科研項目式教學方法與創新能力培養模式研究

劉建華+杜明義+呂書強+趙江+洪龐蕾

[摘 要]本科培養階段學生存在科研技能與創新能力薄弱等問題。創新性引入科研項目式課堂教學方法與培養模式，切實注重課程理論與工程實踐相結合的基本原則，提升學生科研項目的組織管理與研發創新綜合能力。教學實踐表明，科研項目式教學方法與創新能力培養模式在學生研發技能與科研創新能力培養方面富有成效，教學效果反饋良好。

[關鍵詞]科研項目式教學方法；培養模式；地理信息科學；教學改革

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）04-0029-02

大學生是大眾創業、萬眾創新的生力軍；深化高校創新創業教育改革，是推進高等教育綜合改革的突破口，是加快實施創新驅動發展戰略的迫切需要。日前，國務院辦公廳印發《關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》，全面部署深化高校創新創業教育改革工作，創新創業教育已成為深化高等教育綜合改革的突破口。如何將創新創業精神融入大學課堂，重點在于課程體系整合以及教學過程建設，關鍵在于提升教師組織學生落實創新創業教育的教學能力，繼而在高年級學習階段實現專業教育向創新教育的跨越式發展。

GIS（Geographic Information Science，地理信息科學）專業高層次創新人才的培養需要制訂與社會需求相適應的教學目標，更需要構建與專業特色相適宜的教育理念和培養模式。GIS學科是一個在不斷發展和創新的交叉性學科，要求學生掌握的基礎理論知識涉及面十分廣泛，同時要求學生專業技能和創新能力亦要十分突出，以便應對行業應用的迅猛發展和不斷涌現的特殊需求。本文以GIS專業高年級本科生的專業課程教學為實例，在充分調研分析GIS行業應用需求的基礎上，以科研項目及工程實例為教學案例和依托，通過分析本科生現有知識結構和職業規劃特點，針對大學生科研創新能力培養中所面臨的突出問題，探索教研機制保障、導師督導角色扮演、學科優勢資源主導等，充分挖掘利用課堂教學方法及科教資源，結合實際實踐科研項目式教學方法與創新能力培養模式。

一、學生創新能力培養的設想與思路

為社會培養緊缺型高層次GIS創新創業人才，服務首都經濟建設是我校GIS專業本科生培養的首要目標。圍繞專業課程教學目標和大綱組織教學過程的科研項目式教學方法為GIS高層次創新人才的培養提供了一種行之有效的途徑。GIS行業應用需求特點[1]決定了人才培養的方法和最優化模式。一般GIS專業應用主要圍繞政府公眾服務以及各行業專題需求，在學生專業基礎理論素養培養的基礎上，著力培養科研項目型GIS人才滿足社會需求。科研項目式教學方法應遵循GIS項目運作的一般化規律，具體內容涉及有關可行性研究、需求分析、系統設計、系統實施與維護等關鍵教學環節；關鍵是要求授課教師將專業課理論講授和實踐技能等相關教學內容貫穿并整合到上述教學環節，重點培養學生通過科研項目實踐提出問題和解決問題的創新能力。

教學過程中需要依托針對高年級專業課程的GIS科研項目與工程化成果實例，采用科研項目團隊研發組織方式進行教學設計與實驗安排。依托行業應用中的典型案例使學生努力踐行GIS科研項目的各個環節，授課教師監督團隊實施進度并隨時指導出現的問題，實踐科研院所以及公司的項目管理體制和實際運營方式。課程要在知識傳授的基礎上，著重引導學生通過科研項目實踐并發現相關科學問題及關鍵技術，培養學生研究解決科學問題的興趣和能力，著力提升學生科研項目的組織管理與開發創新綜合能力，鍛煉學生的實際工作能力和培養學生的創新性思維方式。

二、科研項目式教學方法與創新能力培養模式

（一）科研項目式教學方法

GIS科研項目運作的一般化規律是各行業GIS項目工程化經驗的總結與概括，是科研項目式教學方法遵循的基本依據。GIS科研項目式教學遵循GIS項目運作的一般化規律，在實踐中不斷創新發展，教學過程涉及可行性研究、需求分析、系統設計、系統實施與維護等環節，同時重點需要將專業課程知識的學習和應用融入這些實踐環節，強調專業知識和技能轉化為學生動手解決實際問題的能力。

