“高等木材化學”全英文研究生課程教學改革實踐
——以北京林業大學為例

游婷婷 許 鳳 宋先亮 張學銘 馬明國

(北京林業大學材料科學與技術學院，北京 100083)

一、“高等木材化學”全英文研究生課程教學的特點

(一)起著承前啟后的作用

“高等木材化學”是林產化學加工工程、木材科學與工程專業研究生必修課程，在專業課程體系中具有十分特殊的地位?！案叩饶静幕瘜W”不僅是本科“植物纖維化學”課程內容的延伸，更是研究生學習其他專業課程如“林產化學加工專題”的基礎。北京林業大學“高等木材化學”全英文研究生課程開設以來，一直由學院具有豐富教學經驗的教師承擔一線教學工作，從教師隊伍、教學水平等多個方面保證了課程教學的質量。與本科教育不同，研究生教育以培養學生的科研能力為主，“高等木材化學”實行全英文教學有助于激發研究生自主提高英文水平的積極性，有利于提高研究生進行國際學術交流的能力。

(二)具有較強的專業性

“高等木材化學”全英文研究生課程教學主要講授木質纖維素的生物結構、性質、化學成分的結構及分離、提取、利用等。課程知識點抽象、專業性強，具有明顯的行業特點。

二、“高等木材化學”全英文研究生課程教學存在的問題

(一)課程教學內容的前沿性欠缺

首先，課程教學采用的教材陳舊?！案叩饶静幕瘜W”全英文研究生課程開設近10年來一直以2005年出版的《植物纖維化學》(第三版)中文課程教材為教學藍本，其中許多林產化學加工工程領域的理論與技術已經落后于學科的發展，致使教學內容缺乏研究性和前沿性。其次，教學課件偏重于專業基礎知識的演示，較少融入林木生物質領域的研究熱點。最后，教師在授課過程中引用的科研成果陳舊。例如任課教師在講授木質素的定義、化學結構、分離方法與研究手段時，雖然涉及了相關研究成果，但這些成果都是多年前發表的，近年來出現的分離手段如木質素優先分離法、戊內酯-水木質素分離法、離子液體木質素分離法等很少涉及，難以展現當前的學科研究現狀。

(二)課程教學方法單一

在全英文授課環境下，學生學習的難度將大幅增加，這就需要教師采取多種教學方法，以提升教學效果。但目前“高等木材化學”課程教學仍以傳統的課堂講授為主，雖輔以教學課件，但是用“二維”圖像表達抽象的木質纖維素的多維結構，缺少直觀性。雖然課堂講授的方式能有效夯實學生的專業基礎知識，但缺乏對知識點的深入理解、內化和應用，在一定程度上影響了學生科研能力和水平的提升。

(三)師資力量薄弱

師資水平是影響教學質量的關鍵因素。與專業英語教師不同，“高等木材化學”全英文研究生課程教學要求任課教師首先要具備與課程教學相適應的專業背景，其次要具備聽、說、讀、寫等英文交流能力，最后還需熟練掌握專業英文詞匯、熟悉本領域的學科前沿研究成果，以達到運用英語傳授專業知識和科研技能的目的。但目前，“高等木材化學”課程教學任務僅由學院兩名具有留學背景的教師承擔。雖然學院專業課教師數量較多，但同時擁有國外留學和訪學經歷的教師較少，且專業課教師的英語水平相對不高，師資的缺乏制約了研究生全英文“高等木材化學”課程建設的效果。

三、深化“高等木材化學”全英文研究生課程教學改革的措施

(一)科學設置課程教學內容

1.選用經典英文教材，確保課程教學內容的系統性和科學性

教材是教學的依據。教材既要體現學科的先進性，又要傳承經典的學科知識理論。選用經典英文原版教材可以增加研究生課程的專業性[1]?！案叩饶静幕瘜W”經典英文教材包括1991年出版的《Science and technology of wood，structure，properties，and utilization》《Wood structure and composition》，1992年出版的《Methods in lignin chemistry》，以及1998年出版的《Comprehensive cellulose chemistry》等。這些英文教材的編寫以木材的結構、性質以及纖維素、半纖維素、木質素化學為中心，都是“高等木材化學”課程教學的重要內容。

2.將SCI科技論文中的前沿性科研成果引入課程教學

眾所周知，SCI科技論文是前沿研究成果的匯集地。對SCI論文研究內容進行剖析總結，可以促使研究生更好地把握專業前沿動態。因此，在“高等木材化學”全英文研究生課程教學過程中，教學內容不僅要包含木材學的基礎知識，還要介紹學科最前沿的發展動態，將木質纖維素全組分利用、高純木質素的分離與高值轉化、木質素-碳水化合物復合體的結構等研究熱點融入到課程教學中，可以開闊研究生的專業視野。

