指向創(chuàng)新素養(yǎng)的大學(xué)研討式教學(xué)研究

一、引言科教融合和創(chuàng)新發(fā)展是新時(shí)代高校建設(shè)的重要特征,即以學(xué)科建設(shè)為知識(shí)體系基礎(chǔ),以科研實(shí)體為載體,把科學(xué)研究與人才培養(yǎng)有機(jī)融合,培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、創(chuàng)新素養(yǎng)和符合社會(huì)發(fā)展需求的高精尖缺人才。信息時(shí)代需要能夠自主探索、抓住新問題,提出新見解的創(chuàng)新型、復(fù)合型人才,而傳統(tǒng)的教學(xué)模式限制了學(xué)生的主導(dǎo)地位,不利于人才培養(yǎng)工作的展開。如何在教學(xué)活動(dòng)中加強(qiáng)學(xué)生主動(dòng)思考、通過師生有效互動(dòng)發(fā)現(xiàn)科學(xué)問題,并以專業(yè)知識(shí)解決復(fù)雜問題的能力,是提升大學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力的重要實(shí)踐命題。研討式教學(xué)指向解決問題,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體性原則,由教師創(chuàng)設(shè)問題情境,師生共同研討,主動(dòng)探索掌握知識(shí)技能。該模式源自德國的大學(xué),1997年,湖南師范大學(xué)郭漢民創(chuàng)造了全新的研討式教學(xué)模式。[1]此后,諸多教育工作者在教學(xué)工作中推行此種教學(xué)模式。將研討式教學(xué)融入學(xué)生科研素養(yǎng)培養(yǎng),有助于實(shí)施科教融合,強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。[2]本文從研討式教學(xué)模式對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)的重要性入手,闡述研討式教學(xué)的目標(biāo)設(shè)計(jì)、案例甄選和學(xué)習(xí)活動(dòng)等實(shí)施策略與實(shí)施細(xì)節(jié)。二、重要性及價(jià)值(一)創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)的重要性創(chuàng)新是社會(huì)經(jīng)濟(jì)增長和科技進(jìn)步的驅(qū)動(dòng)力,具備創(chuàng)新素養(yǎng)的學(xué)生是創(chuàng)造新知識(shí)、發(fā)表高水平研究成果的主要群體。習(xí)近平在中國科學(xué)院第二十次院士大會(huì)、中國工程學(xué)院第十五次院士大會(huì)、中國科協(xié)第十次全國代表大會(huì)上強(qiáng)調(diào),要更加重視人才自主培養(yǎng),更加重視科學(xué)精神、創(chuàng)新能力、批判性思維的培養(yǎng)培育。[3]加快創(chuàng)新人才培養(yǎng)是高校的核心任務(wù)之一,高校要培養(yǎng)具備創(chuàng)新素養(yǎng)與創(chuàng)新能力的人才,助力社會(huì)的持續(xù)發(fā)展和進(jìn)步。首先,在數(shù)智化知識(shí)經(jīng)濟(jì)變革的浪潮中,創(chuàng)新素養(yǎng)和能力對(duì)個(gè)體與社會(huì)的演進(jìn)至關(guān)重要,而全球化拓寬了獲取知識(shí)的途徑,學(xué)生可以自主調(diào)研、分析國內(nèi)外專業(yè)知識(shí)的最新進(jìn)展,提高學(xué)術(shù)素養(yǎng),形成國際化視野。然而,傳統(tǒng)教材和教學(xué)方法無法實(shí)時(shí)更新,難以避免課堂教學(xué)與社會(huì)發(fā)展脫節(jié)的問題,導(dǎo)致學(xué)生接觸的知識(shí)相對(duì)局限。其次,專業(yè)理論知識(shí)存在抽象、枯燥的現(xiàn)象,學(xué)生無法及時(shí)消化,直接影響未來培養(yǎng)人才的實(shí)踐應(yīng)用。同時(shí),學(xué)生自身知識(shí)體系有限,無法進(jìn)一步深入。將創(chuàng)新訓(xùn)練融入理論教學(xué),加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解,進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力,切實(shí)回答學(xué)生“學(xué)這個(gè)有什么用”的問題,有助于提升學(xué)生的專業(yè)認(rèn)同感。