题”为中心、能融合“理论教学”和“研究性教学”的实践性课程来培养学生的创造能力。
美国麻省理工学院在1990年就提出“回归工程实践”，并开展了一系列以学生参与科研实践为主的课程改革。强调培养学生科研创新能力、实践能力和团队合作能力的实践性教育教学的重要性，成为指导大学课程改革的重要理念。
21世纪以来，社会对高校培养具有综合能力、创新能力的技术人才提出了更高、更迫切的要求。“加强实践教育，培养创新人才”已经成为各工科院校达成的共识，但具体的培养模式和实践教学方法尚在探索与发展中。部分实践形式陈旧落后，简单操作性、验证性内容占得比重较大，且以单个、小型化为主，缺乏质量上乘的综合性及创新性设计；实习内容未能和专业紧密联系，未做到与多课程及多学科间的融合；实习方法主要是“被动求同”式，学生的主动积极性及个性未得到充分调动与尊重[2]。
为了加强大学生的实践创新能力培养，提高大学生的工程综合素质，大多数工科院校都成立了工程训练中心。工程训练课程具有“实践”导向的显著性特征，将研究性教学运用于工程训练课程教学，改革工程训练教学方法，对工程创新人才的培养具有重要意义。
二、工程训练研究性教学方法实施
结合南京理工大学工程训练中心（以下简称“中心”）的教学实际，我们在工程训练的整个教学过程中，深度融入“实践”导向的研究性教学理念，就具体的教学方法和相关技术手段进行了有益的探索。
1.“金工实习”课程
“金工实习”是工程训练中心承担的一门重要实践性技术基础课程，是学生工程综合素质培养过程中的重要基础实践环节之一。通过金工实习，学生可初步接触生产实际，了解产品的生产过程，学习金属材料加工的基础知识，对现代工业生产的运作方式产生初步的认识。同时，学生可在生产实践中激发动手、动脑的积极性，培养“求精、求实、求新”的工程精神，为后续专业课程的学习打下坚实的基础。
在“金工实习”课程设计时，将实践课程内容与简单的项目研究相结合，使课内与课外相结合，引导学生早期参与一些简单项目的科学研究，掌握科学研究的方法。根据金工实习课程的特点，按预设的教学目标和方式分为基础训练阶段、综合应用阶段、设计创新阶段，层次式递进。基础训练阶段采用“精讲多练”的方式，主要锻炼学生的动手操作技能；综合应用阶段以体验知识和发现问题为目的，采用“案例式”教学方法——教师给出工程案例，师生围绕案例展开充分研讨与分析，学生将所学到的工艺知识进行整合，自行制订加工工艺方案，并完成加工制作；设计创新阶段以综合运用知识、发展创新思维和培养创新意识为目的，采用“小项目式”教学方法——学生组成项目小组来共同完成产品的创意构思、结构设计、工艺编排、制作加工、总结报告及现场答辩等环节。
2.工程创新合作项目课程（1+X）
学生以一个具有真实科研背景的产品（“1”）为驱动，通过网络课程、开放性实验、专题讲座、团队研讨等方式方法（“X”）开展学习、实践，以团队合作方式完成产品样机。学生在工程实践中学会对理论知识的理解、重构、升华，学会对技术的识别、选择、集成，学会对资源的整合、协调、运用，形成系统性、集成性、优化性思维。
我们组织了科研水平高的教师团队，以他们在研的课题为背景，面向我校2010级实验班学生开设了“油泥数控机床”、“全地形多足机器人”、“轨道交通通行检测系统”、“智能小车”和“自动跟踪航拍航模”等5个合作项目课程，并组成了5个具有多专业背景的学生团队进行为期一年的研究性学习。
3.高层次设计竞赛项目
国内外高层次设计竞赛的主题新颖，社会影响大，愈来愈成为展示一所高校创新实践教学水平和综合实力的平台，得到普遍重视。同时，由于竞赛题目的趣味性、对抗性和竞赛本身特有的激励机制，吸引着越来越多的学生参与其中。
我们每年组织学生参加“亚太大学生机器人大赛”。组建具有机械、控制、计算机、电子、工业设计和工业工程等多学科背景的指导教师团队，开发了“机器人技术课程群”，包括专题讲座、实践训练和设计参赛三个层次，面向各个年级的相关专业本科学生开放。
专题讲座面向一、二年级的学生。导师组主要传授机器人技术的发展现状、趋势及相关基础知识，引导学生就兴趣热点提出高质量的问题，并通过查阅科技文献、小组讨论、公开答辩等多种形式来完成一篇“兴趣问题”解决方案的论文。
实践训练面向二、三年级的学生。导师组以历届设计参赛所需的一些基本实践技能（如简单机械加工、装配，DSP和FPGA的开发、布线等）为主要内容，指导学生结合“兴趣问题”进行动手操作训练。学生也可以参与到当年度的备赛工作中，协助参赛队员进行简单的加工制作与开发布线。 设计参赛主要面向四年级学生。由多专业的大四学生组成参赛团队，按职能和兴趣分为“机械组”、“控制组”和“管理组”，以完成最优的参赛作品为共同目标，实现全过程的项目管理。导师与学生共同研讨比赛策略、整体设计方案及任务目标分解。学生以投标的方式领取属于自己的“兴趣问题”任务，并将其作为毕业设计的题目。在备赛过程中，学生间的协作互助与师生间的交流研讨成为常态；定期的工作例会与技术研讨会，更是成为师生思维碰撞、激荡与加深友谊的集散地。近年来，参赛的学生团队连年获得“江苏省优秀毕业设计团队”称号。
