借鉴国外经验 改革研究生教学模式

刘 华

(中国石油大学(华东) 地球科学与技术学院, 山东 青岛 266580)

借鉴国外经验 改革研究生教学模式

刘 华

(中国石油大学(华东) 地球科学与技术学院, 山东 青岛 266580)

为了借鉴国外研究生课程教学的理念,在系统参与美国德克萨斯州大学奥斯汀分校研究生实验课程“扫描电镜技术”的基础上,分析了实验教学的特色,重点剖析了实验课程的教学体系和授课模式,其中,与科研结合、问题导入的设计性实验特色明显,对提高研究生的创新精神、创新能力以及独立分析能力成效显著。借鉴该实验教学模式,应建立适合我国专业特色的研究生实践课程教学体系。

实验教学； 教学模式； 创新能力； 研究生教育

根据我国《学位条例》规定,研究生要在本门学科上掌握坚实的基础理论和系统的专门知识,课程学习在研究生整个培养过程中具有重要的作用和地位[1-2],尤其是以实验为主导的实践教学把基础的理论和各种技能及方法加以归纳、分析、互相渗透[3-4],是提高学生创新能力的重要环节[4]。与欧美等教育强国的将培养学生自学能力和创新意识作为实践教学的核心理念[5-7]相比,我国研究生的课程教学方式明显缺少研究性[8-9],需要借鉴国外的先进教学理念为我国高等教育的课程改革提供思路。美国德克萨斯大学奥斯汀分校(The University of Texas at Austin)杰克逊地球科学学院(Jackson School of Geosciences, JSG)的地球科学学科在全球排名19,在人才培养方面极具优势。基于地球科学学科理论性和实践性强的特色[10],该校特别重视实验、实习等实践教学环节[6],并在研究生的教学中注入了与科研结合的特色,对研究生创新精神的培养起到了重要作用。基于此,笔者根据在JSG学院访学一年的听课机会,以研究生实验课程“扫描电镜技术”(electron microbeam techniques)为例,总结了该课程的实验教学特色与模式,并论述了对我国研究生课程建设的启示。

1 实验课程教学概况

“扫描电镜技术”是美国德克萨斯大学开设的一门基于地质类的实验课程,主要面向地质类的硕士和博士研究生,其他专业的研究生也可选修。课程由扫描电镜实验室的负责人Donggao Zhao教授主讲,并由博士生Brent Jackson做助教。课程主要介绍电子微光束的分析方法以及在地学研究中的应用,具体包括扫描电子显微镜(SEM)、环境扫描电子显微镜(ESEM)、电子探针显微分析(EPMA)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描透射电子显微镜(STEM)、背散射电子衍射(EBSD)和X射线能量色散谱(EDS)等仪器操作与分析,以及各类样品的制备方法。通过课程学习,能够了解所讲实验设备的原理,并亲自动手制备样品、获得数据、对数据进行分析和应用。

该实验课贯穿整个学期,一周2次理论课程(每次50 min)和1次实验课(每次3～4 h),每次理论课后安排2 h时的答疑时间,以满足学生的不同需求。实验课采用分组教学,每组人数不超过5人,保证每个学生有足够的时间进行仪器操作。最终的课程考核由实验课作业(40%)、期中测试(20%)、期末测试(20%)和专题研究(20%)4部分构成,兼顾了理论知识、动手能力、分析问题等多方面的考核。

2 实验课程教学模式特点

研究生的能力是在学习知识的基础上经过培养训练和实践形成发展起来的,包括获取知识的能力、分析问题和解决问题的能力等,这也是课程建设最为注重的方面。根据美国德克萨斯大学“扫描电镜技术”课程的特点,在培养研究生能力方面存在以下特色:

(1) 课程内容紧跟学科前沿。“扫描电镜技术”课程所介绍和应用的实验设备先进,均是目前科研中用到的高端设备(例如电子探针、环境扫描电子显微镜、扫描透射电子显微镜等仪器),与我国陈旧的教学设备形成了鲜明的对比。实验课程没有统一的教材,实验内容由任课教师根据学科发展而动态制定。在高级设备的支持下,所有实验内容紧随学科发展的科技前沿,在知识学习与应用技能培养上始终占据着高起点,让学生能够及时地了解本学科新的发展领域和科技生长点,加速对前沿知识的获取能力,培养研究生的科技创新意识。

