研究型教学模式在研究生课程中应用的探索与思考

［摘 要］ 实行教学与研究的有机结合，充分调动学生的积极性，对于更好地服务于高等农林院校特色专业的高素质人才培养具有重要的现实意义。以“木材化学基础”课程为例，针对课程建设背景、教学方法、考核措施，分析了该课程的教学现状。从优化教学内容、教学方法、评价体系等方面提出了“木材化学基础”课程研究型教学模式的改革措施。在教学过程中有效融合学科知识与学科发展动态和研究热点，激发学生的学习兴趣，拓宽学生的视野，提升研究生的创造力，提高“木材化学基础”的教学效率和教学质量。

［关键词］ 木材化学基础；研究型教学；教学改革

［中图分类号］ G420 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）31-0125-04 ［收稿日期］ 2023-08-01

研究型教学模式是大学创新人才的重要培养模式。“木材化学基础”是建立在“有机化学”和“木材学”等基础课程之上的理论课程，是福建农林大学林业工程学科的重要课程，其理论知识和研究成果等已应用到化工、生物、能源、材料、环境以及食品等行业领域，在解决生物质资源利用、能源危机以及人类可持续发展等重大问题中发挥着越来越重要的作用。作为一门重点阐述木材理化性质、化学改性及其高值化、功能化应用的课程，“木材化学基础”为研究生学习后续“高等植物纤维化学”“生物质复合材料”等相关课程奠定了坚实的基础。基于研究型教学模式开展“木材化学基础”课程，深入探索该模式的可行性并提供改革举措，是体现学生在教学过程中的中心地位，实现学生全方面、高质量发展的重要保障，可以支撑林业工程学科与时俱进、国际接轨的发展需要。将教学与研究进行有机结合，将行业最新动态、国际顶尖研究成果引入课堂，有利于充分调动学生的学习热忱和积极性，拓宽学生的学习研究视野，提升学生的创造力、思考力与科研水平和素养，可以实现人才培养与学科建设的有机结合，更好地服务于高等农林院校特色专业的高素质人才培养。

一、“木材化学基础”课程的教学现状

（一）课程建设背景

“木材化学基础”是福建农林大学林业工程学科的重要基础课程。课程的基本要求是学生需掌握木材化学组分、木材化学改性等相关基础知识，为后期阶段的课程学习以及开展相关的科学研究提供基本的专业知识和素养。福建农林大学材料工程学院设有“化学工程与技术”“木材科学与技术”“林产化学加工工程”“生物质能源与材料”等学术型硕士点和“材料与化工”专业学位硕士点，录取的部分学生来自食品、环境、生物、无机材料、机械等专业，缺乏木材以及生物质相关的知识背景。此外，部分学生在本科阶段可能较少甚至未学习化学相关课程，而大部分学生在大学一、二年级阶段已经完成有机化学相关课程，导致在研究生阶段存在明显的遗忘现象。很多学生对“木材化学基础”课程的学习效果较差、学习难度较大。因此，需要围绕目标达成、教学内容、组织实施和多元评价需求等条件，对“木材化学基础”课程的整体规划、教学策略、教学方法、教学过程以及教学评价等进行合理设计和调控。通过研究型教学模式在教学过程中有效融合学科知识与研究方法，培养学生解决复杂问题的综合能力和创新思维，更好地服务于学生的课题研究和科研能力，提高“木材化学基础”的教学效率和教学质量。

（二）教学方法较单调

“木材化学基础”课程的教学内容信息量大、专业性强，具有明显的行业特点，并且与人们的生活生产、国家经济建设和社会发展密切相关。受教学惯性的影响和学时的限制，“木材化学基础”的课堂教学主要采用“以教师讲授为主”的传统教学模式，即教学过程以教师为中心，采用灌输式的教学方法。这种教学模式仅仅完成课程知识的单向传递，学生只是被动地学习、接纳知识，而忽视了对学生自主学习、科研素质以及组织领导能力和语言表达能力等品质的培养。此外，传统教学模式下师生之间的互动讨论明显不足，难以培养激发学生的主观能动性，学生的创新性思维也难以得到锻炼，导致学生的最终学习效果不佳。学生难以利用“木材化学基础”知识解决研究课题中遇到的问题和困难。传统的“以教师讲授为主”教学模式已经不能满足林业工程卓越人才的培养目标和需求，因此有必要打破传统教学模式，基于现代教育理念和手段进行教学模式的有效改革。在教学过程中运用科学研究的思维模式，引导学生主动发现问题，独立解决问题，为培养具有创新精神和创新能力的高素质复合人才提供有力支撑，推动国民经济和科学技术的进一步发展。

