对于纳米技术开设纳米技术新生研讨课实践与感受

摘 要：新生研讨课是一种面向大学新生开设的小班专题研讨课程，以探索和研究为指向、强调师生互动和学生自主学习。以合适的课程名称和研讨内容主导专题研讨，从身边事物与现象切入，以问题驱动研讨，以小组为团队，培养自主性学习习惯，充分发挥研究生的“助教”作用，课堂之外的互动实践是成功开设纳米技术新生研讨课的有效途径，上海交通大学在实践中取得了良好的教学效果。
关键词：新生研讨；纳米技术；问题驱动；互动实践
新生研讨课（Freshman seminar）是一种面向大学新生开设的小班专题研讨课程。它通过小班研讨、师生互动等方式，激发学生研究热情，鼓励学生在研讨交流中独立思考、多角度分析，从而提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，培养学生的创新精神。1959年美国哈佛大学首先开设新生研讨课，受到学生的好评。从2003年开始，国内在教育改革中走在前列的高校如清华大学、浙江大学等，也陆续引入了这种新型的教学模式，作为改善大学一年级教育的重要途径。然而，新生研讨课是一种全新的教学模式，少有固定教材；教学内容涉及众多领域和交叉学科，多是教师自己多年教学、科研经验的总结；师生间的互动研讨是主要教学形式。目摘自：毕业论文提纲范文www.618jyw.com
前，新生研讨课的开设还处于起步探索阶段，需要不断总结已有的成功经验，在更多高校新生中普遍推广。本文作者结合自己几年来成功开设纳米技术新生研讨课的经验，谈几点体会，以期抛砖引玉。

一、全面认识新生研讨课的目标与定位

开设新生研讨课是建立与研究型大学相适应的研究性教学体系的一部分，其目的在于提升创新人才培养水平，进一步推动名师上讲台。
新生研讨课的教学目标是使新生体验一种全新的以探索和研究为基础，师生互动为教学组织形式，自主性、研究性学习为学习形式的模式，为后继学习打好基础，为新生创造一个在合作环境下进行探究式学习的机会，实现名师与新生的对话，架设教授与新生间沟通互动的桥梁，缩短新生与教授之间的距离，对学生各个方面进行整体的综合培养和训练。
新生研讨课的定位是面向一年级新生开设的选修课。它与一般意义上的选修课的不同之处在于，不仅让新生学习知识，更重要的是让新生体验认知过程，强调教师的引导与学生的充分参与和交流，启发学生的研究和探索兴趣，培养学生发现问题、提出问题、解决问题的意识和能力。

二、新生研讨课的教学实践与体会

新生研讨课是由各学科领域的教授以自己多年的教学科研成果作为教学内容，围绕师生共同感兴趣的专题，进行师生之间、学生之间的交流互动。对学生在掌握知识、开阔视野、合作精神、批判思考、交流表达、写作技能等诸多方面进行整体上的培养与训练。这一教学模式在教学内容，教学目标，授课方法、教学形式等诸多方面皆与惯常教学有很大突破和不同。几轮实践下来，个人有以下5点体会。

1. 合适的课程名称和研讨内容是成功的一半

学生在选课时第一眼看到的是课程名称，因而，课程名称的好坏直接关系到学生对这门课程的兴趣。合适的研讨内容是互动研讨得以开展的保证。作者认为合适的研讨课应满足以下几点要求：1）对学生有足够的吸引力。有兴趣才有探索求知的，才能激发学生的主观能动性；2）门槛低，入门容易。不需要专业的知识作铺垫，有高中的物理化学知识，甚至科普常识即可；3）课程属于交叉学科，内容丰富，面广，适合不同学科、不同专业背景的学生选修，同时也易于组织专题研讨。
基于以上认识，作者以多年来从事的纳米技术研究作为课程名称和内容的选取依据，最终选定“纳米技术与未来世界”作为本课程的名称，并包括了以下八大研讨专题：一、纳米科技的发展态势与未来；二、纳米科技在航空、航天军事中的应用与发展；三、自然界中的纳米现象与仿生；四、纳米科技在生物医学中“大显身手”；五、纳米科技在微机电系统制造中的优势；六、环境保护中的纳米科技；七、纳米科技在新能源开发中崭露头角；八、纳米科技在建筑中的应用及未来畅想。纳米技术是当下热门技术，发展最快的技术，是未来科技发展的方向，对学生有足够的兴趣与吸引力，学生选课积极踊跃。纳米技术在日常生活中应用广泛，应用其制造的各种新产品经常见诸于新闻媒体，科普宣传片。因此，学生容易接收，无需专业知识，即可参与互动研讨。纳米技术还是一门涉及材料、化学、生物、医学、机械等学科的先进技术，与纳米技术有关的新生研讨课适合不同学科、不同专业背景学生选修。学生除了能学到了本专业的知识外，还能与其他专业的同学共同研讨、交流，拓宽其在不同学术领域的视野。此外，本课程所包含的不同专题很好地照顾到不同专业学生的需要，学生可以根据自己的专业选择相应感兴趣的部分自主性学习并开展师生间、学生间的相互研讨。

