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(gè)方面。結(jié)合同濟(jì)大學(xué)“研究型、綜合性、國(guó)際化”高水平大學(xué)建校目標(biāo)，在數(shù)據(jù)庫(kù)的教學(xué)中，著重從科學(xué)精神和學(xué)術(shù)素養(yǎng)兩個(gè)方面，進(jìn)行大學(xué)生科研素質(zhì)培養(yǎng)方式的探索。實(shí)踐教學(xué)效果顯示，該教學(xué)方法可增進(jìn)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)體系的理解，對(duì)其學(xué)術(shù)思想源變的領(lǐng)悟，以及理論聯(lián)系實(shí)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(kù) 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(yùn)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(jì)大學(xué)“研究型、綜合性、國(guó)際化”建校目標(biāo)，結(jié)合筆者多年從事數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)的體會(huì)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)過(guò)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(jìn)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(wèn)題分析

“數(shù)據(jù)庫(kù)”課程涵蓋從基本原理到應(yīng)用實(shí)踐的多方面內(nèi)容，具有理論基礎(chǔ)強(qiáng)、實(shí)踐應(yīng)用性突出、學(xué)科間知識(shí)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(guò)程中，學(xué)生們普遍反映數(shù)據(jù)庫(kù)“概念太多，理論、模型比較抽象，課堂教學(xué)比較沉悶，實(shí)驗(yàn)比理論學(xué)習(xí)容易”等，這些問(wèn)題具有一定的普遍性和代表性，反映了國(guó)內(nèi)高校數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)的當(dāng)前現(xiàn)狀。突出問(wèn)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(zhuān)業(yè)、學(xué)習(xí)階段和學(xué)校定位有著密切關(guān)系，例如：計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)與非計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)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(qiáng)調(diào)廣博但不追求精深，后者則以研究為導(dǎo)向，強(qiáng)調(diào)縱深領(lǐng)域的學(xué)習(xí)。根據(jù)國(guó)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(shí)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(qiáng)調(diào)提高學(xué)生的動(dòng)手能力，重點(diǎn)培養(yǎng)直接為生產(chǎn)、生活、工作服務(wù)的一線(xiàn)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(zhuān)業(yè)、學(xué)習(xí)階段等有機(jī)結(jié)合起來(lái)，才可能設(shè)立正確的、清晰的教學(xué)目標(biāo)。對(duì)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(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)軟件平臺(tái)的熟悉程度，強(qiáng)調(diào)學(xué)生數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、應(yīng)用開(kāi)發(fā)及管理工作等方面工程實(shí)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(duì)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(jī)的結(jié)合起來(lái)，才能達(dá)到教學(xué)相長(zhǎng)的作用。在實(shí)際教學(xué)中往往容易走向兩個(gè)極端，老師上自己的課，與學(xué)生互動(dòng)較少，缺乏對(duì)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(dòng)，說(shuō)話(huà)、開(kāi)小差、睡覺(jué)、逃課等現(xiàn)象較多，很少主動(dòng)與老師交流，平時(shí)自學(xué)、考前突擊的學(xué)習(xí)模式應(yīng)不在少數(shù)。部分聽(tīng)課專(zhuān)家將此種情況主要?dú)w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?tīng)I(yíng)造和諧的教、學(xué)氛圍，是一個(gè)值得深思的問(wèn)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(qiáng)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(duì)“教學(xué)生動(dòng)活潑”存在不切實(shí)際的幻想，有必要對(duì)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(lè)、舞蹈，唱著歌跳著舞，不知不覺(jué)就懂了、就會(huì)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(shí)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(duì)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(guò)程、增強(qiáng)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(dòng)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(dòng)地、積極地去思考、學(xué)習(xí)和探索，不在繼承的基礎(chǔ)上開(kāi)拓自身的知識(shí)領(lǐng)域和提高自身獨(dú)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(jìn)展？我們的社會(huì)怎樣取得進(jìn)步？

