姚忠平，宋英，范瑞清，吳曉宏

哈爾濱工業(yè)大學(xué)化工與化學(xué)學(xué)院，哈爾濱 150001

2015年5月國務(wù)院印發(fā)《中國制造2025》明確要求把人才作為建設(shè)制造強(qiáng)國的根本。而“一帶一路”建設(shè)倡議的成功實(shí)施同樣需要高校為社會及時提供大量創(chuàng)新型人才。因而，高?！靶鹿た啤苯ㄔO(shè)應(yīng)運(yùn)而生，其本質(zhì)目的就是要培養(yǎng)更多具備創(chuàng)新意識的“高素質(zhì)復(fù)合型人才”。另一方面，《中國制造2025》和“一帶一路”，也為高校的“新工科”建設(shè)帶來了巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。目前“新工科”建設(shè)迫切要求高校積極開展教育教學(xué)研究和改革[1]。2020年初那場肆虐的新冠病毒疫情對我國乃至全球都產(chǎn)生了重大而深遠(yuǎn)的影響。對于我國高校來說，最直接的影響就是疫情期間不能進(jìn)行正常線下教學(xué)的難題[2,3]與國內(nèi)高校研究生在線開放課程總量存在不足的矛盾。因此，結(jié)合本次疫情的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)來加強(qiáng)研究生教育的線上教學(xué)實(shí)踐和探索，既符合我國“新工科”建設(shè)的要求和對高層次人才培養(yǎng)的需求，又可以有效提高高校教學(xué)應(yīng)對社會突發(fā)事件和風(fēng)險的能力。

化學(xué)工藝專業(yè)作為哈工大化學(xué)工程與技術(shù)一級學(xué)科下的二級學(xué)科，自從2008年起開始培養(yǎng)碩士研究生，經(jīng)過多年的課程建設(shè)、教材建設(shè)和教學(xué)研究立項(xiàng)，目前已經(jīng)形成了完整的線下教學(xué)體系。我們選取化學(xué)工藝專業(yè)四類研究生課程，對化工學(xué)科研究生課程線上教學(xué)進(jìn)行改革和實(shí)踐。在“新工科”建設(shè)思想指導(dǎo)和疫情常態(tài)化防控的要求下，圍繞研究生線上課程的內(nèi)容和專業(yè)結(jié)構(gòu)以及線上課程的教學(xué)實(shí)踐，更新了課程的專業(yè)知識體系和專業(yè)結(jié)構(gòu)定位，改革了線上教學(xué)模式和考核評價方法，并分析了“新工科”建設(shè)背景下我校化工學(xué)科研究生線上課程教學(xué)改革和建設(shè)的關(guān)鍵問題。

1 研究生線上課程的基本情況及平臺的選取

本文選取化工學(xué)科四門具有代表性的研究生線上課程，涵蓋了除了實(shí)驗(yàn)課之外的化學(xué)工藝專業(yè)各個研究生課程類型。課程基本情況見表1。選課學(xué)生人數(shù)從20人左右的小型班、至70人中型班，再至150人的大型班。授課教師經(jīng)過學(xué)校組織的線上教學(xué)培訓(xùn)選取了不同的教學(xué)平臺，前三門課分別對應(yīng)固定的線上教學(xué)平臺，即騰訊課堂、長江雨課堂和QQ課堂。第四門課“新型功能材料制備工藝選論”由多位教師授課，因而選擇的平臺各不相同，但是以騰訊會議為主。

表1 研究生線上課程的基本情況

上述各個線上教學(xué)平臺都可以進(jìn)行PPT直播講解和視頻播放，以及利用寫字板和高拍儀直接進(jìn)行板書教學(xué)，切換方便；并且各平臺還開發(fā)了各具特色的師生交流互動功能，如留言區(qū)留言、習(xí)題訓(xùn)練和語音問答等等。因此，都可以滿足正常的線上教學(xué)要求。