3.結合授課教師的最新科研成果，不斷補充和更新課程教學內容

選擇個體均勻、顏色鮮紅的辣椒進行清洗、瀝干、在陰涼處(外界溫度35℃左右)晾6h使其自然失水，然后進行熱風干燥試驗。在干燥過程中，控制熱風溫度變化，保證辣椒干燥質量良好；調節風速進行排濕，避免辣椒發生褐變反應；及時進行椒盤倒位，保證辣椒整體干燥均勻；定時測量辣椒質量并記錄，待達到安全含水率(14%)[11]以后停止干燥。辣椒干燥過程結束后，對其進行感官品質評價。同時，每組試驗重復3次。

“高等木材化學”全英文研究生課程的任課教師都是具有豐富科研經驗的教師，他們的研究內容都是本領域的研究熱點。將任課教師的研究內容與經典英文教材、SCI科技論文有機結合，可以使課程教學內容更加豐富、更具前沿性，研究生可以“邊學習邊應用”，從而達到最佳的授課效果，同時還可以激發研究生開展科學研究的積極性。

(二)采取靈活多樣的教學方式

1.采取課堂討論法加強知識難點的辨析

“高等木材化學”課程學習是建立在“植物纖維化學”本科課程的基礎上。但是，學習“高等木材化學”課的研究生本科專業背景多樣，既有林產化工、制漿造紙專業，也有高分子化學、化學工程與工藝等專業，部分研究生沒有學習過“植物纖維化學”本科課程。所以，在缺乏植物纖維化學知識的情況下，加上專業英語詞匯少、聽力水平有限等原因，部分研究生對全英文課程的授課內容一知半解，難以開展系統學習。針對這一情況，筆者采取課堂討論法開展教學，針對知識難點設立討論內容。相比于課堂提問，討論活動涉及面更廣，參與人數更多，是實現知識整合與碰撞的有效途徑。在教師的引領下，研究生通過開展分組討論活動，可以快速更正知識誤區，更新知識體系，提升知識儲備。

2.通過實驗教學促進理論知識與實際應用的結合

實驗可以讓學生盡快掌握專業理論知識以及運用理論知識解決實際問題的方法。在實驗教學中，任課教師利用木材三切面、形態學組織等模型教具，可以形象講述木材的橫切面、徑切面及弦切面的組織結構，使研究生可以全面、充分地了解木材結構；學生利用細胞顯微鏡可以觀察植物細胞種類，采用拉曼光譜掃描儀獲取木材碳水化合物以及木質素在植物細胞壁各層中的分布規律。通過這些實驗，可以讓專業背景不同的研究生盡快掌握木材學基礎知識，掌握科研儀器的基本原理及使用方法。先進科學儀器設備的發展在很大程度上推進了人類的技術進步，目前高等木材化學研究領域使用的科學儀器設備正在向原位、實時、在線、高靈敏度、高通量、高選擇性、聯用技術方向發展。研究生在進行學科基礎研究及應用研究時離不開科研儀器的分析手段，能夠熟練操作和使用科研儀器設備也為他們將來從事科研工作奠定良好的基礎。

3.通過課前文獻閱讀和課上討論匯報以及“雨課堂”檢驗加強師生互動

盡管研究生的專業知識已有一定的基礎，英語水平也較一般的本科生高，但由于“高等木材化學”課程知識面廣，涉及了大量平時很少用的英文詞匯，這就需要讓學生提前學習積累與課程相關的專業英文詞匯，而文獻閱讀是積累專業詞匯的最佳方式之一。任課教師首先根據研究生的專業研究方向，以學習小組的形式將學生分成5組，每組5～6人。任課教師在課前通過電子郵件給學習小組發放不同研究方向的經典文獻，讓學生學習。其次，學習小組的各成員通過課前預習，將掌握的專業英文詞匯的含義及運用方法在研討課上進行討論匯報，以達到鞏固專業詞匯的目的。最后，任課教師在課堂上利用“雨課堂”教學平臺隨機抽取學生，對學生的掌握情況進行檢驗。這種學習方式可以讓研究生在較短時間內掌握不同研究方向的專業英文詞匯，而且新型的“雨課堂”教學平臺還能較好地調動學生的積極性，增進師生互動，提高學習效果。

(三)加強課程教學教學資源建設

1.編寫課程教學講義

目前“高等木材化學”全英文研究生課程沒有專用教材，所以應加強課程教材的建設，積極編寫適用于課程教學的講義，以幫助學生深入理解教學內容。北京林業大學“高等木材化學”全英文研究生課程組針對林產化學加工工程學科的特點以及英文課程建設的要求，編寫了“高等木材化學”全英文研究生課程教學講義。其中，纖維素、木質素及半纖維素化學結構研究及其轉化利用等是課程教學的重點內容。同時還收錄了“高等木材化學”全英文研究生課程任課教師長期積累的學術成果，如一直處于國際領先水平的半纖維素及木質素研究成果。在講義中加入了富有前沿性的學術研究內容，提升了研究生對專業的認同感[2]。

