杨炜伟 吴丹 杨文东 吴恒 管新荣
[摘 要]通信类研究生的专业课程大多具有多学科融合的特征，教育教学模式需要体现多学科融合理念。鉴于此，文章在建构主义学习理论指导下，综合考虑通信类研究生专业课程的多学科知识交叉融合、科研实践与教学内容紧密结合等特征，通过优化教学内容、创新教学方法，构建并实践了一种多学科融合视域下通信类研究生专业课程教学新模式，取得了良好的教学效果，为军队院校通信类研究生的能力培养提供了一种可借鉴的方式。
[关键词]多学科融合;专业课程教学;教育教学模式
[中图分类号] G643 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2022）04-0205-03
研究生教育作为军队院校教育的最高层次，担负着培养高素质、专业化、创新型人才的重任，是军队高层次人才培养的主阵地。然而，随着军校教育转型、编制体制调整、研究生来源和培养目标定位等诸多方面的改变，部分军校在研究生教育教学中也暴露出一些不可忽视的问题，如重学术轻技能、重理论轻实践、重科研轻教学，以及对跨学科知识和能力的重视不够等。这在一定程度上造成了部分研究生知识迁移能力弱、科研实践能力不强、创新能力弱等一系列实际问题，而这些问题极易导致个人心态失衡、人才难以满足单位用工需求的现象发生，造成部分研究生步入工作岗位后在部队“干不好、用不了、走不了”的尴尬局面。其中原因具体分析如下：首先，军校研究生毕业后工作内容和就读期间的研究方向不一定对口，如果不具备多学科融合构建的知识体系，知识迁移能力弱，其将难以快速完成从研究方向专业能力到工作岗位任职能力的迁移匹配，很难在单位踢好“头三脚”。其次，部分研究生在学期间没有经过严格的科研素养培训，科研实践能力不足，分析、思考和解决实际问题的能力缺乏，工作后很难获得单位和同事的认同。再次，部分研究生知识结构较为单一，创新能力弱，在从事学科交叉领域工作时捉襟见肘，逐渐沦为平庸。
从通信类研究生培养现状来看，在专业课程教学中多学科融合意识不足是造成这种不利局面的诱因之一。一方面，通信类研究生课程知识体系构建大多需要多学科交叉融合，常常涉及数学、信息工程、经济学（如博弈理论）、计算机科学（如机器学习、深度神经网络）等多学科的知识，而传统课程教学内容设计往往对多学科融合重视的力度不够，学科壁垒明显。例如，数学类课程内容只讨论了数学方法，通信类课程或重原理而脱离前沿发展，或重工程而欠缺数学的严密性。另一方面，在课程教学方法运用上很少体现多学科融合理念，教学手段本科化，考核方式刻板僵化，既无法应对军校研究生来源广泛、学科背景复杂多样的现状，也没有达成引导学生在科研实践中锤炼综合能力的目标。
因此，文章针对当前军校通信类研究生知识迁移能力、科研实践能力和创新能力培养乏力的困境，从建构主义学习理论视角出发，综合考虑通信类研究生专业课程中多学科知识交叉融合、科研实践与教学内容紧密结合的特征，以研究团队承担的无线通信中优化理论与应用、现代移动通信、无线物理层安全专题等研究生专业课程为载体，通过优化教学内容、创新教学方法，构建并实践多学科融合视域下通信类研究生专业课程教学新模式，促进研究生知识迁移能力、科研实践能力和创新能力的有效提升。
一、建构主义学习理论指导下的多学科融合教育教学理念
建构主义学习理论强调学生学习的主动建构性、情境性和社会互动性，主张教学应为学生提供真实、复杂的问题情境，开展情境性教学和探究式学习，打破学科界限和基本结构，强调学科交叉与综合[1]。从构建主义学习理论的视角来看，研究生专业课程不仅在教学内容上大多具有多学科融合的特征，而且在教学手段运用上需要强调多种教学方法的交叉互补，因此在教育教学模式上体现多学科融合理念势在必行。
