時間:2023-06-25 16:22:41
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇科研基本方法,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:新疆;中小學教師;教育科研
一、問題的提出
開展教育科研對推動中小學教育教學改革、促進中小學教師專業化發展及提高中小學教育教學質量,都具有十分重要的意義和作用。但目前中小學一線教師在從事教育科研的過程中還存在種種困難與問題,為了進一步提高中小學教師教育科研的能力,推動教育教學的
發展,筆者對新疆中小學教師的科研情況做了抽樣調查,并作分析比較。
二、研究方法
本研究主要采用問卷調查與訪談調查相結合的方式進行,調查工具為自編調查問卷與訪談提綱。
三、調查對象
2008年2月,筆者親自深入新疆的南、北疆11所中小學校,對隨機抽取的部分教師進行問卷調查與訪
談。問卷共發放225份,其中城市165份,農村60份,回收220份,回收率為97.8%。
四、調查結果與分析
(一)新疆中小學教師教育科研的現狀調查
1.學校行政領導對教師參加進修、培訓和有關研討會的態度
中小學教師對其所在學校行政領導對教師參加進修、培訓和有關研討會的態度的認識(見表1)。
2. 中小學教師教育科研的意識(見表2)
3. 中小學教師教育科研的基本常識(表3)
4.中小學教師在公開報刊雜志上發表文章的情況(表4)
5.中小學教師承擔科研課題情況(表5)
(二)調查情況的分析
1.學校領導對學校教師進行研究較為支持
從表1統計數據來看,城市有83.3%的教師、鄉鎮有68.39%教師認為自己所在學校的領導對教師參與進修、培訓或研究是支持的,但仍有16.66%城市教師和32.61%農村教師認為領導對教師參與這些活動是不支持或持無所謂的態度的。認為非常支持的城市
教師比例明顯高出農村教師14.91個百分點,而認為領
導對教師進行科研持無所謂態度的農村教師比例則又明顯高出城市教師17.34個百分點,這說明從總體上看,城市學校領導對教師做科研的態度明顯地比農村領導更為支持,更為積極。
2.中小學教師普遍意識到教育科研的重要意義
從整體來看,中小學教師對教育科研的認識是比較好的,無論城鄉中小學教師大多都能認識到教師做科研的必要性,其中城市82.3%教師、農村71.11%教師認為教師做科研非常必要,可以促進教育教學水平的提高,由此可見,大多數教師能意識到教育科研的真正意義所在,而其中不乏一些較為功利的認識,城市有17.1%教師、農村有28.89%教師都認為教師做科研有些必要,目的在于評職稱,在參與調查的所有教師中,只有1位(占城市比例的0.6%)認為教師根本沒有必要做科研。在認為有必要做科研的教師中,城市教師更傾向于科研目的在于提高教育教學質量,而農村教師中有很大一部分認為教師為評職稱而做科研的比例比城市教師高出11.79個百分點。
3.中小學教師教育科研常識匱乏
針對這一問題,調查者設計了三個問題,即“您是否知道什么是教育科研?”“您知道教育科研有哪些方法嗎?”、“您知道教育科研有哪些基本步驟嗎?”,答題情況不容樂觀。無論城市還是鄉鎮教師在這三個問題中大多都選擇“不知道”,而且針對教育科研的基本概念、方法及基本步驟答“不知道”的比例逐漸增高,如城市教師的比例依次為67.7%,74.6%,80.9,而農村的比例依次為56.25%,73.17%,85.37%。
(1)在填答“知道”的選項中,我們隨后設開放式回答,發現填“知道”的教師對于這幾項內容實際上都是依自己的理解去解釋,如“什么是教育科研”,有人認為就是“用先進的教學方法提高教學”“備課”“備一小時課”“備一小時課而認真教課”“教+學=培養出有用人才”“創造新的教學方法”“與學生實際情況聯系進行分析本學科”“老師和學生之間的積極互動為主”“如何開發學生能力”“學生學過的知識運用到日常生活當中”等。而裴娣娜的《教育科研方法導論》中對教育科學研究的定義為:“教育科學研究指的是運用一定的科學方法,遵循一定的科學研究程序,通過對教育現象的解釋、預測和控制,探索教育規律的一種認識活動。教育科學研究作為科學研究的一種形式,它的突出特點是富有創造性。”①總的來說,在填寫“知道”什么是教育科研的77位教師中,只有5位教師能夠基本正確說出教育科研的含義,也就是說其余93.5%的教師都對教育科研存在誤解誤讀的現象。
(2)在“教育科研有哪些方法”這一問中,回答知道的答案有“觀察法、引導法”“刻苦鉆研”“啟發式、合作交流”“刺激法、聯系實際法”“校本教研、進修教研、自學研究”等。裴娣娜的《教育科研方法導論》中教育科研方法分類按不同的標準有不同的分法,如按研究目的、功能、作用分為基礎研究、應用研究、發展研究、評價研究和預測研究,按研究的方法或策略分為歷史研究、描述研究(問卷、訪談、觀察以及測驗等)、相關與比較研究、實驗研究和理論研究。②袁振國的《教育研究方法》將教育研究分為實驗研究、準實驗研究、調查研究、文獻研究、比較研究、實地研究。③依此概念,在57位知道教育科研方法的教師中僅有4位教師能說出一部分教育科研的方法。
(3)在“教育科研有哪些基本步驟”一題中,出現了“學校建設、社會教育、國家支持程度”“簡單法、深入法”等回答,而袁振國將教育研究過程中的活動列為“確定研究問題、收集資料、分析、總結結果和得出結論”五個步驟。④對此問題回答“知道教育科研的基本步驟”的39位教師中僅有4位教師能大致說出教育科研的基本步驟。
從以上數據統計分析來看,中小學教師的教育科研常識大多數都不具備或不足,即使有一部分認為自己知道,而從其填寫的答案分析,真正知道教育科研的比例只占其中極少數,這對于中小學教育質量的提高是不利因素。
4.全疆各中小學開展教育科研水平普遍較低
從表4的統計結果可見,有科研成果的教師人數較少。在報刊雜志上發表了3篇以上文章的教師,城市占6.7%,農村僅占5.3%;發表文章在3篇以內的教師比例城鄉分別占31.1%,9%,而還沒有發表的城鄉比例分別為62.2%,85.7%,在這一問題上,城市與鄉鎮教師水平有了明顯差距。
5.教師對自己參加教育科研信心不足
調查者設計了“您參加教育科研課題的情況”一題,承擔過或正在承擔科研課題的教師城鄉比例分別為18.9%、30.4%,選擇其他三項的教師在城鄉都有一定比例,其中“沒有承擔也不想承擔”的比例為5%、6%,而最高比例都集中在“想承擔,但能力不足”,城鄉比例為40.8%、32.1%,其次為“想承擔,但沒時間”,城鄉各自比例為35.1%和31%。由此可見,中小學教師對教育科研基本都認同,但普遍存在對自己參加教育科研信心不足的情況,表現出心有余而力不足,而中小學教師過重的教學任務、過大的升學壓力都使得教師沒有更多的精力做科研。
五、提高中小學教師教育科研水平的對策建議
新疆中小學教師教育科研水平普遍較低的原因大致分析如下:傳統觀念的束縛:很多教師都認為科研是高校教師或專門的科研人員所做的事情,自己只要教好書就可以當好老師了,許多老師認為科研難做甚至神秘,自己難以勝任,因此始終避而遠之;自身素質不高:中小學教師普遍存在教育基本理論功底不夠深,教育科研知識匱乏,對教育教學中的問題意識不強,敏銳性不夠等問題;客觀條件的影響:如學校評價體制不完善、教師教學任務繁重、教師缺乏理論指導、科研資料與科研信息不暢等都會影響教師做科研的積極性與實效。針對以上現狀描述與原因分析,筆者提出如下對策:
(一)營造良好的校園文化學術氛圍
教育科研是中小學校的后續支撐力量,教師科研能力的提高有賴于良好的科研氛圍。教育管理部門及中小學校領導應當積極創設各種條件,采取多種措施努力營造寬松的氛圍,引導廣大教師走科研之路。首先,領導要正確認識教師進行教育科研的重要意義,不以升學率為衡量教師水平的唯一尺度,而使教師無力分身做科研;其次,對于積極參與課題研究、撰寫并的教師給予認可與表彰,在學校形成人人都想做科研,人人都敢做、能做科研的氛圍;再次,學校可定期組織以教研活動、學術研討會、科研交流會等形式的研討活動,即使想做科研的教師了解科研,逐步參與科研,消除科研高深莫測的認識,又可使做了科研的教師的成果得以展示,并從交流中得到提高。
(二)從經費上予以支持與保障
教師教育科研需要教育部門及學校領導有專項資金,即每年從教育經費中劃出一部分專款專用。目前新疆正值普九關鍵階段,雖然從本來就不很充足的經費中留出一筆看似沒有把錢用在最需要的地方,但長遠考慮,這有助于提高教師教學水平,提高教師素質,使教師從以往的“教書匠”轉變為“研究型教師”“專家型”教師,實現教育科研――教學名師――形成名校,再以名校吸引名師,推動教育科研水平提高,產生良性循環。留出的專款可用于購置科研所需基本設備,教師參與相關學術會議及培訓,購買與教育科研相關的書籍資料等費用。此外,對于積極參與課題研究、撰寫論文的教師給予一定的物質獎勵,最大限度地調動教師參與教育科研的積極性、主動性,一旦教師教育科研由為評職稱被動搞轉變為為提升專業素質實現自我價值而主動做,教師的創造潛能即能得到有效發揮。
(三)重視教師教育科研培訓
沒有理論指導的實踐是盲目的實踐。新疆中小學教師即使是畢業于師范類學校或師范類專業,在職前也少有專門學習過教育科研方法這門課程的,缺乏系統的理論學習與專門訓練。目前新疆中小學教師教育科研意識已經覺醒,大多數教師都能認識到教師做科研的重要意義。但是參與教育科研的教師仍是少數,能有成果發表的更是少數,關鍵就在于教師對如何做科研缺乏理論指導,想做卻又不知道怎么做,因此要開展科研培訓,以此來提高教師教育科研理論水平。科研培訓包括:教育基本理論學習(包括教育規律、教學規律、學生心理、學科教學法、教育基本理念等),以及掌握科學研究的基本原理(包括一般概念、研究的一般程序、研究方法、科研成果表述的技巧等),其中后者是關鍵。
(四)在中小學校倡導教育行動研究
中小學教師處于教學第一線,在教育教學過程中,隨時都可能有新的課題出現在教師面前,因此教師擁有豐富的科研素材,這是教師比教育專家更了解教學實際,更容易產生教育問題的有利條件。教育行動研究就是一線教師“為了行動”、“針對行動”、“通過行動”(這里的行動均指教師的教育教學實踐)而對自己的行動進行反思――調整――再反思――再調整如此反復的過程,其根本目的就是要通過研究解決實踐中的問題,改善實踐的質量,而不是要去討好教育專家,為教育理論進一步發展做多少貢獻,這對于理論水平有限,教學任務繁重的一般教師不失為一種好的研究思路。教育行動研究只是一種研究方式,而非具體的研究方法,選擇了這種對改善教育教學質量有效的研究方式后,還需采用某種具體的研究方法,如調查法、經驗總結法、案例研究法等方法來幫助教師實現行動的改善,科研能力的提高。
注釋:
①②裴娣娜.教育研究方法導論[M].合肥:安徽教育出版社,1995.4-12.
③④袁振國.教育研究方法[M].北京:高等教育出版社,2000.11-16.
參考文獻:
[1]楊成林等.六盤水市中小學教師教育科研現狀調查[J] .六盤水師范高等專科學校學報,2006,(3)79-85.
