材料專業研究生學位課程的教學改革探索

吳浪+廖其龍+李玉香+曹林洪

[摘 要]材料專業研究生學位課程的教學需要不斷改革和探索。總結碩士研究生學位課程“材料結構與性能”的教學目前存在的不足，深入分析美國加州大學圣地亞哥分校（University of California，San Diego）研究生課程教學特點，從教學理念與教學目標、教學方式與教學內容、教學考核與教學評價等方面，對“材料結構與性能”課程的教學改革進行了有益的探索，力求不斷提高該課程的授課質量與水平，為省內外相關專業的研究生課程建設提供一定的參考與借鑒。

[關鍵詞]研究生專業課程;教學改革;“材料結構與性能”

[中圖分類號] G643 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）01-0138-03

“材料結構與性能”是本單位材料科學與工程一級學科碩士點的一門重要的專業學位課程，長期以來一直沿用傳統的以課堂授課為主要形式的教學模式，教學方法單一，對充分調動學生的學習積極性、主動性重視不夠，對學生創新能力的培養思考不夠。此外，教學內容缺乏先進性，許多內容存在著與本科生教材內容交叉重復的現象，教學效果不甚理想。

美國的研究生教育水平居世界前列，其研究生課程教學方法更是具有自身的特點與優勢。2014年6月至2014年12月，筆者有幸以訪問學者的身份，在國家留學基金委“高校專業課教師出國研修項目”的資助下，到美國加州大學圣地亞哥分校（University of California， San Diego，以下簡稱UCSD）進修，通過觀摩專業課程教學及課堂活動，參與專業教學研討，進行課堂授課實踐等，親身感受到了美國研究生教學與中國研究生教學的差別。本文通過總結“材料結構與性能”這門研究生課程的教學目前存在的不足，在深入分析UCSD研究生課程教學特點的基礎上，主要從教學理念與教學目標、教學內容與教學方式、教學考核與教學評價等方面對該課程的教學改革進行了有益的探索，力求不斷提高該課程的授課質量與水平，為省內外相關專業的課程建設提供一定的參考與借鑒。

一、教學理念與教學目標

長期以來，人們認為提高研究生的創新能力，應從研究生的科研論文入手，忽視了課程教學在培養人才過程中的重要作用，加之部分高校在教師工作量考核和職稱晉升等方面主要以申請項目和發表論文情況來衡量，學生畢業條件也主要以發表論文數量和等級來衡量，導致高校普遍存在著重科研輕教學、重論文輕課程現象。

研究生學習專業學位課程不僅是為了學習本學科專業的基礎理論和專門知識，而且是為了能在理論專業知識學習過程中，創造性地利用學科理論知識解決在科學研究中遇到的種種具體問題。由此可見，研究生課程的學習是研究生學術能力培養的基石。通過教學環節的引導與訓練，研究生才能夠真正領略到專業問題研究的方法和路徑，如若削弱學位課程的學習，勢必造成基礎理論不扎實，知識面過窄，寫出的論文理論深度不足，對實驗結果的分析與討論僅僅是引用和照搬別人的成果。

USCD對研究生課程教學尤為重視，碩士研究生的學制通常為2年，分為授課制（course-based）和課題制（thesis-based）兩種學制;并實行學分制，以UCSD材料科學與工程專業為例，所有研究生必須學習4門必修課程和至少2門選修課程，共完成36個學分的學習。對于course-based研究生，必須通過一門綜合性考試（Comprehensive Examination）;針對thesis-based研究生，畢業條件為必須完成碩士學位論文。UCSD特別重視學科交叉，學生可在全校范圍內進行選課，在選課之前，就可以在每門課程的schedule上看到全部的課程內容，且每一門課程都有很詳細的安排，包括教學內容以及課程作業、規定的閱讀材料、考試安排。這有助于學生根據自己的興趣方向選擇合適自己的課程，或者根據自己的學習能力合理安排自己的學習計劃。在第一次課時通常會收到教授分發的所選課程更為詳細的教學大綱（syllabus），包括課程目標，每一次課的教學內容、討論主題、作業任務、考核方式及標準等內容。這樣的大綱詳盡具體、系統清晰、全面透明，使研究生對教授的整個授課安排有了全盤的認識和深刻的了解，可以提前充分準備教授安排的任務。這種“以人為本”的教學理念和教學目標貫徹始終，培養出的學生理論基礎扎實、知識面寬、善于思考、創新能力強。

