多元立體化教學(xué)模式在化工類研究生課程體系中的優(yōu)化與創(chuàng)新*

王冬梅,周俐軍,高 軍

（山東科技大學(xué)，山東 青島 266590）

高校研究生教育作為人才培養(yǎng)的主要組成部分,在 “中國制造2025”中至關(guān)重要?；瘜W(xué)和化工類專業(yè)研究生教育作為一個大類,每年都招收數(shù)量可觀的研究生,為我國的各行各業(yè)輸送了許多中堅力量。

山東科技大學(xué)是一所以工科見長,礦業(yè)特色突出的山東省屬重點高校,化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院做為學(xué)校 “雙一流”重點建設(shè)的8個學(xué)院之一,設(shè)有礦物加工工程二級學(xué)科博士學(xué)位授權(quán)點,化學(xué)工程與技術(shù)一級學(xué)科碩士學(xué)位授權(quán)點,礦物加工、環(huán)境工程、化學(xué)工程與工藝、應(yīng)用化學(xué)、生物化工、煤化工等8個二級學(xué)科碩士學(xué)位授權(quán)點,化學(xué)工程、環(huán)境工程2個工程碩士授權(quán)領(lǐng)域,每年招收碩士研究生逐年增加。

近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,國內(nèi)研究生招生、培養(yǎng)、考核等方面出現(xiàn)了一些問題,一定程度上影響了研究生的培養(yǎng)質(zhì)量。針對這些問題,2016年10月該團隊獲批立項了山東省研究生教育創(chuàng)新計劃項目:“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下化工類碩士課程體系優(yōu)化及創(chuàng)新研究,開始了對全國許多省市高?；ゎ惔T士的課程體系的調(diào)研與分析,通過與兄弟院校的比較,找出了自己存在的問題,提出了解決問題的方案。與原有的課程體系比較,本課題在化工類研究生課程體系的優(yōu)化與創(chuàng)新被列在表1中。

表1 新舊課程體系的教學(xué)方法和考核方式的比較Table 1 Comparison of teaching methods and assessment methods between the new and old curriculum systems

1 優(yōu)化研究生課程教學(xué)體系，以產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向，壓縮專業(yè)基礎(chǔ)課時，增加實踐課學(xué)時，與科研訓(xùn)練融合

在調(diào)研了15所985院校和50多所普通高校的化工類專業(yè)研究生培養(yǎng)計劃的基礎(chǔ)上,結(jié)合該校的行業(yè)特色,減少了專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)時50余個,增加了實踐課時和校企合作[1]、系統(tǒng)地劃分了研究方向,建立了10余個研究生培訓(xùn)基地,鼓勵學(xué)生參加校外專家的學(xué)術(shù)講座和指導(dǎo)教師的科研工作,并記入學(xué)分。

2 創(chuàng)新課堂教學(xué)模式，以 “互聯(lián)網(wǎng)+”為基礎(chǔ)，將混合式、翻轉(zhuǎn)式、討論式融入課堂教學(xué)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)

針對當(dāng)前的研究生教育中存在亟待處理的諸如:投入不足、結(jié)構(gòu)失衡、教學(xué)資源缺乏、教學(xué)模式單一[2-3]、培養(yǎng)質(zhì)量下降和創(chuàng)新平臺缺乏等主要問題[4],借助超星爾雅的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺,創(chuàng)建了 《材料化學(xué)》和 《功能高分子材料》兩門專業(yè)課的網(wǎng)絡(luò)在線課程,讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)。其中還吸收和引用清華大學(xué)、西安交大等知名高校的教學(xué)資源,調(diào)動學(xué)生們的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性,轉(zhuǎn)換教師與學(xué)生的角色,進行翻轉(zhuǎn)課堂和研討式教學(xué)。學(xué)生選擇自己感興趣的課程章節(jié)內(nèi)容,進行深入學(xué)習(xí)和研究,并由學(xué)生自制PPT,在智慧教室或精品課程錄制教室,錄制了以學(xué)生講解的方式分享給老師和同學(xué)的視頻,老師和同學(xué)相互討論、提問,表明各自的學(xué)術(shù)觀點,提高了學(xué)生的科研探索能力和表達水平,綜合素質(zhì)得以訓(xùn)練。

同時,在兩門課程的平臺中的資源里為研究生提供了做科研、發(fā)論文的基本訓(xùn)練的相關(guān)資料,例如,分享給每個學(xué)生張希院士等翻譯 《如何寫科學(xué)論文》、《一位清華師兄給學(xué)弟學(xué)妹介紹科研經(jīng)驗》、《一個審稿人眼中SCI論文寫作的十大要點》和 《如何撰寫一個發(fā)明專利》等做科研的方法和寫論文、寫發(fā)明專利的注意事項和技巧,使學(xué)生做科研的能力和方法得到了雙重提高,進而激發(fā)了他們的科研熱情,自2017年以來的三年里,該院研究生參與的國家級、省級和校級學(xué)生科研立項和發(fā)明專利呈現(xiàn)出迅猛發(fā)展的趨勢,學(xué)生發(fā)表的研究論文數(shù)目翻倍提升,論文的質(zhì)量也大幅提高。

3 優(yōu)化課程內(nèi)容，在實踐教學(xué)中增加 “材料的現(xiàn)代分析技術(shù)”內(nèi)容提升學(xué)生掌握基本研究手段的能力

