“以科研思维推动理论课程建设”硕士研究生教学模式改革——以大连工业大学轻工技术与工程学科（制浆造纸工程方向）为例

石海强 郭延柱

（大连工业大学轻工与化学工程学院，大连 116034）

大连工业大学轻工技术与工程学科 （制浆造纸工程方向）是我国东北及内蒙古地区唯一一所具有本硕博三个人才培养层次的学科专业。围绕东北老工业基地全面振兴国家发展战略，以东北地区经济和产业结构战略性调整和人才需求为导向，以培养高层次创新人才、科研原始创新及技术服务为己任，充分发挥本学科在制浆造纸工程领域的优势，积极为东北地区特别是辽宁轻型产业的技术更新、工程建设和新产品开发服务，为东北地区传统产业升级、走新型工业化道路提供人才和技术支撑。

一、轻工技术与工程学科硕士研究生培养面临的问题

1.教学内容和教学方式本科化

学校轻工技术与工程学科 （制浆造纸工程方向）硕士研究生理论教学存在以下两方面问题：课程内容和课堂教学本科化。

首先，课程内容的本科化主要集中于两个方面：一是课程内容与本科课程部分内容重复，缺乏研究性和前沿性内容，未及时与国际研究内容接轨，没有追踪本领域最新研究成果；二是部分课程内容设置在深度难度上与本科课程差距不大，只是在内容方面对本科课程进行扩展和延伸，未能在深度难度层面上与本科课程有效拉开档次。2011-2013级硕士研究生理论课课程满意度调查结果表明，30%以上研究生认为部分课程内容需要更新，50%以上的本科就读于本方向的研究生认为部分课程内容应进一步注重学科前沿性。

其次，硕士生授课方式本科化。目前，部分课程教学模式仍以 “讲授”的传统课堂教学模式进行。以教师讲授为主的教学方式，把课程知识灌输给学生，重结果轻过程，使学生被动学习课堂知识，积极主动学习知识的能力得不到有效锻炼与提高。

2.学生学习缺乏积极主动性

从轻工技术与工程学科研究生招生生源构成情况来看，本科第一志愿的考生数量比例偏低。部分学生为跨专业调剂生，调剂的专业为化工、环境、材料、印刷、包装等领域。学生对制浆造纸专业缺乏了解，对所学理论课程内容兴趣不高。此外，研究生的论文课题多集中在生物质精炼等热门课题，与传统的制浆造纸行业相关性较小，研究生对传统的制浆造纸理论课内容探究热情不高。

二、“以科研思维推动理论课程建设”的教学模式改革

1.“以科研思维推动理论课程建设”的教学模式内涵

教学模式是在一定教学思想或教学理论指导下建立起来的较为稳定的教学活动结构框架和活动程序。作为结构框架，突出了教学模式从宏观上把握教学活动整体及各要素之间内部的关系和功能，作为活动程序则突出了教学模式的有序性和可操作性[1]。

“以科研思维推动理论课程建设”教学模式，则是依据范例教学模式与合作学习模式为其理论依据。遵循认知规律，从个别到一般，从具体到抽象的过程，在一些科研范例中分析知识的原理与规律，并逐步提炼进行归纳总结，再进行迁移整合。通过小组形式，辅导学生进行大量的科研材料阅读与论文成果的写作等，达到学生通过理论知识学习，增强完成即定的任务与目标[2-3]的能力。

2.“以科研思维推动理论课程建设”的教学模式目标

“以科研思维推动理论课程建设”教学模式下培养的研究生为创新型人才，需要具有创新意识、批判性思维，具有研究问题、分析问题和解决问题的能力[4]，应具备以下科学素养。

（1）扎实的基础理论知识

研究生成为具备制浆造纸工程及生物质炼制特色的科研创新人才，能够熟悉并掌握制浆造纸工程及生物质炼制领域的基础理论和专业知识，了解现代制浆造纸工程及生物质精炼技术的最新发展动向，能够创造性地运用植物纤维化学、高分子物理化学、有机化学等方面的知识，研究和解决与制浆造纸工程、生物质精炼技术相关的理论和实际问题。

（2）批判性逻辑思维

唐雯确实有点紧张，只是对自己都不敢承认，这下被张仲平点破，只好硬着头皮摇了摇头，说：“我紧张吗？我不紧张。有什么紧张的？”