多学科融合视域下跨学科研究和教育模式改革兴起于20世纪60年代，它强调多个学科间的交流互动和整合渗透，提炼课程知识的研究问题和研究方法，创新教学模式，这对于提高学生创新能力及解决复杂问题的能力非常重要。麻省理工学院将科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）进行跨学科整合，形成独特的STEM 跨学科研究生培养模式，成就了“世界理工大学之最”“全球高科技和高等研究的先驱领导大学”等美誉[2]。李强、季更生、屠洁等研究了地方工科高校多学科融合研究生培养模式[3]。伍冯洁、黄文恺提出了一种基于多个学科融合的跨学科创新工程实践教学新方法[4]。黄旭、蒋云良、顾永跟结合物联网工程专业建设实际，从教学体系建设、教师教学能力建设、实验室建设等方面，系统地阐述了多学科融合教学的具体方法[5]。这些成果为通信类研究生专业课程教学改革提供了有益的借鉴和参考。
二、多学科融合视域下专业课程教学改革与实践
借鉴建构主义学习理论和多学科融合教学理论，考虑到军校研究生在来源、学时、培养需求等方面的特殊性，以及在知识迁移能力、科研实践能力和创新能力培养方面存在的现实问题，研究团队从承担的通信类研究生专业课程改革建设入手，突出建构主义学习理论指导下的多学科融合教育教学理念，在教学内容和教学方法等方面进行了深入研究和實践。
（一）课程教学内容改革
在构建主义知识观的指导下，秉承多学科融合、科研促教的理论，优化课程教学内容是多学科融合视域下专业课程教学改革的基础。其核心思路是，根据最新国内外专业态势找准课程定位，融合科技前沿和教学团队最新科研成果充实讲授内容，构建“理论阐述精选精讲、实例分析紧贴前沿”的教学内容改革方法，体现系统性、实用性和新颖性的教学内容架构，并逐步形成相应的教材体系。
以无线通信中优化理论与应用课程为例，该课程内容涉及应用数学、通信工程、经济学（博弈理论）、计算机科学（机器学习、深度神经网络）等多学科知识。在教学大纲设计及教学内容选择时，充分考虑了凸优化理论、博弈理论、机器学习和深度神经网络等在无线通信中的应用，将最前沿的优化理论和方法纳入课程教学中。一方面，紧跟技术前沿，通过文献研读和专题，及时把国内外最新成果引入课堂，在保证课程内容系统、完整的基础上，突出研究生专业课程的前沿性和领先性。另一方面，以教学团队最新科研成果充实讲授内容，促使课程教学内容能够体现现实科研情境和真实、复杂的问题情境，具体做法如下。
1.虽然现有的研究生课程并不缺乏相对应的数学理论课程，但其仅涉及一种或一类优化理论知识，且主要强调对数学概念、原理的深入理解，不仅受众面较窄，而且造成了工科研究生在其课题研究中的思维差距和运用藩篱。为此，确立该课程的性质和地位，通过理论阐述精选精讲、范例分析紧贴实际，确保教学内容在组织编排上的循序渐进，从而引导研究生对无线通信的优化方法及应用形成全局性的把握和深层次的理解。从相关基础理论介绍、重要算法设计与分析、实际案例讲解与探讨等角度依次展开，通过问题驱动的原理讲授、经典问题分析、热点前沿专题讨论、仿真再现等多样灵活的授课方式，以期形成独具特色的课程教学模式，促进研究生求实创新精神的培养以及学习自主性和解决问题能力的提高。
2.在借鉴国内外信息与通信工程领域研究生课程教学的成功经验的基础上，通过不断改善和优化知识结构，以实现教学内容的实用性和系统性。同时，充分发挥教学团队成员在科研上的优势作用，时刻把握无线通信的热点问题和前沿应用，兼顾理论性和新颖性，力求在不牺牲分析深度和数学严密性的前提下系统、完整地介绍常用的优化理论和方法。通过该课程的学习，学生能够建立相对完整的最优化理论与方法的知识框架，把握移动通信前沿热点与最优化应用领域的关联规律，掌握运用优化理论与方法对实际问题建模和分析的基本方法和思路，从而为后续从事无线通信方面的工作奠定必要的理论基础和技能。
3.及时凝练教学团队自身的科研成果，融入课堂教学。尤其注重以下几个方面的改进：一是从网络优化工程师的角度，阐述优化方法论在实际网络优化过程中的应用及效果;二是专注于移动通信网络的优化与应用，阐述提升网络质量的方法及实施中的诸多思考;三是拓展传统优化课程的教学范畴，对当前的学术研究热点进行深入分析。
（二）课程教学方法改革
