编者按:教育大计,教师为本。没有高素质的教师队伍,就不会有高水平高质量的教育。教师是学生成长成材的指导者和引路人,教师在提高人才培养质量,提高高等教育教学质量中肩负着崇高的使命和神圣的责任。在北科大校园中,活跃着这样一批人民教师,他们热爱学生,热爱教学,对学生极端热情,对工作极端负责,具有人格和学识的双重魅力。他们精心教育;精心教学;创新教育,创新教学,为学生们构筑出多彩课堂。从本期起,本报将与校教育教学督导组联合开辟“多彩课堂”栏目,为广大教师提供了一个教育教学研究交流的平台,以期推进我校教育教学工作更上一层楼。
教师的职责是教书育人。教师最基本的工作就是上好每节课,关注学生的发展,培养学生。目前,高等院校的教师承担着教学和科研双重工作,但是,我认为高等教师的科研工作主要还是为教学服务,通过科研提高教师自身的素质,包括教师科研素养的提高、理论与应用的结合、接触最新的科研发展前沿、知识的更新等,这些都应该在课堂教学中教授给学生。
研究性教学模式的实施依然处于探索阶段,还存在许多需要不断改进和完善的地方,我国高等教育面临着学生人数不断增加,课堂教学的学时数却不能大幅增加的条件下实现人才培养质量提高的难题。因此,如何利用有限的课堂时间开展研究性教学,培养学生的科学精神及发现、提出、分析和解决问题的能力,进而为社会培养创新型人才,是摆在高等院校教育工作者面前的一个重要课题。近五年我在物理系开设的“薄膜材料与器件(后改为:真空技术与薄膜物理)”和“光电子技术”这二门专业课中开展了研究性教学的实践过程,以此来推动人才培养模式的改革。
“薄膜材料与器件”和“光电子技术”是物理系的专业必修课程,每门课45 学时,每次授课的学生人数60 人。为了使学生扎实地掌握基础理论和专业知识,培养科学精神及科研能力,我在课程中设计了包含以下五个授课环节。
第一个是系统学习基础理论和专业知识环节。这一环节为课堂学习,共35 学时,主要是教师在课堂上系统地讲授知识。本科生在做科学研究时系统、全面地掌握专业的基础知识是非常必要的,这不仅为后期的科研训练和学术讨论打下基础,也为其将来毕业后从事的科研工作打下坚实的理论基础。尽管传统的授受式教学模式在培养学生科学精神以及提高实践能力等方面存在不足,但是它具有系统和完整地传授知识的优点。此外,研究性教学的特色在于,理论知识的讲解不再面面俱到,而只讲解最基本的理论和专业知识,其他更宽泛的知识则留作问题供学生自主思考,或让学生在科研训练实践中进行更深入地学习,从而培养学生查阅资料文献和自主学习的能力。
第二个是科学研究训练环节。它是在前一环节达到14 学时后,主要在课余时间内完成的,既是研究型教学的核心环节,也是实现培养创新型人才的关键。在此环节中教师会对学生提出的所有问题给予即时的指导,同时为创建学生发现问题的环境,把60 名学生分成若干组,每组5、6 人,每组选出1 名课题负责人。每组自行选择科学研究的课题,课题可以是课堂教学中遗留或发现的问题,也可以是相关的专业实验中的科研课题,甚至可以是本研究领域的前沿热点问题等。这种自行选择科研课题的方式可以充分调动学生的科研工作积极性,使他们保持浓厚的科研兴趣。以研究组的形式开展科研工作,每位组员都将承担相应的研究任务,培养学生团队合作的能力。完成科研训练后,每组撰写一篇学术论文。论文按照通常科学研究论文的格式完成,重在培养学生科研论文的写作能力。学术论文将作为课程最终考核成绩的一部分。
第三个是学术讨论环节。一共8 个学时。这时学生已经完成了科学研究的课题,每组围绕各自的科研课题做学术报告,开展学术讨论。每组的学术报告和讨论时间为30 分钟,旨在培养学生学术交流、学术报告和学术表达的能力。学术报告的形式完全尊重学生的意愿,既可以每个学生都参与报告,也可选出代表进行讲演。对于没有参与的学生,教师或其他组的同学将围绕他所在的组的研究课题提出问题,请他回答,从而保证每个学生都参与到学术讨论中去。最后,教师对每一组的学术报告做点评。重点点评选题的合理性和重要性、研究方法的科学性、研究结果的水平和拓展性等方面,并以对学生的鼓励的方式进行。学术讨论的成绩也将作为课程最终考核成绩的一部分。
