基于課堂+項目二元載體的研究生課程教學改革實踐

龍廣成 曾曉輝 董榮珍 李益進 謝友均

摘要：課程教學改革是研究生教育實踐的重要環節，文章結合混凝土材料科學與技術課程內容特點和土木工程大專業的實際需求，在課程教學中提出 “理論與實踐深度融合、研究能力大力提升”的教學改革目標，確立以“課堂+項目”二元載體的教學模式，形成以強化研究能力培養為目標導向的“理論知識教育-研究實踐教育”一體化教學理念和方法，有效提升研究生自主學習、知識運用和科學研究實踐等能力，在課程教學改革實踐中取得較好效果。

關鍵詞：研究生教學改革;二元載體;項目;研究能力

中圖分類號：G642?? 文獻標志碼：A?? 文章編號：1005-2909（2021）03-0079-07

中國研究生教育事業在較短時間內取得令人矚目的成績，目前，研究生不僅數量龐大，而且整體素質不斷提升，為國家科技振興和創新發展實施提供堅實的人才保障。研究生教育位居中國教育結構較高層次，肩負著培養高素質、高層次人才的重任，其中，課程教育在研究生教育實踐中發揮著基礎和關鍵性的作用[1]。

隨著中國經濟社會飛速發展和科技強國步伐加快，研究生教育面臨新的挑戰，其中，研究生創新能力、實踐能力及解決問題的能力等仍總體偏弱[2];教學和科研實踐環節聯系不緊密，是課程實施中的軟肋;課程作為人才培養核心要素的強化建設未得到足夠重視

[3]。碩士研究生入學后第一年的主要任務是課程學習，是實現從本科到碩士過渡轉變并開始科研思維能力訓練的重要時期。通過課程教學方法重塑，不斷提高研究生的綜合能力，是完善研究生培養目標的重要舉措之一[4]。蘇格拉底認為，教學就是幫助個體重新認識自己的真正追求。研究生教育不同于本科階段專業通識教育，教師的教學設計定位于思辨習慣與能力培養，主要通過設計多種教學情境來實現，包括“傳遞-接受式” “自學-指導式”等[5]。為順應教育改革趨勢，相關領域專家針對提升研究生課程教學水平做了較多有益探索，提出較多研究生教學改革方法，如國外Spady提出 “結果導向教育（Outcome-Based Education， OBE）”[6]，Barrows于1969年提出“問題導向學習（Problem-Based Learning， PBL）”[7]，北美教育機構實施“BOPPPS模型教學法”[8];國內相關研究者也提出 “小組討論教學”[9] “翻轉課堂”[10] “互動式教學”[11] “研-考-評-教模型”教學（Research-Examination-Assessment-Teaching，REAT）[12]、基于校企聯合的“專業+實踐+創新”多元教學模式[5，13-15]等以及項目教學法[16-17]。這些教學方法為研究生教育實踐注入新的活力，旨在提升教學水平。

混凝土材料科學與技術是土木工程材料（建筑材料）專業及土木工程學科相關專業的重要專業基礎課程。課程主要講述混凝土的原材料組成、微細觀結構、宏觀性能及其相互關系原理等內容。通過課程教學，讓研究生學會運用材料科學相關理論和知識，分析理解混凝土的性能、微細觀結構與組成、工藝之間的相互關系原理等，解決土木工程實踐中相關混凝土問題，提高分析、解決問題的能力。混凝土作為最大宗的建筑材料之一，是工程結構的物質基礎。因此，選課的研究生中不僅有土木工程材料專業，還包括結構工程、巖土工程、隧道工程、橋梁工程、道路與鐵道工程、工程力學等專業。由于研究生的相關專業知識背景與未來實際需求存在差異，使得在這門課程在教學過程中存在諸多困難。為此，筆者結合混凝土材料科學與技術課程特點及其廣泛的工程應用需求背景，通過“課堂+項目”二元載體教學模式、以“理論和實踐深度融合、促進研究能力提升”為教學目標，開展教學改革實踐探索，取得較好的教學效果。

一、研究生課程教學改革的內容和模式

針對當前研究生教學改革現狀及需求，結合混凝土材料科學與技術課程特點，提出基于理論和實踐深度融合、以促進研究生科研實踐創新能力提升為宗旨的課程改革方法，探索和構建混凝土材料科學與技術課程教學新體系，確立“課堂+項目”二元載體教學模式，形成以強化研究能力為目標導向的“理論知識教育-研究實踐教育”一體化教學理念和方法，實現研究生教學過程由傳統的“教師主導”轉變為“教師引導、研究生主導”的轉換，以期實現研究生的知識學習能力、知識運用能力和問題解決能力得以提升的教學培養目標。圖1為課程教學改革模式示意圖。

