教育教学论坛---浅谈自主创新与实践教学模式与
发布时间:2017-10-30 16:50 来源:未知 点击:
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浅谈自主创新与实践教学模式与成效
王贤敏，吴柯
（中国地质大学（武汉）地球物理与空间信息学院，湖北武汉 430074）
摘 要：自主创新与实践教学模式是一种较新的高校教学方式，对于培养创新型人才具有较好的促进作用。本文通过对自主创新与实践教学模式的核心内容、实施方式和取得的成效进行探讨，希望能够更好地推广该教学模式，更好地实践高校人才培养。
关键词：自主创新；实践教学；创新型人才；教学模式
自主创新与实践教学模式包括自主创新教育和实践教学两个部分，鼓励学生自主学习和自主创新，并培养提高他们的实践动手能力和解决问题的能力。该教学模式旨在充分调动学生的主观能动性，依托学生的自主学习，培养他们的创新意识、创新精神和创新能力，并通过他们的动手实践，较好地解决所发现的科研问题。自主创新与实践教学模式是高校本科生和研究生教学的重要组成部分，是培养创新型人才的重要方式和依托，是提高本科生和研究生科研能力的重要手段。鉴于自主创新与实践教学模式在高校人才培养方面的重要作用和推广价值，因此有必要对该教学模式的核心内容、实施方式和取得的成效进行探讨。
一、自主创新与实践教学模式的核心内容
1.以科研问题为导向。科研问题贯穿该教学模式始终，以提出科研问题为始，解决科研问题为终。学生自主创新和实践能力的培养均是围绕着他们所发现的科研问题来开展，因此科研问题的形成、提出和解决是核心内容之一。
2.以自主学习为依托。该教学模式需要依靠学生的自主学习开展和实施。以学生为主体，以教师的启发引导为辅，鼓励学生独立地或通过团队合作方式，自主地学习新知识，自主探索解决科研问题的方法和途径。
3.以创新精神培养为目标。该教学模式的宗旨是培养学生的创新精神。鼓励学生不局限于传统的思路与方法，发现目前研究的不足和有待改进之处，发现新问题，大胆创新，寻找解决科研问题的新思路和新方法，更合理有效地解决问题。
4.以实践教学为实施手段。该教学模式注重实践动手能力的培养，通过教学示范和学生的亲自实践，引导学生学习和掌握实践工具。在实践中，注重案例教学的开展，通过实践工具，如软硬件工具的实习指导，鼓励学生自主学习和发现相关软硬件的更多功能和扩展应用，学会采用相关软硬件解决自己发现的科研问题。
二、自主创新与实践教学模式的实施方式
1.引导学生发现科研问题。首先向学生介绍本专业或本课程相关的国内外重要期刊，鼓励学生自主查阅相关文献，了解国内外的研究现状和发展动态，了解国内外研究的前沿热点和最新进展；然后引导学生根据自己或所在团队的专业兴趣，提出和明确所要研究的科研问题。要求提出的科研问题具有学术价值和实际意义。此外，在课堂教学中，注重介绍与专业和课程相关的国内外前沿和热点问题，并且采用案例教学，让学生了解目前有哪些关键的科学问题有待解决，可以选择哪些问题开展研究，可以通过什么方法和工具进行解决，对结果如何进行深入地分析和讨论，从而培养学生的科研意识，激发学生的科研兴趣，引领学生了解科学研究的过程和方法。学生既可以对教师课堂上提出的科研问题进行研究，也可以自己查阅文献，根据自己的兴趣，自主选择专业或课程相关的科研问题开展研究。在课堂教学中，以学生为主体，让他们制作PPT，介绍拟研究的科研问题，通过课堂讨论，教师给予建议，帮助学生明确具体可行的科研问题。
2.引导学生探索解决科研问题的思路。一旦学生明确科研问题后，鼓励学生大胆创新，对当前研究的不足提出切实可行的改进思路，并帮助引导学生探索和找到解决问题的思路和方法。让学生制作PPT，在课堂上介绍他们拟用于解决问题的思路和具体方法，通过课堂讨论，帮助引导学生建立具体的算法和确定采用的软硬件实现工具。
3.辅助学生自主学习软硬件工具。根据学生拟解决的科研问题，向学生推荐合适的软硬件实现工具。通过实践教学和编写相应软硬件工具的实习指导书，帮助学生掌握相关工具的基本操作，同时引导学生自主学习相关工具的升级应用和扩展功能，教师辅助解惑。
4.引导学生对研究结果进行思考和讨论。当学生较好地解决科研问题后，鼓励学生进一步探讨他们研究有待进一步改进之处，同时基于问题的研究结果作一些扩展的讨论和应用前景的展望。并要求学生制作PPT和撰写课程报告，汇报他们研究的科研问题、研究方法和步骤、研究结果和结论等。
5.制定合理的考核机制。注重对学生能力的考核，主要考核他们的科研能力、创新能力和实践动手能力。通过制定评分项和相应的评分标准，完善考核机制。其中评分项主要包括：科研问题的学术意义和实用价值、创新性评价、方法可行性评价、软硬件工具操作能力评价、问题是否得到较好地解决、是否对研究结果进行了更深入的延伸和讨论等。
