“高等木材化学”全英文研究生课程教学改革实践——以北京林业大学为例

游婷婷 许 凤 宋先亮 张学铭 马明国

(北京林业大学材料科学与技术学院，北京 100083)

一、“高等木材化学”全英文研究生课程教学的特点

(一)起着承前启后的作用

“高等木材化学”是林产化学加工工程、木材科学与工程专业研究生必修课程，在专业课程体系中具有十分特殊的地位。“高等木材化学”不仅是本科“植物纤维化学”课程内容的延伸，更是研究生学习其他专业课程如“林产化学加工专题”的基础。北京林业大学“高等木材化学”全英文研究生课程开设以来，一直由学院具有丰富教学经验的教师承担一线教学工作，从教师队伍、教学水平等多个方面保证了课程教学的质量。与本科教育不同，研究生教育以培养学生的科研能力为主，“高等木材化学”实行全英文教学有助于激发研究生自主提高英文水平的积极性，有利于提高研究生进行国际学术交流的能力。

(二)具有较强的专业性

“高等木材化学”全英文研究生课程教学主要讲授木质纤维素的生物结构、性质、化学成分的结构及分离、提取、利用等。课程知识点抽象、专业性强，具有明显的行业特点。

二、“高等木材化学”全英文研究生课程教学存在的问题

(一)课程教学内容的前沿性欠缺

首先，课程教学采用的教材陈旧。“高等木材化学”全英文研究生课程开设近10年来一直以2005年出版的《植物纤维化学》(第三版)中文课程教材为教学蓝本，其中许多林产化学加工工程领域的理论与技术已经落后于学科的发展，致使教学内容缺乏研究性和前沿性。其次，教学课件偏重于专业基础知识的演示，较少融入林木生物质领域的研究热点。最后，教师在授课过程中引用的科研成果陈旧。例如任课教师在讲授木质素的定义、化学结构、分离方法与研究手段时，虽然涉及了相关研究成果，但这些成果都是多年前发表的，近年来出现的分离手段如木质素优先分离法、戊内酯-水木质素分离法、离子液体木质素分离法等很少涉及，难以展现当前的学科研究现状。

(二)课程教学方法单一

在全英文授课环境下，学生学习的难度将大幅增加，这就需要教师采取多种教学方法，以提升教学效果。但目前“高等木材化学”课程教学仍以传统的课堂讲授为主，虽辅以教学课件，但是用“二维”图像表达抽象的木质纤维素的多维结构，缺少直观性。虽然课堂讲授的方式能有效夯实学生的专业基础知识，但缺乏对知识点的深入理解、内化和应用，在一定程度上影响了学生科研能力和水平的提升。

(三)师资力量薄弱

师资水平是影响教学质量的关键因素。与专业英语教师不同，“高等木材化学”全英文研究生课程教学要求任课教师首先要具备与课程教学相适应的专业背景，其次要具备听、说、读、写等英文交流能力，最后还需熟练掌握专业英文词汇、熟悉本领域的学科前沿研究成果，以达到运用英语传授专业知识和科研技能的目的。但目前，“高等木材化学”课程教学任务仅由学院两名具有留学背景的教师承担。虽然学院专业课教师数量较多，但同时拥有国外留学和访学经历的教师较少，且专业课教师的英语水平相对不高，师资的缺乏制约了研究生全英文“高等木材化学”课程建设的效果。

三、深化“高等木材化学”全英文研究生课程教学改革的措施

(一)科学设置课程教学内容

1.选用经典英文教材，确保课程教学内容的系统性和科学性

教材是教学的依据。教材既要体现学科的先进性，又要传承经典的学科知识理论。选用经典英文原版教材可以增加研究生课程的专业性[1]。“高等木材化学”经典英文教材包括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。这些英文教材的编写以木材的结构、性质以及纤维素、半纤维素、木质素化学为中心，都是“高等木材化学”课程教学的重要内容。

2.将SCI科技论文中的前沿性科研成果引入课程教学

众所周知，SCI科技论文是前沿研究成果的汇集地。对SCI论文研究内容进行剖析总结，可以促使研究生更好地把握专业前沿动态。因此，在“高等木材化学”全英文研究生课程教学过程中，教学内容不仅要包含木材学的基础知识，还要介绍学科最前沿的发展动态，将木质纤维素全组分利用、高纯木质素的分离与高值转化、木质素-碳水化合物复合体的结构等研究热点融入到课程教学中，可以开阔研究生的专业视野。

