工科专业研究性教学的探索与实践

摘要： 深化高等教育改革的背景下，研究性教学是培养工科创新型和应用型人才的有效途径。分析研究性教学模式的基础上，对工科研究性教学现状、研究性教学途径进行了探讨和总结。针对工科专业的特点，从研究性教学的保障体系，教学方式和课堂教学内容的选择，实践研究性教学，创新活动平台和考核方式等方面进行研究实践。教学实践表明，研究性教学能有效的提高学生学习自主性和参与性，符合工科专业培养综合应用和创新能力素质人才的目标。

Abstract： Research teaching is an effective way to cultivate engineering innovative and applied talents under the background of the reform of higher education. Based on the analysis of research teaching mode， the situations and ways were discussed and summarized. For the characteristics of engineering professional， the guarantee system， teaching methods and contents， practice research teaching， the innovation activities platform and evaluation were researched and practiced in this paper. Teaching practice shows that research teaching can effectively improve the students' self-study ability and participation， with the talent goal for training comprehensive application and innovation ability are consistent.

关键词： 工科专业；研究性教学；教学途径；教学实践

Key words： engineering professional；research teaching；teaching mode；teaching practice

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）34-0175-04

0 引言

研究性教学是有别于传统的主流教学模式，实行研究性的教学和研究性的学习，以打破传统的一言堂的灌输式教学方式，改变被动地接受知识的教学模式，形成自我学习的能力和创新的能力。2005年教育部在《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》中就已明确提出：“积极推动研究性教学，提高大学生的创新能力”。研究性教学符合国家中长期教育改革和发展规划纲要中所提出的以创新人才培养模式来培养创新人才的需求，推动研究性教学成为我国高等教育教学改革的趋势[1]。同时在“大众创业，万众创新”的背景下，推动研究性教学，促进学生的个性发展，提高本科教学质量具有重要意义。

地方本科院校主要培养具有实际应用能力和一定创新能力的应用型技术人才，其工科专业课程的设置与教学应转变到企业对人才的需求上来，以及与之相适应的教学模式。随着信息时代的深刻变革，互联网+背景下企业在技术上不断深化创新，对人才的要求发生了重大变化，既要求学生掌握扎实的专业知识，又要具备较高的综合素质和创新能力。工科专业的教育需改革传统的人才培养模式，重视学生的知识应用能力培养，这样才能得到企业的认可，增强学生的就业能力。研究性教学可以充分调动学生学习的主动性，使学生形成独立思考的能力，培养学生的创新能力，进而培养创业的能力。探索研究性教学的生态体系，深化产教融合，以形成地方应用型本科工科人才培养持续发展之路。

1 研究性教学的内涵

研究性教学的核心在于从探索、发现的观点出发，引导学生主动学习知识，发现并解决问题，以科学研究的方式教会学生发现并应用知识。教学的目的是让学生系统掌握学科基础理论知识并解决实际应用，其最终效果是提高教学质量，培养高素质应用型人才[2]。在当前高等教育阶段获取知识的途径和手段越来丰富，学习的方式多种多样，但是知识体系是一个系统工程，仍然离不开老师的传授和讲解，在教学过程中就要解决如何让学生掌握学科知识并运用这些知识。

在研究性教学中老师和学生都是参与者，以教师为引导，以学生为中心，在研究中学习知识，在学习中研究，将重知识传授转变到重知识学习的理念，实现学生自己教会自己，形成知识体系。通过将知识学习与研究创新结合，增强教师与学生的互动，将理论与实践真正联系起来，改变要么是教师为中心的教学，要么是以学生完全自我学习的观点，培养学生主动探究，自我学习以及创新思维的教学活动。

