教学科学研究全文(5篇)

摘要:为解决基础医学实验教学中综合类、设计类实验大规模开展困难，学生思维训练不足，多学科知识交叉融合及综合运用能力缺乏等问题，利用虚拟仿真技术优势，提出整合性思维培养为目标、以实验流程再造为主线、以学科间交叉融合为重心、以思维训练为核心的设计理念。自主研发了基于科学研究思维培养的基础医学虚拟仿真综合实验并应用于教学实践，成效显著，获批国家虚拟仿真实验教学一流课程。该文从研发背景、设计思路、建设内容、教学实践、建设成效等方面进行经验分享，为虚拟仿真实验教学研究提供经验参考。

关键词:基础医学;实验教学;虚拟仿真;思维训练

随着国家对高校实验教学内涵发展需求，虚拟仿真实验教学从“十二五”强调中心建设阶段进入“十三五”强调自主知识产权的示范项目建设与开放共享阶段［1，2］。国家虚拟仿真实验教学项目列为“金课”使其建设及教学应用与实践工作成为各国家级实验教学示范中心的重要任务之一［3，4］。当前国家、社会越发趋向于创新型、复合型人才需求，使医学教育中单一实验内容、课程教学越发趋向于综合、整合性实验内容及课程教学，各医学高校均在积极进行综合、整合性实验项目、课程、资源、教学等摸索与研究中［5－7］。团队结合我校基础医学国家级实验教学示范中心特点，以医学生思维培养为目标，整合各学科实验教学资源，进行基于科学研究思维培养的基础医学虚拟仿真综合实验项目研发，本文从项目研发背景、设计思路、建设内容、教学实践、建设成效等进行阐述与分享，为示范性项目建设及应用提供信息参考，促进教育教学改革与研究步伐。

1项目研发背景

1．1研发意义

现有基础医学实验教学中存在大规模开展综合类、设计类实验较难，学生科学研究思维训练不足，设计、综合类实验教学效果不佳，各学科知识间交叉融合相对缺乏等问题，严重阻碍学生实践能力、创新能力、科学研究能力的培养［8－10］。依托地方特色、学科特点，整合多学科资源，基于基础医学国家级实验教学示范中心虚拟仿真实验教学平台，以整合思维培养为目标、以科学问题为导向、以已完成的科研项目或大学生创新创业计划项目为载体、以科学研究实验流程再造为主线、以学科间交叉融合为重心、以思维训练为核心的设计理念(见图1)，研发了基于科学研究思维培养的基础医学虚拟仿真综合实验项目。采用虚拟仿真实验－实体实验－虚拟仿真实验方式开展混合式教学，旨在培养学生科学研究思维，整合运用多学科知识解决复杂问题的能力。

1．2学习目标

一、地方应用型高校教师教学能力提升的对策

（一）教师进企业挂职锻炼

在保证教师待遇不降低的前提下，安排高校教师到企业，特别是具有良好业界声望，甚至能影响行业走向的大企业去锻炼，增强其产业化的实践能力和对市场前沿的掌控能力。从而，让其返校后与大学生分享专业的前沿知识和实践经验，做到知识来源于实践而高于实践。安排教师带队参加专业顶岗实习。注重加强应用型的师资队伍建设，有计划、有针对性地安排教师带领学生参加用人单位的顶岗实习活动，让教师和学生一同深入了解行业发展现状，在本领域的新产品、新材料、新设备、新工艺等方面形成更多的互动交流和思想碰撞，促进师生共同学习与提升。注重师资的产学研合作培养锻炼。产学研结合是将教育、科研、生产三者进行有机融合，相互依存、相互渗透、相互作用，并不断促进科技进步和生产发展，也是目前高校培养师生工程创新能力的一种有效形式。高校在培养双师型师资队伍过程中，仅仅依靠自身的资源是远远不够的，需要拆除学校与企业的围墙，引导师资参与具有创新创业思想的产学研合作。

