新生研討課教學(xué)模式的探索與實(shí)踐

王揚(yáng)威 陳柏等

摘 要：新生研討課是面向大學(xué)新生的研討性課程，有利于營(yíng)造良好的學(xué)術(shù)氛圍，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和探索精神。在國(guó)內(nèi)，新生研討課是一種新的教學(xué)形式，對(duì)于課程的教學(xué)模式還屬于嘗試和探索階段。通過機(jī)器人與生物機(jī)械課程的教學(xué)研究，分析了課程的教學(xué)模式和教學(xué)效果，對(duì)該類課程的教學(xué)模式進(jìn)行了有益的探索。

關(guān)鍵詞：新生研討課；教學(xué)模式；探索

新生研討課（Freshman Seminar）起源于20世紀(jì)初的美國(guó)大學(xué)，到了上世紀(jì)70年代，已經(jīng)發(fā)展成面向大學(xué)新生廣泛開設(shè)的研討性課程。2002年，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示美國(guó)的大學(xué)和學(xué)院中，向?qū)W生開設(shè)新生研討課的學(xué)校超過94%。2003年，清華大學(xué)在國(guó)內(nèi)率先推出了面向大一學(xué)生的研討課，課程由知名教授開設(shè)，學(xué)生可跨專業(yè)選修。隨后，國(guó)內(nèi)高校紛紛開始設(shè)立研討課，著力于培養(yǎng)大學(xué)生的研究能力和創(chuàng)新意識(shí)。大學(xué)新生進(jìn)入學(xué)校后，面臨著學(xué)業(yè)和生活的雙重考驗(yàn)，一方面要適應(yīng)獨(dú)立處理個(gè)人的生活，另一方面要適應(yīng)大學(xué)的教學(xué)方式，改變高中階段的學(xué)習(xí)習(xí)慣。部分學(xué)生無法較好地實(shí)現(xiàn)由高中到大學(xué)的過渡，致使自己的學(xué)習(xí)成績(jī)一落千丈，并且嚴(yán)重打擊了自己的信心，甚至影響了自己的生活態(tài)度。新生研討課的最初目的是幫助學(xué)生適應(yīng)大學(xué)生活，建立一個(gè)和諧融洽的學(xué)習(xí)氛圍，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和融入環(huán)境的能力。大學(xué)中的“填鴨式”教學(xué)和以教師為主導(dǎo)的傳統(tǒng)教學(xué)模式嚴(yán)重扼殺了學(xué)生的創(chuàng)新性和學(xué)習(xí)興趣。為了改變這種狀態(tài)，國(guó)內(nèi)大學(xué)開始倡導(dǎo)小班新生研討課，力求從學(xué)生進(jìn)入大學(xué)開始就養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

本文以機(jī)器人與生物機(jī)械新生研討課為例，針對(duì)新生研討課的教學(xué)模式進(jìn)行探討，力求探索出能夠有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性、提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和學(xué)術(shù)思維的有效方法，并構(gòu)建和諧的師生關(guān)系。

一、課程的教學(xué)目的和意義

隨著科技的迅猛發(fā)展，機(jī)器人已經(jīng)在人類社會(huì)中發(fā)揮著越來越重要的作用。機(jī)器人與生物機(jī)械新生研討課的教學(xué)目的是通過介紹機(jī)器人和生物機(jī)械領(lǐng)域的最新發(fā)展和未來應(yīng)用領(lǐng)域，激發(fā)學(xué)生對(duì)機(jī)器人技術(shù)的興趣，引導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高學(xué)生的學(xué)術(shù)素養(yǎng)。通過該課程的學(xué)習(xí)，提高獨(dú)立思考問題和解決問題的能力，讓學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)和以問題為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)能力，建立融洽的師生關(guān)系。

二、課程的教學(xué)模式

課程的教學(xué)過程中，突出研究性教學(xué)主旨的同時(shí)，充分考慮該課程主要面向大一新生中培優(yōu)班學(xué)生的特點(diǎn)，采用由淺入深的以問題為導(dǎo)向的教學(xué)模式，將課程分為四個(gè)部分：機(jī)器人技術(shù)的歷史與發(fā)展、智能機(jī)器人與醫(yī)療機(jī)器人、仿生機(jī)器人與生物機(jī)械、機(jī)器人結(jié)構(gòu)。

