芻議研究型實驗教學(xué)

孫良良?劉麗麗?羅凌虹?石繼軍?程亮?徐序

【摘 要】 文章通過導(dǎo)師帶領(lǐng)本科生進行實驗型教學(xué)的結(jié)果表明：本科生引入科研團隊，可以輔助教師進行部分實驗操作，進一步提高本科生的動手能力、操作能力、創(chuàng)新能力以及多學(xué)科綜合思考能力，最終提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

【關(guān)鍵詞】 研究型教學(xué);實驗教學(xué);大學(xué)生素質(zhì);綜合能力提升;促進作用

一、前言

目前國內(nèi)大學(xué)還是延續(xù)了傳統(tǒng)小學(xué)、初中、高中的教學(xué)模式以課堂教學(xué)為主，學(xué)生以聽課為主。該教學(xué)方法，注重了對于知識的灌輸，但是缺乏實踐，過于強調(diào)記憶、結(jié)論、教學(xué)的結(jié)果，壓縮了學(xué)生的主動學(xué)習(xí)空間。[1]高校的實驗課程大多是結(jié)合理論課程開設(shè)的，實驗方式大多是由教師先講，學(xué)生按照教師的布置按部就班，完成實驗操作。實驗?zāi)芰κ潜划斪骷寄懿⒁浴爸R”的形式加以傳授，從而導(dǎo)致學(xué)生缺乏創(chuàng)造力。 造成了大學(xué)知識與社會實際問題之間的脫節(jié)，高分低能，思維創(chuàng)造性不足等一系列的社會問題。[2]針對課堂教學(xué)存在的問題，大學(xué)應(yīng)當加強實踐課程與挑戰(zhàn)研發(fā)型課程，實行科研-實驗-教學(xué)一體化的研究性實驗教學(xué)模式，讓本科生走出實驗室，走向?qū)嶋H研究，培養(yǎng)學(xué)生的實際探索能力已經(jīng)迫在眉睫。

二、研究型實驗教學(xué)

具體的做法是根據(jù)研究課題，組織本科生進行實驗，在研究性實驗過程中，提高學(xué)生的操作能力和實踐能力。實踐是檢驗知識的唯一標準，讓學(xué)生從實踐中掌握知識，知識應(yīng)用到實踐中去，不僅可以提高學(xué)生的動手能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。通過研究型實驗型教學(xué)，提高探索知識，達到運用知識的目的。通過科研實驗操作，學(xué)生需要為自己的觀點買單，如果實驗結(jié)果錯誤，就會達不到我們的理想結(jié)果，就需要重新調(diào)整方案，重新進行實驗操作，不斷在實驗過程中完善自己的想法，重新審視自己的學(xué)習(xí)過程。[3]

我們將材料專業(yè)的學(xué)生，按照科研型教師授課、采用實驗科研相結(jié)合的教學(xué)的方式將學(xué)生引入到實驗室，進行實驗研究，可以通過納米分體的制備來考察實驗室教學(xué)對于學(xué)生的培養(yǎng)起到的作用。在該研究型實驗中，教師負責(zé)提出問題，學(xué)生負責(zé)查找資料，探討實驗方案。實驗課題由老師提出，在實驗過程，老師起到的是輔助的作用，起到督促和確保實驗順利進行的作用。教學(xué)關(guān)系就是提出問題，學(xué)生查閱資料，跟老師探討實驗方案，學(xué)生實驗，教師輔導(dǎo)這一過程。通過學(xué)生進行實驗研究，然后探討，重新提出新的問題，建立新的實驗方案，教—學(xué)相互探討式共同研究進步的過程。通過教師與學(xué)生之間，學(xué)生與學(xué)生之間通過共同做實驗，建立一種相互合作，共同探討的合作研究的狀態(tài)，通過課題的探討，學(xué)生可以提出自己的研究方法，從而產(chǎn)生觀點的交鋒和智慧的碰撞，學(xué)生由被動應(yīng)付式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向自助的學(xué)習(xí)，探討式學(xué)習(xí)。通過自主探索、合作交流、獨立獲取知識的機會，表達自己的理解和意見，使得研究氣氛和諧，研究有所進步。通過該研究，可以加速教師的課題進度，也可以為學(xué)校的實驗教學(xué)提供更好的研究策略，提高研究效率。