（二）积极参与教学和科学研究

学科是大学发展之本，任何学科一旦培育、形成，便具有科研与教学的基本职能。学科平台既是科研平台，又是教学平台，而教学与科研的职责与任务是靠支撑学科平台的学科团队或学术团队来承担和完成的。因此，学科团队的学术活动、特别是教学学术活动便内含了促进团队成员专业发展的基本任务。大学的基本职能是教学、科研、社会服务，结合地方高校的人才培养目标上，教师的教学能力指向的领域和范围已经远远超出传统意义课堂教学，需要有更广泛的领域。如，科学研究能力不属于教学能力，但是如果教师在科学研究的过程中，吸纳学生加入，引导学生进行科学研究的能力，就属于教学能力。

（三）教学和课程国际化

教育国际化是高等教育发展的必然趋势。地方高校在“本土国际化”过程中，很重要的一个途径就是以教学和课程为突破口来实现。教学和课程国际化主要有两种途径：一是将国际化内容融入到课程中去，使课程内容具有国际导向，以此发展学生的国际意识，培养学生在国际化和多元化社会工作环境下生存的能力；二是培训国际化的教师，使之能够理解和教授国际化的课程。教师对国际化的态度影响着他们参与推动学校国际化发展规划实施的各种活动，他们的积极或消极的态度最终决定学校课程国际化政策、计划的制订和落实。不仅如此，即使对国际化持积极态度的教师，但由于缺乏国际化的认知能力，也不能很好地将国际性的知识、经验、方法有机地融入到自己的课堂教学中去。因此，对于地方高校而言，在实施本土国际化的人才培养过程中，必须通过有效的资源配置来引导教师参与课程的国际化。一是通过政策激励，奖励将国际化融入到课堂中去的教师，并作为其每年考评、晋升的条件等；二是提供机会，帮助讲师积极参与课程的国际化，鼓励教师进行广泛的国际交流，如跨国访学等；三是给予资助，支持教师参与国际化的活动。地方高校在课程国际化过程中，必须给予教师一定的资金支持，鼓励其积极开发国际化课程；四是直接引进国外原版教材，让外语水平较好或有国外留学经历的教师，直接用国外原版教材讲授课程。

［摘要］认知心理学是心理学专业中一门重要的分支学科。目前认知心理学教学过程中仍然存在对学科定位不够清晰、对学科应用不够重视、课程考核片面僵化等问题。针对传统认知心理学课程中存在的问题，课题组提出明确学生主体、优化教学设计、引入前沿研究、细化考核标准的改革，改革培养了学生的兴趣，提高了学生的研究水平，拓展了学生的应用能力，取得了一定的成效。

［关键词］认知心理学；本科教学；研究型教学；课程改革

认知心理学是心理学专业中一门重要的分支学科。由于其本身以实证研究为学科基础，并具有基础性、抽象性、应用性等学科特点，认知心理学课程中除了教授该领域的基础理论与讲解经典认知心理学实验以外，培养学生对本学科的学习兴趣、提高学生在本学科上的应用能力、锻炼学生的科学研究素养也同样重要。但目前的教学过程中仍然存在对学科定位不够清晰、对学科应用不够重视、课程考核片面僵化等问题[1]，不利于课程目标的实现。研究型教学注重教学与科研相结合，强调以学生为主体进行研究性学习。研究型教学模式不再以传授书本知识为中心，而是以育人为中心，以研究项目驱动教学，主张教师引导学生在完成研究项目的过程中形成科学研究的思维、获得科学研究的经验[2]，从而培养学生的自主学习能力、创新能力与科学研究能力。研究型教学模式最初在高等教育的大规模应用始于20世纪70年代。当时的美国已经进入高等教育大众化的时期，为提升大学教学质量而提出了科研与教学相融合的口号，大力推进研究型教学。近年来，我国的高等院校也普遍认识到科研与教学之间相互依赖、相互促进的关系，将建设研究型大学作为办学目标，以培养适应当代社会需求的研究型人才。研究型教学模式符合当今我国高校教学改革要求，有利于高校办学质量的提高，有利于“研究型”教师队伍的建设，有利于“创新型”学生的培养。对认知心理学课程进行研究型教学模式改革，符合认知心理学学科特点、学科发展趋势，有利于发挥学生的主体作用，有利于实现学科兴趣培养、应用能力拓展、科研素养训练等更深层次的专业培养目标。针对传统认知心理学课程中存在的问题，我们在教学过程中做出了一些基于研究型教学模式的尝试与探索。

