研究型教學(xué)模式在研究生課程中應(yīng)用的探索與思考

［摘 要］ 實(shí)行教學(xué)與研究的有機(jī)結(jié)合，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，對(duì)于更好地服務(wù)于高等農(nóng)林院校特色專業(yè)的高素質(zhì)人才培養(yǎng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。以“木材化學(xué)基礎(chǔ)”課程為例，針對(duì)課程建設(shè)背景、教學(xué)方法、考核措施，分析了該課程的教學(xué)現(xiàn)狀。從優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、評(píng)價(jià)體系等方面提出了“木材化學(xué)基礎(chǔ)”課程研究型教學(xué)模式的改革措施。在教學(xué)過程中有效融合學(xué)科知識(shí)與學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)和研究熱點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓寬學(xué)生的視野，提升研究生的創(chuàng)造力，提高“木材化學(xué)基礎(chǔ)”的教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。

［關(guān)鍵詞］ 木材化學(xué)基礎(chǔ)；研究型教學(xué)；教學(xué)改革

［中圖分類號(hào)］ G420 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 1674-9324（2024）31-0125-04 ［收稿日期］ 2023-08-01

研究型教學(xué)模式是大學(xué)創(chuàng)新人才的重要培養(yǎng)模式。“木材化學(xué)基礎(chǔ)”是建立在“有機(jī)化學(xué)”和“木材學(xué)”等基礎(chǔ)課程之上的理論課程，是福建農(nóng)林大學(xué)林業(yè)工程學(xué)科的重要課程，其理論知識(shí)和研究成果等已應(yīng)用到化工、生物、能源、材料、環(huán)境以及食品等行業(yè)領(lǐng)域，在解決生物質(zhì)資源利用、能源危機(jī)以及人類可持續(xù)發(fā)展等重大問題中發(fā)揮著越來越重要的作用。作為一門重點(diǎn)闡述木材理化性質(zhì)、化學(xué)改性及其高值化、功能化應(yīng)用的課程，“木材化學(xué)基礎(chǔ)”為研究生學(xué)習(xí)后續(xù)“高等植物纖維化學(xué)”“生物質(zhì)復(fù)合材料”等相關(guān)課程奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。基于研究型教學(xué)模式開展“木材化學(xué)基礎(chǔ)”課程，深入探索該模式的可行性并提供改革舉措，是體現(xiàn)學(xué)生在教學(xué)過程中的中心地位，實(shí)現(xiàn)學(xué)生全方面、高質(zhì)量發(fā)展的重要保障，可以支撐林業(yè)工程學(xué)科與時(shí)俱進(jìn)、國(guó)際接軌的發(fā)展需要。將教學(xué)與研究進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，將行業(yè)最新動(dòng)態(tài)、國(guó)際頂尖研究成果引入課堂，有利于充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱忱和積極性，拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)研究視野，提升學(xué)生的創(chuàng)造力、思考力與科研水平和素養(yǎng)，可以實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)與學(xué)科建設(shè)的有機(jī)結(jié)合，更好地服務(wù)于高等農(nóng)林院校特色專業(yè)的高素質(zhì)人才培養(yǎng)。