1、研究型實驗教學(xué)方法

提出科研課題研究型實驗教學(xué)，根據(jù)實際研究、以及企業(yè)中遇到的課題，進行持續(xù)性研究，通過準備一定的資料，論證實驗的可行性，組織研究生或者本科生進行研究。[4]科研課題，即研究的題目，是依據(jù)研究目的，通過對研究對象的主客觀條件進行分析而確立研究的問題。運用前瞻性思維，理性分析，提出應(yīng)對的策略。選定的課題要具有實用價值，能夠指導(dǎo)教育實踐。課題研究是一種科學(xué)研究活動，要具備一定的新穎性和應(yīng)用性。根據(jù)實際研究、以及企業(yè)中遇到的課題，進行持續(xù)性研究，通過準備一定的資料，論證實驗的可行性，組織研究生或者本科生進行研究。

2、準備階段

學(xué)生需要根據(jù)資料進行實驗設(shè)計，提出合理的實驗方案。提出多個方案，進行篩選，確立最可行的實驗方案。實驗方案的確立，學(xué)生可以通過對于資料的思考，做出選擇。研究要取得好的效果，提前準備是基礎(chǔ)。一是明確研究的目的，精選實驗方案。選擇課題圍繞教學(xué)目標有一定的關(guān)聯(lián)，課題內(nèi)容與所學(xué)知識有關(guān)，難易程度與科研課題密切相關(guān)，學(xué)生可操作性做好評估，完全確保實驗安全性。

3、實驗操作階段

在學(xué)生對案例進行討論之后，教師要進行歸納總結(jié)，明確哪些方案是可行的。目的就是要使知識理解、能力發(fā)展和素質(zhì)培養(yǎng)等方面所期望達到的要求重新凸現(xiàn)出來，起到畫龍點睛的作用。通過實驗探索，學(xué)生可以根據(jù)實驗操作得出結(jié)論，通過總結(jié)，可以制備更好的方案，獲得更豐富地經(jīng)驗。許多教材對于實驗研究僅僅是一個籠統(tǒng)的概括，甚至存在一定的片面性，通過科研實驗，進一步探尋教材內(nèi)容的科學(xué)性。隨著條件的改變，實驗的結(jié)果會發(fā)生變化，實驗也會遇到失敗，但是失敗是研究的必須經(jīng)歷的過程，只有通過實驗，才能夠進一步確立研究的可操作性。

4、結(jié)題，開展新的研究

隨著科研實驗的進行，會出現(xiàn)很多新的問題，解決這些問題的過程，就是一個新的研究的過程。如果能夠積極參與教學(xué)改革，積極針對社會、企業(yè)存在的問題，調(diào)整完善自己的研究思路、研究方法，那么，這就是一個很好的科研的過程。在這個過程中，參與者會有新的體會、提出新的觀點、形成獨特的學(xué)習(xí)方法。把這些收獲整理起來，使之系統(tǒng)化、理性化，那么就可以確立為一個研究課題了。

三、研究型實驗教學(xué)的優(yōu)勢

科研試驗性教學(xué)，教師可以根據(jù)研究的需要，提出實驗中的一個問題，或者生產(chǎn)中的一個問題，無論如何解決只能夠提供一個結(jié)果，研究產(chǎn)品能否滿足需求，只能夠通過不斷地優(yōu)化改進實驗方案，提供更好的研究品。 學(xué)生在不斷地優(yōu)化實驗方案過程中，可以不斷地優(yōu)化思考，做到否定自我，尋找真理。這種思維互動給學(xué)生充足的思考時間，這無疑在客觀上促進了學(xué)生思維獨立性與創(chuàng)造性的培養(yǎng)與發(fā)展。

