“高等木材化學(xué)”全英文研究生課程教學(xué)改革實踐
——以北京林業(yè)大學(xué)為例

游婷婷 許 鳳 宋先亮 張學(xué)銘 馬明國

(北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，北京 100083)

一、“高等木材化學(xué)”全英文研究生課程教學(xué)的特點

(一)起著承前啟后的作用

“高等木材化學(xué)”是林產(chǎn)化學(xué)加工工程、木材科學(xué)與工程專業(yè)研究生必修課程，在專業(yè)課程體系中具有十分特殊的地位?！案叩饶静幕瘜W(xué)”不僅是本科“植物纖維化學(xué)”課程內(nèi)容的延伸，更是研究生學(xué)習(xí)其他專業(yè)課程如“林產(chǎn)化學(xué)加工專題”的基礎(chǔ)。北京林業(yè)大學(xué)“高等木材化學(xué)”全英文研究生課程開設(shè)以來，一直由學(xué)院具有豐富教學(xué)經(jīng)驗的教師承擔(dān)一線教學(xué)工作，從教師隊伍、教學(xué)水平等多個方面保證了課程教學(xué)的質(zhì)量。與本科教育不同，研究生教育以培養(yǎng)學(xué)生的科研能力為主，“高等木材化學(xué)”實行全英文教學(xué)有助于激發(fā)研究生自主提高英文水平的積極性，有利于提高研究生進(jìn)行國際學(xué)術(shù)交流的能力。

(二)具有較強的專業(yè)性

“高等木材化學(xué)”全英文研究生課程教學(xué)主要講授木質(zhì)纖維素的生物結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)及分離、提取、利用等。課程知識點抽象、專業(yè)性強，具有明顯的行業(yè)特點。

二、“高等木材化學(xué)”全英文研究生課程教學(xué)存在的問題

(一)課程教學(xué)內(nèi)容的前沿性欠缺

首先，課程教學(xué)采用的教材陳舊?！案叩饶静幕瘜W(xué)”全英文研究生課程開設(shè)近10年來一直以2005年出版的《植物纖維化學(xué)》(第三版)中文課程教材為教學(xué)藍(lán)本，其中許多林產(chǎn)化學(xué)加工工程領(lǐng)域的理論與技術(shù)已經(jīng)落后于學(xué)科的發(fā)展，致使教學(xué)內(nèi)容缺乏研究性和前沿性。其次，教學(xué)課件偏重于專業(yè)基礎(chǔ)知識的演示，較少融入林木生物質(zhì)領(lǐng)域的研究熱點。最后，教師在授課過程中引用的科研成果陳舊。例如任課教師在講授木質(zhì)素的定義、化學(xué)結(jié)構(gòu)、分離方法與研究手段時，雖然涉及了相關(guān)研究成果，但這些成果都是多年前發(fā)表的，近年來出現(xiàn)的分離手段如木質(zhì)素優(yōu)先分離法、戊內(nèi)酯-水木質(zhì)素分離法、離子液體木質(zhì)素分離法等很少涉及，難以展現(xiàn)當(dāng)前的學(xué)科研究現(xiàn)狀。

(二)課程教學(xué)方法單一

在全英文授課環(huán)境下，學(xué)生學(xué)習(xí)的難度將大幅增加，這就需要教師采取多種教學(xué)方法，以提升教學(xué)效果。但目前“高等木材化學(xué)”課程教學(xué)仍以傳統(tǒng)的課堂講授為主，雖輔以教學(xué)課件，但是用“二維”圖像表達(dá)抽象的木質(zhì)纖維素的多維結(jié)構(gòu)，缺少直觀性。雖然課堂講授的方式能有效夯實學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識，但缺乏對知識點的深入理解、內(nèi)化和應(yīng)用，在一定程度上影響了學(xué)生科研能力和水平的提升。

