劉 華

(中國石油大學(xué)(華東) 地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院, 山東 青島 266580)

借鑒國外經(jīng)驗 改革研究生教學(xué)模式

劉 華

(中國石油大學(xué)(華東) 地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院, 山東 青島 266580)

為了借鑒國外研究生課程教學(xué)的理念,在系統(tǒng)參與美國德克薩斯州大學(xué)奧斯汀分校研究生實驗課程“掃描電鏡技術(shù)”的基礎(chǔ)上,分析了實驗教學(xué)的特色,重點剖析了實驗課程的教學(xué)體系和授課模式,其中,與科研結(jié)合、問題導(dǎo)入的設(shè)計性實驗特色明顯,對提高研究生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力以及獨(dú)立分析能力成效顯著。借鑒該實驗教學(xué)模式,應(yīng)建立適合我國專業(yè)特色的研究生實踐課程教學(xué)體系。

實驗教學(xué)； 教學(xué)模式； 創(chuàng)新能力； 研究生教育

根據(jù)我國《學(xué)位條例》規(guī)定,研究生要在本門學(xué)科上掌握堅實的基礎(chǔ)理論和系統(tǒng)的專門知識,課程學(xué)習(xí)在研究生整個培養(yǎng)過程中具有重要的作用和地位[1-2],尤其是以實驗為主導(dǎo)的實踐教學(xué)把基礎(chǔ)的理論和各種技能及方法加以歸納、分析、互相滲透[3-4],是提高學(xué)生創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)[4]。與歐美等教育強(qiáng)國的將培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力和創(chuàng)新意識作為實踐教學(xué)的核心理念[5-7]相比,我國研究生的課程教學(xué)方式明顯缺少研究性[8-9],需要借鑒國外的先進(jìn)教學(xué)理念為我國高等教育的課程改革提供思路。美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校(The University of Texas at Austin)杰克遜地球科學(xué)學(xué)院(Jackson School of Geosciences, JSG)的地球科學(xué)學(xué)科在全球排名19,在人才培養(yǎng)方面極具優(yōu)勢?；诘厍蚩茖W(xué)學(xué)科理論性和實踐性強(qiáng)的特色[10],該校特別重視實驗、實習(xí)等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)[6],并在研究生的教學(xué)中注入了與科研結(jié)合的特色,對研究生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)起到了重要作用?；诖?筆者根據(jù)在JSG學(xué)院訪學(xué)一年的聽課機(jī)會,以研究生實驗課程“掃描電鏡技術(shù)”(electron microbeam techniques)為例,總結(jié)了該課程的實驗教學(xué)特色與模式,并論述了對我國研究生課程建設(shè)的啟示。

1 實驗課程教學(xué)概況

“掃描電鏡技術(shù)”是美國德克薩斯大學(xué)開設(shè)的一門基于地質(zhì)類的實驗課程,主要面向地質(zhì)類的碩士和博士研究生,其他專業(yè)的研究生也可選修。課程由掃描電鏡實驗室的負(fù)責(zé)人Donggao Zhao教授主講,并由博士生Brent Jackson做助教。課程主要介紹電子微光束的分析方法以及在地學(xué)研究中的應(yīng)用,具體包括掃描電子顯微鏡(SEM)、環(huán)境掃描電子顯微鏡(ESEM)、電子探針顯微分析(EPMA)、X射線衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、掃描透射電子顯微鏡(STEM)、背散射電子衍射(EBSD)和X射線能量色散譜(EDS)等儀器操作與分析,以及各類樣品的制備方法。通過課程學(xué)習(xí),能夠了解所講實驗設(shè)備的原理,并親自動手制備樣品、獲得數(shù)據(jù)、對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和應(yīng)用。

該實驗課貫穿整個學(xué)期,一周2次理論課程(每次50 min)和1次實驗課(每次3～4 h),每次理論課后安排2 h時的答疑時間,以滿足學(xué)生的不同需求。實驗課采用分組教學(xué),每組人數(shù)不超過5人,保證每個學(xué)生有足夠的時間進(jìn)行儀器操作。最終的課程考核由實驗課作業(yè)(40%)、期中測試(20%)、期末測試(20%)和專題研究(20%)4部分構(gòu)成,兼顧了理論知識、動手能力、分析問題等多方面的考核。

2 實驗課程教學(xué)模式特點

研究生的能力是在學(xué)習(xí)知識的基礎(chǔ)上經(jīng)過培養(yǎng)訓(xùn)練和實踐形成發(fā)展起來的,包括獲取知識的能力、分析問題和解決問題的能力等,這也是課程建設(shè)最為注重的方面。根據(jù)美國德克薩斯大學(xué)“掃描電鏡技術(shù)”課程的特點,在培養(yǎng)研究生能力方面存在以下特色:

(1) 課程內(nèi)容緊跟學(xué)科前沿?！皰呙桦婄R技術(shù)”課程所介紹和應(yīng)用的實驗設(shè)備先進(jìn),均是目前科研中用到的高端設(shè)備(例如電子探針、環(huán)境掃描電子顯微鏡、掃描透射電子顯微鏡等儀器),與我國陳舊的教學(xué)設(shè)備形成了鮮明的對比。實驗課程沒有統(tǒng)一的教材,實驗內(nèi)容由任課教師根據(jù)學(xué)科發(fā)展而動態(tài)制定。在高級設(shè)備的支持下,所有實驗內(nèi)容緊隨學(xué)科發(fā)展的科技前沿,在知識學(xué)習(xí)與應(yīng)用技能培養(yǎng)上始終占據(jù)著高起點,讓學(xué)生能夠及時地了解本學(xué)科新的發(fā)展領(lǐng)域和科技生長點,加速對前沿知識的獲取能力,培養(yǎng)研究生的科技創(chuàng)新意識。

(2) 管理理念以教學(xué)為本。高精端的實驗設(shè)備是教師和研究生科研的必備手段,也是學(xué)科擁有國際學(xué)術(shù)地位的重要支撐,但是在教學(xué)和科研之間,德克薩斯大學(xué)采取的是“以學(xué)生為先、以教學(xué)為本”的管理理念。所有實驗設(shè)備率先保證實驗教學(xué)的正常使用,其他時間對外開放用于科研；教學(xué)使用免費(fèi),科研使用則計時收費(fèi),所收費(fèi)用用于維持設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)與更新,同時為開設(shè)新的、前沿的實驗課程提供資金保障。這種“以研養(yǎng)學(xué)”的先進(jìn)理念,為提高研究生教學(xué)質(zhì)量起到了積極的作用,同時增強(qiáng)了學(xué)科在國際上的知名度,為吸引全球優(yōu)秀學(xué)子、提高學(xué)科聲譽(yù)奠定了雄厚的基礎(chǔ)。

(3) 動手操作貫穿全過程。實驗課在簡單介紹實驗要求之后,便讓學(xué)生自行操作與分析。為了增強(qiáng)學(xué)生的動手能力,每臺實驗儀器均配備詳細(xì)的操作手冊,學(xué)生按照操作要求從最基本的步驟入手,樣品的制作及實驗設(shè)備的開、關(guān)、清理等均由學(xué)生自己完成,學(xué)生的動手操作貫穿全過程,教師的任務(wù)則是耐心地觀察學(xué)生的各項操作,保證實驗操作的安全并及時給予適當(dāng)?shù)奶崾九c幫助。整個教學(xué)過程中,教師顯得“很懶”,懶得說、懶得做,極大程度地鍛煉了學(xué)生的動手能力。由于高端儀器少,不同學(xué)生操作時其他學(xué)生都在觀摩學(xué)習(xí),利于每位學(xué)生熟悉操作過程。此外,學(xué)生操作實驗時教師給出的要求會因人而異,不斷提出新的問題讓接下來的學(xué)生完成。通過教師對不斷出現(xiàn)的問題的解答,大家可以獲取更多的操作知識,提升了對實驗儀器的了解。這種系統(tǒng)性的操作流程提高了學(xué)生的動手能力,也提升了學(xué)生對實驗教學(xué)的全方位把握。

(4) 專題研究提升科研能力。該課程最大的特色是以設(shè)計性實驗為主的專題研究,選課的研究生需要將所學(xué)的實驗理論和技能與各自的研究方向相結(jié)合,尋找科學(xué)問題、設(shè)計實驗內(nèi)容和操作流程、進(jìn)行實驗操作分析,最后進(jìn)行答辯。由于選課的研究生從事的科研方向不同(如石油地質(zhì)、沉積儲層、化學(xué)等方向),因此,選課的具體目標(biāo)存在較大差異,所學(xué)實驗設(shè)備在自身科研領(lǐng)域的應(yīng)用也不同?；诖?統(tǒng)一的綜合實驗不能較好地服務(wù)于研究生開展的論文研究,與自身科研方向相符的實驗設(shè)計與分析顯得尤為重要。