關鍵詞:科研創新能力;課程教學;方法
中圖分類號:G643 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)32-0163-02
培養研究生的科研創新能力是當今研究生教育的首要任務,課程學習在研究生科研創新能力培養中居于重要地位。科研創新能力的培養需要應用科學的方法,本文結合多年的科研和研究生教學經驗,就如何通過課程教學培養研究生的科研創新能力進行探討。
一、課程教學在研究生科研創新能力培養中的作用
1.課程學習是研究生了解學科和專業科研發展狀況的窗口。研究生階段的學習與本科的本質不同在于研究生要從事科學研究工作。為了從事科研工作,研究生必須能夠將自己的專業理論知識與特定的科研領域緊密結合,并且通過總結和繼承前人的研究成果,積累科研工作經驗,養成將自己的或他人的思維結果付諸實現的科研能力。這個轉變過程要通過課程教學來解決。本科階段的課程學習,學生對于基本知識和基本理論的學習剛開始,綜合運用這些知識和理論解決實際問題的能力還不深入,對于相關研究的了解尚處起步階段,研究生階段的課程教學即是使這些問題深入不可或缺的“第一層”環節[1]。在研究生課程教學中,基礎知識、基本理論的學習與學科發展動態、學術前沿問題的了解相輔相成。學生學會在寬廣的理論角度認識實踐中存在和可能發生的問題,在把握理論思維的根本方法基礎上,選擇自己的科研興趣點,為后續論文階段的專題科研工作打下良好的基礎。
2.課程教學是培養研究生將理論思維與實踐應用能力相互轉化的橋梁。目前我國研究生教育存在重視理論教育,缺乏實際應用能力的問題。課程教學的根本任務之一就是解讀某一學科或專業發展中,科學工作者是如何從一個個特殊的科學現象、實踐問題中抽象出具有普遍方法論意義的基本概念和基本原理的,以及這些概念和原理又是如何推而廣之應用到更多問題的解決中的。課程教學這個功能的系統性,是任何一項單一的課題和研究項目所不能取代的。一般地,搞研究的思路與書本或教材的思路正好是相反的。書本上的知識,是前人基于以往的實踐而總結抽象出來的普遍性結論,這些知識的形成過程是從特殊到一般的過程。而搞研究是當你面臨具體問題時,如何運用學過的普遍性結論,發現其中存在問題的原因,尋找到解決這一問題的方法的過程,是從一般到特殊的過程。而將二者聯系起來的橋梁即是課程教學。教學的功能就是使學生既了解基本理論是如何形成的,又通過具體案例明確它們應該如何運用,實現了從理論到實踐再從實踐到理論的思想升華過程。
3.課程教學是培養研究生文獻研讀和論文寫作能力的基礎。研究生科研創新能力是一系列從事科學研究需要的多方面能力的綜合,除了科學思維能力和實踐能力外,文獻查閱、綜述能力和學術論文寫作能力等亦非常重要,課程學習在這些能力的養成方面也起到重要作用。文獻閱讀習慣和能力的養成是教師帶領學生進入本學科領域開始從事科研活動的首要環節。筆者曾就此問題跟蹤了解了本校三屆碩士研究生,他們在本科階段了解就讀專業的學術性期刊的不足30%,跟蹤閱讀一定的學術期刊的更不足10%,對于外文學術期刊的了解則更為有限。這樣的調查顯示出我國大部分碩士研究生入學伊始的文獻閱讀基礎是十分薄弱的。因此,研究生專業課程教學中,教師很有必要訓練學生掌握專業學術文獻,大量閱讀文獻,通過查閱和綜述文獻了解相關問題的研究狀況的習慣和能力。通過基本的文獻研修能力訓練,了解科研基本狀況,確定自己的研究選題,積累基本的研究素材,在此基礎上才能進行科學研究和學術論文的撰寫。“必須通過課程學習對這些必備的研究生綜合科研素質進行全面培養,才能為學位論文階段更高層次的知識應用和知識創新打下堅實的基礎”。[2]
二、目前研究生課程教學中科研創新能力培養存在的主要問題
1.在指導思想上,存在將課程教學與科研創新能力培養割裂開來的問題。有些教師認為“課程與論文是研究生培養的兩個獨立的環節,課程教學對科研創新能力培養意義不大,主張研究生培養過程應縮短課程教學,強化課題研究或論文工作的時間”。[3]
2.在內容安排上,存在重基礎輕前沿的問題。有些研究生課程教學內容體系僵化、內容老化,成為本科生教學的簡單延續;教學偏重理論講解,吸收學科的新知識、新進展、新成果不夠;缺乏對學生研討、實踐的引導,“課堂參與程度低、喜歡被動接受教學是我國教育環境下學生養成的一種習慣,這種習慣嚴重降低了學生的創新動機”。[4]起不到引領學生入門科學研究領域的作用,甚至使一些研究生失去學習的興趣。
3.在教學方法上,存在重灌輸輕啟發的問題。有些教師依然多采用灌輸式教學模式,教師除了要求學生應用所學知識解答所謂的“問題”(做作業和考試)外,很少利用提出問題來引導和指導學生對某一問題進行深入思考。這樣日復一日地被課堂訓練“接受?回答問題”,恐怕只有天才才能在從事科研時一反常態地表現出提出和解決關鍵問題的能力。
三、立足課程教學培養研究生科研創新能力的方法建議
1.立足學術前沿開展專題教學,訓練學生發現問題。眾所周知,就科研創新而言,提出問題遠比解決問題更重要。專題式教學是培養研究生問題意識和問題思維的重要方法。研究生教學的教師要有強烈的問題意識,要善于以相關學科相關領域研究中的前沿和重大問題為導向設計課程教學內容、進行專題式教學,通過對關鍵問題的深入講解和剖析引導學生如何發現問題和解決問題。以問題為中心組織教學,學生通過查閱文獻了解了問題的研究狀況,并且針對相關問題與老師和同學開展研討,教師才能發現學生在學習的過程中哪些知識在深度和廣度上需要加強,學生在解決問題的過程中存在什么樣的問題需要指導;學生也才會接觸并了解到相關問題科研發展的動態。這個過程就是發現問題的過程,學生學會了如何將書本上學到的理論知識運用到具體問題的解決中,在此過程中發現自己的科研興趣點,沒有這個過程是無法繼續進行科研工作的。
2.通過知識“反芻”,引導學生養成主動學習、獨立思考問題的能力。研究生科研創新能力養成的主體在于學生,教師在這個過程中起的是主導作用。學生只有親自實踐才能具備某個能力,教師的作用關鍵在于要努力為學生創設學習情境并引導學生自我構建知識,讓學生去探索、發現真理,體味研究的樂趣,這樣才能真正形成獨立思考問題的習慣和能力。研究生階段課程教學是知識的“反芻”過程。所謂“反芻”,就是教師通過最新學術研究問題的解讀,邏輯地引導學生把基本概念、基本理論從學生的大腦中調出來具體運用、重新認識、形成相互聯系的思想體系的過程。教師在教學中,有意識地以某個具體研究問題為中心將知識點按照問題的發展進行教學安排,帶領學生邏輯緊湊地一步一步進入研究情境,了解就此問題后續深入研究的切入點和基本思路。這樣的教學設計,必然會使得學生在不斷地思考問題、發現問題、尋求問題的解決辦法。
3.通過還原式教學方法,訓練學生學以致用。課堂教學傳授的知識是長期學科發展和科學研究的積累,以教材、著作等形式、借助文字和相關學科的科學語言表達的知識體系,這個體系是抽象、理論化的表達形式。而教師在教學中,要使學生看到的不僅是一個原理、一個公式,更要知道它代表的是一種實物、一個實際物理過程,等等。簡單地以數學方程式為例,學代數的看到的應是一種數學關系,學解析幾何的看到的應是一個拋物線,而學物理的看到的則應是一種物體運動的軌跡。教師只有在課堂教學中引導學生實現對知識的還原,這樣他接受的才不僅僅是一些抽象的概念、理論或公式,他才能知道我學習的這個知識在實際的科研和工作中有什么用途,才可以從具體實際出發思考如何解決科研中面臨的問題。
4.通過案例教學,樹立學生必備的懷疑意識。具備科學的懷疑意識是進行科研創新所必備的科學素養。為了培養學生的懷疑意識,教師應避免使學生在思維層次上陷入被動接受的慣性和惰性中。對重要的概念的理解應沿著本科研究生逐層遞進、逐層深入。研究生教學中對本科階段一些在簡單的或特定的條件下的結論需要進行必要的澄清或補充,對一些只給出結論的問題要引導學生分析其存在或成立的條件,對一些尚存在爭議的問題要引導學生嘗試尋求解決之道。如果課堂教學能多一份引導、使學生能具備起碼的懷疑精神,有意識地運用新原理、新發現重新審視以往知識、以前的結論,他才能在科研的道路上走得深遠。
參考文獻:
[1]丁英宏,胡玉峰.試論加強研究生科研方法教育的重要性及內容[J].學位與研究生教育,2001,(9):21.
[2]高坤華,等.研究生課程教學模式與改革實踐[J].學位與研究生教育,2014,(5):21.
關鍵詞:土木工程類專業;碩士研究生;自我培養
中圖分類號:G643;TU37 文獻標志碼:A 文章編號:10052909(2017)02003105
碩士研究生階段的教育在教育目標、教育主體定位和教育形式等方面,都與之前的本科階段、中學階段和小學階段具有本質的區別。從教育目標來看,研究生階段教育的目的是將研究生培養成為具有獨立科研能力的科研工作者和職業工程師,強調自主科研和工作的能力[1]。從教育主體定位來看,研究生在整個教育過程中處于主體地位,與本科及之前階段以教師教學為主的定位有很大差異[2]。從教育形式來看,研究生階段的教育更加強調自我培養和自我教育,絕大部分的教育過程需要研究生通過自主學習完成,研究生導師一般只發揮引導和指導作用[3]。
因此,能否在兩到三年的研究生學習階段實現良好的自我培養,就成了研究生教育成敗的關鍵。近年來,隨著專業碩士研究生制度的實施和研究生教育從精英教育向大眾教育的轉變,研究生數量迅速增加,生源質量良莠不齊。很
多研究生對研究生教育階段強調自我培養的特點認識不足,在研究生學習階段仍然是本科甚至高中時期的學習態度和方式,以致培養效果難以令人滿意。
究其原因,除了對研究生階段自我培養的特點認識不足之外,一個很重要的原因是對自我培養的目標和方法缺乏理性的認識,需要進行深入的指導。為解決這一問題,本文擬從研究生培養工作的實際出發,對土木工程類碩士研究生自我培養的目標、方法和途徑進行討論,旨在為土木工程類研究生的培養提供理論上的參考和建議。
一、 研究生自我培養的必要性和可行性
所謂研究生的自我培養,是指以研究生自身為教育主體,在自我意識的支配下,根據社會需求和自身發展的需要,發揮主體能動性作用,把自己作為教育的實施者和接受者,不斷進行自我開發和自我教育,優化知識結構和能力水平,最終實現研究生階段培養的目標,成為滿足社會需求的科研工作者和技術工程師[4-5]。
研究生階段教育的最大特點就在于研究生的自我培養和自我教育[6],這是由研究生階段的培養目標決定的。研究生階段教育的最終目的,是培養一批能夠獨立進行科研工作的科技工作者,以及能夠在企事業技術崗位解決實際問題的技術工程師[7]。要想獲得獨立的科研能力和工程實踐能力,就必須具備自主發現問題和解決問題的能力。而這些能力的培養,必須也只能通過自主科學研究和自主工程實踐獲得[8]。此外,是否具備基本的自主科研能力和工程實踐能力,也一直是各高校衡量研究生培養質量的重要標準。部分高校甚至直接以這兩項能力作為研究生畢業和獲得碩士學位的基本條件[9]。因此,以培養自主科研能力和工程實踐能力為目標進行自我培養,是研究生階段教育的必然要求。
研究生階段的學習和生活呈現出很大的自主性和獨立性[10]。研究生導師在研究生教育過程中的定位,是科研工作上的指導者和合作者,并以此為基點,對研究生的學術道德和價值觀進行引導[11]。除此之外,研究生自主把握工作和學習的各個階段,有足夠的時間和空間自主規劃,自我學習,為研究生的自我培養提供了主體條件上的可行性。事實上,是否能夠有效利用這種自主性,抓住機會進行自我培養,一直都是研究生培養成敗的關鍵。
二、 土木工程類專業碩士研究生自我培養的目標和內容
土木工程類專業碩士研究生培養的最終目標,一是使研究生具備基本的科研能力,以滿足業之后以一個獨立的科研工作者的身份從事本專業科研工作的需要;二是具備一線的工程實踐能力,以滿足畢業之后從事結構設計或現場施工工作的需求;除此之外,還必須培養一定的人際交往能力。因此,具體而言,土木工程類專業碩士研究生應當著重在專業知識水平、基礎科研能力和實踐工作能力等三個方面進行自我培養。