(三)師資力量薄弱

師資水平是影響教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵因素。與專業(yè)英語教師不同，“高等木材化學(xué)”全英文研究生課程教學(xué)要求任課教師首先要具備與課程教學(xué)相適應(yīng)的專業(yè)背景，其次要具備聽、說、讀、寫等英文交流能力，最后還需熟練掌握專業(yè)英文詞匯、熟悉本領(lǐng)域的學(xué)科前沿研究成果，以達(dá)到運用英語傳授專業(yè)知識和科研技能的目的。但目前，“高等木材化學(xué)”課程教學(xué)任務(wù)僅由學(xué)院兩名具有留學(xué)背景的教師承擔(dān)。雖然學(xué)院專業(yè)課教師數(shù)量較多，但同時擁有國外留學(xué)和訪學(xué)經(jīng)歷的教師較少，且專業(yè)課教師的英語水平相對不高，師資的缺乏制約了研究生全英文“高等木材化學(xué)”課程建設(shè)的效果。

三、深化“高等木材化學(xué)”全英文研究生課程教學(xué)改革的措施

(一)科學(xué)設(shè)置課程教學(xué)內(nèi)容

1.選用經(jīng)典英文教材，確保課程教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性和科學(xué)性

教材是教學(xué)的依據(jù)。教材既要體現(xiàn)學(xué)科的先進(jìn)性，又要傳承經(jīng)典的學(xué)科知識理論。選用經(jīng)典英文原版教材可以增加研究生課程的專業(yè)性[1]?！案叩饶静幕瘜W(xué)”經(jīng)典英文教材包括1991年出版的《Science and technology of wood，structure，properties，and utilization》《Wood structure and composition》，1992年出版的《Methods in lignin chemistry》，以及1998年出版的《Comprehensive cellulose chemistry》等。這些英文教材的編寫以木材的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及纖維素、半纖維素、木質(zhì)素化學(xué)為中心，都是“高等木材化學(xué)”課程教學(xué)的重要內(nèi)容。

2.將SCI科技論文中的前沿性科研成果引入課程教學(xué)

眾所周知，SCI科技論文是前沿研究成果的匯集地。對SCI論文研究內(nèi)容進(jìn)行剖析總結(jié)，可以促使研究生更好地把握專業(yè)前沿動態(tài)。因此，在“高等木材化學(xué)”全英文研究生課程教學(xué)過程中，教學(xué)內(nèi)容不僅要包含木材學(xué)的基礎(chǔ)知識，還要介紹學(xué)科最前沿的發(fā)展動態(tài)，將木質(zhì)纖維素全組分利用、高純木質(zhì)素的分離與高值轉(zhuǎn)化、木質(zhì)素-碳水化合物復(fù)合體的結(jié)構(gòu)等研究熱點融入到課程教學(xué)中，可以開闊研究生的專業(yè)視野。

3.結(jié)合授課教師的最新科研成果，不斷補充和更新課程教學(xué)內(nèi)容

選擇個體均勻、顏色鮮紅的辣椒進(jìn)行清洗、瀝干、在陰涼處(外界溫度35℃左右)晾6h使其自然失水，然后進(jìn)行熱風(fēng)干燥試驗。在干燥過程中，控制熱風(fēng)溫度變化，保證辣椒干燥質(zhì)量良好；調(diào)節(jié)風(fēng)速進(jìn)行排濕，避免辣椒發(fā)生褐變反應(yīng)；及時進(jìn)行椒盤倒位，保證辣椒整體干燥均勻；定時測量辣椒質(zhì)量并記錄，待達(dá)到安全含水率(14%)[11]以后停止干燥。辣椒干燥過程結(jié)束后，對其進(jìn)行感官品質(zhì)評價。同時，每組試驗重復(fù)3次。

“高等木材化學(xué)”全英文研究生課程的任課教師都是具有豐富科研經(jīng)驗的教師，他們的研究內(nèi)容都是本領(lǐng)域的研究熱點。將任課教師的研究內(nèi)容與經(jīng)典英文教材、SCI科技論文有機結(jié)合，可以使課程教學(xué)內(nèi)容更加豐富、更具前沿性，研究生可以“邊學(xué)習(xí)邊應(yīng)用”，從而達(dá)到最佳的授課效果，同時還可以激發(fā)研究生開展科學(xué)研究的積極性。