3.结合授课教师的最新科研成果，不断补充和更新课程教学内容

选择个体均匀、颜色鲜红的辣椒进行清洗、沥干、在阴凉处(外界温度35℃左右)晾6h使其自然失水，然后进行热风干燥试验。在干燥过程中，控制热风温度变化，保证辣椒干燥质量良好；调节风速进行排湿，避免辣椒发生褐变反应；及时进行椒盘倒位，保证辣椒整体干燥均匀；定时测量辣椒质量并记录，待达到安全含水率(14%)[11]以后停止干燥。辣椒干燥过程结束后，对其进行感官品质评价。同时，每组试验重复3次。

“高等木材化学”全英文研究生课程的任课教师都是具有丰富科研经验的教师，他们的研究内容都是本领域的研究热点。将任课教师的研究内容与经典英文教材、SCI科技论文有机结合，可以使课程教学内容更加丰富、更具前沿性，研究生可以“边学习边应用”，从而达到最佳的授课效果，同时还可以激发研究生开展科学研究的积极性。

(二)采取灵活多样的教学方式

1.采取课堂讨论法加强知识难点的辨析

“高等木材化学”课程学习是建立在“植物纤维化学”本科课程的基础上。但是，学习“高等木材化学”课的研究生本科专业背景多样，既有林产化工、制浆造纸专业，也有高分子化学、化学工程与工艺等专业，部分研究生没有学习过“植物纤维化学”本科课程。所以，在缺乏植物纤维化学知识的情况下，加上专业英语词汇少、听力水平有限等原因，部分研究生对全英文课程的授课内容一知半解，难以开展系统学习。针对这一情况，笔者采取课堂讨论法开展教学，针对知识难点设立讨论内容。相比于课堂提问，讨论活动涉及面更广，参与人数更多，是实现知识整合与碰撞的有效途径。在教师的引领下，研究生通过开展分组讨论活动，可以快速更正知识误区，更新知识体系，提升知识储备。

2.通过实验教学促进理论知识与实际应用的结合

实验可以让学生尽快掌握专业理论知识以及运用理论知识解决实际问题的方法。在实验教学中，任课教师利用木材三切面、形态学组织等模型教具，可以形象讲述木材的横切面、径切面及弦切面的组织结构，使研究生可以全面、充分地了解木材结构；学生利用细胞显微镜可以观察植物细胞种类，采用拉曼光谱扫描仪获取木材碳水化合物以及木质素在植物细胞壁各层中的分布规律。通过这些实验，可以让专业背景不同的研究生尽快掌握木材学基础知识，掌握科研仪器的基本原理及使用方法。先进科学仪器设备的发展在很大程度上推进了人类的技术进步，目前高等木材化学研究领域使用的科学仪器设备正在向原位、实时、在线、高灵敏度、高通量、高选择性、联用技术方向发展。研究生在进行学科基础研究及应用研究时离不开科研仪器的分析手段，能够熟练操作和使用科研仪器设备也为他们将来从事科研工作奠定良好的基础。

3.通过课前文献阅读和课上讨论汇报以及“雨课堂”检验加强师生互动

尽管研究生的专业知识已有一定的基础，英语水平也较一般的本科生高，但由于“高等木材化学”课程知识面广，涉及了大量平时很少用的英文词汇，这就需要让学生提前学习积累与课程相关的专业英文词汇，而文献阅读是积累专业词汇的最佳方式之一。任课教师首先根据研究生的专业研究方向，以学习小组的形式将学生分成5组，每组5～6人。任课教师在课前通过电子邮件给学习小组发放不同研究方向的经典文献，让学生学习。其次，学习小组的各成员通过课前预习，将掌握的专业英文词汇的含义及运用方法在研讨课上进行讨论汇报，以达到巩固专业词汇的目的。最后，任课教师在课堂上利用“雨课堂”教学平台随机抽取学生，对学生的掌握情况进行检验。这种学习方式可以让研究生在较短时间内掌握不同研究方向的专业英文词汇，而且新型的“雨课堂”教学平台还能较好地调动学生的积极性，增进师生互动，提高学习效果。

(三)加强课程教学教学资源建设

1.编写课程教学讲义

目前“高等木材化学”全英文研究生课程没有专用教材，所以应加强课程教材的建设，积极编写适用于课程教学的讲义，以帮助学生深入理解教学内容。北京林业大学“高等木材化学”全英文研究生课程组针对林产化学加工工程学科的特点以及英文课程建设的要求，编写了“高等木材化学”全英文研究生课程教学讲义。其中，纤维素、木质素及半纤维素化学结构研究及其转化利用等是课程教学的重点内容。同时还收录了“高等木材化学”全英文研究生课程任课教师长期积累的学术成果，如一直处于国际领先水平的半纤维素及木质素研究成果。在讲义中加入了富有前沿性的学术研究内容，提升了研究生对专业的认同感[2]。

