教學科學研究全文(5篇)

摘要:為解決基礎醫學實驗教學中綜合類、設計類實驗大規模開展困難，學生思維訓練不足，多學科知識交叉融合及綜合運用能力缺乏等問題，利用虛擬仿真技術優勢，提出整合性思維培養為目標、以實驗流程再造為主線、以學科間交叉融合為重心、以思維訓練為核心的設計理念。自主研發了基于科學研究思維培養的基礎醫學虛擬仿真綜合實驗并應用于教學實踐，成效顯著，獲批國家虛擬仿真實驗教學一流課程。該文從研發背景、設計思路、建設內容、教學實踐、建設成效等方面進行經驗分享，為虛擬仿真實驗教學研究提供經驗參考。

關鍵詞:基礎醫學;實驗教學;虛擬仿真;思維訓練

隨著國家對高校實驗教學內涵發展需求，虛擬仿真實驗教學從“十二五”強調中心建設階段進入“十三五”強調自主知識產權的示范項目建設與開放共享階段［1，2］。國家虛擬仿真實驗教學項目列為“金課”使其建設及教學應用與實踐工作成為各國家級實驗教學示范中心的重要任務之一［3，4］。當前國家、社會越發趨向于創新型、復合型人才需求，使醫學教育中單一實驗內容、課程教學越發趨向于綜合、整合性實驗內容及課程教學，各醫學高校均在積極進行綜合、整合性實驗項目、課程、資源、教學等摸索與研究中［5－7］。團隊結合我校基礎醫學國家級實驗教學示范中心特點，以醫學生思維培養為目標，整合各學科實驗教學資源，進行基于科學研究思維培養的基礎醫學虛擬仿真綜合實驗項目研發，本文從項目研發背景、設計思路、建設內容、教學實踐、建設成效等進行闡述與分享，為示范性項目建設及應用提供信息參考，促進教育教學改革與研究步伐。

1項目研發背景

1．1研發意義

現有基礎醫學實驗教學中存在大規模開展綜合類、設計類實驗較難，學生科學研究思維訓練不足，設計、綜合類實驗教學效果不佳，各學科知識間交叉融合相對缺乏等問題，嚴重阻礙學生實踐能力、創新能力、科學研究能力的培養［8－10］。依托地方特色、學科特點，整合多學科資源，基于基礎醫學國家級實驗教學示范中心虛擬仿真實驗教學平臺，以整合思維培養為目標、以科學問題為導向、以已完成的科研項目或大學生創新創業計劃項目為載體、以科學研究實驗流程再造為主線、以學科間交叉融合為重心、以思維訓練為核心的設計理念(見圖1)，研發了基于科學研究思維培養的基礎醫學虛擬仿真綜合實驗項目。采用虛擬仿真實驗－實體實驗－虛擬仿真實驗方式開展混合式教學，旨在培養學生科學研究思維，整合運用多學科知識解決復雜問題的能力。

1．2學習目標

一、地方應用型高校教師教學能力提升的對策

（一）教師進企業掛職鍛煉

在保證教師待遇不降低的前提下，安排高校教師到企業，特別是具有良好業界聲望，甚至能影響行業走向的大企業去鍛煉，增強其產業化的實踐能力和對市場前沿的掌控能力。從而，讓其返校后與大學生分享專業的前沿知識和實踐經驗，做到知識來源于實踐而高于實踐。安排教師帶隊參加專業頂崗實習。注重加強應用型的師資隊伍建設，有計劃、有針對性地安排教師帶領學生參加用人單位的頂崗實習活動，讓教師和學生一同深入了解行業發展現狀，在本領域的新產品、新材料、新設備、新工藝等方面形成更多的互動交流和思想碰撞，促進師生共同學習與提升。注重師資的產學研合作培養鍛煉。產學研結合是將教育、科研、生產三者進行有機融合，相互依存、相互滲透、相互作用，并不斷促進科技進步和生產發展，也是目前高校培養師生工程創新能力的一種有效形式。高校在培養雙師型師資隊伍過程中，僅僅依靠自身的資源是遠遠不夠的，需要拆除學校與企業的圍墻，引導師資參與具有創新創業思想的產學研合作。

