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培养独立创新能力的工程学科研究生教育

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董侨陈雪琴

摘要：

工程专业研究生课程是帮助研究生建立完整知识结构、培养研究生独立创新学术能力的基础。基于博士研究生阶段所选研究生课程体系设置案例，结合土木交通工程专业相关留学人员的问卷调研，从专业课设置、跨专业选课制度、课堂教学、课后学习四个方面，分析旨在培养独立和创新能力的美国工程专业研究生课程设置特点。美国工程专业研究生的专业课设置精简全面、难度适中，为研究生独立创新能力的培养提供充足的知识储备。跨专业选课制度，具有学习领域广泛、课程质量高的特点，为研究生进行交叉领域创新提供了更多的机遇。课堂教学内容包含大量专业软件工具的使用，并紧扣行业发展前沿，为培养研究生的创新能力创造各种条件。课后学习包含大量多样化的学习任务，旨在培养研究生独立分析和解决问题的能力，以及有计划的独立完成多样任务的创新能力。

关键词：研究生教育;工程学科;土木与交通专业;课程教学;创新能力

：G643??文献标志码：A??：1005-2909（2021）04-0031-07

专业课程教学是研究生系统化学习专业知识的重要途径，也是快速提高研究生专业技能、科研能力和水平的关键。为进一步完善研究生的知识结构，提高研究生的科研水平与能力，研究生课程设置需要不断改进完善。针对美国研究生课程体系设置特点，国内学者进行了一些总结性及案例研究。通过调研分析，有学者提出美国研究生课程体系具有重视基础理论、强调灵活性、扩大学生视野、创造自由学术环境，以及注重课程国际化的特点[1]，并且更为注重培养研究生的学术能力[2]。此外，还有学者通过对哈佛大学、斯坦福大学和俄勒冈大学硕士生课程设置的案例研究，总结出美国研究生专业课程体系的四个特点：通过交叉学科来构建基础理论;通过大量选修课来拓宽专业视野;通过研究方法提升科研能力;通过紧跟学术前沿来促进学科发展[3]。

工程专业研究生需要综合应用大量的专业知识和技能来开展科学研究，解决实际工程问题，进行独立创新。如何通过改进研究生课程设置来提高工程专业研究生学术能力，尤其是培养研究生的独立创新能力，是需要工程专业高等教育者们分析与解决的一个问题。本文根据笔者在美国田纳西大学土木与环境工程系攻读博士学位期间的学习经历，同时结合土木与交通工程相关专业留学人员的问卷调查，分析美国工程专业研究生课程的设置特点。本次问卷调查共收集72份问卷，参与人员包括33名硕士与39名博士。本文从专业课设置、跨专业选课制度、教学方式、课后学习四个方面分析美国工程专业课程设置特点，探讨核心问题，并结合实际案例，分析这种课程体系设置的实际效果。

一、专业课程设置特点

主要从课程设置的数量和难度两个方面分析美国工程专业研究生课程设置的特点。总体而言，美国工程专业研究生课程具有精简全面和难度适中的特点，研究生能够高效地构建专业知识结构，为其研究创新提供充足的知识储备。

与国内高校专业教师数量众多的情况不同，美国高校专业课教师数量相对较少，研究生专业课程精简而全面。以笔者所从事的道路工程研究方向为例，该专业方向研究生课程包括路面材料设计、路面设计两门硕士生课程，以及路面材料建模一门博士生课程。尽管课程数量不多，但内容全面。例如路面设计硕士生课程不仅介绍了柔性路面和刚性路面的设计方法，还包括了路基设计、路面管理系统、路面力学计算等4个方面的内容。而这些内容在国内研究生教育中，往往会分成4门课程来讲授。如图1所示的问卷调研结果表明，美国研究生课程内容范围较广，这种情况对硕士生更为明显，而注重课程深度的主要是一些博士生课程。精简而全面的研究生课程设置，能够在高效率的教学中让学生快速构建知识体系，这是研究生进行学术研究与创新的关键。

（二）课程难度适中

课程设置全面，意味着学生学习量的增加。为了能够让學生全面了解某领域的专业知识，就需要对内容进行高度的精简。相对中国大量的“讲义式”专业课教材，美国的专业课教材内容多而全，但是实际难度并不大。工程专业教育的主要目的是让学生快速掌握知识与方法，较少要求学生进行大量的背诵与记忆，很少出现钻牛角尖的问题讨论，而更加注重知识点的梳理、理解与应用，只是一些博士生的课程会有一定的难度。例如在路面设计这门硕士生课程中，对于柔性路面的弹性层状体系理论会进行介绍，但是并不要求学生采用拉普拉斯变换求解路面力学方程，仅仅是在介绍背景知识的前提下，利用教材中自带的计算软件来计算。根据教育心理学中的耶克斯-多德森定律[4]，学习效率随着任务复杂程度的升高而快速降低，对于困难而复杂的学习任务，即使学习动机很强，学习效率也难以提高。而相对适中或者简单的学习任务，在中等的学习动机下，可以达到最大的学习效率。难度适中的课程设置有利于研究生对专业知识的高效学习。

针对工程专业课程实际教学效果，图