陶愛峰 　秦淑芳　楊小慶 王崗 時健

[摘 要]實踐教學作為本科教學體系中的重要組成部分，是培養(yǎng)學生實踐能力與創(chuàng)新能力的關鍵，也是我國高等教育的薄弱環(huán)節(jié)。文章以美國麻省理工學院（MIT）的仿生水下機器人項目為例，介紹了麻省理工學院實踐教學的內(nèi)容及特點。通過對麻省理工學院實踐教學的研究，針對我國高校本科實踐課程與基礎課程的教學現(xiàn)狀，從課程體系、教學模式、課程內(nèi)容三方面提出了實踐課程與基礎課程教學效果的協(xié)同提升機制。

[關鍵詞]教學改革;實踐課程;基礎課程;麻省理工學院

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2022）03-0025-03

2018年6月，時任教育部部長陳寶生在新時代全國高等學校本科教育工作會議上的講話中強調(diào)：“一流本科是建設高等教育強國的根基。只有培養(yǎng)出一流人才的高校，才能夠成為世界一流大學，在‘雙一流建設中要加強一流本科教育?！闭n程是本科教育的基石，建設一流本科，就需要建設好每一門課程[1]?；A課程，旨在向?qū)W生傳授系統(tǒng)的理論知識，提高學生的理論水平，訓練學生的理論思維能力;實踐課程，旨在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐動手能力。基礎課程和實踐課程在高等教育教學過程中起著同等重要的作用。近年來國內(nèi)外各高校對基礎課程和實踐課程都進行了深入探討和教學改革，只有理論與實踐相輔相成，共同促進，才能最大限度地提升教學效果，完成知識向能力的有效轉(zhuǎn)化。

美國麻省理工學院（MIT）作為一所以科技教育為特色的大學，始終注重實踐教育，針對不同年級為學生提供形式多樣的實踐機會，例如新生/校友暑期實習計劃（Freshman/Alumni Summer Internship Program，簡稱F/ASIP）、本科生實踐機會方案（Undergraduate Practice Opportunities Program，簡稱UPOP）、獨立活動期計劃（Independent Activities Period，簡稱IPA）、工程實習項目（Engineering Internship Program，簡稱EIP）、綜合研究項目（Integrated Studies Program，簡稱ISP）等。本文以水下仿生機器人（FishBots）項目為例，分析麻省理工學院的實踐教學的特點，為我國高等教育教學改革提供一定的啟示和借鑒。

一、我國高校本科基礎課程與實踐課程教學現(xiàn)狀

（一）學生的學習主動性有待提升

長期以來，我國高?；A課程大都采用傳統(tǒng)的教學模式，以“教師傳授知識，學生接受理論”的授課形式為主，加之理論知識的枯燥乏味，學生在苦學知識的同時漸漸失去了學習興趣。為了提升理論課程的教學質(zhì)量，國內(nèi)外高校也開展了一系列的教學改革，其中包括線下線上的混合教學模式。各高校利用慕課、國家精品資源共享課程等在線開放課程的完整資源，擴大優(yōu)質(zhì)教育資源的受益面，有效解決了課程內(nèi)容陳舊、師資不足、教學水平低下等問題[2]。同時結(jié)合生講生評、研討辯論、項目探究等多種教學形式，構建“以學為中心”的教學課堂。例如周怡琳[3]、孔志剛、姚燕等為了強化精密機械與儀器課程學習效果，基于北京郵電大學“愛課堂iclass”平臺，建立了線上教學資料庫，學生課前通過平臺接受學習任務并做好預習，課上采用學生講課、教師深化、先練后學等方式，課后利用平臺進行小測驗。但是一方面，由于部分學生的學習自覺性不強，線上課程學習效果無法保證，同時線上線下教學關聯(lián)性不強，二者尚未有機融合，以及在線教學活動無法滿足學生個性化需求等問題，理論課程的教學質(zhì)量并沒有能從根本上得到提升。另一方面，課程忽略學生將知識轉(zhuǎn)化為能力的培養(yǎng)，學生無法用實際操作來檢驗基礎知識的掌握情況，易導致學生對基礎知識的理解浮于表面。并且大部分課程成績僅以期末考試成績作為衡量標準，缺少實踐環(huán)節(jié)的評估，不少學生通過考前突擊便能獲得高分，這都導致教學質(zhì)量和效果不盡如人意[4]。