2 研究生線上課程的內(nèi)容改革和專業(yè)結(jié)構(gòu)定位

“新工科”要構(gòu)建以專業(yè)結(jié)構(gòu)和課程結(jié)構(gòu)為核心的工科新結(jié)構(gòu)，探索實(shí)施工程教育人才培養(yǎng)新模式，打造具有國際競爭力的工程教育新質(zhì)量，建立完善中國特色工程教育的新體系[4]。其基本構(gòu)成要素是專業(yè)結(jié)構(gòu)框架下的課程體系，因此，研究生課程改革需要在“新工科”要求下調(diào)整和更新與之適應(yīng)的課程知識體系，并明晰其專業(yè)結(jié)構(gòu)定位。

課程知識體系和專業(yè)結(jié)構(gòu)離不開學(xué)科人才培養(yǎng)方向宏觀布局下的頂層設(shè)計和統(tǒng)籌安排。哈工大化工學(xué)科方向包括電化學(xué)工程、高分子材料科學(xué)與工程、無機(jī)新材料化工領(lǐng)域三大方面，培養(yǎng)目標(biāo)是綜合素質(zhì)全面，具有強(qiáng)烈社會責(zé)任感和國際化視野，引領(lǐng)未來發(fā)展，為人類文明和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)的化工領(lǐng)軍人才[5,6]。其中，化學(xué)工藝專業(yè)側(cè)重于無機(jī)新材料化工領(lǐng)域?；诖?，調(diào)整和更新了四門研究生線上課程的知識體系，并進(jìn)行專業(yè)結(jié)構(gòu)定位，如表2所示。

表2 研究生線上課程知識體系調(diào)整更新與專業(yè)結(jié)構(gòu)定位

3 研究生線上課程的教學(xué)改革

3.1 線上課堂教學(xué)：充分發(fā)揮信息化、數(shù)據(jù)化和多元化優(yōu)勢

3.1.1 線上教學(xué)的技術(shù)優(yōu)勢

線上課堂教學(xué)過程的優(yōu)勢在于網(wǎng)上教學(xué)平臺的多功能開發(fā)和不斷升級，以及各類網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的靈活運(yùn)用，從而充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。在長江雨課堂授課過程中，授課教師通過設(shè)置幾道限時習(xí)題要求學(xué)生參與做答，來提高學(xué)生們的注意力；課堂內(nèi)設(shè)置的“不懂”按鍵、彈幕、投票等環(huán)節(jié)，增加了學(xué)生的主動參與意識，使學(xué)生更好地感受課堂氣氛，不斷提醒學(xué)生注意聽課；課前課后推送的PPT等資料，讓學(xué)生兼顧課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)，保證學(xué)生更好地理解和掌握知識和培養(yǎng)主動學(xué)習(xí)的能力。在騰訊課堂上，授課教師將錄播的講授視頻和直播的知識點(diǎn)梳理練習(xí)分段交叉進(jìn)行，每段內(nèi)容控制時間在20分鐘左右，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中張弛有度，能夠以最佳的關(guān)注度完成每段學(xué)習(xí)內(nèi)容，以避免因直播上課過程時間過長使學(xué)生感覺枯燥、注意力不集中的問題。而平臺的隨時簽到操作、習(xí)題訓(xùn)練和語音互動等也可以時時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，提醒學(xué)生對教學(xué)過程的關(guān)注。