科技创新者通常具有批判性逻辑思维。研究生应提高批判性思维能力和想象力，应具有较强心理素质，对传统理论和教材应具备批判精神，具备顽强的毅力去完成大量的科研阅读与科研任务。学会发现和鉴别事实真相，坚持对事物进行严谨的分析。

（3）全面、系统的科研综合能力

包括知识创造能力、数据分析能力、理论推理能力、科技论文写作能力、表达能力等。研究生能够依据导师给定课题，完成课题研究动态追踪，依据实验数据，完成数据分析和结果探究，撰写科学、严谨的科技论文。

3.“以科研思维推动理论课程建设”的课程体系改革

根据本学科所属行业的发展趋势，轻工技术与工程学科全方位构建创新课程体系。首先完善并更新了专业基础课的教学课程，例如，取消了纸张结构与性能等传统必修课，增设了与目前方向研究热点相关的高分子物理及化学必修课；开设了具有学科特色的选修课，如生物炼制产品与技术、催化剂的制备及应用等。实践课程更加注重学生创新及实践能力的提高，如开设了注重培养学生动手能力和数据分析能力的实验设计与仪器分析必修课。

其次，鼓励和支持教师将部分传统教学内容替换为教师最新科研成果，鼓励教师将科研成果以教学案例的方式带入课堂教学，激发学生学习兴趣，开阔学生科研视野，激发学生科研思维，提高学生科技分析问题能力，解决学生视野狭窄、与科技前沿脱节的弊病。根据教师的研究方向和课题，将部分课程设为团队教学模式，根据章节内容，选择授课教师，必要时结合部分企业师资力量，实现理论与实践授课方式的结合。

4.高水平创新教师队伍建设

“以科研思维推动理论课程建设”的教学效果的优劣取决于研究生教师的教学态度、科研能力、教学方法等。教师自身要加强科研能力的提升，通过科研，收集数据，分析机理，向学生展示理论知识与科研创新的结合点。这种方式一定程度上迫使教师在科研方面要有极强的应用能力，满足研究生学习欲望，提高教学质量。大连工业大学轻工技术与工程学科注重教师思想道德和职业素养学习，鼓励教师参加授课业务水平培训，提高教师的授课能力；2014-2018年间，邀请近20位国内外知名教授做学术报告，同时资助教师参加国内外高水平学术交流会，如中国化学会年会、中国造纸学会等，扩宽教师的科研视野；大力鼓励并支持年轻教师出国进修，2014-2018年间已资助3名青年教师赴加拿大、芬兰等完成了博士后或访学进修，除新引进博士外，45岁以下专业教师均具有国外进修经历；委托相关企业对年青教师进行企业博士后培养，提高教师的实践能力，教师队伍整体科研素质得到了优化。同时通过校内培养和校外引进方式吸收了一批高水平青年教师。迄今，在轻工技术与工程教师队伍中具有博士学位的教师有18人，且45岁以下的青年教师有16人，占总人数的90%。近两年从国内著名高校或科研院所引进青年教师4人。培养或引进的青年教师具有较强的科研能力，近两年获批多项国家级或省部级纵向科研项目，发表高水平SCI论文多篇。多数青年教师都在开展目前该领域相关的热门课题，如生物质材料、纳米催化、生物质精炼等，在理论课讲述方面可以给予学生明确的方向和良好的指导。

5.“以科研思维推动理论课程建设”的教学科研平台完善

学科与锦州金日纸业有限责任公司、辽宁兴东纸业有限公司、辽宁振兴生态造纸有限公司和琥珀纸业有限责任公司等公司签订了产学研合作协议，进一步加强了研究生实践教育校外基地建设，用于研究生的实验、实习和科研教育。近3年专业承担国家支撑子课题4项、参与国家重点研发计划子项目3项、国家自然科学基金项目5项、省级和市级科研项目20余项。工厂合作的横向科研项目10余项，科研经费1000余万元。以上项目的科研课题均可用于丰富研究生的实践教学装备，其科研项目的研究也可转化为研究生的实践课内容，为研究生创新实践提供新方向、新指导，便于学生不断掌握和提升科技创新的能力。

