崔学荣， 曹爱请， 李　娟， 吴春雷

(中国石油大学(华东) 计算机与通信工程学院， 山东 青岛　266580)



研究性教学模式在实验教学方法改革中的应用

崔学荣， 曹爱请， 李娟， 吴春雷

(中国石油大学(华东) 计算机与通信工程学院， 山东 青岛266580)

论述了研究性教学模式在本科实验教学方法改革中的具体实践，主要是通过课内实验、课外实验、网络平台、考试方法等4个方面的综合改革，以激发学生学习的主动性，培养学生的学习能力、创新能力、解决问题的能力和团队协作能力，以及学生对未来社会的适应能力。

研究性教学； 实验教学； 教学方法改革； 网络教学

教育部《关于全面提高高等教育质量的若干意见》(高教30条)中明确提出:“创新教育教学方法，倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学”。2005年9月教育部以立项形式建立清华大学、北京大学、中国科技大学等15个研究性学习和创新能力的研究与示范工程，开始探索适合我国高校的研究性教学方法和模式，以促进创新型人才培养。

研究性教学是指在教学过程中要求学生在教师的指导下，在一定的教学情境中，通过以“自主、探究、合作”为特征的学习方式主动发现和解决问题，进行自主学习、深入的探究并进行小组合作交流，从而较好地培养学生获取知识的能力的一种教学模式，该教学过程强调的是师生之间的互动与研讨。研究性教学已经被国际一流大学证明是改善教学质量的有效途径和方法，近几年日益受到高校和教育管理部门的重视。

研究性教学在国内大学各层次教学中正逐步开始研究并进入实施[1-4]，在实践教学中实施研究性教学改革也进行了一定的研究和尝试[5-7]。开展研究性教学与学习是提高大学生创新能力、实现教学与科研相结合的必然选择[8]，是探索以学生为中心、面向学生自主学习与科学研究的新的教学模式，有利于推进人才培养模式的进一步改革。实施研究性教学可以培养学生的学习能力、创新能力、解决问题的能力和团队协作能力，以及学生对未来社会的适应能力。研究性教学已经成为欧美国家综合性实践类课程的主要教学方法[9]。

然而，目前研究性教学还存在一些问题[10-12]，本文将从实验教学方法的改革入手，重点介绍将研究性教学模式应用在课内实验、课外实验，网络平台、考试方法4个方面。

1　课内实验，学生参与

课内实验改革的重点应是穿插“学生参与”、激发学生课下学习的“主动性”和增加课堂教学的“生动性”。课内实验教学方法的改革，将循序渐进地探索增大学生参与讲解实验的时间，由原来教师讲授实验为主，转变为教师讲授、学生参与讲授、演示或讨论穿插进行的方式，内容以前沿性和热点性的学术或工程案例为核心。组织学生讨论和研究，不仅可以增强学生课外学习的主动性及课内教学的“生动性”，同时也增加了教师与学生交流的时间。

(1) 精品文章推荐。要求学生课下从CNKI、ISI Knowledge、Engineering Village等选择一篇与课程相关的论文进行精读，在课上讲解。科研兴趣浓厚的学生可以选择理论深度较强的论文，科研兴趣不强的学生可以选择具体工程领域应用方面的论文。这样，不同层次不同兴趣的学生各得其所。同时，由于时间关系，如果每个学生都上台讲解可能时间不够，可以采用首先组内讲解，然后组内推选讲解效果最好的学生进行班级讲解，班级再选择效果最好的学生进行课堂讲解。因此最后课堂讲解的应该是质量最高的文章。

(2) 典型应用案例演示。要求学生课下选择一个与课程紧密相关的工程案例或者自己完成的复杂的实验，在课堂演示并讲解。同样可以采用“组内初选—班内优选—课堂内精选”的方式进行。

(3) 非典型错误调试。调试错误是实验所需的一种基本能力，在某种程度上讲，其考查学生能力胜过做实验本身。调试实验错误能够充分让学生将所掌握的知识发挥出来，考查自己解决问题的能力以及学习知识的能力。因此，可以选择一些学生在实验过程中产生的一些非典型错误，让学生在课上演示、讲解。

