教研结合在课程教学中的应用

郑波　屈国普　谢安平

[摘 要]为提升学生对“粒子物理导论”课程的学习兴趣，对该课程教学内容有深刻的理解，在该课程的教学过程实践中，引入了教研结合的方式。在该课程教学中实际所采用的两种教研结合的方式分别是研讨式教学和专题调研式教学。这两种教学方式的引入，极大地提高了学生对该课程的学习兴趣，扩展了学生的知识面。

[关键词]教研结合 研讨式教学 专题调研式教学

[中图分类号] G642.4 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2014）14-0101-02

大学主要有三个功能，教学、科研和社会服务。大学的教学功能主要通过课堂教学来实现，大学教师在完成课堂教学之外，还会根据自己的兴趣进行科学研究活动。在课堂教学中，教师主要根据教材讲授相关知识，学生主要是被动接受知识。大学生正处于思维最开阔、想象力最丰富、最具有创造力的时候，因此这种教育形式很难吸引求知欲强，具有创新精神和探索精神的大学生。科学研究是探索未知的过程，与人类的好奇心相契合，能够在很大程度上吸引学生。[1]因而将教师所进行的课堂教学和科学研究结合起来，提升课堂教学质量，成为一个非常自然而然的发展趋势。之前已有较多学者在教研结合方面有过探索[2] [3] [4] [5]，他们结合实际经验，探讨教学和科研相结合的方式对提高本科教学质量的作用。笔者根据讲授核物理本科专业“粒子物理导论”课程的实际经验，将从以下两个方面探索教学和科研相结合产生的效果。

一、研讨式教学

研讨式教学是指教师在讲授某理论之前，将科学家在得到该理论之前的情况进行说明，通过与学生之间的充分交流与研讨，引导学生自己得到正确的理论。这种教学方式对教师的素质要求较高。第一，要求教师对相应的教学内容非常熟悉，并知道其总结过程；第二，要求教师善于提出问题，并进行适当的引导；第三，要求教师对背景情况的描述足够详细，以让学生充分了解科学家们当时的知识范畴，然而又不能够直接提到要引出的问题；第四，要求教师对学生的理解把握充分，以及时进行引导；第五，教师在学生提出相应的解决方案后，不管学生的回答是否正确，均应给以合理的回应，千万不能影响到学生的积极性。

以讲解“中微子振荡理论”[6]为例。首先我们知道中微子有三种，分别是电子中微子、缪子中微子和陶子中微子。中微子理论认为某一特定类型的中微子经过一段时间后会变成电子中微子、缪子中微子和陶子中微子这三种中微子的混合物，它们的比例随时间而变化。如果直接给学生讲解这个概念的内容，很多学生会觉得这样的事情非常难以理解。笔者在讲授时，结合科学家们引出这个概念的过程对学生加以引导。1970年，科学家们进行了太阳中微子实验。他们根据太阳标准模型计算氢核聚变过程产生的能量与中微子产额的关系，利用地球表面接收到的太阳能得到地球表面上太阳中微子通量，再根据用于探测中微子的核反应过程的截面，计算出理论预期能够探测到的中微子数量。但实验结果表明，探测到的电子中微子只有理论预期的三分之一。之后科学家们也在类似的实验中发现了类似的现象。在引出中微子振荡概念之前，笔者先向学生讲解清楚当时的实验情况及理论状况，并提问：“你们如何理解这样的实验现象？”有学生回答说用于探测中微子的核反应过程的截面不对，也有学生回答说实验过程可能存在问题，等等。笔者并未直接否定学生们的这些回答，而是向他们说明这些情况均没有错误，并詳细地解释了原因。在此基础上引导学生去考虑整个过程中可能被忽略了的地方。在很短的时间内，就有学生回答说是中微子在从太阳发出到被探测的这段时间内变成了其他的东西。笔者追问：“那么你认为应该是变成了什么东西呢？”该生想了一下，回答说：“变成了其他类型的中微子。”这样的结论实际上与中微子振荡理论的核心观点已经完全相同。在学生得到正确结论后，笔者给以相应的鼓励，该生以及班上的其他学生对本课程的学习兴趣得到很大的提升。