6.优化教学方式、培养研究生学习方法

传统的理论课课堂讲授通常存在知识的讲解或传授理论化，研究生普遍反映很难被这种课堂教学方式吸引，被动学习，甚至内心很是抗拒这种知识传递方式。研究生不清楚这种理论的应用方法，不明白老师重点讲解知识的用意。“以科研思维推动理论课程建设”的教学方法应以研究性教学为主，通过科学研究的方式组织教学过程，激发研究生自主学习兴趣，培养研究生创新精神。目前，教师多采用研讨式教学模式进行授课。通过课题小组的方式，把研究生聚集起来，施加学习与创新的压力，以完成科研项目为即定目标，分阶段、分任务，激发学生学习热情与学习动力，克服学生的逃避心理，加强学生自主学习的能力，加强对理论知识的理解能力，达到该方向人才培养的目标。特别是通过引导学生应用思维导图的学习方法，使研究生接触更符合大脑运作的思维方式，更快、有效地进行科研理论、科研资料的阅读与理解。这种方式使学生摆脱拖沓的学习习惯，形成更为高效的思维与阅读能力。

（1）思维导图式学习法

“以科研思维推动理论课程建设”教学模式，必定要配合科学的学习方法。在理论课学习过程中，研究生需阅读大量的科研相关材料，大多数学生往往花12-13小时去阅读一篇文章、记录有关的信息，并尽可能地阅读与之相关的书籍，此后再花3-4小时写文章。如此伤神费力的学习习惯是无法适应该类教学模式的，因此教师需向研究生介绍思维导图的学习方法，使学生掌握大脑运行规律。通过学习，使研究生更深入地了解大脑是怎样工作的，以及如何最大限度地发挥大脑的作用。通过学习，提高阅读效率。

该方法通过一定特定符号，例如箭头、几何图形、三维艺术、创造性图像、颜色等，以主题为中心，向周围发散。每个观点用简短的词作为代表，写在向四周发散的线上，每条线都与其他线相连，这形成了思维导图的基本框架。每个观点的重点性要清楚地标出，越重要的观点，越靠近中心，越不重要的观点越靠近边缘。尽量多使用颜色，这是为了刺激右脑皮层，强化记忆[5-6]。

（2）逐级增压的负荷式学习法

授课教师在授课初期对研究生下达课程目标、教学方式、一般要求和考核方式等，提供课堂讨论主题及相关科研书目，要求研究生在限定时间内按时完成阅读并写出相应的科研报告、论文或安排科研任务。学生将在下次课程中对自己的观点、想法等进行主题概述，教师对论文或报告给予点评、赋分，同时布置下一次阅读或科研任务，这种方式始终要使学生处于逐级增压的负荷式学习状态之中。研究生每次在课堂中的表现，以及其论文写作质量，将作为他们平时的重要课程成绩，影响着学生最终的得分。通过这个方法，在压力下激发研究生学习的动力与进取心，使其强烈体验到学习的乐趣。

（3）积极推动式小组讨论学习法

逐级增压的负荷式学习法一定会在初期给研究生带来许多心理压力，使学生产生为难、抗拒、逃避的情绪。教师应该运用积极心理学与小组讨论的方法为学生疏导压力，树立信心，形成可持续的，高强度的学习状态。把学生分成若干科研学习小组，让学生说出自己的学习或科研上的苦恼，并帮助同伴解决学习困惑。教师适时地为研究生进行引导，使学生能够尽快以一种平和的心境接爱这种学习状态，并形成正确的学习态度，明确学习方向，引导学生对该类课程形成钻研的兴趣与动力。

图1 “思维导图”的概念与用途[7]

三、“以科研思维推动理论课程建设”教学模式改革的成效

大连工业大学轻工技术与工程学科通过多种方式改革探索创新型人才教学模式，取得了较好的效果。2014-2018年间硕士研究生参与的国家级高水平科研项目数量和层次明显高于2009-2013年间，硕士生的动手能力和分析解决能力都得到明显提升。多数研究生经过研究生一年级课程学习后，明确了未来课题方向，具备了查阅文献、凝练方向、总结方向的能力。部分同学具有了撰写综述性科技论文的能力。2014-2018年间，已有10多名研究生以第一作者或第二作者的身份在国外知名学术期刊上发表了SCI/EI收录科技论文20多篇，相比于2009-2013年发表高水平论文的研究生人数及论文数量均明显增加，同时有5位同学获得研究生国家奖学金，研究生综合素质得到提升，数据如表1所示。

表1 学生参与国家级项目及发表高水平论文和获奖情况

通过科教融合教学模式的改革，大连工业大学轻工技术与工程学科的科学研究获得了突破性进展，培养了高素质的青年教师队伍，适合该教学模式的教学科研平台得到完善，培养的学生科研素质能力大幅度提高。