“科研成果进课堂”本科教学改革初探

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  摘要:教学创新是提高人才培养质量的必然要求,科研作为院校的重要组成部分,与教学实践的结合为创新型和实践型人才的培养提供了新的思路。以高等院校“科研成果进课堂”本科教学实践为着眼点,对“科研成果进课堂”的重要性进行了深入剖析,并对其在本科教学实践中需要把握的原则和具体实施措施进行了初步探讨,给出了相关建议,旨在为“科研成果进课堂”本科教学实践工作的顺利开展抛砖引玉。
  关键词:科研成果;本科生课堂;本科教学
  作者简介:林成龙(1980-),男,福建福州人,国防科学技术大学电子科学与工程学院,工程师。(湖南 长沙 410073)游宝义(1964-),男,福建福州人,武警福州指挥学院副院长。(福建 福州 350002)
  中图分类号:G647 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)32-0069-03
  《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020)》明确提出,提高质量是高等教育发展的核心任务,是建设高等教育强国的基本要求。为了高质量地完成人才培养任务,作为高等院校的前线阵地——高校本科教学需要在多年积累的基础上,积极研究和探索如何发挥高校科研的学科优势,将科研成果引入教学,推进以教学内容为核心的各项教育教学改革,从而促进实践型和创新型人才的培养。
  一、科研成果进课堂的重要性
  科研一直是院校的重要组成部分,将科研理念、科研骨干、科研产品、科研突破、科研方法和科研资源以及本领域产生的新思想、新理论、新方法和新应用,引入课堂教学、实验教学,与教学融合,是教育界关于教改探索的一条新路。
  1.科研和教学二者相互促进,是一个动态的互动式整体[1,2]
  科研与教学本质上是源流的关系,[3,4]教学创新发展离不开科研,教学与科研是统一的。[5]高等教育的目的一方面在于培养一部分优秀的科研人才,为科技发展提供人才储备。另一方面高等学校的教学内容一直以来都是相关科研活动普及后的成果。将新的科研成果引入教学可让学生了解科技发展最前沿,激发其学习兴趣。教学的创新不仅需要考虑教学本身,从发展的观点来看,还需要科研作为其驱动力。科研可以为教学注入新鲜血液,只有在科研的推动下才能更可持续,才有持久的生命力。及时引入新的科研思维方法,对于教学创新大有裨益。
  2.科研成果进课堂是研究型教学的内在要求
  在大学本科教学时直接将经过无数次科研活动实践检验的定理、定律灌输给学生,势必会导致学生毫无兴趣,教师组织讨论的切入点也较难找。从学生角度来说,在系统的“科研成果进课堂”教学研究下,不仅能促进基本理论知识的掌握,同时拓展了学生的科研思维能力。从教师角度来说,科学研究不仅可以培养学科带头人,同时也提高了教师队伍的整体素质。在较高的科学鉴识力指引下,教师要抓住科学发展的主流并进行卓有成效地研究,同时要科学地总结成功应用于实际中的科研成果,并使之上升为教育理论。这样不仅会激发学生的好奇心,还是研讨式教学很好的切入点。另外,由于没有先入为主的思维限制,一些具有较强拓展思维的学生或许会提出自己的独特见解,碰撞出新的火花。
  3.科研成果进课堂是培养未来高素质科研和工程人才的重要战略措施
  为适应我国经济和国防建设的高速发展,必须造就新一代的高素质人才,他们不仅要具有科学家、哲学家的理论思维头脑,而且要具有从事科学研究的实际动手能力,具有独立思考和创造革新精神。英国剑桥大学动物病理学教授威廉·贝弗里奇指出:[6]“对于一个科学家,假定他迟早会懂得怎样最好地进行研究,但如果完全靠自己摸索,到他学会这种方法时,他最富有创造力的年华或许已经逝去。”凝聚了智慧结晶的科研成果的研究过程是值得反复思索的。通过这种结合科研实际的讨论和思索,节省了科研思维和工程思维的训练时间,同时也增长了难能可贵的创造性才华。