最后,創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)的過程是學(xué)生不斷學(xué)習(xí)與適應(yīng)新信息和技術(shù)的過程。在這一過程中,學(xué)生不僅能夠提高自主學(xué)習(xí)和適應(yīng)能力,而且可以從創(chuàng)新課程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中增強(qiáng)自信心、自主性和自我驅(qū)動(dòng)力,學(xué)會(huì)坦然面對(duì)挑戰(zhàn),接受失敗,克服懈怠,持續(xù)成長,為后續(xù)成為應(yīng)用型人才奠定基礎(chǔ)。(二)開展研討式教學(xué)的重要價(jià)值1.自主學(xué)習(xí)方式的實(shí)踐傳統(tǒng)教學(xué)通常是一種單向的知識(shí)傳遞,學(xué)生被動(dòng)接受信息,與教師的互動(dòng)較少,這在一定程度上限制了學(xué)生的積極參與和主動(dòng)學(xué)習(xí)。研討式教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生主動(dòng)研究課堂材料、參與討論、查閱資料,鼓勵(lì)學(xué)生積極參與討論、提出問題和獨(dú)立思考,以學(xué)生主體地位為基礎(chǔ)。同時(shí),開展研討式教學(xué)讓學(xué)生自主思考問題,從多種角度提出新的觀點(diǎn)和創(chuàng)新解決方案,有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛力,對(duì)學(xué)生的終身學(xué)習(xí)至關(guān)重要。此外,研討式教學(xué)需要進(jìn)行小組討論和合作項(xiàng)目,對(duì)提高學(xué)生的合作能力也有積極作用。2.創(chuàng)新思維模式的構(gòu)建通識(shí)類平臺(tái)課注重學(xué)生德、智、體的全面培養(yǎng)，使學(xué)生擁有一顆善良、友善的心靈，并且能夠充分的提高自身的分析和判斷能力，具備良好的表達(dá)能力，了解我國的歷史，關(guān)注國內(nèi)外形勢(shì)，提高學(xué)生的整體素質(zhì)和品格，以便將來更好的職業(yè)發(fā)展。在進(jìn)行通識(shí)類課程設(shè)置過程中要注意的是將語文、數(shù)學(xué)、英語、體育、軍事、形勢(shì)、政策、計(jì)算機(jī)、職業(yè)生涯規(guī)劃、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用、中國近現(xiàn)代史、馬列主義、毛澤東思想、鄧小平理論、三個(gè)代表、八榮八恥等課程內(nèi)容進(jìn)行合理的安排和設(shè)置。研討式教學(xué)側(cè)重解決專業(yè)知識(shí)相關(guān)的實(shí)際問題,學(xué)生能夠?qū)⒄n堂學(xué)到的知識(shí)和思維模式應(yīng)用到實(shí)際生活與學(xué)習(xí)中,培養(yǎng)實(shí)際問題解決能力。研討式教學(xué)鼓勵(lì)學(xué)生面對(duì)同一個(gè)案例持不同的質(zhì)疑觀點(diǎn)并尋求答案,有助于培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和創(chuàng)新思維,尋求新的解決方案。研討式教學(xué)鼓勵(lì)學(xué)科跨界的交流和討論,有助于促進(jìn)跨學(xué)科思維的培育。[4]學(xué)生在研討式教學(xué)中需要評(píng)估自己的觀點(diǎn)和參與角色,這有助于他們不斷改進(jìn)與反思自己的學(xué)習(xí)方法和思考過程。在研討式教學(xué)中,學(xué)生需要清晰地表達(dá)觀點(diǎn)和思想,從而鍛煉自身口頭和書面溝通能力。三、研討式教學(xué)策略(一)設(shè)計(jì)指向創(chuàng)新素養(yǎng)的目標(biāo)1.創(chuàng)新知識(shí)雖然研討式教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的角色與參與度,但教師前期的課程目標(biāo)設(shè)計(jì)與課堂引導(dǎo)對(duì)課堂效果至關(guān)重要。研討式教學(xué)的核心理念是問題導(dǎo)向,即采用問題導(dǎo)向啟發(fā)式教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入高階思考。因此,有效挖掘隱性創(chuàng)新知識(shí),包括潛在機(jī)制和原理等創(chuàng)新知識(shí),有助于學(xué)生對(duì)相關(guān)概念的深入理解,并提高學(xué)生探索的興趣。具體來說,一方面,教師可以從已有基本概念入手,結(jié)合當(dāng)前最新研究論文和報(bào)道,由淺及深引出問題進(jìn)行思考,增強(qiáng)學(xué)生理解基礎(chǔ)概念、創(chuàng)新知識(shí)探索的能力,為未來解決實(shí)際問題奠定理論基礎(chǔ)。