高校研究性實踐教學(xué)的探索與實踐

徐明鵑　周先存

摘 要 文章對地方應(yīng)用型本科高校實踐教學(xué)存在問題進(jìn)行分析，以電子信息類專業(yè)為例，通過改革實踐教學(xué)模式和方法，采用分層實踐教學(xué)模式，將研究性教學(xué)方法應(yīng)用于實踐教學(xué)中，逐步培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和實踐創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞 實踐 研究性教學(xué) 自主學(xué)習(xí) 創(chuàng)新

中圖分類號：G643 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.04.010

0 引言

高等教育的重要任務(wù)之一是培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力，而實踐教學(xué)是理工科人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，對學(xué)生創(chuàng)新能力和實踐能力的培養(yǎng)具有重要的作用。研究性教學(xué)是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行類似科學(xué)研究式的學(xué)習(xí)，整個教學(xué)過程以學(xué)生為中心，教師采用問題式、案例式、討論式等教學(xué)方法指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，使學(xué)生形成一種獨立自主的學(xué)習(xí)方式。國內(nèi)一些重點院校在認(rèn)識到實踐教學(xué)對于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要性之后，進(jìn)行了一些實踐教學(xué)的改革，將研究性教學(xué)方法應(yīng)用于實踐教學(xué)中，例如，南京大學(xué)實施研究性實驗教學(xué)并建立開放式實驗室，在全國得到推廣和應(yīng)用，并形成了教學(xué)特色；中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)吸引本科生參與科研能力培養(yǎng)的重要課程“研究性實驗”，發(fā)表了高水平的科研文章，取得了豐碩的成績。

本文對研究性教學(xué)方法進(jìn)行探索研究，采用分層實踐教學(xué)模式，將問題式、案例式和討論式教學(xué)方法應(yīng)用于實踐教學(xué)中，旨在培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和實踐創(chuàng)新能力。

1 高校實踐教學(xué)現(xiàn)狀分析

以“應(yīng)用型”人才培養(yǎng)為目標(biāo)的地方本科高校，學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)更是培養(yǎng)目標(biāo)中的重要環(huán)節(jié)。但是受到傳統(tǒng)教育理念的影響，實踐教學(xué)長期以來處于一種輔助教學(xué)的地位，其重視程度仍然達(dá)不到理論教學(xué)。因此，以電子信息類專業(yè)為例，實踐教學(xué)方面存在以下問題：

（1）實踐教學(xué)內(nèi)容陳舊，教學(xué)方法缺乏創(chuàng)新。實踐教學(xué)方式仍然是以教師講授為主，學(xué)生只能是被動接受，且實踐教學(xué)內(nèi)容更新相對較少，缺乏創(chuàng)新型的內(nèi)容，不能很好的結(jié)合實際工程應(yīng)用，造成學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中缺乏興趣，導(dǎo)致了很多實踐教學(xué)環(huán)節(jié)難以達(dá)到預(yù)期的學(xué)習(xí)效果。

（2）實驗設(shè)置功能單一，設(shè)備使用率不均衡。電子信息類專業(yè)是理論與實踐結(jié)合性要求很高的專業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生獨立解決問題能力和工程設(shè)計能力很重要。但現(xiàn)有的各種計算機(jī)類實驗箱，電路基本上都是固定不變的，一些重要的實踐環(huán)節(jié)不需要學(xué)生去設(shè)計調(diào)試，無法培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力。同時，多數(shù)專業(yè)實驗室設(shè)置功能單一，設(shè)備的使用率不均衡。

（3）教師創(chuàng)新思維有待提高，實踐教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)投入不足。絕大多數(shù)的教師的流動方式都是從高校畢業(yè)到高校就業(yè)，極少數(shù)的教師具備企業(yè)工程實踐經(jīng)驗，大多數(shù)的教師在項目的創(chuàng)新問題上有局限性。實踐教師缺乏有效的專業(yè)培訓(xùn)和專業(yè)進(jìn)修，很大程度上制約了實踐教師團(tuán)隊素質(zhì)的整體提高。

2 研究性教學(xué)方法概述

在研究性教學(xué)中，教師不再處于教學(xué)環(huán)節(jié)的主導(dǎo)地位，實踐過程中教師只能作為引導(dǎo)者和啟發(fā)者，學(xué)生可以自主設(shè)計實踐內(nèi)容，可以和教師共同探討實驗方案和技術(shù)路線，完全顛覆了以往單向的、封閉式的教學(xué)模式，變成了雙向的、互動的教學(xué)模式。研究性教學(xué)相對于傳統(tǒng)教學(xué)具有以下特點：

