信息計(jì)算類課程立體式研究性學(xué)習(xí)教學(xué)模式研究

摘要：針對(duì)信息計(jì)算類課程教學(xué)中存在的弊端，探討課堂內(nèi)研究性學(xué)習(xí)和課外學(xué)生科技活動(dòng)相結(jié)合的立體式研究性學(xué)習(xí)教學(xué)模式，給出立體式研究性學(xué)習(xí)的實(shí)施過程，構(gòu)建信息計(jì)算類課程教學(xué)的新模式，從而激發(fā)學(xué)生勇于探索的精神，提高學(xué)生的實(shí)踐水平，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：研究性學(xué)習(xí)；立體式；教學(xué)模式；信息計(jì)算類課程

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）18-0260-02

一、引言

21世紀(jì)是知識(shí)經(jīng)濟(jì)的時(shí)代，知識(shí)經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)是信息技術(shù)，知識(shí)經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵是知識(shí)生產(chǎn)率，即創(chuàng)新能力。而信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)正是為知識(shí)經(jīng)濟(jì)服務(wù)的，它主要培養(yǎng)具有堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，掌握信息與計(jì)算科學(xué)的基本理論和方法，能運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)和計(jì)算機(jī)技能解決某些實(shí)際問題，能在科技、教育和經(jīng)濟(jì)等部門從事研究、教學(xué)、應(yīng)用開發(fā)和管理工作的（高級(jí)）專門人才。因此，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)的信算專業(yè)人才將是高校數(shù)學(xué)系教師面對(duì)的巨大挑戰(zhàn)，也是信算專業(yè)建設(shè)迫在眉睫的問題。

然而根據(jù)以往信算專業(yè)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和調(diào)研，發(fā)現(xiàn)信算專業(yè)課程教學(xué)中主要存在以下弊端：（1）學(xué)生的“專業(yè)知識(shí)無用論”。由于課堂的學(xué)時(shí)有限，教師在課堂上主要以講授理論知識(shí)為主，少量實(shí)驗(yàn)為輔。學(xué)生普遍存在理論與實(shí)踐相脫節(jié)，在實(shí)際應(yīng)用中不能學(xué)以致用。因此，學(xué)生普遍認(rèn)為“信算的課程與數(shù)學(xué)一樣”、“信算專業(yè)一點(diǎn)用也沒有”等觀念。這從源頭切斷了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也給教師帶來了教學(xué)上的困難，出現(xiàn)不管教師怎么苦口婆心的引導(dǎo)，學(xué)生都無動(dòng)于衷的局面。（2）角色的錯(cuò)位。以教師為中心，完全由教師主宰課堂，而學(xué)生只是作為“觀眾”，忽視學(xué)生的認(rèn)知主體地位。因此，課堂上出現(xiàn)“教”、“學(xué)”分離，教師經(jīng)常自導(dǎo)自演，扮演“獨(dú)角戲”的角色。（3）學(xué)生的動(dòng)手能力差。因?yàn)樾潘銓I(yè)學(xué)生既要學(xué)習(xí)一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程，又要掌握一定的信息計(jì)算課程的基礎(chǔ)，所以導(dǎo)致學(xué)生在課堂上進(jìn)行動(dòng)手訓(xùn)練的時(shí)間較短。而學(xué)生的自主能動(dòng)性較差，很少有學(xué)生會(huì)在課余時(shí)間主動(dòng)找問題來鉆研實(shí)踐。（4）無法適應(yīng)學(xué)生的個(gè)別化需求。由于學(xué)生的基礎(chǔ)和素質(zhì)存在差異，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)存在“有些學(xué)生吃不飽，有些學(xué)生吃不了”的情況。教師只好采用中庸之道，主要照顧中間大部分學(xué)生。這樣，既委屈了能力強(qiáng)的學(xué)生，又放棄了基礎(chǔ)差的學(xué)生。

針對(duì)現(xiàn)有信息計(jì)算類課程教學(xué)中出現(xiàn)的問題，本文將結(jié)合課堂內(nèi)研究性學(xué)習(xí)和課外學(xué)生科技活動(dòng)平臺(tái)，建立理論與實(shí)踐相聯(lián)系、“教、學(xué)、研”相結(jié)合的立體式研究性學(xué)習(xí)教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生求知和勇于探索的精神，提高學(xué)生的實(shí)踐水平和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

