培養研究生創新能力的材料專業課程教學改革與實踐

摘 要:研究生課程教學是研究生創新能力培養的重要環節。本文結合材料專業碩士研究生課程的教學實踐經驗，介紹了從教學大綱入手，在教學內容、教學方法和教學評價三方面進行的實踐與探索。項目的實施構建了以創新能力培養為目標的材料專業課程教學模式，提高了研究生教學的質量。

關鍵詞:研究生創新能力 材料專業課程 教學改革

中圖分類號:G420文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)01(a)-0164-02

21世紀是知識經濟的時代。國與國之間的競爭，歸根結底是知識的競爭、人才的競爭，特別是創新人才的競爭。研究生教育是建立和發展研究型大學的基石，研究生培養目標的確立直接影響和決定著研究生培養的質量。創新能力的培養是研究生教育的核心內容，也是提高研究生教育質量的重要標志。如何有效地培養研究生的創新能力將成為衡量研究生教育成效的最高標準[1]。南京航空航天大學近來深入開展以“提高質量、注重創新”為核心的研究生教育教學改革，創新能力的培養成為研究生課程的教學改革的主線。研究生課程教學通常安排在研究生入學后的第一年，課程學習結束后才展開學位課題的研究，研究生如果能在課程學習階段充分培養科研能力，在隨后的學位課題研究中將會舉重若輕，而如果沒有抓住課程學習這一培養科研能力的契機，研究生勢必在科研選題、科研方法、統計分析、論文寫作等方面遇到極大的困難。作為研究生的任課教師，結合材料學院建設科研型學院的目標，在系統總結了近年來課程的教學經驗基礎上，開展了“科研能力導向型”研究生課程教學改革，制定并不斷完善了以強化創新能力的培養為中心的材料專業研究生課程教學大綱。以教學大綱為指導，從教學內容、教學方法和教學評價多方面進行了實踐探索。項目的實施增強了學生的科研創新工作能力，實現了材料專業研究生培養模式的轉變:變重“理論”培養為重“創新意識和思維能力”的培養;變重“傳承”培養為重“理論聯系實際創新能力”的培養。

1 制定并完善創新能力培養為中心的材料專業研究生課程教學大綱

教學大綱是一門課程教學的指導性文獻，研究生課程的教學大綱反映的是研究生教育在教學內容、教學方法和手段、教學評價等方面的有機結合，完善的教學大綱是保障研究生教學質量的基礎，也是反映研究生課程建設水平的關鍵。傳統研究生教育觀念與現代研究生教育觀念的重大區別之一在于是否重視創新能力的培養。傳統研究生教育觀念是以教學內容的穩定性和單一性為基本出發點，以知識的記憶和再現為基本目標的教育教學理念。對于知識性質的這種理解，決定了傳統的研究生教育觀念把掌握知識本身作為教學的目的，把教學過程僅僅理解為知識的傳授和積累過程。按傳統教育觀念制定的課程教學大綱指導下的研究生教育成了本科教育的簡單延續，教師在教學過程中只是對教材和教案負責，而研究生也只是滿足于考試順利過關，形成了以研究生的學習模仿、操作、繼承和背誦為特征的學習方式，嚴重偏離研究生教育的目標，研究生的創新能力根本得不到重視[2，3]。

為了突破傳統教育觀念的對研究生的創新能力培養束縛，材料專業課程教學改革必需從修訂課程的教學大綱入手。在系統總結了近年來教學經驗基礎上，根據材料類研究生創新能力培養的特點和要求，我們制定并不斷充實完善了以強化創新能力的培養為中心的材料專業研究生課程教學大綱，將“以學生為本”、“以強化創新能力的培養為中心”有機地貫徹到教學內容、教學方法和手段、教學評價等課程教學的各個環節中。以此大綱為指導，授課教師不僅把本專業的基礎知識、最前沿的學術動態帶到了課堂，更重要的是把如何進行創新性思考和怎樣尋求解決問題的方法帶給了學生。以《晶體缺陷與強度理論》為例，下面介紹我們按新大綱指導下組織教學，在教學內容、教學方法和教學評價三個方面所開展的材料專業課程教學改革的探索與實踐。

2 教學內容的設置要把知識的傳授融入研究生創新能力培養過程中

研究生課程的教學是研究生學術能力培養的基石。研究生科研創新能力必須經歷一個系統、嚴謹和刻苦磨練的過程，這一過程始于研究生教學。通過教學環節的引導，研究生才能夠真正領略到專業問題研究的方法和路徑。研究生教育的教學內容要體現知識補充、能力提高和素質培養三方面的協調發展，在課程教學過程中實施研究性教學，將知識傳授融人研究生創新能力和素質培養的全過程[4]。