（三）综合能力考核措施不足

“木材化学基础”课程需要培养学生的专业知识、思考和动手能力、科研素质。“研究型学习”教学对学生的专业技能素质、外语水平、科研能力等提出了更高的要求［1］。目前，“木材化学基础”对学生学习效果的评价结果主要来源于期末考试，并结合由考勤和作业成绩组成的平时成绩，学生往往采取临时抱佛脚、死记硬背的方法应付考试，因此平时的学习时间和精力较散；且单独的期末考试缺乏学生综合能力和素质的有效体现，学生难以真正掌握木材化学基础的专业知识并学以致用。因此，有必要改革学生学习效果的评价体系，采用多元化的评价措施，囊括对学生专业技能素质、外语水平、科研能力的考核，实现学生综合能力的培养和提升。

二、研究型教学模式的改革措施

（一）优化教学内容

从传统教学模式向研究型教学模式转变，需要创新地组织教学内容。依据学科前沿动态与社会发展需求实时更新知识体系，以便契合“木材化学基础”的课程目标，体现课程的科学性与时代性。“木材化学基础”课程的研究型教学模式仍需要以木材组分的构造与化学性能为出发点，以纤维素、半纤维素以及木质素的理化性质、化学反应与利用为主线，在系统介绍课程基础理论知识的基础上，将学科发展动态、研究热点与实际应用相结合，使其更加贴近人类的生活生产和前沿的科学研究。通过化学手段调控木材的微观结构、组分的理化性质，可以操控木材的光、热、电、声等特性。利用化学方法脱除木材纤维细胞中55%的木质素和67%的半纤维素，可构筑具有3D结构的超强木材，其强度是原始木材的六倍，能够匹及广泛使用的轻质铝合金材料，有望应用于建筑和交通等领域［2］。运用化学脱木质素策略，选择性地降解溶出木质素黏合剂和薄壁细胞，可以在几乎没有机械损伤的情况下大规模分离竹材的纤维素纤维，且赋予竹纤维素纤维极高的机械性能，其力学性能明显超过木材纤维，与人造碳纤维相当，因此可以制造高性能的复合材料，降低合成高分子纤维和碳纤维使用，大幅度减少碳排放，助推“双碳”目标［3］。针对木材易吸收潮湿空气和微生物侵蚀而发生变形、开裂、发霉等问题，采用原子转移自由基聚合法在木材表面接枝含氟单体，可开发具有超疏水、自清洁、抗霉菌等特性的木材［4］。通过教学内容的优化，将课程基础理论知识与学科发展动态和研究热点相结合，激发学生的学习兴趣和热忱。

此外，研究型教学模式在教学过程中鼓励学生将木材化学的知识与自身研究课题相结合，以提升学生综合能力为重点，着重培养学生应用理论知识分析、研究前沿课题并解决科研难题的创新能力。采用研究型教学模式激发学生对科研问题的讨论和质疑，培训学生的科研创新思维，同时实现林业工程与物理、化学及相关学科之间的知识交叉融合。

（二）实施多元化教学方法

1.课堂教学是教学过程中的重要环节。为了实现课程的教学目标，课堂教学应该重塑课程内容，创新教学方法，打破课堂沉默状态，焕发课堂生机活力，充分发挥课堂教学主阵地、主渠道、主战场的作用。课堂教学以学生为中心，采用精讲与自学并重模式，在教学过程中积极融入学术研究和科技发展的前沿成果，体现出课程的前沿性与时代性。需要加强课堂教学的过程管理，针对教学内容的重点、难点，采取启发式、参与式、探究式、讨论式、翻转课堂或混合式等多元化教学方法，及时将木材基新材料和木材化学改性策略引入课堂，实现学生科研理念和思维及时更新换代。以解决实际科研的问题为导向，充分调动学生的学习兴趣，进而构筑学生的创新思维和科研素养，最终培养学生掌握分析、归纳、总结和产出正确科研结论方法的能力。