一、“木材化學(xué)基礎(chǔ)”課程的教學(xué)現(xiàn)狀

（一）課程建設(shè)背景

“木材化學(xué)基礎(chǔ)”是福建農(nóng)林大學(xué)林業(yè)工程學(xué)科的重要基礎(chǔ)課程。課程的基本要求是學(xué)生需掌握木材化學(xué)組分、木材化學(xué)改性等相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，為后期階段的課程學(xué)習(xí)以及開展相關(guān)的科學(xué)研究提供基本的專業(yè)知識(shí)和素養(yǎng)。福建農(nóng)林大學(xué)材料工程學(xué)院設(shè)有“化學(xué)工程與技術(shù)”“木材科學(xué)與技術(shù)”“林產(chǎn)化學(xué)加工工程”“生物質(zhì)能源與材料”等學(xué)術(shù)型碩士點(diǎn)和“材料與化工”專業(yè)學(xué)位碩士點(diǎn)，錄取的部分學(xué)生來自食品、環(huán)境、生物、無機(jī)材料、機(jī)械等專業(yè)，缺乏木材以及生物質(zhì)相關(guān)的知識(shí)背景。此外，部分學(xué)生在本科階段可能較少甚至未學(xué)習(xí)化學(xué)相關(guān)課程，而大部分學(xué)生在大學(xué)一、二年級(jí)階段已經(jīng)完成有機(jī)化學(xué)相關(guān)課程，導(dǎo)致在研究生階段存在明顯的遺忘現(xiàn)象。很多學(xué)生對(duì)“木材化學(xué)基礎(chǔ)”課程的學(xué)習(xí)效果較差、學(xué)習(xí)難度較大。因此，需要圍繞目標(biāo)達(dá)成、教學(xué)內(nèi)容、組織實(shí)施和多元評(píng)價(jià)需求等條件，對(duì)“木材化學(xué)基礎(chǔ)”課程的整體規(guī)劃、教學(xué)策略、教學(xué)方法、教學(xué)過程以及教學(xué)評(píng)價(jià)等進(jìn)行合理設(shè)計(jì)和調(diào)控。通過研究型教學(xué)模式在教學(xué)過程中有效融合學(xué)科知識(shí)與研究方法，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的綜合能力和創(chuàng)新思維，更好地服務(wù)于學(xué)生的課題研究和科研能力，提高“木材化學(xué)基礎(chǔ)”的教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。

（二）教學(xué)方法較單調(diào)

“木材化學(xué)基礎(chǔ)”課程的教學(xué)內(nèi)容信息量大、專業(yè)性強(qiáng)，具有明顯的行業(yè)特點(diǎn)，并且與人們的生活生產(chǎn)、國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展密切相關(guān)。受教學(xué)慣性的影響和學(xué)時(shí)的限制，“木材化學(xué)基礎(chǔ)”的課堂教學(xué)主要采用“以教師講授為主”的傳統(tǒng)教學(xué)模式，即教學(xué)過程以教師為中心，采用灌輸式的教學(xué)方法。這種教學(xué)模式僅僅完成課程知識(shí)的單向傳遞，學(xué)生只是被動(dòng)地學(xué)習(xí)、接納知識(shí)，而忽視了對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、科研素質(zhì)以及組織領(lǐng)導(dǎo)能力和語言表達(dá)能力等品質(zhì)的培養(yǎng)。此外，傳統(tǒng)教學(xué)模式下師生之間的互動(dòng)討論明顯不足，難以培養(yǎng)激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，學(xué)生的創(chuàng)新性思維也難以得到鍛煉，導(dǎo)致學(xué)生的最終學(xué)習(xí)效果不佳。學(xué)生難以利用“木材化學(xué)基礎(chǔ)”知識(shí)解決研究課題中遇到的問題和困難。傳統(tǒng)的“以教師講授為主”教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足林業(yè)工程卓越人才的培養(yǎng)目標(biāo)和需求，因此有必要打破傳統(tǒng)教學(xué)模式，基于現(xiàn)代教育理念和手段進(jìn)行教學(xué)模式的有效改革。在教學(xué)過程中運(yùn)用科學(xué)研究的思維模式，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題，獨(dú)立解決問題，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)復(fù)合人才提供有力支撐，推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

