轉(zhuǎn)變思維因材施教:“雛鷹計(jì)劃”課題教學(xué)反思與實(shí)踐

汪智洋，閻 波

(重慶大學(xué) a.建筑城規(guī)學(xué)院；b.山地城鎮(zhèn)建設(shè)與新技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,重慶 400045)

“雛鷹計(jì)劃”是重慶市教育委員會(huì)面向高中學(xué)校實(shí)施的青少年創(chuàng)新人才培養(yǎng)計(jì)劃，該計(jì)劃聯(lián)合本地高等院校與高中學(xué)校師資力量，以高?？蒲衅脚_(tái)為依托，通過(guò)發(fā)揮高?？蒲袑?shí)力與科技資源優(yōu)勢(shì)，激發(fā)青少年的科學(xué)興趣，以達(dá)到培育青少年科學(xué)素養(yǎng)、訓(xùn)練科學(xué)認(rèn)知與實(shí)踐能力、孕育新型科技人才的目標(biāo)。“雛鷹計(jì)劃”為高校與中學(xué)間搭建了互通交流的“橋梁”，對(duì)中學(xué)而言，青少年可實(shí)現(xiàn)開拓視野、了解更前沿的科技信息、接觸更貼近實(shí)際層面的實(shí)用技術(shù)，對(duì)提高青少年創(chuàng)新意識(shí)、融入社會(huì)環(huán)境具有啟發(fā)作用。同時(shí)，高校以此為契機(jī)，充分利用平臺(tái)資源，發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，服務(wù)青少年、回饋社會(huì)，樹立了良好的社會(huì)服務(wù)形象。

一、“雛鷹計(jì)劃”課題研究基本流程

“雛鷹計(jì)劃”的運(yùn)作由合作高校與學(xué)員所在的高中協(xié)同推進(jìn)，高校作為主要角色，承擔(dān)對(duì)學(xué)員的教學(xué)、培訓(xùn)及指導(dǎo)等工作。培訓(xùn)中，課題組與學(xué)員之間密切溝通，按計(jì)劃開展日常教學(xué)。培訓(xùn)分為三個(gè)階段，即集中通識(shí)能力階段、預(yù)備基礎(chǔ)知識(shí)階段和專題科研技能培訓(xùn)階段(圖1)。第一階段既有對(duì)學(xué)科通識(shí)了解，也有專業(yè)基礎(chǔ)能力培訓(xùn)，通過(guò)集中學(xué)習(xí)，了解學(xué)科基本構(gòu)成和專業(yè)特點(diǎn)，通過(guò)模型實(shí)作激發(fā)學(xué)生知識(shí)興趣，了解專業(yè)學(xué)科基礎(chǔ)概念，為專題研究計(jì)劃奠定基礎(chǔ)；第二階段通過(guò)小型裝置設(shè)計(jì)與實(shí)際建造，進(jìn)一步拓展與強(qiáng)化專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，并通過(guò)實(shí)操過(guò)程印證理論，鞏固了學(xué)習(xí)成果；第三階段既是對(duì)前期課程與知識(shí)的總結(jié)，也是對(duì)課程的綜合實(shí)踐。三個(gè)階段相互承接，構(gòu)成了培養(yǎng)學(xué)員的主要流程。對(duì)建筑學(xué)科而言，課程設(shè)置兼顧了興趣性與探索性。對(duì)學(xué)員而言，每階段由不同學(xué)科背景的導(dǎo)師進(jìn)行教學(xué)，緊密銜接教學(xué)體系，由淺入深的難度和層層遞增的信息都能使學(xué)員循序漸進(jìn)地適應(yīng)課程學(xué)習(xí)，能獲取更多元化的知識(shí)。

圖1 “雛鷹計(jì)劃”不同階段學(xué)員能力的培養(yǎng)

二、“雛鷹計(jì)劃”課題研究特點(diǎn)

高?？蒲许?xiàng)目與“雛鷹計(jì)劃”課題研究?jī)烧咧g存在諸多差異，歸其緣由主要是受參研者學(xué)術(shù)背景與思維方式、課題設(shè)置深度與難度、研究投入時(shí)間與精力等因素影響，不同于高校的科研項(xiàng)目，“雛鷹計(jì)劃”課題項(xiàng)目的設(shè)置與開展，主要涉及三個(gè)層面：課題的深度與廣度、研究的策略與方法、培養(yǎng)模式與訓(xùn)練方法。

