基于研討式教學(xué)的研究生課程建設(shè)改革思考與實踐
——以 “現(xiàn)代環(huán)境生物技術(shù)” 為例

張 軍，符明明，張 華

（桂林理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 廣西 桂林 541004）

近年來，我國的研究生教育規(guī)模急劇擴大，在校研究生人數(shù)持續(xù)上升，據(jù)統(tǒng)計，目前在校研究生規(guī)模已接近300萬人。研究生培養(yǎng)主要分為課程學(xué)習(xí)和課題研究兩個階段，分別側(cè)重完善知識結(jié)構(gòu)和提高創(chuàng)新能力。傳統(tǒng)觀念認為，研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)主要通過參與課題研究實踐來實現(xiàn)。但多年的教育實踐證明，課程學(xué)習(xí)階段也是研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，其效果好壞對于研究生培養(yǎng)質(zhì)量影響很大。如果學(xué)生能在這一階段受到較好的創(chuàng)新思維訓(xùn)練，促使其思維方式從被動學(xué)習(xí)向主動創(chuàng)造過渡，對于學(xué)生后續(xù)階段創(chuàng)新能力培養(yǎng)質(zhì)量的提高具有積極的推動作用。

近年來，研究生教學(xué)方法改革為課程學(xué)習(xí)階段強化研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供了有力的支撐。不少高校開展了多種研究生教學(xué)方法的改革，其中推廣應(yīng)用較多的包括研討教學(xué)法[1]、案例教學(xué)法、基于翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式[2]等。在這些方法中，研討式教學(xué)法具有師生互動性強、學(xué)生積極性高、創(chuàng)新能力培養(yǎng)常態(tài)化等優(yōu)點，正日益受到研究生教育工作者的重視。

1 研討式教學(xué)方法的內(nèi)涵與優(yōu)缺點

1.1 方法內(nèi)涵

圍繞特定專題開展一系列科研實踐活動，提高學(xué)生的多維度創(chuàng)新能力是研討式教學(xué)方法的內(nèi)涵。圍繞師生互動形成的專題，教師提供相關(guān)的課程資源，或者指導(dǎo)學(xué)生去自主查閱相關(guān)經(jīng)典文獻資料，然后組織學(xué)生對這些文獻資料進行深入的討論，包括基本科學(xué)問題的凝練、試驗設(shè)計的構(gòu)思及結(jié)果的分析與論證。通過對專題關(guān)鍵問題進行深入講解和剖析，教師逐步引導(dǎo)學(xué)生思考如何去發(fā)現(xiàn)科學(xué)問題和解決科學(xué)問題[3]。經(jīng)過多輪次的提出問題、查閱資料、分組討論和解決問題模式的培養(yǎng)，不僅能提高學(xué)生思考、文獻檢索、資料閱讀理解及團隊合作等基礎(chǔ)科研素養(yǎng)，還能潛移默化地強化學(xué)生提出新問題和創(chuàng)造性解決問題的創(chuàng)新能力[4]。

1.2 優(yōu)缺點

相比于傳統(tǒng)的教師講授單向式教學(xué)模式，研討式教學(xué)法通過高頻率的師生互動，調(diào)動學(xué)生的積極性、啟發(fā)其創(chuàng)新思維，形成以學(xué)生綜合創(chuàng)新能力訓(xùn)練為核心目標的模式，在培養(yǎng)創(chuàng)新人才方面效果更為顯著。在教師的積極引導(dǎo)下，該模式強調(diào)學(xué)生作為教學(xué)活動的主體，各環(huán)節(jié)均注重培養(yǎng)學(xué)生的思考能力、寫作能力、學(xué)習(xí)態(tài)度和團隊協(xié)作等綜合素質(zhì)，形成全方位、常態(tài)化的綜合創(chuàng)新能力訓(xùn)練。目前國內(nèi)部分高校的市政工程與環(huán)境工程學(xué)科就 “環(huán)境工程碩士專業(yè)英語”[5]、 “水質(zhì)生物處理技術(shù)”[6]等研究生學(xué)位課程開展了研討式教學(xué)法的教學(xué)改革。通過上述教學(xué)改革的研究和實踐，取得良好的教學(xué)成果。

盡管有這些優(yōu)點，研討式教學(xué)模式并未在國內(nèi)大多數(shù)高校得到廣泛的采用，這與其存在以下缺點有關(guān)。①教學(xué)課時不足：通常教學(xué)大綱和教學(xué)計劃制訂時，會規(guī)定理論教學(xué)內(nèi)容和相應(yīng)的課時數(shù)，這樣給教師預(yù)留的進行研討式教學(xué)的課時就非常有限，很難充分開展良好的專題研討。②學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣仍未完全轉(zhuǎn)變：對學(xué)生而言，長期以來學(xué)生學(xué)習(xí)采取的都是單向傳授的模式，對主動學(xué)習(xí)的課程仍不能完全適應(yīng)。③教學(xué)方式單一：研討式教學(xué)是以學(xué)生為中心的教學(xué)方式，而每個學(xué)生的基礎(chǔ)和特點并不一致，這就要求教師在研討式教學(xué)過程中要加入對學(xué)生個性化的指導(dǎo)，以提高教學(xué)效果。