（三）綜合能力考核措施不足

“木材化學(xué)基礎(chǔ)”課程需要培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)、思考和動(dòng)手能力、科研素質(zhì)。“研究型學(xué)習(xí)”教學(xué)對(duì)學(xué)生的專業(yè)技能素質(zhì)、外語水平、科研能力等提出了更高的要求［1］。目前，“木材化學(xué)基礎(chǔ)”對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)結(jié)果主要來源于期末考試，并結(jié)合由考勤和作業(yè)成績(jī)組成的平時(shí)成績(jī)，學(xué)生往往采取臨時(shí)抱佛腳、死記硬背的方法應(yīng)付考試，因此平時(shí)的學(xué)習(xí)時(shí)間和精力較散；且單獨(dú)的期末考試缺乏學(xué)生綜合能力和素質(zhì)的有效體現(xiàn)，學(xué)生難以真正掌握木材化學(xué)基礎(chǔ)的專業(yè)知識(shí)并學(xué)以致用。因此，有必要改革學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)體系，采用多元化的評(píng)價(jià)措施，囊括對(duì)學(xué)生專業(yè)技能素質(zhì)、外語水平、科研能力的考核，實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)和提升。

二、研究型教學(xué)模式的改革措施

（一）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

從傳統(tǒng)教學(xué)模式向研究型教學(xué)模式轉(zhuǎn)變，需要?jiǎng)?chuàng)新地組織教學(xué)內(nèi)容。依據(jù)學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)與社會(huì)發(fā)展需求實(shí)時(shí)更新知識(shí)體系，以便契合“木材化學(xué)基礎(chǔ)”的課程目標(biāo)，體現(xiàn)課程的科學(xué)性與時(shí)代性。“木材化學(xué)基礎(chǔ)”課程的研究型教學(xué)模式仍需要以木材組分的構(gòu)造與化學(xué)性能為出發(fā)點(diǎn)，以纖維素、半纖維素以及木質(zhì)素的理化性質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)與利用為主線，在系統(tǒng)介紹課程基礎(chǔ)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，將學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)、研究熱點(diǎn)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，使其更加貼近人類的生活生產(chǎn)和前沿的科學(xué)研究。通過化學(xué)手段調(diào)控木材的微觀結(jié)構(gòu)、組分的理化性質(zhì)，可以操控木材的光、熱、電、聲等特性。利用化學(xué)方法脫除木材纖維細(xì)胞中55%的木質(zhì)素和67%的半纖維素，可構(gòu)筑具有3D結(jié)構(gòu)的超強(qiáng)木材，其強(qiáng)度是原始木材的六倍，能夠匹及廣泛使用的輕質(zhì)鋁合金材料，有望應(yīng)用于建筑和交通等領(lǐng)域［2］。運(yùn)用化學(xué)脫木質(zhì)素策略，選擇性地降解溶出木質(zhì)素黏合劑和薄壁細(xì)胞，可以在幾乎沒有機(jī)械損傷的情況下大規(guī)模分離竹材的纖維素纖維，且賦予竹纖維素纖維極高的機(jī)械性能，其力學(xué)性能明顯超過木材纖維，與人造碳纖維相當(dāng)，因此可以制造高性能的復(fù)合材料，降低合成高分子纖維和碳纖維使用，大幅度減少碳排放，助推“雙碳”目標(biāo)［3］。針對(duì)木材易吸收潮濕空氣和微生物侵蝕而發(fā)生變形、開裂、發(fā)霉等問題，采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法在木材表面接枝含氟單體，可開發(fā)具有超疏水、自清潔、抗霉菌等特性的木材［4］。通過教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化，將課程基礎(chǔ)理論知識(shí)與學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)和研究熱點(diǎn)相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱忱。

此外，研究型教學(xué)模式在教學(xué)過程中鼓勵(lì)學(xué)生將木材化學(xué)的知識(shí)與自身研究課題相結(jié)合，以提升學(xué)生綜合能力為重點(diǎn)，著重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用理論知識(shí)分析、研究前沿課題并解決科研難題的創(chuàng)新能力。采用研究型教學(xué)模式激發(fā)學(xué)生對(duì)科研問題的討論和質(zhì)疑，培訓(xùn)學(xué)生的科研創(chuàng)新思維，同時(shí)實(shí)現(xiàn)林業(yè)工程與物理、化學(xué)及相關(guān)學(xué)科之間的知識(shí)交叉融合。

