从两个实践模式看本科基础课研究性教学的实施

一、本科基础课实施研究性教学的重要性及困境

1．重要性

原教育部副部长周远清同志常说：上世纪90年代以来，教育部所推出的一系列旨在提高本科教学质量的措施中，有一条主线就是提高基础课的教学质量。由此可见基础课在提高本科教学质量中的重要地位。

2005年1月，教育部颁布的教高[2005]1号文件《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》中单列了一款(第11款)明确要求；“积极推动研究性教学，提高大学生的创新能力。”这份针对本科教育的政府文件首次明确使用了“研究性教学”一语，标志着以研究性教学为视角，推动并优化我国本科教育改革成为国家要求。2006年4月18日，周济部长强调，“推进研究性和启发式教学，培养学生的创新意识和实践能力。”

因而，要提高本科教学质量必须提高基础课教学质量，而提高基础课教学质量，必须引入研究性教学这种高级教学形式。

2．困境

但是，同专业课和课外科技活动相比，在基础课中实施研究性教学有诸多困难，表现在：

(1)要找到与教学进程匹配的成系列的可供研究的真实问题之难。本科基础课都是成熟的学科，子子孙孙学着同样的内容、做着同样的习题，教师的科研项目又太前沿，按传统教学，则本科低年级学生根本无力展开研究，甚至弄懂问题都很难。加上长期的讲授式教学，师生的问题意识都很淡漠。对应的教材出版物十分缺乏，且其真实的前沿问题还需要经常刷新。

(2)基础课往往课时紧，内容多，进程快，对于有利于创新能力培养却较费时，需要师生精力较大投入的研究性教学，缺乏必要的制度支持环境，因而缺乏变革的动力，仍习惯于传统的教师讲、学生听，然后一张试卷定成绩的教学模式。

以工科物理为例，大多120学时左右，要在两学期(有的甚至1学期)内完成教学任务，学生将这门课叫做“霸王课”，因为课时长、内容多、不及格的多、得高分不易。教师赶进度，学生疲于应付，加上很多高校对于基础课实行统考制度，教师不必要也不敢改造教学内容实施研究性教学，因为学习改造变成了风险。再加上很多学校对教师评价以科研取向，不利于在研究性教学上的精力投入。笔者也发现，大学中研究性教学做得好的、舍得投入精力的以教授居多，职称低者都要忙科研上职称。

(3)学生对基础课学习不重视，不愿多花精力。很多学生想一下子接触专业课，认为基础课用处不大，只是完成作业，考试过关就行了，把时间用到了外语学习等认为有用的知识学习中，表现出一种浮躁心理。再加上基础课往往在本科低年级开设，而刚从紧张的高考中松弛下来的本科低年级学生存在诸如理想的大学与现实的大学的矛盾，目标失落与确立新目标的矛盾，价值选择与冲突的矛盾，学习依赖与自主的矛盾等困惑，严重干扰着基础课的学习，干扰着学生对学习的潜心投入。

(4)教学制度有待创新。传统的基础课教学制度支持着只是知识层次高深一些、而教学方式与中学相比没有什么两样的教学，即教师讲、学生听，然后做条件刚好用完、有确定答案的作业，最后考一张试卷的教学程式。而对于基础课实施研究性教学中所涉及的诸如课程论文如何算成绩?学生的学术报告如何算成绩?教师的高投入，特别是研究性教学初期精力的高投入如何算工作量?如何与科研工作量打通?实施研究性教学需要的物质条件如学生上网、电子图书、论坛活动等如何保证?个别教师的“点”的实施与全体教师的“面”的协调等，都需以制度形式固定下来。尤其是在模式形成初期需要精力的高强度投入，其初期的探索可能成效并不显著，更需要鼓励、宽容与支持，需要制度氛围的支持。

因而，实践中形成的成功的研究性教学模式便极有影响力和榜样价值。

二、两个实践模式的比较

华中科技大学李元杰教授的本科“工科物理” (以下称李教授)和南京大学卢德馨教授的本科“基础物理”(以下称卢教授)的教学实践都达到了很高的研究性教学水平，都因此而获第一届高等学校教学名师奖，前者还被评为国家级精品课程。看看他们的学生论文，不能不惊叹其水平之高。这两个实践模式在数次全国交流中引起了很大反响。

比较这两个模式极有意义。比较的目的是为了学习与超越，为了探讨本科基础课实施研究性教学的规律。且他们都是同一门课程，课程教学目标差不多；学生层次，教师层次也差不多，因此有比较的基础。