（1）問題性。研究性教學(xué)不同于傳統(tǒng)教學(xué)的關(guān)鍵在于其教學(xué)內(nèi)容是以“問題”為中心進(jìn)行設(shè)計的，教師可以鼓勵并引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并提出問題，通過解決問題來激發(fā)學(xué)生的研究興趣和創(chuàng)新意識，也有利于增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。

（2）自主性。由學(xué)生自主提出問題，和教師討論溝通后，得出問題的解決方案，隨后進(jìn)行資料的查閱與整理、報告撰寫和成果展示，這些環(huán)節(jié)均由學(xué)生獨立完成或者和同組成員協(xié)作完成，培養(yǎng)了學(xué)生獨立自主解決問題的能力。

（3）實踐性。鼓勵學(xué)生從生產(chǎn)生活實踐中提出問題，然后綜合運用所學(xué)知識來解決這些實際問題，培養(yǎng)學(xué)生從現(xiàn)實生活中發(fā)現(xiàn)問題的習(xí)慣，有利于提高學(xué)生的實踐動手能力。

（4）科研性。教師可以將自己的科研課題劃分成子模塊向?qū)W生開放，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，在規(guī)定的時間內(nèi)研究出結(jié)果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力的發(fā)展。

（5）創(chuàng)新性。研究性教學(xué)的精髓就是“創(chuàng)新”，教師要鼓勵學(xué)生不要墨守以前實驗得出的數(shù)據(jù)和結(jié)論，抱著質(zhì)疑的態(tài)度進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過研究提出新的問題并解決新的問題。

（6）協(xié)作性。研究性教學(xué)突出了學(xué)生的主體地位，學(xué)生可以自主參與教學(xué)活動，教學(xué)活動的許多環(huán)節(jié)需要團(tuán)隊共同參與完成，這也培養(yǎng)了學(xué)生之間團(tuán)隊協(xié)作能力和溝通能力。

3 研究性實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計

3.1 分層實踐教學(xué)模式的建立

構(gòu)建以工程實踐能力和研究性、創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標(biāo)，打破傳統(tǒng)的實踐教學(xué)模式，根據(jù)專業(yè)知識體系進(jìn)行分層次教學(xué)。根據(jù)電子信息類專業(yè)特點劃分成學(xué)科基礎(chǔ)層、專業(yè)基礎(chǔ)層、專業(yè)核心層和應(yīng)用提高層四個不同層次的實踐內(nèi)容：

（1）學(xué)科基礎(chǔ)層實驗。包括電工、電子基礎(chǔ)、計算機(jī)基礎(chǔ)實驗。學(xué)生通過這些實驗，加深對基礎(chǔ)理論的理解，并為后續(xù)的專業(yè)創(chuàng)新型實驗提供必要的基礎(chǔ)能力支撐。

（2）專業(yè)基礎(chǔ)層實驗。包括電子信息技術(shù)基礎(chǔ)、單片機(jī)、DSP原理等實驗及課程設(shè)計。學(xué)生通過實際操作對專業(yè)基礎(chǔ)的基本知識進(jìn)行驗證，加深對專業(yè)理論基本知識的理解。

（3）專業(yè)核心層實驗。包括專業(yè)綜合性類實驗，是學(xué)生實踐環(huán)節(jié)的核心部分，學(xué)生通過此階段實驗的訓(xùn)練，加深對所學(xué)專業(yè)的理論知識的認(rèn)識，實際操作技能和綜合能力將得到進(jìn)一步的訓(xùn)練與提高。

（4）應(yīng)用提高層實驗。包括綜合設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、研究創(chuàng)新課題和各類競賽。學(xué)生可以依托教師的科研課題申請創(chuàng)新實驗項目，為學(xué)有余力的學(xué)生提供更廣闊的創(chuàng)新空間，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。

通過上述四個層次實驗的訓(xùn)練，使得絕大部分學(xué)生具有設(shè)計、制作、調(diào)試和總結(jié)的能力，少數(shù)學(xué)生通過參與創(chuàng)新型課題和各類競賽，具有一定的科研創(chuàng)新能力，這種針對不同學(xué)生采用不同層次的能力培養(yǎng)模式，既兼顧了大多數(shù)學(xué)生的能力培養(yǎng)，又突出了少數(shù)學(xué)生的個性發(fā)展，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和解決實際問題的能力。