(4) 科技竞赛中的应用。科技竞赛在大学生科技能力训练中起着非常重要的作用，因此教师应积极引导。例如，在计算机学科中，ACM国际大学生程序设计竞赛是全球性的科技比赛，其中数据结构和算法占有非常重要的地位，因此可以邀请参加ACM大赛获奖的学生选择部分题目结合数据结构与算法这门课的知识点，讲解其在ACM大赛中解决问题的具体应用。

课内实验学生参与的内容，具有“台上一分钟，台下十年功”的作用，学生在准备课上讲授、讨论内容的同时，需要在课下主动地去准备、学习、探究大量的内容。课堂中，强调师生互动和学生主动参与，引导学生积极思考，自由讨论，实现教与学互动，活跃课堂气氛，以充分调动学生的积极性，提高课堂学习效率。通过这些案例也培养学生对课程的兴趣。“兴趣是第一动力”，学生有了兴趣才会调动起学习的积极性，变被动为主动，尤其对于一些理论性较强的实验课而言，学生的兴趣尤为关键，这样才能形成良性循环。

2　课外实验，团队模式

课外实验改革的重点应是改革学习小组组织方式，促进课下的互助互学。仅靠课内实验以及教师课内的讲授，对学生掌握知识、灵活运用知识解决问题是远远不够的，学生解决问题的能力更多的是在课下获得的，因此，需要学生在课下能够“互助互学”。学习小组是一种很好的组织方式，但是传统的学习小组存在一定的“偷懒”现象，为此应改革学习小组组织、运行、考核机制，形成互助互学、科学评价、组间交流的新模式，真正促进学生课堂内外的“互助互学”。

(1) 小组的产生方法。首先，分组时要求组内学生能力要有层次，小组内部具有传帮带的团队精神，小组间具有竞争意识。放手完全让学生选择小组成员，学生肯定会强强联手，那么剩下能力较弱的学生会有自卑感或者干脆放弃，这样肯定达不到想要的教学效果。因此需要有一定的规则：开课初期，根据学生先修相关课程的成绩，每个班选定最高成绩的几个人作为小组组长，再选定成绩最差的同样多的人分配到小组中(成绩最高的搭配成绩最差的，以此类推)，剩下的组员自由组合，每组4～6人。

(2) 小组的运行机制。每个小组选择1～2名动手能力强的学生作为实验辅导志愿者。要求这些“小助教”必须在实验前完成本次实验任务，实验课上如果同学有问题，要先帮助同学解决问题。当学生遇到难以解决的问题时，辅导教师再给予指导。通过帮助同学解决问题，避免了部分学生“懒于羞于”问老师的情况，解决的问题增加了几倍，有效地提高了这部分学生的动手能力，同时也提高了其他学生的实验效率。为了避免有人偷懒不学，同时也实现组内学生的督学，可以选定某次测试组内所有成员的平均分作为每个组员的成绩。

(3) 小组的考核方法。考核方法是一个指挥棒，可以影响学生积极性的发挥，可以采用以下多种考核方式：给小组赋分(S)，然后小组内根据每个人的贡献度(Pi,∑Pi=1)获得相应的分数(S×Pi)；给小组赋分(S)，小组内每个人得分为S；将小组内所有人得分的平均值，作为本次测试每个人的最终得分。

3　网络实验平台，资源共享

网络实验平台改革的重点应是积累学生学习、研究的成果，丰富教学资源、促进课程的可持续发展。

3.1教师教学资源的共享

(1) 基本资源。基本资源指能反映实验教学思想、实验内容、实验方法、实验过程的核心资源，包括实验介绍、实验大纲、教案或演示文稿、重点难点指导、参考资料和重难点教学录像等反映实验教学活动必需的资源。

(2) 拓展资源。拓展资源指反映课程特点，应用于各实验教学与学习环节，支持实验教学和学习过程，较为成熟的多样性、交互性辅助资源，例如案例库、专题实验讲座库、实验素材资源库，以及演示/虚拟/仿真实验实训(实习)系统、学习和交流工具及综合应用多媒体技术建设的网络实验课程等。