3.1.2 線上教學(xué)的過程管理

線下課堂教學(xué)管理大多是基于經(jīng)驗(yàn)管理，比如出勤情況可以通過教師清點(diǎn)上課學(xué)生人數(shù)或直接點(diǎn)名來完成，對學(xué)習(xí)知識的掌握和理解情況可以通過直接提問或課上小測驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)。但是這樣的方式往往費(fèi)時費(fèi)力，特別是對于學(xué)生人數(shù)較多的大班來說，這種管理效果有時很差。此外，隨堂測驗(yàn)獲得的信息往往需要課下教師的大量額外工作付出。然而線上課堂可以發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集和分析處理速率快的優(yōu)勢，使得傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)管理轉(zhuǎn)變?yōu)榛跀?shù)據(jù)的過程管理，實(shí)時了解掌握學(xué)生情況、方便實(shí)時調(diào)整教學(xué)節(jié)奏和教學(xué)內(nèi)容。例如“長江雨課堂”或“騰訊課堂”可以時時提供所有學(xué)生學(xué)習(xí)過程的行為數(shù)據(jù)，如進(jìn)入課堂時間、答題時間、答題準(zhǔn)確率等等，就可以獲知整體學(xué)生的學(xué)習(xí)掌握情況，從而使授課教師對教學(xué)過程的控制和管理更為有效。另外，“長江雨課堂”的功能設(shè)置及后臺數(shù)據(jù)自動采集功能還可以讓教師在課堂上及時了解學(xué)生是否有不理解的內(nèi)容，及時掌握學(xué)生是否進(jìn)行了課前預(yù)習(xí)或課后的復(fù)習(xí)，以及相應(yīng)的時長等等。因此，這種基于數(shù)據(jù)的過程管理更有助于量化地了解學(xué)生學(xué)習(xí)過程情況，把握學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡。

3.2 課下教學(xué)：教學(xué)延伸提升線上教學(xué)效果

線上教學(xué)完成了基本教學(xué)任務(wù)，但是學(xué)生對于課程內(nèi)容的理解和掌握還需要很多課下的功夫來完成，這一點(diǎn)與傳統(tǒng)的線下課程是完全一致的。因此線上課程適宜的課下教學(xué)延伸也是完成教學(xué)任務(wù)和實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的重要手段。結(jié)合線上課程的不同特點(diǎn)，通過不同的課下教學(xué)延伸提升線上教學(xué)效果。

3.2.1 設(shè)置課前預(yù)習(xí)助力于提高線上課堂教學(xué)效果

“新型功能材料制備工藝選論”關(guān)注當(dāng)前化學(xué)工藝學(xué)科的最新進(jìn)展，引領(lǐng)研究生的科研理念和科研思路，著力催生新型、新生和新興化學(xué)工藝方向。因此，設(shè)計了課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生自主和主動學(xué)習(xí)的意識和總結(jié)分析資料的能力。在課程專題講座2中，授課教師利用長江雨課堂的預(yù)習(xí)功能，讓學(xué)生課下事先閱讀相關(guān)資料；再利用雨課堂的分組討論功能，學(xué)生分小組組織討論。經(jīng)過充分的準(zhǔn)備之后，教師組織學(xué)生在雨課堂上進(jìn)行線上討論課教學(xué)。課下大部分學(xué)生都非常認(rèn)真地查閱并閱讀文獻(xiàn)，精心制作了PPT。因此線上討論課時學(xué)生的主動學(xué)習(xí)意愿強(qiáng)，交流討論氣氛熱烈，課堂教學(xué)效果超過預(yù)期。

3.2.2 建設(shè)課程資料庫和習(xí)題庫增強(qiáng)對課程教學(xué)內(nèi)容的理解和掌握

“表面物理化學(xué)”課程的專業(yè)結(jié)構(gòu)定位在表面科學(xué)理論基礎(chǔ)及學(xué)科交叉，因此對基礎(chǔ)理論的消化和吸收以及運(yùn)用是課程學(xué)習(xí)的一個重要環(huán)節(jié)。在課程學(xué)習(xí)中授課教師在融優(yōu)學(xué)堂上傳錄課視頻的同時還建立了課程學(xué)習(xí)的資料庫和習(xí)題庫。資料庫中一些視頻文件和經(jīng)典文獻(xiàn)，供學(xué)生拓寬知識面，了解課程相關(guān)的科研進(jìn)展；習(xí)題庫用來安排每章對應(yīng)內(nèi)容的課下作業(yè)，要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成并網(wǎng)上提交。這樣在回放視頻、查閱文獻(xiàn)和完成作業(yè)的過程中，加深了對課程教學(xué)內(nèi)容的理解和掌握。并且授課教師還可以通過對學(xué)生資料庫的登錄查閱情況統(tǒng)計和網(wǎng)上作業(yè)提交和完成情況統(tǒng)計，在課上進(jìn)行有針對性的內(nèi)容講解和強(qiáng)化。

