高校研究性實踐教學的探索與實踐

徐明鵑　周先存

摘 要 文章對地方應用型本科高校實踐教學存在問題進行分析，以電子信息類專業為例，通過改革實踐教學模式和方法，采用分層實踐教學模式，將研究性教學方法應用于實踐教學中，逐步培養學生的自主學習能力和實踐創新能力。

關鍵詞 實踐 研究性教學 自主學習 創新

中圖分類號：G643 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.04.010

0 引言

高等教育的重要任務之一是培養學生實踐創新能力，而實踐教學是理工科人才培養的重要環節，對學生創新能力和實踐能力的培養具有重要的作用。研究性教學是學生在教師的指導下進行類似科學研究式的學習，整個教學過程以學生為中心，教師采用問題式、案例式、討論式等教學方法指導學生學習，使學生形成一種獨立自主的學習方式。國內一些重點院校在認識到實踐教學對于創新型人才培養的重要性之后，進行了一些實踐教學的改革，將研究性教學方法應用于實踐教學中，例如，南京大學實施研究性實驗教學并建立開放式實驗室，在全國得到推廣和應用，并形成了教學特色；中國科學技術大學吸引本科生參與科研能力培養的重要課程“研究性實驗”，發表了高水平的科研文章，取得了豐碩的成績。

本文對研究性教學方法進行探索研究，采用分層實踐教學模式，將問題式、案例式和討論式教學方法應用于實踐教學中，旨在培養學生的自主學習能力和實踐創新能力。

1 高校實踐教學現狀分析

以“應用型”人才培養為目標的地方本科高校，學生實踐創新能力的培養更是培養目標中的重要環節。但是受到傳統教育理念的影響，實踐教學長期以來處于一種輔助教學的地位，其重視程度仍然達不到理論教學。因此，以電子信息類專業為例，實踐教學方面存在以下問題：

（1）實踐教學內容陳舊，教學方法缺乏創新。實踐教學方式仍然是以教師講授為主，學生只能是被動接受，且實踐教學內容更新相對較少，缺乏創新型的內容，不能很好的結合實際工程應用，造成學生在學習的過程中缺乏興趣，導致了很多實踐教學環節難以達到預期的學習效果。

（2）實驗設置功能單一，設備使用率不均衡。電子信息類專業是理論與實踐結合性要求很高的專業，培養學生獨立解決問題能力和工程設計能力很重要。但現有的各種計算機類實驗箱，電路基本上都是固定不變的，一些重要的實踐環節不需要學生去設計調試，無法培養學生的實踐動手能力。同時，多數專業實驗室設置功能單一，設備的使用率不均衡。

（3）教師創新思維有待提高，實踐教學團隊建設投入不足。絕大多數的教師的流動方式都是從高校畢業到高校就業，極少數的教師具備企業工程實踐經驗，大多數的教師在項目的創新問題上有局限性。實踐教師缺乏有效的專業培訓和專業進修，很大程度上制約了實踐教師團隊素質的整體提高。

2 研究性教學方法概述

在研究性教學中，教師不再處于教學環節的主導地位，實踐過程中教師只能作為引導者和啟發者，學生可以自主設計實踐內容，可以和教師共同探討實驗方案和技術路線，完全顛覆了以往單向的、封閉式的教學模式，變成了雙向的、互動的教學模式。研究性教學相對于傳統教學具有以下特點：

（1）問題性。研究性教學不同于傳統教學的關鍵在于其教學內容是以“問題”為中心進行設計的，教師可以鼓勵并引導學生發現問題并提出問題，通過解決問題來激發學生的研究興趣和創新意識，也有利于增強學生的學習主動性。

（2）自主性。由學生自主提出問題，和教師討論溝通后，得出問題的解決方案，隨后進行資料的查閱與整理、報告撰寫和成果展示，這些環節均由學生獨立完成或者和同組成員協作完成，培養了學生獨立自主解決問題的能力。

（3）實踐性。鼓勵學生從生產生活實踐中提出問題，然后綜合運用所學知識來解決這些實際問題，培養學生從現實生活中發現問題的習慣，有利于提高學生的實踐動手能力。

（4）科研性。教師可以將自己的科研課題劃分成子模塊向學生開放，引導學生進行研究性學習，在規定的時間內研究出結果，激發學生的學習潛能，促進學生的創新精神和實踐能力的發展。

（5）創新性。研究性教學的精髓就是“創新”，教師要鼓勵學生不要墨守以前實驗得出的數據和結論，抱著質疑的態度進行學習，通過研究提出新的問題并解決新的問題。

（6）協作性。研究性教學突出了學生的主體地位，學生可以自主參與教學活動，教學活動的許多環節需要團隊共同參與完成，這也培養了學生之間團隊協作能力和溝通能力。

3 研究性實踐教學環節的設計

3.1 分層實踐教學模式的建立

構建以工程實踐能力和研究性、創新能力培養為目標，打破傳統的實踐教學模式，根據專業知識體系進行分層次教學。根據電子信息類專業特點劃分成學科基礎層、專業基礎層、專業核心層和應用提高層四個不同層次的實踐內容：

