中国教育

　　清华大学于2007-2008年度春季学期开设 "实验室科研探究"课程，课程得到学校领导、相关院系的大力支持和各实验室教学单元教师的热情参与，发挥了清华大学丰厚的科研资源的作用，也得到了广大选课学生的积极参与及好评（近600名本科生完成课程学习）。"实验室科研探究"课程有利于学生尽早涉足科研领域，培养他们形成跨系统、跨学科和宽专业的大思维。目前，该课程以边实践、边总结、边改进的方式，顺利地完成了一个完整的教学循环。

　　一、课程背景和定位

　　2001年至2006年，美国国家科学院、国家工程院和国家研究理事会共50名院士联合完成了题为"2020年的工程师"项目研究，在2004年和2006年分别出台了《新世纪工程学发展的远景》和《适应新世纪的工程教育》两个总结报告。报告认为，面向未来的教育必须按照综合化的思路，创建综合化的课程；工程学位还将成为文科学位的预备学位，管理、医学、法律和商业的学生都必须具备基本的工程素养。

　　在中国，"通识教育基础上的宽口径专业教育"的高校教学改革理念，经过多年的讨论和实践，已为教育界所普遍接受。如何落实上述教学改革理念，清华大学多年来一直在进行积极探索。一方面，清华大学通过开设本科新生研讨课，使大批高水平教师加强与学生的接触，有效地引导低年级本科生尽早步入大学学习和研究领域，为他们日后的学习提供良好的开端。另一方面，清华大学通过设立本科研讨课、SRT学生研究项目、系列科技大奖赛以及毕业课程设计等，激发本科生的创新意识和综合运用知识的能力，以期实现宽口径专业教育的目的。但是，如何将新生研讨课的教学效果延续扩大，如何促进实践教学与基础课程的有机整合，如何更好地实现低年级本科生通识教育和高年级本科生的宽口径专业教育之间的衔接，并逐步演进成一种新型的教学改革思路，使本科生尽早接触科研实际，形成开阔的视野和科学、大器的思维，学校一直致力于寻找可行的途径。

　　大型系列选修课程"实验室科研探究"的设立思路及组织模式，是落实我国综合型大学教改理念的新尝试，也与当前国际上教学改革的基本思想不谋而合。其实，这是在延续和落实清华大学一系列教育讨论会的思想成果。本课程试图以课程为核心，整合全校的科研资源，以期建立起基于广泛科研资源的通识教育平台。本课程旨在弘扬科学精神、实践精神和创新精神，让学生尽早接触不同学科领域的一线科研工作，以教师科研成果为实例，使学生领悟渗透在研究过程中解决问题的技术途径、采用的科学方法和贯穿始终的人文精神，从中获取工程实践体验，提高综合素质，有利于从跨系统、跨学科和跨专业的角度，引领学生形成科学研究的大视野和大思路，也有利于学生发现自己的真正专业兴趣和研究方向。这门课程，为学生的学习做了一个全景式、索引式和先导式的铺垫，并以先进的、前沿的一线科研实践激发学生的好奇心和求知欲。在课程进展中，学生了解到学校丰厚的科研资源，也可能发现自己今后研究的真正兴趣所在。这样，在以后自主选课，参加SRT项目、研讨课、大奖赛，甚至转专业、报考研究生时，都可以更加主动，更加有的放矢，由专业式因材施教转变成更积极的因材求教。另一方面，通过此课程，也有助于学校挖掘各院系实验室资源，进行因才施教的有效尝试。

　　本课程在落实全面教育功能上也有很好的作用。清华大学近百年积淀下来的优秀传统和作风，其实都渗透在一个个研究项目里。学生在实验室直接、间接地见到更多的老师，甚至院士、名师，无形中给自己树立了更多的榜样，学校的核心价值理念就可以传承下去。如此坚持下去，有助于引导学生学习的全过程，使之克服浮躁的情绪，造就学生的核心价值观，从而把学生培养成与社会和谐并进的人才。

