崔學(xué)榮， 曹愛請， 李　娟， 吳春雷

(中國石油大學(xué)(華東) 計算機(jī)與通信工程學(xué)院， 山東 青島　266580)

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研究性教學(xué)模式在實驗教學(xué)方法改革中的應(yīng)用

崔學(xué)榮， 曹愛請， 李娟， 吳春雷

(中國石油大學(xué)(華東) 計算機(jī)與通信工程學(xué)院， 山東 青島266580)

論述了研究性教學(xué)模式在本科實驗教學(xué)方法改革中的具體實踐，主要是通過課內(nèi)實驗、課外實驗、網(wǎng)絡(luò)平臺、考試方法等4個方面的綜合改革，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、解決問題的能力和團(tuán)隊協(xié)作能力，以及學(xué)生對未來社會的適應(yīng)能力。

研究性教學(xué)； 實驗教學(xué)； 教學(xué)方法改革； 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

教育部《關(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見》(高教30條)中明確提出:“創(chuàng)新教育教學(xué)方法，倡導(dǎo)啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式教學(xué)”。2005年9月教育部以立項形式建立清華大學(xué)、北京大學(xué)、中國科技大學(xué)等15個研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的研究與示范工程，開始探索適合我國高校的研究性教學(xué)方法和模式，以促進(jìn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。

研究性教學(xué)是指在教學(xué)過程中要求學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，在一定的教學(xué)情境中，通過以“自主、探究、合作”為特征的學(xué)習(xí)方式主動發(fā)現(xiàn)和解決問題，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、深入的探究并進(jìn)行小組合作交流，從而較好地培養(yǎng)學(xué)生獲取知識的能力的一種教學(xué)模式，該教學(xué)過程強(qiáng)調(diào)的是師生之間的互動與研討。研究性教學(xué)已經(jīng)被國際一流大學(xué)證明是改善教學(xué)質(zhì)量的有效途徑和方法，近幾年日益受到高校和教育管理部門的重視。

研究性教學(xué)在國內(nèi)大學(xué)各層次教學(xué)中正逐步開始研究并進(jìn)入實施[1-4]，在實踐教學(xué)中實施研究性教學(xué)改革也進(jìn)行了一定的研究和嘗試[5-7]。開展研究性教學(xué)與學(xué)習(xí)是提高大學(xué)生創(chuàng)新能力、實現(xiàn)教學(xué)與科研相結(jié)合的必然選擇[8]，是探索以學(xué)生為中心、面向?qū)W生自主學(xué)習(xí)與科學(xué)研究的新的教學(xué)模式，有利于推進(jìn)人才培養(yǎng)模式的進(jìn)一步改革。實施研究性教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、解決問題的能力和團(tuán)隊協(xié)作能力，以及學(xué)生對未來社會的適應(yīng)能力。研究性教學(xué)已經(jīng)成為歐美國家綜合性實踐類課程的主要教學(xué)方法[9]。

然而，目前研究性教學(xué)還存在一些問題[10-12]，本文將從實驗教學(xué)方法的改革入手，重點(diǎn)介紹將研究性教學(xué)模式應(yīng)用在課內(nèi)實驗、課外實驗，網(wǎng)絡(luò)平臺、考試方法4個方面。

1　課內(nèi)實驗，學(xué)生參與

課內(nèi)實驗改革的重點(diǎn)應(yīng)是穿插“學(xué)生參與”、激發(fā)學(xué)生課下學(xué)習(xí)的“主動性”和增加課堂教學(xué)的“生動性”。課內(nèi)實驗教學(xué)方法的改革，將循序漸進(jìn)地探索增大學(xué)生參與講解實驗的時間，由原來教師講授實驗為主，轉(zhuǎn)變?yōu)榻處熤v授、學(xué)生參與講授、演示或討論穿插進(jìn)行的方式，內(nèi)容以前沿性和熱點(diǎn)性的學(xué)術(shù)或工程案例為核心。組織學(xué)生討論和研究，不僅可以增強(qiáng)學(xué)生課外學(xué)習(xí)的主動性及課內(nèi)教學(xué)的“生動性”，同時也增加了教師與學(xué)生交流的時間。