3.2 研究性實踐教學(xué)方案的設(shè)計

單片機(jī)原理與應(yīng)用是電子信息類專業(yè)的必修課程，是對實踐動手能力要求很高的課程。以往的實踐教學(xué)內(nèi)容多以基礎(chǔ)能力訓(xùn)練為主，實驗內(nèi)容與實際應(yīng)用結(jié)合得較少，學(xué)生在實驗過程中積極性不高，很難達(dá)到預(yù)期的實驗效果。因此，我們制定新的實踐教學(xué)大綱，改革實踐教學(xué)內(nèi)容，邀請企業(yè)一線從業(yè)人員共同參與討論實踐課題、內(nèi)容及實施方案和目標(biāo)，引入企業(yè)工程課題和教師的各類科研課題，調(diào)整目前實驗類型的比例，以基礎(chǔ)、綜合設(shè)計、創(chuàng)新三個層次實施實踐教學(xué)，輔以必要的驗證性、演示性實驗，增加綜合設(shè)計、創(chuàng)新性實驗比例。

首先，設(shè)計一些與實際應(yīng)用密切相關(guān)的案例，如：多彩霓虹燈設(shè)計，蜂鳴器報警系統(tǒng)設(shè)計，花樣走馬燈設(shè)計，LED點陣廣告牌設(shè)計、電風(fēng)扇設(shè)計等。在實踐教學(xué)過程中采用問題式、案例式、討論式等教學(xué)方法，例如，在講解多彩霓虹燈設(shè)計的時候采用逐步引導(dǎo)提出問題的方法，首先演示如何點亮四盞LED燈，進(jìn)而提出問題：如何設(shè)計四盞LED燈的交替顯示？如何設(shè)計四盞LED燈的花樣顯示？如何設(shè)計八盞LED燈的三種以上的花樣顯示？如何設(shè)計32盞LED燈的花樣顯示？如何將32盞燈設(shè)計成不同的造型顯示？學(xué)生帶著這些問題進(jìn)行自主討論，教師可以引導(dǎo)學(xué)生得出正確設(shè)計思路和方案，通過在PROTEUS仿真環(huán)境中調(diào)試、結(jié)果展示，并通過制作幻燈片進(jìn)行演示，學(xué)生在這個過程中，積極主動地參與課題的調(diào)研、分析、解決問題，最終做出有一定現(xiàn)實意義的設(shè)計，使學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力得到提高，也為今后走向工作崗位奠定了堅實的專業(yè)基礎(chǔ)。

3.3 合理的評分考核機(jī)制

合理的評分考核機(jī)制是檢查和評價實踐教學(xué)質(zhì)量的重要手段之一，相對于理論課教學(xué)，實踐課的考核有其特殊性。例如，對“單片機(jī)原理及應(yīng)用實驗”考核過程應(yīng)貫穿于課程開始至結(jié)束的各個環(huán)節(jié)，期末考核成績由基礎(chǔ)成績和附加成績組成：（1）基礎(chǔ)成績包括項目完成情況、硬件調(diào)試情況、實驗文檔驗收情況和平時考勤情況；（2）附加成績包括課題創(chuàng)新情況、團(tuán)隊協(xié)作情況和科研能力評分等。

最終得出，考核成績=基礎(chǔ)成績？0%+附加成績？0%，這種考核方式改變了過去只以實驗報告作為評分標(biāo)準(zhǔn)的模式，特別重視學(xué)生的創(chuàng)新能力及其成果。

3.4 研究性實踐教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)

提高實踐教學(xué)質(zhì)量的根本保障是建設(shè)一支高水平的實踐教學(xué)隊伍，可以根據(jù)專業(yè)進(jìn)行劃分，由理論課教師和實驗技術(shù)人員組成實踐教學(xué)團(tuán)隊，理論課教師在實驗技術(shù)人員的協(xié)助下指導(dǎo)并參與實驗過程，同時聘任企業(yè)高水平工程技術(shù)人員作為本專業(yè)兼職教師，為學(xué)生開設(shè)工程實踐類的課程，提高學(xué)生的工程實踐能力。

4 結(jié)束語

將研究性教學(xué)方法融入實踐教學(xué)的方方面面，一方面促使教師主動去探索并重視實踐教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，另一方面培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和實踐創(chuàng)新能力，進(jìn)一步提高實踐教學(xué)質(zhì)量。今后，我們將繼續(xù)對電子信息類專業(yè)實踐課程的研究性教學(xué)進(jìn)行探索，不斷完善分層實踐教學(xué)模式，逐步形成學(xué)生自主學(xué)習(xí)的研究性實踐教學(xué)體系。

J〖督萄а芯肯钅浚？015jyxm 289）；安徽省級質(zhì)量工程項目（2015zy051）；高等學(xué)校優(yōu)秀青年人才基金項目（2011SQRL150）；高等學(xué)校