研究生“能源材料”全英文課程的教學改革與實踐

韓永芹，熊 雅

（山東科技大學材料科學與工程學院 山東 黃島 266590）

在當前經濟和科技全球一體化的大背景下，研究生教育國際化發展已成為大勢所趨，因此，培養具有國際視野、國際競爭力的創新型人才勢在必行。《教育部關于改進和加強研究生課程建設意見》明確指出，課程學習是保障研究生培養質量的必備環節，在研究生成長成才中具有全面、綜合和基礎性作用。課程建設對研究生的學術素養及能力的培養，特別是探究問題的素養、跟蹤學術前沿的素養及獨立思考能力、創新及發展能力的培養至關重要；課程國際化對實現研究生教育國際化、提高教學和科研水平以及培養國際型人才具有重要作用[1-2]。國內研究生普遍存在英語讀寫能力及專業英語交流溝通能力較差等問題，不能滿足研究生出國聯合培養、參加國際會議以及就業后與國際客戶交流等方面的需求，因此，迫切要求適應學科與專業需求及發展的研究生全英文課程，全面提升研究生的國際競爭能力，培養國際化復合創新型人才。

1 “能源材料”全英文課程簡介

山東科技大學材料科學與工程學院針對研究生專業教學的要求，開設了“能源材料”全英文課程，該課程是材料與化工（材料工程）專業學位碩士的一門專業選修課程。本課程主要介紹太陽能、氫能、生物質能、風能、海洋能等新能源的基礎知識和最新進展，重點講述幾種重要的能源存儲與轉換材料：儲氫材料、超級電容器材料、二次電池材料、燃料電池材料、太陽能電池材料、光催化材料的基礎理論（合成方法、結構、性能）、前沿進展及面臨的瓶頸問題。

隨著新能源產業的快速發展，新能源關鍵材料國產化能力不足的矛盾日益凸顯，解決新能源材料方面的“卡脖子”問題迫在眉睫。因此，“能源材料”全英文課程教學注重將材料微觀結構與宏觀性能的關聯規律，“卡脖子”材料的失效分析與機理，課程思政等教學理念融入教學全過程中，突出對學生理論聯系實際、運用理論知識解決復雜問題的能力、創新能力及科研實踐能力的培養。利用全英文教學，在提升學生專業英語水平的同時，了解學科前沿，拓寬專業視野，培養學生國際化的科學研究思維及理念。

2 “能源材料”全英文課程建設存在的問題

“能源材料”全英文課程內容豐富，涉及金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、復合材料及其他新型納米材料，要求學生具備基礎化學、電化學、材料合成與制備、材料科學基礎、材料分析測試等方面的基礎知識，結合新型能源存儲與轉換材料的結構特點、性能要求及當前存在的瓶頸問題，調研本學科國內外前沿成果。一方面培養學生基于結構-性能關聯設計、開發新型高性能能源材料的能力，另一方面培養學生對當前能源材料存在的“卡脖子問題”的分析與診斷能力。因此，要達成本課程上述教學目標，“能源材料”全英文建設過程中還存在諸多問題亟待解決。

2.1 學生專業背景差距大，專業英語水平參差不齊

選修“能源材料”全英文課程的材料與化工專業學生的本科專業背景差異較大，以2021級材料與化工專業碩士為例，如表1所示，本科為金屬材料專業的占27.3%，無機非金屬材料專業占27.3%，高分子材料專業占22.7%，材料化學專業占9.1%，其他專業占13.6%。學生在本科階段對于基礎化學、電化學、材料科學基礎等基礎理論的學習要求不一，部分學生本科期間未學習相關基礎課程；專業英語的學習面偏窄，大多局限于本專業領域的詞匯，且大多數學生在本科階段的專業英語能力僅限于對課程內文章的翻譯，對本專業前沿知識特別是英文文獻的閱讀和翻譯方面能力不足，學生利用專業英語進行溝通的能力也有待加強。這些都為全英文課程的開設帶來了較大的困難和挑戰。

表1 “能源材料”選修學生的專業知識背景

2.2 教學模式單一，課堂互動不足

全英文課程教學往往受課堂授課定勢及傳統授課模式的約束，采取傳統的按部就班，以理論知識傳授為主的教學模式。學生由于專業知識等背景的差異，對教學模式有不同的期待[3]。僅僅采用以PPT多媒體課件為主的教學方式，學生在聽課過程中被動地扮演“聽眾”的角色，缺乏互動交流。加之全英文授課的特殊性，老師在教的過程中缺乏對每個“聽眾”的了解，有些學生甚至還停留在克服語言障礙的階段，對本門課程知識體系的理解存在較大困難。此外，教學模式缺乏創新，難以激發學生對本門課程的興趣。

