研究型教學方法的實現形式

王志強++張瑤

【摘 要】此次教學綜合改革將“注重實踐與研究的教學理念”引入航天類理工科大學本科生專業課程的教學實踐。結合課程特點，在研究型教學模式、課程結構設置和實踐教學等多方面開展了一系列的探索和革新。從細微處入手，重新編排教學活動中的每一個環節，總結出一整套可以有效提高教學效能的新方法。

【關鍵詞】研究型教學 翻轉課堂 高校教學改革

【中圖分類號】G4 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）32-0044-01

引言

教學的成敗取決于學生的吸收程度，而通過親自動手動腦完成的學習是印象最為深刻的，同時也是最能調動學習積極性和學習興趣的一種教學方法。“研究型課堂”的建設就可以為學生提供這樣一個理想的平臺。研究型課堂是在以人的全面持續發展為本的指導思想下完成的教學活動。通過與課程內容相關聯的實驗環節的設置可以鍛煉和培養學生的科研創新能力。與傳統的課堂教學相比較，實踐教學以研究性思維為主導，以研究性活動為課堂組織形式，增加學生在整個教學活動中的主動參與比重。避免了教師的“一言堂”和單向輸出，改變了學生只能被動接受的局面，使課程氛圍從索然無味變得生氣盎然。改革目標旨在增強學生的科研創新意識和綜合運用知識的能力，培養“國家有需求、事業有前途、個人有發展”的航天科技領域的高素質人才。

筆者在教學實踐中探索了研究型課堂的建設方法，通過在教學過程中各個方方面的重新設計，思考激發學生創新能力和研究能力的新方法，努力實現“翻轉課堂”的教學實踐。經過此次教學改革，重新調整了課堂內外的時間，將學習的決定權從教師轉移給學生。在這種教學模式下，學生能夠更加深入的參與到教學活動中，更加主動的融入到學習和研究中。教師的角色、師生互動方式以及課程模式等一系列活動與傳統的教學模式相比都發生了巨大的變革。

一、建設研究型的課堂

1）新增課前研究環節。

將課程中涉及的知識點，以課前拓展研究課題的形式布置給學生。鼓勵學生在研究的過程中進行文獻調研。通過廣泛的資料挖掘，拓展課本之外的內容。同時通過這一過程完成預習的工作，提升課堂學習效果。

2）新增課中研討環節。

在設計課程結構的時候，增加研討課題。教師提出問題，學生分組討論，以“研”促“學”。通過師生共同研討，以探索的形式完成教學內容。研討過程在增加課堂趣聞性的同時，培養了學生的思辨能力。

3）新增課后總結環節。

要求學生將前期研究、研討的成果，撰寫成正式的科研論文，包括摘要、引言、正文和總結等部分。通過這一過程讓學生了解科研的過程，鍛煉撰寫科研論文的能力，為日后的科研工作打下基礎。

4）新增實驗設計環節。

依托實驗平臺，鼓勵學生自主設計實驗方案，完成實驗目的。比如：測量地磁場的方式并不唯一，如何通過優化實驗方案提升測量精度給學生留下了巨大的發揮創造力的空間。自主設計實驗方案擺脫了以往按部就班的實驗流程，釋放了學生的創新潛能。

二、新增實驗探索課程

1）利用“磁強計AMRG-1”設計地磁場七要素測量實驗。

地磁場的七要素是研究地磁場的基本條件和重要環節。磁強計AMRG-1是利用HMC1001磁阻傳感器研制高性能三分量磁場傳感器，可用于測量標準磁場、穩定磁場和交流磁場。通過實驗操作，學生對課堂內容有了直觀的認識。通過學生自主設計實驗方案，激發了學生的創新能力。

2）利用“國際參考地磁場模型IGRF”設計Coordinate Transformation實驗。

國際參考地磁場（IGRF）在地磁學的研究中具有廣泛的應用價值。利用IGRF可以研究場源位置、核幔耦合、地磁場能量、以及西向漂移等。掌握IGRF的使用方法是研究地磁場的基本素質，另外學生可通過實驗加深理解課程中關于“高斯利用球諧分析建立地磁場數學模型”的過程。

3）利用“地磁場半經驗模型Tsyganenko-96”設計Field Line追蹤實驗。

Tsyganenko系列模型考慮磁層空間電流體系對于地磁場的影響，可以精確模擬地球外部空間磁場環境。實驗利用該模型完成磁力線從空間到地面足點的追蹤，有助于學生理解地磁脈動等現象的在日地空間中的傳播過程。

4）利用“空間天氣模擬軟件”設計地磁場仿真實驗。

該軟件內置地球“弓激波”、“磁層頂”、“地磁場”以及“磁層粒子運動”等的科學數值模型，調取的數據均具有科學真實性。軟件實現了地球磁場結構的三維可視化動態演示，有助于學生理解課本中抽象難懂的物理概念，可明顯提高教學效果。

三、教學改革預期目標

1）將以往教師“僅憑個人經驗和喜好”的教學行為，改革為在先進成熟的教育學和心理學理論指導下的教學。教學活動更科學，教學目標更明確。

2）將以往學生只是“動腦不動手”的單純聽課模式（40學時教學），改革為理論加實踐的模式（24學時教學+16學時實驗）。新增創新實驗設計，激發學生的創造力。

3）將以往“教學科研割裂”的培養模式，改革為教學+科研+實踐的三位一體、有機融合的培養模式，為學生今后的科研之路打下基礎。

4）將以往學生只是“被動聽講”的課堂氛圍，改革為學生高度參與的教學模式。教師可以根據學生的表現掌握每個學生的能力水平，及時調整教學方案。

5）將以往單一的“照本宣科”式的教學方式，改革為以啟發式教學為主導，多種教學方法并用的教學方式。同時注重在教學中滲透科學精神，激發學生的求知欲和探索欲。

6）將以往片面的“一考定乾坤”的評價體系，改革為全面考慮學生綜合素質的評價體系。以考核方式改革為突破口，倒逼應試教育為素質教育。

四、教學成果實踐檢驗

為了掌握學生對于課程綜合改革的態度和感受，我們對授課班全體同學進行了問卷調查。統計結果顯示對此次教學改革（包括教學理念、培養模式、教學方法和評價體系）的綜合滿意度達到94分（滿分100分）。96%的學生認為該課程的教學方法和培養模式具有創新性、有效性和實用性，值得推廣。

五、總結：

此次教改活動從改革教育理念入手，在培養模式、研究型課堂建設和學生實踐教學方式等方面進行了全面的創新和突破。按照“厚基礎、強能力、高素質、重特色”的原則培養學生，教師以專業輔導為重點，以科技創新為導向，開展師生互動的研究型教學，以科技創新帶動學生全面發展。通過一系列的調整，實現了“翻轉課堂”的建設，打破了以往學生被動參與教學的傳統做法，建立一種新型的師生互動模式，學生的學習積極性大大提高。經過三年教學實踐檢驗，學生反饋滿意度高，效果明顯。

致謝

本論文由南京航空航天大學十三五本科教學建設項目經費資助。