(一)通識(shí)性課題內(nèi)容

“雛鷹計(jì)劃”的課題內(nèi)容與目標(biāo)，不同于高校的科研課題。首先，學(xué)員一般是由高一年級(jí)學(xué)生組成，既缺乏相關(guān)的學(xué)科背景，也不具備專業(yè)的科研技能，因此課題不能依照高校研究課題的方式來(lái)設(shè)置。其次，高一學(xué)生的專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備、科學(xué)問(wèn)題敏感度、科研技能和方法等層面，均與進(jìn)行過(guò)多年專業(yè)訓(xùn)練的研究生間存在很大差距，因此不能以研究生的要求來(lái)安排高中學(xué)員。另外，“雛鷹計(jì)劃”課題是以培養(yǎng)學(xué)員的創(chuàng)新意識(shí)與科學(xué)興趣為核心目標(biāo)，學(xué)員的研究成果無(wú)需達(dá)到相關(guān)領(lǐng)域的最新前沿狀態(tài)要求，科研內(nèi)容也無(wú)需涉及多學(xué)科、多領(lǐng)域的龐雜范圍，因此課題內(nèi)容設(shè)置也區(qū)別于高校科研項(xiàng)目。

難度大、范圍廣、技術(shù)含量高的高校專業(yè)化課題科研特征，非但激發(fā)不了學(xué)員對(duì)科技的熱情，反而使其手足無(wú)措、無(wú)從下手，增加學(xué)員心理負(fù)擔(dān)，有悖于“雛鷹計(jì)劃”初衷，是絕不可取的。相反，日常生活中的相關(guān)問(wèn)題，不僅是學(xué)員們經(jīng)常接觸、深入感知的對(duì)象，且在調(diào)研之時(shí)，亦能貼近學(xué)員生活，便于收集信息，以此作為研究課題，對(duì)雛鷹學(xué)員是較為合理且科學(xué)的選擇。

(二)適宜性研究方法

對(duì)于學(xué)員培養(yǎng)而言，研究策略與方法是整個(gè)研究過(guò)程中需要著重培養(yǎng)的技能。相比研究結(jié)果，研究過(guò)程中的學(xué)員思維引導(dǎo)與方法培養(yǎng)更為重要。“授之以魚，不如授之以漁”，就專業(yè)技能來(lái)說(shuō)，雛鷹學(xué)員當(dāng)下涉足的科研課題，并非與日后從事的專業(yè)緊密相關(guān)。因此，課題研究?jī)?nèi)容本身及運(yùn)用的具體手段并非重點(diǎn)。就此年齡段學(xué)員而言，經(jīng)歷科研全過(guò)程，學(xué)會(huì)認(rèn)識(shí)問(wèn)題、分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的整體思路才是培養(yǎng)重點(diǎn)，這種總攬全局的能力培養(yǎng)，才能使學(xué)員今后面對(duì)任何課題都能胸有成竹、應(yīng)對(duì)自如。雖然每個(gè)學(xué)科與專業(yè)的科研方法不盡相同，但總的來(lái)看，看待科研問(wèn)題的流程與方式基本一致或大同小異，所以學(xué)員除了關(guān)注研究對(duì)象本身，更應(yīng)將研究過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)串接起來(lái)，從而建構(gòu)起一套完整的科研流程系統(tǒng)。