工科专业的特点决定了开展研究性教学离不开与科研课题的结合。研究性需要发现问题，查阅资料掌握其相关理论基础和结论，思考找出问题的关键所在，提出新的解决技术问题的方法并进行论证，这一过程融入了启发、探索、互动、讨论等活动，符合研究性教学的规律。将应用型的研究课题引入教学中，可以很好地提高学生去探究知识和实现应用解决，有效的实现学生学习和掌握知识，增强学习的主动性和自信心，激发学生学习和探索的兴趣，开展创新性的活动。研究性教学要求教师要有深入的研究基础，对自己的研究方向和教学课程要有丰富的积累，以科研成果的过程促进教学，教学相长，实现提高学生综合素质和核心能力的目标。

2 工科专业研究性教学现状

国外工科研究性教学模式开展较早，在我国自二十世纪九十年代推广以来，首先在部属综合性高校开展，进行了有效的探索，取得了有益的经验。而地方性高校2005年后逐渐开展研究性教学，结合学校自身特点，开展了探究性、启发式、问题式、任务驱动等不同的教学方式，在专业课程教学研究性教学改革实践中取得了一定的成效，但还有许多值得思考的地方[3]。

2.1 研究性教学推行的实施路径和体制障碍 研究性教学有别于传统教学模式体制，实施研究性教学涉及到学校层面、教务管理部门、二级学院、教师和学生，但目前大多数高校开展研究性教学都是由教师进行课程内容和教学改革模式进行，各行其是，最多涉及到二级学院，并未切实重视起来，缺乏深层次的理解。在教学制度制定，软硬件资源配套，增强教师的研究性意识，学生的管理和学习模式不能很好的整合以支持研究性教学，没有统一的规划，未纳入到体系内，造成推行研究性教学的主要障碍。

2.2 教师对研究性教学的思维认识问题 在进行研究性教学活动时教师存在自身的问题，一是在认识上没有统一，教学的目的是学生知识获取知识的能力，以学生为中心，教师重在知识梳理引导，培养学生应用能力和创新创业意识，这样的研究性教学理念未能真正树立。加上机制体制问题，并不是所有的老师都愿意开展研究性教学，只集中在部分教师，各行其是。不同的教师对研究性教学的内涵理解不一样，往往基于自身对教学的理解和总结，缺乏专门的研究性教学讨论和培训。二是从研究性教学效果来看，学生的基础参差不齐，工科专业班级人数较多，教学效果不理想。三是研究性教学基于研究，需要教师花费时间和精力进行课程内容的准备，能够投入到研究性学习的时间精力有限，增加了研究性教学继续进行的难度。

2.3 课程设置不合理 工科专业的课程体系设置与培养目标相结合，课程的合理与否决定了是否适合开展研究性教学，学生课程的多少决定了学生是否有精力投入到研究性学习中。同时，一些课程适合研究性教学，一些课程则不适合，这就存在哪些课程来开展研究性教学的问题，研究性教学课程的课时安排如何设置。随着技术的发展，专业知识更新快，企业对人才的技术需求除要求掌握专业理论知识，还要求实践应用能力和掌握新的技术，而课程设置的把握跟不上研究性教学需要，教学资源也相对匮乏。

2.4 学生对研究性教学的参与度 研究性教学以学生为中心，要求学生积极参与教学的各个环节，主动探求知识，形成解决问题，培养创新能力的人才。由于学生的基础参差不齐，在以往的长期学习中大部分学生习惯老师将内容完全给其呈现出来，只是机械的学习和完成布置的任务，缺少主动探索和创新的积极性。而教学过程中研究性问题涉及的内容新，知识面广，大学生创新实践能力的培养集中于少数学生，一般是通过课堂外来实现，创新活动只是少数人的兴趣或者通过选拔来实施，整体效果较弱。研究性教学如何把局部的创新活动纳入到整体，需从教学计划进行突破。

2.5 研究性教学的评价制度 现行的学校评价制度不符合研究性教学的教学规律，既有对教师的评价，又有对学生的评价，对教学内容，教案，考核作了相对严格的规定，教师灵活把握的尺度很小，很难突破传统的考核方式。研究性教学涉及到传授知识、教学材料、授课方式、学生学习的方式和学习过程多方面的内容，都需要一个完善的评价机制，现有的教学评价体系难以衡量这些方面，无法反馈研究性教学效果如何。