（二）實踐課程的教學效果有待提升

我國大學教育中仍然存在“重理論、輕實踐”的傾向，實踐課程在整個教學體系中所占比重較小。近年來，隨著國家教學改革的不斷深入，實踐教學越來越受到重視，大多數(shù)高校都單獨設置實踐環(huán)節(jié)，其比例日漸提高。但是就目前而言，許多高校的實踐環(huán)節(jié)大都以驗證性實驗及一般的實習為主，并且仍然以教師為中心，學生進行流程性操作[5]。往往一節(jié)課下來，學生甚至對實驗的內(nèi)容、目的和意義都不了解，無法將所學的理論知識與實驗相結(jié)合，使得實踐課程流于形式，最終導致學生獨立思考、主動實踐的能力普遍較弱。同時，實踐課程與理論課程銜接不緊密，無法做到相互滲透，實踐課程關注點往往放在學生是否能順利完成實驗、儀器的操作是否規(guī)范及數(shù)據(jù)的處理上，而非理論知識點的融會貫通，造成實踐教學脫離理論的支撐，學生難以將知識轉(zhuǎn)化為能力。此外，實踐課程同樣大都僅以最后提交的實驗報告為評分標準，即無法通過學生成績判斷課程的教學效果，實踐課程無法真正起到強化學生對基礎知識的掌握及鍛煉學生綜合能力的作用，實踐教學效果普遍不理想。因此，越來越多的學者對我國高校如何提升實踐教學效果進行了深入探討。例如李明金[6]、楊廣雪[7]、董清風[8]等人從改變實踐教學模式、豐富實踐教學內(nèi)容、完善教學制度、加強教師隊伍建設等方面研究了提高實踐教學質(zhì)量的可行性措施。各高校對實踐教學新模式也進行了研究探討，制訂了一系列完善的實踐課程教學體系、教學大綱、教學計劃等，并形成了一些可行的實踐教學模式。但在實際教學過程中操作仍然存在彈性過大，實踐環(huán)節(jié)比重高卻考核少，實踐方案多但可行性低，實踐環(huán)節(jié)內(nèi)容多但缺乏完善的管理監(jiān)控體系等一系列矛盾，使得實踐教學流于形式或收效甚微[9]。此外，實踐教學改革多從實踐課程體系、課程制度、考核過程監(jiān)督等方面入手，在如何做到將實踐課程與基礎課程有機融合，達到協(xié)同增效方面的研究仍比較少。

二、MIT實踐教學內(nèi)容及特點

（一）仿生水下機器人項目內(nèi)容

在美國麻省理工學院的新生研討會中，學生在學習流體力學課程的同時， 要求以小組合作的形式參加實踐項目， 課程實踐的內(nèi)容是針對仿生水下機器人（FishBots）的設計、建造及測試項目。

整個課程實踐項目，將所學的流體力學概念與理解魚類和仿生水下機器人如何推動自身聯(lián)系起來，圍繞流體力學的學習和仿生海洋機器人的建造，包括以下三個部分的內(nèi)容[10]。

1.為學生提供有關流體力學的基本概念（阿基米德原理、升力、阻力、連續(xù)性、渦旋脫落）的短期課程，并在課程中介紹鰭在產(chǎn)生推力和升力以及運動中的作用，以便學生理解魚類是如何游動的。最后課程以討論現(xiàn)有的麻省理工學院或其他大學實驗室的仿生海洋機器人作為結(jié)尾。

2.所有學生將接受CAD和機器人制造技術的培訓，學習如何運用水下無線電控制（RC）伺服電機、微控制器、3D打印機和激光切割機構建模型，然后針對具體的操作問題，如框架和船體結(jié)構，水下無線電控制伺服系統(tǒng)的機械耦合，以及如何做好電路連接的防水措施進行討論。

3.項目持續(xù)六周，每周進行一次兩小時的會議。在會議中，學生除了接受相關的編程教學，還需匯報每一周的學習進展及研究狀況，并報告后續(xù)任務的安排。在學期結(jié)束時，學生就他們建造的仿生水下機器人進行演示和講解。

在仿生海洋機器人實踐課程中，學生的成績評定基于合作項目得分與個人得分兩個方面，均各占50%。其中：個人出勤率占10%，個人課后作業(yè)完成情況占16%，個人的項目計劃周報占24%，小組的項目計劃書占20%，小組最終成果匯報演示占10%，小組最終項目報告占20%。

（二）麻省理工學院實踐教學特點

1.實踐教學體系科學合理

麻省理工學院遵循系統(tǒng)科學的原理及方法，對實踐教學進行綜合考慮、合理安排，構建適應學科特點的本科實踐教學體系。首先，在整個實踐環(huán)節(jié)中，始終以學生為中心，以活動為中心，例如在仿生水下機器人項目中，除基礎理論知識的講解外，從模型設計到實驗操作，從項目計劃書到最終報告都由學生自主完成，基于在實踐中學習的原則，為學生營造自我體驗、自主學習、自由創(chuàng)造的環(huán)境，讓學生開展基于項目的學習。

此外，學校還有針對性地培養(yǎng)學生的綜合能力，例如制訂項目計劃、實驗設計、撰寫試驗報告和研究報告、課堂匯報與研討、研究成果展示等。其次，在實踐課程考核標準中，并非僅僅依靠學生最終成果進行打分，而是將多種考核點有機地分布并且貫穿于整個教學過程，比如學生的參與度、報告撰寫的質(zhì)量、最終成果的展示等，從思路創(chuàng)新、設計方案、表達溝通和團隊協(xié)作各方面考核學生的實踐能力。并且學生最終成績由小組得分和個人得分構成，通過多階段、多形式的評估方法綜合確定學生的最終成績，從而保證良好的實踐教學效果。