(1) 精品文章推薦。要求學(xué)生課下從CNKI、ISI Knowledge、Engineering Village等選擇一篇與課程相關(guān)的論文進(jìn)行精讀，在課上講解?？蒲信d趣濃厚的學(xué)生可以選擇理論深度較強(qiáng)的論文，科研興趣不強(qiáng)的學(xué)生可以選擇具體工程領(lǐng)域應(yīng)用方面的論文。這樣，不同層次不同興趣的學(xué)生各得其所。同時，由于時間關(guān)系，如果每個學(xué)生都上臺講解可能時間不夠，可以采用首先組內(nèi)講解，然后組內(nèi)推選講解效果最好的學(xué)生進(jìn)行班級講解，班級再選擇效果最好的學(xué)生進(jìn)行課堂講解。因此最后課堂講解的應(yīng)該是質(zhì)量最高的文章。

(2) 典型應(yīng)用案例演示。要求學(xué)生課下選擇一個與課程緊密相關(guān)的工程案例或者自己完成的復(fù)雜的實驗，在課堂演示并講解。同樣可以采用“組內(nèi)初選—班內(nèi)優(yōu)選—課堂內(nèi)精選”的方式進(jìn)行。

(3) 非典型錯誤調(diào)試。調(diào)試錯誤是實驗所需的一種基本能力，在某種程度上講，其考查學(xué)生能力勝過做實驗本身。調(diào)試實驗錯誤能夠充分讓學(xué)生將所掌握的知識發(fā)揮出來，考查自己解決問題的能力以及學(xué)習(xí)知識的能力。因此，可以選擇一些學(xué)生在實驗過程中產(chǎn)生的一些非典型錯誤，讓學(xué)生在課上演示、講解。

(4) 科技競賽中的應(yīng)用?？萍几傎愒诖髮W(xué)生科技能力訓(xùn)練中起著非常重要的作用，因此教師應(yīng)積極引導(dǎo)。例如，在計算機(jī)學(xué)科中，ACM國際大學(xué)生程序設(shè)計競賽是全球性的科技比賽，其中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法占有非常重要的地位，因此可以邀請參加ACM大賽獲獎的學(xué)生選擇部分題目結(jié)合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法這門課的知識點(diǎn)，講解其在ACM大賽中解決問題的具體應(yīng)用。

課內(nèi)實驗學(xué)生參與的內(nèi)容，具有“臺上一分鐘，臺下十年功”的作用，學(xué)生在準(zhǔn)備課上講授、討論內(nèi)容的同時，需要在課下主動地去準(zhǔn)備、學(xué)習(xí)、探究大量的內(nèi)容。課堂中，強(qiáng)調(diào)師生互動和學(xué)生主動參與，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，自由討論，實現(xiàn)教與學(xué)互動，活躍課堂氣氛，以充分調(diào)動學(xué)生的積極性，提高課堂學(xué)習(xí)效率。通過這些案例也培養(yǎng)學(xué)生對課程的興趣?！芭d趣是第一動力”，學(xué)生有了興趣才會調(diào)動起學(xué)習(xí)的積極性，變被動為主動，尤其對于一些理論性較強(qiáng)的實驗課而言，學(xué)生的興趣尤為關(guān)鍵，這樣才能形成良性循環(huán)。

2　課外實驗，團(tuán)隊模式

課外實驗改革的重點(diǎn)應(yīng)是改革學(xué)習(xí)小組組織方式，促進(jìn)課下的互助互學(xué)。僅靠課內(nèi)實驗以及教師課內(nèi)的講授，對學(xué)生掌握知識、靈活運(yùn)用知識解決問題是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，學(xué)生解決問題的能力更多的是在課下獲得的，因此，需要學(xué)生在課下能夠“互助互學(xué)”。學(xué)習(xí)小組是一種很好的組織方式，但是傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)小組存在一定的“偷懶”現(xiàn)象，為此應(yīng)改革學(xué)習(xí)小組組織、運(yùn)行、考核機(jī)制，形成互助互學(xué)、科學(xué)評價、組間交流的新模式，真正促進(jìn)學(xué)生課堂內(nèi)外的“互助互學(xué)”。

(1) 小組的產(chǎn)生方法。首先，分組時要求組內(nèi)學(xué)生能力要有層次，小組內(nèi)部具有傳幫帶的團(tuán)隊精神，小組間具有競爭意識。放手完全讓學(xué)生選擇小組成員，學(xué)生肯定會強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，那么剩下能力較弱的學(xué)生會有自卑感或者干脆放棄，這樣肯定達(dá)不到想要的教學(xué)效果。因此需要有一定的規(guī)則：開課初期，根據(jù)學(xué)生先修相關(guān)課程的成績，每個班選定最高成績的幾個人作為小組組長，再選定成績最差的同樣多的人分配到小組中(成績最高的搭配成績最差的，以此類推)，剩下的組員自由組合，每組4～6人。