2.1 體現教學內容的新穎性，拓展研究生的理論知識

課程內容的更新主要反映在學科的最新發展上，對課程的基礎理論部分可以保持相對穩定，而對介紹最新發展的部分則可以有較大靈活性。研究生的課程教學是在學生掌握本專業的基礎理論基礎上而展開的以實現了創新思維培育和實際問題分析能力提高的為目標的教學活動，任課教師要能夠與時俱進，及時更新教學內容，將新理論、新案例和新趨勢充實到教學內容中。有些課程有一本主要的教材，但是多數課程只有若干參考教材。教師會詳細列出指定閱讀的參考文獻資料，并能夠向學生提供這些參考文獻，以供學生購買或者借閱。這些指定教材和參考文獻每學期都會更新，學生可以跟隨教授的課程同步感受學科領域里的前沿問題，研讀最新的研究成果。

《晶體缺陷與強度理論》一直是作為材料專業研究生的學位必修課，它是在本科《材料科學基礎》等專業課程學習的基礎上，以提高學生的專業理論水平和分析能力為目的的重要理論課程。近年來由于專業面拓寬，材料領域的迅速發展，加上跨學科招生等生源的變化，原有的教學內容不能適應當前的研究生教學培養要求。為此，我們刪去了為復習鞏固本科所學知識而與《材料科學基礎》重復的課程內容，指定了上海交通大學林棟梁教授編寫的《晶體缺陷》、宋余九主編的《金屬的晶界與強度》及石德珂主編的《位錯與材料強度》等教材為主要參考教材，同時增加了本專業領域著名雜志上發表的有關耐高溫材料及耐腐蝕材料、納米材料、生物醫用材料、新能源材料等領域文獻為案例，將最新科研成果和最新進展最大限度地融入到教學內容之中。學生的每次授課內容相對應的閱讀文獻，同時還會有相應的作業或者小論文需要學生在課后閱讀相關文獻獲取最新的知識獨立思考完成。

2.2 體現課程體系的系統性，鼓勵交叉學習，注重專業知識的綜合運用能力培養

本科階段的學習側重于基礎，而研究生的教學應側重與本學科的理論脈絡、專業知識體系結構學習，注重專業知識的綜合運用能力培養。我們在《晶體缺陷與強度理論》教學中重視材料專業課程間的銜接，如在講述凝固過程中位錯的形成的有關內容時，我們就把《凝固理論與固態相變》中的溶質再分配、成分過冷、晶體的生長方式，《材料的現代分析原理》中的位錯實驗分析手段的相關知識點聯系起來，學生能夠從全面系統的掌握所學的內容。近年來，隨著跨學科招生等研究生培養的變化，從事納米材料、功能材料等研究方向的研究生都從交叉學科的互補教學中受益。

2.3 體現學生學習的主體性，培養學生的思辯能力

學生是學習的主體，研究生階段的學習與本科最大的不同在于對本學科專業基礎課的研讀是必須的，在此基礎上對經典論著的批判性分析則是培養其思辯能力和研究分析能力的關鍵環節。例如《晶體缺陷與強度理論》教授加工硬化內容時，1934年Taylor首次提出加工硬化至今，流派很多，尚未形成統一理論。在課堂上，我們會對不同流派的主要觀點進行詳細的講述，學生通過自己的知識判斷每一理論流派的合理和不足之處。以充分調動研究生的主動性和提高教學效果為指導，合理安排課堂講授、討論和課后自學的專題教學內容，從不同的角度培養研究生的學術思辯能力。

3 多種教學方法并舉，建立和發展創新型的思維方式

傳統的研究生教育觀念下的研究生教學方法為灌輸式教學，這種教學方法把研究生只看成是知識接受者，而忽視其學習能動性的培養，不重視對研究生進行創造性思維方式的培養和訓練。教學方法的改革是研究生創新能力培養的關鍵環節，其核心以突出在教學中引導學生“如何思考”，而不是“思考什么”，簡言之，就是啟發、引導和激勵學生去主動建立和發展創新型的思維方式[5]。基于對學生的創新能力培養，始終強調以學生為主體，教師為主導的思想，依據教學內容的性質采用不同教學方法和手段。