(三)以點(diǎn)帶線的培訓(xùn)方式

選定合適的研究課題和科學(xué)研究方法后，重點(diǎn)就應(yīng)聚焦在對(duì)學(xué)員的培養(yǎng)模式與訓(xùn)練方法上。與培養(yǎng)研究生模式不同，“雛鷹計(jì)劃”課題特點(diǎn)在于研究的間隙性。高校專業(yè)課程及相關(guān)課程培訓(xùn)時(shí)長(zhǎng)遠(yuǎn)超“雛鷹計(jì)劃”課題，培訓(xùn)時(shí)差與學(xué)員年齡背景差異，致使需采用區(qū)別于高校的學(xué)生培養(yǎng)方式與訓(xùn)練方法?！半r鷹計(jì)劃”采用以“點(diǎn)”帶“線”的方式進(jìn)行教學(xué)，將項(xiàng)目所涉及的知識(shí)“點(diǎn)”串聯(lián)在研究模式的“線”索下，前后內(nèi)容環(huán)環(huán)相扣，構(gòu)成了完整的課題教學(xué)內(nèi)容體系，以便課題組員按照制訂計(jì)劃實(shí)施。

在訓(xùn)練方法上，注重課堂內(nèi)外相結(jié)合，理論聯(lián)系實(shí)踐，用實(shí)踐驗(yàn)證理論，以達(dá)到訓(xùn)練學(xué)員的目的。對(duì)于實(shí)際教學(xué)過(guò)程中的研究問(wèn)題，應(yīng)回歸現(xiàn)實(shí)去發(fā)現(xiàn)與分析，脫離現(xiàn)實(shí)的科學(xué)也只是紙上談兵。關(guān)于學(xué)員，不能一味追求灌輸高精尖的技術(shù)或方法，而應(yīng)教授具有普適性特點(diǎn)的理論與方法，以符合年齡階段學(xué)員的認(rèn)知能力，避免追求華而不實(shí)、缺乏嚴(yán)謹(jǐn)訓(xùn)練的科技課題。

三、“雛鷹計(jì)劃”課題研究項(xiàng)目實(shí)施

(一)考量課題適宜性，制定合適研究項(xiàng)目

課題設(shè)置應(yīng)符合學(xué)員年齡階段特征，不能揠苗助長(zhǎng)、急于求成。課題研究對(duì)象應(yīng)盡可能貼近學(xué)員日常學(xué)習(xí)與生活，依據(jù)學(xué)員科研時(shí)間，設(shè)計(jì)課題研究計(jì)劃深度與廣度。在制定課題的同時(shí)，從把握學(xué)員的認(rèn)知角度出發(fā)，綜合考慮該年齡階段學(xué)員的知識(shí)構(gòu)成，避免脫離學(xué)員實(shí)際認(rèn)知能力，造成選題與實(shí)際研究的脫節(jié)。

高校相關(guān)課題研究注重追求學(xué)科的前沿性，龐大的前沿信息源、生澀的學(xué)術(shù)話術(shù)、復(fù)雜的思維邏輯等不合適“雛鷹計(jì)劃”學(xué)員，往往在給學(xué)員帶來(lái)繁重的負(fù)擔(dān)同時(shí)，可能會(huì)消減本有的興趣與熱情，甚至?xí)顾麄儺a(chǎn)生抵觸的情緒，適得其反的結(jié)果違背了課堂計(jì)劃的初衷。因此，避免課題設(shè)置不當(dāng)帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng)是我們應(yīng)該面對(duì)的首要問(wèn)題。

(二)明確課題研究導(dǎo)向，篩選契合研究策略

課題研究導(dǎo)向上，盡量避免采用學(xué)員極為陌生的抽象理論與邏輯公式，應(yīng)簡(jiǎn)化課題研究模式。盡可能運(yùn)用普適性的方法來(lái)解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，運(yùn)用易理解的數(shù)理關(guān)系分析科學(xué)問(wèn)題，既能降低課題難度，也有利于研究成果的大眾接受度，便于普及推廣。

以筆者指導(dǎo)的第八期“雛鷹計(jì)劃”課題為例，通過(guò)選取城市車行公交站點(diǎn)作為研究對(duì)象，以探究市民日常出行過(guò)程中優(yōu)化空間策略與改進(jìn)措施。學(xué)員們通過(guò)日常的乘車經(jīng)歷，調(diào)研自己所熟悉的公交站點(diǎn)情況，從公交站空間視覺(jué)、實(shí)際使用等方面提出了相應(yīng)的優(yōu)化改造策略與具體實(shí)施方法，研究的對(duì)象貼近學(xué)員日常生活，使學(xué)員們能夠聚焦身邊的社會(huì)問(wèn)題，并有感而發(fā)、主動(dòng)探索，既調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)積極性，也充分利用了學(xué)員課余時(shí)間，減輕學(xué)員負(fù)擔(dān)，最終成果也具有一定的推廣意義與社會(huì)實(shí)用價(jià)值。