2.3 考核方式缺乏創新，學習效果難以評價

當前的課程考核方式主要注重對知識的考查，特別是基礎理論知識的考核，基本沿用傳統的課堂作業與課程論文形式進行，未能較好地考核學生的知識應用能力，也沒有體現出對英文溝通交流能力的考核。目前以課程作業和論文的考核模式相對單一，不利于從多角度、多維度對學生應用所學理論知識理解復雜問題的能力、創新能力以及國際化科研思維能力進行全面、系統的考核。

3 “能源材料”全英文課程教學改革措施

3.1 構建“以學生為中心”的理念，適當幫扶基礎薄弱的學生

針對選修本門課程研究生的本科專業背景及專業英語學習情況調研，結合研究生的研究方向及個體的英語水平差異，為專業或英文基礎薄弱的研究生制訂專門的幫扶學習計劃。具體包括教師提供專門的英文學習資料并進行考核、學生根據研究方向分組并進行結對幫扶、教師根據考核進行課下幫扶。

課程開課前，授課老師將“能源材料”課程的高頻英文詞句包括新能源材料領域涉及的常用的金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料的英文高頻詞匯，材料合成與制備技術，材料結構與性能，材料測試分析等常用的英文表達等匯編成冊，發給學生進行課前學習，并進行針對性考核，根據考核結果及學生的研究方向對學生進行分組，小組內基礎較好的學生對基礎薄弱的同學進行幫扶，教師利用課下時間重點關注和幫扶跨專業同學的學習情況，實現以“學生為中心”[4]。

3.2 優化全英文課程教學模式，實行多種方式協同的教學模式

為進一步激發學生學習本課程的興趣，使學生由“被動”聽課變為“主動”交流，加強授課過程中的師生互動，亟須引入多種方式協同的教學模式。主要包括：①傳統式教學（老師PPT授課為主）；②小組討論式教學（針對某種新能源材料的近年來國內外進展文獻進行討論）；③模擬國際會議的翻轉式課堂教學（設置英文提問交流環節）；④針對解決某種能源材料存在的問題，開展案例式教學；⑤線上英文平臺資源結合線下授課的模式；⑥專題講座式教學（邀請部分專家進行全英文專題講座）。可在開課前對學生進行問卷調研，選取其中3-4種課程教學模式進行授課。一方面，通過小組討論、線下線上結合、專題講座等方式，有利于拓寬課程內容，做到課程內容的系統性、基礎性、專業性和前沿性。使學生所學“知識”由單一重心向知識、能力、視野多元中心轉移[5]。另一方面，通過多角度、多層次的案例式教學、翻轉課堂互動等形式可引導學生探求解決問題的方法或途徑，發現能源材料領域相關規律形成自己的見解，培養學生的知識獲取能力、學術鑒別能力、獨立研究能力及解決問題的能力。如表2所示，根據材料與化工2021級專業碩士對教學模式選擇的調查（選擇3種），學生青睞的三種教學模式為傳統教學、案例教學及線上線下結合。

表2 “能源材料”選修學生教學模式選擇調查表

3.3 探索創新的考核評價方式，實現從知識到能力考核的轉變

科學合理的課程考核評價體系對激發學生的學習積極性，提升課堂學習效果，培養創新型人才有著重要的作用[6]。因此，結合“能源材料”全英文課程教學的特點，創新考核方法，采用多種考核方式靈活組合，多角度、多維度評價學生的課程掌握情況，實現從知識考核到能力考核（特別是研究和學術能力）的轉變至關重要。例如：①利用作業：包括課后作業及課堂練習等考查學生對本課程基礎知識（新能源材料的結構、性能及結構性能間的關聯）的掌握；②翻轉式課堂表現：包括PPT講解以及回答問題情況，考查學生對本課程前沿知識掌握能力以及英文的口頭交流能力；③課堂討論參與：例如，針對某種新能源材料失效案例進行討論，考查學生利用理論解決實際問題的能力；④期末考試：通過不同題型，考查學生對基礎理論知識的掌握及運用理論知識解決問題的能力；⑤英文論文撰寫：利用所學知識，結合查閱近年來相關文獻進行能源材料相關的英文論文綜述，在凝練思路、創新點的基礎上，總結綜述材料所存在的問題以及挑戰并給出結論和展望，考查學生凝練問題、分析問題以及解決問題的能力。

4 結語

緊密聯系當前材料科學與工程領域存在的挑戰，聚焦學科領域前沿，積極推進研究生全英文課程建設，對拓展研究生的國際視野、提升研究生的學術素養、激發研究生的科研創新能力，具有重要的作用。通過“能源材料”研究生全英文課程的教學改革，提升學生的專業英語與國際交流水平，拓寬專業視野，培養學生國際化的科學研究思維及理念，使學生成為材料領域具有國際競爭力的應用創新型人才。