另一方面,學(xué)科交叉有助于催生知識(shí)新增長點(diǎn),是驅(qū)動(dòng)知識(shí)創(chuàng)新的有效途徑。例如,針對(duì)典型交叉學(xué)科環(huán)境學(xué)科,由環(huán)境污染的基本知識(shí)概念展開,圍繞近三年全球范圍內(nèi)產(chǎn)生重大影響的環(huán)境污染事件及研究熱點(diǎn),從感官角度加強(qiáng)學(xué)生對(duì)交叉知識(shí)的認(rèn)知,分析污染來源、現(xiàn)狀,鼓勵(lì)討論有效的處理措施,最終總結(jié)和提煉其中的核心知識(shí)點(diǎn),可以進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對(duì)創(chuàng)新知識(shí)的理解,進(jìn)而幫助學(xué)生構(gòu)建創(chuàng)新知識(shí)圖譜和體系。2.創(chuàng)新技能培養(yǎng)技能型人才是環(huán)境產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的重要需求。因此,環(huán)境產(chǎn)業(yè)的人才培養(yǎng)工作應(yīng)以相關(guān)知識(shí)領(lǐng)域或交叉領(lǐng)域的前沿技術(shù)方法與科研素養(yǎng)技能培養(yǎng)為核心目標(biāo),讓學(xué)生掌握特定技術(shù)方法的原理、適用場景,分析討論該類技術(shù)方法的優(yōu)勢(shì)與局限性,并類比探索同類科學(xué)問題場景。在具體教學(xué)中,可以引入特定案例,以核心問題作為引導(dǎo),借助高校實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)置課程實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生主動(dòng)思考技術(shù)手段的課題的可行性,激發(fā)學(xué)生的邏輯思維和創(chuàng)新技能。例如,要加強(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際環(huán)境與健康問題的技能,就需要加深學(xué)生對(duì)自身創(chuàng)新能力的認(rèn)可程度,鼓勵(lì)學(xué)生親自動(dòng)手。為此,教師可以提供傳統(tǒng)的創(chuàng)新技能介紹和最新相關(guān)領(lǐng)域手段方法,如傳統(tǒng)樣品分子生物學(xué)手段和現(xiàn)有多組學(xué)分析手段,分析原理與適用場景、理論技術(shù)對(duì)應(yīng)的研究性論文和專利,讓學(xué)生討論分析現(xiàn)有方法的利弊、如何有效結(jié)合傳統(tǒng)分析方法和現(xiàn)有創(chuàng)新技術(shù)、未來的研究方向等問題,并進(jìn)行課堂討論。教師需要不斷加強(qiáng)對(duì)學(xué)科前沿領(lǐng)域的把握,整合適于學(xué)生深度學(xué)習(xí)的教學(xué)資源,引導(dǎo)學(xué)生課后繼續(xù)開展探索性學(xué)習(xí)。(二)聚焦創(chuàng)新素養(yǎng)的精選案例導(dǎo)入教學(xué)案例的設(shè)計(jì)導(dǎo)入是創(chuàng)新素養(yǎng)研討式課程的中心環(huán)節(jié)。甄選設(shè)計(jì)思路清晰、成果導(dǎo)向明確的教學(xué)案例是課程的內(nèi)在要求。1.基礎(chǔ)創(chuàng)新基礎(chǔ)創(chuàng)新是科技創(chuàng)新的源頭。除了探索自然奧秘、拓展人類的認(rèn)知邊界,基礎(chǔ)研究也是破解“卡脖子”難題的關(guān)鍵“開關(guān)”。[5]基礎(chǔ)創(chuàng)新雖然表面上并未直接指向解決實(shí)際問題,但原理機(jī)制不明難以做出原創(chuàng)性、革命性的科研成果?；A(chǔ)研究是經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展的重要奠基石,科技部和自然科學(xué)基金委歷年來都強(qiáng)調(diào)了對(duì)基礎(chǔ)研究的重視和關(guān)切。因此,將基礎(chǔ)創(chuàng)新融入高校學(xué)生的教育環(huán)節(jié)至關(guān)重要。為此,教師可以參考研究生學(xué)術(shù)課題選題,為課程選定主要的研究方向,選擇一些學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域的典型案例,剖析重要的、核心的理論基礎(chǔ)研究發(fā)現(xiàn)。典型案例包括但不僅限于探索生命科學(xué)、人類健康、公共衛(wèi)生等方面,以及首次在全球范圍內(nèi)提出的理論知識(shí)、理論技術(shù)方法或具有重大科學(xué)價(jià)值及應(yīng)用潛力的科學(xué)理論層面的創(chuàng)新。