1．共性

(1)都开发了大量的供学生研究性学习的资源。李教授提供学生Java学件180例，Flash动画120例，C学件400例，300个C++课件和avi数字化小电影，总数达千余种，提供研究性学习的平台——学生用计算机模拟软件平台，新编写了100多道研究性学习习题，与传统习题大不一样，没有统一答案，没有最好的答案，有较大的知识拓展与转移空间，体现知识的整体结构。卢教授在课程论文环节中培养学生选题能力，如研究单摆去掉一个或几个限定条件后的运动，如此有255个问题；其教材中列出了200多种文献，文献包括了经典、专业、通俗三个层次的56种参考书；将一些知识点集成案例进行教学；改造和增加可供研究的无标准答案的、条件需挖掘的习题。

(2)都非常重视在教学中实实在在地体现出知识的获得过程，体现出发现科学真理的认识过程，使教学过程体现出探索性，激发学生的创新精神，培养创新能力。李教授的基本思想就是从以教师讲授为主转变到教师指导下的以学生为主体的学习；从单一传授知识转变到知识、物理科学思想、科学研究方法三者并重，实施传之方法、授之工具，在教师指导下的学习和问题研究的学习完整结合的教学模式，并且，学生研究的绝大部分问题是真实的问题；全面引入现代教育技术，特别是数字化技术、网络化技术、模块化技术，精简和提升传统基础，补充和加强现代基础，将教与学建立在现代教育技术的平台上，并实现物理理论的虚拟现实化。他将教材进行了脱胎换骨的改造，以物理学的方法为主线，并渗透现代信息科学技术方法，重组教学内容，并出版了一部CCBP物理，现代物理学的量子论、相对论与非线性占了教材近一半内容，新增物理模型近100个，且其中很多是传统方法无法讲授的，打破传统《大学物理》教材按照力、热、电、光、原、近代物理的顺序编排，突出物理本质、物理思想，特别是物理方法，引入计算机数值计算和模拟技术等研究工具。卢教授的基本思想中就是在习题环节、课程论文环节、开放与互动教学、集成教学等教学过程中逐步渗入科学研究的各元素，如探索和创造，以及知识水平、科学素养、科学思维、洞察能力、科学道德、评价能力、批评精神、合作精神、敬业精神等，贯彻“以研究为基础的学习应该成为标准”的思想，提高教学质量，即：增强教学内容的科学性、先进性、实践性；改善从学习向研究的过渡过程，或从学生向学者过渡的过程。

(3)都注重将自己的科研体会与科研成果引入教学过程，加强教学过程的探索性，激发学生的探索精神。李教授在教学中经常介绍自己的学术工作，经常提出问题和研究课题，指导学生查资料。卢教授在课堂讲授中注重突出形成课题和解决问题的思路，引导学生对教材、对司空见惯的现象与结论进行质疑、批判，并将自己的研究渗透到教学过程中，他认为有时教师本身改正错误的过程也是十分有效的教学方式，其教学真实地展现了知识的发现过程。

(4)都对传统考试制度进行了改造。李教授把研究性学习纳入开卷考试的教学环节，提出三个超越：超越教材、超越教师、超越自己，以保证教学意图的实现。卢教授适当分离基础内容考核和创造性的考核，闭卷考试成绩小于50％，并且区分要求熟练掌握的内容和可以查询的内容，强调习题的训练过程，一般要求总评成绩中作业占25％，中考占15％，大考占30％，论文占30％，对课程论文成绩上不封顶，以鼓励学生无限的创造积极性。

(5)都注重对物理思想的培养，学习有血有肉的物理。李教授认为必须注重物理本质，突出物理思想。如，总能量决定运动方程，势能决定一切可能的运动，空间方向量子化的稳定性思考，运动学与动力学的有效性，物质结构的稳定性、对称性等。他认为重要的是虚拟物理现象，把抽象的微分方程变成动态的物理现象，并显示出不同参数下各种动态的物理模型现象，化解了一些很难用传统方法形象化的抽象的物理，实现了物理理论的数字模拟实验、物理理论与实际现象的结合，实现了杨振宁先生所说的要学习有血有肉的物理，也实现了科学研究方法现代化的训练目的。卢教授不以知识点的多寡为教学优劣的判据，注重表达一定的思想，这些思想应该是学生难以从书本获得的，当知识已经遗忘而仍然能够留存下来的东西。在需要的时候，可以从相关学科借鉴、移植或自己创作。其集成教学的要点是以知识点集成为载体表达思想，特别是研究者包括教师的思想、语言和方法。他认为以科学研究为基础的教学，在选材过程中要充分考虑当前科学研究综合、交叉、渗透的发展趋势，考虑那些与其他学科有关的物理内容，要努力在物理学各分支之间穿插、呼应，可以提高教学效率，还可以使得学生能感受到物理学是一个整体。这些联系是客观存在的，不需要人为地、牵强附会地去制造，而是需要去发现。他认为要尽可能展示研究者的思路、语言和方法。

