王 卓,趙慧君,梁寶巖

(中原工學院 材料與化工學院,河南 鄭州 450007)

研究性教學在本科教學實踐中能夠切實增強學生自主學習和創(chuàng)新能力,在高等教育領(lǐng)域廣受關(guān)注。研究性教學不僅是落實科教興國、人才強國和創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的重要舉措,也是加強創(chuàng)新型人才培養(yǎng),加快一流創(chuàng)新生態(tài)構(gòu)建的必然要求。從目標導向的教學活動來講,研究性教學以培養(yǎng)高水平創(chuàng)新型人才為目標,有效促進了學生探究精神和獨立思維能力的發(fā)展,強化了學生理論和實踐相結(jié)合的能力,使學生能夠更好、更快地適應職業(yè)發(fā)展的需要,實現(xiàn)自身價值的最大化。

材料科學與工程專業(yè)是以培養(yǎng)具有多學科交叉、創(chuàng)新能力突出的高素質(zhì)復合型工程技術(shù)人才為首要目標,畢業(yè)生應掌握扎實的專業(yè)基礎(chǔ)知識,較強的工程實踐能力、創(chuàng)新能力和科學研究意識。本文首先闡明了研究性教學的理論內(nèi)涵,進而結(jié)合材料科學與工程專業(yè)的綜合培養(yǎng)方案,從課堂教學設(shè)計、創(chuàng)新實踐活動和教學效果評價等環(huán)節(jié)探討了如何將研究性教學落實在學生培養(yǎng)的全過程中。強調(diào)了研究性教學在學生綜合能力培養(yǎng)方面的重要性和必要性,對于材料科學與工程專業(yè)的課堂、實踐教學設(shè)計和改革等具有一定的指導價值。

1 研究性教學的理論內(nèi)涵

研究性教學是以發(fā)展學生的創(chuàng)新能力為首要目的,具體課題為落腳點,深入分析復雜問題為實踐手段,讓學生在真實情境中培養(yǎng)學習能力、分析和解決問題能力、團隊合作能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力等。因此,研究性教學是以增強學生對未來學習、工作適應能力的教學方法[1]。相較于傳統(tǒng)的呈現(xiàn)性教學,研究性教學并非單純“把問題放在桌面上”,而是將學習和探究活動有機結(jié)合,在解決具體問題的過程中既突出學生的認知發(fā)展,又有效激發(fā)其創(chuàng)新實踐能力,進而實現(xiàn)自身綜合能力的培養(yǎng)。

研究性教學的核心是培養(yǎng)能夠解決實際問題的創(chuàng)新型人才,應將科學研究活動貫穿于人才培養(yǎng)的全部過程,推進科教融合和產(chǎn)教融合,提升學生理論創(chuàng)新和動手實踐能力[2]。在課堂教學中,通過研究性教學能夠激發(fā)學生的創(chuàng)新精神和學習熱情,提高學生的學習效率和學習的深度與廣度。在實踐活動中,研究性教學要求學生運用專業(yè)基礎(chǔ)知識調(diào)研、分析、解決工程實際問題,增強了學生的思維能力、創(chuàng)造力和溝通能力,同時能夠有效培養(yǎng)學生動態(tài)調(diào)整學習策略的能力,養(yǎng)成終身學習的習慣。

2 研究性教學的課程設(shè)計

2.1 創(chuàng)新培養(yǎng)模式

作為貫穿于學生培養(yǎng)全過程、以提升學生創(chuàng)新研究能力為首要目的教學方法,研究性教學更加關(guān)注學生的學習與成長體驗,主張推動發(fā)現(xiàn)學習、深度學習和團隊學習等模式,塑造學生思考、調(diào)研、分析和創(chuàng)新等技能,提高學生解決復雜工程問題的能力[3]。在研究性教學活動中,首要工作是創(chuàng)新研究性培養(yǎng)模式,樹立研究性教育理念,并將其深度融合在通識教育、學科基礎(chǔ)、專業(yè)教育、實踐教育和個性化發(fā)展教育的各個環(huán)節(jié)中,培養(yǎng)具備創(chuàng)新思維和能力的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才。

