摘要：“材料與化工現(xiàn)代研究方法”是材料與化工專業(yè)碩士研究生的專業(yè)基礎(chǔ)課程。為完善材料與化工專業(yè)研究生教學的課程建設(shè)，促進師生、生生間的互動和交流，提高研究生教學質(zhì)量，通過探討課程研討式教學方法研究步驟，分析其在教學改革中的應用效果，提出優(yōu)化策略。通過實施研討式教學，提高研究生參與度，培養(yǎng)其獨立思考與解決問題的能力，為材料與化工領(lǐng)域培養(yǎng)具備創(chuàng)新精神和實踐能力的人才。

關(guān)鍵詞：材料與化工；教學方法；研討式教學

2021年，教育部、工業(yè)和信息化部、中國工程院聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于加快建設(shè)發(fā)展新工科實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃2.0的意見》，主動應對新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革挑戰(zhàn)，加快培養(yǎng)適應和引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的卓越工程科技人才。新工科專業(yè)如何為新型工業(yè)化培育人才［1］，成為新時期高校深化專業(yè)課程體系和教學內(nèi)容改革必須準確把握的根本問題。新材料是新型工業(yè)化高質(zhì)量發(fā)展的重要支撐，更是搶占未來科技和經(jīng)濟發(fā)展制高點的重要領(lǐng)域［2］。因此，材料與化工領(lǐng)域高層次人才的培養(yǎng)對于推進新型工業(yè)化至關(guān)重要。

“材料與化工現(xiàn)代研究方法”作為面向材料與化工專業(yè)研究生的專業(yè)課程，其課程教學目標在于使研究生掌握材料和化工領(lǐng)域中常用的分析測試方法，包括X射線衍射分析、透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、紫外可見光吸收光譜、紅外光譜、核磁共振波譜、質(zhì)譜、差示掃描量熱儀、熱重分析儀和動態(tài)熱機械分析儀等。此課程的學習對培養(yǎng)研究生的材料與化工專業(yè)知識、實踐創(chuàng)新能力以及工程意識有重要作用［3］，可為研究生今后從事材料與化工等新型工業(yè)化工作打下堅實基礎(chǔ)。

1存在問題分析

目前“材料與化工現(xiàn)代研究方法”課程實施過程中由于選課學生基礎(chǔ)差異較大，普遍存在教材深度過大、教學內(nèi)容與工程實際結(jié)合性不強等問題。根據(jù)工科專業(yè)研究生的培養(yǎng)特點，傳統(tǒng)的“滿堂灌”教學方式缺乏適當?shù)膸熒?，研究生的學習積極性不高。傳統(tǒng)教學方式不利于新時代研究生科研思維的訓練及科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。此外，本課程基礎(chǔ)概念多、知識點雜、理論性強，對于研究生基礎(chǔ)理論的掌握和實踐技能的培養(yǎng)均難達到預期效果［4］。如何在有限的學時內(nèi)讓研究生掌握各種研究方法，激發(fā)研究生的探究心理，提高其圖譜解析能力、創(chuàng)新能力及問題解決能力，是目前此課程教學中迫切需要解決的問題。因此，擬在課程中引入研討式教學，將“教師提出問題—學生回答問題”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皠?chuàng)設(shè)問題情境—師生互動”模式，由研究生自主查找資料，提出解決問題的方法，令其在有限的學時內(nèi)熟練掌握本課程中各種研究方法，同時對現(xiàn)有的教學評價方面進行改革與探索。

2研討式教學方法在“材料與化工現(xiàn)代研究方法”課程中的應用

2.1研討式教學方法的特點

研討式教學最早出現(xiàn)于18世紀，是德國大學古典文學、哲學和語言學領(lǐng)域的一種教學模式［5］。研討式教學所構(gòu)筑的民主、平等和現(xiàn)代的師生關(guān)系以及交互式的交流途徑，有利于實現(xiàn)教學相長。該方法可對學生崇尚真知、質(zhì)疑權(quán)威、追求民主的精神以及創(chuàng)新卓越意識進行塑造，使其擁有自由精神、獨立思想和創(chuàng)新思維［6］。