（1）學科基礎層實驗。包括電工、電子基礎、計算機基礎實驗。學生通過這些實驗，加深對基礎理論的理解，并為后續的專業創新型實驗提供必要的基礎能力支撐。

（2）專業基礎層實驗。包括電子信息技術基礎、單片機、DSP原理等實驗及課程設計。學生通過實際操作對專業基礎的基本知識進行驗證，加深對專業理論基本知識的理解。

（3）專業核心層實驗。包括專業綜合性類實驗，是學生實踐環節的核心部分，學生通過此階段實驗的訓練，加深對所學專業的理論知識的認識，實際操作技能和綜合能力將得到進一步的訓練與提高。

（4）應用提高層實驗。包括綜合設計、畢業設計、研究創新課題和各類競賽。學生可以依托教師的科研課題申請創新實驗項目，為學有余力的學生提供更廣闊的創新空間，進一步培養學生的實踐能力和創新能力。

通過上述四個層次實驗的訓練，使得絕大部分學生具有設計、制作、調試和總結的能力，少數學生通過參與創新型課題和各類競賽，具有一定的科研創新能力，這種針對不同學生采用不同層次的能力培養模式，既兼顧了大多數學生的能力培養，又突出了少數學生的個性發展，極大地提高了學生的學習主動性和解決實際問題的能力。

3.2 研究性實踐教學方案的設計

單片機原理與應用是電子信息類專業的必修課程，是對實踐動手能力要求很高的課程。以往的實踐教學內容多以基礎能力訓練為主，實驗內容與實際應用結合得較少，學生在實驗過程中積極性不高，很難達到預期的實驗效果。因此，我們制定新的實踐教學大綱，改革實踐教學內容，邀請企業一線從業人員共同參與討論實踐課題、內容及實施方案和目標，引入企業工程課題和教師的各類科研課題，調整目前實驗類型的比例，以基礎、綜合設計、創新三個層次實施實踐教學，輔以必要的驗證性、演示性實驗，增加綜合設計、創新性實驗比例。

首先，設計一些與實際應用密切相關的案例，如：多彩霓虹燈設計，蜂鳴器報警系統設計，花樣走馬燈設計，LED點陣廣告牌設計、電風扇設計等。在實踐教學過程中采用問題式、案例式、討論式等教學方法，例如，在講解多彩霓虹燈設計的時候采用逐步引導提出問題的方法，首先演示如何點亮四盞LED燈，進而提出問題：如何設計四盞LED燈的交替顯示？如何設計四盞LED燈的花樣顯示？如何設計八盞LED燈的三種以上的花樣顯示？如何設計32盞LED燈的花樣顯示？如何將32盞燈設計成不同的造型顯示？學生帶著這些問題進行自主討論，教師可以引導學生得出正確設計思路和方案，通過在PROTEUS仿真環境中調試、結果展示，并通過制作幻燈片進行演示，學生在這個過程中，積極主動地參與課題的調研、分析、解決問題，最終做出有一定現實意義的設計，使學生自主學習的能力得到提高，也為今后走向工作崗位奠定了堅實的專業基礎。

3.3 合理的評分考核機制

合理的評分考核機制是檢查和評價實踐教學質量的重要手段之一，相對于理論課教學，實踐課的考核有其特殊性。例如，對“單片機原理及應用實驗”考核過程應貫穿于課程開始至結束的各個環節，期末考核成績由基礎成績和附加成績組成：（1）基礎成績包括項目完成情況、硬件調試情況、實驗文檔驗收情況和平時考勤情況；（2）附加成績包括課題創新情況、團隊協作情況和科研能力評分等。

最終得出，考核成績=基礎成績？0%+附加成績？0%，這種考核方式改變了過去只以實驗報告作為評分標準的模式，特別重視學生的創新能力及其成果。

3.4 研究性實踐教學團隊建設

提高實踐教學質量的根本保障是建設一支高水平的實踐教學隊伍，可以根據專業進行劃分，由理論課教師和實驗技術人員組成實踐教學團隊，理論課教師在實驗技術人員的協助下指導并參與實驗過程，同時聘任企業高水平工程技術人員作為本專業兼職教師，為學生開設工程實踐類的課程，提高學生的工程實踐能力。

4 結束語

將研究性教學方法融入實踐教學的方方面面，一方面促使教師主動去探索并重視實踐教學的各個環節，另一方面培養學生的自主學習能力和實踐創新能力，進一步提高實踐教學質量。今后，我們將繼續對電子信息類專業實踐課程的研究性教學進行探索，不斷完善分層實踐教學模式，逐步形成學生自主學習的研究性實踐教學體系。

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