科學(xué)技術(shù)的教學(xué)雖然枯燥，但并不意味我們?cè)诮虒W(xué)上無(wú)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(qiáng)學(xué)習(xí)的自主性、主動(dòng)性和積極性之外，老師在學(xué)習(xí)上對(duì)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(gè)知識(shí)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(dòng)性和積極性的培養(yǎng)，這需要在理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的復(fù)雜教學(xué)過(guò)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(dòng)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(lèi)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(dòng)、融合，就是為了創(chuàng)建和諧的教學(xué)環(huán)境和氛圍，實(shí)現(xiàn)教、學(xué)相長(zhǎng)，以更好地繼承人類(lèi)已經(jīng)取得的科學(xué)技術(shù)成果并發(fā)揚(yáng)光大。將二者混同甚至等同，極易走向“教”“學(xué)”分離的兩個(gè)極端。

針對(duì)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(yàn)證式、案例式、綜合性、探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，以學(xué)術(shù)思想的領(lǐng)悟?yàn)橹鲗?dǎo)，建立理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁，變抽象為具體，變學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)為“問(wèn)題驅(qū)動(dòng)思考→激發(fā)學(xué)習(xí)興趣→主動(dòng)學(xué)習(xí)”的模式，取得較好的學(xué)習(xí)效果。

（三）理論與實(shí)際聯(lián)系不緊密

數(shù)據(jù)庫(kù)課程，與其他大學(xué)工科課程一樣，幾乎每一個(gè)概念、模型、理論，都源自解決實(shí)際問(wèn)題的需求與實(shí)踐，教學(xué)中如果僅做到在實(shí)驗(yàn)課或課程設(shè)計(jì)中對(duì)理論、模型的驗(yàn)證，或熟練掌握某種軟件開(kāi)發(fā)工具的使用方法，而不在教學(xué)過(guò)程中針對(duì)每一個(gè)概念、模型、理論、算法建立起它們聯(lián)系實(shí)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(lái)”“太難學(xué)了”等這樣一種感覺(jué)，有的學(xué)生對(duì)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(huà)瓢還行，一旦遇到問(wèn)題需要靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，在思路上往往陷入泥潭，缺乏創(chuàng)新思維，找不到解決問(wèn)題的方法，個(gè)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(shí)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(qiáng)，重點(diǎn)不夠突出，對(duì)各章節(jié)之間內(nèi)在聯(lián)系缺乏系統(tǒng)性講解，學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)的學(xué)習(xí)、掌握比較零散，理解不深，難以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)嚴(yán)密的理論體系形成宏觀的認(rèn)識(shí)，往往造成學(xué)生理論基礎(chǔ)不牢、欠缺理論高度、動(dòng)手能力還有待增強(qiáng)的一種局面。

二、教學(xué)方法的探索與實(shí)踐

同濟(jì)大學(xué)是國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)985高校之一，以“研究型、綜合性、國(guó)際化”為建設(shè)目標(biāo)。在信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)本科生數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)中，我們針對(duì)生源質(zhì)量較高、學(xué)生素質(zhì)較好的特點(diǎn)，制訂了理論與實(shí)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(guò)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(zhuān)業(yè)，以及我們對(duì)“科學(xué)精神”和“學(xué)術(shù)素養(yǎng)”的理解，教學(xué)團(tuán)隊(duì)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(yàn)證式、案例式、綜合性、探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)。并在教學(xué)中進(jìn)行了初步的探索、實(shí)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(dòng)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(shí)中的思想或理念[3]。

在數(shù)據(jù)庫(kù)的教學(xué)中，教學(xué)團(tuán)隊(duì)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(duì)一門(mén)具有嚴(yán)密理論體系的課程來(lái)說(shuō)，集成了長(zhǎng)期以來(lái)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(dòng)，確實(shí)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(jì)了具體的教學(xué)案例，推動(dòng)學(xué)生去思考、去領(lǐng)悟。例如：

“數(shù)據(jù)庫(kù)（Database，DB）是長(zhǎng)期儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)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(shí)，我們會(huì)提到以下問(wèn)題讓學(xué)生們思考，并展開(kāi)討論。

既然數(shù)據(jù)庫(kù)是數(shù)據(jù)的集合，如果同學(xué)們住的宿舍是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，你們的電腦、衣物、書(shū)籍和其他日常用品是一個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)，你們?cè)鯓訉?duì)它們進(jìn)行管理？