2.教学资源的丰富多样化。充分利用现代教学工具和手段，例如MOOC、超星、微课以及QQ群等手机App和电脑软件等现代信息技术手段，建立“木材化学基础”课程的第二课堂，将该课程的学习从课堂延伸到课外。例如通过教学QQ群提前发布教学内容、专题讨论课题、最新科研成果等信息，激发学生的学习兴趣和热忱，实现学生从被动学习者到主动参与者和完成者的有效转变。同时分享与“木材化学基础”相关的书籍、文献、网站、公众号等资源，开发学生的学习新渠道，提升学生的阅读能力和知识储备量，强化课程的学习广度。完成线上自主学习与线下课堂学习的有机融合，引导学生进行探究式与个性化学习，开启学生的内在学习潜力和学习动力，培养学生的终身学习能力。此外，授课教师不断发布课题任务并及时回复解答学生的问题，促进师生之间、学生之间的交流互动，对学生的学习效果进行实时追踪，提升学生的学习效果。

3.引导学生参加国内外专家学者举办的专题讲座和学术会议。通过学术界科研工作者和企业界工程师的报告交流，实现学生与业界大佬的交流，引导学生积极跟踪学科发展动态和研究热点，拓宽学生的知识面、强化学生的知识层次，激发研究生的科研兴趣与热情，提升研究生的创新能力和创新精神。

（三）改革评价体系，培养综合能力

传统考核模式存在期末考试成绩比重过大、考核形式单一等弊端，难以实现对学生综合能力的合理评价。“木材化学基础”需要以激发学生的学习动力和专业志趣为出发点，着重突出学生综合能力的评价内容。“木材化学基础”的考核评定模式采用多元化的综合考评方式。学生的综合评价包括专题讨论、课堂参与度、课程论文、课题汇报、期末考试等多种考核形式。通过课堂问答、课后作业以及课堂测验等，考查学生对课堂授课内容的及时掌握情况。专题分析和小组讨论考查学生查阅文献资料、沟通交流、逻辑思维以及分析解决综合性、开放性问题的能力。通过课程论文的选题和撰写，利用论文式的评价方式要求学生对与研究课题密切相关的木材化学知识进行综述，并提出自己的见解，提高学生对所学知识的消化、吸收、再现的能力，培养学生发现问题、解决问题的科研素养。要求学生根据撰写的课程论文制作PPT并进行答辩式汇报，锻炼学生的语言组织表达、科研思维、知识整理等能力，考查学生的创新能力以及团队协作意识。

结语

基于“木材化学基础”的课程建设背景、教学方法、考核措施等教学现状，本文从优化教学内容、教学方法和评价体系等方面提出了课程研究型教学模式改革的措施和策略，重在激发研究生的科研热忱和创新精神，锻炼研究生的综合素养，提升研究生培养质量，更好地服务于高等农林院校的特色专业的高素质人才培养。

参考文献

［1］卢贝丽，唐丽荣，吕建华.农林院校高等有机化学研究型教学模式的探索［J］.广州化工，2021，49（19）：188-189+200.

［2］XIAO Shao-Liang， CHEN Chao-Ji， XIA Qin-qin， et al. Lightweight， strong， moldable wood via cell wall engineering as a sustainable structural material［J］.Science，2021，374（6566）： 465-471.

［3］LI Zhi-han， CHEN Chao Ji， XIE Hua-Yao， et al. Sustainable high-strength macrofibres extracted from natural bamboo［J］.Nature sustainability， 2021，5（3）：235-244.

［4］WANG Yu， TANG Zu-wu， LU Sheng-chang， et al. Superhydrophobic wood grafted by poly（2-（perfluorooctyl）ethyl methacrylate） via ATRP with self-cleaning， abrasion resistance and anti-mold properties［J］. Holzforschung，2020，74（8）：799-809.

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