[摘 要]研究性教學因融合了知識建構(gòu)、合作探究及學生中心等先進教育理念,在教育界備受推崇。文章從研究性教學的現(xiàn)狀出發(fā),探尋改革新路徑,并以機械類專業(yè)核心課程——過程裝備控制技術(shù)為例,提出了一系列提升教學實踐效果的有效舉措:優(yōu)化課程教學目標、構(gòu)建工程案例庫、改善實驗室資源與環(huán)境、組織創(chuàng)新競賽與訓練活動等。
[關(guān)鍵詞]研究性教學;課程建設(shè);現(xiàn)狀;突破;實施策略
[中圖分類號]G641 [文獻標識碼]A [文章編號]2095-3437(2024)16-0076-04
研究性教學是一種教學理念和方式,旨在通過培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力,激發(fā)其自主學習和獨立思考的潛能,進而拓展學生的研究性思維和探究精神[1]。隨著我國“雙一流”建設(shè)的深入推進,研究性教學已成為本科教育的熱點與一流大學的標志性特征。研究性教學之所以在教育界備受推崇,關(guān)鍵在于其融合了知識建構(gòu)、合作探究及學生中心等先進教育理念[2],契合人類的認知規(guī)律。它通過設(shè)計富有創(chuàng)造性的教學活動,促使學生由被動接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W習,積極參與實踐、思考與探索,從而有效鍛煉其創(chuàng)造性思維與實踐能力[2-4]。研究性教學成功融合了研究與教學,其在提升教學效果與質(zhì)量方面,已在全球范圍內(nèi)獲得廣泛認可[5]。
自“十三五”規(guī)劃實施以來,教育部高度重視“一流本科、一流專業(yè)、一流人才培養(yǎng)”的建設(shè)目標。在此背景下,研究性教學改革與拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)成為高校與學術(shù)界共同關(guān)注的重要課題[1]。課程組依托河南工業(yè)大學機械類專業(yè)課程建設(shè)的實踐經(jīng)驗,以過程裝備控制技術(shù)課程為例,深入探究研究性教學在課程建設(shè)中的現(xiàn)狀與突破方向,同時提出具有推廣價值的實施策略。
一、研究性教學的現(xiàn)狀
研究性教學秉持“知識不確定性”理念,直接推動“研究”活動,為創(chuàng)新人才培養(yǎng)開辟了捷徑。目前,部分高校在推行研究性教學方面取得了顯著成效,例如清華大學的“大學生研究訓練計劃”、北京大學的“本科生自主科研計劃”、浙江大學的“大學生科研訓練計劃”、華中科技大學的本科工程教育等[5]。然而,在我國部分普通高校的教學改革實踐中,研究性教學仍面臨“叫好”但“不叫座”的困境,其預(yù)期教學效果尚未全面達成。在研究性教學的實踐中,一方面,部分教師過于追求形式,忽視了教學內(nèi)容的核心,顛倒了“教學”與“研究”的主次,擾亂了學習知識的內(nèi)在邏輯,雖營造了良好的課堂氛圍,但未使學生真正掌握知識與技能[6]。另一方面,部分學生對研討活動興趣不足,課堂參與度低,他們常感到困惑,如“不知道自己學到了什么”“對于所學知識依然很迷茫”“不知道研究得出的結(jié)論對不對”,甚至感覺自己“成為做課題的工具”,等等。綜上所述,研究性教學的實施效果尚未全面達到“一流”標準,仍需加以改進和提升。
二、研究性教學的突破
為什么“一流”的教學理念卻沒有得到“一流”的教學效果?其原因在于將研究和研究性教學相混同[2]。研究與研究性教學在本質(zhì)上大相徑庭:研究的本質(zhì)特征是對未知領(lǐng)域的科學探索,是以獲取不確定性的知識為主要目的;而研究性教學的本質(zhì)特征是教學與研究的深度融合,是以講授確定性已有知識為主要任務(wù)。因此,判斷一項活動是“研究”還是“研究性教學”,關(guān)鍵在于活動的核心目標是引導(dǎo)學生“探索未知的不確定性知識”,還是引導(dǎo)學生“掌握已有的確定性知識”。研究性教學強調(diào)知識講授與科學研究的結(jié)合,它并非全盤否定或簡單替換傳統(tǒng)教學方式,而是通過合作探究、知識建構(gòu)、創(chuàng)新創(chuàng)造等方式,對傳統(tǒng)“填鴨式”“滿堂灌”的教學方式進行革新與優(yōu)化。
