面向高校學(xué)生科研素質(zhì)培養(yǎng)的教學(xué)方法初探

【摘 要】科學(xué)精神和學(xué)術(shù)素養(yǎng)是科學(xué)研究中非常重要的兩個方面。結(jié)合同濟大學(xué)“研究型、綜合性、國際化”高水平大學(xué)建校目標(biāo)，在數(shù)據(jù)庫的教學(xué)中，著重從科學(xué)精神和學(xué)術(shù)素養(yǎng)兩個方面，進行大學(xué)生科研素質(zhì)培養(yǎng)方式的探索。實踐教學(xué)效果顯示，該教學(xué)方法可增進學(xué)生對數(shù)據(jù)庫知識體系的理解，對其學(xué)術(shù)思想源變的領(lǐng)悟，以及理論聯(lián)系實際的能力，極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)、研究的興趣，在學(xué)生科學(xué)精神和學(xué)術(shù)素養(yǎng)方面，起到了潛移默化的訓(xùn)練、培養(yǎng)作用。

【關(guān)鍵詞】科學(xué)精神 學(xué)術(shù)素養(yǎng) 數(shù)據(jù)庫 教學(xué)方法

引言

“創(chuàng)新的前提是繼承”這一論斷，隨著科學(xué)技術(shù)持續(xù)向縱深發(fā)展，不斷地得到印證。學(xué)習(xí)，作為“繼承”已有科研成果的一種重要手段，其主體的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)方法與學(xué)習(xí)效果有著直接的、密切的關(guān)系；“教學(xué)”與“學(xué)習(xí)”又有所不同，是一種既普遍又特殊的學(xué)習(xí)方式，不能僅僅理解為“傳授”，它還有“教學(xué)生學(xué)習(xí)”“指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)”“引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)”和“啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)”等諸多意思，蘊藏著教學(xué)方式、教學(xué)方法等更深層次的內(nèi)涵。本文圍繞同濟大學(xué)“研究型、綜合性、國際化”建校目標(biāo)，結(jié)合筆者多年從事數(shù)據(jù)庫教學(xué)的體會，對數(shù)據(jù)庫教學(xué)過程中面向科研素質(zhì)培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)、研究興趣，在教學(xué)方法上進行了一些有益的思考、探索和總結(jié)，希望能起到拋磚引玉的作用。

一、現(xiàn)狀及問題分析

“數(shù)據(jù)庫”課程涵蓋從基本原理到應(yīng)用實踐的多方面內(nèi)容，具有理論基礎(chǔ)強、實踐應(yīng)用性突出、學(xué)科間知識綜合性明顯、學(xué)科內(nèi)多層面內(nèi)容交融、前沿新技術(shù)發(fā)展迅速等特征，已經(jīng)成為信息系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。教學(xué)過程中，學(xué)生們普遍反映數(shù)據(jù)庫“概念太多，理論、模型比較抽象，課堂教學(xué)比較沉悶，實驗比理論學(xué)習(xí)容易”等，這些問題具有一定的普遍性和代表性，反映了國內(nèi)高校數(shù)據(jù)庫教學(xué)的當(dāng)前現(xiàn)狀。突出問題主要有：

（一）教學(xué)目標(biāo)不明確

教學(xué)目標(biāo)與學(xué)生的所學(xué)專業(yè)、學(xué)習(xí)階段和學(xué)校定位有著密切關(guān)系，例如：計算機類專業(yè)與非計算機類專業(yè)，前者理論與應(yīng)用兼重，后者偏向應(yīng)用。本科學(xué)習(xí)階段與研究生學(xué)習(xí)階段，前者學(xué)習(xí)內(nèi)容強調(diào)廣博但不追求精深，后者則以研究為導(dǎo)向，強調(diào)縱深領(lǐng)域的學(xué)習(xí)。根據(jù)國家不同建設(shè)目標(biāo)的教育層次，高校被劃分為985高校、211工程學(xué)校、職業(yè)高校。985高校注重培養(yǎng)學(xué)生的科研素質(zhì)，在教學(xué)內(nèi)容上理論、實踐兼重，既廣博又精深；職業(yè)高校則以應(yīng)用教學(xué)為主，強調(diào)提高學(xué)生的動手能力，重點培養(yǎng)直接為生產(chǎn)、生活、工作服務(wù)的一線應(yīng)用型人才；211工程學(xué)校則介于985高校與職業(yè)高校之間。

