研究型教學(xué)方法的實(shí)現(xiàn)形式

王志強(qiáng)++張瑤

【摘 要】此次教學(xué)綜合改革將“注重實(shí)踐與研究的教學(xué)理念”引入航天類理工科大學(xué)本科生專業(yè)課程的教學(xué)實(shí)踐。結(jié)合課程特點(diǎn)，在研究型教學(xué)模式、課程結(jié)構(gòu)設(shè)置和實(shí)踐教學(xué)等多方面開展了一系列的探索和革新。從細(xì)微處入手，重新編排教學(xué)活動中的每一個環(huán)節(jié)，總結(jié)出一整套可以有效提高教學(xué)效能的新方法。

【關(guān)鍵詞】研究型教學(xué) 翻轉(zhuǎn)課堂 高校教學(xué)改革

【中圖分類號】G4 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）32-0044-01

引言

教學(xué)的成敗取決于學(xué)生的吸收程度，而通過親自動手動腦完成的學(xué)習(xí)是印象最為深刻的，同時也是最能調(diào)動學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣的一種教學(xué)方法?！把芯啃驼n堂”的建設(shè)就可以為學(xué)生提供這樣一個理想的平臺。研究型課堂是在以人的全面持續(xù)發(fā)展為本的指導(dǎo)思想下完成的教學(xué)活動。通過與課程內(nèi)容相關(guān)聯(lián)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的設(shè)置可以鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)相比較，實(shí)踐教學(xué)以研究性思維為主導(dǎo)，以研究性活動為課堂組織形式，增加學(xué)生在整個教學(xué)活動中的主動參與比重。避免了教師的“一言堂”和單向輸出，改變了學(xué)生只能被動接受的局面，使課程氛圍從索然無味變得生氣盎然。改革目標(biāo)旨在增強(qiáng)學(xué)生的科研創(chuàng)新意識和綜合運(yùn)用知識的能力，培養(yǎng)“國家有需求、事業(yè)有前途、個人有發(fā)展”的航天科技領(lǐng)域的高素質(zhì)人才。

筆者在教學(xué)實(shí)踐中探索了研究型課堂的建設(shè)方法，通過在教學(xué)過程中各個方方面的重新設(shè)計(jì)，思考激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力和研究能力的新方法，努力實(shí)現(xiàn)“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)實(shí)踐。經(jīng)過此次教學(xué)改革，重新調(diào)整了課堂內(nèi)外的時間，將學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生能夠更加深入的參與到教學(xué)活動中，更加主動的融入到學(xué)習(xí)和研究中。教師的角色、師生互動方式以及課程模式等一系列活動與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比都發(fā)生了巨大的變革。

一、建設(shè)研究型的課堂

1）新增課前研究環(huán)節(jié)。

將課程中涉及的知識點(diǎn)，以課前拓展研究課題的形式布置給學(xué)生。鼓勵學(xué)生在研究的過程中進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研。通過廣泛的資料挖掘，拓展課本之外的內(nèi)容。同時通過這一過程完成預(yù)習(xí)的工作，提升課堂學(xué)習(xí)效果。

2）新增課中研討環(huán)節(jié)。

在設(shè)計(jì)課程結(jié)構(gòu)的時候，增加研討課題。教師提出問題，學(xué)生分組討論，以“研”促“學(xué)”。通過師生共同研討，以探索的形式完成教學(xué)內(nèi)容。研討過程在增加課堂趣聞性的同時，培養(yǎng)了學(xué)生的思辨能力。

3）新增課后總結(jié)環(huán)節(jié)。

要求學(xué)生將前期研究、研討的成果，撰寫成正式的科研論文，包括摘要、引言、正文和總結(jié)等部分。通過這一過程讓學(xué)生了解科研的過程，鍛煉撰寫科研論文的能力，為日后的科研工作打下基礎(chǔ)。

4）新增實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。

依托實(shí)驗(yàn)平臺，鼓勵學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。比如：測量地磁場的方式并不唯一，如何通過優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案提升測量精度給學(xué)生留下了巨大的發(fā)揮創(chuàng)造力的空間。自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案擺脫了以往按部就班的實(shí)驗(yàn)流程，釋放了學(xué)生的創(chuàng)新潛能。

二、新增實(shí)驗(yàn)探索課程

1）利用“磁強(qiáng)計(jì)AMRG-1”設(shè)計(jì)地磁場七要素測量實(shí)驗(yàn)。

地磁場的七要素是研究地磁場的基本條件和重要環(huán)節(jié)。磁強(qiáng)計(jì)AMRG-1是利用HMC1001磁阻傳感器研制高性能三分量磁場傳感器，可用于測量標(biāo)準(zhǔn)磁場、穩(wěn)定磁場和交流磁場。通過實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生對課堂內(nèi)容有了直觀的認(rèn)識。通過學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2）利用“國際參考地磁場模型IGRF”設(shè)計(jì)Coordinate Transformation實(shí)驗(yàn)。