有效實施研究性教學的關(guān)鍵在于穩(wěn)固“教學”的核心地位。研究性教學的首要任務(wù)是教學,其核心在于傳授已有知識??茖W探索活動雖可作為活化知識教學的手段,但不應(yīng)成為主導(dǎo)形式,以免削弱或“架空”教學本質(zhì),導(dǎo)致研究性教學淪為純粹的研究活動或形式化的“水課”[4]。其次,在研究性教學過程中必須“教研融合”,因為教學是研究的“本”,研究是教學的“魂”。只有“寓研于教”,堅持知識傳授與能力培養(yǎng)為共同導(dǎo)向,才能實現(xiàn)研究性教學改革從形式走向?qū)嵸|(zhì),促進學生的自我建構(gòu)和自覺成長[5]。最后,要根據(jù)課程內(nèi)容與學生實際情況,合理采用研究性教學,切不可為了體現(xiàn)“研究性”而追求形式主義。一方面,部分章節(jié)內(nèi)容特性決定了其更適合教師主導(dǎo)的“講授式”教學,而非研究性教學;另一方面,鑒于部分師生時間、精力有限,過度應(yīng)用研究性教學可能會削弱教學效果,甚至引發(fā)學生的抵觸情緒,最終反而影響教學質(zhì)量,得不償失。
三、研究性教學的實施方法與策略
基于研究性教學理論,課程組認為河南工業(yè)大學的機械類專業(yè)課程適合開展研究性教學。機械類專業(yè)致力于培養(yǎng)學術(shù)型創(chuàng)新人才,其課程設(shè)計強調(diào)理論與實踐的緊密結(jié)合,注重提升學生的問題解決能力、實踐操作能力以及工程職業(yè)素養(yǎng),研究性教學正契合此需求,能夠有效推動教學目標的實現(xiàn)。過程裝備控制技術(shù)作為機械類專業(yè)的核心課程,經(jīng)過兩個周期的研究性教學實踐,取得了較好的教學成效,并在校內(nèi)推廣示范。
(一)優(yōu)化課程教學目標,為研究性教學指明實施方向
過程裝備控制技術(shù)是面向過程裝備與控制工程(國家級一流本科)專業(yè)本科生開設(shè)的一門專業(yè)核心課程,安排在大四上學期,該課程具有較強的應(yīng)用性和實踐性。為此,課程組緊密圍繞國家發(fā)展戰(zhàn)略、社會需求、學校定位及專業(yè)特色,堅持立德樹人的根本任務(wù),在支撐過程裝備與控制工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標的基礎(chǔ)上,明確“為國家培養(yǎng)合格的社會主義建設(shè)者和接班人,為糧食行業(yè)培養(yǎng)能夠設(shè)計、生產(chǎn)并維護糧油加工裝備及其控制系統(tǒng)的學術(shù)型創(chuàng)新人才”的課程定位(見圖1)。課程的準確定位為課程目標的制定指明了方向。
依據(jù)“學生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進”的教育理念,課程組設(shè)定了以“研究性教學”為核心的課程目標,其中包括知識目標、能力目標、素質(zhì)目標及思政目標等四個方面,有效支撐專業(yè)畢業(yè)要求指標點1-4(工程知識)、指標點2-2(問題分析)、指標點4-3(研究)和指標點6-2(工程與社會)。課程目標旨在引導(dǎo)學生“自主學習、合作探究、勇于創(chuàng)新”,強化創(chuàng)新思維和科學研究能力的培養(yǎng),以確保學生的學習成果符合本專業(yè)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)要求。課程目標要求學生能夠分析糧油生產(chǎn)中的自動控制問題,并提出多樣化的有效解決方案。例如,通過類比、改進、創(chuàng)新等方式,設(shè)計出滿足特定生產(chǎn)需求的控制系統(tǒng)方案。同時,要求學生具備批判性思維和辯證分析能力,能夠準確評估控制系統(tǒng)的安全性、經(jīng)濟性和環(huán)保性,從而深刻理解工程活動與社會發(fā)展的內(nèi)在關(guān)系。