通識教育課程培養(yǎng)學生掌握科學創(chuàng)新基本理論與途徑,塑造以科學眼光看待學習問題的專業(yè)素養(yǎng);學科基礎(chǔ)課程幫助學生掌握全面的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識,提升對專業(yè)的全方位認知;專業(yè)教育課程在強化專業(yè)基礎(chǔ)的同時強化其在研究性教育中的主導作用,加強推動專創(chuàng)融合教育;實踐教育著重鍛煉學生運用專業(yè)知識分析、解決實際問題的能力,進而潛移默化地培養(yǎng)學生自主學習、終身學習的意識;個性化發(fā)展教育重點關(guān)注學生的職業(yè)發(fā)展與規(guī)劃,拓寬學生的專業(yè)知識深度,強化其工程研究能力。通過系統(tǒng)的研究性教學設(shè)計,逐步構(gòu)建教學新體系,形成學生培養(yǎng)新生態(tài),是實現(xiàn)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要基石。

依據(jù)研究性教學思想和材料科學與工程專業(yè)的培養(yǎng)目標,在大一、大二時以基礎(chǔ)理論知識、創(chuàng)新方法和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)為主,讓學生學習和體驗研究性的課堂教學。在教學活動中應首先體現(xiàn)研究性教學價值,以幫助學生提高學習效果和學科素養(yǎng),充分發(fā)揮學生的創(chuàng)新能力,避免學習單調(diào)而乏味,使其在學科學習上更有自主性、更有深度,并能激發(fā)其積極性和主動性。在學習講授知識的同時,教師采用研究性教學模式幫助學生融合學習、研究、思考,學以致用,掌握解決實際工程問題的基本思路。大三、大四時期則以專業(yè)素養(yǎng)、研究創(chuàng)新和工程實踐能力的培養(yǎng)為主,在深入學習專業(yè)課程的基礎(chǔ)上學生應分層次、分類別、大范圍地加入教師科研團隊,深入基礎(chǔ)研究、技術(shù)攻關(guān)等活動開展科研創(chuàng)新實踐,培養(yǎng)學生分析和解決具體問題的能力。

2.2 創(chuàng)新理論教育

在課程教學設(shè)計中,首先針對不同的知識模塊,合理設(shè)計具有啟發(fā)性的開放問題,充分調(diào)動學生情緒,著重發(fā)展其批判、創(chuàng)新思維能力。同時使學生能夠以個人能力為中心,強化獨立思考和解決問題綜合能力的培養(yǎng)。其次,強化創(chuàng)新方法和科學研究方法的系統(tǒng)培養(yǎng)。以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類課程為依托,激發(fā)學生創(chuàng)新精神和意識,樹立科學創(chuàng)新觀念。同時,結(jié)合專業(yè)課程,提高學生文獻檢索和項目調(diào)研能力等。教師在開展專業(yè)課程教學時引入項目化教學模式,增加研究性學習項目,將專業(yè)教學與科研活動進行有機融合[4]。①教學內(nèi)容需與時俱進。教師結(jié)合課程特點及時將學科最新前沿研究成果和自身科研經(jīng)驗引入課堂教學,促進教學與科研的良性互動。②教學內(nèi)容應體現(xiàn)學科發(fā)展對人才成長的新需求,關(guān)注學生在學科知識領(lǐng)域科學視野的擴展,使學生能夠明晰專業(yè)理論和知識在科學研究中的具體應用。③教師應注重教學的引導性,設(shè)計開放性研究課題,讓學生將課堂理論知識有效應用在分析、解決問題的過程中。最后,強化研究設(shè)計課程及相關(guān)實踐教學,使學生掌握開展科學研究的基本技能和方法。創(chuàng)造科學研究和模擬實驗室的良好環(huán)境,讓學生以解決實際問題為宗旨,在實驗研究、仿真研究、工程實踐中充分發(fā)揮創(chuàng)新精神,加深對材料科學和工程綜合知識的理解與應用。