因此，確定教學(xué)目標(biāo)不能一概而論，必須與學(xué)校的定位、學(xué)生所學(xué)專業(yè)、學(xué)習(xí)階段等有機結(jié)合起來，才可能設(shè)立正確的、清晰的教學(xué)目標(biāo)。對于985高校、211工程學(xué)校和研究生教學(xué)，決不能千篇一律地強調(diào)學(xué)生對軟件平臺的熟悉程度，強調(diào)學(xué)生數(shù)據(jù)庫設(shè)計、應(yīng)用開發(fā)及管理工作等方面工程實踐能力的培養(yǎng)，而忽視了學(xué)生科學(xué)精神的培育和學(xué)術(shù)素養(yǎng)的提高，這對培養(yǎng)學(xué)生科研素質(zhì)是至關(guān)重要的方面。

（二）教、學(xué)脫離，方法單一，教學(xué)氣氛沉悶

老師教和學(xué)生學(xué)，一體兩面，必須有機的結(jié)合起來，才能達到教學(xué)相長的作用。在實際教學(xué)中往往容易走向兩個極端，老師上自己的課，與學(xué)生互動較少，缺乏對學(xué)生理解程度的了解，起不到啟發(fā)學(xué)生思考和引導(dǎo)、指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的目的；學(xué)生總是埋怨老師講課不生動，說話、開小差、睡覺、逃課等現(xiàn)象較多，很少主動與老師交流，平時自學(xué)、考前突擊的學(xué)習(xí)模式應(yīng)不在少數(shù)。部分聽課專家將此種情況主要歸于授課教師教學(xué)方法單一、教學(xué)氣氛沉悶等因素，給老師造成很大的壓力，怎樣在輕松的環(huán)境下營造和諧的教、學(xué)氛圍，是一個值得深思的問題。

教學(xué)水平的提高，有助于建立良好的課堂教學(xué)氣氛，增強學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)效果。但是，作為學(xué)生不能偏執(zhí)于“教”，而忽視了“學(xué)”，很多學(xué)生對“教學(xué)生動活潑”存在不切實際的幻想，有必要對其加以正確的引導(dǎo)。科學(xué)技術(shù)的學(xué)習(xí)本身就是一件非常枯燥的事情，它不是音樂、舞蹈，唱著歌跳著舞，不知不覺就懂了、就會了；大學(xué)與中學(xué)有很大不同，崇尚 “自由”，賦予了學(xué)生更多的時間、空間，同學(xué)們可以自由地去思考、學(xué)習(xí)、討論和探索，“教”在更大程度上，對學(xué)生的學(xué)習(xí)起著啟發(fā)、引導(dǎo)、指導(dǎo)的作用，加速學(xué)生學(xué)習(xí)過程、增強學(xué)生學(xué)習(xí)效果，但不能替代學(xué)生在學(xué)習(xí)上的自主性、主動性和積極性，如果學(xué)生的學(xué)習(xí)止于老師的“教”或沿襲中學(xué)的學(xué)習(xí)方法，不更加自主地、主動地、積極地去思考、學(xué)習(xí)和探索，不在繼承的基礎(chǔ)上開拓自身的知識領(lǐng)域和提高自身獨立或協(xié)作學(xué)習(xí)、研究的科研素質(zhì)，我們學(xué)術(shù)研究怎樣取得進展？我們的社會怎樣取得進步？

