張 津，汪 崧

(北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，北京 100083)

一、研究性教學(xué)的定義和教學(xué)方式

自20世紀(jì)末美國(guó)博耶報(bào)告提出研究性教學(xué)的概念以來(lái)，世界各國(guó)逐漸開(kāi)始利用現(xiàn)代教學(xué)模式讓學(xué)生積極參與教與學(xué)的過(guò)程［1－3］。我國(guó)開(kāi)展研究性教學(xué)的探索是近幾年才開(kāi)始的。

研究性教學(xué)也稱(chēng)為研究型教學(xué)，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中由教師起組織者、指導(dǎo)者、幫助者和促進(jìn)者的作用;利用情境、合作、會(huì)話等學(xué)習(xí)環(huán)境要素充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、積極性，最終達(dá)到使學(xué)生有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前所學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu)的目的。其核心是引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，采用“自學(xué)”、“研討”、“實(shí)踐”為主的教學(xué)模式，具體方式多種多樣，如在課程教學(xué)過(guò)程中采用專(zhuān)題討論，團(tuán)隊(duì)工作展示，小論文，大作業(yè)，學(xué)生主題發(fā)言，案例教學(xué)，科研課題研討，調(diào)查研究活動(dòng)，文獻(xiàn)閱讀交流，主題班會(huì)，課堂練習(xí)，學(xué)術(shù)沙龍活動(dòng)，展板制作及展示(宣講)，實(shí)踐活動(dòng)，鼓勵(lì)、指導(dǎo)學(xué)生撰寫(xiě)學(xué)術(shù)論文等，并無(wú)固定模式可以套用，根據(jù)課程特征和教學(xué)內(nèi)容的不同以及針對(duì)不同的學(xué)生主體，教師可以靈活應(yīng)用上述的教學(xué)方式［4－5］。

這種教學(xué)方式的多樣性使學(xué)生要花費(fèi)大量的精力。課外查閱資料、分組討論、課外實(shí)驗(yàn)等，這些活動(dòng)是課堂理論教學(xué)知識(shí)理解和掌握的重要組成部分。按照統(tǒng)一的期中和期末考試，是難以將學(xué)生對(duì)該門(mén)課程的掌握程度充分體現(xiàn)出來(lái)的。常規(guī)的集中2小時(shí)的課堂考試更多的是對(duì)知識(shí)的記憶和考前的復(fù)習(xí)的體現(xiàn)，這種考試無(wú)論是開(kāi)卷還是閉卷均要求老師出題之后要有參考答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于研究性教學(xué)而言，如果還采用傳統(tǒng)的考試即使采用開(kāi)卷形式，也會(huì)阻礙學(xué)生的創(chuàng)新思維和發(fā)散思維能力的提高［6－7］。因此，有必要根據(jù)研究性課程的特點(diǎn)，探索新的考試模式和成績(jī)?cè)u(píng)定方法。清華大學(xué)為了推進(jìn)由傳統(tǒng)教學(xué)模式向研究型教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步規(guī)范了課程教學(xué)的要求，確定了規(guī)范課程的六要素:講授、討論、作業(yè)、實(shí)踐、考核、教材［2］。我們?cè)趯?zhuān)業(yè)必修課“材料化學(xué)失效與控制”的教學(xué)中，對(duì)考試方式進(jìn)行了改革。

二、材料化學(xué)失效與控制課實(shí)施研究性教學(xué)的主要形式

材料化學(xué)失效與控制是一門(mén)專(zhuān)業(yè)必修課，主要涉及金屬的高溫氧化與防護(hù)、金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)，以及非金屬材料的腐蝕及耐蝕材料三大內(nèi)容，不僅有理論課教學(xué)，還有三分之一的課時(shí)是實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，主要培養(yǎng)學(xué)生以下幾方面的能力:

(1)辯證認(rèn)識(shí)問(wèn)題的能力。即對(duì)腐蝕的含義、腐蝕機(jī)理有深入的理解，能夠防止或延緩腐蝕的進(jìn)展，同時(shí)還能辯證地利用腐蝕的特性作為材料加工的一種模式或有意地他用。

(2)相互合作和理論聯(lián)系實(shí)際的能力。即能在實(shí)驗(yàn)課中應(yīng)用理論課程學(xué)習(xí)的原理，有較強(qiáng)的動(dòng)手能力，能運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法評(píng)價(jià)不同材料的腐蝕速率和采取措施來(lái)延緩腐蝕，能通過(guò)小組討論和分組實(shí)驗(yàn)將問(wèn)題由難變簡(jiǎn)、分工合作，并在有限的時(shí)間里完成研究任務(wù)。