以研讨式进行教学时，教师在备课阶段应当收集足够详细的资料，以对教学内容有非常详细而全面的理解，并要求对物理学史非常熟悉。

二、专题调研式教学

专题调研式教学是指选择课程中比较有特色的专题，依据目前国际上在这些专题的不同研究方向确定多个合适的主题，根据学生的兴趣以各个主题进行分组，要求每组学生在规定的时间内完成对所选主题的调研报告，并在课堂上派出一名代表向全班展示调研结果。采用这种教研结合方式进行课堂教学时，有几个方面需要特别注意：一是调研主题要属于学科研究的最前沿，并能够引起学生的兴趣；二是调研内容的难度不宜太大，尽量不要涉及过于深奥的理论内容；三是学生分组要合理，尽量各类学生分布均匀；四是学生代表在讲台作调研报告后，要面向所有学生提问，通过问答环节让其他组的学生充分理解该报告的内容；五是调研报告结束后，教师要及时进行总结与评价，巩固学生的理解。

以“粒子物理导论”课程的教学实践为例，笔者考虑到粒子物理学是以实验为基础的学科，在将专题调研与课堂相结合时，根据粒子物理学国际上目前最新的实验研究动态，确定了Higgs实验、B工厂、粲工厂、工厂、长基线中微子实验、近距离中微子实验、粒子加速器和粒子探测器这几个方向作为学生进行专题调研的主题。确定这些调研主题后，要求学生就各主题的背景与现状、研究意义与物理目标、具体的研究方法、未来展望等方面进行详细的调研。在学生完成调研后，由每个小组派一名代表用PPT的形式向全班汇报调研报告，每个代表报告结束后，全班同学均可对其所报告的内容进行提问，如果有些问题超出了学生的能力范围，则由教师代为回答。教师根据实际情况针对PPT的形式、内容与结构等方面提出意见与建议，告诉学生在用PPT展示自己的成果时所需注意的地方，并尽量美化PPT的界面。教师还可通过观察学生的PPT，判断学生对所调研内容的熟悉程度。采用这种形式的教学，不仅可以让学生对各研究方向有了初步了解，还可以让学生将所调研的内容与所学课本知识结合起来，对课堂所讲授的理论知识有更深刻的理解，同时还为学生提供了全面了解学科发展史和发展现状的机会。根据这些了解，部分想继续深造的学生就能够判断以后是否有兴趣从事该学科的研究。

采用调研式教学，要求教师有比较强的控制力。这种教学方式不仅能够提升学生的学习兴趣，还能够培养学生的团队协作能力和自我表达能力。

三、其他教研结合方式

笔者在进行“粒子物理导论”课程的实际教学中，主要采用以上两种教研结合的方式。还有其他教研结合方式可根据课堂实际情况而加以应用，比如说参与科研式教学和将科研案例融入教学的方式等。

参与科研式教学指任课教师根据自己在相关方面的研究课题，挑选一些学而有余并对该方向研究感兴趣的学生参与相关课题的研究工作，在平常的课题研究中，通过言传身教的方式培养学生各方面的能力，让学生对相关内容有深刻的理解。这种形式只适合少数学生，不适合大规模开展。本课程是粒子物理学的入门课程，所讲授的内容比较浅，而粒子物理学相关的研究课题对基础要求较高，因而本教学方式不适合应用于该课程的教学。

还有将科研案例融入教学的方式，即指将科学家们得到某个重要结论或成果的过程总结成一个教学案例，通过这种案例讲解，让学生们对相关内容有深刻的理解。这种方式不仅对课程教学主题有一定的要求，还要求任课教师对相关主题的背景有非常深刻的了解。笔者在研究教学内容时，也打算进行本方式的尝试，但后来限于教学课时，最终未能实施。

四、结语

笔者在全面理解“粒子物理导论”课程教学内容和教学任务的基础上，通过认真分析教学内容，积极了解学生的学习心理，对该课程教学方式进行了一定的创新，积极将科研与教学相结合，采用了研讨式教学和专题调研式教学这两种教研结合方式，提高了学生的学习兴趣，加深了学生对该学科现状与发展的了解，为学生以后从事该方向的工作或在该方向进行深造打下扎实的基础。

[ 注 释 ]

[1] 李俊杰.地方院校基于高水平学科平台的科研反哺教学的理论与实践探索——以浙江工业大学为例[J].浙江工业大学学报（社会科学版），2011（1）.

[2] 王振松，赵红军，王玉娟.教研结合在数据结构课程教学中的应用实践[J].大学教育，2013（5）.

[3] 方在庆.教研结合、同行评议与大科学规划[J].科学文化评论，2004（6）.

[4] 侯娟，曹海宾.教研结合的近代物理实验教学模式的实践探索[J].科技信息，2010（15）.

[5] 宋廣华，段健平，李善平.边学边干，教研结合[J].电气电子教学学报，2006（5）.

[责任编辑：覃侣冰]