(一)專業知識水平的培養和提高
具備深厚的專業基礎,了解本專業的研究特點、研究方向以及基本理論和方法,是順利開展研究生階段學習和科研工作的前提條件,這也是研究生入學考試和面試衡量學生是否具備入學資格的重要標準。但是,隨著近年來碩士研究生數量的迅速擴張,新入學研究生的專業知識水平并不能令人滿意。以某校土木工程和防災減災工程專業碩士研究生的面試為例,一位面試教師提問了一個基本的結構力學問題,即力法基本方程的實質是力的平衡方程還是位移協調方程?就這么一個二選一的問題,參加面試的數十位學生回答正確的不到一半,絕大多數都是僅憑字面意思勉強回答甚至完全是瞎蒙胡猜。另一位教師提問地震烈度的概念,能將這一概念與地震震級區分開并解釋清楚的更是寥寥無幾。帶著這樣的專業基礎知識開始研究生階段的學習和研究,效果如何可想而知。
因此,研究生階段自我培養的第一課,就是夯實專業基礎,把本科階段沒有學好而研究生階段又顯然會用到的高等數學、結構力學、結構設計等課程查漏補缺,提高到本科畢業生應該有的水平。在此基礎上,還要把研究生階段開設的數學分析、有限元方法、結構動力學、彈塑性理論等專業基礎課學好學透,為后續即將開展的科研工作做好準備。
除了課堂學習之外,研究生階段的學習還應該包括一個很重要的方面,即自學能力的培養。與本科生階段主要依靠教師傳授專業基礎知識、培養專業思維能力不同,研究生階段最重要的是要學會如何發現問題和解決問題。當今時代是一個知識大爆炸的時代,是多種學科融匯交流的時代。研究生在開展科研工作的過程中,必然會遇到很多以前沒有接觸過的知識,甚至不同的專業和學科的知識。這就只能通過各種渠道查找資料,自我學習,不斷積累,培養自我學習的能力和習慣,實現自我教育,最終解決所遇到的問題。而終身學習和自我教育,正是作為一名科研工作者所必須具備的基本素質之一。
(二) 基礎科研能力的培養
一般而言,科研能力的根本是科學思維能力和科學研究方法,這也是研究生階段需要著力培養的目標之一。所謂的科學思維能力,是指應用專業知識發現問題、研究問題和解決問題的科學思維方式。所謂科學研究方法,是指采用理論研究、試驗驗證、統計分析對科學問題進行研究的方法。科研能力的培養是一個抽象的潛移默化的過程。這就需要研究生集中精力,刻苦鉆研,全身心地投入研究生階段的研究和學習,一點一點地積累提高,最終實現科研能力的全面提升。
科研能力的培養包括很多方面,本文僅就開展科學研究所必須具備的一些基本工作能力進行深入討論。這些基本工作能力一般包括辦公軟件的使用能力、專業軟件的使用能力、文字表達能力和專業英語水平等。
辦公軟件的使用能力是進行一切文字工作的基礎。在研究生進行開題報告、中期考核、畢業答辯的過程中,必然會用到以下軟件:word、PowerPoint、Excel。這些軟件看上去很常見,但很多本科畢業生都只停留在會打開、輸入、關閉的水平,遠遠達不到研究生利用這些軟件完成論文寫作任務的目標。研究生階段使用word,目標就是撰寫論文。要做到會用word排版,正確處理標題、目錄、圖表、段落、參考文獻等,按照要求寫出格式規范、排版合理的畢業論文。PowerPoint是研究生用于做報告和答辯的必備軟件,要求做出來的幻燈片界面美觀,條理清楚,能準確無誤地表達研究生的全部科研成果。Excel是一個功能強大的軟件,科研論文所需數據的匯總和統計、圖表的設計和制作都可以用它來完成。
專業軟件的使用是當代研究生必須具備的能力之一。對于土木工程類專業的研究生來說,AutoCAD是最基本的制圖工具,其重要性自不必多說。除此之外,還需要掌握本專業廣泛使用的各種專業軟件,如結構設計所需的Sap2000、理正工具箱,結構分析所需的ANSYS、ABAQUS,編程所需的Matlab等。當今時代,用專業軟件解決問題已經成為科研工作的基本要求,不會使用這些基本的工作軟件,就無法開展科研工作。
文字表達能力是研究生撰寫論文和進行學術交流
必備的另一項能力,而這一點又恰恰是很多土木工程類專業研究生的短板。土木工程類專業一般屬于純工科專業,大部分學生從高中畢業后就很少接受文字表達能力的訓練。特別是本科畢業做的是畢業設計,沒有寫過畢業論文,失去了一次重要的科技文獻撰寫能力的培養機會。造成的結果就是文字表現能力較差,往往需要走很多彎路才能達到撰寫科技論文的水平。因此,土木工程類專業的碩士研究生需要在研究生學習階段有意識地培養語言文字表達能力,特別是要熟悉和掌握撰寫科技論文所需要的特有的客觀理性的文字表述方式。
科研工作基本能力的第四個方面,是專業英語水平。閱讀英文專業文獻、用英語撰寫論文是科研工作的基本需求。我國的英語教育從初中甚至從小學就開始,到研究生階段至少經過了10年的學習,但實際的效果卻并不能令人滿意。很多研究生在寫論文時用到英文題名和摘要,第一反應就是利用網絡上的翻譯軟件。部分研究生論文的英文題名和英文摘要甚至是用翻譯軟件直接翻譯一下就粘貼上去了,錯漏百出,笑話滿篇。因此,提高專業英語水平,是研究生階段必須保質保量完成的一項重要學習任務。
(三)工作能力的培養
研究生階段學習的最終目標是要進行工作實踐,很多研究生一畢業就會進入設計和施工單位工作。因此,工作能力的培養也是研究生階段自我培養的重要內容之一。
在研究生階段培養實踐工作能力具有得天獨厚的優勢。在這一時期,研究生是作為一個基本獨立的科研工作者來完成自己的課題,與導師和其他同學是交流與合作的關系,因而攻讀研究生的過程也就自然而然成為工作能力的培養過程。
對于研究生來說,工作能力包括科研能力、實踐能力和工作素質等多個方面。其中科研能力和實踐能力都需要在工作和學習中逐漸積累和培養。本文僅就個人工作素質進行簡單探討。
個人工作素質的第一點,是工作中的自我定位。工作是有分工的,在任何一項工作中,都會有人主導,有人配合,有人把控大局,有人執行細節。在工作中擺正自己的位置,是一切工作得以順利完成的保證。如果人人各行其是,最終的結果必然是一事無成。研究生階段的學習是研究生科研工作的起點,在后續的科研和實踐工作中,都必須保持謙虛謹慎的態度,尊重導師,尊重身邊的同學和同事,積極主動地向他們學習。只有這樣,才能不斷提高自己的水平,實現研究生階段自我培養的目標。
個人工作素質的第二點,是要有責任心,勇于擔當。做事情有始有終,是研究生應當持有的基本工作態度。接受任何工作任務之后,應該以積極主動的態度考慮如何保質保量地完成。遇到困難要學會利用學校和單位提供的各種資源積極解決,而不是稍遇挫折便打退堂鼓。最不可接受的態度是,稍遇困難不僅止步不前,還不積極與導師或上級溝通,工作任務擱置半個月甚至一兩個月,直到再次被問起才告知遇到問題未能繼續。這樣消極負面的工作態度,在任何工作單位都是不能被容忍的,在研究生階段必須絕對避免。研究生應珍惜和抓住研究生階段學習的大好時機,培養優秀的工作素質,是研究生階段自我培養的又一重要任務。
三、 土木工程類專業研究生自我培養的基本途徑
關鍵詞:科研設計性生理實驗 授課教學 探索
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2013)09(a)-0065-01
生理學作為醫學教育的基礎學科之一,是基礎醫學科研創新的突破口。生理學也是一門實踐性很強的學科[1]。因此,生理實驗與授課結合的教學在生理學課程的授課過程中占有非常重要的地位。通過生理實驗與授課結合的教學,既能使學生掌握動物實驗的基本操作,鍛煉動手能力,為今后的臨床手術奠定基礎,又可使學生從理性認識回歸感性認識,加深對理論知識的理解;更重要的是,通過實驗課教學,還能初步培養學生的科研素質,為進一步的深造打下基礎[2]。
傳統的生理實驗與授課結合的教學采用驗證性實驗方案,是一種“從書本中來,到書本中去”的教學模式。學生最大的收獲主要表現在對一些難以理解的理論知識難點在實驗感性展示的幫助下豁然開朗,這也是驗證性實驗的最大優勢所在。但驗證性實驗的缺點也顯而易見:即不利于發揮學生的創新能力培養。這種被動的教學模式,使學生喪失了學習的樂趣和養成獨立思考的習慣,不利于其應對實際工作的綜合能力的提高[3]。科學研究的重要內容是觀察問題、提出問題,最后用科學方法解決相關問題。而科研設計性生理實驗與授課結合的教學的目的就是借助科研手段,充分調動學生的積極性,讓學生掌握全面的知識,并著重培養學生的自學能力、綜合能力、分析問題及解決問題的能力、推理能力、科研能力等。
1 在科研設計性生理實驗與授課結合的教學過程中,培養醫學生科研意識和熱情
生理學實驗課是重要的實踐教學環節,它是醫學生掌握一些專業醫學技能的重要途徑,也為醫學生初次參與科研創新提供了入口和平臺。為了激發學生對科研的興趣,我們可以在授課過程中引入一些相關的背景知識,通過一個個科研趣聞,拉近現實教學與頂級科研成果之間的距離。要讓學生們了解,那些經典的科學實驗并是遙不可及,我們的實驗課上同樣可以重復這些經典實驗,從而極大的激發了學生對科研的熱情和積極性。例如,進行離體蛙心灌流實驗的時候,可以結合1936年諾貝爾獎獲得者,德國科學家在1921年進行的著名的“蛙心交叉灌流實驗”;在消化系統實驗課上,可以介紹澳大利亞科學家發現幽門螺旋桿菌導致胃潰瘍,并因此獲得2005年諾貝爾獎。
2 在科研設計性生理實驗與授課結合的教學過程中,培養醫學生科研創新的思維模式
醫學生在具備了初步的科研熱情后,要著手開展科研工作,必須要有正確的科研思維模式。俗話說:“授之以魚不如授之以漁”,教師在幫助學生建立正確的科研思維模式的過程中,簡單的知識灌輸顯然是不夠的,歸納其本質規律。可以在做好下次實驗課的充分安排的同時,提供給學生相關科研領域的文獻,讓他們分組討論,教師最后進行總結點評。通過這樣的方式,為學生創造主動學習的機會,讓學生們了解科學家們如何進行實驗思路的設計,采用了哪些實驗技術和方法,如何對實驗的結果進行統計分析,從而建立科研創新思維的模式。
3 在科研設計性生理實驗與授課結合的教學過程中,使學生熟悉整個科研的基本過程
科研設計性實驗是指給定實驗目的要求和實驗條件,由學生自行設計實驗方案并加以實現的實驗。具體做法:(1)學生分組后以小組為單位設立自己的題目,并開展討論,分析實驗中應該會出現的不同狀況,就地取材,憑借自己實驗室的各種設備來制定自己的實驗。(2)實驗老師要對學生進行前期的指導,這樣才能讓學生在做實驗時有良好的動手能力。(3)學生開展自己的實驗。(4)學生對實驗結果進行匯總分析。(5)總結和撰寫論文,進行論文答辯,優秀的論文可試著在公開期刊上發表。由此可見,生理實驗是科學實驗全過程的模擬,其基本流程與科研過程是一致的。通過科研設計性生理實驗與授課結合的教學,可使學生熟悉醫學研究的基本過程和方法,并對科研過程的各個環節有所認識,從而使他們的科研能力得到鍛煉。
4 在科研設計性生理實驗與授課結合的教學中培養學生撰寫論文的能力
培養大學生撰寫科研論文是培養高等人才工作的重要環節。傳統的生理學實驗課上,大多數學生只學會了寫報告,不懂得撰寫科研論文。科研設計性生理實驗與授課結合的教學,使學生對如何寫實驗論文,包括實驗結果的統計方法、科研論文的格式及語言的表達方式等方面有了初步了解,使學生書寫科研論文的能力得到了很大的提高。
綜上所述,通過科研設計性生理實驗,有利于學生掌握如何查閱分析文獻,如何進行設計嚴密的實驗和規范的實驗操作,并針對實驗結果匯總的信息得出真實有用的結論,了解科研論文的書寫方法。總之,通過科研設計性生理學實驗可以使學生基本了解科研工作的程序,培養學生嚴謹的科學態度,使其初步具備從事科研工作的能力。
參考文獻
[1] 朱大年,吳博威,樊小力.生理學[M].北京:人民衛生出版社,2008.