　　二、课程体系和内容

　　本课程是在全校范围内，以实验室为依托，筛选一批典型的科研项目和成果（第一批试点涉及23个院系的52个实验室），分别组成课程内容相对独立的教学单元（每个单元2学时），组织学生轮流到相关教学单元所在的实验室，由高水平教师和有经验的工程技术人员现身说法，用通俗的语言和直观的形式（如实验室现场、图板、音像资料、报告文档、原始资料、启发式设问等）全方位展示科研过程：讲述项目的背景、立项和实施的过程、所依托的装备条件和遇到的问题、解决问题的思维方法，与同学们进行讨论交流，分享自己的经验教训、心得体会。学生从所有单元中自主选择8个单元计1学分，各学期可连续选探究课(Ⅰ)-(Ⅳ)，最多可积4学分，跨学科观摩32个项目 。

　　该课程还设立概论讲课和资料阅读环节，使学生在宏观上了解科学技术的演进和产业的发展；在微观上用具体案例引向深入，又与科研实践及参与前沿研究的科技人员相接触，有利于学生感悟工程文化的厚重内涵和积淀过程，从中探究社会、经济发展与科学技术间的内在规律，从而提高学生对整合自身知识结构的认识和立体思维的能力。

　　课程唯一的作业，就是要求学生记实践日志，记录自己的所见所闻，记录自己的发现。用这个方法，有意识地引导学生了解自己的思维过程，关注自己思维方式的变化，在老师的指导和影响下打下认知科学的基础，学会积极思维，引导深度思维。

　　由此，就低成本地建立起了一个基于广泛科研资源的、可使大面积学生受益的、可引发学生兴趣的，同时又具有一定深度的"通识教育"平台。将这个平台衔接到本科的培养方案中，就可能起到承前启后、承上启下的作用，可能激活整个培养过程。学生在"新生研讨课"之后，利用这个平台，进一步打开自己的眼界，扩大"新生研讨课"的思想成果。老师们都很投入，开动脑筋研究学生的学习规律。大家协调好，在各教学单元中突出一两个自己领域依赖的基本实验技术，例如真空、低温、高温、激光、测量、传感器、模拟、信号采集处理等，学生在不同实验室看到这些基本技术的不同运用，容易形成比较全面的感性认识，在继后的基础课和专业课中再遇到这些概念的时候，就有了比较好的实践与认识支撑。我们还请老师注意向上从自己实验中提炼方法论，向下传递给学生。由于自然科学与哲学是一脉相承的，这样做，就可以把在高年级和研究生阶段要进行的哲学教育提前，为本科教育添上哲学启蒙的催化剂。榜样的力量是无穷的。老师们的言传身教、指导启发，其方法和体验都可能在学生身上映现出来，从而达到育人过程中"润物细无声"的潜移默化作用。

　　三、课程建设工作

　　1．课程组织建设

　　由于本课程的基础是横跨院系、挖掘全校科研资源，组织众多实验室和教师共同建立本科教学平台，所以课程的成功和持续健康发展，离不开学校、各职能部门和各院系领导的支持，离不开各实验室主任和广大实验技术人员的支持，离不开广大一线科研教师的参与。基础工业训练中心作为学校大型工程训练基地，分析和归纳了现行培养方案各个环节的关联和学生发展的需求，将在"工业系统概论"课程中试验多年行之有效的观摩实验室的经验推广放大，并将其拓展为全校性大型选修课的可行性进行了广泛的调研，在此基础上完成了课程模式的顶层设计。

　　基础工业训练中心发挥校级训练中心的组织和服务功能，会同22个院系的52个实验室，开设了实验室科研探究课程，进行了一个学期的教学实践，完成了一个完整的教学过程，有580个学生完成了1学分的学习。教师参与的积极性很高，学生反映也很好。在此基础上，建立了有校级领导参加的课程领导小组和工作小组，以便于课程顺利、有序地开展，同时也保证了课程的进一步发展。

