暖通能動研究生創新能力培養

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摘要:介紹了案例科研指導方法的特點，提出了基于案例科研指導的研究生與高年級本科生創新能力培養方案，并闡述了該方案在暖通和能動專業中的應用，提高了學生運用所學基礎知識分析問題和解決實際問題的能力。

關鍵詞:案例教學，創新能力，科研活動

0引言

暖通和能動專業在建筑、電廠、電子設備等很多領域都具有廣泛應用，并且工程性和理論性都很強。這些專業研究生的創新能力培養直接關系到高校的知識創新水平甚至國家未來的整體創新能力提高，因此很多學者對此進行了大量探索［1-8］。馬躍良［1］探討了營造和加強研究生創新教育培養的一些基本條件和特征，強調在面對研究生大規模擴招的情況下，進一步加強研究生素質教育和創新教育是研究生培養必然的趨勢，也是提高研究生創新能力的一個關鍵問題，特別指出要加強管理方法創新，加強學科建設，加強導師隊伍建設及加強學術交流等良好的建議。鄧義江等［2］細致論述了加強導師隊伍建設來提高研究生創新能力的重要意義和策略，指出導師的指導作用和榜樣作用的重要性。周娟［3］針對目前我國研究生創新能力不強的現狀，分析了科研實踐在提高研究生創新能力中的作用，提出強化科研實踐，提高研究生創新能力的建議。韓斌等［4］就如何培養和提高研究生的創新能力進行了有益的探討，特別指出論文工作階段是培養研究生創新精神和創造能力的關鍵階段。肖健梅等［5］通過分析和結合自己多年培養研究生經歷及總結的經驗，從校園創新氛圍、課程設置、教學模式及考核方式這四個方面提出見解和切實的建議。董發昕等［6］提出從拓寬研究生的實驗技能角度來提高研究生的創新能力。袁青等［7］從修訂研究生培養方案角度結合培養方案的修訂工作探討了研究生培養各個環節研究生培養質量和創新能力的影響。劉新亞等［8］指出把握研究生創新能力培養特點，努力提高研究生創新能力。以上學者針對如何提高研究生的創新能力，結合自身教學科研體會從不同的角度提出的非常有益的措施，非常值得學習和借鑒，而本文結合普通211院校的實際，提出了基于案例科研的研究生創新能力培養方法，并將此方法應用到在讀研究生和高年級本科生的創新能力培養中。

1案例科研指導

案例教學從1870年哈佛法學院以來已經歷了100多年的歷史。經過不斷的完善推廣，案例教學已經從哈佛大學走向了世界，并在全世界范圍內產生了深遠的影響［9］。張繼學［10］綜述了案例教學在國內的發展現狀。李巍等［11］對視頻案例教學及其應用策略進行了分析。劉婷［12］，溫國強［13］和張俊文等［14］分別對會計專業課程，高校體育教學和礦業工程課程的案例教學進行了分析研究。徐延宇［15］系統地論述了案例教學及其運用。以上學者從不同角度針對自己的教學科研實際對案例教學進行了非常有益的論述和分析，通過以上分析也可以看出，案例教學的優勢已越來越廣泛的被采用。本項目針對熱動專業的實際擬采用科研案例來指導研究生并對其進行創新能力的培養，這對其他專業研究創新能力培養也具有一定借鑒意義。本課題通過對研究生進行科研案例指導，提高研究生的知識理論遷移能力，創新能力?？蒲邪咐笇е饕墙Y合自身科研實際進行，由導師來講解和引導并對學生掌握不扎實的基礎環節進行實踐，從根本上提高其創新能力的有效措施。這對完成研究生的科研任務也具有重要的意義?？蒲邪咐笇Х椒?，不但能讓研究生快速入門，又能讓他們不斷創新，進一步培養研究生的創新興趣。本課題的培養方法可以很方便簡潔地推廣到其他學科，提高其他學科研究生的創新能力和創新興趣。

2基于科研案例指導的研究生創新能力培養

給自己的研究生確定科研任務，圍繞此任務的基本知識點進行國內外文獻調研，在此基礎上針對經典的論文里的理論模型或具體的實驗方案進行案例指導。進行科研案例指導主要有三個環節:1)深度剖析經典案例，揭示專業基礎知識與解決問題思路或創新點之間的內在聯系;2)明確基礎知識的提升方向;3)提升知識遷移、信息加工及頓悟學生能力。第一個環節是導師的關鍵工作，是展示本專業在解決實際問題方面的重要應用，提高學生學習和科研興趣的重要環節，如果切實提高了學生的學習和研究興趣，第二和第三環節的進行就具備內在的動力。第一環節學習在認識本專業，喜愛本專業，并立場做好本專業的同時自然就會根據自己目前基礎的不扎實進行相應的補足。然而第三環節也就是創新能力培養最關鍵的一環卻需要在導師的指導和學生的勤奮努力下，在不斷的科研實際工作中一步步地提高。下面對第三個環節進行進一步分析。1)知識遷移。研究生通過自學由導師篩選的經典論文案例、自主分析此論文案例之后與導師進行討論，挖掘出這一過程所運用的基礎理論和方法與此經典論文案例中解決問題的辦法內在聯系。在這一過程中，學生將基礎理論知識與實際問題的解決方案聯系起來而生成學生的親身經驗，從而逐步提高自己分析解決問題的能力。這些經驗使學生頭腦中的孤立分離的知識逐漸與解決類似問題的思考策略與順序聯系起來。2)信息加工。在論文案例指導中，案例來自工程實際，能夠激發其探索的興趣，同時又是各方面基礎知識的一個綜合，需要學生將各方面基礎知識和理論在案例的情境中練習與運用，從而將以命題形式保存在學生頭腦中的原理、原則和方法、技巧等知識通過論文案例學習轉化為解決實際問題的技能，即形成保存在學生頭腦中的生產式系統。3)頓悟學習。案例指導重視討論，在討論過程中導師運用案例中富有啟發性和興趣性問題，激發學生發表自己的看法，有效減輕了學生學習被動性特別是對記憶的過分依賴，促進學生積極思考和推理，使學生從疑到悟。經過幾個經典論文或經典模型案例的指導，學生可以發現自己的不足，看到之前所學知識的力量，激發興趣，彌補不足，能極大地提高學生的創新能力。

