面向本科生的研究性教學(xué)探析與實(shí)踐

趙增迎，龍 梅，夏志國(guó)

1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）數(shù)理學(xué)院，北京 100083；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）材料科學(xué)與工程學(xué)院，北京 100083

研究性教學(xué)指幫助學(xué)生形成一種主動(dòng)探求知識(shí)、重視解決實(shí)際問(wèn)題的積極的教學(xué)方式。包括教與學(xué)兩個(gè)方面：（1）教師的組織和指導(dǎo)；（2）學(xué)生作為主體的研究性學(xué)習(xí)。20 世紀(jì)80 年代以來(lái)，面對(duì)知識(shí)經(jīng)濟(jì)的挑戰(zhàn)，研究性學(xué)習(xí)在國(guó)際上得到普遍認(rèn)同，并逐漸實(shí)施，成為一種新的學(xué)習(xí)模式[1]。

我國(guó)高等教育四年制本科生階段課程設(shè)置中，以教師在臺(tái)上講、學(xué)生在臺(tái)下聽的教學(xué)模式為主。由于課程考試的壓力，本科生往往只注重知識(shí)的吸收和記憶，研究性學(xué)習(xí)沒(méi)有得到應(yīng)有的重視[2]。需要特別強(qiáng)調(diào)的是，研究性學(xué)習(xí)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)興趣，擴(kuò)展和完善知識(shí)結(jié)構(gòu)具有重要意義。結(jié)合實(shí)驗(yàn)研究的研究性學(xué)習(xí)往往是學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要途徑?！段覈?guó)中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020 年)》提出在高中階段推行研究性學(xué)習(xí)的指導(dǎo)意見[3]。相比于高中教育階段，本科教育階段加強(qiáng)研究性教學(xué)，在課程設(shè)置模式、教學(xué)條件和實(shí)驗(yàn)設(shè)施上具有顯著優(yōu)勢(shì)。針對(duì)本科生加強(qiáng)研究性教學(xué)也具有滿足社會(huì)對(duì)畢業(yè)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐動(dòng)手能力迫切要求的必要。

一、研究性教學(xué)的概念及特征

1.研究性教學(xué)的概念

研究性教學(xué)起源于盧梭的發(fā)現(xiàn)教學(xué)思想，20世紀(jì)初美國(guó)人杜威繼承了發(fā)現(xiàn)教學(xué)思想，并最早將“實(shí)驗(yàn)探究法”引入科學(xué)教育領(lǐng)域，提倡“在做中學(xué)”。到2O 世紀(jì)50～70 年代，布魯納、薩其曼等人論證了“探究學(xué)習(xí)”的合理性，進(jìn)一步提出了探究方法訓(xùn)練模式[4]。在目前的教學(xué)實(shí)踐中，研究性教學(xué)主要是指在教師的組織和指導(dǎo)下，學(xué)生以科學(xué)研究的方式去獲取知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)、解決問(wèn)題的教學(xué)方式。研究性學(xué)習(xí)則泛指學(xué)生主動(dòng)探究問(wèn)題的學(xué)習(xí)方式。這種教與學(xué)的模式通常把小組合作研究作為組織形式，借助教師的指導(dǎo)和小組成員間的協(xié)助交流，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的深入理解和擴(kuò)展吸收，促進(jìn)實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的養(yǎng)成。

2.研究性教學(xué)的核心

在調(diào)動(dòng)大學(xué)生學(xué)習(xí)積極性時(shí)，教師們往往采用“施壓、灌輸、利誘”等控制性措施來(lái)促使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)動(dòng)力。例如，教師會(huì)警告學(xué)生考試不通過(guò)將有留級(jí)的危險(xiǎn)；教師也會(huì)向?qū)W生傳遞取得好成績(jī)將有利于保研或找到好工作等信號(hào)。在研究性學(xué)習(xí)模式中，教師轉(zhuǎn)而組織學(xué)生參加學(xué)習(xí)討論小組，針對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容，提出研究主題和要解決的問(wèn)題。學(xué)生在與小組成員共同研究問(wèn)題的過(guò)程中，產(chǎn)生解決問(wèn)題的興趣。這種自主性可能來(lái)自于對(duì)研究主題本身產(chǎn)生的興趣；也可能來(lái)自以小組為單位產(chǎn)生的學(xué)習(xí)環(huán)境；或者來(lái)自小組成員之間交流討論而產(chǎn)生的與他人交往的吸引力；當(dāng)然，也可能來(lái)自學(xué)生在解決問(wèn)題過(guò)程中實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值的內(nèi)在需求。