化學(xué)和化工類專業(yè)自身的一個重要特點就是十分依賴于現(xiàn)代分析技術(shù)[5]。在進行科學(xué)研究時,需要掌握制備材料的表面分析和表征、合成化合物的結(jié)構(gòu)測定、復(fù)雜物質(zhì)的分離分析等各種分析手段。以往該院學(xué)生對各種重要的分析方法和分析儀器都比較陌生,從2016年9月開始,該團隊對化學(xué)相關(guān)專業(yè)研究生的 《材料化學(xué)》的課程改革中,增加了材料的分析技術(shù)方面的課程內(nèi)容,引進了清華大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)相關(guān)老師的材料分析概論、晶體分析、X射線分析、透射電鏡等對材料進行分析測試的視頻,使他們掌握和運用分析方法和分析儀器對自己制備的材料進行全方位表征的能力和技巧得以提高,為其發(fā)表學(xué)術(shù)論文和完成學(xué)位論文打下了堅實的基礎(chǔ)。從2017年開始,學(xué)院化工類專業(yè)研究生發(fā)表學(xué)術(shù)論文不僅在數(shù)量上有了翻倍的提升,檔次也從SCI四區(qū),提升到二區(qū)和一區(qū),為學(xué)院在2019年7月11日進入ESI全球排名前1%做出了很大的貢獻。

4 以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力為重點，重視學(xué)科交叉、理論與實踐的結(jié)合和產(chǎn)學(xué)研的融合

當(dāng)今科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展,而化學(xué)在推動人類進步和科技發(fā)展過程中起到了核心作用。生命科學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)、食品科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等的發(fā)展都依賴于化學(xué)問題的解決,而有些學(xué)科發(fā)展的瓶頸問題恰恰就是化學(xué)問題。在這方面,學(xué)科的交叉曾經(jīng)在人類發(fā)展中扮演了非常重要的角色[6],因此,在研究生培養(yǎng)中急需提高學(xué)生自己知識的擴展和學(xué)科的交叉意識,在 《功能高分子》這門課程授課中,就在醫(yī)用高分子和藥用高分子章節(jié)內(nèi)容里,利用網(wǎng)絡(luò)平臺,通過視頻介紹,資料閱讀、實驗演示等為學(xué)生增加了醫(yī)學(xué)、生物學(xué)和藥學(xué)等方面的知識,為學(xué)生將來從事學(xué)科交叉的研究和科研工作打下了堅實的基礎(chǔ)。

5 注重綜合素質(zhì)、創(chuàng)新精神和能力的塑造，以社會需求為基礎(chǔ)，以人為本，培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，具有創(chuàng)新思維和實踐能力的高級人才

通過以上研究生課程教學(xué)體系的改革,該團隊基本實現(xiàn)了以下幾個目標(biāo):

(1）以該校化工學(xué)院的化學(xué)工程和應(yīng)用化學(xué)等化工類碩士課程體系為研究對象,尋找到適合該校工科特色,符合創(chuàng)新人才培養(yǎng)的培養(yǎng)方案和課程體系。

(2）利用 “互聯(lián)網(wǎng)+”的模式,拓寬研究生學(xué)科視野,為學(xué)生提供多元化的學(xué)習(xí)和探索研究的渠道。

(3）改變以課堂教學(xué)為主的模式,增加線上線下互動,啟發(fā)研究生的創(chuàng)新思維,鍛煉其在口頭表達,實際動手,分析問題解決問題的能力,最終達到研究生綜合能力的提高。

(4）減少課程教學(xué)學(xué)分,增設(shè)體現(xiàn)科研訓(xùn)練的教學(xué)實踐、學(xué)術(shù)報告、中期考核、實習(xí)實踐和預(yù)答辯等培養(yǎng)環(huán)節(jié)學(xué)分；提高選修課比例。

(5）系統(tǒng)安排研究生的教學(xué)實踐,根據(jù)專業(yè)特色,讓研究生面向本科生的進行實驗教學(xué)、專業(yè)課程輔導(dǎo)、答疑、批改作業(yè)帶本科生實習(xí)協(xié)助導(dǎo)師指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計等工作,折合成相應(yīng)的課程學(xué)時。

綜上所述,經(jīng)過近三年的教學(xué)改革,該團隊以化工類碩士課程體系為研究對象,提出了將課程教學(xué)與科研訓(xùn)練相融合,通過 “互聯(lián)網(wǎng)+”的模式,運用網(wǎng)絡(luò)平臺,拓寬研究生學(xué)科視野,增加線上線下互動,啟發(fā)研究生的創(chuàng)新思維,鍛煉其在口頭表達,實際動手,分析問題解決問題的能力,最終達到化工類專業(yè)研究生綜合能力的提高。

“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下化工類碩士課程體系優(yōu)化及創(chuàng)新項目,以山東科技大學(xué)化工學(xué)院的 《材料化學(xué)》和 《功能高分子材料》兩門研究生網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)為載體。在微觀、中觀和宏觀三個層次對化工類的碩士課程體系進行全方位的設(shè)計,對國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源進行整合,構(gòu)建了學(xué)校化學(xué)化工類研究生的科研課程訓(xùn)練體系,在推進學(xué)校研究生課程體系優(yōu)化與創(chuàng)新工作中走出一條 “探索方法——創(chuàng)新機制——構(gòu)建模式”的成功之路,也為山東省工科院校的研究生教育的改革和發(fā)展提供了新思路和有益的借鑒。