（一）強化理論與實踐深度融合、研究能力有效提升的課程教學改革目標

研究生教育作為更高層次的人才培養教育，需要深刻理解研究生總體培養目標。在課程改革實踐中，以“理論素養深、技術本領硬、綜合能力強”的研究生培養總要求為指導，以“知識覆蓋全、實踐體現高、綜合創新好”的課程項目為載體，結合土木工程行業特色、研究生發展需求和學科特點，確立以理論與實踐深度融合、研究能力有效提升為培養目標的“混凝土材料科學與技術”課程教學改革內容。

通過課程教學，研究生能深入理解混凝土的性能、微結構與組成、工藝之間的相互關系原理，學會運用相關理論和知識，解決土木工程實踐中涉及混凝土的問題，提高分析、解決問題的能力。課程教學改革旨在培養土木、建材等行業相關崗位高級人才，以滿足土木工程行業變革的人才需求。結合課程培養目標和經濟社會發展新趨勢，以混凝土材料與結構相關科研及工程實踐所需的理論知識體系、崗位能力需求和基本素質要求為依據，以“教學主體歸位、教學載體創新、教學目標明確”為導向，實現課程教學方法革新，在教學環節上確保研究生高質量發展。

（二）確立研究生課程教學改革新模式

1.搭建承載課程內容的“課堂+項目”二元載體

傳統教學主要采用“課堂”單一載體實施。搭建“課堂+項目”二元載體，充分展現教學過程中教師、學生各自扮演的角色，可切實打破原有“教師灌輸式”教學模式，更加凸顯研究生教學過程中研究生的“主角”地位，可實現研究生綜合能力培養與教師教學技能提升的完美融合。課堂載體主要包括教師傳授新知識、解惑答疑等，提供教師與學生面對面知識獲取、吸收理解的平臺。項目載體主要建立學生運用知識、解決實際問題的平臺。項目載體的有效實施需要依賴教師對課程內容的精準把握并轉化為適當的項目主題，即項目應能覆蓋課程內容、面向工程實踐需求，使得研究生既能學習課程新理論和新知識，又學會運用知識來分析、解決問題，提升學生的研究實踐能力。

混凝土材料科學與技術涉及混凝土材料的組成、微細觀結構和性能之間相互關系以及混凝土性能提升技術等教學內容。通過課堂載體讓學生學習和掌握混凝土的組成、結構與性能之間相互關系原理;同時，面向混凝土的典型工程應用場景涉及的關鍵科技問題，通過設置不同項目主題，讓學生運用科學知識解決實際問題、切身體會理論與實踐之間的相互關系，以期提升研究能力。

2.明晰教師與學生的角色

通過引入“課堂+項目”二元載體，不僅能夠加強研究生理論與實踐融合和研究能力鍛煉，而且明晰教師和研究生在課程教學中的角色定位，凸顯“教師引導與啟迪、研究生主導與實踐”的教學角色分工。

教師根據課程內容設計項目主題，通過課堂傳授新知識，通過項目指導學生分析解決問題。教師堅持“引導—啟迪”的原則，課堂上以課程新知識、項目為載體，對學生學習中的困惑進行合理的指導，積極引導研究生主動參與項目，并及時查看、督促研究生項目的進展和成效，分析評估研究生項目研究中的優點和不足，扮演好項目實施的指導者、思路啟迪者的角色。研究生則通過課堂內外學習，獲取、消化吸收新知識，以項目負責人的身份開展實踐研究，提高分析、解決問題的能力，達到提升研究能力的目的。研究生堅持“主導—實踐”的原則，通過課堂內外主動學習、自主查閱資料，結合教材理論知識和教師提出的項目主題指南等，主導項目選題，以項目小組形式進行探索和協作實踐，完成項目任務，實現從課堂到圖書館、網絡媒體、工程實際的延伸，從而提高研究生知識學習的自覺性與研究實踐的自主性。

二、教學改革實踐的具體過程

本著“理論與實踐深度融合、強化研究能力培養”的教學改革宗旨，制定課程教學改革總體方案，教師圍繞課程內容確立項目主題，根據選課學生人數、選課學生專業背景等，指導研究生進行選題和開展項目研究，研究生負責制定相應地項目執行計劃、項目實施內容等。圖2為混凝土材料科學與技術課程教學改革實踐具體過程示意圖。