（二）積極參與教學和科學研究

學科是大學發展之本，任何學科一旦培育、形成，便具有科研與教學的基本職能。學科平臺既是科研平臺，又是教學平臺，而教學與科研的職責與任務是靠支撐學科平臺的學科團隊或學術團隊來承擔和完成的。因此，學科團隊的學術活動、特別是教學學術活動便內含了促進團隊成員專業發展的基本任務。大學的基本職能是教學、科研、社會服務，結合地方高校的人才培養目標上，教師的教學能力指向的領域和范圍已經遠遠超出傳統意義課堂教學，需要有更廣泛的領域。如，科學研究能力不屬于教學能力，但是如果教師在科學研究的過程中，吸納學生加入，引導學生進行科學研究的能力，就屬于教學能力。

（三）教學和課程國際化

教育國際化是高等教育發展的必然趨勢。地方高校在“本土國際化”過程中，很重要的一個途徑就是以教學和課程為突破口來實現。教學和課程國際化主要有兩種途徑：一是將國際化內容融入到課程中去，使課程內容具有國際導向，以此發展學生的國際意識，培養學生在國際化和多元化社會工作環境下生存的能力；二是培訓國際化的教師，使之能夠理解和教授國際化的課程。教師對國際化的態度影響著他們參與推動學校國際化發展規劃實施的各種活動，他們的積極或消極的態度最終決定學校課程國際化政策、計劃的制訂和落實。不僅如此，即使對國際化持積極態度的教師，但由于缺乏國際化的認知能力，也不能很好地將國際性的知識、經驗、方法有機地融入到自己的課堂教學中去。因此，對于地方高校而言，在實施本土國際化的人才培養過程中，必須通過有效的資源配置來引導教師參與課程的國際化。一是通過政策激勵，獎勵將國際化融入到課堂中去的教師，并作為其每年考評、晉升的條件等；二是提供機會，幫助講師積極參與課程的國際化，鼓勵教師進行廣泛的國際交流，如跨國訪學等；三是給予資助，支持教師參與國際化的活動。地方高校在課程國際化過程中，必須給予教師一定的資金支持，鼓勵其積極開發國際化課程；四是直接引進國外原版教材，讓外語水平較好或有國外留學經歷的教師，直接用國外原版教材講授課程。

［摘要］認知心理學是心理學專業中一門重要的分支學科。目前認知心理學教學過程中仍然存在對學科定位不夠清晰、對學科應用不夠重視、課程考核片面僵化等問題。針對傳統認知心理學課程中存在的問題，課題組提出明確學生主體、優化教學設計、引入前沿研究、細化考核標準的改革，改革培養了學生的興趣，提高了學生的研究水平，拓展了學生的應用能力，取得了一定的成效。

［關鍵詞］認知心理學；本科教學；研究型教學；課程改革

認知心理學是心理學專業中一門重要的分支學科。由于其本身以實證研究為學科基礎，并具有基礎性、抽象性、應用性等學科特點，認知心理學課程中除了教授該領域的基礎理論與講解經典認知心理學實驗以外，培養學生對本學科的學習興趣、提高學生在本學科上的應用能力、鍛煉學生的科學研究素養也同樣重要。但目前的教學過程中仍然存在對學科定位不夠清晰、對學科應用不夠重視、課程考核片面僵化等問題[1]，不利于課程目標的實現。研究型教學注重教學與科研相結合，強調以學生為主體進行研究性學習。研究型教學模式不再以傳授書本知識為中心，而是以育人為中心，以研究項目驅動教學，主張教師引導學生在完成研究項目的過程中形成科學研究的思維、獲得科學研究的經驗[2]，從而培養學生的自主學習能力、創新能力與科學研究能力。研究型教學模式最初在高等教育的大規模應用始于20世紀70年代。當時的美國已經進入高等教育大眾化的時期，為提升大學教學質量而提出了科研與教學相融合的口號，大力推進研究型教學。近年來，我國的高等院校也普遍認識到科研與教學之間相互依賴、相互促進的關系，將建設研究型大學作為辦學目標，以培養適應當代社會需求的研究型人才。研究型教學模式符合當今我國高校教學改革要求，有利于高校辦學質量的提高，有利于“研究型”教師隊伍的建設，有利于“創新型”學生的培養。對認知心理學課程進行研究型教學模式改革，符合認知心理學學科特點、學科發展趨勢，有利于發揮學生的主體作用，有利于實現學科興趣培養、應用能力拓展、科研素養訓練等更深層次的專業培養目標。針對傳統認知心理學課程中存在的問題，我們在教學過程中做出了一些基于研究型教學模式的嘗試與探索。