第四个是教师科研成果报告环节。一共2 个学时。这一环节中教师把所做的与课程内容相关的研究成果做成学术报告,使学生了解本领域的科学研究的前沿动态。学术报告除了讲解研究成果外,重点是介绍研究成果以外的内容,例如,如何选择研究课题、如何把所学理论知识应用到科研中、从目前的成果还可以拓展出哪些新研究方向等。学生最终将学会科学研究的思想和方法,了解科学精神在科学研究过程中的重要性,能力得到极大提高。
第五个是考核环节。课程最终考核成绩包括三个部分:期末笔试成绩(60 或70分)、学术论文成绩和学术讨论成绩(之和为40 或30 分),共计100 分。期末笔试主要以基本理论和专业基础知识的考核为主。这一环节注重全方面考核,改变一考定成绩的状况。
在物理系开设的“薄膜材料与器件”和“光电子技术”这二门专业课中开展了上述研究型教学的实践活动,取得了良好的效果。
学生非常认可上述研究性教学的课程设计和授课方式。近五年学生网评的平均结果(满分100 分)是,“薄膜材料与器件”为94.4 分,“光电子技术”为95.0 分。学生在网上评教的留言中对这种授课方式给予了充分的肯定,例如,同学们在留言中写道:“通过课程的学习,了解到课堂之外的科研过程”、“掌握了新的分析问题的方法”、“了解了光电子技术与理论,对物理学在前沿领域的应用有了新认识”、“理论联系实际,继续这样的教法”等。此外,许多同学在课程学习完后,主动自觉地写了自己的课程总结,总结出自己的心得体会。
实施研究型教学后,我在为去国外大学继续深造和保送到国内一流大学和研究机构上研究生的同学们写推荐信时,有了非常丰富的第一手资料,在推荐信中把同学们在研究型教学各个环节中的表现充分地展示出来,如实地反映出学生的科研能力和创新能力,这些推荐信得到了国内外一流大学和研究机构的认可。五年来在我教的300 名物理系的学生中通过推荐信的方式成功推荐了30 名学生分别进入美国芝加哥大学、休斯顿大学、麻省大学Claremont 大学、英国杜伦大学、邓迪大学、香港中文大学、北京大学、中国科学院继续研究生阶段的学习。此外,在本校物理系薄膜材料研究方向攻读研究生的同学,有了“薄膜材料与器件”课程的基础,不需要在研究生阶段再专门上一门相关领域的课程,只要在导师的指导下通过查阅相关学术文献自学,就能够顺利地完成研究生阶段的科研工作。这些事实也进一步说明研究性教学在本科生培养方面具有良好的效果。
在上述研究型教学过程中学生们表现出极大的热情和创造力。例如,在“薄膜材料与器件”课程的学习过程中,有一组同学根据系统学习环节所掌握的薄膜内应力能够把薄膜从衬底上剥离下来形成弧形卷曲形状的实验结果,他们对应用薄膜内应力制作薄膜微管的原理和工艺这一最新研究领域的工作产生了浓厚的兴趣,他们查阅了近十篇最新的英文文献,对薄膜微管的制作材料、制作工艺条件、形成原理、集成化微管阵列以及薄膜微管的应用做了一个较全面的综述,完成了一份出色的学术报告。在学术讨论环节中,他们还创造性的提出通过按一定规律改变薄膜内应力的分布,从而把薄膜从衬底上剥离下来形成一种方形卷曲形状微管的方法。这些充分体现了同学们扎实的理论功底和实验技能,也体现了同学们严谨求实、不怕失败、百折不挠的科学精神。
一份耕耘,一份收获,看到学生们的成长,作为一名教师,我感受到无比的幸福。
(邱宏教授1999 年开始一直在我校数理学院物理系任教,曾在教育和科研领域获得北京市教育教学成果奖,北京市高等学校教学名师等多个奖项及荣誉称号。)