1、教路多元化

傳統(tǒng)課堂教學(xué)，教師只把學(xué)生當作接受知識的容器，教學(xué)的目的變?yōu)楹唵蔚耐瓿山虒W(xué)任務(wù)，然后通過固定的考評進行評價。該教學(xué)是否滿足了學(xué)生的需要，是否滿足了社會的需求，是否滿足創(chuàng)新，沒有評價標準。通過實驗教學(xué)，對于同一個課題可以存在多種不同的設(shè)計方案，而且每個方案可以獲得不同的實驗結(jié)果。對于每個實驗結(jié)果的分析，都可以獲得不同的數(shù)據(jù)。學(xué)生需要具備制定不同的研究生產(chǎn)方案，同時需要將各種學(xué)科的知識綜合性應(yīng)用。實驗教學(xué)模式提供了這種探究的、自主的學(xué)習(xí)方式和教學(xué)環(huán)境。學(xué)生運用所掌握的知識選擇或提出實驗項目、設(shè)計實驗方案、組織實驗儀器、安裝調(diào)試、排除故障、觀察現(xiàn)象、分析數(shù)據(jù)、獲得結(jié)論。學(xué)生在實驗過程中得到的訓(xùn)練是多方面的，要查閱文獻、設(shè)計實驗方案。這一過程增強了學(xué)生自我汲取知識的能力和科學(xué)思維能力。 要選擇儀器和方法，這一過程就必須經(jīng)過分析、比較、總結(jié)、歸納等積極的思維活動。 要對安裝調(diào)試、實驗操作。這一過程訓(xùn)練了學(xué)生的實際操作能力;可以通過討論鍛煉學(xué)生的語言表達和思辯能力， 可以通過觀察分析現(xiàn)象、排除實驗故障、處理實驗數(shù)據(jù)，提高分析問題和解決問題的能力，這種開放式實驗教學(xué)對于學(xué)生開闊視野、拓寬思路、激發(fā)靈感、提高綜合素質(zhì)具有特殊作用。

2、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力

實踐證明，研究型實驗教學(xué)，提出問題，解決問題，是開啟學(xué)生思維器官的鑰匙，是思維啟發(fā)劑。科研實驗教學(xué)提問，能打開學(xué)生的思路，啟迪學(xué)生的思維，發(fā)展學(xué)生的智力和能力。在課堂教學(xué)中，倘若沒有提問，學(xué)生限于知識不足而不能提出問題，就會對自己所學(xué)知識的重點、難點、關(guān)鍵點視而不見，聽而不聞，即使學(xué)習(xí)中遇見“疑難”也不認為是“問題”。通過科研實驗教學(xué)，學(xué)生通過實際的實驗研究，不僅僅驗證了課本上的方法、結(jié)論，同時可以對于課本的內(nèi)容進行深入的理解，并且發(fā)現(xiàn)課本知識的不足。以納米材料的制備為例，課本基于篇幅的限制，往往只是概括一些結(jié)論性的內(nèi)容，但是針對不同的納米材料，針對不同的制備方法，存在千萬種實驗方法，也會有千萬種結(jié)論。學(xué)生雖然學(xué)習(xí)了課本上的內(nèi)容，但是仍然不會掌握如何制備納米材料。通過實際的操作，可以開闊學(xué)生思路，發(fā)展學(xué)生創(chuàng)造性思維的問題有多種。

3、對學(xué)生適用社會能力的培養(yǎng)

因此實驗是我們發(fā)現(xiàn)客觀規(guī)律的一種很重要的科學(xué)方法。科學(xué)源于實驗，無論是自然科學(xué)還是社會科學(xué)，實驗都是從事科學(xué)研究必不可少的方法之一。研究型實驗教學(xué)對人才培養(yǎng)具有極為重要的意義。它不僅能夠直接培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，動手能力，獨立操作能力，更重要的是能夠培養(yǎng)其獨立思考的能力，分析解決實際問題的能力以及綜合應(yīng)用創(chuàng)新的能力。這些完全是對實驗教學(xué)的誤解，因為驗證性實驗是最低層次的實驗，實驗教學(xué)更重要的是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所掌握的知識去解決實際問題的能力，而這種能力的培養(yǎng)，光靠驗證性實驗是無法實現(xiàn)的必須借助于可以很好地培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題的能力和創(chuàng)新精神的綜合性實驗和設(shè)計性實驗。

