高校研究性实践教学的探索与实践

徐明鹃　周先存

摘 要 文章对地方应用型本科高校实践教学存在问题进行分析，以电子信息类专业为例，通过改革实践教学模式和方法，采用分层实践教学模式，将研究性教学方法应用于实践教学中，逐步培养学生的自主学习能力和实践创新能力。

关键词 实践 研究性教学 自主学习 创新

中图分类号：G643 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.04.010

0 引言

高等教育的重要任务之一是培养学生实践创新能力，而实践教学是理工科人才培养的重要环节，对学生创新能力和实践能力的培养具有重要的作用。研究性教学是学生在教师的指导下进行类似科学研究式的学习，整个教学过程以学生为中心，教师采用问题式、案例式、讨论式等教学方法指导学生学习，使学生形成一种独立自主的学习方式。国内一些重点院校在认识到实践教学对于创新型人才培养的重要性之后，进行了一些实践教学的改革，将研究性教学方法应用于实践教学中，例如，南京大学实施研究性实验教学并建立开放式实验室，在全国得到推广和应用，并形成了教学特色；中国科学技术大学吸引本科生参与科研能力培养的重要课程“研究性实验”，发表了高水平的科研文章，取得了丰硕的成绩。

本文对研究性教学方法进行探索研究，采用分层实践教学模式，将问题式、案例式和讨论式教学方法应用于实践教学中，旨在培养学生的自主学习能力和实践创新能力。

1 高校实践教学现状分析

以“应用型”人才培养为目标的地方本科高校，学生实践创新能力的培养更是培养目标中的重要环节。但是受到传统教育理念的影响，实践教学长期以来处于一种辅助教学的地位，其重视程度仍然达不到理论教学。因此，以电子信息类专业为例，实践教学方面存在以下问题：

（1）实践教学内容陈旧，教学方法缺乏创新。实践教学方式仍然是以教师讲授为主，学生只能是被动接受，且实践教学内容更新相对较少，缺乏创新型的内容，不能很好的结合实际工程应用，造成学生在学习的过程中缺乏兴趣，导致了很多实践教学环节难以达到预期的学习效果。

（2）实验设置功能单一，设备使用率不均衡。电子信息类专业是理论与实践结合性要求很高的专业，培养学生独立解决问题能力和工程设计能力很重要。但现有的各种计算机类实验箱，电路基本上都是固定不变的，一些重要的实践环节不需要学生去设计调试，无法培养学生的实践动手能力。同时，多数专业实验室设置功能单一，设备的使用率不均衡。

（3）教师创新思维有待提高，实践教学团队建设投入不足。绝大多数的教师的流动方式都是从高校毕业到高校就业，极少数的教师具备企业工程实践经验，大多数的教师在项目的创新问题上有局限性。实践教师缺乏有效的专业培训和专业进修，很大程度上制约了实践教师团队素质的整体提高。

2 研究性教学方法概述

在研究性教学中，教师不再处于教学环节的主导地位，实践过程中教师只能作为引导者和启发者，学生可以自主设计实践内容，可以和教师共同探讨实验方案和技术路线，完全颠覆了以往单向的、封闭式的教学模式，变成了双向的、互动的教学模式。研究性教学相对于传统教学具有以下特点：

（1）问题性。研究性教学不同于传统教学的关键在于其教学内容是以“问题”为中心进行设计的，教师可以鼓励并引导学生发现问题并提出问题，通过解决问题来激发学生的研究兴趣和创新意识，也有利于增强学生的学习主动性。

（2）自主性。由学生自主提出问题，和教师讨论沟通后，得出问题的解决方案，随后进行资料的查阅与整理、报告撰写和成果展示，这些环节均由学生独立完成或者和同组成员协作完成，培养了学生独立自主解决问题的能力。

（3）实践性。鼓励学生从生产生活实践中提出问题，然后综合运用所学知识来解决这些实际问题，培养学生从现实生活中发现问题的习惯，有利于提高学生的实践动手能力。

（4）科研性。教师可以将自己的科研课题划分成子模块向学生开放，引导学生进行研究性学习，在规定的时间内研究出结果，激发学生的学习潜能，促进学生的创新精神和实践能力的发展。

（5）创新性。研究性教学的精髓就是“创新”，教师要鼓励学生不要墨守以前实验得出的数据和结论，抱着质疑的态度进行学习，通过研究提出新的问题并解决新的问题。

（6）协作性。研究性教学突出了学生的主体地位，学生可以自主参与教学活动，教学活动的许多环节需要团队共同参与完成，这也培养了学生之间团队协作能力和沟通能力。

3 研究性实践教学环节的设计

3.1 分层实践教学模式的建立

构建以工程实践能力和研究性、创新能力培养为目标，打破传统的实践教学模式，根据专业知识体系进行分层次教学。根据电子信息类专业特点划分成学科基础层、专业基础层、专业核心层和应用提高层四个不同层次的实践内容：