二、研究性學(xué)習(xí)概況

研究性學(xué)習(xí)是指學(xué)生在教師指導(dǎo)下，采用類似科學(xué)研究的方法，從自然、社會(huì)和專業(yè)領(lǐng)域中發(fā)現(xiàn)問題并選擇研究課題，通過發(fā)現(xiàn)問題、調(diào)查研究、動(dòng)手操作、表達(dá)交流等探究性活動(dòng)獲取知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)、形成理念、提高技能、優(yōu)化思維、培養(yǎng)情趣、習(xí)得方法和解決問題的學(xué)習(xí)活動(dòng)。

研究性學(xué)習(xí)最早可追溯到文藝復(fù)興時(shí)期的法國教育家盧梭，他主張讓兒童多摸、多看、多嗅、多接觸外界事物，最好利用自然界的種種問題使兒童學(xué)習(xí)各種知識(shí)。之后，美國教育家杜威、布魯納都大力倡導(dǎo)研究性學(xué)習(xí)，開創(chuàng)了研究性學(xué)習(xí)的先河。自20世紀(jì)中期以來，世界各國均把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力視為教學(xué)改革的重要內(nèi)容。特別地，當(dāng)今21世紀(jì)是個(gè)知識(shí)經(jīng)濟(jì)的時(shí)代，知識(shí)經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵是創(chuàng)新能力。而研究性學(xué)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的主要途徑。因此，許多國家在杜威、布魯納等人關(guān)于研究系學(xué)習(xí)的思想上，提出了許多新的教學(xué)模式。如美國的“自主研究”、“設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)”等，日本的“綜合學(xué)習(xí)時(shí)間”，德國的“自由學(xué)習(xí)”，法國的“多樣化途徑”和“動(dòng)手做”等。

我國研究性學(xué)習(xí)這一概念是在1999年初，由上海教育科學(xué)研究院首次正式提出的。2005年我國教育部在《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作的若干意見》中明確提出了“積極推進(jìn)和深化研究性教學(xué)，提高大學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力和素質(zhì)”的要求，這標(biāo)志著研究性學(xué)習(xí)正式邁入我國高等教育的大門。目前，國內(nèi)一些高校教師在各種專業(yè)課程的課堂教學(xué)中引入了研究性學(xué)習(xí)的教學(xué)方法，探討了研究性教學(xué)的改革和實(shí)踐。

三、立體式研究性學(xué)習(xí)教學(xué)模式

立體式研究性學(xué)習(xí)教學(xué)模式的主要目的是通過課堂上的研究性學(xué)習(xí)促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)探究和構(gòu)建知識(shí)體系，然后通過課后課外科技實(shí)踐平臺(tái)加強(qiáng)實(shí)踐鍛煉，提高動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。立體式研究性學(xué)習(xí)教學(xué)模式的實(shí)施包括如下幾個(gè)步驟：

1.課堂研究性教學(xué)模式探討。在課堂理論教學(xué)中利用研究性學(xué)習(xí)教學(xué)模式，克服“灌輸式”模式，讓學(xué)生通過親身實(shí)踐獲取直接經(jīng)驗(yàn)，主動(dòng)地發(fā)現(xiàn)、探索，對(duì)問題做出數(shù)學(xué)化闡釋、分析直至解決從而達(dá)到對(duì)數(shù)學(xué)模型較為深刻的理解。（1）問題的提出。針對(duì)課程中的教學(xué)內(nèi)容，教師提煉關(guān)鍵問題。關(guān)鍵問題要提煉精確，具有吸引、引導(dǎo)學(xué)生的作用。問題設(shè)置得不能太大，對(duì)于大的問題，可以分層次，即分解成小問題，控制在學(xué)生通過努力可以自己解決的范圍。當(dāng)然問題間要具有邏輯性，讓學(xué)生明白問題之間的聯(lián)系性，從而把握整體性。除了課本中與內(nèi)容相關(guān)的問題外，還可以提一些擴(kuò)展性的問題，比如這節(jié)內(nèi)容在整本書中的作用，與現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的聯(lián)系等等。