課堂講授內容重點放在講清知識點的由來、背景、概念、分析思路、研究途徑和方法上。在教學過程中，教師不但要在“講授”上下功夫，更要重視啟發式教學方法，并將其融會到教學活動中，引導學生隨著教師的講解而積極思考和探討，使學生由被動的聽講者轉變為主動的探索者，以啟迪思維，訓練能力，加深對知識的理解。我在各章內容的教學時，都融入了較多的最新科研成果實例。這些實例涉及內容既廣又新，同時又對如何解決實際問題進行分析，因而增強學習該課程的實用性，激發學生的學習興趣，拓寬了學生的視野和思路。采用電子課件教學時，我不僅把課堂教學內容全部制成電子課件，從畫面、字體、背景、插圖、形狀、顏色等多方面著手，突出重點，并將抽象難懂的內容圖示化、形象化，強化了教學效果;而且在教學上也做相應改進，運用提問、簡短討論，就某些重要內容作進一步展開闡述，同時采用電子課件教學與板書配合使用等方法來調節速度，及時對學生提出的新見解給予鼓勵，這樣活躍了課堂氣氛，調動了學生的學習積極性，有效地改善了理論的可接受性，顯著提高了教學效果。

課堂講授不應成為研究生課程教學的唯一形式。為了充分調動學生的參與度，對于涉及教學中多處知識點的本學科中研究熱點問題，我們在教學中采用了分組專題討論的教學方式，在討論過程中，不把自己當成了一個旁觀者，注重與學生的互動和引導。這種教學方法不僅培養了學生的表達與交流能力，而且在“學術自由”的開放教學模式下，學生都可以陳述自己的觀點，向老師和同學提出異議和爭論。通過課堂爭論，促進學生積極思考，為學生提供了發表不同見解的機會，既鍛煉了對所學知識進行高度概括和綜合能力，又涉及到對有效知識的如何提取運用等問題，達到了課堂教學所無法企及的效果。

4 建立與研究生創新能力培養相適應的考核評價方法

在考核評價機制方面，研究生階段的考試方法均與本科生階段有很大的不同。本科生階段主要強調基本知識和基本訓練，而研究生階段更強調素質和能力的培養。包括動手能力、科研實踐能力、實踐中運用理論知識解決實際問題的能力和總結表達能力等。像本科生那樣只進行筆試已經不適合對研究生諸多能力的考核。近幾年的改革實踐表明，必須不斷修改教學評價，始終堅持培養研究生的科研實踐和創新能力這一目標。

為了充分體現公平和合理的判定標準，研究生教育對學生一門課的成績考核不是單憑期末成績，而是采取多方面綜合考核、各方面占有一定比例的做法來綜合確定，將過去主要根據掌握知識的多少來衡量質量轉向注重對學生知識運用能力、綜合素質和創新能力的考察。《晶體缺陷與強度理論學生最終的成績至少由三個部分組成。第一部分是課堂參與，這一部分主要為把學生參與課堂授課和討論的質量作為平時考核成績，占總成績的30％。第二部分是平時的作業，占總成績的30％，這一部分主要是我列出本學科若干熱點課題，由學生選擇其中感興趣的課題進行文獻檢索，閱讀有關資料，按照規范格式撰寫作業，使學生在思考研究專業問題的同時，提高自學能力、獲取信息和利用信息的能力、文字和口頭表達能力，也培養了學生的科學素質和創新能力。第三部分是期末考試，這一部分一般占總成績的40％。這樣的考核和評價體系對學生的平時學習產生了明顯的激勵作用。

我在每年該課程教學結束時均做一次不記名問卷調查，征求學生對教學的意見，絕大多數學生對這樣的教學改革非常滿意。通過教學方法的不斷改進和教學內容的推陳出新，調動了學生的學習積極性和主動性，增強了學生的參與意識，促進了學生創新能力的發展，提高了學生分析問題和解決問題的能力。

參考文獻

[1] 邢曉輝，何美蓉，凌朝輝.以課程教學為切入點培養研究生的科研能力[J].當代教育論壇，2008(4).

[2] 王耀先.研究生專業課程教學改革的探索與實踐[J].化工高等教育，2004(4).

[3] 張優智，李治.阻礙研究生創新能力培養的因素探析[J].中國地質大學學報(社會科學版)，2004(3).

[4] 賴紹聰，華洪，王震亮，張成立，張云翔.研究性教學改革與創新型人才培養[J].中國大學教學，2007(8).

[5] 張麗娟.美國研究生教學的借鑒與思考[J].中國高等教育，2007(20).