授課教師依據教學大綱需要完成的教學內容進行課程整體設計，同時依托具有代表性的科研項目案例進行講授。高年級專業課程的授課單元一般包括理論講授、課程實驗以及實踐教學三個模塊。理論講授和課程實驗的課時量一般按照1∶1的比例進行分配；在理論講授階段，主要圍繞教學大綱內容開展理論知識的學習，引導學生廣泛涉獵課程專業基礎知識；在課程實驗階段，學生主要完成有關專業課理論知識的驗證性實驗以及基礎技能的訓練。實踐教學課時量一般為期2周，需要配備專業的實習機房，學生依據自由選定的科研項目來組建科研實習團隊，在授課老師的指導下集中完成專業課程知識的實踐以及具體科研項目的研發等學習任務。

在科研項目式教學方法中，強調學生是完成教學任務的主體，授課教師主要起到引導和輔助學生的作用。授課教師需要在教學大綱的基礎上進行課程設計和代表性科研項目選題，同時將上述教學環節和教學任務合理貼切的引入課堂，重點要將所涉及的理論知識和專業技能進行穿插并有機整合到專業實踐過程之中，并要以提升學生科研項目的組織管理與開發創新綜合能力為最終目標。

（二）創新能力培養模式

創新能力培養模式是在一定的教學機制條件下，以學生為教學主體，以教師講授引導為輔，以學生科研項目團隊為實踐組織形式，以完成有關專業課程知識實踐應用以及具體科研項目的研發等學習任務為評價機制，以提升學生科研項目的組織管理與研發創新綜合能力為最終目標的開放式教學模式。創新能力培養模式的建立與形成，重點在于課程體系整合以及教學過程建設，關鍵在于提升教師組織學生落實創新創業教育的教學能力，著力保障學生在高年級學習階段實現專業基礎向創新創業的跨越式發展。

學生創新能力培養模式的形成需要建立在專業課程體系優化設置以及教學方法與手段創新的基礎之上，同時最優化培養模式的構建與發展需要在實踐中不斷探索和完善。以學生為教學主體就是要突出學生在完成整個教學過程中的主導作用，教學過程要圍繞以提升學生自主創新意識和能力的培養為主。授課教師自身的專業素養和技能培養是實現創新能力培養模式的重要影響因素；在教師自身不斷學習完善的基礎之上，在當前教育體制條件下對青年教師的培養保障機制建設亦十分重要。[2]

三、學生培養效果及思考

GIS科研項目式教學方法與培養模式為學生創新能力的培養提供了一種途徑，以提升學生科研項目的組織管理與創新研發綜合能力為目標的教學實踐已經取得了良好的培養效果，學生對專業知識有了較好的掌握并學會了把技能運用在實際科研項目中。目前在已經開展的實踐教學過程中，學生已獲得1項現代城市測繪國家測繪地理信息局重點實驗室開放基金項目資助、4項大學生科技立項項目資助、5項“魯班杯”及“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品，同時獲得了6項軟件著作權等教學成果。借鑒科研院所以及行業公司中科研項目管理體制和實際運營模式，并引入課堂教學，為學生將來就業營造了較為真實的場景，學生能在學業完成之際帶著自己的研究成果或作品走向社會，初步實現了自己的創新創業夢。[3]

科研項目式教學方法與其他教學方法的協同運用研究仍處于探索階段，提高學生技能與創新能力將是一個逐步探索并不斷創新的歷程，需要授課教師不斷優化教學過程，適應“學院派”高校教師向“實戰導師”角色的轉變，實現教研理論意義和實踐意義的發展。

[ 注 釋 ]

[1] 邊馥苓.我國高等GIS教育：問題、創新與發展[J].地理信息世界，2007（2）.

[2] 李德仁.發展我國GIS高等教育的思考[J].測繪科學，2003（4）.

[3] 苗東利，雷佑安.研討式教學在高校教學中的應用[J].大學教育，2003（1）：31.

[責任編輯：鐘 嵐]