4、研究型實驗教學(xué)改革的促進作用

在任何杰出的大學(xué)，教學(xué)和研究是緊密聯(lián)系在一起的，在最優(yōu)秀的研究和學(xué)術(shù)工作中獲得的重要思想和發(fā)現(xiàn)，是教學(xué)內(nèi)容和方法的源泉。如何將教學(xué)與科研做到有機地結(jié)合，采用科研型實驗教學(xué)，不僅會對教師的實驗培養(yǎng)一定量的科研助手，可以幫助教師完成一些基本的實驗數(shù)據(jù)。科研不僅僅是教師與研究生行為，本科生可以作為助研人員參與實驗的操作。科研型實驗教學(xué)法實現(xiàn)了以學(xué)生為主體，以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、實踐能力和創(chuàng)新能力為基本價值取向，將理論與實踐有機地結(jié)合起來。[5]科研型實驗教學(xué)是在教師的指導(dǎo)下，根據(jù)教學(xué)目標和內(nèi)容的需要，運用案例來個別說明、展示一般，從實際案例出發(fā)，提出問題、分析問題、解決問題，通過師生的共同努力使學(xué)生達到舉一反三、理論聯(lián)系實際、融會貫通、增強知識、提高能力和水平的方法。由于科研型實驗教學(xué)要求學(xué)生直接參與對實驗的分析、討論和評價，為鍛煉、提高學(xué)生的語言表達能力、分析問題、解決問題的能力以及創(chuàng)新能力創(chuàng)造了條件。[6]

四、研究型實驗教學(xué)對于大學(xué)科研的促進作用

高校應(yīng)引導(dǎo)教師開展研究型教學(xué)的研究，鼓勵教師進行科研型實驗手段和方法改革，讓重視科研型實驗教學(xué)的觀念深入人心，把重視科研型實驗的措施落實到實處。學(xué)生實驗實踐操作過程中，以使他們樹立職業(yè)觀念，具備職業(yè)道德和技能;通過學(xué)生參與教師科研或者從事畢業(yè)設(shè)計等形式鍛煉學(xué)生的實踐動手能力，同時促進教師指導(dǎo)實踐教學(xué)水平的提高。高校是集教學(xué)、科研和社會服務(wù)三項功能于一身的現(xiàn)代科技人才培養(yǎng)的場所，其教學(xué)處在知識發(fā)展的前沿。如果沒有研究型教學(xué)，就不可能掌握科研的前沿也缺乏對本學(xué)科的研究和深刻理解，不可能有高水平的教學(xué)。將科研實驗過程寓于教學(xué)，可以使科研更好地傳承。把科研實驗的內(nèi)容加了進來，目的就是要推動老師們的科研成果，既能提高教學(xué)水平，也能提高科研業(yè)務(wù)水平。如果將科研實驗教學(xué)切實地實施，不僅僅可以將科研前沿的研究傳授給廣大本科生，同時廣大本科生作為強有力的后備科研儲備力量，很好地融入到科學(xué)研究中，也能夠減輕科研型老師的科研任務(wù)。科研型實驗教學(xué)實現(xiàn)所謂科研教學(xué)一體化，就是將教學(xué)與科研結(jié)合，使教學(xué)科研化，科研教學(xué)化，最終實現(xiàn)兩者的互相促進，共同提高，達到教學(xué)與科研既相互依存又和諧統(tǒng)一。

【參考文獻】

[1] 賽麗曼·木沙，蘇來曼·卡斯木，萬曉慧.研究型教學(xué)模式在婦產(chǎn)科學(xué)本科教學(xué)中的應(yīng)用體會[J].中國繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育，2016（09）.

[2] 駱無窮，唐璞，王園，潘錦.研究型教學(xué)在微波技術(shù)教育中的應(yīng)用[J].高教學(xué)刊，2016（10）.

[3] 袁成福，李志紅，彭帆，肖方祥.研究型教學(xué)模式在《生物化學(xué)與分子生物學(xué)》課程中的探索與實踐[J].教育教學(xué)論壇，2016（18）.

[4] 胡旭東，曹義，易俊理，劉丹.研究型教學(xué)的模式與實踐探討[J].教育教學(xué)論，2015（01）.

[5] 張雪.“社會調(diào)查研究方法”課程參與式研究型教學(xué)模式[J].才智，2015（17）.

[6] 林海，李虹，袁建美，何勇.大學(xué)研究型教學(xué)的理論與實踐探索[J].北京科技大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2013（01）.