(2) 小組的運(yùn)行機(jī)制。每個小組選擇1～2名動手能力強(qiáng)的學(xué)生作為實驗輔導(dǎo)志愿者。要求這些“小助教”必須在實驗前完成本次實驗任務(wù)，實驗課上如果同學(xué)有問題，要先幫助同學(xué)解決問題。當(dāng)學(xué)生遇到難以解決的問題時，輔導(dǎo)教師再給予指導(dǎo)。通過幫助同學(xué)解決問題，避免了部分學(xué)生“懶于羞于”問老師的情況，解決的問題增加了幾倍，有效地提高了這部分學(xué)生的動手能力，同時也提高了其他學(xué)生的實驗效率。為了避免有人偷懶不學(xué)，同時也實現(xiàn)組內(nèi)學(xué)生的督學(xué)，可以選定某次測試組內(nèi)所有成員的平均分作為每個組員的成績。

(3) 小組的考核方法。考核方法是一個指揮棒，可以影響學(xué)生積極性的發(fā)揮，可以采用以下多種考核方式：給小組賦分(S)，然后小組內(nèi)根據(jù)每個人的貢獻(xiàn)度(Pi,∑Pi=1)獲得相應(yīng)的分?jǐn)?shù)(S×Pi)；給小組賦分(S)，小組內(nèi)每個人得分為S；將小組內(nèi)所有人得分的平均值，作為本次測試每個人的最終得分。

3　網(wǎng)絡(luò)實驗平臺，資源共享

網(wǎng)絡(luò)實驗平臺改革的重點(diǎn)應(yīng)是積累學(xué)生學(xué)習(xí)、研究的成果，豐富教學(xué)資源、促進(jìn)課程的可持續(xù)發(fā)展。

3.1教師教學(xué)資源的共享

(1) 基本資源?；举Y源指能反映實驗教學(xué)思想、實驗內(nèi)容、實驗方法、實驗過程的核心資源，包括實驗介紹、實驗大綱、教案或演示文稿、重點(diǎn)難點(diǎn)指導(dǎo)、參考資料和重難點(diǎn)教學(xué)錄像等反映實驗教學(xué)活動必需的資源。

(2) 拓展資源。拓展資源指反映課程特點(diǎn)，應(yīng)用于各實驗教學(xué)與學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，支持實驗教學(xué)和學(xué)習(xí)過程，較為成熟的多樣性、交互性輔助資源，例如案例庫、專題實驗講座庫、實驗素材資源庫，以及演示/虛擬/仿真實驗實訓(xùn)(實習(xí))系統(tǒng)、學(xué)習(xí)和交流工具及綜合應(yīng)用多媒體技術(shù)建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)實驗課程等。

3.2基于時間片的移動學(xué)習(xí)

根據(jù)艾賓浩斯記憶曲線，及時地將學(xué)生要復(fù)習(xí)的實驗內(nèi)容零碎地推送到學(xué)生的手機(jī)上，讓學(xué)生在手機(jī)上利用短暫的時間片在規(guī)定的時間內(nèi)完成相應(yīng)題目，達(dá)到及時復(fù)習(xí)鞏固實驗內(nèi)容、方法和原理的目的。

3.3學(xué)生成果的共享

鼓勵學(xué)生撰寫科技論文、完成實驗演示相關(guān)內(nèi)容、申請軟件著作版權(quán)，并歷年累計，不斷豐富，可持續(xù)發(fā)展。

(1) 優(yōu)秀實驗效果展示。采用個人申報、學(xué)生評選的方式，每次實驗將評選最優(yōu)秀的5份實驗，作為樣板放到優(yōu)秀實驗展示庫里，這樣既促進(jìn)學(xué)生主動去優(yōu)化實驗，也可以將其智慧延續(xù)到以后各級學(xué)生中。

(2) 撰寫科技論文。低年級學(xué)生對于發(fā)表論文有一種恐懼心理，可以摘錄一些應(yīng)用型科技論文給學(xué)生學(xué)習(xí)，啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生知道發(fā)表論文也并不是很難的事情，鼓勵學(xué)生對實驗進(jìn)行總結(jié)、改進(jìn)、提高，發(fā)表相關(guān)科技論文。

(3) 完成實驗演示。讓學(xué)生自己制作各類實驗效果演示文件，這樣可以使抽象的知識形象化，使學(xué)生自己以及觀看演示的學(xué)生更深刻地理解要掌握的知識，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。

(4) 申請專利或軟件著作版權(quán)。要求學(xué)生在課程實踐環(huán)節(jié)獨(dú)立完成的實驗具有一定創(chuàng)新性，對能夠申報專利或軟件著作權(quán)的，給予平時成績加分的獎勵。