（2）學(xué)生分組討論解決問題。針對(duì)教師設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題，學(xué)生分組討論解決問題。學(xué)生分組時(shí)，要考慮學(xué)生能力、特長等問題，組合要求搭配合理。這樣既能考慮各個(gè)學(xué)生的積極性，又能鍛煉大家的團(tuán)結(jié)合作精神。如以《智能計(jì)算》課程為例，我們一般以5人為一組，每組里面包括理論學(xué)習(xí)強(qiáng)的、編程能力強(qiáng)的、組織能力強(qiáng)的、查閱資料能力強(qiáng)的和表達(dá)能力強(qiáng)的。教師給每個(gè)問題分配一定的時(shí)間讓小組討論、思考。通過小組討論，發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、鍛煉學(xué)生的邏輯能力，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。當(dāng)然探索過程中，學(xué)生會(huì)有一些難點(diǎn)和疑點(diǎn)，這些問題可以放到后面全體同學(xué)或老師解答。

（3）學(xué)生解答。通過小組討論后，教師先組織學(xué)生派代表講解問題的求解方法，從中發(fā)現(xiàn)學(xué)生在理解課程內(nèi)容中存在的問題。若學(xué)生存在的問題求解不了，教師負(fù)責(zé)誘導(dǎo)、剖析和講解，解決學(xué)生存在的問題。

2.基于課外科技活動(dòng)的研究性學(xué)習(xí)。由于信息計(jì)算課程需要理論加實(shí)踐的要求，現(xiàn)有的課堂學(xué)習(xí)時(shí)間很難保證學(xué)生具有很強(qiáng)的動(dòng)手能力。針對(duì)此問題，學(xué)生需要利用課外時(shí)間，查閱資料、參與課外科技活動(dòng)，消化理論知識(shí)，增強(qiáng)動(dòng)手能力。

（1）布置課外開放性題目。教師除了布置課后習(xí)題，還可以給學(xué)生布置一兩個(gè)開放性題目，促進(jìn)學(xué)生查閱資料，尋找解決問題的方法。教師在一定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行輔導(dǎo)、答疑。

（2）鼓勵(lì)學(xué)生參加各種數(shù)學(xué)競(jìng)賽或科技活動(dòng)。提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性的一個(gè)主要體現(xiàn)就是讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)學(xué)到的知識(shí)在現(xiàn)實(shí)生活中有用，即要解決一定的問題。鼓勵(lì)學(xué)生積極參加學(xué)科競(jìng)賽或科技活動(dòng)，一方面可以讓學(xué)生得到鍛煉，另一方面也可以在比賽培訓(xùn)中學(xué)到更多的知識(shí)。比如說數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、大學(xué)生課外科技計(jì)劃項(xiàng)目，都給學(xué)生提供了很好的實(shí)踐平臺(tái)，學(xué)生的動(dòng)手能力大大提高。而且這些項(xiàng)目需要學(xué)生的自主研究能力，都是以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力為宗旨的。

（3）鼓勵(lì)學(xué)生參加教師的科研項(xiàng)目。現(xiàn)在許多教師都是教學(xué)、科研雙肩挑，許多老師都有基金項(xiàng)目。雖說現(xiàn)有的本科生不一定有直接做項(xiàng)目的能力，但是現(xiàn)在的學(xué)生學(xué)習(xí)能力強(qiáng)，特別是動(dòng)手能力強(qiáng)，教師可以讓本科生參與一定的工作，比如調(diào)研、實(shí)驗(yàn)、編程等等。這給教師提供了一些方便。反過來，學(xué)生要參加教師的課題，必然要學(xué)一些新的東西、掌握一些新的工具。同時(shí)，在教師的進(jìn)一步指導(dǎo)下，掌握一些新知識(shí)、新技能。比如，學(xué)生參加我們的智能計(jì)算團(tuán)隊(duì)，給學(xué)生提供實(shí)踐的機(jī)會(huì)。反過來，團(tuán)隊(duì)老師也給學(xué)生一些小課題，指導(dǎo)學(xué)生參加大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃。

（4）鼓勵(lì)學(xué)生參加本碩創(chuàng)新計(jì)劃。現(xiàn)在許多高校針對(duì)學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生，都設(shè)有本碩創(chuàng)新計(jì)劃，即從大三開始挑選一些學(xué)習(xí)好的學(xué)生，由碩士生導(dǎo)師指導(dǎo)學(xué)習(xí)，提前與研究生階段接軌。通過“本碩”創(chuàng)新這個(gè)橋梁，讓學(xué)生趁早參與導(dǎo)師課題，積累研究經(jīng)驗(yàn)，鍛煉研究技能，爭(zhēng)取更多的研究時(shí)間。

致謝：本項(xiàng)目受中國計(jì)量學(xué)院校立教改項(xiàng)目HEX2012022資助。

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