3 工科专业研究性教学途径

当前地方应用型本科院校面临重要的转型机遇期，如何培养学生发现问题，解决问题的能力，培养学生的创新创业素养，加深对专业、应用实践的理解，激发学生不断创新和学习的动力，提高其创新的能力，研究性教学是必然的选择。为了更好的探究研究性教学，体现研究性教学效果，本课题提出工科专业研究性教学的途径。

3.1 研究形成应用型创新人才培养与研究性教学的保障体系 随着高等教育的转型改革，应用型大学的建设，以及互联网+创新创业教育环境的形成，传统的教学模式已经成为提高办学水平和办学层次的障碍，甚至面临学校办不办得下去。如何在激励的竞争中把握先机，高校应结合自身培养目标，从顶层设计，着眼于学校整体教育教学改革，加强理论研究和可行性论证，学校各部门通力协作，加快更新教育理念，外引内培增强师资队伍力量，调整教学内容，创新教学管理体制，构建合理的课程体系和教学评价体系， 扫清研究性教学实施的上层障碍。在研究性教学过程中，教务处担负着重要的角色，真正起到教学服务的作用，给予教师更多的自和灵活的教学，破除各种条条框框，激发教师开展研究性教学的动力。

3.2 加强师资队伍建设 教育教学中培养创新型应用人才得有教师的教学，这对教师的知识和能力提出了更高的要求。教师开展研究性教学需要有科学研究的能力，合理的知识结构、专业技能、教学能力、宽广的视野和对课堂掌控的能力。将这些素质要求纳入教师研究性教学培训中来，使教师形成研究性教学意识，科学研究和问题意识，理解研究性教学的本质，研究的目的是为了更好的进行教学，提高教学质量和人才培养质量。构建“双师型”师资队伍。研究性实践教学作为研究性教学的一部分，包括实验、实训、实习、毕业设计、科研训练计划、创新创业训练等，“双师型”教师既能讲授专业理论课，又能进行实践教学的指导。

3.3 调整课程设置 合理的课程设置是一个长期的实践经验，通过调研成熟的课程研究性教学，观摩讨论，形成共识，将工科专业知识与实际问题紧密结合，形成适合的研究性教学课程和教学内容。教学过程找准问题的切入点，充分激发学生主动学习的欲望，发挥学生的主观能动性，进行研究性学习。

3.4 构建研究实践性教学体系 理论环节讲解的是专业知识的基本原理，而实践环节注重专业知识的应用，培养学生的应用能力和创新能力是实践教学阶段的主要目标。将理论知识与实际问题相结合，实现应用问题的分析、论证和解决，对专业知识在实际应用中有直观的认识，从而主动发现问题、提出问题、研究问题，总结分析来寻找答案，在训练和锻炼中来增强体验，体现了研究性和实践性[4]。构建研究实践性教学体系需与企业开展深度校企合作，共建实习实训基地，搭建实验、实训、实习、毕业设计教学平台，形成工程能力工程创新能力。

3.5 形成师生互动的教学环境 实施研究性教学的主体是教师与学生，在以往教师主导性的教学过程中，学生参与的积极性不高，没有求知的热情，难于接受课堂教学内容，达不到理想的教学效果。开展研究性教学需突破传统的教师与学生的角色定位，使学生融入研究性教学的思维意识中来，充分调动参与的积极性和学习积极性，从过去被动的接受中解放出来。教师课前认真做好准备，按照课程特点选取合适的研究性教学内容，充分利用网络资源实现师生互动，对表现好的具有团队意识和创新性想法的学生表扬或加分，对不够积极的要督促，调动其参与的积极性，重视思考和团队精神，这也是职业素养的一个要求，形成热烈的课堂氛围，使学生真正成为课堂的“主人”，构建起有助于研究性教学的师生交往与对话的外部环境。

