基于研讨式教学的研究生课程建设改革思考与实践
——以 “现代环境生物技术” 为例

张 军，符明明，张 华

（桂林理工大学环境科学与工程学院 广西 桂林 541004）

近年来，我国的研究生教育规模急剧扩大，在校研究生人数持续上升，据统计，目前在校研究生规模已接近300万人。研究生培养主要分为课程学习和课题研究两个阶段，分别侧重完善知识结构和提高创新能力。传统观念认为，研究生创新能力的培养主要通过参与课题研究实践来实现。但多年的教育实践证明，课程学习阶段也是研究生创新能力培养的重要环节，其效果好坏对于研究生培养质量影响很大。如果学生能在这一阶段受到较好的创新思维训练，促使其思维方式从被动学习向主动创造过渡，对于学生后续阶段创新能力培养质量的提高具有积极的推动作用。

近年来，研究生教学方法改革为课程学习阶段强化研究生创新能力培养提供了有力的支撑。不少高校开展了多种研究生教学方法的改革，其中推广应用较多的包括研讨教学法[1]、案例教学法、基于翻转课堂的教学模式[2]等。在这些方法中，研讨式教学法具有师生互动性强、学生积极性高、创新能力培养常态化等优点，正日益受到研究生教育工作者的重视。

1 研讨式教学方法的内涵与优缺点

1.1 方法内涵

围绕特定专题开展一系列科研实践活动，提高学生的多维度创新能力是研讨式教学方法的内涵。围绕师生互动形成的专题，教师提供相关的课程资源，或者指导学生去自主查阅相关经典文献资料，然后组织学生对这些文献资料进行深入的讨论，包括基本科学问题的凝练、试验设计的构思及结果的分析与论证。通过对专题关键问题进行深入讲解和剖析，教师逐步引导学生思考如何去发现科学问题和解决科学问题[3]。经过多轮次的提出问题、查阅资料、分组讨论和解决问题模式的培养，不仅能提高学生思考、文献检索、资料阅读理解及团队合作等基础科研素养，还能潜移默化地强化学生提出新问题和创造性解决问题的创新能力[4]。

1.2 优缺点

相比于传统的教师讲授单向式教学模式，研讨式教学法通过高频率的师生互动，调动学生的积极性、启发其创新思维，形成以学生综合创新能力训练为核心目标的模式，在培养创新人才方面效果更为显著。在教师的积极引导下，该模式强调学生作为教学活动的主体，各环节均注重培养学生的思考能力、写作能力、学习态度和团队协作等综合素质，形成全方位、常态化的综合创新能力训练。目前国内部分高校的市政工程与环境工程学科就 “环境工程硕士专业英语”[5]、 “水质生物处理技术”[6]等研究生学位课程开展了研讨式教学法的教学改革。通过上述教学改革的研究和实践，取得良好的教学成果。

尽管有这些优点，研讨式教学模式并未在国内大多数高校得到广泛的采用，这与其存在以下缺点有关。①教学课时不足：通常教学大纲和教学计划制订时，会规定理论教学内容和相应的课时数，这样给教师预留的进行研讨式教学的课时就非常有限，很难充分开展良好的专题研讨。②学生学习习惯仍未完全转变：对学生而言，长期以来学生学习采取的都是单向传授的模式，对主动学习的课程仍不能完全适应。③教学方式单一：研讨式教学是以学生为中心的教学方式，而每个学生的基础和特点并不一致，这就要求教师在研讨式教学过程中要加入对学生个性化的指导，以提高教学效果。

2 “现代环境生物技术” 的课程教学改革与实践

2.1 课程基本情况

2.1.1 课程的性质与任务

“现代环境生物技术” 属于土木工程（市政工程方向）的学科，理论性和实践性较强，是本学科研究生必修的一门专业课程。本课程主要介绍酶工程、基因工程、细胞工程、发酵工程等现代生物技术及其在环境污染治理中的应用等内容。通过本课程的学习，使研究生在环境生物技术方向具备扎实的基础理论知识；熟悉和了解环境生物技术的发展进程和学术动态；具备独立从事环境生物技术研究及成果转化的能力。

2.1.2 课程教学内容和学时分配

现代环境生物技术课程的教学内容全部为理论课教学，包括理论讲授和专题讨论两个主要教学环节，对应课时分别为24学时和8学时。具体教学内容7章，研讨专题4个。

2.2 研讨式教学模式设计与实践

2.2.1 教学设计

现代环境生物技术课程采用 “讲授—研讨—课外拓展” 的教学方法。先讲授章节的基本理论，使学生掌握课程相关部分的基本概念、技术原理，了解该类工程技术的发展现状。在此基础上，课程团队集体备课，初步筛选出与课程内容联系紧密的专题。对初筛后的题目，组织学生进行讨论，从其中选出学生接受程度较高的题目。确定选题后，按照以下流程逐步开展专题的研讨：查阅文献—制作PPT—课堂汇报—课堂讨论—教师点评—撰写课程论文—拓展学习的基本程序。通过这种师生共同研究、线上线下结合的方式，激发学生对科学问题学习、思考的兴趣，并逐步从被动创新向主动创新的学习思维转化。