(3)發(fā)散思維和創(chuàng)新能力。即通過(guò)頭腦風(fēng)暴，針對(duì)某一腐蝕問(wèn)題，想出盡可能多的解決辦法，并根據(jù)實(shí)際情況，找出成本低并切實(shí)可行的具體措施。

為此，本課程在教學(xué)環(huán)節(jié)中采取了辯論賽、展板制作及宣講、自主性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)、課堂隨機(jī)小測(cè)試、小論文、大作業(yè)等方式。以下重點(diǎn)介紹一下辯論賽和自主性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的具體做法。

課程第一篇章是金屬的高溫腐蝕與控制，在講解該章之前就告知學(xué)生本篇結(jié)束后要寫(xiě)一個(gè)小論文。全班分成正方和反方就高溫腐蝕的利與弊進(jìn)行辯論，讓學(xué)生在聽(tīng)課之前就有針對(duì)性地去準(zhǔn)備相應(yīng)的資料。要求學(xué)生必須對(duì)高溫腐蝕的內(nèi)涵有非常深刻的理解，能對(duì)腐蝕熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)在實(shí)際腐蝕過(guò)程中的應(yīng)用有比較清晰的認(rèn)識(shí)。讓學(xué)生通過(guò)各種案例去辯證地看待高溫腐蝕的利與弊，使其在思考問(wèn)題、解決問(wèn)題時(shí)，不固執(zhí)、不呆板，善于變換思維角度。引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到任何一種事物都有兩面性，關(guān)鍵是具體情況要具體分析。該篇章結(jié)束后，每位學(xué)生就高溫腐蝕所涉及的任何一個(gè)小節(jié)內(nèi)容或一個(gè)案例，自擬題目寫(xiě)一篇小論文，完全按照畢業(yè)設(shè)計(jì)要求的論文格式進(jìn)行排版。課堂上，正方和反方各派4名同學(xué)上臺(tái)就高溫腐蝕的利與弊進(jìn)行辯論，其余同學(xué)在自由提問(wèn)階段參與辯論環(huán)節(jié)。這不僅使學(xué)生養(yǎng)成了查閱資料的習(xí)慣，提高了撰寫(xiě)論文的能力，還鍛煉了相互配合協(xié)作的能力，以及綜合分析和隨機(jī)應(yīng)變的能力。每次辯論結(jié)束之后大家都意猶未盡，繼續(xù)在課下討論。這種方式已經(jīng)實(shí)行了5年，極大地提高了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。

課程第二篇章金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)是該門(mén)課的核心，材料的電化學(xué)腐蝕占所有腐蝕的90%左右。實(shí)驗(yàn)課是綜合型的，涉及不銹鋼的晶間腐蝕，學(xué)生要用不銹鋼進(jìn)行敏化處理，還要進(jìn)行電極極化曲線的測(cè)試。這些實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和相關(guān)的輔助溶劑等都由實(shí)驗(yàn)老師準(zhǔn)備，學(xué)生在此環(huán)節(jié)的鍛煉主要是熟悉這些第一次接觸的實(shí)驗(yàn)裝置和提高動(dòng)手能力。我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)開(kāi)放性的完全由學(xué)生自擬題目、自行完成(在老師的引導(dǎo)下)的研究小項(xiàng)目，對(duì)其自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力進(jìn)行培養(yǎng)。這有些類(lèi)似于大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目，但又有所不同。在完成小項(xiàng)目時(shí)，要求每一名學(xué)生一定要結(jié)合該門(mén)課程的內(nèi)容和盡量利用實(shí)驗(yàn)老師提供的儀器裝置，仿照老師在課堂上以案例講解的解決某一腐蝕問(wèn)題的方法，根據(jù)日常生活中遇到的或其感興趣的腐蝕小問(wèn)題先形成一個(gè)開(kāi)題報(bào)告;老師針對(duì)開(kāi)題報(bào)告的內(nèi)容和可行性進(jìn)行修改，引導(dǎo)開(kāi)題報(bào)告具有一定可行性的同學(xué)完善實(shí)驗(yàn)方案，并組織開(kāi)題報(bào)告不可行的同學(xué)參與進(jìn)去形成研究小組，重新對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行補(bǔ)充完善，增加分工合作內(nèi)容，落實(shí)實(shí)驗(yàn)材料、時(shí)間進(jìn)度和實(shí)驗(yàn)裝置等;老師對(duì)修改完善后的報(bào)告再給予指導(dǎo)正式立項(xiàng)。然后，學(xué)生在課余時(shí)間自行找尋或購(gòu)買(mǎi)材料、聯(lián)系實(shí)驗(yàn)儀器等。這期間學(xué)生會(huì)遇到許多意想不到的難題，需要同學(xué)間的互相鼓勵(lì)和出謀劃策，以及尋求老師的幫助指導(dǎo)才能解決。通過(guò)這種完全自主性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生特別是具有一定創(chuàng)新能力的學(xué)生得到了極大的鍛煉。比如，有一位學(xué)生，偶然從煙蒂具有一定的堿性中得到啟發(fā)，自擬了“煙蒂提取物對(duì)鎂合金腐蝕抑制作用”的題目，通過(guò)煙蒂提取物濃度對(duì)鎂合金腐蝕速度的影響，建立了不同煙蒂量對(duì)鎂合金腐蝕機(jī)理的模型。該論文獲得了優(yōu)秀論文獎(jiǎng)。課程結(jié)束后，該生還利用課余時(shí)間繼續(xù)從事該項(xiàng)目的研究。

