多元立體化教學模式在化工類研究生課程體系中的優化與創新*

王冬梅,周俐軍,高 軍

（山東科技大學，山東 青島 266590）

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

山東科技大學是一所以工科見長,礦業特色突出的山東省屬重點高校,化學與環境工程學院做為學校 “雙一流”重點建設的8個學院之一,設有礦物加工工程二級學科博士學位授權點,化學工程與技術一級學科碩士學位授權點,礦物加工、環境工程、化學工程與工藝、應用化學、生物化工、煤化工等8個二級學科碩士學位授權點,化學工程、環境工程2個工程碩士授權領域,每年招收碩士研究生逐年增加。

近年來,隨著科學技術的飛速發展,國內研究生招生、培養、考核等方面出現了一些問題,一定程度上影響了研究生的培養質量。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新計劃項目:“互聯網+”背景下化工類碩士課程體系優化及創新研究,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化與創新被列在表1中。

表1 新舊課程體系的教學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 優化研究生課程教學體系，以產業需求為導向，壓縮專業基礎課時，增加實踐課學時，與科研訓練融合

在調研了15所985院校和50多所普通高校的化工類專業研究生培養計劃的基礎上,結合該校的行業特色,減少了專業基礎課的學時50余個,增加了實踐課時和校企合作[1]、系統地劃分了研究方向,建立了10余個研究生培訓基地,鼓勵學生參加校外專家的學術講座和指導教師的科研工作,并記入學分。

2 創新課堂教學模式，以 “互聯網+”為基礎，將混合式、翻轉式、討論式融入課堂教學，提高學生的綜合素質

針對當前的研究生教育中存在亟待處理的諸如:投入不足、結構失衡、教學資源缺乏、教學模式單一[2-3]、培養質量下降和創新平臺缺乏等主要問題[4],借助超星爾雅的網絡教學平臺,創建了 《材料化學》和 《功能高分子材料》兩門專業課的網絡在線課程,讓學生自主學習。其中還吸收和引用清華大學、西安交大等知名高校的教學資源,調動學生們的學習積極性和創造性,轉換教師與學生的角色,進行翻轉課堂和研討式教學。學生選擇自己感興趣的課程章節內容,進行深入學習和研究,并由學生自制PPT,在智慧教室或精品課程錄制教室,錄制了以學生講解的方式分享給老師和同學的視頻,老師和同學相互討論、提問,表明各自的學術觀點,提高了學生的科研探索能力和表達水平,綜合素質得以訓練。

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、發論文的基本訓練的相關資料,例如,分享給每個學生張希院士等翻譯 《如何寫科學論文》、《一位清華師兄給學弟學妹介紹科研經驗》、《一個審稿人眼中SCI論文寫作的十大要點》和 《如何撰寫一個發明專利》等做科研的方法和寫論文、寫發明專利的注意事項和技巧,使學生做科研的能力和方法得到了雙重提高,進而激發了他們的科研熱情,自2017年以來的三年里,該院研究生參與的國家級、省級和校級學生科研立項和發明專利呈現出迅猛發展的趨勢,學生發表的研究論文數目翻倍提升,論文的質量也大幅提高。

3 優化課程內容，在實踐教學中增加 “材料的現代分析技術”內容提升學生掌握基本研究手段的能力

化學和化工類專業自身的一個重要特點就是十分依賴于現代分析技術[5]。在進行科學研究時,需要掌握制備材料的表面分析和表征、合成化合物的結構測定、復雜物質的分離分析等各種分析手段。以往該院學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,該團隊對化學相關專業研究生的 《材料化學》的課程改革中,增加了材料的分析技術方面的課程內容,引進了清華大學、西北工業大學相關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,為其發表學術論文和完成學位論文打下了堅實的基礎。從2017年開始,學院化工類專業研究生發表學術論文不僅在數量上有了翻倍的提升,檔次也從SCI四區,提升到二區和一區,為學院在2019年7月11日進入ESI全球排名前1%做出了很大的貢獻。

4 以培養學生的創新能力為重點，重視學科交叉、理論與實踐的結合和產學研的融合

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

5 注重綜合素質、創新精神和能力的塑造，以社會需求為基礎，以人為本，培養德、智、體、美全面發展，具有創新思維和實踐能力的高級人才

通過以上研究生課程教學體系的改革,該團隊基本實現了以下幾個目標:

(1）以該?；W院的化學工程和應用化學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,符合創新人才培養的培養方案和課程體系。

(2）利用 “互聯網+”的模式,拓寬研究生學科視野,為學生提供多元化的學習和探索研究的渠道。

(3）改變以課堂教學為主的模式,增加線上線下互動,啟發研究生的創新思維,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）減少課程教學學分,增設體現科研訓練的教學實踐、學術報告、中期考核、實習實踐和預答辯等培養環節學分；提高選修課比例。

(5）系統安排研究生的教學實踐,根據專業特色,讓研究生面向本科生的進行實驗教學、專業課程輔導、答疑、批改作業帶本科生實習協助導師指導畢業設計等工作,折合成相應的課程學時。

綜上所述,經過近三年的教學改革,該團隊以化工類碩士課程體系為研究對象,提出了將課程教學與科研訓練相融合,通過 “互聯網+”的模式,運用網絡平臺,拓寬研究生學科視野,增加線上線下互動,啟發研究生的創新思維,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研究生綜合能力的提高。

“互聯網+”背景下化工類碩士課程體系優化及創新項目,以山東科技大學化工學院的 《材料化學》和 《功能高分子材料》兩門研究生網絡課程建設為載體。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計,對國內外優質的教學資源進行整合,構建了學?；瘜W化工類研究生的科研課程訓練體系,在推進學校研究生課程體系優化與創新工作中走出一條 “探索方法——創新機制——構建模式”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展提供了新思路和有益的借鑒。