3.2基于时间片的移动学习

根据艾宾浩斯记忆曲线，及时地将学生要复习的实验内容零碎地推送到学生的手机上，让学生在手机上利用短暂的时间片在规定的时间内完成相应题目，达到及时复习巩固实验内容、方法和原理的目的。

3.3学生成果的共享

鼓励学生撰写科技论文、完成实验演示相关内容、申请软件著作版权，并历年累计，不断丰富，可持续发展。

(1) 优秀实验效果展示。采用个人申报、学生评选的方式，每次实验将评选最优秀的5份实验，作为样板放到优秀实验展示库里，这样既促进学生主动去优化实验，也可以将其智慧延续到以后各级学生中。

(2) 撰写科技论文。低年级学生对于发表论文有一种恐惧心理，可以摘录一些应用型科技论文给学生学习，启发、引导学生知道发表论文也并不是很难的事情，鼓励学生对实验进行总结、改进、提高，发表相关科技论文。

(3) 完成实验演示。让学生自己制作各类实验效果演示文件，这样可以使抽象的知识形象化，使学生自己以及观看演示的学生更深刻地理解要掌握的知识，进而激发学生的学习兴趣和主动性。

(4) 申请专利或软件著作版权。要求学生在课程实践环节独立完成的实验具有一定创新性，对能够申报专利或软件著作权的，给予平时成绩加分的奖励。

4　考试方法，过程性评价

在研究性教学过程中，课程考核应改变“一考定输赢”的格局，使学生能够在平时自觉地为自己加压，认真对待每一个实验模块。较大比例的平时成绩使学生在研究性教学中积极主动参与到小团队的探讨研究中，以便争取更好的表现，课堂气氛也将会更活跃。评价指标要由原来单一的知识技能测评转向对学生在研究性教学过程中展现出的知识能力和态度等综合素质的测评，应实现课堂教学、实践教学、研究性教学三方面多维的过程化评价，通过实时度量、实时监控、实时反馈、实时预警、实时调控、实时指导实现学生培养目标的“最大化”。对学生的评价应包括书面实验报告、实验课题研讨、小组讨论、竞赛、论文、专利、软件版权等，以及贯穿课程始终的过程化综合评价。

例如，“数据结构与算法实验”这门课的评价方法：总成绩=期末上机成绩×60%+平时上机考试成绩(3次)×15%+Max(上课研讨×10%,软件版权×10%)+上机作业×5%+(小组成绩×4%+组长赋分×3%+组内互评×3%)+课程之星竞赛(附加分)。其中，课程之星竞赛利用实验时间，进行2～3次的课程之星竞赛活动。在最短的时间内能够正确完成规定功能的程序编码的前5名学生授予“数据结构之星”的荣誉称号，平时成绩加5分。

5　结语

研究性教学不仅要在理论教学中应用，在实践教学中同样也需要引入并加以推广。在“课内实验”中应强调“学生参与”，以激发学生课下学习的“主动性”和课堂教学的“生动性”；在“课外实验”中应强调改革学习小组组织方式，促进课下的互助互学；在“网络平台”建设中应强调积累学生学习、研究的成果，丰富教学资源、促进实验教学的可持续性发展；在“考试方法”中应强调过程性评价，促进学生平时成绩的积累。在实验教学中应用研究性教学模式，既能培养学生的学习兴趣，又能培养学生分析解决问题的能力；既能使学生掌握系统、扎实的基础知识，又能培养学生的实际操作能力，克服了接受性教学的缺陷。

References)

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[4] 姚利民,康雯. 大学研究性教学现状与原因分析[J].中国大学教学,2009(1):19-23.

[5] 杨宏伟.强化实践环节,促进研究性教学与素质教育相结合[J].实验技术与管理,2007,24(1):14-16.

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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—西门子产学合作专业综合改革项目(2014-6)；教育部文科大学计算机教学改革项目(2014-A117)；中国石油大学(华东)研究性课程教学改革项目(YK201415)

崔学荣(1979—)，男，山东莱阳，博士，副教授，主要从事研究性教学、过程化教学、无线定位技术等领域的研究．

E-mail：cuixuerong@163.com

G642.0

B

1002-4956(2016)1- 0176- 03