一、研究型教學模式課程改革的實施調整

（一）明確學生主體學生主體性歷來是眾多國內外學者關注的問題。人本心理學家羅杰斯提出“以學生為中心”的教學理論，強調“非指導性”的教育原則和方法，并提出“學校教師必須相信學生的本性是好的，是積極向上的”與“必須把學習者視為學習活動的主體，尊重學生的個人經驗，并創設心理自由和安全的情境促進學生學習和成長”的原則[3]。為了貫徹學生主體地位，我們在認知心理學課程之前設置了學前調查環節，切實做到了解學生學科基礎水平和學習實際需求。在學前調查中，我們通過“你認為認知心理學是一門什么樣的學科”“你希望通過這門課程學到什么”“你希望老師采用什么樣的教學方式”等五個問題了解學生對課程的定位、對教學內容與教學方式的要求，并根據此調查結果改進、調節教學過程。調查結果發現，39%的學生提到了“研究設計”“實驗程序”等相關關鍵詞。這說明，作為已經接受兩年學科基礎學習的應用心理學專業本科生，他們當中有相當一部分學生已經具備了整體、系統的學科思維，明確了實驗設計是心理學的重要研究技術和優勢學科特色。這要求我們在此基礎上更進一步，將提高學生的科學研究能力和素養作為認知心理學教學目標的一項重要內容。于是，我們在課程中增加了實驗研究環節，需要學生以小組合作的形式完成一次包含文獻檢索、問題提出、研究設計、數據收集、數據分析、結果呈現等各個環節的完整的科學研究活動。另外，37%的學生提到了“聯系實際”“應用于生活”等相關關鍵詞，這說明部分學生已經認識到認知心理學課程的實用價值，要求我們在教授學科基本理論的同時，將提高學生在本學科上的應用能力也納入教學目標當中。這與本課程應用性的學科特點相契合。于是我們從生活中的現象導入教學，用學科基本理論解釋實例，并在課程中補充介紹學科的應用研究。比如，在講授“知覺”一章時，就從近日在微博、微信等自媒體上廣泛轉載的圖片“有爭議的裙子顏色——白金or藍黑？”這一事例引入。還有24%的學生提到想要了解前沿研究成果，這表明部分學生在掌握心理學專業知識的基礎上，開始有意識地關注學科前沿動態，聚焦于認知心理學近年來取得的豐碩研究成果。這就要求我們在講解經典實驗設計、研究范式的同時，補充學科發展的最新研究進展。于是我們在課程中加入了國內外高水平心理學期刊中近五年的相關研究，幫助學生了解學科前沿關注的研究對象、研究方法與研究設計。