典型案例需要著重講述學(xué)術(shù)研究的進(jìn)展與以往研究的突破點(diǎn),歸納凝煉其背后涉及的主要理論知識(shí)點(diǎn),同時(shí)涉及學(xué)術(shù)規(guī)范、道德和學(xué)者優(yōu)良的學(xué)術(shù)素養(yǎng)的傳承,探討分析引起社會(huì)關(guān)注的原因及未來的影響力,讓學(xué)生可以從中了解科研領(lǐng)域的基礎(chǔ)創(chuàng)新如何推動(dòng)知識(shí)的前沿性發(fā)展。2.技術(shù)創(chuàng)新選用的技術(shù)案例需要適當(dāng),要符合教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)創(chuàng)新類案例包括但不僅限于應(yīng)用研究和開發(fā)研究項(xiàng)目,體現(xiàn)技術(shù)思路、原理和方法創(chuàng)新,能夠讓學(xué)生探討該技術(shù)的先進(jìn)性,并指向該技術(shù)解決的社會(huì)關(guān)注的科技問題或潛在的社會(huì)使用效益。同時(shí),教師也要組織學(xué)生分析該核心技術(shù)目前國內(nèi)外進(jìn)展及現(xiàn)有的局限,強(qiáng)化學(xué)生的問題意識(shí)和批判意識(shí),讓學(xué)生設(shè)身處地分析解決案例中的問題,激勵(lì)學(xué)生聚焦“卡脖子”技術(shù)領(lǐng)域的突破。3.融合創(chuàng)新當(dāng)前大部分學(xué)科為交叉學(xué)科。以環(huán)境學(xué)科為例,實(shí)際環(huán)境問題是綜合性、復(fù)雜性的問題,解決這些問題需要綜合多種知識(shí)技能。教師可以甄選典型的環(huán)境污染案例,基于生物學(xué)、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)和大數(shù)據(jù)科學(xué)等多學(xué)科角度協(xié)同分析,與學(xué)生進(jìn)行多層次互動(dòng)研討。教師在研討過程中要注意淡化學(xué)科邊界,在學(xué)科交叉領(lǐng)域進(jìn)行探索創(chuàng)新,讓學(xué)生學(xué)習(xí)運(yùn)用多學(xué)科創(chuàng)新思維解決實(shí)際問題,促進(jìn)融合創(chuàng)新思考。同時(shí),教師要有機(jī)結(jié)合時(shí)代特點(diǎn)與學(xué)生的興趣點(diǎn),如人工智能和深度學(xué)習(xí),并適度引導(dǎo)融合創(chuàng)新思路。(三)開展以實(shí)際創(chuàng)新問題為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)活動(dòng)1.創(chuàng)設(shè)實(shí)際創(chuàng)新問題教師在教學(xué)過程中可以創(chuàng)設(shè)基于由學(xué)生解決實(shí)際問題的項(xiàng)目,如工業(yè)化學(xué)品官能團(tuán)致毒結(jié)構(gòu)篩選與優(yōu)化。圍繞該項(xiàng)目,學(xué)生需要掌握專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)和實(shí)踐操作技能,及時(shí)調(diào)取原有知識(shí)體系,拓寬原有的知識(shí)圖譜和知識(shí)結(jié)構(gòu)。學(xué)生已具備有機(jī)化學(xué)與生物學(xué)的相關(guān)理論知識(shí),再結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)手段和理論計(jì)算模擬方法,將結(jié)構(gòu)特征納入分子描述符,創(chuàng)設(shè)理論知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用情境,層層深入,剖析關(guān)鍵問題。2.案例項(xiàng)目梯隊(duì)管理應(yīng)形成“項(xiàng)目導(dǎo)師—研究生干部—項(xiàng)目組長—團(tuán)隊(duì)成員”梯隊(duì)層次結(jié)構(gòu)。其中,課程負(fù)責(zé)教師為科研項(xiàng)目負(fù)責(zé)人,負(fù)責(zé)指導(dǎo)和課題設(shè)計(jì)優(yōu)化,幫助學(xué)生進(jìn)行科研項(xiàng)目管理。課題負(fù)責(zé)人統(tǒng)籌團(tuán)隊(duì)成員完成課題開展,包括信息共享與成果展示等。這一結(jié)構(gòu)旨在使學(xué)生學(xué)會(huì)合作、學(xué)會(huì)分析解決問題和創(chuàng)新創(chuàng)造。3.