三、考試方式制定

考試具有從教與學(xué)兩方面來(lái)檢查教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果的職能:一是檢測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)，評(píng)價(jià)學(xué)生知識(shí)水平與能力狀況;二是檢測(cè)教與學(xué)的綜合效果，發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的問(wèn)題，并為改進(jìn)教學(xué)提供必要的依據(jù)［8］。該門(mén)課在未進(jìn)行考試改革前也一直分為A卷、B卷出題考試，平時(shí)成績(jī)可以折算一部分，考試成績(jī)占60%以上。根據(jù)抽查結(jié)果，發(fā)現(xiàn)平時(shí)思想活躍、善于提問(wèn)和回答問(wèn)題的同學(xué)考試結(jié)果都不盡如人意。特別是近年來(lái)教學(xué)方式已多樣化，如上述的辯論賽環(huán)節(jié)、自主實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)等，若僅看考卷，是完全無(wú)法評(píng)估學(xué)生對(duì)課程的掌握程度的，更不用說(shuō)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維的肯定了。因此，我們嘗試制定了以下的成績(jī)?cè)u(píng)定方法:

總體成績(jī)按以下比重計(jì)分，綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)30%，論文 30%，小測(cè)驗(yàn)10%，海報(bào)10%，PPT和演講10%，自主性實(shí)驗(yàn)及動(dòng)手能力5%，作業(yè)及考勤10%。

綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告是學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)課時(shí)安排的規(guī)定實(shí)驗(yàn)后撰寫(xiě)的報(bào)告，該報(bào)告有統(tǒng)一的要求，所有同學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容完全相同，實(shí)驗(yàn)老師根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生動(dòng)手能力的表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和圖表的處理、報(bào)告的格式等幾方面進(jìn)行評(píng)分。因綜合實(shí)驗(yàn)僅僅檢驗(yàn)了該門(mén)課程內(nèi)容的極小部分，因此實(shí)驗(yàn)報(bào)告的成績(jī)占該門(mén)課程的總成績(jī)的30%。

論文部分要求做到題目開(kāi)放，內(nèi)容緊扣課程內(nèi)容。老師從自己的科研項(xiàng)目中提煉出幾個(gè)與課程內(nèi)容相關(guān)的小問(wèn)題，要求學(xué)生選擇其一，讓學(xué)生通過(guò)查閱資料和課堂教授的知識(shí)，提出解決問(wèn)題的思路和技術(shù)路線，擬定實(shí)驗(yàn)方案，分析其可行性，預(yù)測(cè)其結(jié)果，寫(xiě)出類(lèi)似于開(kāi)題報(bào)告一樣的小論文;也可以讓學(xué)生將自主實(shí)驗(yàn)所做的工作寫(xiě)成小論文;還可以讓學(xué)生自擬題目，并嘗試運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)解決書(shū)本之外的問(wèn)題，從而激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)新精神。這種形式不僅可以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和綜合解決問(wèn)題的能力，還可以避免互相抄襲。這樣的論文涉及兩種以上腐蝕類(lèi)型或控制方法，所以設(shè)定其占總成績(jī)的30%。

為了有助于學(xué)生對(duì)一些基本概念的掌握和提高其靈活應(yīng)用的能力，教學(xué)過(guò)程中隨機(jī)設(shè)計(jì)了一些諸如判斷、填空等題型的小測(cè)驗(yàn)，這種測(cè)驗(yàn)每次不超過(guò)10分鐘。將每次的小測(cè)驗(yàn)總分相加，最后按10%計(jì)入總成績(jī)。

自主性實(shí)驗(yàn)是該門(mén)課研究性教學(xué)的一種改革，有些同學(xué)雖然有好的想法，但由于實(shí)驗(yàn)條件和時(shí)間的限制，所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)難以在該門(mén)課的進(jìn)行過(guò)程中完成，因此也不得不加入到某一小組中，其主觀能動(dòng)性相較于小組長(zhǎng)就弱一些，另外有些組員同學(xué)并沒(méi)有完全融入到小組的實(shí)踐中，所以這部分成績(jī)的判定主要通過(guò)開(kāi)題報(bào)告而定，主要是鼓勵(lì)創(chuàng)新。