課程目標的科學合理性對于教學實施及學生學習成效至關(guān)重要。本課程在持續(xù)構(gòu)建過程中,始終遵循OBE(Outcome?Based Education,成果導(dǎo)向教育)理念及新工科建設(shè)要求[7],教學大綱、考試大綱(含評價方法)、教學模式以及實施方法均緊密貼合課程目標,有效支撐學術(shù)型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。
(二)建設(shè)工程案例庫,為研究性教學設(shè)置研討專題
研究性教學不應(yīng)局限于書本知識的傳授,而應(yīng)突破教材限制,鼓勵學生接觸并嘗試分析實際案例,從而拓寬其學術(shù)視野,引導(dǎo)其探索未知領(lǐng)域。在研究性教學過程中,應(yīng)優(yōu)先引入行業(yè)典型案例、教師科研課題及學科前沿信息,采取“以案例為牽引”和“以問題為驅(qū)動”策略,積極設(shè)置研討專題,讓學生直面實際工程問題,激發(fā)其深入探索形成個人見解的熱情,有效提升其分析與解決問題的能力。為滿足研究性教學的需求,課程組整理了大量研究性教學課題,并構(gòu)建了完善的工程案例庫。
在課堂教學中,有效引導(dǎo)學生主動解決學習問題是關(guān)鍵,而研究性教學課題的設(shè)置水平則直接影響其實施效果。研究性教學課題的設(shè)置應(yīng)緊扣教學內(nèi)容重難點,難度適中,兼具時代性、專業(yè)性、針對性,并保留答案的不確定性。根據(jù)過程裝備控制技術(shù)課程的特點,結(jié)合學生的知識基礎(chǔ)和認知規(guī)律,本課程設(shè)置了基礎(chǔ)類、問題(啟發(fā))類和項目研究類三類研究性教學課題。其中,基礎(chǔ)類課題設(shè)置于教學前期,要求學生綜合運用多個知識點和跨學科知識,了解和掌握不同類型過程檢測儀表的結(jié)構(gòu)、原理、優(yōu)缺點及其適用場景。問題(啟發(fā))類課題設(shè)置于教學中期,通過創(chuàng)設(shè)具體情境,激發(fā)學生的探索興趣和批判性思維,引導(dǎo)其深入探究誤差在過程控制系統(tǒng)中的應(yīng)用及其制約因素。項目研究類課題設(shè)置于教學后期,旨在深化學生對過程控制系統(tǒng)設(shè)計知識的理解和應(yīng)用,并緊密結(jié)合如“面粉廠小麥潤麥著水”自動控制系統(tǒng)的設(shè)計等行業(yè)工程案例,提升學生的實踐應(yīng)用能力。
(三)優(yōu)化實驗室資源與環(huán)境,為研究性教學提供實踐平臺
根據(jù)過程裝備與控制工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案及課程體系要求,本課程不僅包含理論課時,還設(shè)有6課時的課內(nèi)實驗及過程裝備控制技術(shù)課程設(shè)計。本專業(yè)設(shè)有多個開放實驗室,供學生進行實驗或?qū)嵱柣顒樱瑸檠芯啃越虒W的實施提供了實踐平臺。
依據(jù)課程教學目標與內(nèi)容需求,課程組秉持“學生中心,產(chǎn)出導(dǎo)向,持續(xù)改進”的教育理念,設(shè)立了兩個獨立且專屬的過程控制綜合實驗室,并構(gòu)建了較為完善的專業(yè)課程實踐教學體系和實踐平臺。實驗設(shè)備主要包括THPCYB-1型過程測量儀表技能實訓綜合裝置、THKGK-1型過程控制實驗裝置、通用離心鼓風機、通風除塵綜合裝置等,這些設(shè)備集驗證、研究、綜合實驗功能于一體,既滿足多層次教學實驗與課程設(shè)計要求,也為科研開發(fā)提供了堅實支撐。通過獨立設(shè)置實驗實訓課程、增設(shè)綜合性實驗與課程設(shè)計環(huán)節(jié),并提高實驗室開放度,有效激發(fā)了學生的學習興趣,促進了其創(chuàng)新思維和科學研究能力的提升。