青海大學農牧學院草業科學系承擔著草業科學專業本科教學任務。在以往的教學中,《生物統計》課程的定位是服務于專業課程的專業基礎課,但是隨著青海大學進入“211”重點建設行列后,學校教學及科研工作都有了大幅度的發展,對教學工作和學生培養工作也提出了新要求,加之社會各級各類就業單位對本科學生綜合素質的要求越來越高,使得《生物統計》課程的外延發生了相應的變化,即課程不僅是服務于專業學習的基礎課,同時應該成為學生參與科研,開展科研活動必須具備的基本技能,也就是說,需要通過《生物統計》等課程來提升學生的科研素質。那么,為什么結合《生物統計》課程提出“提升學生科研素質”這一問題呢?近幾年來,青海大學農牧學院草業科學系在青海大學教學科研不斷快速發展的推動下,自身也有了長足發展。截止2012年底,草業科學系教師主持科研課題24項,其中國家級5項、省部級課題9項、校院級課題7項,其他來源3項,合計科研經費720萬元,教師參加科研比例為100%。
由此反映出,隨著草業科學專業教師學歷和職稱的提高,教師申報獲批或參與的科研項目在不斷增加,這就需要大量的學生參與到科研活動中,并且為學生參與到科研中提供了可能,這樣,就使得草業科學專業學生參與到教師科研項目中的人數和比例逐年增加。同時,草業科學專業本科學生積極申報國家或青海大學的大學生科技創新項目,截止2012年,獲批的國家或青海大學大學生科技創新項目8項,共計20余人參與,其中有兩項在第11屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽中獲三等獎,表明草業科學專業本科學生參與、甚至主持的科研項目面積不斷在增大。另外,近三年草業科學專業本科畢業論文中,86%的畢業論文選題來自教師在研的科研項目或學生自己獲批的大學生科技創新項目,表明學生的畢業論文是在參與科研項目的基礎上完成的,從今后的發展趨勢看,這一比例還將增大。綜上所述,作為支撐科學研究中試驗方案設計、試驗內容實施、試驗結果整理統計與分析的《生物統計》課程在學生培養中的作用重大。因此,為了適應草業科學專業本科教學的這一新形勢和新需要,提出了《生物統計》課程的教學需配合學生科研素質的提升這一問題。
2《生物統計》課程教學與學習中存在的突出問題
從《生物統計》課程的內容看,涉及較多的數學公式和抽象的統計概念,要求學生具備較為扎實的數學基礎和較強的邏輯思維能力。因此,《生物統計》課程一直以來就是草業科學專業課程中較難授課和較難學習掌握的課程之一。對草業科學專業大多數本科學生而言,該課程晦澀難懂,似乎與專業課程學習和參與科研沒有直接的聯系,更突出的問題是,即便學生能夠認識到該課程在今后專業學習和參與科研中的重要作用,但是很難將課程的學習和將其科學地應用在科研活動中有機結合起來,導致對該課程的學習僅僅就是學習一門課程而已,當面對如何設計科學研究試驗方案,如何布置試驗、實施試驗,如何獲取客觀的試驗數據,如何通過科學的統計分析方法揭示自然規律時束手無策,缺乏將《生物統計》課程內容與實際應用緊密結合起來的能力,這樣,一方面導致課程學習結束后不能繼續發揮課程的作用,一方面導致學生在參與科研中因統計學方面知識的欠缺而成為短板。也就是說,目前《生物統計》課程的教學沒有達到學以致用的教學目的。
3《生物統計》課程在提升學生科研素質中的作用
草業科學專業本科學生科研素質的培養主要體現在研究課題的設計與實施兩個方面。其中研究課題的設計與實施能力的培養是主要目標。《生物統計》課程的主要內容是運用概率論與數理統計的基本理論,合理地安排科學試驗,以獲得盡可能多的、能反映事物本質的信息,并通過正確合理的統計分析,揭示事物內在的客觀規律及相互作用。因此,通過課程中試驗設計的教學是可以提高學生設計研究課題試驗方案能力的。眾所周知,在科學研究中,試驗結果會受到系統誤差和隨機誤差的影響,使得試驗處理的真實效應受到許多非處理因素的干擾和影響,從而影響到科學試驗的精確度和準確度,甚至無法揭示真實的自然規律。這就要求科學研究人員不但要清晰地了解這一現狀,更重要的是必須通過科學合理的試驗設計和安排來減少或是避免這種不利影響,這樣,才能在有限的科研時限內獲得科研成果。因此,需要培養參與科研的學生的這種科學、嚴謹、一絲不茍的精神和切實可行的科研方法,而這種科研方法的培養是可以通過《生物統計》課程實現的。在科研中,獲得了大量科研數據后,面臨的一個重要問題就是如何通過試驗數據揭示自然規律。由于本科學生參與科研工作的沉淀相對不足,當面對大量的科研數據時,更是無從著手,不能通過科學合理的統計分析方法揭示規律,而通過《生物統計》課程是可以提高學生分析數據,揭示規律的能力的。
4提升學生科研素質,改革《生物統計》課程教學
4.1轉變《生物統計》課程的定位
在以往的草業科學專業本科教學中,《生物統計》課程的性質是專業基礎課,教學中側重于理論教學,在一定程度上忽視了課程的實踐性應用。因此,要使《生物統計》課程在提升學生科研素質中發揮作用,首先要轉變課程的定位,即將《生物統計》課程定位在培養學生具體應用能力,提高學生動手能力,提升學生發現問題解決問題能力上。簡單說,就是將《生物統計》課程定位于學生學習后能切實使用這一教學目標上。
4.2對課程理論內容的講解要有針對性,部分內容適當弱化
《生物統計》是一門既有理論又有實踐的課程。基于上述對課程定位的轉變,在學時有限的教學中,教師應當根據各章教學內容及教學要求的不同,采取不同的教學方式,對部分理論內容適當弱化。如統計學基礎知識部分,著重講清基本概念和基本理論即可,力求深入淺出。對于統計學基本原理,要緊密結合草業科學專業特點,著重講清發現問題、解決問題的基本思路來啟發學生的邏輯思維能力即可。對于課程中大量的數理統計學公式,應淡化演繹、推理過程,而將數學公式的統計學含義、在實踐中的應用條件和范圍、如何運用講解清晰。
4.3緊密結合科研實踐,增加實例教學
在課堂教學中,將基本的科研方法,如怎樣進行科研選題、如何收集資料、如何制定試驗方案和實施試驗、如何對試驗結果進行統計分析等穿插在授課內容中進行講授。同時,在減少教材中部分練習題的前提下,布置具有實際意義的綜合性練習,加強學生進行科研活動的基本訓練,使學生初步掌握科研活動的方法和途徑,為下一步參與到教師科研項目中打基礎。其次,在課程授課中,增加實例教學內容。例如,在講授隨機區組設計方法時,可以列舉本專業科研中牧草飼料作物栽培領域涉及的實例,如肥料、水分兩因素對燕麥產量的影響;在講授卡平方測驗時,可以列舉牧草飼料作物育種領域里的實例,如通過卡平方測驗中的適合性測驗來驗證披堿草某一性狀的遺傳規律等。通過實例教學,使得該課程不再枯燥難懂,而且將學生引導到實際問題中去,通過分析與互相討論,調動學生學習興趣,提高學生解決實際問題的能力。在實例教學中,所舉例子既要符合教學內容,又要有現實意義,緊密結合科研與生產中的實際問題,這對學生才有吸引力。不僅加深學生對授課內容的理解和記憶,而且對提高學生綜合分析和解決實際問題的能力大有幫助,能增強學生在以后的科研工作中的實際應用能力。
4.4增加統計軟件的學習
目前,隨著計算機技術在各領域的廣泛使用,科學研究中數據的處理及統計分析基本依靠相應的軟件來完成,常用的有SAS、SPSS、DPS等。雖然統計分析軟件功能強大,幾乎無所不能,但是前提是使用者要深入理解科研數據統計分析的應用范圍、適用方法以及對軟件分析結果的解讀,否則,要么面對數據和軟件不知如何下手,要么套用錯誤的分析模塊得不出正確的結論,要么面對軟件給出的豐富結果不知對自己真正有用的結論是什么。基于此,將計算機統計分析軟件的應用融入到教學過程中。例如,在講授試驗資料的整理、假設檢驗、方差分析、回歸分析等內容時,在講清思路和分析步驟的基礎上,直接利用ExcelSPSS、DPS等統計分析軟件演示例題的分析過程與結果,并安排適當的時間讓學生動手練習。這種教學方式的改革,能夠發揮學生的主動性與積極性,增加學生動手機會,在完成課程內容學習的同時就基本掌握了相應軟件應用能力,在后期學生參與科研項目時,遇見統計分析軟件不再陌生,甚至能靈活運用。
4.5教學文件公開,實行開放式教學
目前,草業科學專業《生物統計》課程總學時有限,在不增加學時而又增加了統計軟件等學習內容的背景下,課堂學習時間就捉襟見肘了。解決這一問題而進行的教學改革就是實行開放式教學,將課程教學文件通過各種網絡平臺呈現給學生,如可以共享在學生建立的QQ群中,或上傳到教師的個人空間中,搭起一個容易被學生接受的教師與學生間的互動平臺。這樣,就避免了教師下課后學生見不到老師無法繼續向老師學習,教師課后要給學生輔導又需要另找時間和教室而帶來的諸多不便,可以有更充裕的時間和更靈活的方式在師生間交流和互動。
4.6改革考核方式,提升學生綜合運用知識的能力
《生物統計》課程實踐性較強的性質決定了應把考核學生應用知識的能力和綜合分析問題的能力作為考核重點。考核方式可以從以往的閉卷理論考試改革為考核實踐技能的開卷考試。開卷考試的命題可采取教師事先編制好若干套綜合應用題,由考生抽簽選作,學生可以查閱有關參考資料,但要求考生在規定時間內獨立完成。如果條件具備,甚至可以采用計算機機考與筆試相結合,主觀性題以計算機考試為主,客觀性題則以筆試為主。這種考核改革,可以使學生從死記硬背概念和公式中解脫出來,以考查學生解決實際問題能力為重點,從而督促學生以掌握實際應用為學習目標。
5討論
[論文關鍵詞]學科與專業 教學與科研 知識與能力 質量與規模
建設地方高水平特色大學是一項長期的系統工程,在發展過程中,需要正確處理好一系列關系:從發展基礎上講,應該規劃好學科與專業的關系;從高校職能上講,應該協調好教學與科研的關系;從人才培養上講,應該處理好知識與能力的關系;從辦學效益上講,應該解決好質量與規模的關系。
一、學科與專業的關系
學科與專業是高等院校實現教學、科研、社會服務三大職能的基礎和支撐,學科專業建設在學校建設和發展過程中具有基礎性地位和核心作用。學科與專業雖有著諸多區別,但兩者又相互聯系。一般認為,學科是專業的基礎,專業是對學科的選擇與組織。一個學科支撐一個或幾個專業,一個專業又以一個或幾個學科為基礎。學科與專業是主從關系,沒有學科支撐就無從談起專業。學科建設與專業建設也有相通之處,一方面,學科建設有利于提高專業建設的水平;另一方面,專業建設將會對學科建設提出新的要求,促進學科縱向和橫向發展。
學科建設的重點是完善學科體系,既要注重知識體系的完整性、前沿性和發展趨勢,也要注重不同學科在內容和方法上的相互支撐與滲透,發揮學科群的系統功能。因此,學科建設是一個學科優勢積累的過程,高水平的學科尤其需要長時間的建設和積累。相比而言,學科建設的過程比專業建設更長,因此,在實踐中過分強調學科專業的主從關系,單純強調學科的優先發展,對學科基礎相對薄弱的地方院校而言是不現實的。地方院校應緊密結合地方需求,根據區域經濟建設與社會發展實際,按照“專業先行、學科后劃”的思路適當設置地方需要量大的專業,以專業建設促進學科建設。地方院校設置專業,在考慮學科基礎的同時,應更加側重適應社會需要,開設一些緊缺專業,將專業按照學科性質進行歸類并不斷加以完善,以學科理論完善專業內涵,這樣既加固了專業基礎又提升了學科水平,達到學科專業相互促進、協調發展的目的。建設地方高水平特色大學,要以地方需求為導向,建立主動適應市場、符合學科專業發展規律的學科專業設置機制,在專業結構與布局上,堅持為地方經濟社會發展服務的宗旨,在鞏固發展基礎專業、確保基礎專業的基礎和優勢地位的同時,加快發展市場急需專業,靈活設置直接服務于區域經濟建設和社會發展的應用型專業,努力形成與地方經濟結構相適應的學科專業結構,形成專業特色。
學科與專業的結合通過課程的設置及課程內容的選擇體現出來,因此,建設地方高水平特色大學,應加強基本課程建設,緊密結合學科與專業研究的最新動態,充實與完善課程內容,科學設置課程體系,優化課程結構,豐富課程類別,滿足人才培養的不同層次需求,加強精品課程建設。
二、教學與科研的關系
教學和科研是大學的主要活動,也是大學的存在方式和實現服務社會職能的主要途徑。教學是科研的基礎和前提,科研是教學的提升和發展,教學與科研相互影響、相互促進。
1 以教學帶動科研,以科研促進教學。從大學教學過程角度來看,與基礎教育的教學不同,大學教學更多的是一種研究性教學。大學教學主要任務是啟發學生的思維、開闊學生的專業視野、培養學生的專業智能和研究能力,在大學課程教學過程中,教師不僅要向學生傳授基礎理論、基本知識和基本技能,而且還要講清知識、原理、規律之間的內在聯系和來龍去脈,講授的內容應有所創新,立足學科的前沿。這些都需要教師不斷加強對知識的更新和對教學方法的改革,從而在客觀上為教師科研選題奠定基礎。
從大學教學特點上講,大學教學工作與大學科研工作具有依賴關系,科研可以促進教學。大學教學的學科建設、專業設置、課程體系、教學過程,無不體現出對科研成果的需求和依存。從課程建設角度來看,大學課程追求前瞻性、綜合性、系統性以及可操作性,強調以最新的綜合化專業知識充實與完善課程內容,以系統化的知識體系調整課程結構。因此,大學教學需要以科研作支撐,科研可以帶動教學的創新,可以使教師在教學中不斷引導學生去探索新知識,使教學活動與學科最新的發展動態和趨勢同步。
2 以科研實現創新,以創新帶動發展。高校教師在承擔教學工作任務的同時從事科學研究,不僅提高自身的學術水平和教學水平,更重要的是通過科研創新,以最新科研成果指導學科專業建設、課程建設,提升人才培養質量,帶動學校整體發展。建設地方高水平特色大學,尤其需要構建教學與科研一體的管理體系,加強科研平臺建設,從根本上打破教學與科研分立的局面。在重視與加強人才培養和保障教學質量的同時,教學型大學應以提高教育教學創新能力為己任,積極推進教育思想創新、教育目標創新、教育制度創新、教育管理創新和教育內容創新,不僅要加強自身的建設和發展,提升服務能力和服務質量,努力促進區域經濟持續快速健康發展,更要依托大學創新的品格,提煉創新大學精神并促進其轉化為社會的文化意識,提升大學的文化品位,全方位服務社會,引領社會文化潮流,促進區域和諧社會的建設和發展。