國際參考地磁場（IGRF）在地磁學(xué)的研究中具有廣泛的應(yīng)用價值。利用IGRF可以研究場源位置、核幔耦合、地磁場能量、以及西向漂移等。掌握IGRF的使用方法是研究地磁場的基本素質(zhì)，另外學(xué)生可通過實(shí)驗(yàn)加深理解課程中關(guān)于“高斯利用球諧分析建立地磁場數(shù)學(xué)模型”的過程。

3）利用“地磁場半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蚑syganenko-96”設(shè)計(jì)Field Line追蹤實(shí)驗(yàn)。

Tsyganenko系列模型考慮磁層空間電流體系對于地磁場的影響，可以精確模擬地球外部空間磁場環(huán)境。實(shí)驗(yàn)利用該模型完成磁力線從空間到地面足點(diǎn)的追蹤，有助于學(xué)生理解地磁脈動等現(xiàn)象的在日地空間中的傳播過程。

4）利用“空間天氣模擬軟件”設(shè)計(jì)地磁場仿真實(shí)驗(yàn)。

該軟件內(nèi)置地球“弓激波”、“磁層頂”、“地磁場”以及“磁層粒子運(yùn)動”等的科學(xué)數(shù)值模型，調(diào)取的數(shù)據(jù)均具有科學(xué)真實(shí)性。軟件實(shí)現(xiàn)了地球磁場結(jié)構(gòu)的三維可視化動態(tài)演示，有助于學(xué)生理解課本中抽象難懂的物理概念，可明顯提高教學(xué)效果。

三、教學(xué)改革預(yù)期目標(biāo)

1）將以往教師“僅憑個人經(jīng)驗(yàn)和喜好”的教學(xué)行為，改革為在先進(jìn)成熟的教育學(xué)和心理學(xué)理論指導(dǎo)下的教學(xué)。教學(xué)活動更科學(xué)，教學(xué)目標(biāo)更明確。

2）將以往學(xué)生只是“動腦不動手”的單純聽課模式（40學(xué)時教學(xué)），改革為理論加實(shí)踐的模式（24學(xué)時教學(xué)+16學(xué)時實(shí)驗(yàn)）。新增創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。

3）將以往“教學(xué)科研割裂”的培養(yǎng)模式，改革為教學(xué)+科研+實(shí)踐的三位一體、有機(jī)融合的培養(yǎng)模式，為學(xué)生今后的科研之路打下基礎(chǔ)。

4）將以往學(xué)生只是“被動聽講”的課堂氛圍，改革為學(xué)生高度參與的教學(xué)模式。教師可以根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)掌握每個學(xué)生的能力水平，及時調(diào)整教學(xué)方案。

5）將以往單一的“照本宣科”式的教學(xué)方式，改革為以啟發(fā)式教學(xué)為主導(dǎo)，多種教學(xué)方法并用的教學(xué)方式。同時注重在教學(xué)中滲透科學(xué)精神，激發(fā)學(xué)生的求知欲和探索欲。

6）將以往片面的“一考定乾坤”的評價體系，改革為全面考慮學(xué)生綜合素質(zhì)的評價體系。以考核方式改革為突破口，倒逼應(yīng)試教育為素質(zhì)教育。

四、教學(xué)成果實(shí)踐檢驗(yàn)

為了掌握學(xué)生對于課程綜合改革的態(tài)度和感受，我們對授課班全體同學(xué)進(jìn)行了問卷調(diào)查。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示對此次教學(xué)改革（包括教學(xué)理念、培養(yǎng)模式、教學(xué)方法和評價體系）的綜合滿意度達(dá)到94分（滿分100分）。96%的學(xué)生認(rèn)為該課程的教學(xué)方法和培養(yǎng)模式具有創(chuàng)新性、有效性和實(shí)用性，值得推廣。

五、總結(jié)：

此次教改活動從改革教育理念入手，在培養(yǎng)模式、研究型課堂建設(shè)和學(xué)生實(shí)踐教學(xué)方式等方面進(jìn)行了全面的創(chuàng)新和突破。按照“厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、高素質(zhì)、重特色”的原則培養(yǎng)學(xué)生，教師以專業(yè)輔導(dǎo)為重點(diǎn)，以科技創(chuàng)新為導(dǎo)向，開展師生互動的研究型教學(xué)，以科技創(chuàng)新帶動學(xué)生全面發(fā)展。通過一系列的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了“翻轉(zhuǎn)課堂”的建設(shè)，打破了以往學(xué)生被動參與教學(xué)的傳統(tǒng)做法，建立一種新型的師生互動模式，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性大大提高。經(jīng)過三年教學(xué)實(shí)踐檢驗(yàn)，學(xué)生反饋滿意度高，效果明顯。

致謝

本論文由南京航空航天大學(xué)十三五本科教學(xué)建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)資助。