機(jī)器人技術(shù)的歷史與發(fā)展部分側(cè)重于對(duì)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀進(jìn)行介紹，利用大量的圖片和視頻吸引學(xué)生的注意力，并通過具體應(yīng)用領(lǐng)域的介紹，讓新生對(duì)機(jī)器人產(chǎn)生濃厚的興趣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的求知欲。課堂上教師通過機(jī)器人技術(shù)給人類社會(huì)帶來的重大改變，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)機(jī)器人的工作原理、控制技術(shù)等學(xué)術(shù)問題產(chǎn)生興趣，并以學(xué)生的問題為導(dǎo)向，逐步介紹機(jī)器人的相關(guān)技術(shù)，讓學(xué)生了解機(jī)器人是一種綜合了多種學(xué)科知識(shí)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。通過師生之間的討論，探討和設(shè)想機(jī)器人技術(shù)的未來發(fā)展。

智能機(jī)器人與醫(yī)療機(jī)器人部分側(cè)重于通過講解具體的機(jī)器人實(shí)例，來引導(dǎo)學(xué)生對(duì)機(jī)器人的功能、結(jié)構(gòu)、控制技術(shù)等問題展開深入的學(xué)習(xí)和探討。課堂上教師首先播放一段工業(yè)機(jī)器人在汽車生產(chǎn)線上的應(yīng)用，并啟發(fā)學(xué)生探究工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)和控制方式，學(xué)生針對(duì)相關(guān)技術(shù)提出了疑問，教師和學(xué)生一起分析相關(guān)資料，讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)和討論中了解工業(yè)機(jī)器人的分類、構(gòu)型和控制等重要知識(shí)。接著教師借助于“達(dá)·芬奇”手術(shù)機(jī)器人的實(shí)際手術(shù)視頻，向?qū)W生介紹機(jī)器人技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的成功應(yīng)用，手術(shù)機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)精度和控制方式上與工業(yè)機(jī)器人相比有更高的要求。機(jī)器人技術(shù)引入醫(yī)療領(lǐng)域后，可以實(shí)現(xiàn)醫(yī)生的遠(yuǎn)程操作控制，讓遠(yuǎn)隔萬里的醫(yī)生可以為病人實(shí)施手術(shù)，而使用介入式醫(yī)療機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)微創(chuàng)手術(shù)，這些先進(jìn)技術(shù)提高了人類的醫(yī)療水平。最后，師生共同對(duì)家用智能機(jī)器人進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思維和能力。

仿生機(jī)器人與生物機(jī)械部分側(cè)重于介紹由生物靈感而研制的仿生機(jī)器人和借助于生物體的生物機(jī)械。教師首先介紹仿生機(jī)器人的分類，按照飛行、爬行和水下游動(dòng)三種運(yùn)動(dòng)方式將仿生機(jī)器人進(jìn)行分類，利用仿生機(jī)器人視頻讓學(xué)生了解目前最先進(jìn)的仿生機(jī)器人和相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的最新成果。自然界的生物經(jīng)過了上億年的進(jìn)化，擁有自己獨(dú)特的運(yùn)動(dòng)方式和形態(tài)特征，從仿生學(xué)角度，仿生分為功能仿生、結(jié)構(gòu)仿生和控制仿生等，通過問題的提出，引導(dǎo)學(xué)生由周圍的生物作為啟發(fā)，提出自己的仿生機(jī)器人設(shè)計(jì)思想，并通過資料收集和課題討論提出較為完善的仿生機(jī)器人方案。生物機(jī)械是現(xiàn)代生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、工程學(xué)和信息控制技術(shù)相互交叉和融合的產(chǎn)物，研究人員致力于通過機(jī)械機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)生物的運(yùn)動(dòng)，但是受到材料和制造技術(shù)的限制，在功能上與生物還存在很大差距。生物機(jī)械是一種嶄新的概念，通過在生物體上附加生物控制系統(tǒng)的方式來實(shí)現(xiàn)，這種方式克服了生物壽命短、訓(xùn)練周期長(zhǎng)和易生病的缺點(diǎn)，同時(shí)解決了普通機(jī)械的質(zhì)量大、功耗大和需要定期維護(hù)的問題。生物機(jī)械具有更好的環(huán)境適應(yīng)能力，是仿生機(jī)器人發(fā)展的重要研究方向。在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，給學(xué)生提出機(jī)器人設(shè)計(jì)要求，并對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)方案進(jìn)行課題討論和分析。