（二）優化教學設計教學設計是在教學理論、學習理論的指導下，運用系統方法對各個教學環節進行具體計劃的過程[4]。教師通過教學設計來整合多種資源、制訂教學方案。優秀的教學設計能將教學內容盡可能完整、精煉地展現給學生，節省學生的學習時間，提升學生的學習效果；能在教學過程中運用恰當、多樣的教學方法，激發學生的學習興趣，提高學生的學習能力。一般認為，教學設計包含確定教學目標、分析教學內容、了解學生特征、設計教學模式、評價教學成果等環節。在確定教學目標環節，我們綜合考慮認知心理學實證研究的學科基礎以及培養研究型人才的社會需求，在“使學生掌握本學科的基本概念、基本理論”與“使學生掌握本學科基本研究范式、主要實驗設計”的原有目標基礎上，增加了“培養學生對本學科的學習興趣、鍛煉學生的科學研究素養”等新的教學目標。在分析教學內容環節，我們對認知心理學課程中與已修讀專業課程中重合的內容加以壓縮、總結和升華，對本課程獨有的內容做詳盡地講解，避免了專業內容的重復，突出了本課程的特色內容。在了解學生特征環節，我們認識到授課對象是已經接受兩年學科基礎知識學習的學生，他們具備一定的專業基礎；并通過學前調查、與前兩年專業課教師交流的方式了解學生的學科基礎水平與初始學習能力。在設計教學模式環節，我們在充分明確教學內容、了解學生特征的基礎上，選擇了多媒體教學、課堂互動、小組合作學習等多種教學方法，并增加了研究設計課時，以便更好地實現教學目標，契合成長在多媒體、自媒體時代的90后、00后學生的認知興趣和特點。在教學評價環節，我們根據教學目標與教學模式的調整細化了課程考核標準，將學生在閱讀文獻、實驗設計、課堂討論以及團隊合作等多方面的表現都納入其中，確保課程考核能給予學生公正、全面的評價。

（三）引入前沿研究自1967年美國心理學家Neisser出版《認知心理學》一書以來，認知研究從心理學領域逐步擴大，與哲學、生物學、社會學、教育學、計算機科學、人工智能等學科相結合，成為20世紀世界科學標志性的新興研究門類。近十年來，得益于腦科學的發展，特別是事件相關電位技術（Event-relatedPotential,ERP）、功能性磁共振成像技術（FunctionalMagneticResonanceImaging，fMRl）、正電子發射斷層掃描技術（PositronEmissionTomography，PET）等多種神經、電生理技術的廣泛應用，認知心理學中形成了認知神經科學的研究熱潮，致力于揭示人類各種復雜認知活動的腦內過程和神經機制。為幫助學生了解認知心理學領域的前沿研究，我們首先在一開始的課程緒論部分中拓展補充講解了實驗認知心理學、認知科學、認知神經心理學、認知神經科學等認知心理學當前的多元發展趨勢方向，以及各方向的主要研究對象、研究方法與典型研究。在各章節內容的學習中，指導學生根據章節講授內容，如以知覺、記憶的最新研究成果為范圍，查找與閱讀近期發表的高水平文獻，從中了解認知心理學不同內容的前沿研究方向與研究成果。在課堂授課之外，我們還帶領學生參觀基礎心理學實驗室以外的、應用到認知神經科學等研究技術的實驗設備，幫助學生了解ERP腦電實驗系統、眼動儀等當前認知心理學最先進、應用最廣泛的技術設備并學習其使用方法。同時，鼓勵對科學研究感興趣并有一定基礎的學生參加教師的科研項目，指導學生在大學生創新創業大賽、畢業設計等研究項目中使用上述實驗設備對自己關注的認知心理學問題進行探索研究。

一、信息技術促進科學研究加強教育教學

1.1提高課堂教學效果依靠信息技術和科學研究。人才培養是高等學校的根本任務，教學的最終目標是培養高素質的人才。教學是人才培養的手段，而科學研究是實施人才培養的方法。高水平的大學要使信息技術和科學研究與教學形成互動關系。一方面，對于教師來說，要使教學為科研提供理論基礎，使科學研究為提高教學水平提供保證。信息技術和教學科研相結合，可以促進師資隊伍自身素質的提高。而提高教師隊伍水平和素質，建立一支穩定的學術水平高、業務能力強的教師隊伍是解決人才培養質量問題的關鍵。富有學術成果的教師參加教學工作，既能以最新的學術成果豐富教學內容，又能在教學中夯實自身的理論基礎，在科研工作中拓寬思路。另一方面，對于學生來說，也只有通過適當參加實際的科學研究，才能感受到科研的氣氛，激發出對科研工作的興趣，樹立起為科學獻身的信念。而這種氣氛、興趣與信念，對于教學質量的提高起著十分關鍵的作用。高等學校以教學為中心培養創新人才，不斷提高教學質量是主旋律。利用信息技術促進科學研究是提高教學質量的保證，利用科學研究促進教學是提高大學教學質量、培養創新人才的重要途徑。高水平的科學研究能提高現有學科的水平以及在國際和國內的地位，豐富現有學科的內涵，開拓邊緣新興學科，造就高水平的學術帶頭人，培養高水平的本科生和研究生。沒有科技信息、科研的支撐作用，老師便不能對學科的前沿和動態有及時、深入的掌握，往往淪為呆板的教書匠，難于提高教學質量。基于這種理念，要有針對性的提高全院教師的教育觀念，使教師充分認識科研對于教學的促進作用。讓他們體會到信息技術不僅可以增強教學的深度，拓展教學的廣度，而且可以更新教師的知識結構，完善教師的知識體系提高教師的綜合素質。現代教育的一個重要標志就是教育行為對教育科學研究的依賴性。在實施素質教育的進程中，教師只有不斷地利用信息技術，研究教育教學規律，不斷研究教材，教法及學法，才能使自己在教科研的實踐活動中形成較高的教學能力。要求和鼓勵教師把科研與教學有機地結合起來，把科研成果帶入課堂，把最新的知識和信息傳遞給學生，促進教學質量提升。