2.3 創(chuàng)新實踐教育

在理論與實踐教學的結(jié)合上,加強“雙導師制”的建設(shè)實施,提高教育教學質(zhì)量。積極引導學生融入教師科研團隊,在科研、工程一線沉浸式鍛煉,把研究性實踐活動有機嵌入學生培養(yǎng)的各個方面。在整個能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)中,逐步構(gòu)建以創(chuàng)新研究、工程課題、實踐活動等為主體,層次分明、課內(nèi)課外互補的研究性創(chuàng)新訓練體系。同時,全面落實學生科技創(chuàng)新實踐訓練,建設(shè)以學生為主體的研究性項目庫,并實現(xiàn)動態(tài)更新與拓展。著重推進數(shù)學建模大賽、“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學術(shù)科技作品競賽和創(chuàng)業(yè)計劃競賽、大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目和“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等學科競賽的廣度與深度,以實踐活動淬煉學生的創(chuàng)新意識與能力。

拓展科技創(chuàng)新性第二課堂,注重以科研帶教學、促教學,深層次提高學生的創(chuàng)新素養(yǎng)和綜合能力。教師以科學研究、企業(yè)研發(fā)項目等為依托,設(shè)計實驗開放課題,設(shè)置科研助理、實驗助理等崗位,讓更多學生參與到社會研發(fā)和創(chuàng)新實踐活動中,不斷激發(fā)學生的創(chuàng)新動力,提高其基礎(chǔ)研究能力。在研究型教學具體實踐過程中,首先要考慮的是學科的具體特點,同時結(jié)合具體課題的難易程度確定合適的研究深度和方式。其次,在課題設(shè)計上應注重問題導向和目標導向,引導學生自主研究問題和解決問題,將相關(guān)基礎(chǔ)理論應用到具體實踐中。再者,構(gòu)建專業(yè)教師研究性教學項目庫,吸納學生盡早接觸實踐真問題、參與科研真課題,在導師帶領(lǐng)下發(fā)現(xiàn)問題、參與研究,使學生能夠提升職業(yè)技能、明晰職業(yè)規(guī)劃。在實習或科研助理等團隊項目中,讓學生充分體驗小組合作、責任分擔、方案設(shè)計、實踐操作等,深化學習,加深理解,使其真正掌握可操作性和實踐性知識、提升團隊協(xié)作能力,同時為學生將來工作和進一步深造打下基礎(chǔ)。

3 創(chuàng)新研究性教學評價模式

在研究性教學中,教師可以使用多種教學方式來激發(fā)學生的學習興趣,它可以使學生的學習變得更有趣、更富有挑戰(zhàn)性,并培養(yǎng)學生探究性學習的興趣和能力。與此同時,教師應持續(xù)創(chuàng)新評價模式,加強過程性考核方法研究,實施基于多種方式的調(diào)查評估研究性教學效果,使評價結(jié)果能夠更真實地評估研究性教學效果,更有效地評價學生的能力水平。

首先,在教學實踐過程中,充分采用專項問卷、深度訪談、小組討論等過程性考核方式,建立以學生學習經(jīng)歷和學習能力為基礎(chǔ)的評估體系。在研究性教學中,教師應根據(jù)學生的學習水平和學習經(jīng)歷全面評價學生在研究性教學中面臨的問題和取得的學習成果,以此明確教學成效,指導教學實踐,不斷提高教學質(zhì)量[5]。其次,以開放性課題研究評估研究型教學的效果。在教學效果評估過程中,教學可設(shè)計系列開放性研究課題,鼓勵學生進行實際實踐,讓學生能夠更好地發(fā)揮潛能,并獲得更好的學習效果。最后,長效評價研究性教學效果。研究性教學注重將知識教學和實踐活動相結(jié)合,強調(diào)使學生在實踐中學習知識,發(fā)現(xiàn)規(guī)律,從而提高學習能力。因此,研究性教學要貫徹“培養(yǎng)能力”的原則,強調(diào)以學生的能力發(fā)展為核心。要求學生有能力探索知識,探究問題,解決工程問題。通過學生參加研究性課題、競賽等,長期追蹤評估學生的學習效果,通過效果反饋及時調(diào)整教學方法,解決學生的問題。