(6)都强调学生的自主学习，鼓励、培养学生的自信。李教授特别强调传之方法、授之工具，让学生自己去发现、去模拟、去研究物理现象，他希望不要把课表排得太满，要多给学生留自主学习的时间。卢教授认为科学教育不应说教，应该展示事实让学生自行判断，自己得出结论。他寻找、设计论题让学生可以凭借现有知识水平讨论、质疑、批判书上现有的结论，提出自己的新方案、新观点，他认为这时候结论反而不重要，重要的是那种感觉。理解学生在学习过程中出现的幼稚、错误，设计从错误中学习的方案。鼓励学生在讨论、质疑、习题、考试、论文中的超常发挥。让学生学会行使“解题者的权利”：质疑题目的正确性、科学性；做必要的赋值；讨论成果的扩大或变化(他用)的可能。鼓励学生自己判断解答的是非、意义，尤其注意指导学生能够以书中的错误(不一定是印刷错误)来让学生逐步养成批判精神。由学生自己组织、主持课程论文报告会。

(7)同时，他们还有两个最大的共同点：一是课堂讲授仍然是主渠道，包括课程论文环节的相当一部分都是在课堂上完成的；二是体现了“大学是讲授一门课程，而不是在讲授一本教材”的教学思想。

上述是他们模式的主要相同点，在环境与个人特质协调作用下，又表现出个性特色。

2．个性

(1)对传统教学改造的想法与渗透研究性教学的着眼点有所不同：李教授特别注重物理研究方法，并将其建立在现代信息科学技术的平台上；卢教授主张在传统教学的各个环节中渗透研究性教学与学习，更注重提升整个教学过程的探索性。

李教授以物理研究方法为主线，彻底改造传统教学内容和教学顺序，并将其建立在现代信息科学技术的平台上。他把教师系统提要的讲授，和自己自主学习、问题研究、论文写作等有机穿插在整个课程的教学过程之中。卢教授认为对传统教学程式的改动少一些好，学生适应的困难小些，强调在传统教学的各个环节中渗透研究性教学，特别注重提升整个教学过程的探索性，对传统教学的各个环节进行实质性的优化，如在习题环节，改变应试教育形成的“凡是题目都有答案，标准答案老师全知道，题目条件也刚好用完”等观念，通过训练树立学生“做题者的权利”，形成学生新的观念，并不是所有题目都有现成答案，有的题目有多种答案，有的题设条件可能不尽合理甚至是误导等等，通过实例向学生展示一些常见习题可以达到什么地步，全新的结果往往使学生感到冲击和震撼，其效果是学生觉得对问题的深度和广度进行探索是理所当然的。

(2)教师认知方式特色形成了认知方式的特色。 从学生论文选题来看，李教授的学生擅长用现代信息科学技术研究物理问题；卢教授的学生擅长用英文表达研究思想。李教授特别注重并将教学建立在现代信息科学技术的平台上。卢教授从上世纪80年代末90年代初就在有意识地探索双语教学，并于1999年9月出版英文版教材University Physics，2003年4月University Physics第二版由高等教育出版社出版。

(3)李教授的综合训练有特色；卢教授的集成教学有特色。

李教授在每一知识单元后列有—个综合训练，如在《牛顿方程与哈密顿原理》的知识单元列出的综合训练，按照二法(哈密顿正则方程建模法、计算机编程法)，四性(力学中的矢量性、连续性、非惯性、相对性)，十模型(弹性振子模型、串联振子模型、弹簧摆模型、耦合摆模型、弹簧连接体模型、利里奥利加速度机制模型、李萨如模型、驻波模型、振动与波相位关系模型、加速斜面问题模型)，突出方法的应用、整体概念与整体思维，促使学生产生创新思想，并通过对具体问题的处理，训练学生的科学综合能力与素质，强化对学生探索未知能力的训练。卢教授把知识点分为孤立知识点和可整合知识点，前者则多由学生自学，后者集合成一个个集成教学案例，借以表达包括教师心得、实际工作者的思想、语言和方法等思想。这些集成教学案例就是一个个的科研课题，使学生体验到科研过程，体验到包括研究者思想情感在内的发现科学真理的认识过程。