4.面向企业的设计项目
设计的价值在于真正走向企业。我们与正泰集团合作共建“正泰电工工业设计中心”。正泰集团选派富有实践经验的工程师常驻，并带来了大量真实的设计案例，与学生共同讨论与研究。同时，企业根据市场需求反馈形成当年的开发计划（或今后五年的预研计划），直接面向学生发布；学生以个人或团队（甚至是师生联合组成的团队）的形式进行市场调研-生成设计创意-通过可行性论证答辩-完成产品的原创设计（针对预研命题的，则是概念设计）。值得强调的是，无论可行性论证通过与否，任何人的创意都会得到尊重和补正的建议，这样可以最大限度保护学生的创新欲望和积极性。近年来，学生设计的方案中有10项被正泰采纳，创造了近1000万元的利润；师生联合团队设计的“插线魔方”还获得2009年的德国红点概念设计奖。
5.现代企业仿真实践
运用典型企业案例教学，拉近与工业界的贴合度，使学生建立正确的工程创新思维方法，熟练运用现代化工程设计工具，并能以案例设计模板进行工程创新项目实践。
我们应用Windchill软件，创建了贴近真实企业产品研发制造过程的教学平台。在平台中，导入企业研发数据，作为课堂案例应用；建立贴合企业项目管理的机制，支持“1+X”课程及各类创新设计大赛；提供完整的企业产品开发数据和流程，支持产品从“立项-方案设计-工程设计-工艺设计-评审-自动化制造”的全生命周期教学。
6.应用现代信息技术
现代信息技术的应用，使研究性教学的组织形式与手段更加立体化，更加符合当代大学生的实际特点，教学效果得到改善和提高。
我们精心设计多媒体课件，集文字、图片、动画、声音、视频等多种形式于一体，全方位、多角度展示教学内容，最大限度地传达了教学信息量，取得了良好的教学传播效果。建有包括网络课程、多媒体网络课件、精品课程网站等资源丰富的网络教学平台，开展互动式教学，使优质教学资源实现开放与共享。
7.面向过程的项目教学评价
工程训练研究性教学具有明显的“过程”特征。对学生的学习成绩评定应面向过程，科学设计考核内容。考核时除了关注学生对教学内容的掌握及课堂表现以外，应更加重视对学生的学习能力、实践能力、创新能力、团队协作意识、独立解决问题的能力等工程综合素养方面的考查与评价。
我们制订了项目教学学生成绩评定办法，学生必须提交项目成果——包括市场调研报告、产品样机、总结论文、产品技术文档等。学生的最终成绩由三部分组成：（1）实践课程考勤与平时学习态度（占15%）；（2）平时实践成绩（占45%）；（3）项目成果答辩（占40%）。
三、工程训练研究性教学的实施效果
现代企业和学科科研中蕴含着大量开展研究性教学所需的“问题”、“案例”和“项目”，具有紧贴工业实际和科技前沿的技术、装备和人力资源。工程训练中心通过建立多元合作机制，引入、嫁接、集成并拓展研究性教学资源，深度实施“实践”导向的研究性教学。在全面改善工程创新人才培养质量的同时，也能有效地促进现代工程训练平台及师资队伍建设。
（1）促进了现代工程训练平台的建设。“中心”通过校企合作、跨学科跨专业合作、国际产学研合作等多元合作途径，构建关联学科协调、“生态”良好的现代工程训练平台。目前已建成“日本SMC南京技术中心工作室”、“德国KUKA智能焊接工作室”等专题工作室26个，涵盖机械工程、武器系统、材料加工、航空宇航、自动控制、电子、工业设计等多个学科专业。
（2）促进了跨学科工程训练师资队伍建设。以合作项目课程开发为牵引，组成了跨学科教师团队，促进了师资队伍水平的整体提高。“中心”教师结合研究性教学方法的实施与深入研究，申报成功了江苏省高等教育教学改革“重中之重”课题，并于2011年获得江苏省高等教育教学成果奖一等奖。
（3）促进工程创新人才培养质量的全面改善。“中心”每年开展学生满意度测评，包括“安全”、“工程文化氛围”、“教学组织流程”、“设备条件”、“教师授课水平”、“教学方法”、“辅导员技艺”、“成绩评定方法”、“教学服务”和“能力提升”等10项指标。2009—2011年3年统计结果表明，学生对于10项指标的满意度均在93.4%以上、综合平均满意度达95.64%。同时，学生的创新实践能力不断提升，获德国红点大奖（Red Dot Design Awards）设计概念类的最佳奖“Best of the best”等国际大奖3项、第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛一等奖等国家级一等奖11项、江苏省大学生机械创新设计大赛一等奖等省级一等奖8项。
参考文献：
[1] 崔丽影. 高校实施研究性教学存在的问题及对策[J]. 沈阳工程学院学报（社会科学版），2010，6（1）：130-132.
[2] 赵延波，徐向纮. 金工实习教学中机械加工综合实训的改革与探索[A]//华东高校工程训练教学学会第八届学术年会论文集[C]. 北京：国防工业出版社，2008：142-144.
[责任编辑：余大品]