毋庸置疑，學(xué)習(xí)興趣是最好的老師。興趣驅(qū)動(dòng)的活動(dòng)不是迫于外在的壓力或控制，而是發(fā)自內(nèi)心的感受[4]。培養(yǎng)大學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的過(guò)程就是要促成大學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的內(nèi)化，提高學(xué)習(xí)行為的自我整合，以達(dá)到最高的內(nèi)在調(diào)節(jié)（即興趣調(diào)節(jié)水平），最終實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)行為由外在控制調(diào)節(jié)向內(nèi)在自主調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)變。學(xué)生由學(xué)習(xí)興趣而產(chǎn)生的學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性，是獲取知識(shí)的重要源泉；在主動(dòng)探究解決問(wèn)題的過(guò)程中，也是學(xué)生創(chuàng)新能力提高的前提。因此，大學(xué)研究性教學(xué)的核心是充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。

3.研究性教學(xué)方式的特征

研究性教學(xué)以學(xué)生為本，著眼于學(xué)生的不斷發(fā)展和完善，具有“開放性、過(guò)程性、主體性和綜合性”的特征。

（1）開放性。傳統(tǒng)教學(xué)模式是教師在講臺(tái)上講，學(xué)生在臺(tái)下聽。課堂的大部分時(shí)間內(nèi)，教師與具體學(xué)生個(gè)體之間是封閉的，不接觸的。研究性教學(xué)中教師與研究小組中的成員直接接觸，可以直接回答學(xué)生在具體學(xué)習(xí)內(nèi)容上、專業(yè)上，甚至未來(lái)工作選擇上遇到的問(wèn)題，教師將在極大程度上影響學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)目標(biāo)。研究性教學(xué)可以做到古人說(shuō)的“傳道、授業(yè)、解惑”。此外，研究性教學(xué)的開放性還包括學(xué)習(xí)思維的開放、課程內(nèi)容的開放、學(xué)習(xí)時(shí)間的開放以及組織形式的開放等[5]。教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該鼓勵(lì)、啟發(fā)學(xué)生的發(fā)散性思維，引導(dǎo)學(xué)生開拓思路，從不同途徑和角度對(duì)已獲得的信息進(jìn)行分析綜合，最終使問(wèn)題得到圓滿解決。研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容不應(yīng)該是固定的，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中可能為了解決一個(gè)問(wèn)題，而去查閱各方面相關(guān)知識(shí)，追本溯源，這將極大地加寬加深學(xué)生的知識(shí)領(lǐng)域。

（2）過(guò)程性。與傳統(tǒng)授受式教學(xué)重視學(xué)習(xí)的結(jié)果不同，研究性教學(xué)更重視學(xué)習(xí)的過(guò)程。傳統(tǒng)學(xué)科學(xué)習(xí)重視可量化的預(yù)期結(jié)果；研究性學(xué)習(xí)注重學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)生的感受和體驗(yàn)，將整個(gè)課程實(shí)施的過(guò)程看得比結(jié)果更為重要[6]。教師根據(jù)課程內(nèi)容要求，提出研究性學(xué)習(xí)的主題，引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題，并指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)查閱資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、開展實(shí)驗(yàn)研究、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果等實(shí)踐，最終獲得對(duì)課程內(nèi)容的深入認(rèn)識(shí)和理解。在這一過(guò)程中由于學(xué)生與小組成員動(dòng)手實(shí)踐，其動(dòng)手能力、與他人協(xié)調(diào)合作能力得到提高。通過(guò)課題研究，學(xué)生不僅了解了科研的一般流程和方法，而且體會(huì)到科學(xué)研究的艱辛和快樂(lè)，為學(xué)生終身學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。