(二)采取靈活多樣的教學(xué)方式

1.采取課堂討論法加強知識難點的辨析

“高等木材化學(xué)”課程學(xué)習(xí)是建立在“植物纖維化學(xué)”本科課程的基礎(chǔ)上。但是，學(xué)習(xí)“高等木材化學(xué)”課的研究生本科專業(yè)背景多樣，既有林產(chǎn)化工、制漿造紙專業(yè)，也有高分子化學(xué)、化學(xué)工程與工藝等專業(yè)，部分研究生沒有學(xué)習(xí)過“植物纖維化學(xué)”本科課程。所以，在缺乏植物纖維化學(xué)知識的情況下，加上專業(yè)英語詞匯少、聽力水平有限等原因，部分研究生對全英文課程的授課內(nèi)容一知半解，難以開展系統(tǒng)學(xué)習(xí)。針對這一情況，筆者采取課堂討論法開展教學(xué)，針對知識難點設(shè)立討論內(nèi)容。相比于課堂提問，討論活動涉及面更廣，參與人數(shù)更多，是實現(xiàn)知識整合與碰撞的有效途徑。在教師的引領(lǐng)下，研究生通過開展分組討論活動，可以快速更正知識誤區(qū)，更新知識體系，提升知識儲備。

2.通過實驗教學(xué)促進(jìn)理論知識與實際應(yīng)用的結(jié)合

實驗可以讓學(xué)生盡快掌握專業(yè)理論知識以及運用理論知識解決實際問題的方法。在實驗教學(xué)中，任課教師利用木材三切面、形態(tài)學(xué)組織等模型教具，可以形象講述木材的橫切面、徑切面及弦切面的組織結(jié)構(gòu)，使研究生可以全面、充分地了解木材結(jié)構(gòu)；學(xué)生利用細(xì)胞顯微鏡可以觀察植物細(xì)胞種類，采用拉曼光譜掃描儀獲取木材碳水化合物以及木質(zhì)素在植物細(xì)胞壁各層中的分布規(guī)律。通過這些實驗，可以讓專業(yè)背景不同的研究生盡快掌握木材學(xué)基礎(chǔ)知識，掌握科研儀器的基本原理及使用方法。先進(jìn)科學(xué)儀器設(shè)備的發(fā)展在很大程度上推進(jìn)了人類的技術(shù)進(jìn)步，目前高等木材化學(xué)研究領(lǐng)域使用的科學(xué)儀器設(shè)備正在向原位、實時、在線、高靈敏度、高通量、高選擇性、聯(lián)用技術(shù)方向發(fā)展。研究生在進(jìn)行學(xué)科基礎(chǔ)研究及應(yīng)用研究時離不開科研儀器的分析手段，能夠熟練操作和使用科研儀器設(shè)備也為他們將來從事科研工作奠定良好的基礎(chǔ)。

3.通過課前文獻(xiàn)閱讀和課上討論匯報以及“雨課堂”檢驗加強師生互動

盡管研究生的專業(yè)知識已有一定的基礎(chǔ)，英語水平也較一般的本科生高，但由于“高等木材化學(xué)”課程知識面廣，涉及了大量平時很少用的英文詞匯，這就需要讓學(xué)生提前學(xué)習(xí)積累與課程相關(guān)的專業(yè)英文詞匯，而文獻(xiàn)閱讀是積累專業(yè)詞匯的最佳方式之一。任課教師首先根據(jù)研究生的專業(yè)研究方向，以學(xué)習(xí)小組的形式將學(xué)生分成5組，每組5～6人。任課教師在課前通過電子郵件給學(xué)習(xí)小組發(fā)放不同研究方向的經(jīng)典文獻(xiàn)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)。其次，學(xué)習(xí)小組的各成員通過課前預(yù)習(xí)，將掌握的專業(yè)英文詞匯的含義及運用方法在研討課上進(jìn)行討論匯報，以達(dá)到鞏固專業(yè)詞匯的目的。最后，任課教師在課堂上利用“雨課堂”教學(xué)平臺隨機抽取學(xué)生，對學(xué)生的掌握情況進(jìn)行檢驗。這種學(xué)習(xí)方式可以讓研究生在較短時間內(nèi)掌握不同研究方向的專業(yè)英文詞匯，而且新型的“雨課堂”教學(xué)平臺還能較好地調(diào)動學(xué)生的積極性，增進(jìn)師生互動，提高學(xué)習(xí)效果。

(三)加強課程教學(xué)教學(xué)資源建設(shè)