教學與科研的成效都通過服務社會體現出來,教學與科研的結合點在于服務地方。教學、科研、服務社會作為高校三大職能,教學與科研是基礎和前提,服務地方是歸宿與目的。教學主要通過培養人才服務地方,科研主要通過科技創新及其成果轉化服務地方,二者殊途同歸,共同作用于服務地方經濟建設與社會發展這個目的。
三、知識與能力的關系
知識是個體通過與環境相互作用后獲得的信息以及組織,能力是順利完成某一活動所必需的主觀條件。知識是能力的基礎和前提,離開知識,能力就成了無源之水、無本之木;能力是學習知識的目的,沒有能力,知識也就喪失了其應有的作用;同時,能力的提高有助于對知識的全面掌握、深刻理解和創新。
大學的人才培養目標不同,對學生的知識與能力培養的側重也有所不同。地方高水平特色大學主要為區域經濟建設與社會發展培養高級應用型人才,應用型人才的核心特征是知識應用能力較強,因此,培養應用型人才,需要在正確把握知識與能力關系的基礎上,構建應用型的學科專業結構、應用型的課程體系、應用型的教師隊伍,在產學研合作、人才培養模式等環節上,注重對學生知識應用能力的培養。在實際教學工作中,應立足學生基本知識、基本原理、基本理論的教學,加強對學生專業能力的培養與訓練。要實現考試制度的轉變,改變過去那種以書面考試成績為唯一標準的學業評價方法,全面考查學生的綜合素質與動手操作能力,在考試形式、考試內容、考試方法上突出學生對知識應用能力的考核。
地方高水平特色大學應注重培養高素質的人才。學生的綜合素質表現為知識與能力的組合,傳統的教育觀念認為學生的綜合知識主要在于“雙基”,即基本知識與基本技能。但從人的終身發展的角度考慮,特別是從培養創新型人才、提高人才的國際競爭力的角度考慮,僅有“雙基”已經不能滿足高素質人才培養和我國經濟社會發展的新要求,學生除了掌握基本知識、基本技能外,還應該具備學科專業的基本思想、基本活動經驗。“基本思想”主要指一門學科教學內容的主線或詮釋架構與原理架構,具備學科專業的基本思想就是要讓學生能夠清晰地了解知識的產生過程、知識間的相互聯系以及整個知識體系的架構,以此構建學生理解知識的思維形式和思維方法。“基本活動經驗”是指學生親自或間接經歷的活動及其過程。學生只有在應用知識解決實際問題的各種活動中才能形成智慧,同時,讓學生親身感悟解決問題、應對困難的思想和方法,才可以逐漸形成正確思考問題與解決問題的基本經驗。傳統的教育觀念認為學生的綜合能力主要在于“雙能”,即分析問題與解決問題的能力,但從創新型人才的基本能力來看,發現問題與提出問題的能力更為重要。分析與解決問題是已知,而發現與提出問題是未知,因此,發現與提出問題比分析與解決問題更重要,難度也更高。發現問題通常是指個體借助已有的知識基礎和經驗,發現書本上不曾教過的新方法、新觀點、新途徑以及知道以前不曾知道的新東西。提出問題的關鍵是認清問題、概括問題,因此,問題的提出必須進行深入的思考和自我組織,這樣就可以激發學生的智慧,調動學生的身心進入活動狀態。
四、質量與規模的關系
對于高等學校而言,質量是一個遠比數量更為重要也更有意義的問題,質量是“本”,數量是“末”,本末絕不可以倒置。地方高水平特色大學建設必須進一步強化質量意識,在辦學過程中采取切實有效的措施,確保人才培養質量、科學研究水平、服務地方能力不斷提高。在確定發展規模和招生數量時,必須使之與學校的資源承受能力相適應,在充分保證質量的基礎上謀求數量的增長,尋求最佳的規模效益。
1 保證師資資源的充足性。高等學校應確定科學合理的生師比并按該比例配置教師,確保教學任務圓滿完成。
2 確保學科建設、專業設置水平與能力不斷提高。學科專業建設是一個長期積累與不斷完善的過程,高等學校的學科專業建設應該逐漸走向成熟,不能因辦學規模的擴大導致學科建設與專業設置水平的停滯或下降。
3 加強課程建設,不斷提高課程水平。課程是教學的依據,只有不斷提高課程建設水平,才具備了提高教學質量的前提,辦學規模的擴大不應成為制約課程建設水平的因素。
4 不斷提高教師的科研水平,不斷豐富科研成果。科研與教學具有密切的關系,科研也是不斷提高學科專業建設的必要手段,辦學規模的變化往往會影響教學任務的變化,但不能因此沖擊科研水平與能力的提高。
[論文關鍵詞]學科與專業 教學與科研 知識與能力 質量與規模
建設地方高水平特色大學是一項長期的系統工程,在發展過程中,需要正確處理好一系列關系:從發展基礎上講,應該規劃好學科與專業的關系;從高校職能上講,應該協調好教學與科研的關系;從人才培養上講,應該處理好知識與能力的關系;從辦學效益上講,應該解決好質量與規模的關系。
一、學科與專業的關系
學科與專業是高等院校實現教學、科研、社會服務三大職能的基礎和支撐,學科專業建設在學校建設和發展過程中具有基礎性地位和核心作用。學科與專業雖有著諸多區別,但兩者又相互聯系。一般認為,學科是專業的基礎,專業是對學科的選擇與組織。一個學科支撐一個或幾個專業,一個專業又以一個或幾個學科為基礎。學科與專業是主從關系,沒有學科支撐就無從談起專業。學科建設與專業建設也有相通之處,一方面,學科建設有利于提高專業建設的水平;另一方面,專業建設將會對學科建設提出新的要求,促進學科縱向和橫向發展。
學科建設的重點是完善學科體系,既要注重知識體系的完整性、前沿性和發展趨勢,也要注重不同學科在內容和方法上的相互支撐與滲透,發揮學科群的系統功能。因此,學科建設是一個學科優勢積累的過程,高水平的學科尤其需要長時間的建設和積累。相比而言,學科建設的過程比專業建設更長,因此,在實踐中過分強調學科專業的主從關系,單純強調學科的優先發展,對學科基礎相對薄弱的地方院校而言是不現實的。地方院校應緊密結合地方需求,根據區域經濟建設與社會發展實際,按照“專業先行、學科后劃”的思路適當設置地方需要量大的專業,以專業建設促進學科建設。地方院校設置專業,在考慮學科基礎的同時,應更加側重適應社會需要,開設一些緊缺專業,將專業按照學科性質進行歸類并不斷加以完善,以學科理論完善專業內涵,這樣既加固了專業基礎又提升了學科水平,達到學科專業相互促進、協調發展的目的。建設地方高水平特色大學,要以地方需求為導向,建立主動適應市場、符合學科專業發展規律的學科專業設置機制,在專業結構與布局上,堅持為地方經濟社會發展服務的宗旨,在鞏固發展基礎專業、確保基礎專業的基礎和優勢地位的同時,加快發展市場急需專業,靈活設置直接服務于區域經濟建設和社會發展的應用型專業,努力形成與地方經濟結構相適應的學科專業結構,形成專業特色。
學科與專業的結合通過課程的設置及課程內容的選擇體現出來,因此,建設地方高水平特色大學,應加強基本課程建設,緊密結合學科與專業研究的最新動態,充實與完善課程內容,科學設置課程體系,優化課程結構,豐富課程類別,滿足人才培養的不同層次需求,加強精品課程建設。
二、教學與科研的關系
教學和科研是大學的主要活動,也是大學的存在方式和實現服務社會職能的主要途徑。教學是科研的基礎和前提,科研是教學的提升和發展,教學與科研相互影響、相互促進。
1 以教學帶動科研,以科研促進教學。從大學教學過程角度來看,與基礎教育的教學不同,大學教學更多的是一種研究性教學。大學教學主要任務是啟發學生的思維、開闊學生的專業視野、培養學生的專業智能和研究能力,在大學課程教學過程中,教師不僅要向學生傳授基礎理論、基本知識和基本技能,而且還要講清知識、原理、規律之間的內在聯系和來龍去脈,講授的內容應有所創新,立足學科的前沿。這些都需要教師不斷加強對知識的更新和對教學方法的改革,從而在客觀上為教師科研選題奠定基礎。
從大學教學特點上講,大學教學工作與大學科研工作具有依賴關系,科研可以促進教學。大學教學的學科建設、專業設置、課程體系、教學過程,無不體現出對科研成果的需求和依存。從課程建設角度來看,大學課程追求前瞻性、綜合性、系統性以及可操作性,強調以最新的綜合化專業知識充實與完善課程內容,以系統化的知識體系調整課程結構。因此,大學教學需要以科研作支撐,科研可以帶動教學的創新,可以使教師在教學中不斷引導學生去探索新知識,使教學活動與學科最新的發展動態和趨勢同步。
2 以科研實現創新,以創新帶動發展。高校教師在承擔教學工作任務的同時從事科學研究,不僅提高自身的學術水平和教學水平,更重要的是通過科研創新,以最新科研成果指導學科專業建設、課程建設,提升人才培養質量,帶動學校整體發展。建設地方高水平特色大學,尤其需要構建教學與科研一體的管理體系,加強科研平臺建設,從根本上打破教學與科研分立的局面。在重視與加強人才培養和保障教學質量的同時,教學型大學應以提高教育教學創新能力為己任,積極推進教育思想創新、教育目標創新、教育制度創新、教育管理創新和教育內容創新,不僅要加強自身的建設和發展,提升服務能力和服務質量,努力促進區域經濟持續快速健康發展,更要依托大學創新的品格,提煉創新大學精神并促進其轉化為社會的文化意識,提升大學的文化品位,全方位服務社會,引領社會文化潮流,促進區域和諧社會的建設和發展。
教學與科研的成效都通過服務社會體現出來,教學與科研的結合點在于服務地方。教學、科研、服務社會作為高校三大職能,教學與科研是基礎和前提,服務地方是歸宿與目的。教學主要通過培養人才服務地方,科研主要通過科技創新及其成果轉化服務地方,二者殊途同歸,共同作用于服務地方經濟建設與社會發展這個目的。
三、知識與能力的關系
知識是個體通過與環境相互作用后獲得的信息以及組織,能力是順利完成某一活動所必需的主觀條件。知識是能力的基礎和前提,離開知識,能力就成了無源之水、無本之木;能力是學習知識的目的,沒有能力,知識也就喪失了其應有的作用;同時,能力的提高有助于對知識的全面掌握、深刻理解和創新。
大學的人才培養目標不同,對學生的知識與能力培養的側重也有所不同。地方高水平特色大學主要為區域經濟建設與社會發展培養高級應用型人才,應用型人才的核心特征是知識應用能力較強,因此,培養應用型人才,需要在正確把握知識與能力關系的基礎上,構建應用型的學科專業結構、應用型的課程體系、應用型的教師隊伍,在產學研合作、人才培養模式等環節上,注重對學生知識應用能力的培養。在實際教學工作中,應立足學生基本知識、基本原理、基本理論的教學,加強對學生專業能力的培養與訓練。要實現考試制度的轉變,改變過去那種以書面考試成績為唯一標準的學業評價方法,全面考查學生的綜合素質與動手操作能力,在考試形式、考試內容、考試方法上突出學生對知識應用能力的考核。
地方高水平特色大學應注重培養高素質的人才。學生的綜合素質表現為知識與能力的組合,傳統的教育觀念認為學生的綜合知識主要在于“雙基”,即基本知識與基本技能。但從人的終身發展的角度考慮,特別是從培養創新型人才、提高人才的國際競爭力的角度考慮,僅有“雙基”已經不能滿足高素質人才培養和我國經濟社會發展的新要求,學生除了掌握基本知識、基本技能外,還應該具備學科專業的基本思想、基本活動經驗。“基本思想”主要指一門學科教學內容的主線或詮釋架構與原理架構,具備學科專業的基本思想就是要讓學生能夠清晰地了解知識的產生過程、知識間的相互聯系以及整個知識體系的架構,以此構建學生理解知識的思維形式和思維方法。“基本活動經驗”是指學生親自或間接經歷的活動及其過程。學生只有在應用知識解決實際問題的各種活動中才能形成智慧,同時,讓學生親身感悟解決問題、應對困難的思想和方法,才可以逐漸形成正確思考問題與解決問題的基本經驗。傳統的教育觀念認為學生的綜合能力主要在于“雙能”,即分析問題與解決問題的能力,但從創新型人才的基本能力來看,發現問題與提出問題的能力更為重要。分析與解決問題是已知,而發現與提出問題是未知,因此,發現與提出問題比分析與解決問題更重要,難度也更高。發現問題通常是指個體借助已有的知識基礎和經驗,發現書本上不曾教過的新方法、新觀點、新途徑以及知道以前不曾知道的新東西。提出問題的關鍵是認清問題、概括問題,因此,問題的提出必須進行深入的思考和自我組織,這樣就可以激發學生的智慧,調動學生的身心進入活動狀態。
四、質量與規模的關系
對于高等學校而言,質量是一個遠比數量更為重要也更有意義的問題,質量是“本”,數量是“末”,本末絕不可以倒置。地方高水平特色大學建設必須進一步強化質量意識,在辦學過程中采取切實有效的措施,確保人才培養質量、科學研究水平、服務地方能力不斷提高。在確定發展規模和招生數量時,必須使之與學校的資源承受能力相適應,在充分保證質量的基礎上謀求數量的增長,尋求最佳的規模效益。
1 保證師資資源的充足性。高等學校應確定科學合理的生師比并按該比例配置教師,確保教學任務圓滿完成。
2 確保學科建設、專業設置水平與能力不斷提高。學科專業建設是一個長期積累與不斷完善的過程,高等學校的學科專業建設應該逐漸走向成熟,不能因辦學規模的擴大導致學科建設與專業設置水平的停滯或下降。
3 加強課程建設,不斷提高課程水平。課程是教學的依據,只有不斷提高課程建設水平,才具備了提高教學質量的前提,辦學規模的擴大不應成為制約課程建設水平的因素。
4 不斷提高教師的科研水平,不斷豐富科研成果。科研與教學具有密切的關系,科研也是不斷提高學科專業建設的必要手段,辦學規模的變化往往會影響教學任務的變化,但不能因此沖擊科研水平與能力的提高。
1我院中藥學實驗課教學模式的弊端