教学团队针对通信类研究生专业课程多学科知识交叉融合、科研实践与教学内容紧密结合的特征，以构建主义教学观为指导，深入实施科研问题引导下的研讨式教学，拓展合作学习模式下案例教学的宽度和广度，强化课程教学和论文研究相结合，从多个环节构建综合课程考核方式，在现实科研情景和合作学习模式下实现研讨式教学、案例式教学、自主学习等多种教学方法融合。以无线通信中优化理论与应用课程为例，具体做法如下。
1.强调实际科研问题牵引下的研讨式教学。教学团队注重讲授法、讨论法、任务驱动法、自主学习法等教学方法的相互融合与补充，在合作方式下的研讨式教学中培养学生的能力。具体包括：（1）寻求数学科学与无线通信技术两者之间的契合点。一方面，对教材中涉及的理论与算法，根据其抽象与难易的程度进行区别对待;另一方面，及时补充最优化学科的最新进展和无线通信领域的前沿应用。（2）课题探讨与课堂讨论相结合，教员以专题的形式布置探究性的学习任务，学员查阅资料，通过单独讲解、集中讨论等形式对知识体系进行完善。（3）激励研究生的学习自主性，通过PPT汇报、仿真再现和报告撰写等形式，锻炼其分析问题、解决问题等实际运用能力。（4）充分采用更多的网络协作教学、多媒体辅助教学等手段，实现授课方式灵活多样，营造轻松融洽的教学氛围。
2.强调自主探索和合作学习结合的案例式教学。教学团队以实际工程和科研案例为基础，引导和激励学生通过自主学习、合作学习，在原有的知识经验上构建出新的知识，强化研究生的科学思维和学习方法。在此过程中，教师实时倾听学生对优化问题的理解、对优化方法的思考，以丰富的理论知识和工程实践经验，引导学生的自主探索和合作学习沿着正确的方向进行。
3.强调考核方式的多元化，结合多个维度评价研究生的综合能力。课程成绩应包括文献阅读、问题研讨、笔试考核、论文发表、工程实践等，同时融入自我评价和同伴互评，力求能够对学生的新知识获取能力、知识迁移能力、分析能力、实践能力、创新能力和合作能力等进行全方位的综合评价。课程考核体系除关注基础原理、基础算法和基本技能外，还要重点考查知识的综合运用能力和创新能力。
（三）教学实践成效
近年来，研究团队以所承担的无线通信中优化理论与应用、现代移动通信、无线物理层安全专题等研究生专业课程为载体，实践建构主义学习理论指导下的多学科融合教育教学理念。特别地，以多学科融合、科研促教思想为引领，扎实推进“理论阐述精选精讲和实例分析紧贴前沿”的教学内容改革，课程内容兼顾系统性和前沿性，突出专业学习和研究的适用性，形成了符合军校通信类研究生创新能力培养要求的教学内容架构。在现实科研情景和合作学习模式下实现多种教学方法的融合增效，从多个环节构建综合课程考核方式，不断突出学生的主体地位，强化学生的自我教育功能，这种方式普遍受到学生的好评。许多研究生以课程内容为基础，结合最新的前沿动态，凝练形成自己的研究方向，其学位论文开题成功率达100%;部分研究生通过课题探讨与课堂讨论，找到了创新研究内容，并在高水平期刊上发表了10余篇论文。此外，一些研究生将课程所学应用于全国研究生数学建模竞赛等活动中，多人次获得全国奖项。
三、小结
文章面向高素质、专业化、创新型军事通信领域人才培养需求，以建构主义学习理论和多學科融合教学理论为基础，着力解决当前军队院校通信类研究生能力培养方面的痛点问题，从教学内容和教学方法等方面研究和实践了一种多学科融合视域下通信类研究生专业课程教学的新模式，这种模式能够有效提升研究生的知识迁移能力、科研实践能力和创新能力，教学实践成果丰硕。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 全国十二所重点师范大学.教育学基础[M].北京：
教育科学出版社，2008.
[2] 刘潇濛. 美国麻省理工学院STEM研究生培养模式研究[D]. 保定：河北大学，2018.
[3] 李强，季更生，屠洁，等. 地方工科高校多学科融合研究生培养模式初探[J]. 轻工科技，2014（10）：139.
[4] 伍冯洁，黄文恺. 基于多学科融合进行创新工程实践教学改革初探[J]. 教育教学论坛，2015（40）：106-107.
[5] 黄旭，蒋云良，顾永跟. 物联网工程专业建设中多学科融合的探索与实践[J]. 高等工程教育研究，2016（2）：
86-90.
[责任编辑：李香莲]