1.編寫課程教學(xué)講義

目前“高等木材化學(xué)”全英文研究生課程沒有專用教材，所以應(yīng)加強課程教材的建設(shè)，積極編寫適用于課程教學(xué)的講義，以幫助學(xué)生深入理解教學(xué)內(nèi)容。北京林業(yè)大學(xué)“高等木材化學(xué)”全英文研究生課程組針對林產(chǎn)化學(xué)加工工程學(xué)科的特點以及英文課程建設(shè)的要求，編寫了“高等木材化學(xué)”全英文研究生課程教學(xué)講義。其中，纖維素、木質(zhì)素及半纖維素化學(xué)結(jié)構(gòu)研究及其轉(zhuǎn)化利用等是課程教學(xué)的重點內(nèi)容。同時還收錄了“高等木材化學(xué)”全英文研究生課程任課教師長期積累的學(xué)術(shù)成果，如一直處于國際領(lǐng)先水平的半纖維素及木質(zhì)素研究成果。在講義中加入了富有前沿性的學(xué)術(shù)研究內(nèi)容，提升了研究生對專業(yè)的認(rèn)同感[2]。

2.加強教學(xué)課件建設(shè)

課程組以各章節(jié)知識點為核心，積極制作全英文教學(xué)課件以輔助課堂教學(xué)。英文教學(xué)課件內(nèi)容應(yīng)包括專業(yè)基礎(chǔ)知識、學(xué)科研究前沿問題以及任課教師的科研成果。為避免因研究生外語水平的差異影響教學(xué)效果，教師還應(yīng)對照全英文教學(xué)課件制作一套與之相同的中文教學(xué)課件，便于學(xué)生課下對照學(xué)習(xí)。此外，課件中還要為學(xué)生整理出國內(nèi)外著名學(xué)者編寫的專著清單、專業(yè)文獻(xiàn)資料等，方便學(xué)有余力的學(xué)生擴充專業(yè)知識。

(四)建設(shè)高水平的師資隊伍

1.整合學(xué)科人才，構(gòu)建合作授課的教學(xué)團隊

合作授課的教學(xué)團隊?wèi)?yīng)由教學(xué)、科研經(jīng)驗豐富的教授、副教授和講師組成，由學(xué)科帶頭人作課程教學(xué)的主要負(fù)責(zé)人。各任課教師應(yīng)根據(jù)自己的專長，講授不同的課程內(nèi)容，同時還要充分發(fā)揮自身的科研特色，達(dá)到“以研促教”的效果。教學(xué)團隊的任課教師應(yīng)具有博士學(xué)位及留學(xué)背景，以保證任課教師具有前沿的學(xué)術(shù)研究水平，能將科研素養(yǎng)與學(xué)術(shù)能力融入到全英文課程教學(xué)上，引領(lǐng)和激發(fā)研究生的學(xué)習(xí)熱情。學(xué)院還應(yīng)為身處科研一線的青年教師搭建豐富的培訓(xùn)平臺，提供更多的培訓(xùn)機會，全方位提升任課教師的英語教學(xué)水平。

2.“請進(jìn)來”與“走出去”相結(jié)合，提升師資力量

“請進(jìn)來”是指聘請國際知名院校的專家教授來學(xué)院講學(xué)，充分發(fā)揮外籍教師的學(xué)術(shù)和語言優(yōu)勢。如可以聘請與學(xué)院關(guān)系密切的美國明尼蘇達(dá)大學(xué)生物產(chǎn)品與生物系統(tǒng)工程系主任Shri Ramaswamy教授講授生物質(zhì)煉制、韓國全南大學(xué)木材科學(xué)系Yoonsoo Kim教授講授木材區(qū)域化學(xué)、北卡羅萊納州立大學(xué)軟材料與綠色化學(xué)實驗室主任Lucian A.Lucia副教授講授纖維素材料等。這些教授大多工作在教學(xué)科研一線，具有主講全英文課程的教學(xué)經(jīng)歷和深厚的專業(yè)背景，在本學(xué)科領(lǐng)域取得過創(chuàng)新性成果，在國際上具有一定的學(xué)術(shù)影響力。