科學(xué)技術(shù)的教學(xué)雖然枯燥，但并不意味我們在教學(xué)上無所作為。除了學(xué)生端正自身學(xué)習(xí)態(tài)度，轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式，調(diào)整學(xué)習(xí)方法，增強學(xué)習(xí)的自主性、主動性和積極性之外，老師在學(xué)習(xí)上對學(xué)生的引領(lǐng)作用將是非常重要的方面，“引領(lǐng)”的內(nèi)容，不僅在于授業(yè)、解惑，而且更在于傳道，既包括基本概念、模型、原理、算法的理解和整個知識體系的領(lǐng)悟，又包括學(xué)習(xí)態(tài)度，學(xué)習(xí)方式，學(xué)習(xí)方法，以及學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性、主動性和積極性的培養(yǎng)，這需要在理論與實踐緊密結(jié)合的復(fù)雜教學(xué)過程中，豐富教學(xué)方式和教學(xué)手段，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，創(chuàng)造教、學(xué)互動的和諧氛圍，提高教學(xué)效率，改善教學(xué)效果，在潛移默化中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，提升學(xué)生的學(xué)術(shù)素養(yǎng)。

教、學(xué)是人類繼承科學(xué)技術(shù)成果的重要方式，主體雖然不同，但目標(biāo)一致；教、學(xué)互動、融合，就是為了創(chuàng)建和諧的教學(xué)環(huán)境和氛圍，實現(xiàn)教、學(xué)相長，以更好地繼承人類已經(jīng)取得的科學(xué)技術(shù)成果并發(fā)揚光大。將二者混同甚至等同，極易走向“教”“學(xué)”分離的兩個極端。

針對學(xué)生厭倦填鴨式、灌輸式教學(xué)的現(xiàn)狀，采取引導(dǎo)式、啟發(fā)式教學(xué)方法，以及驗證式、案例式、綜合性、探究式實驗教學(xué)方法，以學(xué)術(shù)思想的領(lǐng)悟為主導(dǎo)，建立理論聯(lián)系實際的橋梁，變抽象為具體，變學(xué)生被動學(xué)習(xí)為“問題驅(qū)動思考→激發(fā)學(xué)習(xí)興趣→主動學(xué)習(xí)”的模式，取得較好的學(xué)習(xí)效果。

（三）理論與實際聯(lián)系不緊密

數(shù)據(jù)庫課程，與其他大學(xué)工科課程一樣，幾乎每一個概念、模型、理論，都源自解決實際問題的需求與實踐，教學(xué)中如果僅做到在實驗課或課程設(shè)計中對理論、模型的驗證，或熟練掌握某種軟件開發(fā)工具的使用方法，而不在教學(xué)過程中針對每一個概念、模型、理論、算法建立起它們聯(lián)系實際的橋梁，揭示學(xué)術(shù)思想的源變，很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，往往造成學(xué)生“理論學(xué)習(xí)太抽象了”“學(xué)得稀里糊涂的”“聯(lián)系不起來”“太難學(xué)了”等這樣一種感覺，有的學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容及其理解程度一片茫然，有的學(xué)生知其然不知其所以然，照葫蘆畫瓢還行，一旦遇到問題需要靈活運用所學(xué)知識，在思路上往往陷入泥潭，缺乏創(chuàng)新思維，找不到解決問題的方法，個別學(xué)生甚至產(chǎn)生畏難情緒和恐懼心理。

（四）教學(xué)效果不好

教學(xué)效果不好，與是否因材施教、課程教學(xué)目標(biāo)是否正確、教學(xué)方法是否得當(dāng)，以及理論聯(lián)系實際的緊密程度等方面有著密切的關(guān)系，主要表現(xiàn)為課程教學(xué)照本宣科，節(jié)奏感不強，重點不夠突出，對各章節(jié)之間內(nèi)在聯(lián)系缺乏系統(tǒng)性講解，學(xué)生對數(shù)據(jù)庫知識的學(xué)習(xí)、掌握比較零散，理解不深，難以對數(shù)據(jù)庫嚴密的理論體系形成宏觀的認識，往往造成學(xué)生理論基礎(chǔ)不牢、欠缺理論高度、動手能力還有待增強的一種局面。