2. 从身边事物与现象切入，以问题驱动研讨

身边事物与现象大家都熟悉但又常常被忽略，容易引起学生的兴趣与共鸣，以此为切入点，通过提出一系列不同思考深度的问题，从而引导思考，驱动研讨，这是常用而有效的课堂教学方法之一。比如在“纳米科技与未来世界”课程中的“纳米自然现象”这一堂课中，作者先给出两种自然界中与纳米技术有关的常见现象：荷叶出淤泥不染与不沾水，雨后水稻叶子上呈球状的小水滴。这两种独特的现象与日常生活中水的浸湿效果是完全不一样的，学生对这种现象非常熟悉但又说不出具体原因，经过教师的提问，学生的好奇心被激发起来。教师进一步提问：为什么会出现这种奇特的现象？谁还能再举出更多类似的现象？这一问题激活了学生对生活经验的记忆，他们七嘴八舌地展开了讨论：“鸭子在水中游泳时，背上的羽毛是不沾水的，抖一抖水珠都滑落了”， “水黾能在水面上站立而不沉下去，并且还能作快速的移动”……这些都是学生司空见惯而以往常常被忽视的生活现象。接着教师进一步启发学生思考：“谁能说说这些‘特异功能’可能是怎么形成的？”这一问题打开他们的想象空间，燃起他们探索科学的热情。学生们畅所欲言：“肯定与某种特定的结构有关”，“与某种特定的材料有关”，“与某种材料的排列有关”……在学生的猜测与师生间的求证交流下，问题得出结论：纳米结构的疏水性。最后教师启发学生进一步畅想：“如何借鉴纳米的这种疏水性设计不湿水的衣服免去下雨的麻烦，设计疏水型飞机机翼免去机翼结冰带来的危险……”。 学生们利用思考探究得来的纳米基础知识，结合自然生物纳米特点，展开丰富的想象，对设计全新概念的新型疏水装置提出了各种各样的方案。有的方案引经据典，论证比较严密；有的方案富有创意，让人眼前一亮；有的方案虽然缺乏足够依据，但想法大胆。在思维的交流与碰撞中，学生们提高了提出问题与分析问题的能力。

3. 以小组为团队，培养自主性学习习惯

传统课堂常常老师埋头讲，学生埋头记。这种教学模式下，教学内容是固定的，教师按照书本内容讲，学生接受到的是零散、没有联系的“死知识”，中间没有知识的消化-吸收-转化的过程，学生较少有独立思考的机会，学习处于被动接受的状态。而新生研讨课注重学生主动探究的学习过程。学生根据自己的兴趣爱好选则特定的话题，查阅资料，分析问题，主动学习相关的知识，并对知识的逻辑作深层次的整理加工，最后形成书面的研究报告在小组专题讨论会上演讲，同时接受老师与其他同学的提问，通过相互的交流研讨，去伪存真，接受到的是鲜活的、有机联系的知识体系。在“纳米科技与未来世界”这一课程中，作者根据学生的兴趣爱好或者专业特点，让他们自由分组，以3人为一个团队，在八大专题中选定一个作为团队大作业，然后合理分工，查找文献，自主性学习，分析整理问题，形成团队专题报告并以PPT的形式作公开演讲。同时，教师与其他团队的成员可以进行质疑，相互辩论，相互研讨，不断完善专题报告。在研讨中每个小组成员汇报自己的学习成果，同时接受别人的新知识，这种积累的知识是生动的，再思考过的，鲜活的。

4. 发挥研究生的“助教”作用

新生研讨课的研讨内容多是教师自己多年教学、科研经验的总结，既有经典内容，也有科研一线的新问题，涉及众多领域和交叉学科。尽管任课老师大多是该领域的教授，知识储备丰富，但有时学生提出的问题还是会时不时超出老师的现有知识，如果老师强行中断或引开现有的话题，难免会使热烈的研讨氛围大打折扣，伤害学生探究问题的热情，导致探讨问题的深度不够。这时，可以发挥研究生的“助教”作用。硕士、博士研究生一直处于科研一线，他们对导师现有某一课题方向有着非常深入的研究，在相关研讨课开始的时候可以辅助导师引导、回答各种前沿的技术性问题，这样既照顾到研讨问题的广度和宽度，又满足了一部分同学研讨问题的深度。比如作者的博士生中有的是研究纳米载药在肿瘤治疗中的应用的，有的研究纳米薄膜与涂层的吸波与隐身应用的；有的研究纳米自组装技术在微机电系统制造中的应用的；有的研究纳米技术提高单晶硅太阳能电池转化效率的。因此，在实施上述相关专题研讨课的时候，与相关的博士生共同主持研讨课，把最前沿的技术与学生分享，既解决了现有的难题，又激发了学生的探究热情，为日后的相关学术研究奠定基础，收到了很好的教学效果。