2.2研討式教學方法的實施步驟

（1） 確定研討主題：通過優(yōu)化并深入分析課程教學內(nèi)容，選取合適教學內(nèi)容或有針對性的知識點，進行研討式教學。研討主題除了要與教學內(nèi)容緊密相扣外，需要聚焦材料與化工領(lǐng)域的難點、熱點或疑點問題，盡量與實際生活或現(xiàn)實問題相聯(lián)系，更應考慮研究生自身專業(yè)素養(yǎng)與知識儲備、難易程度相適宜。比如，為加深研究生對知識點的理解，同時鞏固已學掃描電子顯微鏡的相關(guān)知識，在學習透射電子顯微鏡新知識點之前，教師提前發(fā)布“透射電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡儀器原理及結(jié)構(gòu)的異同”的研討主題，讓研究生借助上節(jié)課中掃描電子顯微鏡知識的學習思路進行提前預習及整理相關(guān)資料。

（2） 分組討論：根據(jù)研討主題，將不同經(jīng)歷、不同層次的學生進行有意識的優(yōu)化組合，分為若干小組，每個小組圍繞研討主題展開討論，形成針對該研討主題的初步觀點和結(jié)論。分組時，不提倡學生自愿組合，特別是盡量做到不同研討主題中研究生小組成員間有所區(qū)別。

（3） 全班交流：教師發(fā)布研討主題，讓研究生明確研討目的、研討任務及研討要求，緊扣教學中心，組織研究生分組進行短時間研討。課堂上教師可在講述教學內(nèi)容前或在講授基本理論知識后，發(fā)布研討主題。比如，通過發(fā)布“玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的測試方法”主題，待研究生研討總結(jié)出熱分析法、動態(tài)力學方法、核磁共振法、介電松弛法等幾種測試玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的方法后，教師引出熱分析法相關(guān)課程內(nèi)容的講述。教師在講授完透射電子顯微鏡的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀后，針對“透射電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡儀器原理及結(jié)構(gòu)的異同”主題進行分組研討，引導研究生就透射電子顯微鏡的儀器結(jié)構(gòu)、工作原理及樣品的制備方法等進行研討。在有限時間內(nèi)每組形成觀點后，推選代表進行發(fā)言，后一組研究生代表對上一組的發(fā)言進行補充迭代。

（4） 教師總結(jié)：針對“透射電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡儀器原理及結(jié)構(gòu)的異同”主題研討后，教師對各研究生小組的討論發(fā)言進行點評和總結(jié)，指出可改善空間，提出合理化建議，最終由師生總結(jié)兩種測試方法在儀器原理及結(jié)構(gòu)方面的異同點，既回顧掃描電子顯微鏡理論知識，又學習透射電子顯微鏡知識點，為以后研究生科研工作中儀器選擇提供幫助。同時，根據(jù)研究生對研討式學習效果的反饋，教師進行整體評估，及時對研討主題的設(shè)置、討論形式以及評價指標進行優(yōu)化調(diào)整，為研討式教學積累經(jīng)驗。

3研討式教學方法在教改中的應用效果及優(yōu)化策略

3.1應用效果

首先，研究生出勤率連續(xù)兩年為100%，說明研究生整體對本課程的認可度較高且學習興趣較高。其次，連續(xù)實施兩年研討式教學后，研究生普遍反映研討式教學方法的實施可有效提高其課程參與度，提升其學習熱情。有研究生表示非常享受研討式教學過程，更有研究生表示其溝通能力、團隊協(xié)作能力和獨立思考能力有明顯提高。另有研究生表示，掃描電鏡及X射線衍射譜等分析方法的學習，解決了目前其科研工作中遇到的復合材料微觀成分定性分析問題，加快了科研進度。此外，研究生對該課程的學生評教連續(xù)兩年超過96分。

3.2優(yōu)化策略

（1） 優(yōu)化教學團隊：課程教學團隊聯(lián)合中國科學院青島生物能源與過程研究所及青島九維華盾科技研究院有限公司共同建設(shè)本課程。根據(jù)學校教學團隊中授課教師的專業(yè)背景分配教學內(nèi)容，同時派遣授課教師定期到企業(yè)進行學習、培訓和實踐，使教師充分了解企業(yè)實際需求，便于教師在研討課堂上理論聯(lián)系實際。

