新工科背景下研究生專業課程教學改革與實踐

摘 要：研究生教育擔負著培養高水平、高素質以及創新創造型人才的重要使命，而課程學習是保障研究生培養質量的必要環節。以河北科技大學研究生課程金屬材料理論基礎為例，在分析研究生課程存在問題的基礎上，從課程內容重構、教學方法改革、評價方式建立三個維度，闡述了工科研究生專業課程教學改革的實施，為其他課程的教學實踐提供一定的參考與借鑒。

關鍵詞：新工科；研究生；專業課程；教學改革

新工科是基于國家戰略發展的新需求、國際競爭新形勢、立德樹人新要求而提出的工程教育改革方向。其內涵是以立德樹人為引領，以應對變化、塑造未來為建設理念，以繼承與創新、交叉與融合、協調與共享為主要途徑，培養未來多元化、創新型的卓越工程人才。新工科代表了我國工程教育發展的新思維和新方式，正在深刻地改變著高校教與學的行為模式、人才培養方案、學校評價體系以及資源配置方式等。研究生教育承擔著培養高水平、高素質、創新創造型人才的重要使命。如何培養出適應新時代國家經濟社會發展需求的高層次人才，已成為當下研究生教育面臨的迫切任務。盡管目前我國在校研究生數量位居世界前列，但研究生培養質量與國家對高水平人才需求之間的矛盾也日益凸顯。改革研究生培養模式，提升研究生培養質量，是當前各研究生教育培養單位和機構的重要任務。研究生教育重在創新思維和創造性研究能力的培養，這貫穿于整個研究生教育過程，需要在課程學習、實驗實踐、學位論文等多個環節中進行協同培養。其中，課程學習是研究生教育的基石，尤其是專業課程，對研究生的專業素養以及培養質量具有至關重要的影響。針對工科研究生方面的課程建設，一些高校已經開展了相關的探索與實踐。本文以河北科技大學材料科學與工程學院的研究生課程金屬材料理論基礎為例，探索新工科背景下適應創新型高層次人才需求的研究生專業課教學模式。

一、研究生課程存在的問題

工科專業課的特點是實踐性強、內容更新快。這類課程強調將基礎理論應用于實踐中，不僅要求學生掌握扎實的基礎理論知識，更側重于培養學生解決實際工程問題的能力。目前工科專業課存在以下主要問題：

1.課程存在理論與實踐相脫節的現象，教學內容陳舊、課程深度和廣度不夠，嚴重缺乏研究生教育所需的研究性和前沿性，從而影響學生創新思維和創新意識的培養。

2.課程教學主要采用傳統的講授方式，只注重知識的單向傳授，忽視了研究生的創新思維、自主性學習，以及實踐和創新能力的培養。

3.課程評價方式多以提交論文或結課考試為主，平時考核僅限于簡單的課程作業或出勤情況。這種評價方式主觀性較強，缺乏對課程客觀、準確的評價，不利于課程的持續優化和改進。

二、金屬材料理論基礎課程改革實踐

（一）課程教學內容的重構

金屬材料理論基礎是材料學科研究的基礎。它主要介紹了材料的晶體結構、晶體的結合、晶體中的位錯、熔化與凝固、固態相變、相圖、相平衡、相圖建立等材料相關的理論內容，致力于培養研究生具備運用材料熱力學和動力學相關理論分析和解決實際問題的實踐能力。

為適應科技快速發展對新知識、新技術的要求，課題組對原有課程內容進行了梳理和更新，構建了模塊化課程知識體系，即“理論知識”“知識拓展”“實踐應用”“發展前沿”四大模塊。其中“理論知識”模塊包括晶體結構、晶體結合、熔化和凝固以及固態相變，該模塊為材料結構研究的理論基礎；“知識拓展”模塊結合最新科研動態、文獻資料等，對現有理論知識進行拓展，關注相關理論研究動態，增強了課程的深度和廣度；“實踐應用”模塊為晶體中的位錯、相圖、相平衡、相圖建立等內容，該部分內容注重理論與實踐的結合；“發展前沿”模塊著重于理論應用的發展動態，了解當前研究現狀及未來發展趨勢，提升了課程的研究性和前沿性。此外，在課程內容的設計中，還深入挖掘思政元素，結合行業的需求和發展趨勢，對研究生進行價值觀的正確引導，培養研究生的科學精神、家國情懷、創新精神、社會責任等，從而滿足新工科建設中立德樹人的內涵要求。