課程在第4周開始著手布置研究專題,每位學(xué)生需向主講教師提交自己的實驗設(shè)計方案及要解決的科學(xué)問題,方案審核通過后,開始進(jìn)行實驗室的預(yù)約與操作,3個月后統(tǒng)一答辯。通過該項訓(xùn)練,學(xué)生必須自己學(xué)會提出問題,無形中由被動去實驗,變成主動做實驗,實現(xiàn)了角色的轉(zhuǎn)變,提升了教學(xué)效果。此外,將實驗教學(xué)與研究融為一體,學(xué)生要深入思考自己從事研究領(lǐng)域的科學(xué)問題,在學(xué)中研、研中學(xué),實現(xiàn)了研究生創(chuàng)新能力、綜合素質(zhì)的全面提升,為后期論文的順利完成提供了重要的技術(shù)保障,也是實施研究生創(chuàng)新精神培養(yǎng)的重要舉措。

3 對我國研究生課程建設(shè)的啟示

與國外研究生實驗課程教學(xué)相比,我國的研究生課程明顯缺少研究性,不能有效地激發(fā)學(xué)生的探索精神與提出問題的能力,應(yīng)借鑒國外經(jīng)驗進(jìn)行改革。

3.1 以科研導(dǎo)入為主,注重理論與實踐體系建設(shè)

培養(yǎng)科研能力是研究生教育的根本,也是區(qū)別于本科生教育的關(guān)鍵。實踐是理論聯(lián)系實際的有效途徑,是誘發(fā)研究生潛在創(chuàng)造能力的有效方法[11]。借鑒國外模式,應(yīng)建立理論與實踐并重的課程體系,突出方法論在理論課程中的位置,突出科研導(dǎo)入在實踐教學(xué)中的應(yīng)用。應(yīng)加大與科研結(jié)合的實踐教學(xué)體系建設(shè),增加最新科研成果向教學(xué)內(nèi)容的轉(zhuǎn)化,增加科學(xué)研究的案例庫建設(shè),提高研究生的實踐能力培養(yǎng)。

3.2 以問題為本進(jìn)行教學(xué)模式改革

提出問題、設(shè)計研究方案以及解決問題是研究的3大核心要素[12],而提出問題往往比解決問題更為關(guān)鍵。因此,在研究生教學(xué)模式改革上,采用以“解決問題”為切入點,加大“以問題為導(dǎo)向”的教學(xué)形式比例,才能凸顯研究生教育的本色。根據(jù)教師講授的理論和方法,讓學(xué)生獨(dú)立思考課程與自己科學(xué)研究方向的關(guān)系,學(xué)習(xí)提出科學(xué)問題,通過鍛煉增加研究生學(xué)習(xí)的目的性,提高學(xué)習(xí)的自主性,讓研究生形成自主研究、分析、解決問題的意識,充分地誘發(fā)出研究生的潛在創(chuàng)造能力,從而更好地服務(wù)于科學(xué)研究。

3.3 以科研實驗室為依托擴(kuò)充前沿實驗技術(shù)

我國研究生課程講授以理論為主,結(jié)合高端科研設(shè)備的課程很少,制約了研究生對前沿技術(shù)的了解和掌握，往往只有擁有高端科研平臺團(tuán)隊中的研究生可以接觸到,而對于廣大研究生來說則與前沿技術(shù)脫軌明顯。因此,借鑒美國模式,建立以科研實驗室為依托的課程,讓廣大研究生有機(jī)會接觸和深入了解前沿的實驗技術(shù),對培養(yǎng)研究生的整體科研素質(zhì)很關(guān)鍵。

4 結(jié)語

我國研究生教育與國外相比,最大的差距是創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),唯有改革研究生的課程教學(xué)體系、鼓勵教師探索多樣化的教學(xué)方式才能對研究生進(jìn)行全方位能力的培養(yǎng)。與科研方向相結(jié)合的設(shè)計類實驗、以科研實驗室為依托的課程建設(shè)，對于培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力起到了極大的助推作用,不僅增加了學(xué)生動手實踐的機(jī)會,更保障了研究生創(chuàng)新潛能的開發(fā),滿足個性化培養(yǎng)的需要,值得推廣。

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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

山東省研究生教育創(chuàng)新計劃項目“基于研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的專業(yè)核心課程教學(xué)模式研究”(SDYY15138)；中國石油大學(xué)(華東)教學(xué)改革項目“慕課視野下油田開發(fā)地質(zhì)類課程創(chuàng)新型教學(xué)模式探索”(JY-B201601)

劉華(1977—),女,山東博興,博士,副教授,中國石油大學(xué)(華東)地學(xué)院副院長,主要從事油氣地質(zhì)方向的教學(xué)、科研與管理工作.

E-mail：liuhua77@upc.edu.cn

G642.0

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1002-4956(2017)5-0158-03