（一） 確立項目主題

確立適當的項目主題是混凝土材料科學與技術課程實施教學改革的重要組成部分，攸關課程教學改革成效。項目主題主要由任課教師根據課程教學內容、培養目標及學生專業方向確定。結合課程教學內容和每年選課人數、專業背景，以混凝土材料的組成、微細觀結構及性能為主線，以面向土木工程各專業應用實踐需求為背景，確立項目主題內容和技術目標，形成相關項目指南，確保各項目能較好地鍛煉研究生的科研實踐能力。基于中國近年來混凝土工程建設大發展背景，課程項目主題選擇比較廣泛，通常包括（超）高層泵送混凝土設計與性能、西部腐蝕環境下橋墩混凝土設計與性能、預制簡支梁用蒸養混凝土設計與性能、隧道初襯混凝土設計與性能、大交通量路面混凝土設計與性能等。這些主題不僅滿足各選課研究生的專業背景需求，而且涵蓋課程主體內容，體現混凝土技術前沿和工程建設需求。

（二）選題與制定項目計劃

該課程每學年選課碩士研究生人數穩定在20人左右，通常可分成5個小組，每組人數3～5人。小組成員由學生自由組合，根據自身的興趣、專業背景進行選題，可以是教師預先確定的項目主題，也可以是結合項目指南自己選定主題，并在教師指導下進行確認。有學生根據中國高速鐵路CRTSⅢ型板式無砟軌道結構特點、施工工藝及其對混凝土材料的要求，選擇充填層自密實混凝土設計與性能研究項目，較好的展現了研究生主動實踐和積極創新思考的能力。

項目主題選定后，小組成員要結合課程內容進度安排，共同討論制定項目計劃，明確項目的技術目標，圍繞理論知識分解項目任務，使學生學會合理分配項目任務、制定完善的項目研究計劃，從而實現項目任務與課程理論知識的有效銜接。

（三）課堂+項目二元載體的課程內容教學改革實施

具體實施過程是課程教學改革的主要環節，也是決定教學改革效果的重要因素。課程教學改革實施由“課堂+項目”二元載體來承擔，通過該二元載體較好地實現課程教學過程中教師、學生兩個主體的角色定位。教師通過設計課程內容、提出項目主題來實現新知識傳授、引導和項目指導;學生在對新知識的獲取、消化、吸收以及對項目的自主分析、解答中實現課程學習的主導作用。主要實施步驟為：（1）教師根據課程內容設計提出項目主題或指南，表明項目任務主要內容、預期目標、結果分析以及項目考核要求，并引導性地說明項目任務與課程內容知識的關聯性，如各項目中均包含混凝土的組成材料、微細觀結構和性能及其相互關系這一主線，項目解答過程中可按這一主線開展有條理地分析研究工作。（2）采取“教師引導+學生主導”相結合的模式開展課堂教學和項目研究，研究生在教師的引導下圍繞課程內容主線進行知識學習和開展項目研究。采用分步進行的方式：第1步，研究生以小組為單元，對相應項目涉及混凝土的設計功能要求、施工工藝特點進行分析，并結合相關技術規范，提出相應混凝土技術性能目標;第2步，學生通過教師課堂引導以及課外自主查閱相關資料，學習理解混凝土主要組成原材料及其對宏觀性能、微結構的影響規律，初步選定相應研究項目涉及混凝土的原材料組成;第3步，通過課堂學習和資料收集，分別確立混凝土的施工性能、力學性能、耐久性能與組成材料參數之間的相互關系，從而基于目標性能初步設計獲得所研究項目混凝土的配合比參數;第4步，在教師的指導幫助下，進一步查閱相關技術資料，各項目小組分析討論混凝土配合比參數的合理性，并分析技術經濟性;第5步，各小組在完成項目后整理撰寫項目研究報告，項目研究報告作為研究生項目完成效果評價依據資料之一進行存檔。