1.2優化教學方法提高教學質量。為了不斷提高教學水平，教師必須依靠新的科學技術，參加科學研究和教學方法研究。而作為教學活動的設計者和組織者，教師主導課堂教學活動的全過程。在教學中他們面向全體學生，結合新的科學研究成果，發掘每一個學生的潛能，通過科學研究手段，提高學生創新能力。教師運用新的多媒體教學方法與手段，開展新時期的教學方式研究，充分利用網絡技術，發展新的授課手段，從視覺、聽覺等各個方面強化授課內容，從文字、動畫、圖片、視頻、聲音等多角度激發學生的求知欲，從而形成一套完善的多媒體教學課件，為教學提供新手段。在教學過程中我們實時地把教學內容在精品課程網站上傳送，實現“課堂互交、網絡互交”的實時教學模式。精品課程系統分為以下模塊：教學大綱、教案、課件、實驗教學、在線答疑、在線練習、習題及試題庫、參考資料、專家評價意見、學生評價意見、歷年畢業設計、相關資料。特別是在線答疑模塊，利用網絡的交互功能為師生提供了一個交流平臺，老師在這里不僅可以回答學生提出的問題，更能對學生進行專業思想教育，通過為學生提供專業領域新的知識使老課程充滿活力。同時，網站還建立了在線反饋系統，學生可以對教學、輔導等情況做出自己的評價。測評調查是客觀反映學生對教學滿意程度的展示板，每項內容的結果都有詳細的統計，有利于教師通過學生的眼睛了解自己課堂的優勢和不足，對改進教學有一定的作用。這些課程建設完全對學生開放，使學生在網站上可以進行自學、討論、練習等，實現了教學手段和方式的多樣化、網絡化，有了積極效果。

二、利用信息技術提高學生綜合素質，培養全面發展人才

2.1信息技術可以加強培養學生課外活動的興趣。利用信息技術可以增強學生的科研興趣，提高科研能力。大學是一個人成長的關鍵時期，這個階段將初步奠定一個人的知識基礎，其思想方法、思維方式以及世界觀和價值觀等也在這個階段基本形成。在這期間，教師的基本活動——教學，貫穿于學生的整個學習過程，教師的素質也影響著學生。因此，教師的科研實踐活動不僅要優化自身的知識結構，提高學術水平，豐富教學內容，使知識、能力、素質全面發展，同時也應促進對創新人才的培養，為本科生舉辦外語學習、計算機能力培養、政治形勢分析、體育活動、課外科技活動、學科專業前沿科技專題講座等豐富多彩的活動。可以極大地激發學生學習的熱情和科研興趣，使學生在刻苦學習課堂知識的同時，能聯系實際，發揮想象力，勇于創造。通過這些活動可以使學生的理論知識得到充分的實踐，開闊視野，增強創新能力。