3科研案例教學對高年級本科生的培養

科研案例教學可以應用在高年級本科生的創新能力培養方面，在此方面作者具有一些體會。對于大二特別是大三的本科生來說，專業基礎課已結課，部分專業課正在學習之中，適當地進行科研活動不但可以拓展知識面，而且可以激發學習興趣。在了解學生興趣的基礎上，結合適當的科研案例對高年級的本科生進行科研訓練和培養，可以在1年～2年的時間里使這些本科生達到研究生的科研水平，這樣對于他們進一步深造和將來工作具有很深刻的意義。在科研案例教學的引導下，學習成績較好(普通211院校專業前35%)的學生經過一年的努力，不但能使自己的能力有一個較大幅度的提高，而且有可能發表SCI收錄論文。他們如果大四要進行保研，也很受導師的歡迎。

4應用實例

暖通和能動專業都在研究傳熱和傳質，強化傳熱、能動專業有制冷方向，但暖通專業是制熱。目前，這兩個專業做CFD數值模擬或自編程數值模擬的很多，數值計算能力也是研究生入學和科研或本科直接就業所必備的一種能力。作者根據專業實際情況，在大三學生中進行了實踐，分別對三名大三學生布置了三方面的科研任務———譜色測溫求解算法，多孔介質內流動傳熱的LBM模擬和液氮在煤多孔介質內的流動和換熱特性研究。譜色測溫采用彩色測溫的基礎原理及單色簡化算法為案例對學生進行了分析，經過一名本科生半年多探索在《光譜學與光譜分析》一篇。LBM采用何院士的頂蓋驅動流為案例進行了講解，學生通過這個案例不但深化了對LBM的認識，而且自己通過方案查找，寫出多孔介質內兩相流的LBM程序，論文正在投稿中。對于液氮在煤多孔介質內流動的是實驗研究，作者以發散冷卻實驗為案例對其進行基礎知識和實驗方法的培養，目前這個實驗臺已經由該生搭建好，實驗正在進行中。這名學生通過課余時間的學習，夯實了科研基礎，目前三名學生均已經得到了浙江大學的直博指標。

5結語

本文在對分析案例教學和提高研究生創新能力進行分析研究的基礎上，結合自身在能動和暖通專業的教學實際提出了基于科研案例指導的研究生創新能力培養方案，該方案不但實用于研究生創新能力的培養，也可以對高年級本科生進行科研訓練，以提高他們的創新能力和科研興趣。進行科研案例指導主要有三個環節:1)深度剖析經典案例，揭示專業基礎知識與解決問題思路或創新點之間的內在聯系;2)明確基礎知識的提升方向;3)提升知識遷移、信息加工及頓悟學生能力。三個環節可以相互促進，對研究生或高年級本科生創新能力的培養具有重要意義。

參考文獻:

［1］馬躍良．加強創新教育培養提高研究生的創新能力［J］．中國校外教育(理論)，2008(10):30-48．

［2］鄧義江，李芳云．加強導師隊伍建設，提高研究生創新能力［J］．科技信息(科學教研)，2008(11):10-11．

［3］周娟．科研實踐是提高研究生創新能力的有效途徑［J］．湖北師范學院學報(哲學社會科學版)，2009(3):122-123，129．

［4］韓斌，陳維曾．如何培養和提高研究生的創新能力［J］．華北電力大學學報(社會科學版)，2000(1):75-76．

［5］肖健梅，王錫淮．提高研究生創新能力對策研究［J］．教育教學論壇，2015(11):223-224．

［6］董發昕，王振軍，孫偉，等．拓寬研究生的實驗技能，提高研究生的創新能力［J］．實驗技術與管理，2012(2):148-149．

［7］袁青，童明波．修訂研究生培養方案提高研究生創新能力［J］．文教資料，2008(8):176-177．

［8］劉新亞，柯瑜，宣江雷，等．把握研究生創新能力培養特點，努力提高研究生創新能力［J］．中國醫藥導報，2011(26):122-124．

［9］楊光富，張宏菊．案例教學:從哈佛走向世界———案例教學發展歷史研究［J］．外國中小學教育，2008(6):1-5．

作者：辛成運 單位：中國礦業大學電力工程學院