（1）学科基础层实验。包括电工、电子基础、计算机基础实验。学生通过这些实验，加深对基础理论的理解，并为后续的专业创新型实验提供必要的基础能力支撑。

（2）专业基础层实验。包括电子信息技术基础、单片机、DSP原理等实验及课程设计。学生通过实际操作对专业基础的基本知识进行验证，加深对专业理论基本知识的理解。

（3）专业核心层实验。包括专业综合性类实验，是学生实践环节的核心部分，学生通过此阶段实验的训练，加深对所学专业的理论知识的认识，实际操作技能和综合能力将得到进一步的训练与提高。

（4）应用提高层实验。包括综合设计、毕业设计、研究创新课题和各类竞赛。学生可以依托教师的科研课题申请创新实验项目，为学有余力的学生提供更广阔的创新空间，进一步培养学生的实践能力和创新能力。

通过上述四个层次实验的训练，使得绝大部分学生具有设计、制作、调试和总结的能力，少数学生通过参与创新型课题和各类竞赛，具有一定的科研创新能力，这种针对不同学生采用不同层次的能力培养模式，既兼顾了大多数学生的能力培养，又突出了少数学生的个性发展，极大地提高了学生的学习主动性和解决实际问题的能力。

3.2 研究性实践教学方案的设计

单片机原理与应用是电子信息类专业的必修课程，是对实践动手能力要求很高的课程。以往的实践教学内容多以基础能力训练为主，实验内容与实际应用结合得较少，学生在实验过程中积极性不高，很难达到预期的实验效果。因此，我们制定新的实践教学大纲，改革实践教学内容，邀请企业一线从业人员共同参与讨论实践课题、内容及实施方案和目标，引入企业工程课题和教师的各类科研课题，调整目前实验类型的比例，以基础、综合设计、创新三个层次实施实践教学，辅以必要的验证性、演示性实验，增加综合设计、创新性实验比例。

首先，设计一些与实际应用密切相关的案例，如：多彩霓虹灯设计，蜂鸣器报警系统设计，花样走马灯设计，LED点阵广告牌设计、电风扇设计等。在实践教学过程中采用问题式、案例式、讨论式等教学方法，例如，在讲解多彩霓虹灯设计的时候采用逐步引导提出问题的方法，首先演示如何点亮四盏LED灯，进而提出问题：如何设计四盏LED灯的交替显示？如何设计四盏LED灯的花样显示？如何设计八盏LED灯的三种以上的花样显示？如何设计32盏LED灯的花样显示？如何将32盏灯设计成不同的造型显示？学生带着这些问题进行自主讨论，教师可以引导学生得出正确设计思路和方案，通过在PROTEUS仿真环境中调试、结果展示，并通过制作幻灯片进行演示，学生在这个过程中，积极主动地参与课题的调研、分析、解决问题，最终做出有一定现实意义的设计，使学生自主学习的能力得到提高，也为今后走向工作岗位奠定了坚实的专业基础。

3.3 合理的评分考核机制

合理的评分考核机制是检查和评价实践教学质量的重要手段之一，相对于理论课教学，实践课的考核有其特殊性。例如，对“单片机原理及应用实验”考核过程应贯穿于课程开始至结束的各个环节，期末考核成绩由基础成绩和附加成绩组成：（1）基础成绩包括项目完成情况、硬件调试情况、实验文档验收情况和平时考勤情况；（2）附加成绩包括课题创新情况、团队协作情况和科研能力评分等。

最终得出，考核成绩=基础成绩？0%+附加成绩？0%，这种考核方式改变了过去只以实验报告作为评分标准的模式，特别重视学生的创新能力及其成果。

3.4 研究性实践教学团队建设

提高实践教学质量的根本保障是建设一支高水平的实践教学队伍，可以根据专业进行划分，由理论课教师和实验技术人员组成实践教学团队，理论课教师在实验技术人员的协助下指导并参与实验过程，同时聘任企业高水平工程技术人员作为本专业兼职教师，为学生开设工程实践类的课程，提高学生的工程实践能力。

4 结束语

将研究性教学方法融入实践教学的方方面面，一方面促使教师主动去探索并重视实践教学的各个环节，另一方面培养学生的自主学习能力和实践创新能力，进一步提高实践教学质量。今后，我们将继续对电子信息类专业实践课程的研究性教学进行探索，不断完善分层实践教学模式，逐步形成学生自主学习的研究性实践教学体系。

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