生探究型课教学探析

摘 要 ：分析了研究生课程的文献阅读型、探究型和课题设计型三种研讨课模式的特点.探究型研讨课是将专业基础学习和研究性学习更好结合的一种研讨课模式.分析了探究型研讨课的特征并从课堂设计、课堂组织和教学效果分析等多个方面总结了此类研讨课的教学经验.

关 键 词 ：研究生课程教学改革,探究型研讨课,教学经验

中图分类号：G643 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）42-0184-03

一、引言

2011年4月24日同志在清华大学100周年纪念大会上的讲话中讲到“建设若干所世界一流大学和一批高水平人学,是我们建设人才强国和创新型国家的重大战略举措”.为了进一步提高研究生教学质量,我校从2010年开始实施研究生课程教学模式改革,着力构建“研究性”课堂,其主要思想是将提高研究生科研创新能力的培养目标落实到研究生课程教学中,加强研究生自学能力、学习方法及科学研究能力的培养.其中核心改革措施是压缩精讲课课时,增大研讨课课时,规定研讨课课时应占总课时不少于30%.这一系列改革措施,一方面,充分调动了教员的工作积极性,让教员将最新的研究成果、最前沿的科学信息传达给学员,另一方面,充分调动了学员在教学过程中的主动性和创造性.本文作者讲授的我校信息与导航学院通信与信息系统学科研究生课程“组合导航技术”是首批参加模式改革的课程.下面作者结合在组织探究型研讨课教学的体会,从课堂设计、课堂组织和教学效果评价等三个方面,谈谈自己的心得体会.

二、三种模式研讨课特点

研讨课作为一种教学方式或教学手段,主要强调学生自主学习能力的培养,根据不同教学内容,我们把研讨课分为三种模式：文献阅读型、专题探究型和课题设计型.这三种模式各有特点.

(一)文献阅读型

此处所指的文献阅读型研讨课与上海大学提出的文献阅读研讨课有所不同,它并不是一门课程,而是作为课程教学中针对某一内容的一堂研讨课的一种教学模式.但其教学特点基本相同.

文献阅读型研讨课,其主要特点是提供前沿性知识,有助于拓展视野,有助于产生创造性的思想火花.文献阅读虽然能够提供前沿性知识,但涉及的基础知识点比较分散,单纯通过文献讨论和阅读,不利于学生系统性地学习专业基础知识.

(二)课题设计型

就是从实际研项目中分解出适合教学的子问题作为报告和研讨主题.其主要特点是可培养学员的综合科研能力.

(三)专题探究型

我们认为,报告和研讨课除了应当担负起传授前沿知识和科研方法的任务外,还应担负起强化理解专业基础知识的任务.为此,我们设计了另一类研讨课模式――探究型研讨课.这种模式的研讨课具有“专业基础学习和研究性学习相结合”的特点.

三、探究型研讨课的特征

探究型研讨课具有一般性研讨课的公共性质.同时,在探究问题的设定和解决问题的方式上具有其特殊的地方.我们定义的探究型研讨课其特征和功能是将专业基础学习和研究性学习相结合.

(一)从基础知识中提炼出研讨主题

我们认为,研究生课程的教学应当包括专业基础知识的学习和研究性学习两部分.研讨课必须担负起这两方面的任务,两者缺一不可.因此探究型研讨课的研讨主题的提出是在前面精讲课讲授完有关基础理论的基础上,从基础内容中提炼出的.

探究型研讨课一般是安排在某一模块内容精讲课后进行的.研讨主题（提出问题）的设定和选取很大程度上决定了这一模块的教学效果.同时也是决定一堂研讨课是否成功的关键.研讨主题的设定要注意两个方面：一是梯度性,即研讨主题应该是前面精讲内容的延伸,必须结合前期精讲课讲授的基础理论,是基础知识的进一步的延伸,不能是空中楼阁,空洞而泛泛.研讨主题我们希望是由学生自己提出或发现的,这样可以培养学生提出问题的能力,或对问题的敏感性与发现能力以及挖掘具有更高价值问题的能力.这些问题可能有已知的答案,但需要去验证,也可能还没有已知的答案,需要研究生利用白己的智慧和思索产生答案.二是适度性,主题设定不能过高或过低.

(二)以自主探究性方式解决问题

提出问题后如何解决问题.探究型研讨课要求学员针对研讨选题以自主探究方式解决问题.培养学员几个方面的能力：正确定义问题的能力,或正确分析问题的实质及其产生原因的能力,问题分解的能力,包括问题的时间、空间以及结构分解的能力,选择与问题求解的相关信息、知识、技能和策略的能力,知识、信息的挖掘、整合与转移的能力,对有关的资源进行最优分配的能力.

