首页 -> 2008年第12期
以研究性教学培养创新性人才
作者：阮秋琦
设计准确、适度、形象、直观的多媒体课件，不断提高研究性教学的效果。
(5)科学研究进展的引领作用——创新性人才培养的切入点。任何科学都是不断发展的，随着科学研究的进展，新的理论及应用成果不断涌现，教学内容的更新与补充是研究性教学的一大特点。适时地把最新研究成果引入到课堂教学中，可启发学生进行深入探究、激发学生学习的兴趣。因此，科学研究成果的适时引入对研究性教学具有重要的引领作用。特别是科学研究中解决实际问题的一些经验知识，在一般的教科书或文献中不易见到的内容，结合理论教学适时地介绍给学生，也对学生养成研究性思维习惯具有引领作用。基础课教学如此，专业基础课或专业课更是如此。要想做好研究性教学工作，教师必须坚持工作在教学和科研第一线，教学与科研并重才能达到这样的效果。在某种意义上，可以说教学是科研理论及经验的系统化过程，科研是研究性教学的引领和强化过程。
(6)教材建设——教材是研究性教学的基础文献。教材建设是学科和专业建设的重要环节，是教学活动的基础工作和教学改革成果的结晶，体现了人才培养计划中知识结构设计的精髓。因此，教材建设是国内外各个学校及广大教师极为重视的工作。特别是高等教育，教材建设应该始终跟踪科技发展前沿不断深入与创新，为培养适应社会发展需要的高级专门人才打下坚实的基础。综观世界知名的大学，都有大量知名品牌的系列教材，其结构之合理、内容之完备、知识之系统、流传之广泛都成为知名院校的重要标志之一。
教材不同于科技专著，它是一种独具特色的著作。一本好的教材是经过专家教授多年的精心设计与组织，在教学及科研实践中经过多年的积淀与提升，集成熟的基础知识与专业知识以及教学经验与教学方法之精华编著而成。系统性、科学性、完整性、先进性、实践性是教材的突出特点。
通过深入的研究、具体的实践以及充分的总结与提升，形成了研究性教学的基本概念，普适模型及基本实施框架，为进一步实践及推广打下了坚实的基础。
二、研究性教学实践及初步成果
我们以“数字图像处理”作为研究载体进行了研究性教学试点，这门起源于20世纪20年代的科学发展迅速，目前已成为工程学、计算机科学、信息科学、统计学、物理、化学、生物学、医学甚至社会科学等领域中各学科之间学习和研究的对象。
图像是视觉信息，形象化的处理效果对学习者会产生强烈的视觉冲击，同时，在学习开始就在绪论一章给出大量实例，从而激发学生们的极大的学习兴趣，这正是本门科学的独特魅力所在。利用本门科学的魅力激发学生的学习兴趣是研究性教学的第一步。在激发学生学习兴趣的同时，提炼出研究性思维的切入点是我们教学研究的重点之一。
数字图像处理中涉及大量的数学问题，我们不是枯燥地讲解数学理论，而是从工程应用的角度使这一数学工具回归工程，既强调了数学的严密性，培养学生严密的逻辑思维能力，又使学生了结了工程运用的规律，从而使学生得到研究性思维训练。实际上许多数学理论本身就来自于工程实践，后来，经过数学家的规范化、严密化，从而形成严密的数学理论。如讲到FFT时，特别强调学生掌握快速傅里叶变换的基本思想，即利用变换核的对称性和周期性实现的快速运算；又如沃尔什变换的快速算法是利用矩阵分解的思想找到的，离散余弦变换的快速算法是利用两倍序列长度的傅里叶变换实现等。教学中强调这些创新思路的学习，着力培养学生的研究性思维能力。
数字图像处理中的数学描述与物理概念的相互印证也是重要的研究性思维方法，在研究性教学中应作为重点予以突出。在科学研究中，把物理现象总结为数学模型，然后利用数学工具进行严密的推导与证明得到数学上的结论，这些数学结论再用物理概念加以解释，并通过科学的物理实验进一步加以验证，这样的科学研究就是严谨的科研方法。这些具有启发性的知识点和科学严密的理论教学方法，将对学生今后从事科学研究及解决工程实际问题做出创新性工作具有巨大的启发性。同时，对学生进行研究性思维训练大有益处。
本课程的实验教学中，我们设计了四个层次的实验，体现了人在接受知识中的认知规律。例如创新性实验的设计与学生的集体作品如下。
实验要求为：根据课题数目分六个小组，推选一名组长，并在小组内进行分工；在充分理解题意的条件下，每人经过认真思考提出一个初步方案；小组讨论方案，以便形成一个有效的方案；尽可能地通过实验来说明您的方案的有效性；做出PPT，推举一个代表介绍解决方案，并集体回答同学们的质疑。
通过实验学生深有体会，都认为通过研究性探索这样的方式学习，会使同学的知识更系统，思维更周密，理解更深入，学习更主动，其价值是值得肯定的，期待着下一次研究性学习。
实验教学是成功的，学生的体会也是真挚的，实践反映了研究性教学的成效，学生的表现证明了研究性教学的必要性，
至今，我们结合教学改革已在12门课程按以上理论作指导推行研究性教学。同时也形成了一支积极参与研究性教学的教师队伍。与此同时，出版了一批有影响的教材及编写课程群的研究性教学的教案，“数字图像处理”课程先后被评为北京市和国家精品课程。同时，教师编撰了十几门研究性教学教案及课件。12门课程编写了“研究性教学”教案。
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