一、研究型教学模式课程改革的实施调整

（一）明确学生主体学生主体性历来是众多国内外学者关注的问题。人本心理学家罗杰斯提出“以学生为中心”的教学理论，强调“非指导性”的教育原则和方法，并提出“学校教师必须相信学生的本性是好的，是积极向上的”与“必须把学习者视为学习活动的主体，尊重学生的个人经验，并创设心理自由和安全的情境促进学生学习和成长”的原则[3]。为了贯彻学生主体地位，我们在认知心理学课程之前设置了学前调查环节，切实做到了解学生学科基础水平和学习实际需求。在学前调查中，我们通过“你认为认知心理学是一门什么样的学科”“你希望通过这门课程学到什么”“你希望老师采用什么样的教学方式”等五个问题了解学生对课程的定位、对教学内容与教学方式的要求，并根据此调查结果改进、调节教学过程。调查结果发现，39%的学生提到了“研究设计”“实验程序”等相关关键词。这说明，作为已经接受两年学科基础学习的应用心理学专业本科生，他们当中有相当一部分学生已经具备了整体、系统的学科思维，明确了实验设计是心理学的重要研究技术和优势学科特色。这要求我们在此基础上更进一步，将提高学生的科学研究能力和素养作为认知心理学教学目标的一项重要内容。于是，我们在课程中增加了实验研究环节，需要学生以小组合作的形式完成一次包含文献检索、问题提出、研究设计、数据收集、数据分析、结果呈现等各个环节的完整的科学研究活动。另外，37%的学生提到了“联系实际”“应用于生活”等相关关键词，这说明部分学生已经认识到认知心理学课程的实用价值，要求我们在教授学科基本理论的同时，将提高学生在本学科上的应用能力也纳入教学目标当中。这与本课程应用性的学科特点相契合。于是我们从生活中的现象导入教学，用学科基本理论解释实例，并在课程中补充介绍学科的应用研究。比如，在讲授“知觉”一章时，就从近日在微博、微信等自媒体上广泛转载的图片“有争议的裙子颜色——白金or蓝黑？”这一事例引入。还有24%的学生提到想要了解前沿研究成果，这表明部分学生在掌握心理学专业知识的基础上，开始有意识地关注学科前沿动态，聚焦于认知心理学近年来取得的丰硕研究成果。这就要求我们在讲解经典实验设计、研究范式的同时，补充学科发展的最新研究进展。于是我们在课程中加入了国内外高水平心理学期刊中近五年的相关研究，帮助学生了解学科前沿关注的研究对象、研究方法与研究设计。

（二）优化教学设计教学设计是在教学理论、学习理论的指导下，运用系统方法对各个教学环节进行具体计划的过程[4]。教师通过教学设计来整合多种资源、制订教学方案。优秀的教学设计能将教学内容尽可能完整、精炼地展现给学生，节省学生的学习时间，提升学生的学习效果；能在教学过程中运用恰当、多样的教学方法，激发学生的学习兴趣，提高学生的学习能力。一般认为，教学设计包含确定教学目标、分析教学内容、了解学生特征、设计教学模式、评价教学成果等环节。在确定教学目标环节，我们综合考虑认知心理学实证研究的学科基础以及培养研究型人才的社会需求，在“使学生掌握本学科的基本概念、基本理论”与“使学生掌握本学科基本研究范式、主要实验设计”的原有目标基础上，增加了“培养学生对本学科的学习兴趣、锻炼学生的科学研究素养”等新的教学目标。在分析教学内容环节，我们对认知心理学课程中与已修读专业课程中重合的内容加以压缩、总结和升华，对本课程独有的内容做详尽地讲解，避免了专业内容的重复，突出了本课程的特色内容。在了解学生特征环节，我们认识到授课对象是已经接受两年学科基础知识学习的学生，他们具备一定的专业基础；并通过学前调查、与前两年专业课教师交流的方式了解学生的学科基础水平与初始学习能力。在设计教学模式环节，我们在充分明确教学内容、了解学生特征的基础上，选择了多媒体教学、课堂互动、小组合作学习等多种教学方法，并增加了研究设计课时，以便更好地实现教学目标，契合成长在多媒体、自媒体时代的90后、00后学生的认知兴趣和特点。在教学评价环节，我们根据教学目标与教学模式的调整细化了课程考核标准，将学生在阅读文献、实验设计、课堂讨论以及团队合作等多方面的表现都纳入其中，确保课程考核能给予学生公正、全面的评价。

