研究型教学对学生科学研究能力培养的效果分析

邱宏 赵雪丹 徐美 于明鹏 吴平

摘要：本文以九年间511名学生在研究型教学中科研整体训练部分的成绩和实际表现的数据为基础，分析研究型教学对学生科学研究能力的培养效果，得出以下结论：研究型教学不仅普遍提高了学生的科学研究的能力，而且在培养优秀人才方面也发挥了很好的作用。

关键词：研究型教学；科研训练；能力培养；效果分析

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）08-0063-03

高等学校教育教学的改革是推动创建具有中国特色的世界高水平本科教育的动力。学校把一流的科研优势转化为教学优势成为创建世界一流本科教育的核心观察点之一[1]。以培养学生创新能力的研究型教学的教学模式是科研与教学相结合的最好的形式。目前，研究型教学已经成为国内教育教学改革的重要组成部分，研究型教学的理论研究和实践探索都取得了很大的进展[2-6]。我们从2008年开始在物理系的专业课程中探索研究型教学的方法，在研究型教学的授课中实施了五个教学环节：（1）系统学习基础理论和专业知识；（2）科研训练；（3）学术讨论；（4）教师科研成果报告；（5）考核[7]。在探索研究型教学方法的过程中，我们深切地体会到科研整体训练部分的教学效果的好坏直接影响到学生科学研究能力和科学精神的培养，是研究型教学成败的关键。目前，我们把本科生研究训练项目（SRTP）和物理实验课程的相关研究性实验内容同研究型教学的科研训练结合起来，培养学生的科学研究能力和科学精神，有些学生还进一步拓展了他们的科研训练的工作，在学术期刊上发表了学术论文[8，9]。我们整体感觉科研训练对学生的科学研究能力的培养是十分有益的。随着研究型教学的不断推进，一个问题自然而然地被提了出来：能否用更加具体的数据对研究型教学中科研训练的教学效果进行详细的分析，从而给出研究型教学对学生科学研究能力的培养效果？对这一问题的回答，可以使人们对研究型教学有一个更加明确的认识。此外，这种依靠数据来阐述教学效果的方式，也是从另一个角度对教学学术性理论的很好的实践证明[10，11]。到目前为止，有些研究小组通过对学生的问卷调查，已经对研究型教学的效果给予了积极的评价[12，13]。此外，利用学生在研究型教学的学习过程中的一些具体数据，评价研究型教学的效果，也是一种非常有价值的、重要的评价方式。

本文以我们在物理系开设的专业课“真空技术与薄膜物理”中开展研究型教学的探索实践为依托，以九年间511名学生在研究型教学中科研整体训练部分的成绩和实际表现的数据为基础，分析了研究型教学对学生科学研究能力的培养效果，从而希望为推动本科研究型教学改革的不断发展提供有力的数据支撑。

一、研究型教学中科研整体训练部分的数据获取方法

“真空技术与薄膜物理（原课程为：薄膜材料与器件）”是物理系的专业必修课程，该课程48学时，每次授课的学生人数60人左右。从2009年（2006级的学生）到2017年（2014级的学生）为止，九年间共有511名学生参与了本课程的学习。本课程用研究型教学的方式授课[7]，其中科研训练、学术讨论和学术报告是研究型教学的核心部分，我们称其为科研整体训练部分。科研整体训练部分的目的是着重培养学生的科学研究能力和科学精神。为了评价科研整体训练部分对学生科学研究能力的培养效果，我们主要考虑了两个方面的内容：（1）给出学生在科研整体训练部分的成绩；（2）考察学生在科研整体训练部分的实际表现。

首先，给出了学生在科研整体训练部分所做工作的评分标准，其中包括对科研训练、学术讨论和学术报告的评分。具体的评分标准如下：（1）学术讨论课成绩由论文成绩（科研训练的水平）16分和答辩成绩24分构成，满分为40分；其中答辩成绩24分又由学术报告以及回答问题16分和答辩环节的课堂出勤8分构成。（2）科研训练的项目和论文必须与课程内容有关联，可以根据各组学生的兴趣自由确定；如果与课程内容无关联，则科研整体训练部分的成绩为0分。（3）学术论文要符合学术期刊发表学术论文的格式，包括：论文题目、作者、作者單位、摘要、关键词、引言、实验方法（理论依据）、结果、讨论、结论、致谢、参考文献。（4）学生自己完成实验工作或理论工作后，写出的学术论文将获得较高的分数。（5）没有参加学术讨论的学生，其科研整体训练部分的成绩为0分。（6）学术讨论的课堂出勤计入成绩，每堂课的分数为：出勤2分，迟到1分，无故缺勤0分；学术讨论总共设置4堂课（8学时）。（7）学术讨论中，每小组根据自己组学术论文的内容，完成学术报告；每小组中做学术报告的学生获得本小组的最高成绩，其他学生的成绩根据答辩中回答问题的正确程度赋分；做学术报告的学生与其他学生的答辩成绩的差值≥2分。根据上述的评分标准，对学生科研整体训练部分的完成状况赋分，给出其相应的成绩。

