国科大本科教学:“研讨式”教学新在哪里?―高校科技―中国教育
在中国科学院大学(以下简称“国科大”)玉泉路校区,从教学楼一层沿着楼梯拾级而上,会发现每个楼层都有2-3间挂有“研讨室”牌子的教室。不同于一般教室里成排成行、整齐划一的桌椅设置,这些研讨室里面的桌椅被摆成了圆桌型,非常适合不同的小组开展学习讨论。每天课前课后,这里会有许多学生、老师光临,讨论至兴起,甚至会持续到夜深人静。
而这个微小却独具特色的设置,成为探析国科大本科生课程教学的一个重要切入点。
完全依赖拐杖的人跑不快
用一块块乐高积木拼装一台图灵机、用硬件描述语言写一个关于CPU的电路……对于一个刚刚接触计算机专业的大学生来说,这样的实验课充满了挑战。“老师只负责给我们制定目标、提供工具,具体怎么实现,才能达到理想的效果,要靠我们自己查资料,一遍遍尝试、讨论,实在解决不了的问题再请教老师,这与高中阶段的学习完全不同。”国科大计算机科学与技术专业大二学生孙小丁向笔者描述着自己近期的学习实践,此前在教学楼的研讨室里,与小组其他成员热烈讨论的情景还历历在目。
“拐杖好用,但完全依赖拐杖的人跑不快。”也许,这是国科大本科生“研讨式”教学的本意。
国科大的本科生,实行 “三段式”的培养方式。第一阶段为公共基础课学习,重点学习通识课程,以及数学、物理和语言类等基础性课程。在这一阶段,除了日常的课堂教学,每门课的学习都会穿插一些研讨课,这些研讨课围绕课程的难点、重点,把学生分成小班,由助教或学生自己来主持,并要求每个学生积极参与。
“基于中科院的资源优势,我们有好多研讨课的助教其实也是教授、副教授、研究员级别的,至少也是博士。”国科大2015级物理学专业本科生牟枭勇说。助教一方面针对同学们课堂上学习的内容和作业进行答疑解惑,另一方面为同学们补充课外知识,拓展学生视野。“像这种条件的助教,在其他学校基本不可能实现。”牟枭勇说。
而谈到自己在研讨课中的收获,牟枭勇表示非常满意。“因为我本人属于提问比较积极的那种学生,所以如果当天课堂上的内容我已经掌握了,那么通过研讨课的时间和机会,我能从助教那里额外学到很多知识。”在他看来,研讨课不仅有助于巩固所学知识,而且对他以后的学习,是非常好的知识、思维和技术储备。
对于研讨课和助教,他不吝赞美之词。“他们可都是实实在在奋斗在科研一线的人,我正在经历、犯疑的地方是他们已经成功跨越的,所以与他们交流,能给我最有效、最实用的启发。”
而这样的体会,计算机与控制学院大四学生谈清扬感同身受。“只要你有想法,主动钻研,与中科院任何一位老师联系,他们都会非常欢迎和支持,会无条件帮助你实现科研梦想。在与老师交流的过程中,我甚至能感觉到他们有一种倾其所有的无私,他们想把自己掌握的所有好东西分享给你。”2017年11月,谈清扬被国际顶级会议接收的文章,正是源于国科大学生创新实践训练计划中自己感兴趣的一个项目,经主动联系后,谈清扬在国科大导师、中科院计算技术研究所夏时洪研究员和高林副研究员指导下顺利完成。
中科院数学与系统科学研究院副研究员何凯是本科生《概率论与数理统计》课的助教,他告诉笔者,研讨课要注重锻炼学生的想象能力、分析能力、表达能力,以及逻辑构建能力等。他会把自己平时学习、研究、写文章过程中的经历和心得体会与学生分享。“有些知识或方法可能书上都找不到,但我个人经验觉得对学生很有帮助。”何凯说。
“梦中的山珍海味摆上了货架”
国科大本科培养的第二阶段为一年半左右的专业基础课学习,重点学习本专业的基础性课程和交叉学科课程,绝大部分课程均实行小班制,研讨课的比例将进一步提高。
“最初拿到《前沿化学实验课》的讲义时,刚扫了一眼目录,我就激动得不行了。”国科大2014级化学专业本科生王温博兴奋地说。她发现讲义上列出的16个实验,涵盖了四大化学(有机、无机、物化、分析)的各个方面,从理论性极强的计算化学到非常贴近实际应用的电池制备,从分子动力学模拟到共聚焦荧光显微镜,此外还有光学伏特计、超低场磁成像等新颖课题及与数、理、生等学科交叉的研究方法。“这些实验对于其他高校大多数学生来说可能都没有机会接触,甚至闻所未闻。用一个不太恰当的比喻来形容我当时的心情,就像是原来做梦才能吃到的山珍海味有一天就真的摆在超市的货架上了,供我们自由遴选。”王温博告诉笔者,16个备选试验中,他们可以自由选择6个。
每次实验课,王温博都会在研究所待一整天。首先由指导老师讲解课题背景、基本原理及课题组研究进展,然后由助教老师手把手地教仪器使用和实验步骤。因为一次课有2~4名同学参加,所以每个人都有充分的时间进行独立的实验操作,一旦遇到问题也能得到及时、有效的解答。
据她介绍,每次实验课都要接触新仪器,分析数据时还会在自己电脑上安装一个个新的软件。对于初次尝试创新性和复杂程度远高于普通教学实验的这些“菜鸟”来说,每次的实验报告都是不小的挑战,实验失败更是家常便饭。“虽然辛苦,但一想到这些研究生阶段都可能需要数个月时间摸索的技术方法,我们本科生在专业老师的直接指导下,通过数次课程就能得到有效训练,会瞬间觉得付出是值得的,也对研究所的老师们充满了感激。”而她们的指导老师,也从来不根据实验成功与否来给学生打分,对实验原理的理解程度、数据处理的科学性、结果分析的逻辑性以及思考讨论的创新性才是评判成绩的标准。
大四做毕业设计时,王温博还常常翻阅之前前沿实验的讲义和报告,复习当时用过的实验方法和分析公式,而且开组会讨论时,虽然她还是本科生,但也能根据在前沿化学实验中了解的技术给硕士、博士的师兄师姐提出一些新颖、有用的建议,这也帮助她更好地接受学业导师的指导、融入导师领导的科研团队。
在王温博看来,“研讨式”教学让她拥有了一把宝剑和一双翅膀——学到的实用技术,是今后科研实践中锋利的“宝剑”,帮助她把头脑中的想法变成现实;而前沿的视野则是“翅膀”,让她能够尽快进入更广阔的研究领域。
4年的坚持渐显成效
国科大本科培养的第三阶段为第四学年的专业学习和毕业论文。在确定专业方向和指导老师后,学生首先到国外大学或研究所学习研修一个学期,然后回到国科大学习并在导师指导下完成毕业论文。未选择出国学习的学生则在国内学习专业课程并在导师指导下完成毕业论文,国外学习也可以安排在三年级。