（三）引入前沿研究自1967年美国心理学家Neisser出版《认知心理学》一书以来，认知研究从心理学领域逐步扩大，与哲学、生物学、社会学、教育学、计算机科学、人工智能等学科相结合，成为20世纪世界科学标志性的新兴研究门类。近十年来，得益于脑科学的发展，特别是事件相关电位技术（Event-relatedPotential,ERP）、功能性磁共振成像技术（FunctionalMagneticResonanceImaging，fMRl）、正电子发射断层扫描技术（PositronEmissionTomography，PET）等多种神经、电生理技术的广泛应用，认知心理学中形成了认知神经科学的研究热潮，致力于揭示人类各种复杂认知活动的脑内过程和神经机制。为帮助学生了解认知心理学领域的前沿研究，我们首先在一开始的课程绪论部分中拓展补充讲解了实验认知心理学、认知科学、认知神经心理学、认知神经科学等认知心理学当前的多元发展趋势方向，以及各方向的主要研究对象、研究方法与典型研究。在各章节内容的学习中，指导学生根据章节讲授内容，如以知觉、记忆的最新研究成果为范围，查找与阅读近期发表的高水平文献，从中了解认知心理学不同内容的前沿研究方向与研究成果。在课堂授课之外，我们还带领学生参观基础心理学实验室以外的、应用到认知神经科学等研究技术的实验设备，帮助学生了解ERP脑电实验系统、眼动仪等当前认知心理学最先进、应用最广泛的技术设备并学习其使用方法。同时，鼓励对科学研究感兴趣并有一定基础的学生参加教师的科研项目，指导学生在大学生创新创业大赛、毕业设计等研究项目中使用上述实验设备对自己关注的认知心理学问题进行探索研究。

一、信息技术促进科学研究加强教育教学

1.1提高课堂教学效果依靠信息技术和科学研究。人才培养是高等学校的根本任务，教学的最终目标是培养高素质的人才。教学是人才培养的手段，而科学研究是实施人才培养的方法。高水平的大学要使信息技术和科学研究与教学形成互动关系。一方面，对于教师来说，要使教学为科研提供理论基础，使科学研究为提高教学水平提供保证。信息技术和教学科研相结合，可以促进师资队伍自身素质的提高。而提高教师队伍水平和素质，建立一支稳定的学术水平高、业务能力强的教师队伍是解决人才培养质量问题的关键。富有学术成果的教师参加教学工作，既能以最新的学术成果丰富教学内容，又能在教学中夯实自身的理论基础，在科研工作中拓宽思路。另一方面，对于学生来说，也只有通过适当参加实际的科学研究，才能感受到科研的气氛，激发出对科研工作的兴趣，树立起为科学献身的信念。而这种气氛、兴趣与信念，对于教学质量的提高起着十分关键的作用。高等学校以教学为中心培养创新人才，不断提高教学质量是主旋律。利用信息技术促进科学研究是提高教学质量的保证，利用科学研究促进教学是提高大学教学质量、培养创新人才的重要途径。高水平的科学研究能提高现有学科的水平以及在国际和国内的地位，丰富现有学科的内涵，开拓边缘新兴学科，造就高水平的学术带头人，培养高水平的本科生和研究生。没有科技信息、科研的支撑作用，老师便不能对学科的前沿和动态有及时、深入的掌握，往往沦为呆板的教书匠，难于提高教学质量。基于这种理念，要有针对性的提高全院教师的教育观念，使教师充分认识科研对于教学的促进作用。让他们体会到信息技术不仅可以增强教学的深度，拓展教学的广度，而且可以更新教师的知识结构，完善教师的知识体系提高教师的综合素质。现代教育的一个重要标志就是教育行为对教育科学研究的依赖性。在实施素质教育的进程中，教师只有不断地利用信息技术，研究教育教学规律，不断研究教材，教法及学法，才能使自己在教科研的实践活动中形成较高的教学能力。要求和鼓励教师把科研与教学有机地结合起来，把科研成果带入课堂，把最新的知识和信息传递给学生，促进教学质量提升。

