科教融合理念下研究生课程研讨式教学模式改革与实践

周惠敏，鲁玺丽，薛丽莉，佟运祥，Alex Shuicev

（哈尔滨工程大学 材料科学与化学工程学院，黑龙江哈尔滨 150001）

党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央坚定不移地实施科教兴国战略和人才强国战略，坚持优先发展教育。中共中央、国务院印发《中国教育现代化2035》，绘制了新时代加快推进教育现代化建设教育强国的宏伟蓝图，明确了教育现代化的战略目标、战略任务和实施路径。2018年，教育部、财政部、国家发展改革委印发《关于高等学校加快“双一流”建设的指导意见》，指出要改革研究生培养方式，加快建立科教融合、产学结合的研究生培养机制。随后，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《加快推进教育现代化实施方案（2018-2022年）》，将推进高等教育内涵发展，提升研究生教育水平，完善产教融合的专业学位研究生培养模式、科教融合的学术学位研究生培养模式，加强紧缺高端复合人才培养作为推进教育现代化的十项重点任务之一。2020年9月，教育部、国家发展改革委印发《关于加快新时代研究生教育改革发展的意见》，指出通过完善科教融合育人机制来加强学术学位研究生知识创新能力的培养[1]。由此可见，科教融合理念已成为现代高等教育的核心理念，对于推动世界一流大学、一流学科建设，推进高水平大学发展具有重要意义[2]。科教融合是洪堡精神的当代表现[3]。在研究生培养过程中，将科研与教学相结合，引导学生发现新知识、探索新知识、创造新知识，培养学生的创新思维，加强学生的自主学习能力、科研能力和创新能力培养，对提升研究生人才培养质量具有重要作用。在科教融合理念下，如何改革、提高研究生课程教学水平，如何充分发挥创新型人才培养的关键作用，已成为加强人才培养、建设高水平大学需要关注的重要问题。本文以研究生学位课“纳米材料学”为例，对科教融合理念下开展课堂研讨式教学改革的若干问题进行了研究和探索。

1 研究生课程研讨式教学模式在实践中存在的问题

研讨式教学是我国普通高等学校研究生课程教学普遍采用的一种教学方法，是由发达国家高校普遍采用的Seminar 教学方式发展而来的。相比于传统的课堂教学模式，研讨式教学改变了以课堂讲授为主的“教-学”模式，将由“教师主导”的学生学习转变为“教师主导、研究生主体”的现代教学模式[4]，提升了学生学习的趣味性，可以更好地发挥学生的主体作用，锻炼学生的创新思维，培养学生对理论知识的综合应用能力和分析问题、解决问题的能力，加深对理论知识的理解和应用，同时对提高学生的表达能力和团队合作能力也很有帮助。然而，与许多进行了研讨式教学模式实践的一线教师一样，我们会发现：研讨式教学还存在问题[5]。

在研究生课程教学实践中，我们进行了6年的研讨式教学模式实践和改革，通过课堂研讨式教学环节的设计、实施、效果评价和反馈，不断改进研讨式教学内容和方法，取得了一定的经验和成效，同时通过总结和比较，也发现研讨式教学中需要特别注意的一些问题。

首先，研究生课堂研讨式教学过程中教师容易忽略自身的引导作用。研讨式教学虽然以学生为主导，但是不能忽视教师的引导作用，否则达不到研讨式教学的预期效果。譬如，在课堂研讨前的准备环节，教师不能在确定研讨主题之后，完全由学生自己去查找文献，准备研讨内容，这样很容易在最终研讨课堂上发现，学生自己所精心准备的研讨内容完全偏离了研讨主题。如果在学生准备阶段，教师积极发挥引导作用，及时了解文献准备情况，发现偏差，及时帮助学生纠正，可以有效避免后续问题的发生。同样，在课堂研讨环节，在激烈的头脑风暴之后，如果教师能够引导学生梳理思路，总结经验，对学生科学思维和能力培养有重要的作用。

其次，研究生课堂研讨式教学环节设计脱离实际，缺乏灵活性。研究生课程每年的选修人数不固定，选修课程的学生专业学习经历也不相同，如果每年按照固定的研讨模式进行，教学研讨环节学生的参与度不高，很难达到相互启发的目的。研讨式教学环节设计需要进行学情调查，然后根据选课人数合理选择集体研讨或小组研讨，研讨人数以6-10 人为宜，每名学生都可以有较高的参与度，也可以根据人数的不同布置不同难易程度的研讨主题。

最后，在研究生课程研讨过程中，研讨环节的互动效果往往不理想。研讨课堂上，学生交流不充分，只有研讨小组学生的讲解和授课教师的提问，没有其他学生的积极参与。研讨不是一个、两个人的事情，要在研讨过程中调动学生的积极性和参与度，启发学生思维，扩展学生的知识运用能力，这对教师的引导作用提出了更高的要求。这也是我们在研究生课程研讨式教学实践中，不断进行改革和探索的主要关注点。在研讨过程中，如何启发学生思维，如何引导学生发现问题，逐步由浅入深地分析问题和解决问题，教师的教学能力和知识储备面临着更高的挑战。