此外，两个教学模式还有一些特点，在此不一一描述，更重要的是在此基础上深化对本科基础课研究性教学的认识，以指导实践。

三、本科基础课研究性教学的合规律性与合目的性探讨

从本科基础课的重要地位及其实施研究性教学的困难，可以看出上述两个实践模式的巨大意义，在比较的基础上进一步探讨，希望得出“本科基础课研究性教学是什

么”的某些合规律性的结论，和“本科基础课研究性教学应该如何”的合目的性的策略。

(1)本科基础课的研究性教学，就是通过贯彻科研引入教学过程经典理念实施的以基于研究的教学方式。探索性是研究性教学的基础，没有探索性就没有研究性教学。

科学研究往往体现为科研方法的运用与创新，李教授在全学程中以物理学的方法包括现代信息科学技术的方法重组教学内容，并在方法的运用中力图培养学生的物理思想、科学研究的精神。卢教授全力提高教学过程各环节的探索性，他较少用传统的重难点来组织教学，而是多从科学家科学研究的角度引导学生看待每一个教学内容，训练科学研究所需的怀疑与批判精神，发现并提出问题的能力等智力和情感因素。总之，从科学家科学研究的角度重组与改造教学内容，优化各教学环节以彰显科学研究的各元素(包括智力的和情感的)，以此建立基于研究的教学，是本科基础课研究性教学的精髓。因而两位老师都对引导学生对真实问题的研究，使学生在研究中，在发现科学真理的认识过程中学习有特别的关注。

(2)同时，本科基础课研究性教学是促进学生从学习向研究过渡的过渡性教学环节。所以，它是本科教学过程完整性的必然要求；其研究、创新标准可以是个体研究、个体创新。

李教授认为，在创新教育的理念中，一门课程的科学完整的教学过程应包括传播知识、应用知识和探求未知三个环节及与其配套的训练与考核。他认为我国现行的课程教学体系中，传授知识成为主要或全部，而应用知识大多采用“学院式习题”来完成，缺少研究型、综合型与实用型的应用，缺少对知识的拓展与转移能力的训练，至于探求未知就更加显得薄弱。要通过具体措施，如授课教案体现三个环节：传授知识、应用知识、探究知识；教学实施体现三个原则：方法多样，学干结合，师生互动，建立科学规范的教学过程，扎扎实实实施，从根本上解决这一问题。卢教授一方面着力提升整个教学过程的探索性，另一方面学习与研究有机结合，张弛有度，而并非全是一个课题接着一个课题的研究，否则，耗时耗精力的研究便难以实施于课时紧内容多的基础课教学，完全不利用传统传授式教学优势也不好，至于区分哪些知识以传授式，哪些知识以研究方式实施教学，便是其依据教学目标与学生实际艺术般地处理技巧了。

(3)本科基础课实施研究性教学既应该以教学方式又应该以教学环节贯穿在各层次与环节的教学过程中。

两位教授都是在各层次教学过程与环节中全面实施研究性教学，而不仅仅是论文环节，或作业环节，或课堂讲授，而且其研究的难度与规范性、创新性体现出由低到高的演进过程。在所有层次与环节中，贯穿探索性，如课堂教学，还有论文环节、习题环节、课题研究、学术沙龙、考试环节等，才构成一个全教程的本科基础课研究性教学过程。作为教学环节，要特别注意与接受性学习环节的有机结合。

(4)本科基础课实施研究性教学完全可以在现行班级授课制特别是课堂教学的主渠道中实施。

中小学往往是通过开设研究性学习课程来实施研究性教学，就是通过学生对自己生活世界中的问题进行类似于科学研究的过程来达到学习的目的。而本科基础课研究性教学一方面可以实施在教师的课堂讲授中，另一方面可以实施在学生的如李教授所说的非学院式习题、卢教授的论文环节、开放教学环节等过程中。在课堂教学的主渠道中实施，不打乱现行班级授课制，这是本科基础课研究性教学模式得以较快成熟的大前提，否则，大规模的“革命”式变革往往代价太大，甚至难以成功。

