材料类专业研究生材料学科前沿课程教学新模式探索

摘  要：作为研究生的科研启蒙课程，材料学科前沿课程正逐步成为提升我国材料类研究生创新意识与创新能力的重要途径。然而当前材料类学科前沿课程教学模式还存在着课程体系不完善、教学模式单一、课程框架不明确等共性问题，需要从学科特色建设出发，探索材料专业研究生学科前沿类教学体系改革。材料科学前沿课程改革需立足于充分发挥学生在课堂中的主体作用，核心在于强化学生的自主学习与课堂交流讨论，辅以教师的精讲与个性化指导，最终为研究生构建坚实的学术研究基础，促进其综合素质的全面提升。

关键词：材料专业；学科前沿；研究生课程；教学改革；人才培养

中图分类号：G643      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2025）09-0077-04

Abstract： As a research enlightenment course for graduate students， the course Frontiers of Materials Science is gradually becoming an important way to enhance the innovation awareness and ability of materials related graduate students in China. However， there are still common problems in the current teaching mode of cutting-edge courses in materials science， such as incomplete curriculum system， single teaching mode， and unclear curriculum framework. It is necessary to explore the reform of the teaching system of cutting-edge courses for graduate students majoring in materials science from the perspective of disciplinary characteristic construction. The reform of cutting-edge courses in materials science needs to be based on fully leveraging the role of students as the main body in the classroom. The core is to strengthen students' autonomous learning and classroom communication and discussion， supplemented by teachers' intensive lectures and personalized guidance， ultimately building a solid academic research foundation for graduate students and promoting their comprehensive quality improvement.

Keywords： materials science; frontiers of disciplines; graduate courses; reform in education; talent cultivation

近年来，随着新材料技术的迅猛发展与全球材料研究的持续繁荣[1]，材料学科前沿课程应运而生，作为材料科学与工程学科的核心基础课程，它全方位覆盖了国内外材料科学研究的最新动态、新材料的创新合成技术、新材料在各行业中的广泛应用等等。该课程不仅传授了材料科学的前沿理论知识，还作为连接基础理论与专业实践的桥梁，帮助学生构建起扎实的理论基础，并了解新材料技术的最新进展。在教学过程中，专业授课教师依托深厚的专业功底，将近年来材料科学领域内最具代表性的前沿成果融入课堂，旨在激发学生对材料科学的兴趣，培养其创新思维与解决问题的能力，为他们未来的科研探索与职业发展奠定坚实的基础。

近年来，国内多数高校都已开设了各式学科前沿课程[2-4]，在培养创新人才方面做了许多尝试，但在开展模式上都是因校而异，并未形成较为完善的课程体系，教学与科研失衡、教学模式单一、研讨式教学实施不力和课程框架不明确等共性问题依然存在，导致学生前沿知识缺乏、跨学科知识整合能力不足、学习兴趣不高等。从理论层面剖析研究生学科前沿课程的核心内涵与系统特征，探索实施高质量研究生学科前沿课程的建设路径，具有重要的理论意义及实践价值。

一  学科前沿课程内涵分析

学科前沿课程作为解决研究生教育中课程质量及内容滞后问题的关键策略，已广泛获得各研究生培养单位的认可，被视为激发我国研究生创新思维与创新能力的重要载体。刘畅等[5]的研究将此类课程界定为聚焦于学科前沿进展的专业深化课程，林志勇等[6]则全面概括了这类课程的理论深度、前沿探索及实践应用的三大核心特质，徐红[7]则进一步强调其旨在紧跟学科发展脉络，为研究生科研能力构筑导航灯塔。“前沿”的概念不仅指向学科内部的最新动态，更是指向未知领域的探索。其精神内核聚焦于激发研究生的创新意识与创新能力，促使学生在掌握专业知识的同时，对未来职业生涯所需技能产生浓厚兴趣与深刻认知。因此，这类课程远非简单的专业导向课程，旨在引导学生跨越既有知识体系，直面并挑战学科前沿的未知领域。

二  学科前沿课程教育教学现状及问题

（一）  课程教学现状

前沿学科，作为学科群中的领航者，常以专业课程或专业选修课程的形式出现，旨在提升特定专业领域的科研水平，促进产学研深度融合，是实现研究生教育高质量发展的重要一环。随着科技的飞速发展，学生的学习资源日益丰富，教学环境更加开放，教学手段也更加多元化。在此背景下，学科前沿课程的教学正经历着深刻的改革与创新。例如，林志勇等[6]选取高等燃烧学作为案例，详尽剖析了课程内容架构、课堂教学方法及课程实践活动如何塑造研究生的学习态度与科研兴趣。与此同时，张浩鹏等[8]在计算机视觉领域，汲取一流高校的研究型教学精髓，实施以研讨会为核心的教学模式，显著增强了研究生的科研探索能力。秦志辉等[9]针对纳米复合水凝胶学科特性，创新性地融入MXene基复合水凝胶章节及最新科研成果，不仅丰富了课程内容，还使得水凝胶力学性能测试的课堂变得生动有趣。邸书灵[10]则巧妙地将教学内容区分为前沿技术专题与基础知识回顾两大板块，并紧密关联行业最新动态与热点事件，有效激发了学生的求知欲与自我提升的内在动力。于少娟等[11]构建了新能源技术应用专题的网络研究型课程平台，针对电气工程类学科前沿课程，在新教学模式下进行教学设计的深度思考与实践，通过优化教学流程与整合数字化教学资源，显著提升了教学效果。迟虹等[12]则通过案例教学与翻转学习相融合的教学改革策略，紧密对接产业界的新工艺发展，将化学专业的理论知识与实践教学无缝对接，极大地提高了化学学科前沿课程的教学质量与学生的实践能力。