2.加強教學課件建設

課程組以各章節知識點為核心，積極制作全英文教學課件以輔助課堂教學。英文教學課件內容應包括專業基礎知識、學科研究前沿問題以及任課教師的科研成果。為避免因研究生外語水平的差異影響教學效果，教師還應對照全英文教學課件制作一套與之相同的中文教學課件，便于學生課下對照學習。此外，課件中還要為學生整理出國內外著名學者編寫的專著清單、專業文獻資料等，方便學有余力的學生擴充專業知識。

(四)建設高水平的師資隊伍

1.整合學科人才，構建合作授課的教學團隊

合作授課的教學團隊應由教學、科研經驗豐富的教授、副教授和講師組成，由學科帶頭人作課程教學的主要負責人。各任課教師應根據自己的專長，講授不同的課程內容，同時還要充分發揮自身的科研特色，達到“以研促教”的效果。教學團隊的任課教師應具有博士學位及留學背景，以保證任課教師具有前沿的學術研究水平，能將科研素養與學術能力融入到全英文課程教學上，引領和激發研究生的學習熱情。學院還應為身處科研一線的青年教師搭建豐富的培訓平臺，提供更多的培訓機會，全方位提升任課教師的英語教學水平。

2.“請進來”與“走出去”相結合，提升師資力量

“請進來”是指聘請國際知名院校的專家教授來學院講學，充分發揮外籍教師的學術和語言優勢。如可以聘請與學院關系密切的美國明尼蘇達大學生物產品與生物系統工程系主任Shri Ramaswamy教授講授生物質煉制、韓國全南大學木材科學系Yoonsoo Kim教授講授木材區域化學、北卡羅萊納州立大學軟材料與綠色化學實驗室主任Lucian A.Lucia副教授講授纖維素材料等。這些教授大多工作在教學科研一線，具有主講全英文課程的教學經歷和深厚的專業背景，在本學科領域取得過創新性成果，在國際上具有一定的學術影響力。

“走出去”是指選派任課教師去國外知名院校進行交流訪問學習，學習國外先進的教學理念和教學方法，提高授課教師團隊的整體專業水平與英語水平，避免出現英語用詞不準確、誤讀英語課件的現象[3]。

3.建立和完善任課教師的選拔制度

建立教師的教學資質評價體系是提升全英文課程教學師資水平的有效途徑。學院在遴選全英文課程授課教師時，設定了選拔條件：一是要求任課教師具備扎實的專業理論基礎，二是要有1年以上的出國經歷，三是英語應達到雅思7分或與之相當的水平，四是要考查教師的雙語言、雙文化、雙語境、雙思維是否能實施標準化教學[4]。此外，任課教師的職業道德、師德師風也是考核內容。教師只有具備了高尚的道德情操，擁有較強的教書育人的責任感和使命感，知行合一，才能使學生“親其師而信其道”，達到立德樹人的目的。

四、“高等木材化學”全英文研究生課程教學改革的成效

(一)提高了研究生運用英文的自主性

經過一年半的“高等木材化學”全英文研究生課程教學改革與實踐，學生學習英文的自主性大大提高。學生掌握的英文專業詞匯不斷增長，自主查閱英文專業文獻的數量增多，英文閱讀和寫作能力顯著提升。隨著林業科學的發展，國際合作與學術交流越來越頻繁，通過此課程的學習，學生聆聽國外學者學術報告及參加國際學術會議的積極性大大提高，部分學生還能在國際學術會議上用英文匯報自己的研究成果；還有部分學生開始學習SCI科技論文的寫作技巧。據統計，研究生全英文“高等木材化學”課程結束后，發表SCI論文的研究生比例由3%提高到了20%，教學效果顯著。

(二)增強了研究生的專業認同感

教師團隊授課的方式使研究生能深入了解各授課教師的研究內容和成果，部分學生碰撞出了新的學術思想火花，激發了他們開展科學研究的熱情。同時，海外學術專家從不同的視角對專業知識進行講授，豐富了專業知識的內涵，同時也為學生深造提供了機會，極大地提升了學生對本專業的認同感。據統計，2018年明確表示意愿通過國家留學基金委到國外院校進行學習訪問的學生人數由2016年7%的占比上升到27%，即出國學生人數由2人次/年提升到8人次/年；繼續在本專業深造的學生，如通過碩博連讀或考博的人數逐年增加。專業認同感的增加，堅定了學生從事本專業研究的信心，有效減少了專業人才的流失。

(三)激發了研究生“以學促研”的熱情

研究生利用仿真教具開展學習，能快速掌握專業基礎知識，為科研工作的開展奠定了理論基礎。在利用科研儀器開展科學研究的過程中，研究生積累了英文專業詞匯、培養了動手能力、產出了科研成果。教師授課團隊“以研促教”，帶動了研究生“以學促研”。部分學生結合教師授課團隊的研究內容，提出了“用納米纖維素增加纖維素水凝膠的強度”等研究課題，并將研究結果發表在知名學術期刊《Green Chemistry》上。