　　2．网络环境建设与合作探究式学习的开展

　　学校的选课系统和网络学堂对课程的顺利展开起到很好的支撑作用。我们用一级选课系统选课，用二级选课系统选点，兼顾学生的兴趣和实验室的容量，把学生组织进去，进行跨专业的观摩。老师在网络学堂上通过批改实践日志了解学生反应，与学生交互。通过网络学堂，还实现了对课程的实时过程控制。

　　为充分利用网络环境和综合性大学优势推动教学改革，我们在原已进行的"网络环境下非结构性团队交互学习模式研究"的基础上进一步探索在本课程中组织跨专业学生兴趣小组，开展学生合作探究式学习的方式。除充分使用网络学堂等公共网络平台外，针对加强交互、公开思维、合作探究、积累发展的教学需求，我们着手开发课程专用的教学网络平台，以探索网络教学和课程整合的新模式。下一步，我们拟在此基础上把有内在关联的实验室和项目组织成课题组，开展学生的合作探究式学习，与其他教学环节有机配合，为成批培养与社会和谐并进的拔尖人才贡献力量。

　　3.教学队伍建设

　　实验室是课程的支撑，单元教师是教学的基干。针对这种新的教学模式，要研究师资队伍整合和培养的规律性。面对本科学生，必须解决深刻性与通俗化的统一。课程教学采用实验室现场教学和研讨的方式，对教师的素质和知识结构也提出了较高的要求。教师要有较宽的知识面，在工程实践经验和理论知识两方面均有较高要求，特别是要求同时具有较强的工程实践能力和教学实践经验。这些都要求教师不断学习、实践，不断提高自身业务水平和认识水平，不断研究改进教学方法，不断总结教学规律。另一方面，政策上也要保证教师责、权、利的统一，爱护教师参与和投入的积极性。

　　4．工作程序建设

　　（1）学生选课手册

　　①本系列课程为全校性选修课。每个课号下可在所提供的教学单元中选择8个单元进行观摩，计１学分；本课程共有４个课号，学生可在4个学期选课。

　　②本课程由一级选课系统选课，二级选课系统选点。鉴于学生(尤其是大一的学生)尚不能很好地了解本课程，故申请在选课系统中弹出宣传框，以提醒学生关注这一教学改革措施。

　　③学生以自己的学号登陆info系统，按其中实验板块公布的本人选课课表上课。上课时携带考勤表请老师确认出席。学生进实验室须签到并承诺遵守安全规定。

　　④学生在某单元上课后一周内，应在网络学堂作业栏中该单元日志提交处上传本单元实践日志，记录自己的见闻、发现，随时梳理自己的知识结构和心路历程，以便与老师交互。单元日志应在500字以上，每学期至少上交6篇实践日志。各学期所选全部单元结束后两周内应将日志汇总，并加上自己简要的回顾和总结，再在网络学堂作业栏的日志汇总栏内提交一次，以便考核给出成绩。

　　⑤学生在完成所有单元学习后，将考勤表交给最后一个单元老师代收，并领取考勤表回执保存备查。

　　（2）教师工作手册

　　①每学期第10周前申报下学期教学单元，填写教学单元信息表。信息表电子版用E-mail传给训练中心，纸版由教学主管部门签字确认后上收汇总，由教务处向开课单位发放正式教学任务书。

　　②每学期开学前，单元教师要做好教学准备，在网络学堂电子教案栏中按序号分配的资源份额中上传课件、视频资料以及参考文献和参考书目，备学生课前预习，做好上课准备。

　　③单元教师要及时批改学生的实践日志，实现与学生交互。

　　④课程结束后3周内，各单元教师须进行教学总结，并将总结及选出的较典型的学生日志3～5份，教学现场照片3～5张，发送到训练中心以便汇总。

　　（3）工作小组工作手册

　　（i）工作小组在领导小组领导之下进行工作。

　　（ii）工作小组中，基础工业训练中心发挥校级训练中心的组织服务和教学研究功能，负责课程的运行，并设课程负责人一名，在教务处实践科、实验室与设备处实验室科具体指导下开展工作。