2.加强教学课件建设

课程组以各章节知识点为核心，积极制作全英文教学课件以辅助课堂教学。英文教学课件内容应包括专业基础知识、学科研究前沿问题以及任课教师的科研成果。为避免因研究生外语水平的差异影响教学效果，教师还应对照全英文教学课件制作一套与之相同的中文教学课件，便于学生课下对照学习。此外，课件中还要为学生整理出国内外著名学者编写的专著清单、专业文献资料等，方便学有余力的学生扩充专业知识。

(四)建设高水平的师资队伍

1.整合学科人才，构建合作授课的教学团队

合作授课的教学团队应由教学、科研经验丰富的教授、副教授和讲师组成，由学科带头人作课程教学的主要负责人。各任课教师应根据自己的专长，讲授不同的课程内容，同时还要充分发挥自身的科研特色，达到“以研促教”的效果。教学团队的任课教师应具有博士学位及留学背景，以保证任课教师具有前沿的学术研究水平，能将科研素养与学术能力融入到全英文课程教学上，引领和激发研究生的学习热情。学院还应为身处科研一线的青年教师搭建丰富的培训平台，提供更多的培训机会，全方位提升任课教师的英语教学水平。

2.“请进来”与“走出去”相结合，提升师资力量

“请进来”是指聘请国际知名院校的专家教授来学院讲学，充分发挥外籍教师的学术和语言优势。如可以聘请与学院关系密切的美国明尼苏达大学生物产品与生物系统工程系主任Shri Ramaswamy教授讲授生物质炼制、韩国全南大学木材科学系Yoonsoo Kim教授讲授木材区域化学、北卡罗莱纳州立大学软材料与绿色化学实验室主任Lucian A.Lucia副教授讲授纤维素材料等。这些教授大多工作在教学科研一线，具有主讲全英文课程的教学经历和深厚的专业背景，在本学科领域取得过创新性成果，在国际上具有一定的学术影响力。

“走出去”是指选派任课教师去国外知名院校进行交流访问学习，学习国外先进的教学理念和教学方法，提高授课教师团队的整体专业水平与英语水平，避免出现英语用词不准确、误读英语课件的现象[3]。

3.建立和完善任课教师的选拔制度

建立教师的教学资质评价体系是提升全英文课程教学师资水平的有效途径。学院在遴选全英文课程授课教师时，设定了选拔条件：一是要求任课教师具备扎实的专业理论基础，二是要有1年以上的出国经历，三是英语应达到雅思7分或与之相当的水平，四是要考查教师的双语言、双文化、双语境、双思维是否能实施标准化教学[4]。此外，任课教师的职业道德、师德师风也是考核内容。教师只有具备了高尚的道德情操，拥有较强的教书育人的责任感和使命感，知行合一，才能使学生“亲其师而信其道”，达到立德树人的目的。

四、“高等木材化学”全英文研究生课程教学改革的成效

(一)提高了研究生运用英文的自主性

经过一年半的“高等木材化学”全英文研究生课程教学改革与实践，学生学习英文的自主性大大提高。学生掌握的英文专业词汇不断增长，自主查阅英文专业文献的数量增多，英文阅读和写作能力显著提升。随着林业科学的发展，国际合作与学术交流越来越频繁，通过此课程的学习，学生聆听国外学者学术报告及参加国际学术会议的积极性大大提高，部分学生还能在国际学术会议上用英文汇报自己的研究成果；还有部分学生开始学习SCI科技论文的写作技巧。据统计，研究生全英文“高等木材化学”课程结束后，发表SCI论文的研究生比例由3%提高到了20%，教学效果显著。

(二)增强了研究生的专业认同感

教师团队授课的方式使研究生能深入了解各授课教师的研究内容和成果，部分学生碰撞出了新的学术思想火花，激发了他们开展科学研究的热情。同时，海外学术专家从不同的视角对专业知识进行讲授，丰富了专业知识的内涵，同时也为学生深造提供了机会，极大地提升了学生对本专业的认同感。据统计，2018年明确表示意愿通过国家留学基金委到国外院校进行学习访问的学生人数由2016年7%的占比上升到27%，即出国学生人数由2人次/年提升到8人次/年；继续在本专业深造的学生，如通过硕博连读或考博的人数逐年增加。专业认同感的增加，坚定了学生从事本专业研究的信心，有效减少了专业人才的流失。

(三)激发了研究生“以学促研”的热情

研究生利用仿真教具开展学习，能快速掌握专业基础知识，为科研工作的开展奠定了理论基础。在利用科研仪器开展科学研究的过程中，研究生积累了英文专业词汇、培养了动手能力、产出了科研成果。教师授课团队“以研促教”，带动了研究生“以学促研”。部分学生结合教师授课团队的研究内容，提出了“用纳米纤维素增加纤维素水凝胶的强度”等研究课题，并将研究结果发表在知名学术期刊《Green Chemistry》上。