三、自主创新与实践教学模式的成效
以地学相关专业一门重要的专业课程“地学三维可视化”为例，来探讨自主创新与实践教学模式的成效。“地学三维可视化”是本校“地球信息与科学技术”本科专业开设的一门实践性很强的专业主干课程，旨在引导学生通过自主学习和实践，建立他们所创设的三维地学模型，并通过人机交互和动画等方式展示所建立的三维地学模型。教学成效主要体现在以下6个方面：
1.学生建立模型的多样性和学术价值。学生建立的模型丰富多样，且具有一定的学术价值，包括三维地层和煤层储量模型和开挖分析、海底油藏开采模型和沉降分析、火山喷发过程的动态模拟模型、断层节理发育发生动态模型、地下矿产开采和切片分析、降雨量与地下水赋存动态变化分析模型、海水上涨和淹没陆地动态过程模拟、滑坡变形发育动态过程模拟和演化趋势分析等。这些模型均具有较好的实用价值和应用前景。有的学生建立的模型已公开发表。
2.学生科研能力和创新意识的增强。通过自主创新和实践教学模式，学生的科研能力和创新意识明显得到加强和提升。学生对科研的过程，包括查阅文献、明确科研问题、探索解决问题的思路和方法、采用软硬件工具解决问题、结果的讨论和改进等整个过程有了系统的认识，为今后工作就业或者研究生学习都打下了较好的基础。学生的创新思维和能力也得到了很好的锻炼，他们所建立的模型都不是照搬书上或期刊上发表的模型，均是通过查阅文献，结合自身兴趣和实际生产需要，创设的模型，具有一定的新意。
3.学生实践动手能力的提升。学生需要自主选择和学习建模工具和软件，并且实践运用这些工具建立三维模型。其中遇到困惑时，咨询教师，但更多的是通过查阅网上论坛和软件帮助工具得到解决。当最后完成三维模型的创建后，相关的软件已经掌握得较熟练了，实践动手能力也得到较大的提升。
4.专业兴趣更浓厚。通过学生自己创建三维地学地质模型，加深了他们对本专业的了解。通过查阅文献，了解到本专业在实际生产和生活中的重要作用，激发了他们对专业学习的兴趣。当完成三维模型的创建，他们产生了较大的成就感和自豪感，这对专业的学习起到了良好的促进作用。
5.表达能力的提高。在模型创建过程中和创建完成后，学生需要多次制作PPT，介绍他们的思路和工作，从而促进了他们表达能力的提高。他们还需要将建立的三维模型录制成动画，配音讲解，这都使他们学会了如何较好地表达自己的观点，并和在座的同学进行充分的交流和讨论。
6.团队合作意识的培养。学生可独立完成三维地学地质模型的建立，也可以通过团队合作方式建立更为复杂的三维地学综合模型。通过团队分工合作，学生的团队意识和合作精神得到了较好的培养。
四、结语
自主创新与实践教学模式对于培养创新型人才具有重要的作用，该教学模式对于扩展学生的专业知识面，培养学生的科研意识，提升学生的创新能力和实践动手能力，增强学生对专业学习的兴趣和成就感都起到了较好的促进作用。希望本文能起到抛砖引玉的作用，与同行们一起探索实践该教学模式。
作者简介：王贤敏，女，教授，主要从事遥感地质方面的教学和科研工作。
项目资助：中国地质大学（武汉）教学研究项目（编号：2014B09）
参考文献
[1]王俊杰.自主创新教学模式初探.中国新技术新产品,2008(11):188.
[2]何建新.浅谈高校自主创新型课堂教学模式的构建.福建电脑,2008,7:35和50.
[3]王贤敏.浅谈“地学三维可视化”课程建设及教学实践.教育教学论坛,2012,(25):155-156.
[4]王振胜,王贤敏.基于IDL的三维地质矿产建模.测绘科学,2013,38(1):26-28.
Teaching Method and Effect of Independent Innovation and Practice
WANG Xian-min,WU Ke
(Institute of Geophysics and Geomatics,China University of Geosciences,Wuhan Hubei 430074,China)
Abstract:Independent innovation and practice is a novel university-teaching method,which contributes to the cultivation of innovative talents.This paper discusses the core contents,implementation schemes and acquired effects of this teaching method,and is hopeful to extend this teaching method and promote the personnel training in colleges and universities.
