培养研究生创新能力的材料专业课程教学改革与实践

1、 培养研究生创新能力的材料专业课程教学改革与实践摘 要:研究生课程教学是研究生创新能力培养的重要环节。本文结合材料专业硕士研究生课程的教学实践经验,介绍了从教学大纲入手,在教学内容、教学方法和教学评价三方面进行的实践与探索。项目的实施构建了以创新能力培养为目标的材料专业课程教学模式,提高了研究生教学的质量。关键词:研究生创新能力 材料专业课程 教学改革中图分类号:g420文献标识码:a文章编号:1674-098x(2012)01(a)-0164-0221世纪是知识经济的时代。国与国之间的竞争,归根结底是知识的竞争、人才的竞争,特别是创新人才的竞争。研究生教育是建立和发展研究型大学的基石,研究生

2、培养目标的确立直接影响和决定着研究生培养的质量。创新能力的培养是研究生教育的核心内容,也是提高研究生教育质量的重要标志。如何有效地培养研究生的创新能力将成为衡量研究生教育成效的最高标准1。南京航空航天大学近来深入开展以“提高质量、注重创新”为核心的研究生教育教学改革,创新能力的培养成为研究生课程的教学改革的主线。研究生课程教学通常安排在研究生入学后的第一年,课程学习结束后才展开学位课题的研究,研究生如果能在课程学习阶段充分培养科研能力,在随后的学位课题研究中将会举重若轻,而如果没有抓住课程学习这一培养科研能力的契机,研究生势必在科研选题、科研方法、统计分析、论文写作等方面遇到极大的困难。作为研

3、究生的任课教师,结合材料学院建设科研型学院的目标,在系统总结了近年来课程的教学经验基础上,开展了“科研能力导向型”研究生课程教学改革,制定并不断完善了以强化创新能力的培养为中心的材料专业研究生课程教学大纲。以教学大纲为指导,从教学内容、教学方法和教学评价多方面进行了实践探索。项目的实施增强了学生的科研创新工作能力,实现了材料专业研究生培养模式的转变:变重“理论”培养为重“创新意识和思维能力”的培养;变重“传承”培养为重“理论联系实际创新能力”的培养。1 制定并完善创新能力培养为中心的材料专业研究生课程教学大纲教学大纲是一门课程教学的指导性文献,研究生课程的教学大纲反映的是研究生教育在教学内容、

4、教学方法和手段、教学评价等方面的有机结合,完善的教学大纲是保障研究生教学质量的基础,也是反映研究生课程建设水平的关键。传统研究生教育观念与现代研究生教育观念的重大区别之一在于是否重视创新能力的培养。传统研究生教育观念是以教学内容的稳定性和单一性为基本出发点,以知识的记忆和再现为基本目标的教育教学理念。对于知识性质的这种理解,决定了传统的研究生教育观念把掌握知识本身作为教学的目的,把教学过程仅仅理解为知识的传授和积累过程。按传统教育观念制定的课程教学大纲指导下的研究生教育成了本科教育的简单延续,教师在教学过程中只是对教材和教案负责,而研究生也只是满足于考试顺利过关,形成了以研究生的学习模仿、操作

5、、继承和背诵为特征的学习方式,严重偏离研究生教育的目标,研究生的创新能力根本得不到重视2,3。为了突破传统教育观念的对研究生的创新能力培养束缚,材料专业课程教学改革必需从修订课程的教学大纲入手。在系统总结了近年来教学经验基础上,根据材料类研究生创新能力培养的特点和要求,我们制定并不断充实完善了以强化创新能力的培养为中心的材料专业研究生课程教学大纲,将“以学生为本”、“以强化创新能力的培养为中心”有机地贯彻到教学内容、教学方法和手段、教学评价等课程教学的各个环节中。以此大纲为指导,授课教师不仅把本专业的基础知识、最前沿的学术动态带到了课堂,更重要的是把如何进行创新性思考和怎样寻求解决问题的方法带