機(jī)器人結(jié)構(gòu)部分側(cè)重于具體深入的介紹能實(shí)現(xiàn)不同功能的機(jī)械機(jī)構(gòu)及其控制方式。通過前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)對(duì)機(jī)器人技術(shù)有了一定的了解，本部分教學(xué)的主要目的就是對(duì)典型的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制方式以及控制器進(jìn)行講解。由于選修課程的學(xué)生都來自大一，并且來自全校不同的學(xué)院，相關(guān)的知識(shí)背景存在較大差異，教學(xué)以較為直觀的現(xiàn)場(chǎng)參觀開始，通過典型工業(yè)機(jī)器人、醫(yī)療康復(fù)機(jī)器人、仿生爬行機(jī)器人和仿生水下機(jī)器人等機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的參觀和現(xiàn)場(chǎng)講解，使學(xué)生對(duì)機(jī)械傳動(dòng)有了較深的認(rèn)識(shí)。然后，教師針對(duì)機(jī)器人使用的典型機(jī)械結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)原理和設(shè)計(jì)過程中的關(guān)鍵問題結(jié)合PPT進(jìn)行詳細(xì)講解，并通過與學(xué)生進(jìn)行討論加深學(xué)生對(duì)于講授知識(shí)的理解。

課程的考核分為兩個(gè)部分：一部分是平時(shí)課堂的討論和回答問題，這部分占最后成績(jī)的30%；另一部分是課程的學(xué)習(xí)報(bào)告，這部分占最后成績(jī)的70%。教師在課堂討論和回答問題過程中，注重啟發(fā)和調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，對(duì)學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)和記錄。在課程結(jié)束時(shí)，要求學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)完成一份學(xué)習(xí)報(bào)告，報(bào)告可以針對(duì)機(jī)器人研究的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行剖析和綜述，也可以設(shè)計(jì)一種機(jī)器人，并對(duì)其功能、結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)進(jìn)行闡述。

三、新生研討課的教學(xué)效果

新生研討課是一類特殊的課程，其特殊性在于其課程更注重對(duì)于學(xué)生創(chuàng)新能力和自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，體現(xiàn)了以學(xué)生為中心的教學(xué)理念。通過16個(gè)學(xué)時(shí)的教學(xué)，學(xué)生表現(xiàn)出了濃厚的學(xué)習(xí)興趣，對(duì)于機(jī)器人技術(shù)的相關(guān)知識(shí)有了一定的了解。學(xué)生普遍反映教學(xué)過程比較輕松，與教師之間能夠頻繁互動(dòng)，通過以問題為導(dǎo)向的研討，更好地掌握了新知識(shí)。

作為針對(duì)大一新生的一門研討課，在課程中教師注重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的引導(dǎo)，課程結(jié)束后，學(xué)生逐步適應(yīng)了大學(xué)課程的學(xué)習(xí)，掌握了研究性學(xué)習(xí)的基本方法。

四、新生研討課教學(xué)模式的思考與啟示

新生研討課是一門打破傳統(tǒng)教育模式的課程，課程的教學(xué)模式有其獨(dú)特的特點(diǎn)，通過該課程的教學(xué)實(shí)踐，對(duì)課程教學(xué)有了一定的思考和啟示。

1.課程班級(jí)情況

新生研討課的教學(xué)特點(diǎn)決定了課程必須以小班教學(xué)的方式進(jìn)行，要保證教師和學(xué)生之間的充分溝通和交流，要求班級(jí)人數(shù)一般低于20人。課程主要注重以學(xué)生為中心，小班教學(xué)有利于師生之間的互動(dòng)，有利于教師掌握每一個(gè)學(xué)生的特點(diǎn)，并開展個(gè)性化教學(xué)。