Key words:Independent innovation;Practice teaching;Innovative talents;Teaching method
浅谈自主创新与实践教学模式与成效
王贤敏，吴柯
（中国地质大学（武汉）地球物理与空间信息学院，湖北武汉 430074）
摘 要：自主创新与实践教学模式是一种较新的高校教学方式，对于培养创新型人才具有较好的促进作用。本文通过对自主创新与实践教学模式的核心内容、实施方式和取得的成效进行探讨，希望能够更好地推广该教学模式，更好地实践高校人才培养。
关键词：自主创新；实践教学；创新型人才；教学模式
自主创新与实践教学模式包括自主创新教育和实践教学两个部分，鼓励学生自主学习和自主创新，并培养提高他们的实践动手能力和解决问题的能力。该教学模式旨在充分调动学生的主观能动性，依托学生的自主学习，培养他们的创新意识、创新精神和创新能力，并通过他们的动手实践，较好地解决所发现的科研问题。自主创新与实践教学模式是高校本科生和研究生教学的重要组成部分，是培养创新型人才的重要方式和依托，是提高本科生和研究生科研能力的重要手段。鉴于自主创新与实践教学模式在高校人才培养方面的重要作用和推广价值，因此有必要对该教学模式的核心内容、实施方式和取得的成效进行探讨。
一、自主创新与实践教学模式的核心内容
1.以科研问题为导向。科研问题贯穿该教学模式始终，以提出科研问题为始，解决科研问题为终。学生自主创新和实践能力的培养均是围绕着他们所发现的科研问题来开展，因此科研问题的形成、提出和解决是核心内容之一。
2.以自主学习为依托。该教学模式需要依靠学生的自主学习开展和实施。以学生为主体，以教师的启发引导为辅，鼓励学生独立地或通过团队合作方式，自主地学习新知识，自主探索解决科研问题的方法和途径。
3.以创新精神培养为目标。该教学模式的宗旨是培养学生的创新精神。鼓励学生不局限于传统的思路与方法，发现目前研究的不足和有待改进之处，发现新问题，大胆创新，寻找解决科研问题的新思路和新方法，更合理有效地解决问题。
4.以实践教学为实施手段。该教学模式注重实践动手能力的培养，通过教学示范和学生的亲自实践，引导学生学习和掌握实践工具。在实践中，注重案例教学的开展，通过实践工具，如软硬件工具的实习指导，鼓励学生自主学习和发现相关软硬件的更多功能和扩展应用，学会采用相关软硬件解决自己发现的科研问题。
二、自主创新与实践教学模式的实施方式
1.引导学生发现科研问题。首先向学生介绍本专业或本课程相关的国内外重要期刊，鼓励学生自主查阅相关文献，了解国内外的研究现状和发展动态，了解国内外研究的前沿热点和最新进展；然后引导学生根据自己或所在团队的专业兴趣，提出和明确所要研究的科研问题。要求提出的科研问题具有学术价值和实际意义。此外，在课堂教学中，注重介绍与专业和课程相关的国内外前沿和热点问题，并且采用案例教学，让学生了解目前有哪些关键的科学问题有待解决，可以选择哪些问题开展研究，可以通过什么方法和工具进行解决，对结果如何进行深入地分析和讨论，从而培养学生的科研意识，激发学生的科研兴趣，引领学生了解科学研究的过程和方法。学生既可以对教师课堂上提出的科研问题进行研究，也可以自己查阅文献，根据自己的兴趣，自主选择专业或课程相关的科研问题开展研究。在课堂教学中，以学生为主体，让他们制作PPT，介绍拟研究的科研问题，通过课堂讨论，教师给予建议，帮助学生明确具体可行的科研问题。
2.引导学生探索解决科研问题的思路。一旦学生明确科研问题后，鼓励学生大胆创新，对当前研究的不足提出切实可行的改进思路，并帮助引导学生探索和找到解决问题的思路和方法。让学生制作PPT，在课堂上介绍他们拟用于解决问题的思路和具体方法，通过课堂讨论，帮助引导学生建立具体的算法和确定采用的软硬件实现工具。
3.辅助学生自主学习软硬件工具。根据学生拟解决的科研问题，向学生推荐合适的软硬件实现工具。通过实践教学和编写相应软硬件工具的实习指导书，帮助学生掌握相关工具的基本操作，同时引导学生自主学习相关工具的升级应用和扩展功能，教师辅助解惑。
4.引导学生对研究结果进行思考和讨论。当学生较好地解决科研问题后，鼓励学生进一步探讨他们研究有待进一步改进之处，同时基于问题的研究结果作一些扩展的讨论和应用前景的展望。并要求学生制作PPT和撰写课程报告，汇报他们研究的科研问题、研究方法和步骤、研究结果和结论等。
5.制定合理的考核机制。注重对学生能力的考核，主要考核他们的科研能力、创新能力和实践动手能力。通过制定评分项和相应的评分标准，完善考核机制。其中评分项主要包括：科研问题的学术意义和实用价值、创新性评价、方法可行性评价、软硬件工具操作能力评价、问题是否得到较好地解决、是否对研究结果进行了更深入的延伸和讨论等。
三、自主创新与实践教学模式的成效
