基于研討式教學的研究生課程建設改革思考與實踐
——以 “現代環境生物技術” 為例

張 軍，符明明，張 華

（桂林理工大學環境科學與工程學院 廣西 桂林 541004）

近年來，我國的研究生教育規模急劇擴大，在校研究生人數持續上升，據統計，目前在校研究生規模已接近300萬人。研究生培養主要分為課程學習和課題研究兩個階段，分別側重完善知識結構和提高創新能力。傳統觀念認為，研究生創新能力的培養主要通過參與課題研究實踐來實現。但多年的教育實踐證明，課程學習階段也是研究生創新能力培養的重要環節，其效果好壞對于研究生培養質量影響很大。如果學生能在這一階段受到較好的創新思維訓練，促使其思維方式從被動學習向主動創造過渡，對于學生后續階段創新能力培養質量的提高具有積極的推動作用。

近年來，研究生教學方法改革為課程學習階段強化研究生創新能力培養提供了有力的支撐。不少高校開展了多種研究生教學方法的改革，其中推廣應用較多的包括研討教學法[1]、案例教學法、基于翻轉課堂的教學模式[2]等。在這些方法中，研討式教學法具有師生互動性強、學生積極性高、創新能力培養常態化等優點，正日益受到研究生教育工作者的重視。

1 研討式教學方法的內涵與優缺點

1.1 方法內涵

圍繞特定專題開展一系列科研實踐活動，提高學生的多維度創新能力是研討式教學方法的內涵。圍繞師生互動形成的專題，教師提供相關的課程資源，或者指導學生去自主查閱相關經典文獻資料，然后組織學生對這些文獻資料進行深入的討論，包括基本科學問題的凝練、試驗設計的構思及結果的分析與論證。通過對專題關鍵問題進行深入講解和剖析，教師逐步引導學生思考如何去發現科學問題和解決科學問題[3]。經過多輪次的提出問題、查閱資料、分組討論和解決問題模式的培養，不僅能提高學生思考、文獻檢索、資料閱讀理解及團隊合作等基礎科研素養，還能潛移默化地強化學生提出新問題和創造性解決問題的創新能力[4]。

1.2 優缺點

相比于傳統的教師講授單向式教學模式，研討式教學法通過高頻率的師生互動，調動學生的積極性、啟發其創新思維，形成以學生綜合創新能力訓練為核心目標的模式，在培養創新人才方面效果更為顯著。在教師的積極引導下，該模式強調學生作為教學活動的主體，各環節均注重培養學生的思考能力、寫作能力、學習態度和團隊協作等綜合素質，形成全方位、常態化的綜合創新能力訓練。目前國內部分高校的市政工程與環境工程學科就 “環境工程碩士專業英語”[5]、 “水質生物處理技術”[6]等研究生學位課程開展了研討式教學法的教學改革。通過上述教學改革的研究和實踐，取得良好的教學成果。

盡管有這些優點，研討式教學模式并未在國內大多數高校得到廣泛的采用，這與其存在以下缺點有關。①教學課時不足：通常教學大綱和教學計劃制訂時，會規定理論教學內容和相應的課時數，這樣給教師預留的進行研討式教學的課時就非常有限，很難充分開展良好的專題研討。②學生學習習慣仍未完全轉變：對學生而言，長期以來學生學習采取的都是單向傳授的模式，對主動學習的課程仍不能完全適應。③教學方式單一：研討式教學是以學生為中心的教學方式，而每個學生的基礎和特點并不一致，這就要求教師在研討式教學過程中要加入對學生個性化的指導，以提高教學效果。

2 “現代環境生物技術” 的課程教學改革與實踐

2.1 課程基本情況

2.1.1 課程的性質與任務

“現代環境生物技術” 屬于土木工程（市政工程方向）的學科，理論性和實踐性較強，是本學科研究生必修的一門專業課程。本課程主要介紹酶工程、基因工程、細胞工程、發酵工程等現代生物技術及其在環境污染治理中的應用等內容。通過本課程的學習，使研究生在環境生物技術方向具備扎實的基礎理論知識；熟悉和了解環境生物技術的發展進程和學術動態；具備獨立從事環境生物技術研究及成果轉化的能力。

2.1.2 課程教學內容和學時分配

現代環境生物技術課程的教學內容全部為理論課教學，包括理論講授和專題討論兩個主要教學環節，對應課時分別為24學時和8學時。具體教學內容7章，研討專題4個。

2.2 研討式教學模式設計與實踐

2.2.1 教學設計

現代環境生物技術課程采用 “講授—研討—課外拓展” 的教學方法。先講授章節的基本理論，使學生掌握課程相關部分的基本概念、技術原理，了解該類工程技術的發展現狀。在此基礎上，課程團隊集體備課，初步篩選出與課程內容聯系緊密的專題。對初篩后的題目，組織學生進行討論，從其中選出學生接受程度較高的題目。確定選題后，按照以下流程逐步開展專題的研討：查閱文獻—制作PPT—課堂匯報—課堂討論—教師點評—撰寫課程論文—拓展學習的基本程序。通過這種師生共同研究、線上線下結合的方式，激發學生對科學問題學習、思考的興趣，并逐步從被動創新向主動創新的學習思維轉化。