（二）  存在问题

随着研究生教育规模的不断扩张与培养类型的日益多样化，单纯聚焦于学科知识的传统课程设置已难以满足社会经济的快速发展需求，这在一定程度上限制了我国研究生教育质量与效益的进一步提升。尽管学科前沿类课程领域已有多所高校实施了成效显著的教学改革，但在实际教学过程中，仍暴露出以下亟待解决的问题。

教学与科研失衡：当前，无论是教师还是学生，普遍将研究生阶段的教学视为次要于科研训练的任务，导致课程学习常被视作完成学分、敷衍了事的任务。此外，课程内容往往过于依赖基础知识的堆砌，更新缓慢，削弱了课程的时效性和前沿性。

理论与实践脱节：材料学科研究生的研究课题广泛涉及新能源、半导体、纳米、高分子及薄膜等多个前沿领域，但现有的专业实践基地难以全面覆盖，限制了研究生在专业实践中的深入探索。同时，课堂教学过于偏重理论讲授，缺乏对学生创新实践能力的培养，降低了课程的吸引力和学生的参与热情。

授课方式单一：在研究生课程教学中，教师往往占据主导地位，极少运用讨论、实验、调查、演讲和翻转等现代化、混合式教学方法，普遍使用的是“灌输式”“满堂灌”授课方法，而学生则处于被动接受的状态，难以激发学生的学习兴趣和主动性。此外，传统的考核方式也过于死板，过分依赖考试成绩，忽视了对学生综合素质和实践能力的评价。

研讨式教学实施不力：尽管有尝试引入研讨式教学，但实际效果并不理想。课堂上仍以教师讲授为主，讨论环节不足，未能充分发挥研讨式教学的优势。这主要是因为研讨式教学对教师和学生都提出了较高的要求。一方面，授课教师需要广泛阅读最新的学术文献，确保教学内容的时效性和前沿性，同时在教学内容的构建上，需兼顾深度与广度；另一方面，学生在参与前沿讨论课时，往往面临基础知识和动手能力不足的挑战。例如学生难以无障碍阅读英文文献、对相关专题的基础知识了解不够深入等。

三  以材料学科前沿课程为例，探索研究生教学体系新模式

为了适应新的发展需要，亟需探索学科前沿课程新的教育教学理念，建设创新性的学科前沿课程，培养具有多元化、科研创新能力的卓越人才。具体到材料学科前沿课程，其不仅承载着广博的知识体系与复杂的学科结构，更是连接理论探索与实践应用的桥梁。必须坚持理论与实例并重的原则，在讲清楚基本知识的基础上，要特别重视案例教学，将现实生活中的材料与理论知识联系起来，以增强学生对材料专业的兴趣，激发学生学习材料专业的潜力。

（一）  课程改革思路

针对研究生学科前沿类课程的独特性质，必须采用教学手段的多元化与创新策略。具体地，教师灵活采用课堂讲授、深度小组讨论及专题汇报等多元化的教学模式，构建互动性强、启发性高的学习环境。在此环境中，鼓励学生积极提问、独立思考与深入探索，旨在促进学生对新材料前沿领域的深刻理解与浓厚兴趣。

在课程内容构建上，着重强调前沿理论的引领作用，积极引入新能源、新材料及新技术的最新进展，以此拓宽学生的专业视野，使其能够紧跟时代步伐，把握学科前沿动态。为进一步优化教学效果，积极建设校园网上的精品资源共享课程平台，实现教学资源的全面开放与共享，为学生提供便捷的自主学习与复习巩固途径。教师通过平台实时分享最新的研究成果与行业资讯，确保教学内容的时效性与前沿性。同时，为促进教师间的学术交流与合作，考虑建立教师学术交流平台，为教师搭建资源共享、经验交流的桥梁，有助于形成浓厚的学术氛围和强大的教学科研合力。

在教学方式的创新上，因材施教，根据课程内容与学生特点，灵活采用多样化的教学方法。对于基础理论知识的传授，以课堂讲授为主，但注重穿插即时讨论，以增强课堂的互动性与学生的参与度，确保知识体系的系统性与连贯性。而在探讨国内外研究现状时，采用系列化主题报告的形式，鼓励学生以小组合作的方式，自主搜集资料、设计研究方案，并撰写报告进行课堂展示与深入讨论。

（二）  主要实施策略

1  高水平学科前沿专题模块优选

为了充分发挥学校、学院及教师的研究优势，并有效提升学生的学术研究素质，采取专题教学模式。在选择专题时，做到有的放矢，既不过于宽泛导致内容浅显，也不过于狭窄而限制了学生的视野。根据总体课时安排，确保每个专题都能获得至少3个课时的深入探讨。当前，我们采取专题教学模式，每学期设定15个专题，每个专题紧密围绕一种先进材料或领域展开。这些专题的选择紧密依托教师们的科研经历与最新成果，确保了教学内容的前沿性、实用性和深度。根据教师的专长和研究成果，指派最适合的教师担任相应专题的任课老师，以确保教学质量和学术权威性。