6、给了学生。以晶体缺陷与强度理论为例,下面介绍我们按新大纲指导下组织教学,在教学内容、教学方法和教学评价三个方面所开展的材料专业课程教学改革的探索与实践。2 教学内容的设置要把知识的传授融入研究生创新能力培养过程中研究生课程的教学是研究生学术能力培养的基石。研究生科研创新能力必须经历一个系统、严谨和刻苦磨练的过程,这一过程始于研究生教学。通过教学环节的引导,研究生才能够真正领略到专业问题研究的方法和路径。研究生教育的教学内容要体现知识补充、能力提高和素质培养三方面的协调发展,在课程教学过程中实施研究性教学,将知识传授融人研究生创新能力和素质培养的全过程4。2.1 体现教学内容的新颖性,拓展研究生

7、的理论知识课程内容的更新主要反映在学科的最新发展上,对课程的基础理论部分可以保持相对稳定,而对介绍最新发展的部分则可以有较大灵活性。研究生的课程教学是在学生掌握本专业的基础理论基础上而展开的以实现了创新思维培育和实际问题分析能力提高的为目标的教学活动,任课教师要能够与时俱进,及时更新教学内容,将新理论、新案例和新趋势充实到教学内容中。有些课程有一本主要的教材,但是多数课程只有若干参考教材。教师会详细列出指定阅读的参考文献资料,并能够向学生提供这些参考文献,以供学生购买或者借阅。这些指定教材和参考文献每学期都会更新,学生可以跟随教授的课程同步感受学科领域里的前沿问题,研读最新的研究成果。晶体缺陷

8、与强度理论一直是作为材料专业研究生的学位必修课,它是在本科材料科学基础等专业课程学习的基础上,以提高学生的专业理论水平和分析能力为目的的重要理论课程。近年来由于专业面拓宽,材料领域的迅速发展,加上跨学科招生等生源的变化,原有的教学内容不能适应当前的研究生教学培养要求。为此,我们删去了为复习巩固本科所学知识而与材料科学基础重复的课程内容,指定了上海交通大学林栋梁教授编写的晶体缺陷、宋余九主编的金属的晶界与强度及石德珂主编的位错与材料强度等教材为主要参考教材,同时增加了本专业领域著名杂志上发表的有关耐高温材料及耐腐蚀材料、纳米材料、生物医用材料、新能源材料等领域文献为案例,将最新科研成果和最新进展

9、最大限度地融入到教学内容之中。学生的每次授课内容相对应的阅读文献,同时还会有相应的作业或者小论文需要学生在课后阅读相关文献获取最新的知识独立思考完成。2.2 体现课程体系的系统性,鼓励交叉学习,注重专业知识的综合运用能力培养本科阶段的学习侧重于基础,而研究生的教学应侧重与本学科的理论脉络、专业知识体系结构学习,注重专业知识的综合运用能力培养。我们在晶体缺陷与强度理论教学中重视材料专业课程间的衔接,如在讲述凝固过程中位错的形成的有关内容时,我们就把凝固理论与固态相变中的溶质再分配、成分过冷、晶体的生长方式,材料的现代分析原理中的位错实验分析手段的相关知识点联系起来,学生能够从全面系统的掌握所学的

10、内容。近年来,随着跨学科招生等研究生培养的变化,从事纳米材料、功能材料等研究方向的研究生都从交叉学科的互补教学中受益。2.3 体现学生学习的主体性,培养学生的思辩能力学生是学习的主体,研究生阶段的学习与本科最大的不同在于对本学科专业基础课的研读是必须的,在此基础上对经典论著的批判性分析则是培养其思辩能力和研究分析能力的关键环节。例如晶体缺陷与强度理论教授加工硬化内容时,1934年taylor首次提出加工硬化至今,流派很多,尚未形成统一理论。在课堂上,我们会对不同流派的主要观点进行详细的讲述,学生通过自己的知识判断每一理论流派的合理和不足之处。以充分调动研究生的主动性和提高教学效果为指导,合理安