(2) 管理理念以教学为本。高精端的实验设备是教师和研究生科研的必备手段,也是学科拥有国际学术地位的重要支撑,但是在教学和科研之间,德克萨斯大学采取的是“以学生为先、以教学为本”的管理理念。所有实验设备率先保证实验教学的正常使用,其他时间对外开放用于科研；教学使用免费,科研使用则计时收费,所收费用用于维持设备的运转与更新,同时为开设新的、前沿的实验课程提供资金保障。这种“以研养学”的先进理念,为提高研究生教学质量起到了积极的作用,同时增强了学科在国际上的知名度,为吸引全球优秀学子、提高学科声誉奠定了雄厚的基础。

(3) 动手操作贯穿全过程。实验课在简单介绍实验要求之后,便让学生自行操作与分析。为了增强学生的动手能力,每台实验仪器均配备详细的操作手册,学生按照操作要求从最基本的步骤入手,样品的制作及实验设备的开、关、清理等均由学生自己完成,学生的动手操作贯穿全过程,教师的任务则是耐心地观察学生的各项操作,保证实验操作的安全并及时给予适当的提示与帮助。整个教学过程中,教师显得“很懒”,懒得说、懒得做,极大程度地锻炼了学生的动手能力。由于高端仪器少,不同学生操作时其他学生都在观摩学习,利于每位学生熟悉操作过程。此外,学生操作实验时教师给出的要求会因人而异,不断提出新的问题让接下来的学生完成。通过教师对不断出现的问题的解答,大家可以获取更多的操作知识,提升了对实验仪器的了解。这种系统性的操作流程提高了学生的动手能力,也提升了学生对实验教学的全方位把握。

(4) 专题研究提升科研能力。该课程最大的特色是以设计性实验为主的专题研究,选课的研究生需要将所学的实验理论和技能与各自的研究方向相结合,寻找科学问题、设计实验内容和操作流程、进行实验操作分析,最后进行答辩。由于选课的研究生从事的科研方向不同(如石油地质、沉积储层、化学等方向),因此,选课的具体目标存在较大差异,所学实验设备在自身科研领域的应用也不同。基于此,统一的综合实验不能较好地服务于研究生开展的论文研究,与自身科研方向相符的实验设计与分析显得尤为重要。

课程在第4周开始着手布置研究专题,每位学生需向主讲教师提交自己的实验设计方案及要解决的科学问题,方案审核通过后,开始进行实验室的预约与操作,3个月后统一答辩。通过该项训练,学生必须自己学会提出问题,无形中由被动去实验,变成主动做实验,实现了角色的转变,提升了教学效果。此外,将实验教学与研究融为一体,学生要深入思考自己从事研究领域的科学问题,在学中研、研中学,实现了研究生创新能力、综合素质的全面提升,为后期论文的顺利完成提供了重要的技术保障,也是实施研究生创新精神培养的重要举措。

3 对我国研究生课程建设的启示

与国外研究生实验课程教学相比,我国的研究生课程明显缺少研究性,不能有效地激发学生的探索精神与提出问题的能力,应借鉴国外经验进行改革。

3.1 以科研导入为主,注重理论与实践体系建设

培养科研能力是研究生教育的根本,也是区别于本科生教育的关键。实践是理论联系实际的有效途径,是诱发研究生潜在创造能力的有效方法[11]。借鉴国外模式,应建立理论与实践并重的课程体系,突出方法论在理论课程中的位置,突出科研导入在实践教学中的应用。应加大与科研结合的实践教学体系建设,增加最新科研成果向教学内容的转化,增加科学研究的案例库建设,提高研究生的实践能力培养。