在研讨过程中所设计的研讨主题往往围绕具体的工程实际问题或科学问题展开，而研究生课程任课教师往往在教学的同时也从事科学研究，并在自己研究领域有一定的学术造诣和成果积累，如果能将教师的科研成果或科研项目引入研究生课堂研讨环节，一方面可以解决教师在课堂研讨中引导作用所面临的问题，更好地发挥引导作用，启发和调动学生的积极性，实现研讨过程中学生创新思维的锻炼和能力的培养；另一方面，教学相长，通过课堂研讨，教师可以从固化思维中走出来，提升教师的科研创新能力。所以，教学和科研并不是平行、孤立的，教学也不是科研的负担，可以将二者结合起来，在教学过程中发挥科研的优势，锻炼研究生的科研思维，培养研究生的创新能力，更好地实现教师教书育人使命。也正如清华大学校长邱勇在《秉承科教融合理念，培养更多高层次人才》一文中所指出的：坚持科研就是教学，应该把科研活动打造成研究生成才成长的丰沃土壤，坚持将科研成果转化为课程教学资源，着重培养研究生的创新思维和创新能力[6]。在研究生课程教学中要充分体现研究性，从问题出发，引导学生自主探究和体验知识的发生过程，激发学生对学术的兴趣。因此，将科教融合理念引入研究生课堂研讨式教学中，设计基于科教融合的案例式课堂研讨和项目式课堂研讨环节，有望解决研究生课堂研讨中学生参与度不高、教师引导能力不强的问题，提升课堂研讨式教学效果，激发学生对科研的兴趣。

2 科教融合理念下研讨式教学实践

在科教融合理念下，针对研究生学位课程“纳米材料学”的教学内容和教学安排，结合授课教师的科研项目和科研成果，我们进行了案例式和项目式课堂研讨环节的教学模式改革，并在最近一次研究生教学过程中进行了实施。

“纳米材料学”课程教学内容包括纳米材料基础知识和纳米材料研究进展专题报告两部分。在基础知识部分，采用课堂讲授和与工程实际相关的案例教学，使学生掌握纳米材料的基本概念、基本性质、主要制备方法和表征方法，引入纳米材料和纳米科技发展历史，更加清晰地认识整个纳米科技甚至纳米科学技术的发展特点和规律，有利于提高学生的人文素养；纳米材料研究进展专题报告部分，结合课堂讲授、小组讨论和课堂研讨，让学生掌握相关纳米材料的研究进展和未来发展趋势，促进学生之间、学生与教师之间的学术思想交流，培养学生的表达能力、团队合作能力和创新思维。

课程团队主讲教师从事纳米材料相关科研工作，利用主讲教师的优势研究领域，在教学过程中引入实例讲解和项目式教学，并借助线上资源提供案例，供学生在线学习，充分调动学生的学习积极性，培养学生的科学思维和创新意识。例如，为了让学生充分理解纳米材料的性能与其纳米尺寸效应的关联，在课堂研讨环节，结合授课教师在纳米晶金属材料方面的研究基础，我们设计了“纳米晶金属材料”的研讨主题，给学生布置了调研纳米晶金属材料晶粒尺寸对其力学性能的影响的任务，深入探讨纳米晶金属材料的变形机制与微结构关系，加深学生对纳米晶金属材料所表现出来的反常Hall-Petch 关系的理解。在学生查阅文献阶段，我们根据研讨主题给学生列出了相关参考文献清单，让学生自己从文献清单中选择感兴趣的1-2 篇进行阅读；在研讨环节，针对学生的讲解，引导学生关注不同文献中纳米晶金属晶粒尺寸的表征手段，深入理解不同表征方法所得结果的差别，将课堂所学理论知识在研讨中升华；同时，根据文献内容，引导学生探讨晶粒尺寸所引起的不同力学行为的内在本质，并设计验证环节，根据报道实验结果，让学生自己动手推算Hall-Patch 关系，各种不同单位之间的换算往往会引起实验结果几个数量级的差别，在这个过程中引导学生关注细节，培养学生严谨的科学精神。最后引导学生进行归纳、总结晶粒尺寸对金属材料变形机制的影响。在整个课程研讨过程中，授课教师基于科研经验，对学生提出的问题能够进行很好的引导和解答，并能启发学生进一步探究。学生的参与度和热情都很高，尤其是实验结果验证环节，对错误计算结果问题的排查，让研讨课堂氛围一度达到高潮。研讨课结束后，通过调查问卷，了解了学生对课程研讨环节的感受和收获，整体满意度达92%以上。通过初步的基于科教融合理念的研讨式教学实践，科教融合理念和研讨式教学有机结合，可以有效解决单纯研讨式教学中存在的问题，增强学生自主学习的主观能动性，锻炼学生自主获取新知识，激发学生自主探索知识的奥秘，增强学生的创新精神，提高其创新能力。

3 结语

在“纳米材料学”研究生课程研讨式教学模式中，引入科教融合理念，结合任课教师纳米材料相关科研成果和经验，开展案例式研讨教学，可以解决单纯研讨式教学模式存在的问题，有利于发挥学生主体作用，充分调动学生的学习积极性和兴趣，发挥研讨式教学的优势，培养学生的科学思维和创新意识，是培养创新型高素质工程技术人才的有效保障。