4　考試方法，過程性評價

在研究性教學(xué)過程中，課程考核應(yīng)改變“一考定輸贏”的格局，使學(xué)生能夠在平時自覺地為自己加壓，認(rèn)真對待每一個實驗?zāi)K。較大比例的平時成績使學(xué)生在研究性教學(xué)中積極主動參與到小團(tuán)隊的探討研究中，以便爭取更好的表現(xiàn)，課堂氣氛也將會更活躍。評價指標(biāo)要由原來單一的知識技能測評轉(zhuǎn)向?qū)W(xué)生在研究性教學(xué)過程中展現(xiàn)出的知識能力和態(tài)度等綜合素質(zhì)的測評，應(yīng)實現(xiàn)課堂教學(xué)、實踐教學(xué)、研究性教學(xué)三方面多維的過程化評價，通過實時度量、實時監(jiān)控、實時反饋、實時預(yù)警、實時調(diào)控、實時指導(dǎo)實現(xiàn)學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)的“最大化”。對學(xué)生的評價應(yīng)包括書面實驗報告、實驗課題研討、小組討論、競賽、論文、專利、軟件版權(quán)等，以及貫穿課程始終的過程化綜合評價。

例如，“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法實驗”這門課的評價方法：總成績=期末上機(jī)成績×60%+平時上機(jī)考試成績(3次)×15%+Max(上課研討×10%,軟件版權(quán)×10%)+上機(jī)作業(yè)×5%+(小組成績×4%+組長賦分×3%+組內(nèi)互評×3%)+課程之星競賽(附加分)。其中，課程之星競賽利用實驗時間，進(jìn)行2～3次的課程之星競賽活動。在最短的時間內(nèi)能夠正確完成規(guī)定功能的程序編碼的前5名學(xué)生授予“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之星”的榮譽(yù)稱號，平時成績加5分。

5　結(jié)語

研究性教學(xué)不僅要在理論教學(xué)中應(yīng)用，在實踐教學(xué)中同樣也需要引入并加以推廣。在“課內(nèi)實驗”中應(yīng)強(qiáng)調(diào)“學(xué)生參與”，以激發(fā)學(xué)生課下學(xué)習(xí)的“主動性”和課堂教學(xué)的“生動性”；在“課外實驗”中應(yīng)強(qiáng)調(diào)改革學(xué)習(xí)小組組織方式，促進(jìn)課下的互助互學(xué)；在“網(wǎng)絡(luò)平臺”建設(shè)中應(yīng)強(qiáng)調(diào)積累學(xué)生學(xué)習(xí)、研究的成果，豐富教學(xué)資源、促進(jìn)實驗教學(xué)的可持續(xù)性發(fā)展；在“考試方法”中應(yīng)強(qiáng)調(diào)過程性評價，促進(jìn)學(xué)生平時成績的積累。在實驗教學(xué)中應(yīng)用研究性教學(xué)模式，既能培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題的能力；既能使學(xué)生掌握系統(tǒng)、扎實的基礎(chǔ)知識，又能培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力，克服了接受性教學(xué)的缺陷。

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Application of research-oriented teaching mode in reform of experimental teaching methods

Cui Xuerong, Cao Aiqing, Li Juan, Wu Chunlei

(College of Computer and Communication Engineering, China University of Petroleum (East China), Qingdao 26580, China)

This paper talks about the practice of research-oriented teaching model in the reform of undergraduate experimental teaching method, mainly through the following four aspects of the comprehensive reform: teaching experiments, extracurricular experiments, network platform and examination methods. The proposed research-oriented teaching methods in experiments may stimulate the students’ learning initiative, improve their learning ability, innovation ability, solving problem ability and the team cooperation ability, and then the students may adapt to the future society.

research-oriented teaching; experimental teaching; reform of teaching method; network teaching

DOI：10.16791/j.cnki.sjg.2016.01.046

2015- 06- 30修改日期：2015- 07- 29

教育部—西門子產(chǎn)學(xué)合作專業(yè)綜合改革項目(2014-6)；教育部文科大學(xué)計算機(jī)教學(xué)改革項目(2014-A117)；中國石油大學(xué)(華東)研究性課程教學(xué)改革項目(YK201415)

崔學(xué)榮(1979—)，男，山東萊陽，博士，副教授，主要從事研究性教學(xué)、過程化教學(xué)、無線定位技術(shù)等領(lǐng)域的研究．

E-mail：cuixuerong@163.com

G642.0

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1002-4956(2016)1- 0176- 03