（3）主體性。研究性學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)以學(xué)生的自主性學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，通常采用小組合作的方式進(jìn)行。研究性學(xué)習(xí)的主體是學(xué)生，教師不能代替學(xué)生而告之以結(jié)果[7]。在教師的指導(dǎo)下，研究的內(nèi)容、實(shí)施方式、進(jìn)度等主要由學(xué)習(xí)小組討論確定。學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，成為某一研究課題的提出者、設(shè)計(jì)者和實(shí)施者，并對(duì)研究和學(xué)習(xí)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)負(fù)有責(zé)任。由此使學(xué)生真正置于學(xué)習(xí)的主體地位。學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中表現(xiàn)出迫切的學(xué)習(xí)愿望、強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、高昂的學(xué)習(xí)熱情、認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度，并主動(dòng)安排和合理分配學(xué)習(xí)和研究的時(shí)間及順序，按各自的方式，將新鮮的知識(shí)納入自己已有的認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)中去充實(shí)、改造和發(fā)展。這樣學(xué)生的主觀積極性便可得到極大的調(diào)動(dòng)，自主學(xué)習(xí)就有了積極的內(nèi)在動(dòng)力。

（4）綜合性。研究性學(xué)習(xí)始終貫穿著綜合性的特點(diǎn)。研究中所遇到的問(wèn)題是復(fù)雜的、綜合的。解決問(wèn)題的過(guò)程中，可能涉及多個(gè)知識(shí)點(diǎn)、多門課程，甚至多個(gè)學(xué)科，所以探求的知識(shí)領(lǐng)域也是綜合性的。研究性學(xué)習(xí)中，學(xué)生需要自己完成查閱文獻(xiàn)資料、使用計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)、與小組成員進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)、組織研究方案實(shí)施，并匯報(bào)研究成果等多種任務(wù)。因此，在這些過(guò)程中學(xué)生的分析策劃能力、組織協(xié)調(diào)能力、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、書面撰寫和口頭表達(dá)能力等多方面綜合能力必將得到鍛煉，并有所提高。

二、研究性教學(xué)的組織方式

根據(jù)不同學(xué)科、不同課程及不同教學(xué)內(nèi)容，研究性教學(xué)可以結(jié)合原有課程進(jìn)行，也可以單獨(dú)設(shè)置為1 門新的課程。

研究性教學(xué)可以納入現(xiàn)有課程設(shè)置，也可根據(jù)情況在課外組織學(xué)生利用課余時(shí)間進(jìn)行，還可以結(jié)合本科生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃或者科研興趣小組，針對(duì)感興趣的研究主題展開研究性學(xué)習(xí)。此為課堂教學(xué)的有益延伸和補(bǔ)充，能夠有效緩解課時(shí)有限的矛盾。

筆者認(rèn)為以主動(dòng)探究問(wèn)題的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)即可認(rèn)為是研究性學(xué)習(xí)。因此，研究性教學(xué)的形式可以是個(gè)人讀書報(bào)告的方式，即教師根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容，提出研究主題，學(xué)生各自查閱文獻(xiàn)資料，分析、研究、歸納、總結(jié)，寫出讀書報(bào)告，教師點(diǎn)評(píng)，學(xué)生總結(jié)；也可以是小組閱讀討論的方式，即班級(jí)同學(xué)分組后，確定研究主題，小組成員查閱文獻(xiàn)資料或者分析案例，討論形成研究結(jié)論，最后進(jìn)行班級(jí)匯報(bào)；對(duì)于理工科專業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō)，課外小組實(shí)驗(yàn)研究是比較適合的方式，即教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容確定研究主題，學(xué)生小組確定研究方案，開展實(shí)驗(yàn)研究，形成研究結(jié)論，匯報(bào)研究成果或撰寫研究論文。小組實(shí)驗(yàn)研究可以結(jié)合大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，對(duì)課堂內(nèi)某一具有系統(tǒng)性的主題開展深入、擴(kuò)展性研究，在完成創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的同時(shí)，學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)知識(shí)，掌握專業(yè)技能。

