作者:温家林 来源:《国科大》 发布时间:2018/7/13 11:06:21
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国科大本科教学:“研讨式”教学新在哪里?

 

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。

在专业方向课程学习和毕业论文实习阶段,研讨课成为最主要的教学方式。大三下学期,谈清扬曾通过学校的本科生访学交流项目在麻省理工学院学习了一个学期。那里小班制、精英化的研讨式教学模式让他羡慕不已,而这也是国科大正在努力完善的目标。

2018年5月31日,国科大首届本科生完成了毕业论文答辩。“今天各位同学顺利完成论文答辩,意味着对你们学业的考核告一段落,也意味着你们4年的苦难生活很快就要结束了。”宣读完答辩委员会决议,国科大本科教学培养委员会主任、数学科学学院院长席南华院士的这番话,引起了在座者会心的笑意。

在这所被称为“中国数学物理大学”的地方,学生承受的学业之苦“有口皆碑”:世界上最难的数学教材、大量数理基础课、严格的考核目标……然而,这些学业之苦背后,是其他同龄人求之不得的优势资源和自由:学业导师制、小班制、国际交流培训、名师上讲台、丰富的讲座、先进的教学实践平台、根据自己的兴趣爱好有两次转专业的机会……

所有这些制度设计和努力只为了一个目的:尽量摒弃传统的生产线式模板化的教学培养方式,以学生为中心,运用研讨式、启发式、浸入式等教学手段,培养学生主动思考、大胆质疑、即兴表达、寻根究底的能力与素质。

而这样的初衷已渐显成效。翻阅首届本科生的毕业论文(设计)会发现,这些研究大多是在中科院相关研究所进行的,指导老师也大多为活跃在中科院各研究所一线的中青年科学家,包括多名院士、“杰青”和“长江学者”。如2018届计算机科学与技术专业本科生的毕设选题,有13个来源于国家自然科学基金重点项目和面上项目;5个来源于国家级“973”项目、“863”项目;7个来源于中央和国家部门项目。

此外,还有“基础学科拔尖学生培养试验计划”(即珠峰计划)效果显著、加入“环太平洋大学联盟”、国际遗传工程机器大赛金牌、国际大学生程序设计大赛金牌、美国大学生数学建模大赛一等奖、全国大学生数学建模竞赛一等奖和年度优秀论文以及陆续收到的剑桥大学、牛津大学、斯坦福大学、哥伦比亚大学、加州理工学院、加州大学伯克利分校、巴黎综合理工等世界顶尖大学和院所发来的奖学金喜讯。

在《热力学与统计物理》开课时,主讲老师陈晓松教授曾给班里的同学提供了十几个课题供他们选择,并把学生每3人分为一组,在整个一学期专门拿出5次课来让学生汇报,严格按照开题、中期、答辩报告等环节实施,并需要提交最后正式的书面报告。从最开始的不理解,到实施中的艰难挣扎,再到完成后的喜悦满足,牟枭勇用“云淡风轻,受益匪浅”来形容自己现在的体会。

4年的积极实践和潜心探索,让国科大迎来了第一个收获的季节。对于首届本科毕业生,用席南华的话来说:“至少,他们都活下来了。而且,总体来看他们基本达到了我们的设想。”

这一切,基于国科大得天独厚的优越条件,也有国科大对于学术传承及个性化培养之重要性的高度重视。培养未来优秀科技人才,没有恣意放纵,没有恃才傲物,胸怀一颗谦卑与纯净之心,于清苦的科研之路上下求索,一如这日夜陪伴的校园,在古朴沉静中孕育芬芳。

(作者系国科大记者团成员)

 
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2018/7/14 10:42:16 bzxu63
提问与讨论结合是否就能学好知识?
2018/7/13 11:31:22 WQ19391001L
有一个说法,不做完1000道微积分习题,就算没有学习过高等数学的微积分.国科大本科生去讨论如何做完1000道微积分习题了吗?
目前已有2条评论
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