1.2优化教学方法提高教学质量。为了不断提高教学水平，教师必须依靠新的科学技术，参加科学研究和教学方法研究。而作为教学活动的设计者和组织者，教师主导课堂教学活动的全过程。在教学中他们面向全体学生，结合新的科学研究成果，发掘每一个学生的潜能，通过科学研究手段，提高学生创新能力。教师运用新的多媒体教学方法与手段，开展新时期的教学方式研究，充分利用网络技术，发展新的授课手段，从视觉、听觉等各个方面强化授课内容，从文字、动画、图片、视频、声音等多角度激发学生的求知欲，从而形成一套完善的多媒体教学课件，为教学提供新手段。在教学过程中我们实时地把教学内容在精品课程网站上传送，实现“课堂互交、网络互交”的实时教学模式。精品课程系统分为以下模块：教学大纲、教案、课件、实验教学、在线答疑、在线练习、习题及试题库、参考资料、专家评价意见、学生评价意见、历年毕业设计、相关资料。特别是在线答疑模块，利用网络的交互功能为师生提供了一个交流平台，老师在这里不仅可以回答学生提出的问题，更能对学生进行专业思想教育，通过为学生提供专业领域新的知识使老课程充满活力。同时，网站还建立了在线反馈系统，学生可以对教学、辅导等情况做出自己的评价。测评调查是客观反映学生对教学满意程度的展示板，每项内容的结果都有详细的统计，有利于教师通过学生的眼睛了解自己课堂的优势和不足，对改进教学有一定的作用。这些课程建设完全对学生开放，使学生在网站上可以进行自学、讨论、练习等，实现了教学手段和方式的多样化、网络化，有了积极效果。

二、利用信息技术提高学生综合素质，培养全面发展人才

2.1信息技术可以加强培养学生课外活动的兴趣。利用信息技术可以增强学生的科研兴趣，提高科研能力。大学是一个人成长的关键时期，这个阶段将初步奠定一个人的知识基础，其思想方法、思维方式以及世界观和价值观等也在这个阶段基本形成。在这期间，教师的基本活动——教学，贯穿于学生的整个学习过程，教师的素质也影响着学生。因此，教师的科研实践活动不仅要优化自身的知识结构，提高学术水平，丰富教学内容，使知识、能力、素质全面发展，同时也应促进对创新人才的培养，为本科生举办外语学习、计算机能力培养、政治形势分析、体育活动、课外科技活动、学科专业前沿科技专题讲座等丰富多彩的活动。可以极大地激发学生学习的热情和科研兴趣，使学生在刻苦学习课堂知识的同时，能联系实际，发挥想象力，勇于创造。通过这些活动可以使学生的理论知识得到充分的实践，开阔视野，增强创新能力。