（二）實(shí)施多元化教學(xué)方法

1.課堂教學(xué)是教學(xué)過程中的重要環(huán)節(jié)。為了實(shí)現(xiàn)課程的教學(xué)目標(biāo)，課堂教學(xué)應(yīng)該重塑課程內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)方法，打破課堂沉默狀態(tài)，煥發(fā)課堂生機(jī)活力，充分發(fā)揮課堂教學(xué)主陣地、主渠道、主戰(zhàn)場(chǎng)的作用。課堂教學(xué)以學(xué)生為中心，采用精講與自學(xué)并重模式，在教學(xué)過程中積極融入學(xué)術(shù)研究和科技發(fā)展的前沿成果，體現(xiàn)出課程的前沿性與時(shí)代性。需要加強(qiáng)課堂教學(xué)的過程管理，針對(duì)教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn)，采取啟發(fā)式、參與式、探究式、討論式、翻轉(zhuǎn)課堂或混合式等多元化教學(xué)方法，及時(shí)將木材基新材料和木材化學(xué)改性策略引入課堂，實(shí)現(xiàn)學(xué)生科研理念和思維及時(shí)更新?lián)Q代。以解決實(shí)際科研的問題為導(dǎo)向，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而構(gòu)筑學(xué)生的創(chuàng)新思維和科研素養(yǎng)，最終培養(yǎng)學(xué)生掌握分析、歸納、總結(jié)和產(chǎn)出正確科研結(jié)論方法的能力。

2.教學(xué)資源的豐富多樣化。充分利用現(xiàn)代教學(xué)工具和手段，例如MOOC、超星、微課以及QQ群等手機(jī)App和電腦軟件等現(xiàn)代信息技術(shù)手段，建立“木材化學(xué)基礎(chǔ)”課程的第二課堂，將該課程的學(xué)習(xí)從課堂延伸到課外。例如通過教學(xué)QQ群提前發(fā)布教學(xué)內(nèi)容、專題討論課題、最新科研成果等信息，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱忱，實(shí)現(xiàn)學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)者到主動(dòng)參與者和完成者的有效轉(zhuǎn)變。同時(shí)分享與“木材化學(xué)基礎(chǔ)”相關(guān)的書籍、文獻(xiàn)、網(wǎng)站、公眾號(hào)等資源，開發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)新渠道，提升學(xué)生的閱讀能力和知識(shí)儲(chǔ)備量，強(qiáng)化課程的學(xué)習(xí)廣度。完成線上自主學(xué)習(xí)與線下課堂學(xué)習(xí)的有機(jī)融合，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究式與個(gè)性化學(xué)習(xí)，開啟學(xué)生的內(nèi)在學(xué)習(xí)潛力和學(xué)習(xí)動(dòng)力，培養(yǎng)學(xué)生的終身學(xué)習(xí)能力。此外，授課教師不斷發(fā)布課題任務(wù)并及時(shí)回復(fù)解答學(xué)生的問題，促進(jìn)師生之間、學(xué)生之間的交流互動(dòng)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

3.引導(dǎo)學(xué)生參加國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者舉辦的專題講座和學(xué)術(shù)會(huì)議。通過學(xué)術(shù)界科研工作者和企業(yè)界工程師的報(bào)告交流，實(shí)現(xiàn)學(xué)生與業(yè)界大佬的交流，引導(dǎo)學(xué)生積極跟蹤學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)和研究熱點(diǎn)，拓寬學(xué)生的知識(shí)面、強(qiáng)化學(xué)生的知識(shí)層次，激發(fā)研究生的科研興趣與熱情，提升研究生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神。