  二、科研成果进课堂需要把握的原则
  客观上讲,科研成果具有较强的前瞻性和尖端性,而本科教学有其固有的基础性,如何处理好二者的关系,把握好原则,以适当方式将科研成果融入课堂教学,并形成可持续的更新体制是问题的关键。
  1.分寸把握原则
  分寸把握原则:根据学科门类细化“科研成果进课堂”方案,并在推广、实施中把握好科研成果进入的“度”。
  目前“科研成果进课堂”缺少具体的、普适的实施方案,高校通常采取课程试点的方法选取有代表性的课程,进而逐步推广。但是科研成果进课堂的推广很难从制度上予以规范,一方面,不同学科和不同类型的课程引入科研成果的方式需要区别对待。比如,自然科学类课程比较容易受到新技术的冲击,随着深层次科学实践活动的开展,需要以新的观点重新理解、审视、组织和阐述传统内容。人文社科类成果不像自然科学规律那么明显,在“经验→理论→检验→扩充材料→新理论”程序中,更注重對实践结果的检验。另一方面,即使同学科、同类型的课程,科研成果进课堂的“度”也要把握好。例如,基础类课程是为专业课学习服务的,科研成果进课堂起引导性作用,范围可放宽,不宜过分强调专项应用;而专业课学习是直接为了工作需要或继续深造服务的,科研成果进课堂应更“专”、更有针对性,实践创新环节应更加突出。如果这个“度”把握不好,则会影响教学效果。故而,“科研成果进课堂”具体实施方案必须根据学科门类细化,还需要根据学科性质把握好科研成果进入的“度”,在此基础上,学校若采取一定的推动措施,则将收到更好的效果,比如采取激励措施或定期举办教改经验交流或学术会议等,可以起到“借鉴→改善”的作用。
  2.逐步实施原则
  逐步实施原则:合理分解转换问题,并借鉴自然科学、社会科学、思维科学方法论,逐渐总结、凝练、完善“科研成果进课堂”实践策略。
  我国高校本科教学的传统优势在于理论传授,并已形成了特有的模式。不同接受能力的学生对科研成果介入教学力度的不同会有不同的反应,教学效果会受到影响,因此“科研成果进课堂”的改革难度非常大,改大了怕产生负面效果,改小了达不到好的效果。为此,需要将“科研成果进课堂”作为一个长期的教育研究课题对待,将其按照内在逻辑体系分解成相互联系的许多问题,即展开为一定层次结构的问题网络,不断引入自然科学、社会科学、思维科学三个基本领域研究的方法论,对实践经验及时进行总结凝练并形成可借鉴的东西,从而逐步得到完善。   正确地分解问题实际上是预期“科研成果进课堂”的实践方案将会以何种方式和步骤获得解决。从本质上讲,科研成果进课堂的实施重点在于教学环节。教学观念与教学体制的转换是关键。观念不转变,即使将科研成果勉强引进课堂,也不会有效果;相反观念转变了,但体制跟不上,“竹篮打水一场空”。从这个角度来说,要形成一定的组织结构及行为规则,约束和规范每个成员的行动,从而在组织体制上保证“科研成果进课堂”的顺利开展;另外,教学人员在知识、技术、能力、专业等方面各有专长,可通过制定正规的培训计划或者阻止课程教学交流,以形成异质互补。从教学实施环节来看,要坚持以学生为本,有针对性地进行教学。例如,不同学生的接受能力不尽相同,采用分级分班教学则是一种较好的选择。从教学实践,尤其是从“科研成果进课堂”教改中反应出的种种矛盾中发现问题和解决问题,是总结、凝练、完善“科研成果进课堂”实践策略的有效方法。
  三、科研成果进课堂措施的初步探讨
  “科研成果进课堂”与所有教学研究一样,由客观事实、科学理论和方法技术三个基本要素组成。经过对科研成果的反复筛选,可以从“客观事实”中找到本质的规律性东西;以发展课程教学知识体系为导向,通过对“本质规律”的科学解释、预测和控制,促进课堂内一般化原理、原则和理论的深入发展;不仅对科研成果自身研究反思,而且将新的知识体系(思维方式)和旧的知识体系(课堂教学内容)融合,创造新的行为规则(行为方式)。因此从可操作性上讲,“科研成果进课堂”的实践措施,笔者认为必须满足以下三个要求。
