案例研究型学习模式下大学生创新能力培养的探究

卞晓军 熊振海

摘要：大学生是创新型国家建设的中坚力量，培养大学生的创新意识和创新能力是我国高等教育改革的重要任务之一，也是提升大学生素质的重要措施。本文以专业基础课程“物理化学”教学中采用的案例研究型学习模式为例，探索其对于培养和增强大学生创新意识和创新能力的作用。

关键词：大学生；主动学习；创新能力；案例研究型学习模式

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）15-0070-02

随着全球知识经济的迅速发展，创新能力的强弱已成为一个国家能否在国际竞争中取胜的决定性因素。大学生是创新型国家建设的中坚力量，培养大学生的创新意识和创新能力是我国高等教育现阶段的重要目标之一[1，2]。然而，对于大一学生而言，他们对大学的学习与学术环境的适应才刚刚开始，普遍存在着专业基础不扎实、知识积累不够、科研创新能力欠缺等问题，因此在科研训练计划实践过程中，一些学生也相继出现了兴趣缺乏、创新动力不足的情况[3，4]。笔者以“物理化学”专业基础课教学中采用的案例研究型团队学习模式为例，探索如何通过专业基础课的学习帮助学生挖掘他们的研究兴趣和科研潜力，在学习探究过程中激发大学生的创新意识和培养创新能力。

一、什么是案例研究型团队学习模式[5]

案例研究型团队学习模式的核心思想是将科研训练融入课程教学过程中。教师要做到寓教于创新，真正将自身的科研工作与教学工作充分融合，使大学生在专业基础课学习过程中得到科研创新能力的训练。为此，笔者结合“物理化学”本科课程的教学任务和上海海洋大学食品科学与食品安全、生物制药以及环境科学等专业特点，以科研创新能力训练为目标，对授课内容进行了适当调整，增设了“表面活性剂在食品工业中的应用”、“超临界流体及其在食品、医药、环境中的应用”、“电化学传感在食品检测、环境保护以及生物医药等领域的应用”，以及“胶体化学在药物中的应用研究”等授课专题，面向胶体化学、超临界流体、电化学传感等领域的国际研究前沿，开拓了学生的国际视野，引导学生结合自己的兴趣，聚焦某一研究领域并挖掘其中存在的主要科学问题，进而提出自己的科研设想。

学生则结合自身的兴趣，以团队（由4—5个学生组成）的形式开展相关专题的文献调研工作，挖掘专题内的研究热点和难点，并探究研究难点背后存在的关键科学问题。在这个过程中，如何凝练科学问题是培养创新能力的关键环节，也是后续科研实践训练的前提。而这对于刚接受科研训练的学生而言比较困难，此时教师一定要给予适当的引导和帮助，让学生在探究的过程中收获自信和快乐，做到寓学于乐。

案例研究型团队学习模式下创新能力的培养，不仅关注学生的创新思维能力训练，同时也十分注重学生写作能力和语言表达能力的培养。写作是用科学的语言编辑创新性思维的过程，每个团队均需撰写1份正式的科研计划书，内容需要涵盖拟选课题的研究意义、当前的研究现状、存在的主要问题、拟采取的研究思路和方法、技术路线及可行性分析、主要的创新點，以及课题的时间安排和经费预算。语言表达能力的培养体现在最终的答辩环节，每位学生代表需要在规定的时间内（8—9分钟）简明扼要地陈述团队拟申报的课题的研究意义、拟解决的关键科学问题、研究思路及主要创新点。答辩环节可以直接折射出学生对课题的探究和思考的深度。