(三)經(jīng)典高新相結(jié)合，選取學(xué)員擅長(zhǎng)的研究方法

受專業(yè)知識(shí)與方法的局限，此階段學(xué)員，能夠運(yùn)用的研究方法與工具是極為有限的。學(xué)員不能像研究生一樣，運(yùn)用各種復(fù)雜程式與專業(yè)軟件，因此需盡可能地介紹和采用他們熟悉的方法進(jìn)行課題研究。針對(duì)“雛鷹計(jì)劃”項(xiàng)目學(xué)員情況，應(yīng)采用傳統(tǒng)經(jīng)典研究方式為主、高新科技為輔的課題研究模式，如以淺顯易懂的走訪、記錄等結(jié)合大數(shù)據(jù)信息技術(shù)分析功能的基本社會(huì)調(diào)查方法(圖2)；以筆錄或徒手繪制結(jié)合三維虛擬成像的方法；以模型拼裝方式結(jié)合三維矢量建模的方法等，實(shí)現(xiàn)指導(dǎo)學(xué)員對(duì)項(xiàng)目理論的認(rèn)識(shí)和實(shí)踐的目的。

高新科技的運(yùn)用對(duì)于學(xué)員訓(xùn)練來(lái)說(shuō)僅僅是研究手段之一。只有傳統(tǒng)經(jīng)典研究方式與高新科技相契合，才能培養(yǎng)學(xué)員更全面的科研素質(zhì)，才能在今后更廣泛的研究領(lǐng)域中游刃有余。面對(duì)學(xué)科的多樣性，需在有限時(shí)間內(nèi)，培育學(xué)員們的通用型研究方法，而非過(guò)于精專的科研技巧，使學(xué)員形成普適性的科研態(tài)度與思維邏輯，以便幫助他們從容地應(yīng)對(duì)今后涉及的不同學(xué)科、不同專業(yè)的科研項(xiàng)目。

圖2 課題研究過(guò)程中學(xué)員調(diào)研成果分析

(四)全過(guò)程參與把控，樹立完整科研體系

正所謂“曲高和寡”，越高深、越前沿的技術(shù)方法，就越不易把控，更何況是高一年級(jí)的學(xué)員。高深的理論知識(shí)與前沿的技術(shù)方法，并非容易掌握，在日常生活中逐步建立起的知識(shí)體系則更適合運(yùn)用在研究之中。相比研究方法，更應(yīng)注重學(xué)員的科研全過(guò)程培養(yǎng)。如何從周邊事物中去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、認(rèn)識(shí)問(wèn)題，又如何看待問(wèn)題、分析問(wèn)題，并通過(guò)何種手段或方式去解決問(wèn)題，這種對(duì)待問(wèn)題的方式與流程才是我們更應(yīng)該側(cè)重培養(yǎng)的技能。

全過(guò)程把控的關(guān)鍵在于兩個(gè)方面，即深度與時(shí)間。若課題研究難度較大，致使學(xué)員無(wú)法掌握，易導(dǎo)致項(xiàng)目無(wú)法完成；相反，若深度不足，既達(dá)不到訓(xùn)練學(xué)員技能的目標(biāo)，也使科研成果無(wú)法服務(wù)社會(huì)。因此，需要根據(jù)多方面因素，合理控制項(xiàng)目研究深度。另外，項(xiàng)目花費(fèi)時(shí)長(zhǎng)也應(yīng)有所控制。項(xiàng)目時(shí)間過(guò)長(zhǎng)直接影響學(xué)員高中課程與學(xué)業(yè)，時(shí)長(zhǎng)不足則項(xiàng)目成果無(wú)法達(dá)到預(yù)期，課題研究就失去了意義。全過(guò)程參與能使學(xué)員掌握一套完整的科研程式與普適性研究方法，就“雛鷹計(jì)劃”目標(biāo)而言，科研項(xiàng)目研究體系的建立遠(yuǎn)比獲得一個(gè)研究結(jié)論更重要。

