案例研究型學習模式下大學生創新能力培養的探究

卞曉軍 熊振海

摘要：大學生是創新型國家建設的中堅力量，培養大學生的創新意識和創新能力是我國高等教育改革的重要任務之一，也是提升大學生素質的重要措施。本文以專業基礎課程“物理化學”教學中采用的案例研究型學習模式為例，探索其對于培養和增強大學生創新意識和創新能力的作用。

關鍵詞：大學生；主動學習；創新能力；案例研究型學習模式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）15-0070-02

隨著全球知識經濟的迅速發展，創新能力的強弱已成為一個國家能否在國際競爭中取勝的決定性因素。大學生是創新型國家建設的中堅力量，培養大學生的創新意識和創新能力是我國高等教育現階段的重要目標之一[1，2]。然而，對于大一學生而言，他們對大學的學習與學術環境的適應才剛剛開始，普遍存在著專業基礎不扎實、知識積累不夠、科研創新能力欠缺等問題，因此在科研訓練計劃實踐過程中，一些學生也相繼出現了興趣缺乏、創新動力不足的情況[3，4]。筆者以“物理化學”專業基礎課教學中采用的案例研究型團隊學習模式為例，探索如何通過專業基礎課的學習幫助學生挖掘他們的研究興趣和科研潛力，在學習探究過程中激發大學生的創新意識和培養創新能力。

一、什么是案例研究型團隊學習模式[5]

案例研究型團隊學習模式的核心思想是將科研訓練融入課程教學過程中。教師要做到寓教于創新，真正將自身的科研工作與教學工作充分融合，使大學生在專業基礎課學習過程中得到科研創新能力的訓練。為此，筆者結合“物理化學”本科課程的教學任務和上海海洋大學食品科學與食品安全、生物制藥以及環境科學等專業特點，以科研創新能力訓練為目標，對授課內容進行了適當調整，增設了“表面活性劑在食品工業中的應用”、“超臨界流體及其在食品、醫藥、環境中的應用”、“電化學傳感在食品檢測、環境保護以及生物醫藥等領域的應用”，以及“膠體化學在藥物中的應用研究”等授課專題，面向膠體化學、超臨界流體、電化學傳感等領域的國際研究前沿，開拓了學生的國際視野，引導學生結合自己的興趣，聚焦某一研究領域并挖掘其中存在的主要科學問題，進而提出自己的科研設想。

學生則結合自身的興趣，以團隊（由4—5個學生組成）的形式開展相關專題的文獻調研工作，挖掘專題內的研究熱點和難點，并探究研究難點背后存在的關鍵科學問題。在這個過程中，如何凝練科學問題是培養創新能力的關鍵環節，也是后續科研實踐訓練的前提。而這對于剛接受科研訓練的學生而言比較困難，此時教師一定要給予適當的引導和幫助，讓學生在探究的過程中收獲自信和快樂，做到寓學于樂。

案例研究型團隊學習模式下創新能力的培養，不僅關注學生的創新思維能力訓練，同時也十分注重學生寫作能力和語言表達能力的培養。寫作是用科學的語言編輯創新性思維的過程，每個團隊均需撰寫1份正式的科研計劃書，內容需要涵蓋擬選課題的研究意義、當前的研究現狀、存在的主要問題、擬采取的研究思路和方法、技術路線及可行性分析、主要的創新點，以及課題的時間安排和經費預算。語言表達能力的培養體現在最終的答辯環節，每位學生代表需要在規定的時間內（8—9分鐘）簡明扼要地陳述團隊擬申報的課題的研究意義、擬解決的關鍵科學問題、研究思路及主要創新點。答辯環節可以直接折射出學生對課題的探究和思考的深度。