2.2利用信息技术提高学生毕业设计实践能力。学生通过参加科研活动，提高了自身的实践能力和动手能力。根据经济社会发展的需求，以学生全面发展和学校的定位为依据，遵循育人为本，学以致用的教育理念，不断优化人才培养方案，强化实践教学，有效地拓宽了学生的专业口径，夯实了基础理论，提高了毕业生的工作适应性。特别是学生毕业设计和毕业论文与教师科研项目相结合的比例大大提高，升华了毕业设计和毕业论文的质量。毕业设计是培养学生综合运用所学知识和技能进行工程技术和科研基本训练的主要教学环节，是学生培养阶段教学质量的综合检验，也是大部分学生从大学走向工作岗位的重要过渡阶段。而教师利用信息技术编写教材过程中，要注意将多年的教学经验与科研成果合理地融入教材中，目的是使学生明确并掌握设计方法在实际设计中的应用，对培养学生运用方法解决工程实际问题大有裨益。针对本科生的特点，教师在编写过程中，要注重内容编排上的系统、完整、合理，语言文字要通俗易懂、重点突出，而且大多数章节后都要配有习题，对加深理解优化设计的基本概念、方法很有帮助；同时在附录中配一些常用方法，让学生上机实验或实际应用。通过毕业设计，可以培养学生综合运用所学基础课、技术基础和专业课的知识，提高学生分析和解决工程技术问题的能力，并使学生受到具有高级技术人员能力的综合训练。例如，查阅文献和收集资料的能力、理论分析能力、制定设计方案能力、总结提高撰写论文和设计说明书能力等。另外，还培养了学生的创新能力和团队精神，树立良好的学术思想和工作作风，学生反映良好。

作者：舒坤尧 单位：华北水利水电大学

一、完善组织建设，增强学科建设的凝聚力

学科建设是一个系统工程，不是一两个人能够完成的，需要一个完善的组织体系作为领导、协调机构，这样才能大幅提升控制科学与工程学科的建设水平，在师资队伍、科学研究、人才培养和国际合作交流等方面出台有利于学科发展的政策制度。为此，应在学院内部成立“控制科学与工程学科建设委员会”，由学院领导班子、各学科方向负责人组成，负责领导学科整体建设方案的制订，监督学科建设方案的实施，协调各分学科之间的关系，并根据学科建设情况对相关集体和个人予以表彰和奖励，形成学院学科建设的“正合力”。

二、“内外兼修”，提升师资队伍质量

学科建设是一种人的主观活动，因此，优秀的师资力量对于学科建设具有重要的促进作用，师资队伍的建设应该具备战略眼光，超出原有的领域范围。

1.设立特聘教授岗位。聘请国内外知名教授，讲授本学科核心课程，指导博士生、硕士生；正确把握本学科的发展方向，提出具有战略性、前瞻性、创造性的研究构想，带领本学科在其前沿领域赶超或保持国际先进水平；面向国家重大战略需求和国际科学与技术前沿，积极争取并主持国家重大科研项目研究；在本学科领域开展原创性、重大理论与实践问题研究和关键领域攻关，力争取得重大标志性成果；领导本学科学术梯队建设，根据学科特点和学科发展需要，组建并带领一支创新团队进行教学科研工作。

2.设立讲座教授岗位。开设本学科前沿领域的课程或讲座，指导或协助指导博士生、硕士生；对本学科的发展方向和研究重点提供重要咨询建议，引领本学科跟踪国际学术前沿；面向国家重大战略需求和国际科学与技术前沿，积极组建或参与组建一支具有国际先进水平的创新团队。

3.青年骨干教师支持、引进计划。根据青年教师自身的基础条件、技术特点及发展潜力，对青年教师实施分类培养，即基础研究类、应用研究类、理论教学类、实践教学类培养。学院、学科方向带头人、青年教师共同研究、制定青年教师的研究方向、发展目标、培养计划、考核办法等，鼓励青年教师出国攻读学位，出国进修，通过多方渠道加强与国内外著名高校、研究机构和专家的联系，为青年教师到国际一流大学，师从一流大师提供便利条件。同时，每年预留教师编制，主动招聘外校授课、科研等方面表现优秀的青年教师和储备人才。