5. 课堂之外的互动实践培养学生动手能力

自然科学类研讨课程除了课堂上的研讨，还离不开课外的互动实践。不但要培养学生的理论知识的学习能力，还要强化实践动手能力的培养。新生研讨课除了在教室开展互动研讨，还可以把活动地点放在课堂外的实验室。在实验室中，教师不仅可以向学生介绍实验仪器与设备、实验原理与手段，还可以充分结合自己的科研项目，组织学生与硕士、博士研究生就他们的研究课题展开互动研讨，让学生对具体的科研课题提出自己的疑问。在这样的学习环境下，学生不但可以学习到直观的知识，还能就自己感兴趣的话题深入研讨，甚至亲手做一部分实验，为自己将来的科研奠定良好的基础。“纳米科技与世界未来”这门课程中，作者结合自己的科研项目——稀土纳米自组装分子膜技术在微机电系统摩擦学中的应用，带领学生展开研讨。教师首先介绍课题的背景知识：宏观与微观机电系统摩擦学的区别及有关的基本概念——纳米自组装膜技术。然后，提出问题——怎样制备合适的纳米分子自组装膜并表征？带着这个问题学生可以思考哪些条件可能会影响成膜的厚度与形状，这种技术的优势与成本及应用前景等，并与教师及研究生开展互动讨论，有兴趣的同学还可以亲自制备一些分子膜并在电镜下观察表面形貌，测试摩擦学性能。为了满足一部分有强烈科研要求同学的需求，在上海交通大学本科生研究计划项目（PRP）经费的资助下，作者每学期根据科研课题设置3个项目课题，由研究生带领6名有较强动手能力的研讨课学生在实验室做实验，培养他们的科研素养。此外，实验室还有专门为本科生开设的特色实验项目，通过这些实源于：论文发表网www.618jyw.com
验的开展，大大促进了学生对理论知识的理解，培养了他们的学术研究能力。三年的实践结果表明，当年选修这门课的并跟着做PRP项目的学生，已经顺利地拿到美国密歇根大学、弗吉尼亚理工学院等大学进一步深造的录取通知书。在谈到申请成功的经验时，这些学生无不对当初这门新生研讨课给予很高的评价，正是这种与国外高校相同教学模式的研讨课程和强调动手实践的PRP项目为他们赢得了更会的机遇。

三、新生研讨课进一步改进措施与建议

一是控制班级学生人数。在与学生的交流中，学生反馈30人一班人数太多，使讨论和发表意见的机会相应减少，同时研讨问题的深度与广度也因此受到制约。建议应每班以10～15人最佳。
二是增强学术研讨气氛。新生研讨课的研讨气氛还不够热烈。很多学生还没有从中学的被动听课模式中转变过来，还没有发言的习惯。这些都需要教师在转变学生学习方式上多作努力，多鼓励、引导学生发言，充分调动现场的研讨气氛。
三是系统培训授课教师。新生研讨课是一种不同于传统教学的崭新课程，如何进行研讨课的主持与引导让课堂讨论流畅与和谐，授课教师需要不断探索研究。上海交通大学教学发展中心（Center for Teaching and Learning Development）是一个关于教师的“教”和学生的“学”的研究和培训机构，在提升我校教师的教学水平方面已经取得了不小的成功，今后还可对教师增加有关新生研讨课方面的培训，帮助教师调整新生研讨课方面的教学内容与方法，使新生研讨课更加高效。
四是与后续课程有效衔接。小班专题研讨，名师执教的形式对于二年级、高年级也是相当重要的。后续课程可以设计出一些富有特色的专业研讨课与新生研讨课相衔接和呼应，从而将研讨课的理念和教学方法在后续课程，如在通识课程、专业课程中适度推广。
参考文献：
屈林岩，王向红. 美国大学FYE及其启示[J]. 比较教育研究，2011 （11）：20-24.
张红霞. 美国大学的新生研讨课及其启示[J]. 中国大学教学，2009（11）：93-96.
[本研究得到2012年度上海交通大学特色实验项目和通识教育核心课程立项建设项目资助]
[责任编辑：周 杨]