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

數(shù)據(jù)共享，是提高數(shù)據(jù)查詢(xún)與使用效率的重要手段，也是數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品滿(mǎn)足市場(chǎng)需求必須具備的重要特征之一，但是數(shù)據(jù)“共享”會(huì)帶來(lái)什么問(wèn)題？

上述問(wèn)題的提出，不僅使同學(xué)們感覺(jué)到數(shù)據(jù)庫(kù)理論來(lái)源于我們?nèi)粘５纳睿矣辛Φ卮龠M(jìn)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(kāi)教材的目錄，與上述問(wèn)題對(duì)照一下，了解一下哪些章節(jié)與我們討論的問(wèn)題是緊密相關(guān)的。這樣，同學(xué)們對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)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(gè)粗略的全貌性認(rèn)識(shí)。

在數(shù)據(jù)庫(kù)的教學(xué)過(guò)程中，類(lèi)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(dòng)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(dòng)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(shí)的探索過(guò)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(jì)大學(xué)“研究型、綜合性、國(guó)際化”的建設(shè)目標(biāo)是相吻合的。

（二）驗(yàn)證式、案例式、綜合性、探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)

為了加強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際的力度，進(jìn)一步促進(jìn)教學(xué)融合，充分發(fā)揮理論教學(xué)對(duì)實(shí)踐的指導(dǎo)作用和實(shí)踐對(duì)理論的驗(yàn)證作用，增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)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(duì)性地開(kāi)設(shè)了驗(yàn)證式、案例式、綜合性和探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，其中：驗(yàn)證式實(shí)驗(yàn)在于鞏固學(xué)生所學(xué)知識(shí)，以吸收和消化為主，側(cè)重于加深學(xué)生對(duì)基本概念、基本原理、典型模型和典型算法的理解；案例式實(shí)驗(yàn)主要依托數(shù)據(jù)庫(kù)理論、技術(shù)的具體實(shí)際應(yīng)用，提高學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力；綜合性試驗(yàn)著重于加強(qiáng)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)整個(gè)理論體系的理解，在各章節(jié)及其相互有機(jī)聯(lián)系上形成全貌性認(rèn)識(shí)，同時(shí)適當(dāng)增加數(shù)據(jù)庫(kù)與其他課程知識(shí)的綜合性運(yùn)用；探究式試驗(yàn)旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)的能力，在教學(xué)中針對(duì)本科生的特點(diǎn)和特長(zhǎng)、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(xiě)綜述，論述當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題及主要的研究方法，并組織同學(xué)們進(jìn)行討論。

驗(yàn)證式、案例式、綜合性和探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)在內(nèi)容和難度上由淺入深、逐次遞進(jìn)，遵循人類(lèi)認(rèn)識(shí)發(fā)展的客觀規(guī)律。通過(guò)驗(yàn)證式、案例式、綜合性和探究式實(shí)驗(yàn)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(kù)基本知識(shí)，熟悉并掌握數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)理論的研究過(guò)程和研究方法，全面而深入地了解數(shù)據(jù)庫(kù)理論與技術(shù)對(duì)社會(huì)和個(gè)人所產(chǎn)生的影響，進(jìn)一步提高和鞏固學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)課程的學(xué)習(xí)效果，使其具備較高學(xué)術(shù)素養(yǎng)。

我們?cè)隍?yàn)證式、案例式、綜合性和探究式實(shí)驗(yàn)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(jìn)一步深化，主要體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)課題在數(shù)量上還不夠豐富，在內(nèi)容上還不夠充實(shí)，在難度上還需要增強(qiáng)。

三、結(jié)束語(yǔ)

數(shù)據(jù)庫(kù)課程是信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的核心課程。本文根據(jù)同濟(jì)大學(xué)的建校目標(biāo)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行了探索性改革嘗試，對(duì)于培養(yǎng)理論基礎(chǔ)扎實(shí)、實(shí)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(dòng)作用。在今后的教學(xué)實(shí)踐中，我們還將繼續(xù)豐富和完善數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)課程體系，使之適應(yīng)新形勢(shì)下的發(fā)展要求。

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