二、教學(xué)方法的探索與實踐

同濟大學(xué)是國家重點建設(shè)985高校之一，以“研究型、綜合性、國際化”為建設(shè)目標(biāo)。在信息類專業(yè)本科生數(shù)據(jù)庫教學(xué)中，我們針對生源質(zhì)量較高、學(xué)生素質(zhì)較好的特點，制訂了理論與實踐兼重的通才式教學(xué)目標(biāo)，以“科學(xué)精神”“學(xué)術(shù)素養(yǎng)”為主要指標(biāo)，在教學(xué)過程中注重培養(yǎng)學(xué)生的科研素（潛）質(zhì)。

正是基于學(xué)校定位和具體授課專業(yè)，以及我們對“科學(xué)精神”和“學(xué)術(shù)素養(yǎng)”的理解，教學(xué)團隊制定了具體的教學(xué)方案：（1）引導(dǎo)式、啟發(fā)式教學(xué)；（2）驗證式、案例式、綜合性、探究式實驗教學(xué)。并在教學(xué)中進行了初步的探索、實踐。

（一）引導(dǎo)式、啟發(fā)式教學(xué)

科學(xué)精神是指由科學(xué)性質(zhì)所決定并貫穿于科學(xué)活動之中的基本的精神狀態(tài)和思維方式，是體現(xiàn)在科學(xué)知識中的思想或理念[3]。

在數(shù)據(jù)庫的教學(xué)中，教學(xué)團隊始終把學(xué)術(shù)思想或?qū)W術(shù)理念放在學(xué)生學(xué)習(xí)的首要位置。對一門具有嚴密理論體系的課程來說，集成了長期以來眾多科學(xué)家的研究成果，把學(xué)術(shù)思想或?qū)W術(shù)理念講授得具體、清晰、生動，確實是一件非常困難的事情。為此，我們采取引導(dǎo)式、啟發(fā)式教學(xué)方法，并設(shè)計了具體的教學(xué)案例，推動學(xué)生去思考、去領(lǐng)悟。例如：

“數(shù)據(jù)庫（Database，DB）是長期儲存在計算機內(nèi)，有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)的集合”[4]。講到這一概念時，我們會提到以下問題讓學(xué)生們思考，并展開討論。

既然數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)的集合，如果同學(xué)們住的宿舍是一個數(shù)據(jù)庫，你們的電腦、衣物、書籍和其他日常用品是一個個數(shù)據(jù)，你們怎樣對它們進行管理？

怎樣對數(shù)據(jù)進行管理，才能做到數(shù)據(jù)的“有組織”？你對“有組織”是怎么理解的？

數(shù)據(jù)共享，是提高數(shù)據(jù)查詢與使用效率的重要手段，也是數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品滿足市場需求必須具備的重要特征之一，但是數(shù)據(jù)“共享”會帶來什么問題？

上述問題的提出，不僅使同學(xué)們感覺到數(shù)據(jù)庫理論來源于我們?nèi)粘５纳睿矣辛Φ卮龠M同學(xué)們?nèi)ニ伎迹瑯O大地激發(fā)了同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣，討論完后，要求同學(xué)們翻開教材的目錄，與上述問題對照一下，了解一下哪些章節(jié)與我們討論的問題是緊密相關(guān)的。這樣，同學(xué)們對數(shù)據(jù)庫的學(xué)習(xí)內(nèi)容以及各章節(jié)之間的內(nèi)在聯(lián)系基本上就有了一個粗略的全貌性認識。

在數(shù)據(jù)庫的教學(xué)過程中，類似的例子還有很多。之所以采取引導(dǎo)式、啟發(fā)式教學(xué)方法，主要目的在于制造懸念，推動學(xué)生去思考，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，在潛移默化中提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性、主動性和積極性。科學(xué)精神是科學(xué)家在科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)取得成功的保證[3]，它源于興趣（好奇），起于懷疑，出自求真務(wù)實的探索過程。引導(dǎo)式、啟發(fā)式教學(xué)，有助于在潛移默化中培養(yǎng)學(xué)生們的科學(xué)精神，這與同濟大學(xué)“研究型、綜合性、國際化”的建設(shè)目標(biāo)是相吻合的。