2 “現(xiàn)代環(huán)境生物技術(shù)” 的課程教學(xué)改革與實踐

2.1 課程基本情況

2.1.1 課程的性質(zhì)與任務(wù)

“現(xiàn)代環(huán)境生物技術(shù)” 屬于土木工程（市政工程方向）的學(xué)科，理論性和實踐性較強，是本學(xué)科研究生必修的一門專業(yè)課程。本課程主要介紹酶工程、基因工程、細胞工程、發(fā)酵工程等現(xiàn)代生物技術(shù)及其在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用等內(nèi)容。通過本課程的學(xué)習(xí)，使研究生在環(huán)境生物技術(shù)方向具備扎實的基礎(chǔ)理論知識；熟悉和了解環(huán)境生物技術(shù)的發(fā)展進程和學(xué)術(shù)動態(tài)；具備獨立從事環(huán)境生物技術(shù)研究及成果轉(zhuǎn)化的能力。

2.1.2 課程教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時分配

現(xiàn)代環(huán)境生物技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容全部為理論課教學(xué)，包括理論講授和專題討論兩個主要教學(xué)環(huán)節(jié)，對應(yīng)課時分別為24學(xué)時和8學(xué)時。具體教學(xué)內(nèi)容7章，研討專題4個。

2.2 研討式教學(xué)模式設(shè)計與實踐

2.2.1 教學(xué)設(shè)計

現(xiàn)代環(huán)境生物技術(shù)課程采用 “講授—研討—課外拓展” 的教學(xué)方法。先講授章節(jié)的基本理論，使學(xué)生掌握課程相關(guān)部分的基本概念、技術(shù)原理，了解該類工程技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。在此基礎(chǔ)上，課程團隊集體備課，初步篩選出與課程內(nèi)容聯(lián)系緊密的專題。對初篩后的題目，組織學(xué)生進行討論，從其中選出學(xué)生接受程度較高的題目。確定選題后，按照以下流程逐步開展專題的研討：查閱文獻—制作PPT—課堂匯報—課堂討論—教師點評—撰寫課程論文—拓展學(xué)習(xí)的基本程序。通過這種師生共同研究、線上線下結(jié)合的方式，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)問題學(xué)習(xí)、思考的興趣，并逐步從被動創(chuàng)新向主動創(chuàng)新的學(xué)習(xí)思維轉(zhuǎn)化。

2.2.2 教學(xué)實施過程

專題選題：課程團隊共有三位教師，在課程開始前，即進行多輪教學(xué)研討，結(jié)合課程的內(nèi)容，形成8個備選題目。然后組織學(xué)生開展線上會議，師生討論選出4個專題進行后續(xù)的研討工作。2021年，研討專題分別為：①Alphafold-人工智能與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測；②基因編輯；③活性污泥法數(shù)學(xué)模型；④厭氧氨氧化。這四個專題中，前兩個專題代表了現(xiàn)代生物技術(shù)的最新前沿，其中人工智能用于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測是人工智能與結(jié)構(gòu)生物學(xué)結(jié)合的最新技術(shù)，而基因編輯則是基因技術(shù)在近10年的最大技術(shù)突破之一，這兩個專題分別代表了酶工程和基因工程學(xué)科發(fā)展的熱點。后兩個專題則是環(huán)境生物技術(shù)里的標志性成果，分別代表了數(shù)學(xué)模型和基礎(chǔ)微生物學(xué)驅(qū)動污水處理技術(shù)發(fā)展的典型案例。

文獻查閱：將教學(xué)班級的學(xué)生分為4個小組，每小組人數(shù)4―6人為宜，建立小組討論微信和QQ群組。通過學(xué)生小組討論，選擇各組的研討題目。隨后，課程團隊中的2名教師各負責指導(dǎo)2個小組的文獻查閱。在這個過程中，教師組織和指導(dǎo)學(xué)生在中國知網(wǎng)、Web of Science等學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)上，查找經(jīng)典的學(xué)術(shù)論文，隨后在百度等搜索引擎上獲得相關(guān)的圖片素材等。收集完文獻后，教師指導(dǎo)學(xué)生進行部分經(jīng)典學(xué)術(shù)論文閱讀，包括如何快速地從文獻中獲得主要的有效信息及思考科學(xué)問題。

制作PPT、課堂匯報和教師點評：各小組在對文獻進行精讀的基礎(chǔ)上，形成專題的主要知識點和科學(xué)問題，制作30分鐘的PPT，進行課堂匯報討論。在PPT制作的過程中，教師進行知識點邏輯串聯(lián)、制作版面等方面的指導(dǎo)。在課堂匯報過程中，前半部分以研究生匯報為主，后半部分以老師和同學(xué)圍繞匯報主題提問、相互討論為主。匯報和討論結(jié)束后，教師按照科研口頭報告的規(guī)范對研討過程進行簡單的總結(jié)點評，比如科學(xué)問題是否準確、PPT邏輯是否合理、陳述過程是否流暢、回答問題是否清晰，等等。每個專題需2學(xué)時，其中研究生講演、互動討論和教師點評時間分別為30、50和10分鐘。