三、研究性教學(xué)實(shí)踐

筆者所在教研室負(fù)責(zé)教授全校理工本科生大學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)課，以及材料化學(xué)、材料科學(xué)與工程、寶石學(xué)及材料工程、環(huán)境工程、地球化學(xué)、石油工程等專業(yè)的無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、分析化學(xué)等課程。近幾年筆者組織學(xué)生以小組為單位，成員一般3～4 人，自由組合，依據(jù)教學(xué)大綱確定研究主題，開展了研究性教學(xué)的實(shí)踐。

例如：在進(jìn)行物理化學(xué)“固體界面的吸附”內(nèi)容的研究性教學(xué)時(shí)，事先組織學(xué)生預(yù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容，討論各知識(shí)點(diǎn)之間相互關(guān)系（如圖1 所示）。為深入認(rèn)識(shí)和理解固體界面吸附規(guī)律，同時(shí)掌握這類科學(xué)問(wèn)題的研究方法，將組織同學(xué)參與實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)實(shí)驗(yàn)弄清吸附率與吸附時(shí)間、溫度、pH 值等因素關(guān)系；學(xué)會(huì)吸附率的測(cè)定原理和方法，如分光光度法或色譜等方法的技術(shù)及原理。當(dāng)?shù)贸鑫铰孰S影響因素變化的基本數(shù)據(jù)和吸附等溫線之后，繼續(xù)深入學(xué)習(xí)如何計(jì)算吸附反應(yīng)的△H、△G、△S，并利用熱力學(xué)知識(shí)判定吸附反應(yīng)是否自發(fā)進(jìn)行？反應(yīng)過(guò)程吸熱還是放熱？等等。得出吸附質(zhì)濃度隨吸附率變化的規(guī)律后，則可判別吸附類型；另外，得出吸附率隨pH 值的變化規(guī)律后，還可深入研究吸附劑表面雙電層情況。這樣，不僅可將各個(gè)章節(jié)甚至不同課程的知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)，形成系統(tǒng)化的知識(shí)結(jié)構(gòu)，而且與研究實(shí)踐緊密結(jié)合，對(duì)學(xué)生將是理論與實(shí)踐多領(lǐng)域多層次知識(shí)和能力的同時(shí)提高。

圖1 固體界面吸附研究性教學(xué)知識(shí)點(diǎn)關(guān)系圖

這些實(shí)驗(yàn)研究可與本科生申請(qǐng)的研究項(xiàng)目如校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目、省市級(jí)大學(xué)生化學(xué)競(jìng)賽項(xiàng)目、省市及國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目以及教師的研究項(xiàng)目等以不同程度結(jié)合起來(lái)。當(dāng)學(xué)生進(jìn)行研究并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果后，還可撰寫研究論文發(fā)表。這對(duì)于本科生以后從事科學(xué)研究將起到良好而深遠(yuǎn)的影響。

四、結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，由于多媒體等現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用，很多課程的課堂學(xué)時(shí)都有所壓縮。因此，課外研究性教學(xué)可作為課堂學(xué)習(xí)的擴(kuò)展和深入，拓展學(xué)生的知識(shí)范圍，完善學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)幾學(xué)期實(shí)踐效果表明，參加研究性學(xué)習(xí)的學(xué)生學(xué)習(xí)興趣比單純課堂學(xué)習(xí)有顯著提高，理論知識(shí)深度、廣度都更勝一籌，知識(shí)結(jié)構(gòu)更加合理，特別是實(shí)驗(yàn)技術(shù)、動(dòng)手能力都有很大提高。這些學(xué)生對(duì)所學(xué)專業(yè)更加認(rèn)同，畢業(yè)后大多選擇了進(jìn)一步深造。實(shí)踐證明，針對(duì)本科生開展研究性教學(xué)可行且效果良好。

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