二、案例研究型團隊學習模式下學生的學習效果分析

較強的主動學習意識和主動學習能力是培養創新能力的重要前提。案例研究型團隊學習模式下，學生的主動學習意識和主動學習能力明顯增強。具體表現在學生在課后圍繞以上幾大專題，主動搜集資料，了解相關領域目前的研究現狀。例如，食品科學專業的學生以“表面活性劑在食品工業中的應用”為主線，選擇硬脂酰乳酸鹽（一種食品乳化劑）為研究主題，探討了其如何通過調節食品混合料液中各種構成相之間的表面張力，從而穩定食品的物理狀態，改進食品的組織結構，控制食品加工過程，改善風味、口感，提高食品質量。并從乳化劑的作用機理、乳化劑的性能指標、乳化劑與食品中的蛋白、淀粉的相互作用等多個方面進行了深度調研；另有學生從表面活性劑結構的角度，探討了其在食品工作中所具有的增溶、起泡、濕潤等功效，對于書本上闡述的表面活性劑的兩親結構理解得更加透徹。此外，還有學生從生物表面活性劑在食品保鮮防腐中的應用角度，在列舉生物表面活性劑的優點（低毒、可生物降解、來源廣泛）的同時，剖析了其中的不足，如產量低、價格貴、批量生產難、食品保鮮防腐毒理學評價資料欠缺等，并提出了對于未來如何解決這些問題的見解和思考。環境科學專業的學生在案例研究型團隊學習模式的引導下，從所在專業的角度，以電化學技術為切入點，分組探討了電化學技術在污水處理以及生物電化學技術在海水淡化方面的應用。案例研究型團隊學習模式建議學生將物理化學基礎理論與所學專業結合，同時也鼓勵學生發散思維，可以將物理化學基礎理論與當下的研究熱點或者是自身的研究興趣結合。在此引導下，有學生將電化學技術與新能源研發相結合。在能源缺乏、環境污染嚴重的大背景下，以太陽能電池為例，調研了電化學在新能源研發中的應用。并以幾種太陽能電池的特性為切入點，分別敘述了它們的優缺點，以及光電轉換效率和發展前景，經過小組集體的討論和思考，提出了晶硅電池材料和量子點太陽能電池在新能源開發方面很值得期待。

較強的獨立思考能力是創新能力培養和提高的重要保證。案例研究型團隊學習模式實施以來，學生的獨立思考能力也有所增強。例如，在物理化學基本概念“廣度性質與強度性質”學習過程中，學生對于“壓強是強度性質”提出了疑問：“根據道爾頓分壓定律，氣體的分壓與其摩爾分數成正比，那意味著氣體的分壓與與其物質的量正相關，如此，為什么壓強卻是強度性質而不是廣度性質呢？”

案例研究型團隊學習模式下，學生在完成作業時的表現也不同于以往被動的學習模式。主要體現在兩個方面：（1）學生會主動運用思維導圖的形式梳理“物理化學”的知識脈絡，架構富有新意，形式表現豐富多樣；（2）在解題過程中，學生會從不同角度思考問題，創新性地提出多種解題思路和方法，分析各種方法的優缺點，并從自我認識的角度選出最佳解決方案。

在案例研究型團隊學習模式影響下，越來越多的本科生愿意更早地進入實驗室，或是參與教師的課題，或是驗證自己的設想，到目前為止有多名學生在教師的引導下獲得“大學生創新項目”計劃的資助。兩年多以來已有1名本科生在中文核心期刊上發表了研究論文。

三、總結

案例研究型團隊學習模式幫助學生從傳統的“填鴨式”被動學習狀態中解放出來，在課堂上為他們營造主動學習、獨立思考的氛圍，幫助他們順利地邁出了傳統的“學習舒適區”，讓他們徜徉在知識探究的海洋里，品嘗著從發現問題到解決問題過程中的快樂。案例研究型團隊學習模式的探究結果表明，學生的主動學習意識和主動學習能力、獨立思考能力、創新意識和能力均有明顯的增強。在創新意識的驅動下，科研能力也得到了一定程度的提升。以上取得的成績是令人欣慰的，然而大學生創新能力的培養不是一蹴而就的，教師和學生仍需不斷努力，共同進步，以期在將來取得更大的進步。

參考文獻：

[1]張敏，鞠春華.大學生創新能力培養的研究[J].教育探索，2013，（9）：105-106.

[2]沈逢云.大學生創新創業能力培養路徑探索[J].高校論壇，2017，（19）：14-15.

[3]李楊帆，朱曉東.科研訓練計劃與大學生創新能力培養[J].中國大學教學，2011，（4）：24-25.

[4]嚴薇，袁云松.大學生實踐創新能力培養的探索與實踐[J].中國大學教學，2012，（9）：78-80.

[5]熊振海.案例研究型團隊學習模式的考核方式研究[J].教育教學論壇，2015，（18）：171-172.