（三）改革評(píng)價(jià)體系，培養(yǎng)綜合能力

傳統(tǒng)考核模式存在期末考試成績(jī)比重過大、考核形式單一等弊端，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生綜合能力的合理評(píng)價(jià)。“木材化學(xué)基礎(chǔ)”需要以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和專業(yè)志趣為出發(fā)點(diǎn)，著重突出學(xué)生綜合能力的評(píng)價(jià)內(nèi)容。“木材化學(xué)基礎(chǔ)”的考核評(píng)定模式采用多元化的綜合考評(píng)方式。學(xué)生的綜合評(píng)價(jià)包括專題討論、課堂參與度、課程論文、課題匯報(bào)、期末考試等多種考核形式。通過課堂問答、課后作業(yè)以及課堂測(cè)驗(yàn)等，考查學(xué)生對(duì)課堂授課內(nèi)容的及時(shí)掌握情況。專題分析和小組討論考查學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料、溝通交流、邏輯思維以及分析解決綜合性、開放性問題的能力。通過課程論文的選題和撰寫，利用論文式的評(píng)價(jià)方式要求學(xué)生對(duì)與研究課題密切相關(guān)的木材化學(xué)知識(shí)進(jìn)行綜述，并提出自己的見解，提高學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的消化、吸收、再現(xiàn)的能力，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的科研素養(yǎng)。要求學(xué)生根據(jù)撰寫的課程論文制作PPT并進(jìn)行答辯式匯報(bào)，鍛煉學(xué)生的語言組織表達(dá)、科研思維、知識(shí)整理等能力，考查學(xué)生的創(chuàng)新能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)。

結(jié)語

基于“木材化學(xué)基礎(chǔ)”的課程建設(shè)背景、教學(xué)方法、考核措施等教學(xué)現(xiàn)狀，本文從優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和評(píng)價(jià)體系等方面提出了課程研究型教學(xué)模式改革的措施和策略，重在激發(fā)研究生的科研熱忱和創(chuàng)新精神，鍛煉研究生的綜合素養(yǎng)，提升研究生培養(yǎng)質(zhì)量，更好地服務(wù)于高等農(nóng)林院校的特色專業(yè)的高素質(zhì)人才培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

［1］盧貝麗，唐麗榮，呂建華.農(nóng)林院校高等有機(jī)化學(xué)研究型教學(xué)模式的探索［J］.廣州化工，2021，49（19）：188-189+200.

［2］XIAO Shao-Liang， CHEN Chao-Ji， XIA Qin-qin， et al. Lightweight， strong， moldable wood via cell wall engineering as a sustainable structural material［J］.Science，2021，374（6566）： 465-471.

［3］LI Zhi-han， CHEN Chao Ji， XIE Hua-Yao， et al. Sustainable high-strength macrofibres extracted from natural bamboo［J］.Nature sustainability， 2021，5（3）：235-244.

［4］WANG Yu， TANG Zu-wu， LU Sheng-chang， et al. Superhydrophobic wood grafted by poly（2-（perfluorooctyl）ethyl methacrylate） via ATRP with self-cleaning， abrasion resistance and anti-mold properties［J］. Holzforschung，2020，74（8）：799-809.

Exploration and Reflection on the Application of Research-oriented Teaching Mode in Graduate

Course： Taking “Fundamentals of Wood Chemistry” as an Example

Abstract： Implementing an effective combination of teaching and research， fully mobilizing students’ enthusiasm， is of great practical significance for better serving the cultivation of high-quality talents in characteristic majors of higher agricultural and forestry universities. Taking the course of “Fundamentals of Wood Chemistry” as an example， in this paper， the current teaching situation was analyzed based on the background of course construction， teaching approaches， and assessment methods. Some proposals for reforming the research-oriented teaching mode of “Fundamentals of Wood Chemistry” were discussed from the aspects of optimizing teaching content， teaching methods， and evaluation system. The effective integration of subject knowledge， development trends， and research hotspots in the teaching process is conducive to stimulating students’ interest in learning， broadening their horizons， enhancing their creativity， and improving the teaching efficiency and quality of “Fundamentals of Wood Chemistry”.

Key words： fundamentals of wood chemistry; research-oriented teaching; teaching reform