以地学相关专业一门重要的专业课程“地学三维可视化”为例，来探讨自主创新与实践教学模式的成效。“地学三维可视化”是本校“地球信息与科学技术”本科专业开设的一门实践性很强的专业主干课程，旨在引导学生通过自主学习和实践，建立他们所创设的三维地学模型，并通过人机交互和动画等方式展示所建立的三维地学模型。教学成效主要体现在以下6个方面：
1.学生建立模型的多样性和学术价值。学生建立的模型丰富多样，且具有一定的学术价值，包括三维地层和煤层储量模型和开挖分析、海底油藏开采模型和沉降分析、火山喷发过程的动态模拟模型、断层节理发育发生动态模型、地下矿产开采和切片分析、降雨量与地下水赋存动态变化分析模型、海水上涨和淹没陆地动态过程模拟、滑坡变形发育动态过程模拟和演化趋势分析等。这些模型均具有较好的实用价值和应用前景。有的学生建立的模型已公开发表。
2.学生科研能力和创新意识的增强。通过自主创新和实践教学模式，学生的科研能力和创新意识明显得到加强和提升。学生对科研的过程，包括查阅文献、明确科研问题、探索解决问题的思路和方法、采用软硬件工具解决问题、结果的讨论和改进等整个过程有了系统的认识，为今后工作就业或者研究生学习都打下了较好的基础。学生的创新思维和能力也得到了很好的锻炼，他们所建立的模型都不是照搬书上或期刊上发表的模型，均是通过查阅文献，结合自身兴趣和实际生产需要，创设的模型，具有一定的新意。
3.学生实践动手能力的提升。学生需要自主选择和学习建模工具和软件，并且实践运用这些工具建立三维模型。其中遇到困惑时，咨询教师，但更多的是通过查阅网上论坛和软件帮助工具得到解决。当最后完成三维模型的创建后，相关的软件已经掌握得较熟练了，实践动手能力也得到较大的提升。
4.专业兴趣更浓厚。通过学生自己创建三维地学地质模型，加深了他们对本专业的了解。通过查阅文献，了解到本专业在实际生产和生活中的重要作用，激发了他们对专业学习的兴趣。当完成三维模型的创建，他们产生了较大的成就感和自豪感，这对专业的学习起到了良好的促进作用。
5.表达能力的提高。在模型创建过程中和创建完成后，学生需要多次制作PPT，介绍他们的思路和工作，从而促进了他们表达能力的提高。他们还需要将建立的三维模型录制成动画，配音讲解，这都使他们学会了如何较好地表达自己的观点，并和在座的同学进行充分的交流和讨论。
6.团队合作意识的培养。学生可独立完成三维地学地质模型的建立，也可以通过团队合作方式建立更为复杂的三维地学综合模型。通过团队分工合作，学生的团队意识和合作精神得到了较好的培养。
四、结语
自主创新与实践教学模式对于培养创新型人才具有重要的作用，该教学模式对于扩展学生的专业知识面，培养学生的科研意识，提升学生的创新能力和实践动手能力，增强学生对专业学习的兴趣和成就感都起到了较好的促进作用。希望本文能起到抛砖引玉的作用，与同行们一起探索实践该教学模式。
作者简介：王贤敏，女，教授，主要从事遥感地质方面的教学和科研工作。
项目资助：中国地质大学（武汉）教学研究项目（编号：2014B09）
参考文献
[1]王俊杰.自主创新教学模式初探.中国新技术新产品,2008(11):188.
[2]何建新.浅谈高校自主创新型课堂教学模式的构建.福建电脑,2008,7:35和50.
[3]王贤敏.浅谈“地学三维可视化”课程建设及教学实践.教育教学论坛,2012,(25):155-156.
[4]王振胜,王贤敏.基于IDL的三维地质矿产建模.测绘科学,2013,38(1):26-28.
Teaching Method and Effect of Independent Innovation and Practice
WANG Xian-min,WU Ke
(Institute of Geophysics and Geomatics,China University of Geosciences,Wuhan Hubei 430074,China)
Abstract:Independent innovation and practice is a novel university-teaching method,which contributes to the cultivation of innovative talents.This paper discusses the core contents,implementation schemes and acquired effects of this teaching method,and is hopeful to extend this teaching method and promote the personnel training in colleges and universities.
Key words:Independent innovation;Practice teaching;Innovative talents;Teaching method