長期以來,中藥學實驗課的教學一直承襲傳統教學模式,在整個教學過程中,多以理論課驗證性實驗為主,或孤立的單元操作J。學生僅需要按照已經制定好的實驗流程進行簡單的模仿和重復操作,完成實驗內容即可,此教學模式只是對實驗的重復,缺乏實驗操作的規范性和系統性。對于現代先進分析儀器檢測實驗、中藥制劑生產設備和工藝流程、中藥鑒定和藥理學實驗的先進技術等只是進行理論講解。這樣的實驗課教學使學生對于各門中藥學學科之間的學習嚴重脫節,只是應試考試,不會進行完整、嚴密的科研實驗。學生被動地接受知識,只會在固定框架中思考問題,缺乏對學生的自主判斷、獨立思考能力和創造性思維、合作意識等綜合能力素質的培養。這種傳統的培養模式已不能適應當今社會對中藥學專業人才的要求,這也是中藥學專業學生就業難的原因之一。因此有必要對現行的教學方法進行改革,構建新的實驗課教學內容,使學生能夠逐漸具備進行多學科綜合性設計實驗的能力,提高學生的綜合能力和素質。
2中藥學實驗課教學方法的改革
針對本院中藥學實驗教學狀況,應對中藥學實驗教學方法進行以下改革,使學生能系統地、有節奏地進入科研實驗角色,使他們能理論聯系實際,學以致用,進行開拓性思維,具備進行創新性研究的素質。
2.1感性學習教學法
針對中藥學各個專業不同特點,對于難理解的實驗設備、實驗原理和實驗操作及目前各學科發展的新技術、新水平,可采用不同的教學手段包括投影、幻燈、電影、電視、錄音、錄像、語言實驗室、計算機、影碟、互聯網等,使他們得到感性認識,開拓思維。譬如,在現代儀器設備教學中由于實驗條件的限制,學生大部分時間是對設備實驗的理論學習,抽象難懂,在教學中可以將抽象的概念與實際操作相關聯做成直觀、生動、形象的課件;或應用互聯網技術讓學生在線觀看先進儀器設備整個實驗操作過程,便于學生理解和記憶。對于中藥制劑課實驗可以帶領學生參觀藥廠或觀看錄像,使他們從感官上認識現代中藥制劑的成型工藝及中藥不同劑型的優缺點,而不是局限于教科書中有限的內容。對于藥理學實驗,可以將藥理實驗的基本技能和先進動物實驗技術錄成錄像,給學生放映,使他們能更深刻地理解藥理課理論與實踐的關系。通過感官性學習,可提高學生學習的興奮度,并使他們對中藥學各學科的實際應用及新技術發展狀況進行一定的了解,使學生的學習更具有目的性和方向性。
2.2基本技能訓練教學法
通過以上感性認識實驗,第二步主要以基本技能訓練為主,從而掌握中藥鑒定、中藥化學、中藥制劑等學科經典實驗的基本操作技術、方法和原理。如中藥鑒定學實驗課,要使學生掌握中藥材鑒定的基本方法如外觀性狀、形態鑒定、顯微鑒定、理化鑒別等;中藥化學實驗課,要使學生掌握中藥中不同有效成分的提取、鑒別、含量測定方法等。對學生進行系統規范性的實驗基本技能訓練,為后面的綜合性和設計陛實驗打下良好的基礎。
2.3綜合性實驗教學法
綜合性實驗教學法可通過給學生出題目,讓學生完成。如將一種或幾種中藥制成中藥制劑并制定其質量標準,這一實驗設計到中藥鑒定學、中藥化學和中藥制劑學等。讓學生分成實驗小組,每組的組長給每個人分配具體任務,檢索查閱文獻資料與工具書,在查閱資料的基礎上,寫出實驗方法及原理,擬定書面實驗方案。指導老師再組織學生對方案的科學性、可行性、操作難易與操作要點、安全注意事項等問題展開討論。學生根據討論結果修改方案,最終確定方案。做實驗時各種實驗用具應整齊有序,嚴格按照實驗標準操作規程,認真觀察實驗現象并及時、如實記錄實驗結果。在整個實驗過程中教師必要時到現場指導,開闊學生思維。通過綜合性實驗使學生把中藥專業各學科所學的知識融會貫通,綜合性地思考問題,更充分地理解各學科問的關系及該專業的完整體系。
關鍵詞:人工智能;理論傳授;實驗訓練;科研訓練
人工智能(Artificial Intelligence,AI)是計算機科學與技術專業的一門重要專業課程,是一門研究運用計算機模擬和延伸人腦功能的綜合性學科。它研究如何用計算機模仿人腦所從事的推理、證明、識別、理解、設計、學習、思考、規劃以及問題求解等思維活動,并以此解決需要人類專家才能處理的復雜問題,例如咨詢、診斷、預測、規劃等決策性問題[1]。人工智能是一門涉及數學、計算機、控制論、信息學、心理學、哲學等學科的交叉和綜合學科。目前,人工智能很多研究領域,如自然語言處理、模式識別、機器學習、數據挖掘、智能檢索、機器人技術、智能計算等都走在了信息技術的前沿,有許多研究成果已經進入并影響了人們的生活。
2003年12月5日,國內第一個“智能科學與技術”本科專業在北京大學誕生[2],它標志著我國智能科學與技術本科教育的開始,對我國智能科學技術人才培養和智能科學與技術學科建設起到極大的帶動作用。目前,人工智能課程的教學存在幾個問題:首先,注重講授理論知識,實驗環節滯后,這不利于培養學生的實踐能力,更談不上實踐創新。其次,人工智能是交叉學科,內容比較繁雜,各種教材的內容不一樣,授課沒有統一的體系,學生學習時抓不住重點,不能理解人工智能的根本方法和思想。一般說來,計算機專業的其他課程,如網絡技術、數據庫技術、算法分析與設計等,都是求解結構化問題的基本技術,而人工智能技術則是解決非結構化、半結構化問題的有效技術。最后,人工智能科學與技術飛速發展,但目前人工智能只被視為一門專業課,課程講授和人工智能沒有作為一個研究方向結合起來,也沒有把傳授課本知識和引導啟發創新結合起來。
適應知識經濟發展的高等教育,要把培養創造精神和創新能力擺在突出的位置。創新是基礎研究的生命,而高等學校的教學只有與科研緊密結合,才能在培養學生的創新精神方面有所作為。為此,針對人工智能的課程特點,我們積極開展研究型教學、研究型學習,提高大學生的學習能力、實踐能力和創新能力的研究與實踐。在教材上,我們選用了清華大學出版社出版、馬少平等編寫的《人工智能》。我們的教學研究與實踐的主要內容包括三個方面:啟發式傳授人工智能解決問題的非結構化的思想;成體系的實驗訓練;以及與畢業論文,學校大學生科研項目資助計劃,國家大學生創新性實驗計劃相對接的科研訓練。這三個主要方面,層層遞進、環環相扣,是體系完整的創新型人工智能教學實踐。下面,我們就這三個方面內容展開探討。
1啟發式傳授人工智能解決問題的非結構化思想
現實世界的問題可以按照結構化程度劃分成三個層次[1]:1)結構化問題,能用形式化(或稱公式化)方法描述和求解的一類問題;2)非結構化問題,難以用確定的形式來描述,主要根據經驗來求解;3)半結構化問題,介于上述兩者之間。一般說來,計算機專業的其他課程如網絡技術、數據庫技術、算法分析與設計等,都是求解結構化問題的基本技術。而人工智能技術則是解決非結構化、半結構化問題的有效技術。人工智能的教學可以讓學生在體驗、認識人工智能知識與技術的過程中獲得對非結構化、半結構化問題的解決過程的了解,從而達到培養學生多角度思維的目的。
我們使用的教材主要內容包括搜索和高級搜素、謂詞邏輯和歸結原理、知識表示、不確定性推理方法、機器學習等。這些主要內容也可以相應地歸結為若干個典型算法,如啟發式A*搜索算法、 剪枝算法、元啟發式算法(模擬退火,遺傳算法)、謂詞邏輯歸結算法、貝葉斯網絡、決策樹、神經網絡(BP算法、自組織網絡和Hopfield神經網絡算法)。元啟發式算法是一種啟發式的隨機算法,是用來解決非結構化問題的典型算法,其思想和傳統的決定性算法如動態規劃、分支限界完全不一樣。學生在剛一接觸到這些元啟發式算法一時難以接受和理解其機理,對算法的有效性往往半信半疑。根據非結構化、半結構化問題的特點,講解和演示算法在解決此類問題的具體步驟和詳細過程,從而讓學生掌握人工智能算法的基本思想。在講解不同的元啟發式算法的時候,學生會問,是模擬退火算法強,還是遺傳算法強;在講到機器學習算法的時候,學生會問到底哪個分類算法最好,這時候我們可以把搜索(優化)領域和機器學習領域的“沒有免費午餐”定理進行適當的講解和解釋,從而把具體算法實現層面之上的一些人工智能的哲學思想進行傳授。
在人工智能的具體教學中,采用問題教學法和參與式教學法。在問題教學法中,圍繞人工智能的知識模塊,在引導學生發現各種各樣問題的前提下,傳授知識。教學活動中,嘗試使人工智能知識圍繞實際問題而展現,使問題不僅成為激發學生求知欲的前提,也成為學生期盼、理解和吸收知識的前提,以此激發學生的創造動機和創造性思維。在參與式教學中,打破人工智能算法的枯燥、沉悶的傳統教學法,嘗試開放式教學內容;提問式講課;無標準答案的課程設計;查找文獻,分組動手實現人工智能算法等參與式教學方法,培養和發揚學生的參與意識,通過參與式教學提高學生學習的主動性、積極性和效率,培養學生的動手能力和創新能力。
2成體系的實驗訓練
獨立開展人工智能實驗課程,開發一批新型、富有創意的實驗案例庫,搭建一個創新實驗和虛擬學習社區平臺。人工智能實驗課程的特點是應用各種人工智能方法,根據問題的約束、結構、信息進行表示建模和計算機上實現,是與人工智能原理同步的實驗課程。學生必須掌握的人工智能的基本原理和計算機操作技能,它對于學生的知識、能力和綜合素質的培養與提高起著至關重要的作用,在整個教學過程中占有非常重要的地位,是計算機軟件、計算機應用、計算機網絡、軟件工程等專業的一門重要的必修專業課程。通過實驗,學生得到嚴格的訓練,能規范地掌握人工智能的基本理論和主要方法、基本問題求解技術,熟悉各種計算環境的基本使用。
在培養學生掌握實驗的基本操作、基本技能和基本知識的同時,努力培養學生的創新意識與創新能力。為實現這一目標,在課程內容安排上采用適量基本原理與方法的實驗內容為基本內容,增加一系列綜合性實驗和開放性創新實驗問題,在實驗內容方面更注重研究性實驗中的創新問題。實驗內容方面分為三個層次:基本原理的基礎性實驗、綜合實驗和研究性實驗。在后兩個層次的實驗中,部分引入人工智能課程小組團隊的最新科研成果,目的在于通過完成這些研究性實驗,培養學生獨立解決實際問題的能力,以提升學生的科研素質與創新意識。我們將這些設計實驗稱為新型實驗案例庫,它被放在人工智能課程小組網站上,以此搭建一個創新實驗和虛擬學習社區平臺。通過實驗課程的學習和訓練,學生應達到下列要求。
1) 掌握人工智能方法的優點及其在實際中的應用。
2) 學會對人工智能問題進行分析建模和應用各種計算工具實現問題求解,熟悉對實驗現象的觀察和記錄,實驗數據的獲取與設計,最佳實驗條件的判斷和選擇,實驗結果的分析和討論等一套嚴謹的實驗方法。
3) 鞏固并加深對人工智能原理課程的基本原理和概念的理解,培養學生勤奮學習,求真求實的科學品德,培養學生的動手能力、觀察能力、查閱文獻能力、思維能力、想象能力、表達能力。
4) 通過完成綜合研究性實驗,培養學生獨立解決實際問題的能力,提高學生的科研素質與創新意識。
在培養學生掌握實驗的基本操作、基本技能和基本知識的同時,進一步培養學生分析問題和解決問題的能力,培養學生的創新意識、創新精神和創新能力,為學生今后從事科研、教學或企事業單位的分析檢驗以及新技術的研發工作打下扎實的基礎。
在實驗組織方面,根據各實驗的目的和要求,學生分為5人1組,指定一個組長,每組選擇1套實驗題目。基礎實驗題目要求達到27學時、綜合性實驗題目選擇1題和研究性實驗題目選擇1題,基礎實驗題目要求在規定時間內,小組獨立完成實驗測定、數據處理,并撰寫實驗報告。實驗過程中, 要求學生勤于動手, 敏銳觀察, 細心操作, 開動腦筋, 分析鉆研問題, 準確記錄原始數據, 經教師檢查,實驗及其原始數據記錄才有效。同時,團隊作業,需要多人分工合作、相互幫助,這樣可以提高人際交往和溝通能力,學會與他人合作,培養團隊創新能力。
3課程學習與畢業論文,科研訓練相結合
人工智能技術在一定程度上代表著信息技術的前沿和未來,通過學習和體驗人工智能的知識和技術,學生能夠在一定程度上了解信息技術發展的前沿知識,這有助學生開闊視野、培養興趣,為今后繼續深造或走向社會奠定堅實的基礎[3-4]。
人工智能的理論和方法廣泛應用于數據挖掘、機器學習、模式識別、圖像處理中,這些內容既是高年級的后續課程,又是現在熱門的研究方向。學習和深刻理解人工智能的理論、方法和應用,對后續課程學習以及今后的研究具有重要的意義。
我院規定大學三年級的學生開始聯系畢業論文指導導師,同時確定畢業論文的研究方向,提前進行科研實踐,以培養實踐能力和研究素質。人工智能課程正好是大三高年級開設的專業課,因此,我們把課程實驗及設計與同學的興趣相結合,引導學生,并提煉和形成學生的畢業選題和課外的科研方向,它是提高本科生研究創新能力的有效手段。
基于新的教學實踐,很多學生的選題都與上述歸納的人工智能若干算法相關,如算法本身的研究和改進,或是算法在各領域,如數據挖掘、圖像處理等的應用。在我們的科研能力訓練計劃中,一批項目和課題,如混合神經網絡的研究與應用、差分演化算法研究與應用、基于協同訓練的推薦系統等,分別受到國家和學校本科生科研項目立項資助。一批三四年級的本科生以第一作者身份在國內核心期刊、國際會議和期刊上發表學術論文,這激發了學生的科研興趣,使學生體會到了創新的樂趣。
總之,課程學習與畢業論文、學校大學生科研項目資助計劃、國家大學生創新性實驗計劃相對接的科研訓練,極大地提升了學生的創新能力和科研基本素質。
4結語
針對人工智能的課程特點,我們積極開展研究型教學、研究型學習,提高大學生的學習能力、實踐能力和創新能力的研究與實踐。我們的教學研究與實踐主要內容包括三個方面:啟發式傳授人工智能解決問題的非結構化的思想;成體系的實驗訓練;以及與畢業論文、學校大學生科研項目資助計劃、國家大學生創新性實驗計劃相對接的科研訓練。這三個主要方面,層層遞進、環環相扣,是體系完整的創新型人工智能教學實踐,新的改革和實踐在教學中取得了令人滿意效果。
參考文獻:
[1] 張劍平. 關于人工智能教育的思考[J]. 電化教育研究,2003(1):24-28.