制作海報(bào)的目的是考察學(xué)生總結(jié)歸納能力，在短短的一頁(yè)將論文的主要內(nèi)容展現(xiàn)出來(lái)，并通過(guò)3～5分鐘時(shí)間將其論述清楚。

PPT和演講部分主要考察學(xué)生的表達(dá)能力和應(yīng)變能力。

作業(yè)及考勤部分主要考察學(xué)生參與課程學(xué)習(xí)的過(guò)程。

上述考試制度實(shí)施一年后，為了促使學(xué)生進(jìn)一步做到理論聯(lián)系實(shí)際，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，又進(jìn)行了以下的更新:實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)占25%，自主性實(shí)驗(yàn)及動(dòng)手能力占10%，論文35%(其中論文的合理性、創(chuàng)新性占25%，論文格式占10%)，平時(shí)成績(jī)(包括作業(yè)、課堂表現(xiàn)和考勤等)10%，PPT海報(bào)和演講5%。對(duì)于自主實(shí)驗(yàn)的負(fù)責(zé)人、辯論賽的參賽人給予1～5分加分，總加分不超過(guò)5分。

這樣的變化增加了實(shí)踐能力的比重，對(duì)于具有創(chuàng)新表現(xiàn)的同學(xué)給予了更多的鼓勵(lì)，使得考核結(jié)果更趨合理。

四、成績(jī)?cè)u(píng)定方式和公正性

上述考試方式的改革避免了考卷答案的標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題，但同時(shí)也帶來(lái)教師的主觀性可能會(huì)對(duì)學(xué)生最終成績(jī)的判定造成偏差的問(wèn)題，老師對(duì)有些不善于表達(dá)或內(nèi)向的同學(xué)的成績(jī)判定可能會(huì)偏低，而對(duì)于有些外向的同學(xué)或善于與老師交流的同學(xué)可能會(huì)增加其印象分;此外，還有在小組討論學(xué)習(xí)或?qū)嶒?yàn)中，老師難以對(duì)每一位同學(xué)的真實(shí)能力體現(xiàn)給予恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)。因此，該門(mén)課除了有10%的客觀小測(cè)驗(yàn)評(píng)定外還采取了學(xué)生參與成績(jī)?cè)u(píng)定的環(huán)節(jié)，學(xué)生按其參與了的教學(xué)環(huán)節(jié)，包括PPT海報(bào)和演講、課堂提問(wèn)、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力和互相合作等對(duì)每一位同學(xué)進(jìn)行打分(包括自己);理論課老師就論文、平時(shí)成績(jī)(包括作業(yè)、課堂表現(xiàn)和考勤等)、PPT海報(bào)和演講以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行打分;實(shí)驗(yàn)課老師針對(duì)PPT海報(bào)、演講以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告和動(dòng)手能力等打分;助教參與所有過(guò)程的成績(jī)?cè)u(píng)定，對(duì)每一部分成績(jī)進(jìn)行加權(quán)平均，再按其比例匯總得到學(xué)生的最終成績(jī)。

這樣的成績(jī)?cè)u(píng)定方式保證了對(duì)每一位同學(xué)的成績(jī)認(rèn)定的客觀性，可以最大程度地鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新。實(shí)施兩年來(lái)，學(xué)生的成績(jī)相對(duì)集中在良好及以上，真正具有一定創(chuàng)新能力和實(shí)踐動(dòng)手能力的同學(xué)均獲得優(yōu)秀。

［1］ 劉偉忠.研究性教學(xué)中的難點(diǎn)與實(shí)施重點(diǎn)［J］.中國(guó)高等教育，2006(24):36 －37，42.

［2］ 趙洪.研究性教學(xué)與大學(xué)教學(xué)方法改革［J］.高等教育研究，2006(2):71－75.

［3］ 伍紅林.從《博耶報(bào)告三年回顧》看美國(guó)研究型大學(xué)本科生研究性教學(xué)［J］.高等工程教育研究，2005(1).

［4］ 李同升.基于能力和素質(zhì)的考試改革探討［J］.高等理科教育，2005(6):52 －54.

［5］ 王永生.工程案例教學(xué):讓科研走進(jìn)本科生課堂［J］.高等工程教育研究，2005(3):94－96.

［6］ 劉潔，馮婉玲，唐德玲.研究型大學(xué)課程考試改革的實(shí)踐與思考［J］.高等工程教育研究，2004(4):30－33.

［7］ 徐松芝.淺談如何建立專(zhuān)業(yè)課程學(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)體系［J］.石油教育，2010(4):60 －62.

［8］ 申永勝，湯曉瑛，姚華，等.課程考試改革與創(chuàng)新能力培養(yǎng)［J］.高等工程教育研究，1999(3):27－31.