(5)本科基础课实施研究性教学是有条件的，包括学的主体——学生，教的主体——教师，教学资源与物质条件，教学制度条件等几大方面。

学的主体学生。本科基础课研究性教学作为学习方式，突出地体现了学生的主体性，同时，这种主体性也是其作为教学方式的最根本、最基础的条件。其主体性的核心是其独立性，独立性也是个性的基础，创造性是个性的最高表现形式，并且这种独立性的递进发展过程就是与本科基础课的研究性教学以学习和发展、以从教到不需要教为目的联系在一起的，“成长过程的特征是对具有直接性质的刺激作出日益独立的反应。^[1]日益独立的反应”正是学生发展的体现。这种独立性还是学生态度的体现，“如果任何教育体系只为持消极态度的人们服务，如果任何改革不能引起学习者积极地亲自参加活动，那么，这种教育充其量只能取得微小的成功”。^[2]因此，学生的独立性既是其根本条件，又是其根本目的。在重点大学和应用型地方院校的本科基础课实施研究性教学，前者可多引入普遍性的“学”的问题，后者可多引入与学生生活实际、紧扣专业实际的“术”的问题作为研究性教学的问题。

教的主体教师。其一，教师的专业水平是基础，否则难以提高教学过程的探索性，如有的只有基础学科知识，无基础学科思想，则实施研究性教学就很困难。同时实施研究性教学还要紧跟学科发展前沿，不断更新特别是提供给学生研究的内容，如两位老师都自己编了很有水平的教材，并以3年左右一个周期刷新。其次是教师精力的较大投入，特别是在初期，教师精力投入相当之大，在教学模式基本成熟后，因为是指导学生探究未知，教师也要伴随着一起研究，也需较多的时间与精力的投入，卢教授每天都要回复学生电子邮件，有时一天几十封。

教学资源与物质条件：特别是可供研究性教学的如课题库、计算软件等，两位教授在这方面均下了很大功夫，通过编辑纸质和光盘资料，通过引导学生发掘问题等建立丰富的资料库。其物质条件主要是计算机与实验室，这一方面不是没有，而是其运行机制如何做到为基础课研究性教学服务。

教学制度条件；其一是要有保证教师身心投入的科学的教学工作量制度。一个卓有成效的研究性教学模式需要教师很大的身心投入。传统教学工作量计算办法掩盖了教学投入、教学效果的差异，再加上科研压在教师身上，因此，不利于需要教师潜心投入的本科基础课研究性教学，特别是模式成熟的初期。卢教授现在每天都要几小时时间回复学生电子邮件，还要对学生论文进行指导评审、答辩等，李教授还要指导学生编写为论文所需的计算机软件等，他们都投入了巨大精力。当然，最终他们的投入终有回报，评上了全国教学名师。问题是不能让其自生自灭，要形成“面”的实施，就必须消除教学管理中的负面影响。其二是“教学特区”制度。这个教学制度的核心在于宽容教学自由，鼓励探索。形成一个成熟的、教学效果显著的本科基础课研究性教学模式需要较长时间的积累，需要教师精力的不断投入，教学资源的不断积累，教学思想的不断感悟与提升，更需要学校和院系的鼓励、理解、支持。如南京大学干脆就设立“教学特区”制度，一些教师为其得到的信任与支持心存感激，忘我投入。同时，教学自由也与学生的学习自由紧紧地联系在一起，“由于学生仅仅是初学者，他们还不是足够成熟的学者，因此不能充分享有学术自由。在他们的学习期间，他们应该被看作是学徒或者是学术界的低级人员，他们正在发展自己的独立思考的方法和习惯。他们的学习自由充分体现在教授的教学自由中”。口，当教授有教学自由的时候，便是学生学习自由良性发展的外部条件。当然，一下子大面积铺开不太现实，只能是以点带面，最好以立项形式设立“教学特区”，一个一个地成熟，在实践中形成有血有肉的、有生命力的、各具特色的本科基础课研究性教学模式。其三是学生学习评价问题。“出色的教学包含着认真仔细地评价学生”。^[4]包括学生研究性学习成果在课程成绩中的评定制度，即考试制度问题，和为了矫正、指导学生学习的过程评价问题。过程评价要与结果评价相结合；并且，评价也是一种教育智慧的体现，“评价，最好被看作一种教育智慧(ducah.nalintelUgeoce)，它是指导课程建设和教育学的”。^[5]所以，调整评价制度既是制度安排问题，又是本科基础课研究性教学本身应该探索的问题。

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。