[2] 謝昆青. 第一個智能科學技術專業[J]. 計算機教育,2009(11):16-20.
[3] 羅輝,梁艷春. 大學生畢業論文與科研能力培養及就業[J]. 吉林教育,2003(10):18.
[4] 金聰,劉金安. 人工智能教育在能力培養中的作用及改革設想[J]. 計算機時代,2006(9):66-69.
Reform and Practice of Innovative Teaching in Artificial Intelligence
WANG Jia-hai, YIN Jian, LING Ying-biao
(Department of Computer Science, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510006, China)
關鍵詞:醫事法學;醫事法專業;科研能力培養;思路
醫事法(衛生法)是新興的醫學與法學的交叉學科,其“交叉性”決定了醫事法專業人才具有復合性和應用性,其“新興性”要求醫事法專業人才必須具有創新性。而科研能力的培養是醫事法專業人才形成該特點的一個非常重要的途徑。首先,科研能力是創新素質的重要體現,對醫事法專業人才進行科研能力的培養有助于深入挖掘其創新潛質,引導其樹立創新精神和形成創造性思維。其次,科研的過程包含了對既有理論知識的梳理、對他人實務經驗的總結,這非常有助于醫事法專業人才夯實基礎專業知識、將理論與實際有效聯系,進而為其復合性和應用性打下良好的基礎。同時,參與科研實踐,也是培養醫事法專業人才獨立作業與團隊協作能力,提高溝通協調能力、表達能力等人際交往能力的有效方式。
目前,國內對于醫事法專業人才科研能力培養的討論不多,涉及科研能力培養的方案大都涵蓋于醫事法專業人才的培養目標中,并且其具體操作因各學校的認識不同而有差異。這種缺乏專門理論研究和專門機制設計的情況,非常不利于醫事法專業人才科研能力的培養。本文將就此對醫事法專業本科學生(以下簡作“醫事法學生”)科研能力的培養談一些思路。
一、基本概念
(一)醫事法專業本科學生科研能力
科研能力的內涵可概括為九個方面的能力:檢索文獻、收集資料、閱讀文獻資料、鑒別資料、歸納綜述、發現和提出問題、邏輯思維和分析、創新、文字表述和口頭表達。[1]
醫事法學生的科研能力也包括上述九種能力。通過培養,這些能力應突出體現在以下方面:在本科學習階段,能夠發現醫事法教材可能存在的問題,并能通過查找和思考排除問題存在的可能性或確定錯誤后對教材提出修改意見;在申報學生科研課題時,能夠規范、清晰、邏輯嚴密地完成申報書的書寫;在實習、工作階段,在發現現有法律規范沒有規定、醫事法理論也無法解決的問題時,能夠有意識地尋求其他領域的理論對該問題進行解決,并進而能在實踐的基礎上為修正或完善該理論進行思考。
(二)醫事法專業人才培養與醫事法專業本科生科研能力培養
醫事法專業人才培養(以下簡作“專業人才培養”),是培養德智體全面發展,知識、能力、素質協調發展,具備普通法律、醫事法律理論知識和實務能力,具備基礎醫學知識和基本臨床技能,能在醫療機構、衛生行政機關、司法機關、法律服務機構和各醫藥院校等部門,從事醫藥衛生行政管理、法律實務以及法學(醫事法律)教學和科研等工作的復合型高級專門人才。醫事法學生科研能力培養(以下簡作“科研能力培養”),是指通過專門的、系統的科研訓練使接受訓練的醫事法學生具備進行科研的基本能力。
如前所述,科研能力培養是專業人才培養目標實現的重要途徑。但二者在直接目的、培養對象和具體培養措施的設計上也有所區別:科研能力培養是在專業人才培養的基礎上,專門針對科研能力所作的培養,其直接目的在于滿足對醫事法科研有興趣的醫事法學生的學習需求,以及向醫事法科研工作崗位培養更具科研能力的本科生;專業人才培養針對所有的醫事法本科學生進行,科研能力培養針對對醫事法科研有興趣或有相關科研工作職業規劃的醫事法本科學生進行;專業人才培養措施圍繞醫事法專業人才的復合性、應用性和創新性進行設計,科研能力培養措施針對進行科研的基本方法和技能進行設計。
二、醫事法專業本科學生科研能力培養的思路
對本科學生科研能力培養的討論已經不少,一些帶有共性的內容當然也適用于醫事法專業學生的科研能力,比如采用研討式的教學方式培養科研能力,在課堂“知識傳授”的過程中訓練科研能力[2],校方應提供制度性的科研能力培養方案和配套措施,等等。但根據矛盾普遍性和特殊性的原理,醫事法學生的科研能力培養有其特殊性,這些特殊性充分體現在對醫事法學生的科研能力進行培養的思路上。
(一)促進醫事法學科的發展
我們現在更多地強調醫事法專業人才的復合性和應用性,這是對社會需求的回應,同時其似乎也隱含這樣的思路:學科本身的理論性暫且不論,只要我們“生產”出越來越多的符合社會需求的醫事法專業人才,那這個專業就有發展前途。以這種思路為指導,對“醫事法專業人才培養”這個問題,學者們往往側重于從目標定位、教學模式、課程設置、實踐教學設計和師資建設等方面展開論述,而對通過科研能力的培養以發展醫事法學生創新思維和創新精神,并進而推動醫事法學科的發展則缺乏關注。
注重學科人才的實務能力非常重要,但學科的獨立和發展最終體現在學科理論體系本身的獨立和發展――不管是從純理論研究的進路還是從實務到理論的進路,特別是在具有大陸法系特點、注重學科理論的科學性和獨立性的我國法學界更是如此。“由于衛生法學不但涉及醫學和法學,而且還涉及倫理學等諸多學科知識等原因,我國法律界迄今尚未對其展開全面深入的研究,我國的衛生法學尚處于體系原始、理論滯后的初始階段”[3],這種研究狀況決定了醫事法處于整個法學領域的邊緣,也進一步決定了醫事法專業人員的“話語權”。
因此,我們需要站在醫事法學科長遠發展的高度來看待醫事法學生科研能力培養的問題,我們必須重視這樣一個問題:我們培養的具備科研能力的醫事法學生數量越多、質量越好、參與醫事法學科理論體系研究的程度越高,醫事法學科不斷發展的可能性就越大。
(二)符合醫事法學科的特點
醫事法學廣泛涵蓋了醫學、法學以及公共衛生管理、心理和人際溝通技巧等方面的知識,因此,醫事法學專業的課程中既有大量的涉及基礎知識的課程,也有運用基礎知識的醫學和法學實習。在醫事法學生要花大量時間在基礎課程的學習和運用能力的訓練的情況下,如果我們將科研能力的培養對象設定為全體醫事法學生,這既不切實際,效果也令人懷疑。
我國《高等教育法》第十六條第2款規定:“本科教育應當使學生比較系統地掌握本學科、專業必需的基礎理論、基本知識,掌握本專業必要的基本技能、方法和相關知識,具有從事本專業實際工作和研究工作的初步能力”。而醫事法學生科研能力的培養是在此基礎上更高一層的的教育,它是只針對對醫事法科研有興趣或有科研工作職業規劃的醫事法本科學生所進行的系統而專門的培訓。因此,改革教學方式以在日常教學中加進科研意識的培養、寫作畢業論文等方式,是在培養“研究工作的初步能力”;在此基礎上,我們傾向于采取開設“科研方法”選修課、設立學生課題申報制度等方式進行專門而系統的科研能力培養。
(三)符合醫事法專業所屬醫學院校的特點
目前,我國設置醫事法學(衛生法學)專業的高等院校中有78%是醫學院校[4];據我們了解,其中設立醫事法本科專業的院校都是醫學院校。醫學院校雄厚的醫學教育資源非常有利于醫事法學生醫學專業知識的掌握,但其也存在法學教育資源相對薄弱的缺點。在這樣的情況下,醫學院校將其醫事法專業的人才培養定位于“實用型”,既符合實際情況,也符合將醫事法學定位于“應用法學的法律邊緣學科”的主流觀點[5](P.1-10)。
同理,在開展醫事法學生科研能力培養時,各醫學院校也應從自身的實際出發,著重開展從本土法制實務中的具體問題出發進行實證研究的科研訓練。這種培養思路,既培養了學生實證研究的能力,也培養了學生處理實際問題的能力。而且,不同醫學院校的醫事法專業根據各自的資源設計科研能力培養方案,能夠形成自己的醫事法教育特點,甚而在此基礎上形成自己的專業人才培養的比較優勢。
(四)注重過程性考查
“鼓勵和重視大學生科研能力的開發并不是讓學生取得多么偉大的科研成果,而是希望大學生通過參與科研實踐的全過程,初步掌握從事科學研究的基本方法和技能,進一步提高學生理論聯系實際的能力。”[6]因此,不管我們采取何種科研能力培養機制,在設計其考核標準時,都應注重對科研展開的整個過程的考核,而不是僅對最終取得成果進行評定。
以開設“科研方法”選修課為例。要改變以標準化試卷考試為核心的考核方式,要增加調查報告、文獻綜述、論文評述、小論文等鼓勵調查研究、獨立創見的平時性考核方式;要改變教師課堂灌輸知識、學生期末應試考試的教學模式,要通過熱點評論、課堂辯論等方式將科研意識、問題意識貫穿于學生的日常生活中;應減少針對知識點記憶準確性的考查,而應采取課堂分組討論、課堂匯報課外作業等方式,在整個教學過程呈現科研氛圍的情況下考查學生的科研能力和團隊合作能力……這整個過程注重訓練學生的科研能力和培養其學術道德,同時也為學生發現自己的理論興趣點并作進一步的研究創造了契機。
如前所述,在理論共識還未達成、實踐操作普遍缺乏規范的情況下,本文只能對醫事法學生的科研能力培養提一些思路。這些思路有待于方家的批評指正和實踐的檢驗才能達至完善。而如何圍繞這些思路,設計出符合各院校特點、能有效運行、并能不斷改進的具體科研能力培養機制,則是需要我們繼續研究的課題。
參考文獻
[1]郭漢民.研討式教學與大學生科研能力的培養[J].吉首大學學報(社會科學版),1999,(4).
[2]張燕.如何結合知識傳授訓練大學生的科研能力淺探[J].中國大學教學,2007,(9).
[3]夏蕓.衛生法學研究任務以及體系構建思考[J].南京中醫藥大學學報(社會科學版),2009,(1).
[4]李海云,張建華.衛生法學專業設置現狀及人才培養模式探討[J].中國衛生法制,2008,(6).