因此，研究生專業學位課程的教學首先要改變長期以來學生被動聽課的接受式教學理念，教師僅僅起引導和啟發作用而非課堂的主宰者，要讓學生明確學習知識不是研究生課程的最終目的，學習是為了培養發現問題、解決問題、探索未知的能力;切實貫徹“以學生為中心”的教學理念，提高學生的自主學習的能力、思考能力以及科研和創新能力。

二、教學內容與教學方式

“材料結構與性能”這門課程以材料的組成-結構-性能之間相互關系及其制約規律為主線，多年來主要介紹晶體結構、晶體結構缺陷、非晶態結構與性質、表面結構與性質等方面的內容，使用武漢理工大學張聯盟等主編的《材料科學基礎》第二版作為教材。然而，研究生的教育特征決定了研究生課程教學內容需具有前沿性、發展性與不確定性。而“材料結構與性能”這門課程的教學內容反映學科領域的最新研究成果和熱點問題很少，許多內容存在著與本科教學內容交叉重復的現象，部分章節內容甚至為本科生教學內容的簡單延續，缺乏先進性。此外，該課程的教學方式多年來主要是以教師傳授已有知識和成果為主要內容的傳授性教學方式，教學效果不夠理想。由于近年來就業競爭壓力較大，部分學生甚至認為學了用處不大，只想著多做實驗多發表論文達到畢業條件，從而出現學習倦怠情況，課堂上積極參與性低。

以UCSD“Structure and Analysis of Solids”這門研究生必修課程為例，其主要內容包括了金屬、陶瓷、半導體等固體材料的原子結構、晶體結構;簡單和復雜無機化合物的結構-性能關系對比;X射線衍射結構分析;化學鍵與物理性能的對比分析;原子分子軌道、能帶理論、自由電子理論等。這些內容構成了該課程的基礎理論部分。UCSD給研究生上課的教授大多是承擔一定科研項目的教師，他們在傳授基礎理論的基礎上，通常會將科學研究的最新進展引進教學，使課堂教學內容得到及時更新，并詳細列出指定閱讀的參考文獻資料，引導研究生查閱國際權威雜志近年發表的本學科領域的高水平學術論文。

筆者在UCSD觀摩了幾門碩士研究生課程的教學及課堂活動，深深體會到了美國互動式教學的特點。教師在授課時，通常每講完一個主題，都會主動問學生是否有問題。課堂上任何時候任何主題，學生都可以陳述自己的觀點，甚至向教師提出異議和爭論。課堂提問所表現的是學生參與和思考問題的能力，課程的成績通常與課堂上提問、討論等表現直接掛鉤。正是由于教師的不斷發問和學生的積極發言，才構成了美國研究生課堂教學“學術自由”的文化氛圍，并由此形成了互動式教學的典型。這種互動式的教學方式，更加重視學生在學習過程中所激發出來的探究與發現新事物的精神，是一種對提高研究生的自學能力和創新能力十分有效的教學方式。有時課堂的提問和問答占用時間偏多，教師就會削減一些內容作為課后自主學習的內容。研討課特別注重對學生的口頭表達、公眾演講方面能力的培養，教師通常在課前會安排學生閱讀指定的文獻資料，并對相關問題進行思考和討論，教師在課堂上發起啟發式的提問，學生就某個主題開展自我闡述和討論。學生參與性高，學習主觀能動性強，課堂氣氛活躍，在國內被認為是枯燥無味的專業課，在美國感覺是在愉快輕松的氛圍中開展學習活動。