　　（iii）课程纳入教务处统一计划管理。因本课程的特殊性，每学期由教务处向各院系教学办公室发任务书和相关教学通知，确定各教学单元的教学任务；各院系教学办公室依照学校的教学管理条例对课程进行管理，并协助教学单元的教师解决困难。

　　（iv）建立分单元的遴选和退出机制，进入教务处统一的督导系统，按教学单元进入学校课程考核评价体系。

　　（v）确定各学期课程结构和分教学单元的组成，组织教师备课。

　　（vi）组织学生选课，并进行课程宣传工作。

　　（vii）进行教学过程控制及学生考核。

　　（viii）构筑课前预习和课后梳理的条件，提高教学效果。组织单元教师提供教材、多媒体课件、背景视频材料、参考文献、参考书目，提炼基本实验技术并做介绍；组织学生以实践日志的形式与教师交互。

　　（ix）协调开课教师的责、权、利，争取课程发展经费，如新进入单元的课程建设费、学生动手实验的消耗补偿费、讲座教师的酬劳等。

　　（x）建设虚拟合作探究式学习网络平台，以三种形式组织学生兴趣小组。

　　 　　（a）为各单元老师建立虚拟空间，积累有意在此方向深入的学生组成团队，引导并鼓励他们交互研讨，为本科研讨课、SRT项目做前导。

　　（b）纵向深入。与基础课合作，就某一基本实验技术先开设若干讲座和基本实验，再观摩若干相关单元，探究该基本实验技术在不同方面的应用，为以后的课程学习和科研寻求宽口径实践支撑。

　　（c）横向综合。就某些典型问题的内在相关性，组织课题组进行观摩和研讨。通过学生活动促进课题组之间的交互，逐渐积累起一些共同的关注点，生长出一些重大课题的萌芽。

　　这些措施有助于学生专注于自己感兴趣的方向，把学习引向深入。一些优质的教学资源也就在交互中整合积累起来了。

　　（xi）组织选课学生调研，收集收获、体会，征求课程改进意见。

　　（xii）定期组织单元教师研讨，征求课程改进方案，并促进基于广泛资源的研究平台形成，促进实验室工作人员综合能力的提高，为本课程的进一步发展以至科研与教学互动升级创造条件。

　　（xiii）研究课程的定位、功能、结构（体系、内容、方法）及与其他教学环节的关联和衔接，提炼基本实验技术和方法论，挖掘学科的内在关联和教学环节的内在关联，促进与其他教学环节和其他教学阶段的衔接，实现本科低年级教育与教学的新一轮整合。

　　（xiv）探讨本科生与研究生混开的可行性，促进学生横向和纵向交互。

　　5．课程后继建设规划

　　（1）整合--融入统一的培养方案

　　①实践教学与理论教学的整合和衔接

　　--提炼基本实验技术，以多角度地观察和体验支撑理论教学。

　　②学生合作探究式学习与第一、第二课堂的整合与衔接

　　--组织兴趣小组，作为研讨课、SRT、大奖赛的先导和预备。

　　③通识教育与宽口径专业培养的整合和衔接

　　--全景、索引、先导式的铺垫，兴趣和职业发展的充分契合。

　　④教育与教学的整合

　　--发现自己，发现资源，规划征程，因才求教。

　　（2）拓展--促进基于广泛资源的教学科研平台的形成

　　①在学生的发展中起作用

　　--眼界，榜样，发展空间，人文关怀，自我要求，发展规划，传统传递，作风养成，学习兴趣，探索热情。

　　②在促进学科交叉和科研队伍成长中起作用

　　--不同学科的交互，科研团队的交流。

　　③在促进广泛资源平台上的科研合作中起作用

　　--方法论的转变，综合出新质。