課程論文：指導(dǎo)學(xué)生在專題研討的基礎(chǔ)上，進一步聚焦選題，按照學(xué)術(shù)論文的規(guī)范，寫一篇4000字左右的中文小綜述，參考文獻量不少于20篇，其中經(jīng)典文獻或者最新文獻不少于5篇。在該階段，以學(xué)生為主，教師按照學(xué)術(shù)論文撰寫規(guī)范和要求對論文進行評閱，并指導(dǎo)其進行合理的修改。

課外拓展環(huán)節(jié)：在本階段，教師將專題研討過程中收集到的文獻、視頻、圖片等材料以及相關(guān)的學(xué)術(shù)會議、論壇等信息以雨課堂的形式在線發(fā)布并持續(xù)更新，學(xué)生可以在線拓展學(xué)習(xí)，確保學(xué)生在專題研討教學(xué)過程中受到的創(chuàng)新能力訓(xùn)練能繼續(xù)得到強化。

2.2.3 在線教學(xué)資源庫建設(shè)

基于互聯(lián)網(wǎng)的在線教學(xué)資源庫是研討式教學(xué)課程改革的重要支撐，本課程的在線建設(shè)依托雨課堂教學(xué)平臺進行?？蓪ｎ}研討相關(guān)的課程內(nèi)容、教學(xué)資源、討論話題、學(xué)術(shù)論壇信息等在該平臺上進行及時發(fā)布，使學(xué)生可以獲得拓展學(xué)習(xí)的材料和資源。環(huán)境現(xiàn)代生物技術(shù)課程目前已經(jīng)上網(wǎng)的關(guān)于研討式教學(xué)的資源主要有：教學(xué)大綱、課程內(nèi)容、專題PPT課件、專題視頻/圖片/期刊論文/書籍、討論話題、學(xué)術(shù)論壇信息等。

2.2.4 課程考核方法改革

此外，課程還結(jié)合研討式教學(xué)的特點，對傳統(tǒng)的單一課程考核方式進行改革，建立以研討專題為主線，覆蓋課堂討論、課程論文、期末考試等環(huán)節(jié)的多元化課程考核方式。課程成績由平時成績（占30%）、期末考試成績（70%）兩部分組成。其中，平時成績主要根據(jù)專題研討表現(xiàn)和課程論文質(zhì)量給予分數(shù)，而期末考試中設(shè)置分值較高的一道復(fù)合型論述題，主要考查學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中對于前沿生物技術(shù)如何在自己的課題研究中應(yīng)用和結(jié)合的思考。

2.3 教學(xué)效果

在2021年有18名土木工程（市政工程方向）研究生選修本課程，網(wǎng)絡(luò)平臺上教學(xué)資源的閱讀率達到100%，網(wǎng)上參加互動討論達189人次。一共完成課程論文18篇，其中有2名同學(xué)依托該課程的選題獲批自治區(qū)級或?qū)W校的研究生教育創(chuàng)新計劃項目。圍繞學(xué)生創(chuàng)新能力提升，還開展了課前和結(jié)課后的兩輪問卷調(diào)查，對課程建設(shè)的效果進行評價。調(diào)查問卷結(jié)果顯示：通過該課程研討式教學(xué)的課程學(xué)習(xí)，在18名同學(xué)中，有14名同學(xué)自評創(chuàng)新思維和能力有了較大提升，初步掌握了查閱、學(xué)習(xí)和交流本課程前沿科學(xué)或者經(jīng)典文獻的技巧，并期望在其他課程中也采用此類教學(xué)模式。

3 結(jié)語

在現(xiàn)代環(huán)境生物技術(shù)課程中通過 “講授—研討—課外拓展” 的方式進行研究生課程的研討式教學(xué)實踐，可明顯緩解地方高校工科生研究生課程學(xué)習(xí)階段創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足的困境，良好地支撐我國地方高校的一流學(xué)科建設(shè)和研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)。盡管如此，在該課程教學(xué)改革的實施過程中，仍存在兩個方面的問題，亟待解決和完善。一是僅依靠現(xiàn)有課程團隊很難支撐進行更大規(guī)模、更高強度的深度研討式教學(xué)；二是課程學(xué)時不足在一定程度上削弱了學(xué)生創(chuàng)新能力的訓(xùn)練效果。因此，筆者建議，在未來的研究生課程教學(xué)改革研究與實踐過程中，應(yīng)考慮強化建設(shè)課程團隊、優(yōu)化培養(yǎng)方案，使研討式教學(xué)模式更好地服務(wù)于地方高校工科研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)。