3.2 以问题为本进行教学模式改革

提出问题、设计研究方案以及解决问题是研究的3大核心要素[12],而提出问题往往比解决问题更为关键。因此,在研究生教学模式改革上,采用以“解决问题”为切入点,加大“以问题为导向”的教学形式比例,才能凸显研究生教育的本色。根据教师讲授的理论和方法,让学生独立思考课程与自己科学研究方向的关系,学习提出科学问题,通过锻炼增加研究生学习的目的性,提高学习的自主性,让研究生形成自主研究、分析、解决问题的意识,充分地诱发出研究生的潜在创造能力,从而更好地服务于科学研究。

3.3 以科研实验室为依托扩充前沿实验技术

我国研究生课程讲授以理论为主,结合高端科研设备的课程很少,制约了研究生对前沿技术的了解和掌握，往往只有拥有高端科研平台团队中的研究生可以接触到,而对于广大研究生来说则与前沿技术脱轨明显。因此,借鉴美国模式,建立以科研实验室为依托的课程,让广大研究生有机会接触和深入了解前沿的实验技术,对培养研究生的整体科研素质很关键。

4 结语

我国研究生教育与国外相比,最大的差距是创新精神和创新能力的培养,唯有改革研究生的课程教学体系、鼓励教师探索多样化的教学方式才能对研究生进行全方位能力的培养。与科研方向相结合的设计类实验、以科研实验室为依托的课程建设，对于培养研究生的创新精神和创新能力起到了极大的助推作用,不仅增加了学生动手实践的机会,更保障了研究生创新潜能的开发,满足个性化培养的需要,值得推广。

References)

[1] 杨静.教研结合 培养研究生的创新能力[J].实验技术与管理,2016,33(3):26-29.

[2] 刘永良.加强研究生课程建设 提高研究生培养质量[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2008(5):27-28.

[3] 刘明贵,向梅梅.基于实践教学改革的人才培养模式创新[J].中国大学教学,2009(2):81-82.

[4] 战红.探索综合性实验教学模式培养学生创新能力[J].教育教学论坛,2012(33):40-42.

[5] 郭尚义.国内外大学实验教学的比较与分析[J].高等教育,2011(11):73.

[6] 刘华.美国德克萨斯大学“油气勘探”实验教学特色与启示[J].实验技术与管理,2016,33(4):25-28.

[7] 张洋.借鉴国外经验改进实验教学[J].实验室研究与探索,2002,21(6):37-38.

[8] 王世荣,冯亚青.加强课程建设 发挥人才培养主渠道作用[J].中国大学教学,2009(8):13-14.

[9] 刘永泉.加强研究生课程建设 提高研究生培养质量[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2008(5):27-28.

[10] 蒋有录,查明,任拥军,等.“资源勘查工程”品牌专业建设的实践和体会[J].中国地质教育,2008,65(1):74-76.

[11] 赵婉清.关于我国研究生课程建设的几点思考[J].黑龙江高教研究,2004(8):134-135.

[12] 高芳祎.我国研究生课程与教学改革效果的调查研究[J].学位与研究生教育,2012(10):27-31.

Learning from foreign experience and reforming graduate teaching mode

Liu Hua

(School of Geoscience, China University of Petroleum, Qingdao 266580, China)

In order to learn the graduate curriculum teaching idea from foreign universities, based on listening the graduate experimental course named Electron Microbeam Techniques in the University of Texas at Austin in USA, this article analyzes the teaching characteristics, the teaching system and teaching mode of this experimental course. Combined with scientific research problems to design the experiment in the course is distinctive, which is significant to improve the innovative spirit, innovative ability and independent thinking ability of graduate students. The practical course teaching system should be established for the specialty of our country drawing lessons from this experimental teaching mode.

experimental teaching; teaching mode; innovative ability; graduate education

10.16791/j.cnki.sjg.2017.05.039

2016-11-12 修改日期：2017-01-01

山东省研究生教育创新计划项目“基于研究生创新能力培养的专业核心课程教学模式研究”(SDYY15138)；中国石油大学(华东)教学改革项目“慕课视野下油田开发地质类课程创新型教学模式探索”(JY-B201601)

刘华(1977—),女,山东博兴,博士,副教授,中国石油大学(华东)地学院副院长,主要从事油气地质方向的教学、科研与管理工作.

E-mail：liuhua77@upc.edu.cn

G642.0

A

1002-4956(2017)5-0158-03