強(qiáng)調(diào)過程化考核培養(yǎng)課程考核機(jī)制關(guān)系著學(xué)生的關(guān)注重點(diǎn)。以教學(xué)課堂項(xiàng)目化為目標(biāo),以案例背景引入為基礎(chǔ),以學(xué)生實(shí)踐為抓手,建立“發(fā)現(xiàn)問題—分析問題—解決問題”的思維模式,有助于貫徹如圖1所示的“目標(biāo)設(shè)置—案例導(dǎo)入—問題情境—學(xué)術(shù)課題設(shè)計(jì)與操作—討論分析—總結(jié)評(píng)價(jià)”的實(shí)施路線,逐漸拓展和擴(kuò)充教學(xué)內(nèi)容的深度及廣度。同時(shí),教師應(yīng)增加每次課堂研討式教學(xué)階段性成果占比,如研討匯報(bào)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、小組討論與總結(jié)等。最終的考核需要綜合前期課堂各階段的學(xué)習(xí)成果,最終形成科研項(xiàng)目化論文并匯報(bào)展示成果。圖1指向創(chuàng)新素養(yǎng)的研討式教學(xué)模式(四)實(shí)施提升學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的評(píng)價(jià)任務(wù)1.創(chuàng)新綜合素養(yǎng)在科研課題的設(shè)計(jì)過程中,學(xué)生會(huì)面對(duì)各種復(fù)雜綜合的問題,如增強(qiáng)課題的創(chuàng)新性、研究意義和可行性,讓課題基于基礎(chǔ)理論知識(shí)但又不局限于課本知識(shí)。因此,學(xué)生需要在掌握課本知識(shí)的基礎(chǔ)上,主動(dòng)查閱文獻(xiàn)資料,積極探索學(xué)習(xí)新的理論和技能,組成小組團(tuán)隊(duì)聯(lián)合探討設(shè)計(jì)課題的合理性與科學(xué)性。課程本身需要具備一定的競爭性質(zhì)與合作性質(zhì),使學(xué)生在前期課題設(shè)計(jì)過程中自主學(xué)習(xí),通過個(gè)人文獻(xiàn)查閱,對(duì)該知識(shí)領(lǐng)域進(jìn)行探索。課題的設(shè)計(jì)要形成“教師指導(dǎo)—研究生輔導(dǎo)—本科生探討”的多級(jí)模式,培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和個(gè)人學(xué)術(shù)綜合素養(yǎng)。2.學(xué)術(shù)創(chuàng)新寫作能力基于基礎(chǔ)文獻(xiàn)調(diào)研與優(yōu)化,通過綜合考查學(xué)生論文或報(bào)告寫作的結(jié)構(gòu)完整度、框架邏輯、數(shù)據(jù)質(zhì)量、寫作規(guī)范等,評(píng)估學(xué)生撰寫學(xué)術(shù)論文的能力和素養(yǎng)。文獻(xiàn)部分著重考查學(xué)生對(duì)國內(nèi)外研究的回顧和總結(jié),方法層面重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生對(duì)科學(xué)性和實(shí)驗(yàn)性寫作清晰度和組織性,培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)記錄習(xí)慣。評(píng)估學(xué)生整體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析和結(jié)果報(bào)告能力,從而綜合評(píng)價(jià)學(xué)生能否提出新的觀點(diǎn)、理論或方法,或者對(duì)已有觀點(diǎn)進(jìn)行創(chuàng)新性的闡釋和應(yīng)用,是否體現(xiàn)學(xué)生分析、論證問題和批判性思維。鼓勵(lì)和支持學(xué)生發(fā)表個(gè)人的文獻(xiàn)綜述或科研論文,在完成文獻(xiàn)綜述、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和結(jié)題報(bào)告基礎(chǔ)上,選擇性擇優(yōu)納入指導(dǎo)范疇,推薦學(xué)生參與科研競賽項(xiàng)目,并支持論文完善發(fā)表,將其納入最終考核成績,形成對(duì)學(xué)生的科研激勵(lì)機(jī)制。3.學(xué)術(shù)創(chuàng)新口頭表達(dá)能力在研討式教學(xué)開展過程中,考查學(xué)生對(duì)在研課題的整體把控能力、匯報(bào)演示能力、臨場問題應(yīng)對(duì)能力、口頭表達(dá)能力等。教師以學(xué)術(shù)研討會(huì)的形式讓每位學(xué)生對(duì)同學(xué)的匯報(bào)內(nèi)容進(jìn)行問答,讓學(xué)生從被動(dòng)參與到主動(dòng)投入,開始逐漸熟悉科研訓(xùn)練的一般規(guī)律與方