(五)激發(fā)學(xué)員學(xué)習(xí)興趣，提供開放運(yùn)作模式

在“雛鷹計(jì)劃”實(shí)施過(guò)程中，學(xué)員的研究興趣直接關(guān)系到項(xiàng)目的成效情況，因此如何激發(fā)學(xué)員興趣是項(xiàng)目培訓(xùn)必不可少的環(huán)節(jié)。對(duì)高一學(xué)員而言，接觸新興事物、運(yùn)用高新科技、展現(xiàn)特有才能等都能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。有的學(xué)員對(duì)公式定理與數(shù)理分析興趣濃厚，則可多運(yùn)用公式計(jì)算與數(shù)理推斷進(jìn)行分析研究；有的學(xué)員對(duì)軟件模擬與虛擬仿真有特別愛(ài)好，則可適當(dāng)運(yùn)用VR技術(shù)進(jìn)行輔助研究；有的學(xué)員對(duì)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)或智慧科技有偏愛(ài)，則可以在課題研究中融入Internet或Smart技術(shù)進(jìn)行研究。因此即便是同類型課題，因參與者的興趣愛(ài)好不同，課題研究方式也可能大相徑庭，課題研究方向則有不同側(cè)重。

課題中，依據(jù)學(xué)員個(gè)人興趣，對(duì)傳統(tǒng)課題研究方式做適當(dāng)調(diào)整，擯棄部分專業(yè)性強(qiáng)的研究方法，并改變了以往課題成果呈現(xiàn)方式，使課題研究更能貼近當(dāng)期學(xué)員的自身愛(ài)好與特長(zhǎng)。課題前期，學(xué)員采用徒手繪制的方式記錄實(shí)地調(diào)研信息，并在此基礎(chǔ)上勾勒自己對(duì)理想公交站點(diǎn)的設(shè)想。在研究方案導(dǎo)向確定后，采用LEGO Digital Designer軟件進(jìn)行空間設(shè)計(jì)的可視化表達(dá)(如圖3、圖4)，替代了建筑學(xué)科中復(fù)雜建模軟件，激發(fā)了學(xué)員們的學(xué)習(xí)積極性，既符合學(xué)員們的年齡特征，也達(dá)到了課題預(yù)期目標(biāo)。

圖3 LEGO Digital Designer軟件設(shè)計(jì)過(guò)程表達(dá)

圖4 城市車行公交系統(tǒng)站點(diǎn)空間優(yōu)化研究部分成果

四、結(jié)語(yǔ)

“雛鷹計(jì)劃”課題研究為高中學(xué)員提供了認(rèn)知自然科學(xué)的機(jī)會(huì)，通過(guò)系列課程使學(xué)員了解了基本科研流程，樹立了對(duì)待科學(xué)問(wèn)題的認(rèn)知觀，為學(xué)員今后高效從事科研課題奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)為社會(huì)提供了科研人才儲(chǔ)備。另外，“雛鷹計(jì)劃”課題研究的開展，也為高校科研人員，提供了接觸準(zhǔn)大學(xué)生的機(jī)會(huì)，通過(guò)課程培養(yǎng)指導(dǎo)，深入了解學(xué)員的個(gè)性與訴求，便于及時(shí)變更課題研究方法。“雙高”人員就課題實(shí)務(wù)的研討與溝通，有利于高中學(xué)員未來(lái)科研學(xué)習(xí)。同時(shí)，這種雙向溝通，也為高校科研工作者提供了不同科研視角。通過(guò)站在學(xué)員的角度看待和思考課題，打破了程式化科研方式，促進(jìn)了多元化人才培養(yǎng)。

總的來(lái)說(shuō)，“雛鷹計(jì)劃”培養(yǎng)的并非專精型人才，而是對(duì)普適性科研人才的儲(chǔ)備，使學(xué)員日后能更高效地投入到科學(xué)研究中去?；诖四康模瑢?duì)于從事高?？蒲泄ぷ鞯膶W(xué)者而言，轉(zhuǎn)變思維，將心比心，因材施教，方不悖“雛鷹計(jì)劃”設(shè)立之初衷。