2.2.2 教學實施過程

專題選題：課程團隊共有三位教師，在課程開始前，即進行多輪教學研討，結合課程的內容，形成8個備選題目。然后組織學生開展線上會議，師生討論選出4個專題進行后續的研討工作。2021年，研討專題分別為：①Alphafold-人工智能與蛋白質結構預測；②基因編輯；③活性污泥法數學模型；④厭氧氨氧化。這四個專題中，前兩個專題代表了現代生物技術的最新前沿，其中人工智能用于蛋白質結構預測是人工智能與結構生物學結合的最新技術，而基因編輯則是基因技術在近10年的最大技術突破之一，這兩個專題分別代表了酶工程和基因工程學科發展的熱點。后兩個專題則是環境生物技術里的標志性成果，分別代表了數學模型和基礎微生物學驅動污水處理技術發展的典型案例。

文獻查閱：將教學班級的學生分為4個小組，每小組人數4―6人為宜，建立小組討論微信和QQ群組。通過學生小組討論，選擇各組的研討題目。隨后，課程團隊中的2名教師各負責指導2個小組的文獻查閱。在這個過程中，教師組織和指導學生在中國知網、Web of Science等學術期刊網上，查找經典的學術論文，隨后在百度等搜索引擎上獲得相關的圖片素材等。收集完文獻后，教師指導學生進行部分經典學術論文閱讀，包括如何快速地從文獻中獲得主要的有效信息及思考科學問題。

制作PPT、課堂匯報和教師點評：各小組在對文獻進行精讀的基礎上，形成專題的主要知識點和科學問題，制作30分鐘的PPT，進行課堂匯報討論。在PPT制作的過程中，教師進行知識點邏輯串聯、制作版面等方面的指導。在課堂匯報過程中，前半部分以研究生匯報為主，后半部分以老師和同學圍繞匯報主題提問、相互討論為主。匯報和討論結束后，教師按照科研口頭報告的規范對研討過程進行簡單的總結點評，比如科學問題是否準確、PPT邏輯是否合理、陳述過程是否流暢、回答問題是否清晰，等等。每個專題需2學時，其中研究生講演、互動討論和教師點評時間分別為30、50和10分鐘。

課程論文：指導學生在專題研討的基礎上，進一步聚焦選題，按照學術論文的規范，寫一篇4000字左右的中文小綜述，參考文獻量不少于20篇，其中經典文獻或者最新文獻不少于5篇。在該階段，以學生為主，教師按照學術論文撰寫規范和要求對論文進行評閱，并指導其進行合理的修改。

課外拓展環節：在本階段，教師將專題研討過程中收集到的文獻、視頻、圖片等材料以及相關的學術會議、論壇等信息以雨課堂的形式在線發布并持續更新，學生可以在線拓展學習，確保學生在專題研討教學過程中受到的創新能力訓練能繼續得到強化。

2.2.3 在線教學資源庫建設

基于互聯網的在線教學資源庫是研討式教學課程改革的重要支撐，本課程的在線建設依托雨課堂教學平臺進行。可將專題研討相關的課程內容、教學資源、討論話題、學術論壇信息等在該平臺上進行及時發布，使學生可以獲得拓展學習的材料和資源。環境現代生物技術課程目前已經上網的關于研討式教學的資源主要有：教學大綱、課程內容、專題PPT課件、專題視頻/圖片/期刊論文/書籍、討論話題、學術論壇信息等。

2.2.4 課程考核方法改革

此外，課程還結合研討式教學的特點，對傳統的單一課程考核方式進行改革，建立以研討專題為主線，覆蓋課堂討論、課程論文、期末考試等環節的多元化課程考核方式。課程成績由平時成績（占30%）、期末考試成績（70%）兩部分組成。其中，平時成績主要根據專題研討表現和課程論文質量給予分數，而期末考試中設置分值較高的一道復合型論述題，主要考查學生在課程學習過程中對于前沿生物技術如何在自己的課題研究中應用和結合的思考。

2.3 教學效果

在2021年有18名土木工程（市政工程方向）研究生選修本課程，網絡平臺上教學資源的閱讀率達到100%，網上參加互動討論達189人次。一共完成課程論文18篇，其中有2名同學依托該課程的選題獲批自治區級或學校的研究生教育創新計劃項目。圍繞學生創新能力提升，還開展了課前和結課后的兩輪問卷調查，對課程建設的效果進行評價。調查問卷結果顯示：通過該課程研討式教學的課程學習，在18名同學中，有14名同學自評創新思維和能力有了較大提升，初步掌握了查閱、學習和交流本課程前沿科學或者經典文獻的技巧，并期望在其他課程中也采用此類教學模式。

3 結語

在現代環境生物技術課程中通過 “講授—研討—課外拓展” 的方式進行研究生課程的研討式教學實踐，可明顯緩解地方高校工科生研究生課程學習階段創新能力培養不足的困境，良好地支撐我國地方高校的一流學科建設和研究生創新人才培養。盡管如此，在該課程教學改革的實施過程中，仍存在兩個方面的問題，亟待解決和完善。一是僅依靠現有課程團隊很難支撐進行更大規模、更高強度的深度研討式教學；二是課程學時不足在一定程度上削弱了學生創新能力的訓練效果。因此，筆者建議，在未來的研究生課程教學改革研究與實踐過程中，應考慮強化建設課程團隊、優化培養方案，使研討式教學模式更好地服務于地方高校工科研究生創新人才培養。