筆者所在研究小組近年結合教學實際，針對“材料結構與性能”這門課程的教學內容及教學方式進行了有益的探索與嘗試。首先，通過更新教材，提高教學起點，增加教學深度。比如選用William D等編著的《Materials Science and Engineering：An Introduction》第八版英文教材進行課程講授，同時指定山東輕工業學院陳玉清等編著的《材料結構與性能》第一版和武漢理工大學張聯盟等編著的《材料科學基礎》第二版作為參考教材，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，探索雙語教學模式。其次，跟蹤材料學科前沿，將本學科領域的最新科技成果和最新進展最大限度地融入教學內容中。比如通過介紹在《Nature》《Science》《Advanced Materials》等權威雜志上發表的與本專業領域有關的文獻資料，引導學生分成小組開展研討活動;就某一具體教學內容，結合學院相關老師承擔的科研項目取得的成果和遇到的問題進行介紹，以拓展學生的視野和思路，激發他們的科研興趣。

三、教學考核與教學評價

研究生課程考核的方式常見的有閉卷或開卷考試、課程論文或文獻綜述等。“材料結構與性能”這門課程因為是專業學位課，為了考查研究生系統扎實地掌握本學科基礎理論和專業知識的程度，長期以來都是采用期末閉卷考試。雖然有的學生思維能力、分析問題的能力很強，但是僅僅通過一次期末閉卷考試是無從準確判定的。

UCSD的研究生課程的考核，一般包括學生的課堂參與程度、平時作業成績、期中和期末考試成績等幾個方面，各方面在總成績中所占的比例分布都會在第一次課公布的教學大綱中做詳細說明，以便學生提前掌握。這種考核評價體系需要學生和教師在課前和課后均付出較多的精力，學生的壓力較大，上課必須有備而來。通常教師會使用一些網絡交互系統如Schoology，通過該系統教師可與學生進行實時和非實時交流。學生有任何問題均可在系統中向教師提問，教師通常會在最短時間內給予認真詳細的回復。學生必須按規定時間提交作業，過了截止日期作業便無法提交，此次作業成績記零分。此外，教師對于學生的作業批改和試題考評都極為認真和細致，教師會從各個角度對作業和試題進行評定，然后給出一個具體分數或等級，并附以非常中肯和公正的評價。

在UCSD，學生對教師的教學評價通常有期中和期末兩次評估，都由學校或者學院統一安排。評價表包括主觀和客觀兩部分，主觀部分通常包括“你認為本門課程和教師的教學哪些方面很好或需要改進”、“如何改進”等方面，客觀部分則是對教師備課、授課質量等方面進行打分。學生進行匿名考評，一份交回學校或學院，另一份返回授課教師。評估結果公開發布，研究生可根據課程評估結果確定是否選修此課。如果一門課的評估結果連續幾年都很低，任課教師可能會停止講授該門課程。

上述這種雙向的公平考核方式對學生和授課教師均產生了公平的制約，從而實現了教與學的最大收益，非常值得我們研究生課程教學考核進行借鑒。一方面教師根據學生平時的課堂參與情況、作業完成質量及期中期末考試成績等方面，對學生進行公平客觀的考核;另一方面，學生也針對教師的教學效果在期中和期末給出中肯的評價，提出改進的意見或者誠懇的希望。這樣，就從真正意義上體現了以學促教、以教促學的教學指導思想。近幾年的改革實踐表明，必須不斷修改和完善教學評價方法，始終堅持培養研究生的創新能力這一目標。

四、結束語

針對目前高校研究生教育中普遍存在的重科研輕教學、重論文輕課程現象，通過總結“材料結構與性能”這門研究生學位課程的教學目前存在的不足，在深入分析UCSD研究生教學特點的基礎上，筆者認為應切實貫徹“以學生為中心”的教學理念，以提高學生的自主學習的能力和創新能力為目標，應及時更新教學內容，并將科研成果最大限度地融入教學之中，采用“互動式”、“研討式”等教學方式，以及多方面綜合評價的雙向考核方式，在不斷的教學實踐中提高研究生課程的授課質量與水平，努力使研究生培養質量接近或達到發達國家水平。

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[責任編輯：鐘 嵐]