（2） 加強教師引導：針對研究生在研討式教學過程中發(fā)表的錯誤觀點或含糊不清的概念，教師及時糾正，充分發(fā)揮自身引導作用。針對掃描電子顯微鏡與透射電子顯微鏡的分辨率問題，有研究生將分辨率與放大倍數(shù)混淆，教師授課過程中及時給出分辨率的定義，引發(fā)其進一步思考，及時更正知識點。同時教師根據(jù)研究生對問題的反饋情況，了解研究生對教學內(nèi)容的掌握情況，及時調(diào)整課堂進度，保障課堂教學有序進行。

（3） 豐富研討主題：結(jié)合材料與化工領(lǐng)域的最新研究進展和熱點問題，通過整合優(yōu)質(zhì)教學資源，豐富研討主題，拓展教學內(nèi)容的深度與廣度。比如，邀請中國科學院青島生物能源與過程研究所資深教師就能源材料領(lǐng)域研究進展進行科普，結(jié)合能源材料制備、改性研究、界面研究及器件制作表征等，深入講解研究思路及其最新研究成果。根據(jù)研究生今后所從事的科研方向交流研討，研討主題設(shè)定為功能材料及其應用，圍繞防腐抗菌復合材料、生物醫(yī)學水凝膠材料、仿生柔性材料、電磁屏蔽隱身材料、電致變色材料、自清潔超疏水材料等主題，引導研究生探討與功能材料相關(guān)的工程產(chǎn)品，思考功能材料應用領(lǐng)域的研究難點，研討可能的功能材料研究方向。同時，協(xié)調(diào)本校相關(guān)部門，有效利用本校儀器共享平臺，組織研究生積極參觀并親自實際操作相關(guān)大型測試儀器。邀請青島九維華盾科技研究院有限公司高級工程師，結(jié)合企業(yè)高產(chǎn)值的鋰電隔膜改性實驗等進行實操培訓，加深理論基礎(chǔ)知識的同時，提升實驗操作技能，為之后的科研工作打下堅實基礎(chǔ)。

（4） 完善評價體系：改變理論知識考試的單一考核方式，引入研究生研討式教學課堂表現(xiàn)的考核方式，結(jié)合出勤率、實驗操作技能和數(shù)據(jù)處理能力考核方式，綜合考評研究生綜合科研素養(yǎng)能力。比如，在學習過紅外吸收光譜、核磁共振波譜及波譜綜合解析步驟后，教師給出4種化合物的譜圖綜合解析實例C5H10O、C9H10O2、C8H19N和C10H12O3，并將研究生分為4組研討，每組通過不飽和度計算、紅外光譜解析、核磁共振氫譜及碳譜解析，最終推斷化合物的精細有機結(jié)構(gòu)，并推舉代表講解解析過程，教師根據(jù)匯報情況，對每組數(shù)據(jù)處理能力進行打分。

4結(jié)論

研討式教學方法在“材料與化工現(xiàn)代研究方法”課程中的應用取得了顯著成效，有效提高了研究生的參與度與學習效果，且有利于豐富教師的教學經(jīng)驗，可為材料學科領(lǐng)域教學改革研究提供借鑒。然而，教學方法的改革是一個持續(xù)的過程，需要不斷總結(jié)經(jīng)驗，完善教學策略。未來，我們將繼續(xù)探索和實踐研討式教學方法，為材料與化工領(lǐng)域培養(yǎng)更多具備創(chuàng)新精神和實踐能力的人才。

參考文獻：

［1］方紫薇.新工科專業(yè)如何為新型工業(yè)化育人才［N］.中國城市報，2023626.

［2］劉成龍，田中青，黃偉九，等.“現(xiàn)代材料研究方法”課程建設(shè)的新思路與新舉措［J］.教育教學論壇，2017（38）：225226.

［3］郭漢民.研討式教學與大學生科研能力培養(yǎng)［J］.吉首大學學報（社會科學版），1999，20（4）：7377.

［4］胡強飛，胡坤，陳少華，等.關(guān)于材料分析方法課程教學改革的思考［J］.廣州化工，2023，51（14）：159161.

［5］CHARLES E， MCCLELLAND. State， society and university in Germany， 1700—1914［M］. Cambridge： Cambridge University Press， 1980.

［6］魯莉萍，張杭君.指向創(chuàng)新素養(yǎng)的大學研討式教學研究［J］.教育觀察，2024，13（4）：8587.