四、探究型研讨课教学实践

以我院硕士研究生《组合导航技术》课程为例说明我们在其中某一模块教学中采用探究型研讨课的教学实践.《组合导航技术》是我院通信与信息系统学科专业硕士导航工程方向的一门主干专业课程.课程全面、系统地阐述了惯性导航和组合导航的基本理论、方法及实现技术.课程从结构上分为“卡尔曼滤波理论”、“捷联惯导原理”和“多传感器组合导航信息融合”二个板块.对于每个板块我们又划分为基础理论、应用提高和综合实践三个模块.这三个模块在深度和难度上逐步递进.“基础理论”模块讲授相关内容的理论基础,以讲授知识为目的,打下基础.“应用提高”模块是在掌握基本理论的基础上,设置一些必须掌握的专题,要求学生通过编程仿真和方案设计等形式,自主学习完成规定的教学内容.这部分强调思维方法的训练.“综合实践”模块是对本板块内容的综合训练,一般是结合实际科研项目,分解出适当难度的题目,让学生独立完成.这部分强调对学生综合科研能力的培养.针对不同模块,我们采用不同的教学模式,“基础理论”模块必须是精讲,“应用提高”模块采用探究型研讨课形式开展教学,“综合实践”模块的教学方式采用文献综述或课题型研讨课方式. 由于我院本科阶段没开设了《捷联惯性导航》课程,因此捷联惯性导航原理在本门课中作为重点掌握的内容,教学安排见表l.

下面结合“捷联姿态算法分析”的探究型研讨课,介绍教学实践.

(一)课堂设计

已有基础：前面理论精讲课上,已经详细讲了姿态解算的旋转矢量算法,推导了单子样、双子样和三子样算法公式.

课堂设计：本堂课,我们的教学内容是要解决两个问题：一是要编程构建姿态解算仿真平台.也就是模拟导航计算机从陀螺输出参数开始到解算出飞机姿态的整个过程.二是有了这个平台,我们才可以对这三个算法进行分析.在什么环境下?在锥运动环境下,因为锥运动是验证姿态算法好坏的最恶劣的环境.因此,本堂课可以归结为两个自主探究问题：

1.如何构建姿态解算仿真平台,

2.应用仿真平台,对各种算法进行分析.

教学目标：

1.专业基础学习目标：深入掌握锥运动下姿态解算多子样算法原理.

2.研究性学习目标：构建姿态解算算法仿真平台,分析锥运动下算法误差,并为进一步的算法设计打下基础.

本堂课的教学设计结构图见图1.教学设计内容,要在课前一周与学生进行沟通,并确定探究主题的认领人.

(二) 课堂教学组织

1.课前准备：

（1）根据课程设计的研讨主题,指定具体的自学内容,相关的论文、专著、参考文献.并说明工具软件及编程语言.

（2）探究问题任务分析指导.教员要对学员特别是认领问题的学员作任务分析的指导.帮助学员尽快明确任务本质,理清问题求解步骤.如探究问题一,我们把构建仿真平台分解为五个层次的子问题：

A.推导出锥运动的角速度表达式,

B.推导出锥运动的变换四元数表达式,

C.锥运动姿态角真值求解流程,

D.锥运动姿态角估值等效旋转矢量求解算法.

2.主持研讨课：

（1）讨论课开始时,介绍此次讨论课的总体安排,包括讨论主题、背景知识、重要意义及价值等,时间10分钟.

（2）认领问题的研究生作主题报告,时间各15分钟.

（3）对发言内容进行简短的点评,时间5分钟.

（4）引导所有参加人员,采取质疑提问、辩论等多种形式,围绕土题进行交流发言,时间30～40分钟.

（5）讨论课结束前,结合大家讨论、提问的具体情况,对讨论课进行总结,并明确课后的任务,时间10分钟左右.

(三)教学效果评价

探究研讨完成后,对学习内容的理解、学习方法的掌握、研讨的成果、任务完成情况等探究结果进行分析.任课教员根据原定的教学目标对研讨主题进行评价,更新、补充、完善研讨主题.任课教员还应该要求研究生将原先准备情况与课堂讨论结果进行对照检查,记录学习的主要观点、思想与方法.另外,教员要对研究生的参与进行评价并记录对课堂讨论的印象.

对教学效果的评价是通过学员互评、教员评价双维度共同评价,这样可更好地推动研究生学习的积极性.评价的目的是判断学习者是否达到教学目标,并根据反馈信息决定是否需要采取补救教学.

设计了本堂探究型研讨课的教学效果评价表格,评价内容主要从探究能力的评价和研讨提问评价分个方面展开,见表2.

五、结束语

探究型研讨课是我院研究生课程教学模式改革的积极尝试,它将专业基础教学与研究性教学有机地结合起来,将提高研究生独立科研能力的培养目标落实到研究生课程教学中.通过探究型研讨课的教学,培养了学员的探究实践能力,更好发挥了学员的自主性和创造性.

探究型研讨课作为一种崭新的教学模式,还在不断的探索中.如何进一步提高探究型研讨课的教学质量还需要更深入的实践和摸索.