2.實踐課程與基礎課程的滲透融合

麻省理工學院在整個人才培養(yǎng)體系中，始終將理論知識的系統(tǒng)傳授與實踐能力的綜合培養(yǎng)相結(jié)合，既重視理論教學，又強化實踐教學，既注重傳授知識，又強調(diào)能力培養(yǎng)與素質(zhì)提高。麻省理工學院為新生提供形式多樣的研討課，目的在于通過實際操作和參與實驗室的項目讓學生掌握從基礎課程中獲得的理論知識。當學生在枯燥的入門級的科學和數(shù)學課上苦讀時，它可以使學生保持基本的興趣。學生通過基礎課程，奠定了實踐所需的理論基礎;實踐加深了學生對所學知識的理解?；A課程與實踐課程的滲透融合，極大提升了教學的效果，保證了教學的質(zhì)量，使學生成為真正的受益者。

三、MIT實踐教學對我國的啟示

MIT實踐教學本著知識傳授與能力培養(yǎng)相結(jié)合，理論教學與實踐教學相結(jié)合的原則，合理分配基礎課程和實踐課程的比重。一方面，做到兩者教學內(nèi)容的滲透融合，使得理論教學的內(nèi)容在實踐過程中得以驗證，實踐教學的內(nèi)容又受科學理論的指導，理論知識支撐實踐操作，實踐操作服務于理論知識，在強化學生對理論知識掌握的同時，又培養(yǎng)了學生分析問題、 解決問題以及綜合運用學科知識的能力。另一方面，實現(xiàn)基礎課程與實踐課程教學功能的優(yōu)勢互補?；A課程側(cè)重知識點的積累和記憶，突出理論知識的傳授;實踐教學側(cè)重理論知識的應用與綜合能力的提升，有助于學生真正學會知識，學會應用?；A課程與實踐課程的有機結(jié)合，遵循“實踐—認識—再實踐—再認識”這一基本規(guī)律，使兩者的教學效果協(xié)同增效。

目前，我國為了提升基礎課和實踐課的教學效果，采取了一系列措施，包括實踐課程比重的增加、慕課等各種教學手段的豐富、多種教學模式的構建，但是將實踐課程與基礎課程有機融合的嘗試還沒有。通過對麻省理工學院實踐教學的特點分析，筆者針對當前我國高?；A課程吸引力不強、學生掌握知識的程度不夠、實踐課程脫離理論、“走過場”現(xiàn)象嚴重等短板，對實踐課與基礎課教學效果的協(xié)同增效有如下思考。

首先，構建科學合理的課程體系。在保證有扎實的理論教學基礎的前提下，改革現(xiàn)有的課程體系，合理分配實踐課程與基礎課程的比重，使學生能夠有充分的機會將所學的理論知識應用于實踐中，實踐教學要在教學大綱中得以體現(xiàn)，并在學習環(huán)節(jié)及學時上給予保證，這樣才能使理論與實踐緊密結(jié)合。

其次，改變教學模式。我國高校本科教學應向研究型教學模式轉(zhuǎn)變，改變長期以來“教師中心、教材中心和課堂中心”[11]的教學模式，應以學生為中心、以活動為中心，為學生營造能夠獨自思考、自由創(chuàng)新、自主學習的環(huán)境，讓學生在基礎課程中有效鍛煉理論思維能力，在實踐中加強對理論的掌握，做到在做中學，提高學生的綜合素養(yǎng)。并且相應的考核方式應由結(jié)果導向型向過程導向型轉(zhuǎn)變[11]，學生成績不能僅僅只靠期末成績一錘定音，應由各教學環(huán)節(jié)標準和學生實踐能力考核標準決定。

最后，做好基礎課程與實踐課程的交叉、銜接和融合，促進理論與實踐相互滲透。一方面，應加強實踐課程與理論課程之間的整合，加強兩者的聯(lián)系。在整個教學過程中，實踐課程教師與基礎課程教師要有充分的溝通，保證教學內(nèi)容的融合，充分發(fā)揮實踐課程對理論知識點的印證和深化作用，讓學生在實踐中反復鞏固已學理論知識，避免理論與實踐教學內(nèi)容的脫節(jié)。另一方面，要加強實踐與理論教學學段的銜接?；诮虒W的連續(xù)性、順序性原則[12]，應合理安排實踐與理論教學課程的開設順序與開設時間。在教學中堅持既重視理論基礎教學，又強化實踐教學;既注重系統(tǒng)知識的傳授，又強調(diào)實踐能力的培養(yǎng)與綜合素質(zhì)的提高。

四、總結(jié)

基礎課程和實踐課程是教學體系中至關重要的部分，如何協(xié)同提升實踐課程和基礎課程的教學效果，實現(xiàn)知識向能力的有效轉(zhuǎn)化，國內(nèi)院校可以充分借鑒麻省理工學院實踐教學的先進教學理念，優(yōu)化課程體系，轉(zhuǎn)換教學模式，加強過程考核，強調(diào)學生在課程中的主體地位，為提高課程教學效果、培養(yǎng)綜合素質(zhì)型人才奠定堅實的基礎。

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[責任編輯：陳 明]