2.2利用信息技術提高學生畢業設計實踐能力。學生通過參加科研活動，提高了自身的實踐能力和動手能力。根據經濟社會發展的需求，以學生全面發展和學校的定位為依據，遵循育人為本，學以致用的教育理念，不斷優化人才培養方案，強化實踐教學，有效地拓寬了學生的專業口徑，夯實了基礎理論，提高了畢業生的工作適應性。特別是學生畢業設計和畢業論文與教師科研項目相結合的比例大大提高，升華了畢業設計和畢業論文的質量。畢業設計是培養學生綜合運用所學知識和技能進行工程技術和科研基本訓練的主要教學環節，是學生培養階段教學質量的綜合檢驗，也是大部分學生從大學走向工作崗位的重要過渡階段。而教師利用信息技術編寫教材過程中，要注意將多年的教學經驗與科研成果合理地融入教材中，目的是使學生明確并掌握設計方法在實際設計中的應用，對培養學生運用方法解決工程實際問題大有裨益。針對本科生的特點，教師在編寫過程中，要注重內容編排上的系統、完整、合理，語言文字要通俗易懂、重點突出，而且大多數章節后都要配有習題，對加深理解優化設計的基本概念、方法很有幫助；同時在附錄中配一些常用方法，讓學生上機實驗或實際應用。通過畢業設計，可以培養學生綜合運用所學基礎課、技術基礎和專業課的知識，提高學生分析和解決工程技術問題的能力，并使學生受到具有高級技術人員能力的綜合訓練。例如，查閱文獻和收集資料的能力、理論分析能力、制定設計方案能力、總結提高撰寫論文和設計說明書能力等。另外，還培養了學生的創新能力和團隊精神，樹立良好的學術思想和工作作風，學生反映良好。

作者：舒坤堯 單位：華北水利水電大學

一、完善組織建設，增強學科建設的凝聚力

學科建設是一個系統工程，不是一兩個人能夠完成的，需要一個完善的組織體系作為領導、協調機構，這樣才能大幅提升控制科學與工程學科的建設水平，在師資隊伍、科學研究、人才培養和國際合作交流等方面出臺有利于學科發展的政策制度。為此，應在學院內部成立“控制科學與工程學科建設委員會”，由學院領導班子、各學科方向負責人組成，負責領導學科整體建設方案的制訂，監督學科建設方案的實施，協調各分學科之間的關系，并根據學科建設情況對相關集體和個人予以表彰和獎勵，形成學院學科建設的“正合力”。

二、“內外兼修”，提升師資隊伍質量

學科建設是一種人的主觀活動，因此，優秀的師資力量對于學科建設具有重要的促進作用，師資隊伍的建設應該具備戰略眼光，超出原有的領域范圍。

1.設立特聘教授崗位。聘請國內外知名教授，講授本學科核心課程，指導博士生、碩士生；正確把握本學科的發展方向，提出具有戰略性、前瞻性、創造性的研究構想，帶領本學科在其前沿領域趕超或保持國際先進水平；面向國家重大戰略需求和國際科學與技術前沿，積極爭取并主持國家重大科研項目研究；在本學科領域開展原創性、重大理論與實踐問題研究和關鍵領域攻關，力爭取得重大標志性成果；領導本學科學術梯隊建設，根據學科特點和學科發展需要，組建并帶領一支創新團隊進行教學科研工作。

2.設立講座教授崗位。開設本學科前沿領域的課程或講座，指導或協助指導博士生、碩士生；對本學科的發展方向和研究重點提供重要咨詢建議，引領本學科跟蹤國際學術前沿；面向國家重大戰略需求和國際科學與技術前沿，積極組建或參與組建一支具有國際先進水平的創新團隊。

3.青年骨干教師支持、引進計劃。根據青年教師自身的基礎條件、技術特點及發展潛力，對青年教師實施分類培養，即基礎研究類、應用研究類、理論教學類、實踐教學類培養。學院、學科方向帶頭人、青年教師共同研究、制定青年教師的研究方向、發展目標、培養計劃、考核辦法等，鼓勵青年教師出國攻讀學位，出國進修，通過多方渠道加強與國內外著名高校、研究機構和專家的聯系，為青年教師到國際一流大學，師從一流大師提供便利條件。同時，每年預留教師編制，主動招聘外校授課、科研等方面表現優秀的青年教師和儲備人才。