（二）課程教學方法的改革

在課程教學中，利用教育新理念，創新教學方式和方法，以提升研究生的自主性學習，培養他們的研究思維、研究能力、創新意識以及綜合素養。基于此目的，本課程構建了以學生為中心，以信息化技術為手段，以“問題驅動、案例牽引、項目啟發”為方法的教學模式。

充分利用信息化技術的優勢，以超星慕課為平臺，建立在線課程，引入豐富的視頻、動畫、教學案例等資源，實現資源信息共享；開設討論區，便于師生溝通、討論和解決問題，真正地讓學生參與到教學活動中，激發他們學習的主動性和積極性，提升課程教學效果。這種利用信息化技術的教學，更加符合新工科背景下的教育發展趨勢。

“問題驅動”主要應用于“理論知識”和“知識拓展”模塊。為激發學生對理論知識的學習興趣和主動性，在課程預習及講授過程中，引入專業相關的學術或科研問題，以問題為邏輯主線展開知識點，由易到難，由簡單到復雜，引導學生在解決問題的過程中完成知識點的學習。

“案例牽引”主要應用于“實踐應用”模塊。即收集與課程內容相關的工程實踐案例或思政案例，借助案例引導學生進行深入的思考和分析。例如，結合案例設定主題，指導學生查閱資料、分組討論，在深入研究和理解的基礎上提出對策，形成各自的觀點，最后學生在課堂上進行成果展示。通過主題討論的方式充分調動學生的主觀能動性，并有助于提升他們研究和分析問題的能力。

“項目啟發”主要應用于“發展前沿”模塊。即將課程理論知識融入科研項目的研究與探索中，開展科研實踐啟發式教學。以科研實踐為基礎的教學方式，幫助學生將抽象的理論知識應用到具體實踐中，將學生引領到科學研究的最前沿，充分激發學生的研究興趣和創造性，同時也培養了學生深入實踐、開展研究和探索的科學精神。

（三）課程評價方式的建立

在課程評定方面，應當建立客觀、科學、綜合的評價方式，以有效監測學習過程、激發學生的學習熱情，并達到課程教學效果。本課程采取“定量評價”和“定性評價”相結合的評定方式。

定量評價采取“形成性+結果性”相結合的全方位、多元化綜合評價模式。其中，結果性評價以期末考試為主，形成性評價側重于學習過程的考核，包括作業測試、調研報告、學術論文、創新設計方案、討論參與度等，并且還設置了思政考核板塊，包括思政論文撰寫、案例學習、資源分享等內容。這種多元化綜合評價模式更有利于全面考察研究生的知識掌握情況、文獻檢索和撰寫能力、研究與創新能力、思想品德素養等。

定性評價以問卷調查、師生座談為主。課程結束后，通過調查問卷以及與學生座談的方式，了解學生對課程內容、教學方法、教學模式、評價方法等的評價及建議，最后依據調查結果及反饋信息形成課程評價。

結合定量評價與定性評價的結果，最終形成課程質量評價報告，依據評價結果提出持續改進意見，并在下一次課程教學中進行改革實施，從而不斷提升課程的教學質量。

三、結語

為適應新工科背景下對工科研究生的培養需求，課題組以河北科技大學研究生課程金屬材料理論基礎為載體，在分析研究生課程存在的問題后，構建了“模塊化”的課程知識體系，加強了理論與實踐的聯系，拓展了知識層面，注重知識前沿動態的發展。教學上形成了以學生為中心，信息化技術為手段，以“問題驅動、案例牽引、項目啟發”為方法的教學模式。這種教學模式更有利于學生自主性學習、創新性及解決問題能力的培養。在考核評價上，采用全方位、多元化的定量評價方式，并與定性評價相結合，從而確保課程的持續改進。此外，在課程教學過程中，思政元素的貫穿，完全符合新工科建設中立德樹人的內涵要求。

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