2.2.2 教学实施过程

专题选题：课程团队共有三位教师，在课程开始前，即进行多轮教学研讨，结合课程的内容，形成8个备选题目。然后组织学生开展线上会议，师生讨论选出4个专题进行后续的研讨工作。2021年，研讨专题分别为：①Alphafold-人工智能与蛋白质结构预测；②基因编辑；③活性污泥法数学模型；④厌氧氨氧化。这四个专题中，前两个专题代表了现代生物技术的最新前沿，其中人工智能用于蛋白质结构预测是人工智能与结构生物学结合的最新技术，而基因编辑则是基因技术在近10年的最大技术突破之一，这两个专题分别代表了酶工程和基因工程学科发展的热点。后两个专题则是环境生物技术里的标志性成果，分别代表了数学模型和基础微生物学驱动污水处理技术发展的典型案例。

文献查阅：将教学班级的学生分为4个小组，每小组人数4―6人为宜，建立小组讨论微信和QQ群组。通过学生小组讨论，选择各组的研讨题目。随后，课程团队中的2名教师各负责指导2个小组的文献查阅。在这个过程中，教师组织和指导学生在中国知网、Web of Science等学术期刊网上，查找经典的学术论文，随后在百度等搜索引擎上获得相关的图片素材等。收集完文献后，教师指导学生进行部分经典学术论文阅读，包括如何快速地从文献中获得主要的有效信息及思考科学问题。

制作PPT、课堂汇报和教师点评：各小组在对文献进行精读的基础上，形成专题的主要知识点和科学问题，制作30分钟的PPT，进行课堂汇报讨论。在PPT制作的过程中，教师进行知识点逻辑串联、制作版面等方面的指导。在课堂汇报过程中，前半部分以研究生汇报为主，后半部分以老师和同学围绕汇报主题提问、相互讨论为主。汇报和讨论结束后，教师按照科研口头报告的规范对研讨过程进行简单的总结点评，比如科学问题是否准确、PPT逻辑是否合理、陈述过程是否流畅、回答问题是否清晰，等等。每个专题需2学时，其中研究生讲演、互动讨论和教师点评时间分别为30、50和10分钟。

课程论文：指导学生在专题研讨的基础上，进一步聚焦选题，按照学术论文的规范，写一篇4000字左右的中文小综述，参考文献量不少于20篇，其中经典文献或者最新文献不少于5篇。在该阶段，以学生为主，教师按照学术论文撰写规范和要求对论文进行评阅，并指导其进行合理的修改。

课外拓展环节：在本阶段，教师将专题研讨过程中收集到的文献、视频、图片等材料以及相关的学术会议、论坛等信息以雨课堂的形式在线发布并持续更新，学生可以在线拓展学习，确保学生在专题研讨教学过程中受到的创新能力训练能继续得到强化。

2.2.3 在线教学资源库建设

基于互联网的在线教学资源库是研讨式教学课程改革的重要支撑，本课程的在线建设依托雨课堂教学平台进行。可将专题研讨相关的课程内容、教学资源、讨论话题、学术论坛信息等在该平台上进行及时发布，使学生可以获得拓展学习的材料和资源。环境现代生物技术课程目前已经上网的关于研讨式教学的资源主要有：教学大纲、课程内容、专题PPT课件、专题视频/图片/期刊论文/书籍、讨论话题、学术论坛信息等。

2.2.4 课程考核方法改革

此外，课程还结合研讨式教学的特点，对传统的单一课程考核方式进行改革，建立以研讨专题为主线，覆盖课堂讨论、课程论文、期末考试等环节的多元化课程考核方式。课程成绩由平时成绩（占30%）、期末考试成绩（70%）两部分组成。其中，平时成绩主要根据专题研讨表现和课程论文质量给予分数，而期末考试中设置分值较高的一道复合型论述题，主要考查学生在课程学习过程中对于前沿生物技术如何在自己的课题研究中应用和结合的思考。

2.3 教学效果

在2021年有18名土木工程（市政工程方向）研究生选修本课程，网络平台上教学资源的阅读率达到100%，网上参加互动讨论达189人次。一共完成课程论文18篇，其中有2名同学依托该课程的选题获批自治区级或学校的研究生教育创新计划项目。围绕学生创新能力提升，还开展了课前和结课后的两轮问卷调查，对课程建设的效果进行评价。调查问卷结果显示：通过该课程研讨式教学的课程学习，在18名同学中，有14名同学自评创新思维和能力有了较大提升，初步掌握了查阅、学习和交流本课程前沿科学或者经典文献的技巧，并期望在其他课程中也采用此类教学模式。

3 结语

在现代环境生物技术课程中通过 “讲授—研讨—课外拓展” 的方式进行研究生课程的研讨式教学实践，可明显缓解地方高校工科生研究生课程学习阶段创新能力培养不足的困境，良好地支撑我国地方高校的一流学科建设和研究生创新人才培养。尽管如此，在该课程教学改革的实施过程中，仍存在两个方面的问题，亟待解决和完善。一是仅依靠现有课程团队很难支撑进行更大规模、更高强度的深度研讨式教学；二是课程学时不足在一定程度上削弱了学生创新能力的训练效果。因此，笔者建议，在未来的研究生课程教学改革研究与实践过程中，应考虑强化建设课程团队、优化培养方案，使研讨式教学模式更好地服务于地方高校工科研究生创新人才培养。