11、排课堂讲授、讨论和课后自学的专题教学内容,从不同的角度培养研究生的学术思辩能力。3 多种教学方法并举,建立和发展创新型的思维方式传统的研究生教育观念下的研究生教学方法为灌输式教学,这种教学方法把研究生只看成是知识接受者,而忽视其学习能动性的培养,不重视对研究生进行创造性思维方式的培养和训练。教学方法的改革是研究生创新能力培养的关键环节,其核心以突出在教学中引导学生“如何思考”,而不是“思考什么”,简言之,就是启发、引导和激励学生去主动建立和发展创新型的思维方式5。基于对学生的创新能力培养,始终强调以学生为主体,教师为主导的思想,依据教学内容的性质采用不同教学方法和手段。课堂讲授内容重点放在讲清

12、知识点的由来、背景、概念、分析思路、研究途径和方法上。在教学过程中,教师不但要在“讲授”上下功夫,更要重视启发式教学方法,并将其融会到教学活动中,引导学生随着教师的讲解而积极思考和探讨,使学生由被动的听讲者转变为主动的探索者,以启迪思维,训练能力,加深对知识的理解。我在各章内容的教学时,都融入了较多的最新科研成果实例。这些实例涉及内容既广又新,同时又对如何解决实际问题进行分析,因而增强学习该课程的实用性,激发学生的学习兴趣,拓宽了学生的视野和思路。采用电子课件教学时,我不仅把课堂教学内容全部制成电子课件,从画面、字体、背景、插图、形状、颜色等多方面着手,突出重点,并将抽象难懂的内容图示化、形象

13、化,强化了教学效果;而且在教学上也做相应改进,运用提问、简短讨论,就某些重要内容作进一步展开阐述,同时采用电子课件教学与板书配合使用等方法来调节速度,及时对学生提出的新见解给予鼓励,这样活跃了课堂气氛,调动了学生的学习积极性,有效地改善了理论的可接受性,显著提高了教学效果。课堂讲授不应成为研究生课程教学的唯一形式。为了充分调动学生的参与度,对于涉及教学中多处知识点的本学科中研究热点问题,我们在教学中采用了分组专题讨论的教学方式,在讨论过程中,不把自己当成了一个旁观者,注重与学生的互动和引导。这种教学方法不仅培养了学生的表达与交流能力,而且在“学术自由”的开放教学模式下,学生都可以陈述自己的观点

14、,向老师和同学提出异议和争论。通过课堂争论,促进学生积极思考,为学生提供了发表不同见解的机会,既锻炼了对所学知识进行高度概括和综合能力,又涉及到对有效知识的如何提取运用等问题,达到了课堂教学所无法企及的效果。4 建立与研究生创新能力培养相适应的考核评价方法在考核评价机制方面,研究生阶段的考试方法均与本科生阶段有很大的不同。本科生阶段主要强调基本知识和基本训练,而研究生阶段更强调素质和能力的培养。包括动手能力、科研实践能力、实践中运用理论知识解决实际问题的能力和总结表达能力等。像本科生那样只进行笔试已经不适合对研究生诸多能力的考核。近几年的改革实践表明,必须不断修改教学评价,始终坚持培养研究生的

15、科研实践和创新能力这一目标。为了充分体现公平和合理的判定标准,研究生教育对学生一门课的成绩考核不是单凭期末成绩,而是采取多方面综合考核、各方面占有一定比例的做法来综合确定,将过去主要根据掌握知识的多少来衡量质量转向注重对学生知识运用能力、综合素质和创新能力的考察。晶体缺陷与强度理论学生最终的成绩至少由三个部分组成。第一部分是课堂参与,这一部分主要为把学生参与课堂授课和讨论的质量作为平时考核成绩,占总成绩的30。第二部分是平时的作业,占总成绩的30,这一部分主要是我列出本学科若干热点课题,由学生选择其中感兴趣的课题进行文献检索,阅读有关资料,按照规范格式撰写作业,使学生在思考研究专业问题的同时,提高自学能力、获取信息和利用信息的能力、文字和口头表达能力,也培养了学生的科学素质和创新能力。第三部分是期末考试,这一部分一般占总成绩的40。这样的考核和评价体系对学生的平时学习产生了明显的激励作用。我在每年该课程教学结束时均做一次不记名问卷调查,征求学生对教学的意见,绝大多数学生对这样的教学改革非常满意。通过教学方法的不断改进和教学内容的推陈出新,调动了学生的学习积极性和主动性,增强了学生的参与意识,促进了学生创新能力的发展,提高了学生