本文通過完善實驗教學計劃,優化實驗內容;精選實驗題目增加大型實驗項目;培養學生實驗方案設計能力;加強實驗技術隊伍建設的方法來培養創新型人才。
【關鍵詞】
應用化學;教學體系改革;創新型
1前言
應用化學是一門以實驗為基礎的學科,化學中的學說和定律都來源于實驗,同時又為實驗所檢驗,化學專業的學生進入大學后,在實驗技能方面受到系統訓練的開端。通過實驗,使學生加深和鞏固對應用化學知識的理解,正確的掌握應用化學實驗基本知識和基本技能;學會實驗數據的處理方法,掌握誤差、有效數字等概念,通過一般性的實驗、綜合性實驗和設計性實驗的系統實驗,培養學生的觀察和動手能力、分析問題和解決問題的能力,獨立思考和獨立工作的能力、創新思維和創新實踐的能力。
2應用化學實驗教學體系改革必要性
就目前而言,我國的應用化學專業實驗教學存在著不少的問題,譬如:實驗內容的不合理性、教學方法過于傳統、落后,主要數基于教學以及學生的實驗操作上面,其知識面狹窄,應用范圍少,而且驗證實驗比重較大,都是單一的依附于課堂教學,有的學生直接抄筆記,然后根據自己的記憶匆匆完成,簡單而過,只是為了應付交差,勉強完成了實驗教學,本身的實驗教學體系只是簡單的依附于課堂,沒有涉及實際的社會生產;關于最后的學生素質測評與實驗報告,表現也是片面單一的,沒有實質性的深刻的內容。單一的教學模式讓學生失去了自主空間,缺乏獨立創新精神,同時忽視了學生實驗操作技能,使得實驗室喪失了積極性,主動性和創造性,磨滅了學生對探索發現未知的興趣,這也直接導致了教學結果的不理想,不能達到培養學生思維能力和創新能力的培養目標[1]因此,必須對應用化學實驗教學體系改革。
2.1精選實驗題目增加大型系列實驗項目
在實驗題目的選擇上,要考慮到知識的攝列面,難易程度,也要貼近專業知識結合實際生活。經過不斷的研究完善,選著的題目“乙酰水楊酸的制備及純度的分析,從茶葉中提取咖啡因,油脂的水解(肥皂的制取)107膠水的制備”等。這些題,不僅能使學生掌握運用精細化學合成方法,提高基本操作技能,同時,能加深對相關理論的理解,對教材進行教學,為學生積累專業知識和熟練運用基礎工作。
2.2.積極探索學習與研究相結合的實驗教學模式
科研型實驗是在學生了解基本實驗知識、基本操作原理和基本操作技能、必要的合成實驗及儀器分析的基礎上進行的,科研型實驗不僅能把過去的知識全面應用和鞏固,同時,對學生了解該領域的科學前沿有巨大的幫助。如教師的基礎科研項目,讓學生參加作實驗,通過老師指導,讓學生充分體會科研項目中的先進方法和分析手段。同時學生都爭取將自己所做的實驗部分做好,不影響下一步的實驗結果。這不僅加強了團隊意識,也培養了學生嚴謹的科研態度。
2.3培養學生實驗方案設計能力
實驗方案設計是學生使用具有化學知識和基本技能的思維解決問題的過程。學生自己設計了更開放、更自由的化學實驗設計,分析產品和評價結果,是完全不同于傳統的規劃實驗模式,充分發揮學生的學習積極性,給學生發揮創造空間,讓他們有機會思考,真正的創新,使學生對基礎科學研究質量有所提高。同時,學生在自主設計實驗方案的基礎上,確定本課題。包括合成原理與方法、主要儀器、實驗藥物、設備操作步驟等,要求學生嘗試提出不同的解決方案,然后通過老師的復習,明確不合理之處,然后,引導學生正確的解決方法。設計性實驗培養了學生科研素質,增強了學生的科研能力。
2.4嚴肅管理,培養高素質人才
實驗技術隊伍本身的質量直接決定著實驗教學的質量。全面加強實驗室建設,譬如對于資源配置的合適配比,以及相互的資源交流共享,對實驗室進行更加充分的利用,提高效率。加強實驗室隊伍建設不僅是對于實驗室本身的管理升級更主要是是提升實驗人員的專業水準,思維意識,增加對于實驗的熱情。當然,完善的實驗教學團隊是構建整個實驗室教學的基礎,我們需要對于實驗室專業教學人員進行的嚴格把控,當他們對企業有著很強的責任心,能更好的完成實驗室教學管理工作,才能不斷提高實驗教學質量,從而使得實驗教學任務順利進行。
3結語
我們經過應用化學實驗教學體系的改革與探索,提高學生獨立思考能力,自主研究的精神,拓展學生的思維開闊性,嚴格把控實驗教學的質量,實驗室不單單要是一個嚴謹治學的地方,更要成為把激發學生熱情、發展個性特長、培養創新型人才的研究基地。
作者:劉云 單位:河南大學化學化工學院
[關鍵詞]研究性教學 案例教學 創新能力 科研
[中圖分類號] G420 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2015)07-0111-03
研究性教學是教師在教學過程中通過活躍的思維、平等的教學氣氛、自由的交流情景,以培養學生的研究意識、研究能力和創新能力為目標,引導學生進行研究性學習的教學。[1]研究性教學有著思想淵源和長期的發展歷程。如孔子的啟發式教學 “不憤不啟,不悱不發”和代表著研究性教學思想萌芽的蘇格拉底的“產婆術”,這些古今中外的很多教育家和教育理論流派都闡述過類似于研究性學習的教育方式和學習方式。[2]
一、研究性教學方案設計
以“計算機輔助設計與制造”這門主干課程為教學實踐載體,分析現有課程結構設置,深入探究、總結研究性教學規律和教學模式,提出實施研究性教學應具備的基本要素,針對“教學內容、教學方法、教學案例、實踐教學、課外研究、考試考核”等六方面,形成研究性教學實例,并具有一定的代表性和規范性,可為其他課程提供借鑒。一方面,通過研究性教學實例的示范,引導教師突破傳統教學習慣,使課程教學水平達到精品課要求;另一方面,為其他學科課程教學改革提供有價值的借鑒,帶動學科主干課程教學改革。
(一)凝練教學內容
“計算機輔助設計與制造”是專業必修課,2012年被評為吉林省精品課程。這門課程包括原理與應用兩個方面的教學內容。在培養學生的知識綜合運用能力、計算機軟件應用及開發能力、現代設計能力、創新設計能力等方面發揮著重要作用。其中原理部分包括:基本圖形生成及圖形變換、數據處理及數據庫技術、三維幾何造型、交互處理技術等;應用部分包括兩個主要內容:上述原理技術的應用、二 / 三維軟件的應用。按照課程教學要求,按知識模塊凝練內容,從利于加深學生對教學內容的理解,激發學生鉆研精神和創新精神入手,注重挖掘學術深度,完成整體方案設計。與傳統教學內容相比,從注重學生的現代設計能力、創新能力和實踐動手能力培養出發,完成了新教學大綱及教學計劃的制訂,使理論學時和實踐學時的分配更合理。
(二)轉變教學觀念,提高教師素質
傳統的教學方式是“以教師為中心”,在教學過程中,由教師向學生傳授知識,教師處于主導和中心地位,學生以接受知識為主,教師更多注重知識的傳授、灌輸,忽視學生學習方法的掌握和能力的培養。教師應轉變這種教學觀念,堅持學生是主體,教師是主導[3],以學生為中心,確定教學目標、設計教學過程,激發學生主動、有效、多樣地學習。在教學過程中應考慮學生在接受知識過程中的差異性、特殊性,充分了解學生情緒的波動與情感的變化,憑借自身淵博的知識和獨特的教學風格,用優美的語言吸引和感染學生,讓學生從被動變主動,激發學生內在的學習動力,提高學習的積極性。
鼓勵教師在組織教學活動的同時,積極參與科研活動,一方面,可以讓教師了解本學科的科學研究前沿,及時將獲得的新知識補充到教學內容中去,提高教學質量,培養學生思維方法,使教師成為教學能手;另一方面,通過縱向、橫向科研課題的研究實踐,可以提高教師的學術研究水平,培養善于研究問題和解決問題的能力,使教師成為科研尖兵。
二、組合不同教學方法和手段,提高教學質量
研究性教學的基本教學法有案例教學法、發現教學法、程序教學法、基于問題的學習等。這四種方法會因專業、課程、學生年級及教師的個性品質不同而有不同的選擇,不能生搬硬套。課程組從不同專業的課程教學目標、教學內容、不同年級學生水平出發,經過選擇與組合,形成具有本課程特色的教學方法結構。
(一)適應授課內容,調整授課班型
“計算機輔助設計與制造”是全院的必修課,同時開課班級多,為保證教學質量,采用小班制授課,尤其是應用軟件教學部分,因其與計算機緊密相關,全部課程均單班在機房授課,邊講授邊實踐,不但可及時答疑解惑,調動學生自主學習的積極性,而且教學目的明確、兼顧共性與個性,更好地解決“教”和“學”這兩個主要問題。
(二)根據授課內容選擇授課方式
依據授課內容特點將其分為基本概念和基本理論、實踐性較強、涉及學科前沿和可擴展的知識,分別采用不同的授課方式。如“二、三維圖形基本變換原理”、“工程圖生成方法”、“數據處理”等,主要以教師課堂授課為主;“數據庫應用”安排學生自學與師生之間、生生之間互相討論相結合的方式進行;“CAD / CAM的發展趨勢”為增強學生的參與意識,激發學生探究理論的興趣,可采用學生查閱資料與課堂討論相結合的方式進行。
(三)探索新的教學手段
采用理論教學、程序設計、演示與操作一體化的教學手段,即多媒體教學課件、教學視頻、課程網站等教學手段的融合。例如在講述“二、三維圖形基本變換”、“幾何建模技術”等內容時,根據其內容與計算機相關的特點,課程組基于相關輔助軟件,制作圖形、圖像和動畫等開發了輔助教學課件,展示圖形的生成方法、圖形的變換原理、零件圖和裝配圖的建模方法等,還實現了與科研成果“虛擬數控車削軟件系統”等的動態鏈接;在課程網站上,網絡資源是開放的,學生申請賬戶后,可自由下載、查找習題、上傳作業 / 作品、交流創作經驗,養成獨立思考、自主學習和自主管理的習慣;在軟件教學中,將重點、難點內容制成教學視頻文件,便于學生課后復習、加深理解,避免學生“課上學得快,課后忘得快”,如“參數化零件設計”、“產品的裝配及運動仿真”等內容,可制作成視頻文件供學生課下學習。
三、設計教學案例,增強師生互動
案例教學法是研究性教學法的基本方法之一,始創于哈佛學院,其關鍵是課堂典型案例設計,即所選案例必須典型,條件設計必須合理,反面案例必須恰當。這就要求我們要以具有導向性、開放性和可操作性,且最好貼近實踐的真實問題為基礎,從激發學生探究新知識、開創新方法的角度出發,設計典型案例,通過師生互動和雙向交流的形式,促進學生自主思考能力的發展。
“計算機輔助設計與制造”主要講述計算機輔助設計(CAD)技術的關鍵理論與方法,教學中為確保將CAD的前沿技術與最新研究成果引入課堂教學,課程組在保留傳統基本理論的前提下,以系統性、先進性、實用性、通用性為原則,及時進行知識更新,設計工程實際案例,講述在實際設計中的應用,鍛煉學生的實踐能力,典型教學案例如表1所示。
四、教學、科研結合,理論、實踐結合
(一)科研成果引入教學
課程組鼓勵教師聯系教學實際搞科研,依據“教學帶科研、科研促教學”的教改思路,從培養學生創新意識入手,把科研成果帶入課堂,把最新的知識和信息傳遞給學生。
一方面,教師通過教學活動觀察學生,根據每個學生的特點和學習能力,選育部分接受能力強的學生,針對科研項目內容布置學習任務,拓展課堂所學知識;吸收部分動手能力強的學生承擔力所能及的科研項目,獲得更多實踐機會,兩年已有16人參與教師的科研中。另一方面,結合課程內容、學生的興趣及實際水平,布置課外研究課題,或提供一定的范圍,由學生自主選題,自由組成課題組,在課外進行調查與研究,撰寫報告和論文。學生通過研究可以初步掌握收集、整理和利用資料的方法,掌握科學研究的基本方法和程序,綜合運用學科知識、各項操作技能,直接參與和親身體驗研究工作的全過程及其各環節,同時,學生的開拓和創新精神也會得到提高。
(二)實踐教學模式改革
相對于理論教學,實踐教學具有直觀性、綜合性和創新性等特點,是理論課程教學的重要輔助環節,加強實驗教學與課外實踐環節是必不可少的。實踐教學主要包括實驗、課程設計、實習和畢業設計四個環節,教學改革的內容包括:調整實踐教學內容,增加設計性、綜合性實驗;充分利用校內的教育資源,拓展校外各類實驗、實訓、實習基地的建設,加強校企合作、產學結合[4];豐富教學資源,通過各類大賽提高學生的工程創新和實踐能力。
(1)增加設計性、綜合性實驗
在考慮學生的知識儲備和實驗條件的基礎上,增設設計性、綜合性實驗,將科研的基本方法、技能和思維方法融入實驗內容和教學中,對學生進行基本科研技能訓練,激發學生的實踐創新積極性,提高學生自主學習和創新能力,促進知識和科研技能的內化,提升實踐能力。如:綜合性實驗 “二級斜齒圓柱齒輪減速器的優化設計”,涉及優化設計、參數化設計、數據處理等多個知識的綜合運用;設計性實驗“汽車四缸發動機的運動仿真”涉及發動機的零件設計、裝配設計及運動仿真等。
除此之外,課程組還增設了“箱體類零件的CAPP設計”等與課程內容有關的選修實驗項目,為學生開放實驗平臺,由學生自擬實驗題目,教師輔助指導,做到因材、因內容施教,提高學生的基本科研技能和創新能力。
(2)加強校內外實習 / 實踐基地建設
我校有“大學生創新基地”、吉林省實驗教學示范中心“機械工程實驗教學中心”和國家級實驗教學示范中心建設單位“工程訓練中心”,應充分利用這些校內資源,為學生參加實踐活動提供保障;積極拓展校外各類實驗 / 實訓 / 實習基地建設,如中國第一汽車集團公司、長春中聯汽車檢測設備有限公司、長春數控機床有限公司等都與我校有較好合作關系。
(3)通過各類大賽提高學生的工程創新和實踐能力
鼓勵、支持學生參與各級各類競賽、課外科技及社會實踐活動、創新和創業活動等,并將各類大賽的優秀作品和創新項目成果及時傳遞給學生,為學生參與教師科研和自主開展課題研究創造條件。
五、建立全程評價體制
為了反映學生的真實水平,建立以多樣化的考核方式為督促手段的全程評價體制,即課內教學與課外自主學習相結合、教學目標管理和學習過程評價相結合。對于理論性內容,可采取“平時+實驗+筆試”的方式,即平時成績占總成績的20%,由基本理論、課堂作業、課程論文及討論組成;實驗成績占總成績的20%,由預習、操作及報告三部分成績組成;筆試分閉卷考試成績和開卷考試成績,占總成績的60%。對于實際應用內容,采取“平時+口試+實踐”的方式,即平時成績占總成績的20%,由綜合能力、課程作業、課堂討論組成;口試成績占總成績的20%,由實踐操作中基礎理論、操作技巧組成;實踐操作成績占總成績的60%,按完成總體情況確定,考核學生解決實際問題的能力。
六、成效
研究性教學在我院機械工程專業經過兩年的實踐,成效顯著。首先,理論教學效果明顯改善,學生普遍認為課堂輕松活潑,學后思路清晰,理解較為深刻。學生學習的積極性、主動性提升明顯,觀察問題、分析問題、尋求解決問題方法的能力均得到提高。其次,實踐教學成果豐厚,學生在“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽、慧魚組機械創新大賽、全國機械創新設計大賽、全國三維數字化創新大賽等各類大賽中均獲可喜成績。再次,學生就業率大幅提升,一度出現供不應求的現象。值得一提的是,教師的教學和科研水平也獲得了較大提高。
[ 注 釋 ]
[1] 姚利民,史曼莉.大學研究性教學的必要性與可行性[J].湖南師范大學教育科學學報,2008(6):62-65.
[2] 嚴啟英.關注高校研究性教學提高大學生的創新能力[J].高教論壇,2009(3):73-77.