其次，考察学生在科研整体训练部分的实际表现，主要从以下几个方面进行考察：科研训练中是否完成了真实的科研课题（实验工作或理论工作），是否查阅了英文文献，是否用英文撰写了学术报告或论文摘要，课程完成后是否继续拓展了科研训练的工作并发表了学术论文，推荐研究生时是否用了科研训练环节的经历。

二、学生科学研究能力培养效果的分析

根据上述的评分标准，我们给出了在“真空技术与薄膜物理”课程的研究型教学中科研整体训练部分的学生成绩。图1显示了511名学生的科研整体训练部分的成绩分布。为了使得人们容易理解学生的成绩状况，把学生的科研整体训练部分的成绩由满分40分转换成为百分制。正如图1所示，学生的科研整体训练部分的成绩主要分布在80分以上，80分以上（含80分）的学生比例达到85.7%，即学生的优良率为85.7%。只有2名学生的成绩低于60分，为不合格，占比0.39%。科研整体训练部分的学生平均成绩为86.1分。此外，从2009年的2006级学生到2017年的2014级学生，各年级的科研整体训练部分的平均成绩在80.9分到89.3分之间。这表明各年级学生成绩之间的差距不是很大，学生成绩表现出稳定的趋势。上述科研整体训练部分的评分标准主要评价了学生的科研训练课题的水平、学术论文的写作水平和学术口头表达水平。因此，学生的科研整体训练的成绩在一定程度上反映了学生的科学研究能力。根据上述学生在科研整体训练部分的成绩状况可以看出，研究型教学中的科研训练普遍提高了学生科学研究的能力。

我们考察了学生在科研整体训练部分的一些实际表现。表1给出了学生在科研训练完成真实科研课题、查阅英文文献、撰写英文学术报告或英文摘要、继续拓展科研训练的工作并发表论文、推荐研究生时用了科研训练经历等的状况。正如显示在表1中的那样，约48%的学生经历了实际的科学研究过程，约42%的学生自觉地阅读了相关的英文文献，有17%的学生主动地写了研究工作的英文摘要，约3%的学生拓展了科研训练的工作，最终在学术期刊上发表了论文，有13%的学生在推荐上研究生的时候用到了课程中科研训练的经历。这里需要指出的是，在科研整体训练的评分标准中以及在授课讲解的要求中，教师并没有要求学生必须查阅英文文献，也没有要求学生用英文撰写学术报告或英文论文摘要，更没有要求学生在学完本课程后继续拓展他们的科研训练工作。但是，从表1中看出，还是有相当一部分学生主动自觉地完成了这些没有硬性要求的学习和训练内容。特别值得一提的是，约3%的学生课程学完后继续拓展了课程中科研训练的工作，在老师的指导下，完成科研课题的研究，并把科研的成果投稿到学术期刊，通过同行学术评议，发表了学术论文[9]。这些结果表明，研究型教学不仅普遍提高了学生的科学研究的能力，而且在培养优秀人才中也发挥了很好的作用，这一教学模式值得不断地推广实施。

此外，这门实施了研究型教学模式的课程，九年间课程教学的学生评教的平均分数为94.6（满分为100分）。这也表明，学生对这门课程给予了较高的评价，他们对这门课程的教学效果是普遍认可的。

通过上面的分析可知，研究型教学对于培养学生科学研究的能力是非常有效的。科研工作做得好的教师开设一些同其研究内容相关的专业课程，在上课的过程中采取教学和科研相结合的方式，实施研究型教学，并开放自己的研究室或与同课程内容相关的其他教师的研究室合作，支持学生开展真实的科学研究工作。通过这样的努力，就能使研究型教学更广泛地开展起来，使更多的学生受益，从而使研究型教学在培养创新人才方面会发挥更大和更广的作用。

三、结论

本文以九年间511名学生在研究型教学中科研整体训练部分的成绩和实际表现的数据为基础，分析研究型教学对学生科学研究能力的培养效果，得出以下结论：研究型教学不仅普遍提高了学生的科学研究的能力，而且在培养优秀人才方面也发挥了很好的作用，这一教学模式值得不断地推广实施。

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