4 研究性教学在贺州学院的实践

解构研究性教学的内涵，其实质是“问题式”的教学过程，贺州学院自加入应用技术大学联盟以来，积极进行教育教学改革，着眼发展，通过调研考察，采取走出去引进来的方式，借鉴国内国外相关高校研究性教学方面的经验和启示，就如何开展工科的研究性教学进行了有益的探索和实践。

4.1 构建研究性教学的保障体系 对于地方本科而言，要实施一项改革，由于根深蒂固的思想，最大的障碍在于思想的转变和能不能打破阻力推动改革进程。纵观近年来教育改革的深入实施，地方本科院校转型发展已经推到了风口浪尖，只有实施转型发展和开展研究性教学，才能继续发展下去。

贺州学院紧紧抓住战略机遇期，通过召开全校教职员工教育教学改革大会，举办讲座、讨论交流，最终在全校统一了思想，形成了共识。一是学校进行顶层设计，管理部门加强理论上的论证和实践考察总结，各部门通力协作，着眼于整体教育教学改革，从管理服务上、教育理念更新、教学内容调整、考核评价体制、师资队伍培养等进行重构，给予二级学院和教师在教学中的灵活性，使研究性教学得以普遍开展和实施。二是成立了产教融合和创新创业中心、实习实训办、教师教学发展中心等机构，来具体推动教学改革的进行，制度设计上具备了条件。三是建立了新的教学和教师考核评价体系。这些举措使得学校、二级学院、教师、学生几者之间的关系得以理顺，解决了推广和开展研究性教学的机制体制问题，促进了教学和创新实践活动的发展。

4.2 教学方式的改革实践 研究性教学模式实施落地的关键是采用什么样的教学方法和教学手段，在课题研究实践过程表明，采用“问题式”教学方式能够很好的激发学生的自主性，结合专业内容以论题的形式布置任务，以自顶向下的方式对学生进行引导。不同的教师对研究性教学有自己开展的方式和方法，在前期的教学改革中，“问题式”、讨论式、案例驱动教学、基于情景的教学模式等；通过在计算机基础课程教学中采取基于思维训练的教学模式；对MOOC进行趋势分析和基于SPOC的高校教学，探讨、交流确定教学内容，课堂精心组织，优化教学方法，显现出一定的成效和特色，这为研究性教学和研究性学习提供了良好载体，能够充分调动学生的参与性，发挥教师的主导作用，提高学生知识应用能力。

4.3 开展研究性实践教学 工科专业课程的教学离不开实践教学环节，实践是对获得理论知识的一个验证、实践应用的过程，通过实践培养学生的实践能力和探索创新的能力，进而为应用打下基础。实践主要包括实验课、实训、实习和毕业设计几个环节：实验是对理论教学环节的原理和知识进行验证，并结合实际问题自主设计实验验证，即验证性实验和设计性实验；实训环节是一个综合过程，将所学课程的知识整合，综合运用来解决一个应用问题，在每学期结束时选择相应的课程为期两周的实训，以完成一个小型项目为主，由此完成理论到验证再到设计的过程；实习阶段是理论联系实际，专业知识与生产实际相结合的过程，检验所学知识的运用，找出存在的问题并深层次的思考和改进，培养学生的实践能力和就业能力；毕业设计是课程教学的最后一个阶段，结合实习过程，与生产应用问题结合独立完成设计，增强学生的综合实践运用能力[5-6]。

以软件工程课程为例，软件工程主要是以工程的思想方法培养学生对概念、原理、方法和相关开发技术的掌握，具备软件开发和维护的能力，熟悉软件开发的标准与规范，集理论性、综合性、实践性一体，是一门实践性很强的课程，适合研究性教学的开展。

首先，从教学模式上选择研究性教学和学生的研究性学习，优化教学方法和教学内容，研究不同的教材提取合适的内容，组织教学课题，软件工程内容与工程项目和前沿技术相结合，把握基础，注重前沿的研究性和应用。