  1.对“科研成果进课堂”的实例做出理论说明和逻辑论证
  “科研成果进课堂”绝不能简单地归结为资料的收集或者是经验的罗列。大量事实说明,仅依靠经验和权威作为知识的来源具有很大的局限性。例如,科学史话中有巫婆用马尾巴上的毛、天落水、毛地黄草等六种东西配成药多次治愈心脏病人的传说,最终证实起作用的只有毛地黄草。[7]
  科研成果虽然是科学实践的产物,但只有其本质规律蕴含的原理、原则、方法或者理论才是真正需要抓住和领会的关键,而其中与大学本科课程教学内容中需要讲授的知识点之间具有某种相似或相同之处,是“科研成果进课堂”的最佳融合点,抓住融合点的“科研成果进课堂”的实例才能真正发挥其应有的效果。例如,为了解决肥皂生产的空肥皂盒问题,有人提出在生产线旁多处架设电风扇的解决办法。该方法的本质是对力学知识的深度把握。可进一步和学生探讨,是否可以对生产线作小成本改进但又不需要架设电风扇?比如将某些传送通道的传送条带倾斜一定角度,以使得空肥皂盒自己滑落,甚至可以让学生根据力学知识计算:如果要保证空肥皂盒自己滑落,而不影响实心肥皂的话,倾斜角度该为多少?如果在力学相关知识讲授时引入该案例,不仅可以使学生学习起来对知识点的印象深刻,同时也教导了学生要善于换角度思考问题。同样是风扇和肥皂盒的故事,南方乡镇企业采用风扇来解决问题,而联合利华却成立了一个以几名博士为核心、十几名研究生为骨干的团队,知识类型涉及光学、图像识别、自动化控制、机械设计等门类。工程师们在生产线配一套X光机和高分辨率监视器,当机器对X光图像识别后,一条机械臂自动将空盒从生产线上拿走。如果以检测率为本质因素来分析,可以在统计相关知识讲授时引入该案例,与学生探讨两种方法误检率或漏检率如何?当采用自动化生产线大批量生产时,那种方法效率更高?效费比如何?进一步和学生讨论不应该对某种方案简单地否定,而是要根据客户实际情况采用灵活的解决方案,这是统计分析最重要的应用。
  2.具有明确的目标和指标
  科研成果作为科学实践的产物,必定是某个科学假设和研究问题的现实解决答案。在“高等数学”中的正交展开、在“通信原理”中的香农定理,在“微机原理”中的时序和总线的概念,都是无数科研成果凝结的结晶,也都是高等本科教育能够培养部分优秀的科研人才,为科技发展提供人才储备最为重要的原因。日本欧姆社组织大量的工程技术人员出版了一套学习漫画,涉及统计学、微积分、线性代数、电学、分子生物学等科目,极大地降低了高深的自然科学知识的学习门槛。故而将科研成果融入教材编写、科研成果融入研讨式教学以及将科研成果融入实验教学,应该作为“科研成果进课堂”最根本的目标予以明确,并设置可供检查的指标。例如科研成果融入研讨式教学需要教师和学生一起做好研讨准备。对于教师而言,检查指标就是选好的研讨题目以及周密的计划。不仅要根据科研的最新成果拟定研讨提纲及研讨预案,题目范围要放得开,也要收得住,落脚点回归到基础知识;还要就研讨的形式和方法等作详细的研究,尽量调动所有学员的积极性,可以适当引入激励机制,在愉快的气氛中让学生学到更多的东西,要防止研讨形式死板;对于学生而言,也要认真准备,不仅需要在教师的指导下了解研讨课题的相关知识,还需要主动阅读相关文献,扩宽知识面,故而检查指标可以灵活多样。比如可采用分组比赛形式,将任务分配给各组来完成并进行点评;也可以组织学员以报告的形式总结其收获,拓展科研思维。
  3.具有合理的假设、科學的研究设计,并具有可检验性与创造性