二、案例研究型团队学习模式下学生的学习效果分析

较强的主动学习意识和主动学习能力是培养创新能力的重要前提。案例研究型团队学习模式下，学生的主动学习意识和主动学习能力明显增强。具体表现在学生在课后围绕以上几大专题，主动搜集资料，了解相关领域目前的研究现状。例如，食品科学专业的学生以“表面活性剂在食品工业中的应用”为主线，选择硬脂酰乳酸盐（一种食品乳化剂）为研究主题，探讨了其如何通过调节食品混合料液中各种构成相之间的表面张力，从而稳定食品的物理状态，改进食品的组织结构，控制食品加工过程，改善风味、口感，提高食品质量。并从乳化剂的作用机理、乳化剂的性能指标、乳化剂与食品中的蛋白、淀粉的相互作用等多个方面进行了深度调研；另有学生从表面活性剂结构的角度，探讨了其在食品工作中所具有的增溶、起泡、湿润等功效，对于书本上阐述的表面活性剂的两亲结构理解得更加透彻。此外，还有学生从生物表面活性剂在食品保鲜防腐中的应用角度，在列举生物表面活性剂的优点（低毒、可生物降解、来源广泛）的同时，剖析了其中的不足，如产量低、价格贵、批量生产难、食品保鲜防腐毒理学评价资料欠缺等，并提出了对于未来如何解决这些问题的见解和思考。环境科学专业的学生在案例研究型团队学习模式的引导下，从所在专业的角度，以电化学技术为切入点，分组探讨了电化学技术在污水处理以及生物电化学技术在海水淡化方面的应用。案例研究型团队学习模式建议学生将物理化学基础理论与所学专业结合，同时也鼓励学生发散思维，可以将物理化学基础理论与当下的研究热点或者是自身的研究兴趣结合。在此引导下，有学生将电化学技术与新能源研发相结合。在能源缺乏、环境污染严重的大背景下，以太阳能电池为例，调研了电化学在新能源研发中的应用。并以几种太阳能电池的特性为切入点，分别叙述了它们的优缺点，以及光电转换效率和发展前景，经过小组集体的讨论和思考，提出了晶硅电池材料和量子点太阳能电池在新能源开发方面很值得期待。

较强的独立思考能力是创新能力培养和提高的重要保证。案例研究型团队学习模式实施以来，学生的独立思考能力也有所增强。例如，在物理化学基本概念“广度性质与强度性质”学习过程中，学生对于“压强是强度性质”提出了疑问：“根据道尔顿分压定律，气体的分压与其摩尔分数成正比，那意味着气体的分压与与其物质的量正相关，如此，为什么压强却是强度性质而不是广度性质呢？”

案例研究型团队学习模式下，学生在完成作业时的表现也不同于以往被动的学习模式。主要体现在两个方面：（1）学生会主动运用思维导图的形式梳理“物理化学”的知识脉络，架构富有新意，形式表现丰富多样；（2）在解题过程中，学生会从不同角度思考问题，创新性地提出多种解题思路和方法，分析各种方法的优缺点，并从自我认识的角度选出最佳解决方案。

在案例研究型团队学习模式影响下，越来越多的本科生愿意更早地进入实验室，或是参与教师的课题，或是验证自己的设想，到目前为止有多名学生在教师的引导下获得“大学生创新项目”计划的资助。两年多以来已有1名本科生在中文核心期刊上发表了研究论文。

三、总结

案例研究型团队学习模式帮助学生从传统的“填鸭式”被动学习状态中解放出来，在课堂上为他们营造主动学习、独立思考的氛围，帮助他们顺利地迈出了传统的“学习舒适区”，让他们徜徉在知识探究的海洋里，品尝着从发现问题到解决问题过程中的快乐。案例研究型团队学习模式的探究结果表明，学生的主动学习意识和主动学习能力、独立思考能力、创新意识和能力均有明显的增强。在创新意识的驱动下，科研能力也得到了一定程度的提升。以上取得的成绩是令人欣慰的，然而大学生创新能力的培养不是一蹴而就的，教师和学生仍需不断努力，共同进步，以期在将来取得更大的进步。

参考文献：

[1]张敏，鞠春华.大学生创新能力培养的研究[J].教育探索，2013，（9）：105-106.

[2]沈逢云.大学生创新创业能力培养路径探索[J].高校论坛，2017，（19）：14-15.

[3]李杨帆，朱晓东.科研训练计划与大学生创新能力培养[J].中国大学教学，2011，（4）：24-25.

[4]严薇，袁云松.大学生实践创新能力培养的探索与实践[J].中国大学教学，2012，（9）：78-80.

[5]熊振海.案例研究型团队学习模式的考核方式研究[J].教育教学论坛，2015，（18）：171-172.