其次，注重项目设计和实训，将企业中的项目案例引入到教学中，聘请企业工程师作为授课教师，完全以真实的案例进行教学，以项目小组的形式开展，项目小组成员开会讨论，分工合作，确定技术方案并对项目开展过程进行汇报，包括可行性、需求分析、业务分析、系统分析、系统设计，进而开发实现软件，形成文档，演练培训和运维，完全遵从企业的运行流程开发软件，深刻体会软件工程规范方法、软件测试和软件维护。

最后，建立课程的网络教学平台，平台上传相关资料资源共享，在教学平台上师生、学生与学生互动，要求完成文档文献阅读，扩大知识面，引导学生参与解决问题，探究书本已知和预知的问题，以及未知甚至没有标准的结论，通过查阅资料，对比分析，利用软件工程开发过程和方法去解决，为学生提供了一个自主学习的网络环境。

4.4 构建学科竞赛和创新创业计划平台 研究性教学的内涵是让学生主动地发现问题，调动学习的兴趣形成自我学习的能力，并运用知识创新性地解决问题，培养其综合运用所学知识实现应用解决的能力。为了培养学生的实践能力和创新能力，因此，搭建创新活动平台是有必要的，工科专业的主要平台分为学科竞赛、科研训练计划和大学生创新创业计划平台。经过近几年的积累，贺州学院已经形成了稳定的学科竞赛平台，如电子设计竞赛、“蓝桥杯”软件设计大赛、广西高校计算机应用（网页设计）大赛、“思科网院杯”大赛等，取得了优异的成绩，多人次取得广西赛区一等奖，并入围全国决赛，通过学科竞赛许多学生积极主动参与进来，并开设了相关的学科实践性教学课程，来提高学生的实践能力。积极鼓励学生参与教师的科研项目、组建兴趣小组自主申报科研项目，在教师申报的科研项目中加入对科研训练有兴趣的学生，培养学生的科研能力和研究能力，反过来更好地促进研究性教学。学校、二级学院成立创新创业基金，前期在二级进行申报酝酿准备，依托校企合作实验室和工程训练中心，在教师的指导下进行创新性和实用性设计，形成一定的成果，再申报区级和部级大学生创新创业项目，在第二届中国“互联网+”大学生创新创业大赛广西选拔赛中贺州学院获得了五金五银的好成绩，吸引了更多的学生参与到创新创业训练中来，推动了创新创业的开展。

5 考核机制

检验工科专业实施研究性教学的效果，其考核方式也应相应的改革。与传统的课程考核方式不同，课程教学的效果评价没有统一的指标和参考体系，针对不同课程实施的研究性教学应实行不同的考核方式，主要注重学生参与研究性教学的过程，创新能力和实践能力等综合素质。在软件工程课程的考核中，采取了灵活的多样化考核方式，根据软件工程过程上交各阶段文档资料，提交软件作品和使用说明书，并要求学生以小组的形式进行答辩，由教师和企业导师组成评委，保证成绩的公正客观。考核资料的收集、文献的参考、问题的分析和解决方法，设计是否突出系统性和创新性，团队的协作等方面，突出综合的学习和运用能力，激励学生主动探究和学习。

6 结论

培养具有创新性的综合素质人才是当前地方本科院校的重要任务，其有效的途径是开展研究性教学。在多年的课程教学中，围绕工科专业研究性教学和研究性学习进行了有益的探索，采取多元的研究性教学模式，改变教师和学生的角色定位，培养学生的创新精神和实践能力。从教学体制，教学途径和实践等环节来构建研究性教学模式，能很好地检验学生的综合能力，具有较好的教学效果。同时，研究性教学基于研究和探索，这一过程还会出现新的问题，还需进一步完善和推广，以便有效地开展研究性教学，更好实现人才培养的目标。

参考文献：

[1]教育部.关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见[DB/OL].（ 2005-01-07）[2012-02-07]http：//.cn/showdetail.action？id=2594505.

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