“走出去”是指選派任課教師去國外知名院校進(jìn)行交流訪問學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的教學(xué)理念和教學(xué)方法，提高授課教師團隊的整體專業(yè)水平與英語水平，避免出現(xiàn)英語用詞不準(zhǔn)確、誤讀英語課件的現(xiàn)象[3]。

3.建立和完善任課教師的選拔制度

建立教師的教學(xué)資質(zhì)評價體系是提升全英文課程教學(xué)師資水平的有效途徑。學(xué)院在遴選全英文課程授課教師時，設(shè)定了選拔條件：一是要求任課教師具備扎實的專業(yè)理論基礎(chǔ)，二是要有1年以上的出國經(jīng)歷，三是英語應(yīng)達(dá)到雅思7分或與之相當(dāng)?shù)乃剑氖且疾榻處煹碾p語言、雙文化、雙語境、雙思維是否能實施標(biāo)準(zhǔn)化教學(xué)[4]。此外，任課教師的職業(yè)道德、師德師風(fēng)也是考核內(nèi)容。教師只有具備了高尚的道德情操，擁有較強的教書育人的責(zé)任感和使命感，知行合一，才能使學(xué)生“親其師而信其道”，達(dá)到立德樹人的目的。

四、“高等木材化學(xué)”全英文研究生課程教學(xué)改革的成效

(一)提高了研究生運用英文的自主性

經(jīng)過一年半的“高等木材化學(xué)”全英文研究生課程教學(xué)改革與實踐，學(xué)生學(xué)習(xí)英文的自主性大大提高。學(xué)生掌握的英文專業(yè)詞匯不斷增長，自主查閱英文專業(yè)文獻(xiàn)的數(shù)量增多，英文閱讀和寫作能力顯著提升。隨著林業(yè)科學(xué)的發(fā)展，國際合作與學(xué)術(shù)交流越來越頻繁，通過此課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生聆聽國外學(xué)者學(xué)術(shù)報告及參加國際學(xué)術(shù)會議的積極性大大提高，部分學(xué)生還能在國際學(xué)術(shù)會議上用英文匯報自己的研究成果；還有部分學(xué)生開始學(xué)習(xí)SCI科技論文的寫作技巧。據(jù)統(tǒng)計，研究生全英文“高等木材化學(xué)”課程結(jié)束后，發(fā)表SCI論文的研究生比例由3%提高到了20%，教學(xué)效果顯著。

(二)增強了研究生的專業(yè)認(rèn)同感

教師團隊授課的方式使研究生能深入了解各授課教師的研究內(nèi)容和成果，部分學(xué)生碰撞出了新的學(xué)術(shù)思想火花，激發(fā)了他們開展科學(xué)研究的熱情。同時，海外學(xué)術(shù)專家從不同的視角對專業(yè)知識進(jìn)行講授，豐富了專業(yè)知識的內(nèi)涵，同時也為學(xué)生深造提供了機會，極大地提升了學(xué)生對本專業(yè)的認(rèn)同感。據(jù)統(tǒng)計，2018年明確表示意愿通過國家留學(xué)基金委到國外院校進(jìn)行學(xué)習(xí)訪問的學(xué)生人數(shù)由2016年7%的占比上升到27%，即出國學(xué)生人數(shù)由2人次/年提升到8人次/年；繼續(xù)在本專業(yè)深造的學(xué)生，如通過碩博連讀或考博的人數(shù)逐年增加。專業(yè)認(rèn)同感的增加，堅定了學(xué)生從事本專業(yè)研究的信心，有效減少了專業(yè)人才的流失。

(三)激發(fā)了研究生“以學(xué)促研”的熱情

研究生利用仿真教具開展學(xué)習(xí)，能快速掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識，為科研工作的開展奠定了理論基礎(chǔ)。在利用科研儀器開展科學(xué)研究的過程中，研究生積累了英文專業(yè)詞匯、培養(yǎng)了動手能力、產(chǎn)出了科研成果。教師授課團隊“以研促教”，帶動了研究生“以學(xué)促研”。部分學(xué)生結(jié)合教師授課團隊的研究內(nèi)容，提出了“用納米纖維素增加纖維素水凝膠的強度”等研究課題，并將研究結(jié)果發(fā)表在知名學(xué)術(shù)期刊《Green Chemistry》上。