（四）項目完成效果評估

項目評估是檢驗課程教學改革成效的重要環節，也是評定研究生成績和總結項目實施情況的必要環節。教學改革中，通過研究生提交的研究報告（50%）和學期結束時小組研究工作情況與成果展示的PPT匯報（50%）兩方面進行效果評價，并通過學生自評（20%）、學生互評（30%）和教師評審（50%）相結合的方式進行打分。研究報告打分要點包括：（1） 報告的完整性、規范性;（2）文字闡述和分析的條理性、合理性;（3）研究成果的技術經濟性和創新性。項目研究工作情況和成果展示PPT匯報質量的打分要點包括：（1）PPT版面的美觀性和內容的完整性;（2）研究工作計劃安排的合理性和技術路線的科學性;（3）匯報人的表達清晰度和回答問題的準確性。完成項目評估后，教師對研究生小組出現的問題及時督促改進，既保證項目完成的質量，也進一步提升研究生的科研能力。

三、教學改革成效分析

順應研究生教學改革浪潮，混凝土材料科學與技術課程開展多年的教學改革實踐。結合課程特點，本著“理論和實踐深度融合、強化研究能力培養”的教學理念，通過“課堂+項目”二元載體，強化了課程教學過程中教學引導和學生主導的角色定位，使學生養成自主學習、獨立學習的行為習慣，鍛煉了研究生的科研實踐能力，構建了符合培養當代高層次人才需求的教學體系。為理論基礎扎實、技術應用過硬的“具有良好創新能力的應用型、復合型高層次工程技術人才”的培養目標提供支撐。

（1）增強了研究生知識學習能力，加深對課程內容的掌握度和知識體系的完整度。通過分析項目報告和項目工作情況匯報發現，研究生除課堂學習課程基本內容外，還可在課外自主查閱相關資料，接收相應的最新知識，并較好地運用到項目研究中。在自主學習和知識體系的建構能力上得以提升。

（2）培養知識運用能力，鍛煉科研創新實踐能力，實現理論和實踐融合、研究能力提升的教學目標。通過分析研究生完成的項目研究情況發現，研究報告撰寫質量明顯提高，報告內容的邏輯性、分析的條理性以及成果的創新性都有所體現，研究生運用知識能力得到增強，研究能力得到提高。

同時，由于課程是土木工程材料專業研究生的基礎課程，研究生后續的研究論文階段通常需要混凝土材料組成、微細觀與性能相互關系原理以及材料設計方法等相關知識。通過跟蹤研究生后續進入論文階段的具體實踐發現，實施課程教學改革方法后，研究生論文研究階段，解決問題能力得到較為顯著的增強，研究生可以較好地獨立完成相關混凝土材料組成參數設計并進行良好的理論分析。總體而言，課程教學方法改革有效提高了研究生的知識學習、知識獲取和知識運用能力，成功助推學生從本科生到研究生學習狀態的過渡轉變，有效增強了研究生科學研究能力。

四、結語

研究生課程教學改革是研究生教育實踐的重要環節，其核心任務是促進研究生自主學習能力、知識運用能力和科學研究實踐能力的提升。結合混凝土材料科學與技術課程內容特點，課程面向的土木工程專業方向的研究生知識背景和專業需求，提出基于“課堂+項目”二元載體教學改革模式，明晰了教學過程中教師、學生的角色定位，切實達到了“理論與實踐深度融合、研究能力大力提升的教學改革目標，有效提高了研究生課程教學水平。

當然，研究生課程教學改革需要在實踐中不斷總結、完善和提高。尤其是在具體的實施過程中，需要與時俱進地對“課堂+項目”二元載體進行更科學、更有效地把控和設計，充分運用現代信息手段完善課程的運行保障措施，搭建更為合理、先進的教學平臺，從而為更好地培養出符合時代要求的優秀研究生做出應有貢獻。

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Teaching reform practice of postgraduate course based on dual carrier of classroom and project：

taking the course of science and technology of concrete materials as an example

LONG Guangcheng， ZENG Xiaohui， DONG Rongzhen， LI Yijin， XIE Youjun

（School of Civil Engineering， Central South University， Changsha 410075， P. R. China）

Abstract：

Curriculum reform is one of the important parts in graduate education. Combining with the characteristics of the course content of science and technology of concrete materials and the actual demand of civil engineering specialty， this paper puts forward the teaching reform goal of “deep integration of theory and practice， and great improvement of research ability” in the course teaching. The teaching mode of dual carrier consisted of classroom and project is established， and the integrated teaching idea and method of “theoretical knowledge education-research practice education” oriented to strengthen the cultivation of research ability are formed. It has effectively promoted the improvement of graduate students autonomous learning ability， knowledge application ability and scientific research practice ability， and has achieved good results in the practice of curriculum teaching reform.

Key words：

graduate teaching reforming; dual carrier; project; research quality

（責任編輯 鄧 云）