依托河南省糧食加工智能裝備工程研究中心、河南省糧油倉儲建筑與安全重點實驗室等開放平臺,學生在開放共享的實驗室環(huán)境可進行自主探索與實踐,并有機會參與教師的科研項目。在課程建設(shè)過程中,通過持續(xù)投入、完善實踐教學制度、優(yōu)化實驗軟件與場景等措施,不斷完善理論與實踐相結(jié)合、創(chuàng)新實驗與科學研究相結(jié)合、課堂教學與課外科技活動相結(jié)合的實踐教學體系,為學生提供豐富的實踐機會,有力保障研究性教學的順利展開。
(四)組織創(chuàng)新競賽訓練活動,為研究性教學營造研究氛圍
研究性教學應(yīng)以“研究”為導(dǎo)向,積極引導(dǎo)學生參與學術(shù)研究活動,并提供多樣化的實踐平臺。具體來說,教師可以鼓勵學生加入科研團隊,并指導(dǎo)其參加中國國際“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術(shù)科技作品競賽以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃訓練項目等高水平賽事與項目,以此深化學生的學習體驗,增強其實踐能力與創(chuàng)新思維。此外,通過優(yōu)化教學內(nèi)容與教學方法,激發(fā)學生的求知欲和創(chuàng)造力,促進師生共同成為知識海洋中的探索者與發(fā)現(xiàn)者。
研究性教學課題雖有時間限制,但研究本身應(yīng)追求深入,避免淺嘗輒止。課題結(jié)束后,根據(jù)學生興趣、意愿及時間投入情況,教師可以鼓勵學生繼續(xù)跟隨教師深入?yún)⑴c相關(guān)課題,以深化研究。以過程裝備與控制工程專業(yè)2019級學生為例,他們踴躍參與了課程組教師主持的河南省重點科技攻關(guān)項目——智能化高效散糧卸船機若干關(guān)鍵技術(shù)及裝備的研究開發(fā)。在項目實施期間,學生靈活運用了過程裝備控制技術(shù)課程知識,特別是在倉底余糧清理課題上,巧妙結(jié)合了智能檢測儀表、智能控制器、智能系統(tǒng)安全柵的設(shè)計,顯著推動了研究的深入與進展。經(jīng)過多元化課程考核體系的全面評估,這些學生均展現(xiàn)出對課程知識的扎實掌握,并能靈活將其應(yīng)用于解決實際工程問題。最終,他們以“節(jié)糧于計——糧倉余糧處理的領(lǐng)軍者”為項目名稱,在中國國際“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中脫穎而出,成功晉級國家賽。
近年來,課程組成員致力于拓展學生第二課堂,多次組織學生參加各類創(chuàng)新大賽及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目,榮獲國家級獎項2項、省級獎項7項,發(fā)表學術(shù)論文3篇,并成功申請專利及軟件著作權(quán)5項。在參賽過程中,教師全程跟進,精準指導(dǎo)包括調(diào)研選題、問題分析、方案設(shè)計、撰寫研究報告/小論文、發(fā)明專利/軟著等各個環(huán)節(jié)。在研究性教學實踐中,學生不僅能夠熟練運用所學知識,還實現(xiàn)了知識的融會貫通,其創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維及實踐能力均得到顯著提升。同時,教師也從中積累了豐富的指導(dǎo)經(jīng)驗,多位課程組成員榮獲省級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)優(yōu)秀指導(dǎo)教師榮譽稱號,真正實現(xiàn)了教學相長。
四、結(jié)語
“一流”人才的培養(yǎng)離不開“一流”的課程,而“一流”的課程又依賴于“一流”的教學方法。自本課程實施研究性教學以來,學生學習興趣和積極性顯著提升,師生課外互動頻繁,課程滿意度及專業(yè)認同感也隨之提高。此外,課程目標達成評價結(jié)果顯示,各個課程目標的達成度均有明顯提高,有力驗證了研究性教學對學生知識獲取與能力提升的顯著促進作用。
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[責任編輯:梁金鳳]