2.課程的教學(xué)內(nèi)容

新生研討課要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的中心地位，實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂，教學(xué)內(nèi)容以研討性內(nèi)容為主，同時(shí)因?yàn)檎n程面向的新生，教學(xué)內(nèi)容偏重于能吸引學(xué)生的最新科技。通過機(jī)器人課程的教學(xué)，學(xué)生反饋的信息也表明，剛進(jìn)入大學(xué)的新生對(duì)大學(xué)的新知識(shí)有著較高的期望，希望能學(xué)習(xí)到最新的知識(shí)，課程中的前沿學(xué)術(shù)問題更能引起學(xué)生的興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)愿望，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

3.課程的教學(xué)形式和方法

新生研討課的目標(biāo)是幫助新生融入大學(xué)生活、培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和提高學(xué)術(shù)素養(yǎng)。為了幫助學(xué)生適應(yīng)大學(xué)生活，課程的教學(xué)過程中強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的培養(yǎng)，并且注重學(xué)生之間的溝通，通過不同專業(yè)學(xué)生之間的相互討論，讓學(xué)生擴(kuò)大社交范圍。目前，具有選修該類課程資格的學(xué)生僅限于培優(yōu)班的大一新生，學(xué)生具有較好的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，為了實(shí)現(xiàn)大學(xué)的精英教育，要通過引導(dǎo)和啟發(fā)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到高科技給人類生活帶來的巨大改變，同時(shí)向?qū)W生灌輸最先進(jìn)的學(xué)術(shù)思維，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)術(shù)素養(yǎng)得到初步形成，為以后的科研工作打下良好的基礎(chǔ)。教學(xué)過程中的隨堂作業(yè)和大作業(yè)，一方面是對(duì)課程所學(xué)知識(shí)的鞏固和深入，另一方面是學(xué)生學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)的重要手段，同時(shí)也是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的考核。

近年來，新生研討課在我國(guó)大學(xué)中開始逐步推廣，是高校精英教育的重要組成部分。新生研討課的廣泛開展是我國(guó)教育改革的重要舉措，是提高高等教育質(zhì)量的重要手段。新生研討課受到我國(guó)教育規(guī)模、師資質(zhì)量和課程安排等多種因素的制約，為了充分發(fā)揮新生研討課的作用，需要通過不斷的探索和實(shí)踐來尋找一條適合實(shí)際的道路。

參考文獻(xiàn)：

[1]王春春.美國(guó)文理學(xué)院新生研討課的特點(diǎn)及啟示[J].大學(xué)：學(xué)術(shù)版，2010（2）：57-63.

[2]尹士閃，王智.研討課教學(xué)模式的分析與研究[J].教育教學(xué)論壇，2013（4）：248-250.

[3]杜瑞，王庭芳.對(duì)研討課教學(xué)模式的思考：復(fù)旦大學(xué)研討課觀摩體會(huì)[J].管理工程師，2011（4）：61-63.

[4]孫燕君，盧曉東.小班研討課教學(xué)：本科精英教育的核心元素[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2012（8）：16-19.

[5]趙莉，馬驍，JamesW.Holsinger.研討課的準(zhǔn)備與實(shí)施[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2013（1）：94-96.

[6]歐陽麗琴，楊玲，嚴(yán)凌雁.新生研討課的探索與實(shí)踐：以云南農(nóng)業(yè)大學(xué)人文社會(huì)科學(xué)學(xué)院為例[J].教育教學(xué)論壇，2012（32）：242-244.

[7]梁晶.美國(guó)研究型大學(xué)新生研討課評(píng)介[J].揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(bào)：高教研究版，2013，17（1）：25-29.

致謝：南京航空航天大學(xué)2013-2014年本科專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目——機(jī)器人與生物機(jī)械（項(xiàng)目編號(hào)1303JG0504K），衷心感謝該項(xiàng)目給予我們?cè)谘芯拷?jīng)費(fèi)上的大力支持。

編輯 魯翠紅