  假设的功能在于帮助“科研成果进课堂”明确内容和方向,通过逻辑论证使得目标更为明确,并按照确定的目标进行科学地研究设计,从而指导“科研成果进课堂”教育研究深入发展,避免盲目性和重复性。恩格斯曾高度评价理论假设的作用:[8]“只要自然科学在思维着,其发展形式就是假设。进一步的观察材料会使得这些假设纯化,取消一些,修正一些,直到最后纯粹地构成定律。在此以前把运用思维的研究停下来,那么定律就永远不会出现。”例如,关于“将研究生专业研讨课程的相关科研成果和内容的讨论引入本科教学”的研究,课题假设可设置为“大学本科生具有很大潜能,特别是相当一部分大学生因先天和后天原因综合能力发展较好,只要教学组织合理,可提早打开其智慧的闸门,使其提前完成本科和硕士阶段所规定的教学任务,获得更好地发展。”首先,这一假设决定了该项“科研成果进课堂”的主要任务在于探索教学课程的合理组织和本科生科研智慧发展的关系;其次,该假设对于解决方案作了预见性规定,即立足于对课程、教材、教法、评价、管理等方面的综合改革和合理组织;再次,为收集事实、分析和解释材料提供了框架;最后,该假设还对研究结果和效果进行了预测,即用本科四年时间完成本硕七年的教学任务,并获得良好的教学效果。当然,仅有好的假设还不够,“科研成果进课堂”毕竟属于探索研究,出现问题是正常的,而解决问题是很重要的。为此,一方面,参与教学改革者可以采用观察记录法,例如可采取取样记录方法专门观察和记录在特定时间内所发生的行为,记录行为呈献与否,呈献频率及其持续时间,以便及时发现问题并改进。另一方面,可强化监督职能,设置检验目标,并据此制定教学专家督导计划。专家督导组成员可由依托科研支撑的高水平教学团队中的资深学者、教授担任,定期对科研成果进课堂实施中预期达到的目标进行检验,并及时将情况进行反馈,将潜在问题解决在萌芽状态。
  四、小结
  教学创新是提高人才培养质量的必然要求,而教学与科研密不可分,高质量的课程教学需要“懂科研,能教学”的教师组成高水平的教学团队,将“科研成果进课堂”作为一个长期的教育研究课题对待。本文对“科研成果进课堂”的重要性进行了深入剖析,探讨了其需要把握的两个原则:“分寸把握原则”和“逐步实施原则”,以及具体操作中必须遵循的三个要求:“理论说明和逻辑论证”、“具有明确的目标/指标”、“具有创造性和可检验性”。在此基础上,不断凝聚各方力量,发挥好高校科研的学科优势,不断推进“科研成果进课堂”教学改革进程,培养实践型和创新型人才。
  参考文献:
  [1]郝喜海,肖颖,张昌凡.科研成果进课堂的教学模式在包装工程专业教学中的探索与实践[J].当代教育理论与实践,2012,4(2):38-40.
  [2]吴立保,张建伟.论科研与教学关系:非线性思维的视角[J].南京师大学报(社会科学版),2012,(2):83-87.
  [3]温秀兰,赵茜.以科研促进教学提高应用型人才培养质量[J].中国现代教育装备,2011,(5):126-128.
  [4]尹先清,梅平,付家新,等.科研与教学结合,促进人才培养[J].中国高校科技,2012,(6):43-44.
  [5]吴洪富.大学教学与科研关系的历史演化[J].高教探索,2012,
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  [6]W·I·B·贝弗里奇.科学研究的艺术[M].陈捷,译.北京:科学出版社,1979.
  [7]裴娣娜.教育研究方法导论[M].合肥:安徽教育出版社,1995.
  [8]中共中央马克思恩格斯列宁斯大林著作编译局.马克思恩格斯选集.第3卷[M].北京:人民出版社,1995.
其他文献
摘要:百分制和等级制是考试评分制度的两种形式,两者各有优势和不足,各有适用对象和范围。其核心都是改进教学策略,引导学生全面、健康和可持续发展。在教育评估中要根据具体情况合理选用评分方式,以提高教学水平和质量,促进人才培养。  关键词:百分制;等级制;考试;评估;成绩  作者简介:邓伟(1976-),男,四川巴中人,清华大学注册中心;唐子龙(1966-),男,湖南邵阳人,清华大学注册中心主任,教授。