（二）驗證式、案例式、綜合性、探究式實驗教學(xué)

為了加強理論聯(lián)系實際的力度，進一步促進教學(xué)融合，充分發(fā)揮理論教學(xué)對實踐的指導(dǎo)作用和實踐對理論的驗證作用，增強學(xué)生動手能力，拓展學(xué)生學(xué)術(shù)視野，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，我們有針對性地開設(shè)了驗證式、案例式、綜合性和探究式實驗教學(xué)內(nèi)容，其中：驗證式實驗在于鞏固學(xué)生所學(xué)知識，以吸收和消化為主，側(cè)重于加深學(xué)生對基本概念、基本原理、典型模型和典型算法的理解；案例式實驗主要依托數(shù)據(jù)庫理論、技術(shù)的具體實際應(yīng)用，提高學(xué)生靈活運用所學(xué)知識解決實際問題的能力；綜合性試驗著重于加強學(xué)生對數(shù)據(jù)庫整個理論體系的理解，在各章節(jié)及其相互有機聯(lián)系上形成全貌性認識，同時適當(dāng)增加數(shù)據(jù)庫與其他課程知識的綜合性運用；探究式試驗旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新開發(fā)、設(shè)計的能力，在教學(xué)中針對本科生的特點和特長、優(yōu)異學(xué)生，增加理論前沿研究的介紹或布置學(xué)生撰寫綜述，論述當(dāng)前數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的研究熱點、難點問題及主要的研究方法，并組織同學(xué)們進行討論。

驗證式、案例式、綜合性和探究式實驗教學(xué)在內(nèi)容和難度上由淺入深、逐次遞進，遵循人類認識發(fā)展的客觀規(guī)律。通過驗證式、案例式、綜合性和探究式實驗教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使學(xué)生們深刻理解數(shù)據(jù)庫基本知識，熟悉并掌握數(shù)據(jù)庫相關(guān)理論的研究過程和研究方法，全面而深入地了解數(shù)據(jù)庫理論與技術(shù)對社會和個人所產(chǎn)生的影響，進一步提高和鞏固學(xué)生對數(shù)據(jù)庫課程的學(xué)習(xí)效果，使其具備較高學(xué)術(shù)素養(yǎng)。

我們在驗證式、案例式、綜合性和探究式實驗教學(xué)方面做了一些有益的探索，取得了初步預(yù)期效果，但還有待于進一步深化，主要體現(xiàn)在實驗課題在數(shù)量上還不夠豐富，在內(nèi)容上還不夠充實，在難度上還需要增強。

三、結(jié)束語

數(shù)據(jù)庫課程是信息類專業(yè)的核心課程。本文根據(jù)同濟大學(xué)的建校目標(biāo)，對數(shù)據(jù)庫教學(xué)實踐進行了探索性改革嘗試，對于培養(yǎng)理論基礎(chǔ)扎實、實踐能力突出、具備科學(xué)精神和較高學(xué)術(shù)素養(yǎng)的本科學(xué)生有一定的推動作用。在今后的教學(xué)實踐中，我們還將繼續(xù)豐富和完善數(shù)據(jù)庫教學(xué)課程體系，使之適應(yīng)新形勢下的發(fā)展要求。

【參考文獻】

［1］袁玫，商新娜. 面向應(yīng)用性教育的數(shù)據(jù)庫課程改革設(shè)想[J]. 計算機教育，2010（3）：66-69.

［2］李雪嬋. 高校數(shù)據(jù)庫課程的教學(xué)改革[J]. 教育評論，2008（3）：100-101.

［3］加斯東·巴什拉著，錢培鑫譯. 科學(xué)精神的形成[M]. 南京：江蘇教育出版社，2006.

［4］王珊，薩師煊. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論（第四版） [M]. 北京：高等教育出版社，2007.