3.2.3 通過考核內(nèi)容“預(yù)提交+正式提交”提升考核質(zhì)量

“功能陶瓷材料導(dǎo)論”課程關(guān)注新化工下發(fā)展起來的新型先進(jìn)陶瓷制備工藝技術(shù)及研究和應(yīng)用進(jìn)展，考核設(shè)計的一個重點(diǎn)是綜述性論文的組織和撰寫。因此，授課教師將考核任務(wù)的提交分成預(yù)提交和正式提交兩個環(huán)節(jié)。在預(yù)提交時，授課教師對每位同學(xué)提交的課程論文和PPT逐一查看認(rèn)真批改后，總結(jié)出主要的問題，再通過微信及時與學(xué)生溝通交流，反饋給學(xué)生修改方法和建議。選課學(xué)生19人，其中有7人在預(yù)提交后被要求修改或返工。這樣在正式提交時，學(xué)生的報告和PPT質(zhì)量有了大幅的提升，其中不乏優(yōu)秀之作。這樣不僅提高了考核效果，更為學(xué)生們今后進(jìn)行開題和畢業(yè)論文撰寫和答辯奠定了基礎(chǔ)，因而在學(xué)生評教中受到廣泛的認(rèn)可和好評。

3.3 考核評價：促進(jìn)人才全面化培養(yǎng)和個性化培養(yǎng)統(tǒng)一

根據(jù)教學(xué)目標(biāo)的要求，不同類型課程考核的要求各不相同，再綜合考慮課程類型、選課學(xué)生人數(shù)，以發(fā)揮考核的導(dǎo)向作用和提升教學(xué)效果為基本原則，對各門課程考核進(jìn)行設(shè)計，將研究生的全面化培養(yǎng)和個性化培養(yǎng)統(tǒng)一納入到考核之中，具體設(shè)計見表3。

表3 研究生線上課程的考核設(shè)計

4 研究生線上課程的改革效果

課程改革效果通常包括考核成績和課程評價兩個方面?？己顺煽円话惴从辰虒W(xué)效果的客觀評價，課程評價一般又分為教學(xué)過程中的督導(dǎo)評價和課后的學(xué)生評教結(jié)果，二者是作為課程改革效果的主觀評價。表4是四門研究生課程的考核成績及評教效果。從考核成績來看，四門課程都很好地完成了教學(xué)任務(wù)，達(dá)到了教學(xué)目的。除了“功能陶瓷材料導(dǎo)論”以“合格/不合格”給出成績(全部為合格)外，其他三門課程都以百分制給出成績，平均分?jǐn)?shù)都在80分以上，客觀上說明學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)效果普遍達(dá)到了良好的水平。

表4 四門研究生課程的考核成績與評教情況

而課程主觀評價中，學(xué)生的評教結(jié)果都在B以上，并且還有一門課獲得A+，說明線上教學(xué)獲得了學(xué)生的認(rèn)可。并且很多學(xué)生還給出了建設(shè)性的意見。例如，相當(dāng)比例的研究生認(rèn)為這幾門研究生課程，對于拓展研究生的知識視野、培養(yǎng)數(shù)理思維和工程倫理等方面發(fā)揮了不同程度的作用。例如，有的學(xué)生在“功能陶瓷材料導(dǎo)論”課評教時表示“非常非常喜歡宋老師的課，因?yàn)槲沂菍W(xué)電化學(xué)的，但是宋老師的陶瓷理論讓我受益很多，特別啟發(fā)了我在固態(tài)電解質(zhì)上的研究?！痹偃?，有的學(xué)生在“表面物理化學(xué)”評教時對“習(xí)題庫和作業(yè)”的課下延伸給予了充分的肯定：“老師的習(xí)題講的很全面，課堂互動性很強(qiáng)”，“上課認(rèn)真仔細(xì)，課后作業(yè)全面典型，老師細(xì)心負(fù)責(zé)?！薄叭趦?yōu)學(xué)堂提交作業(yè)部分建議以后線下教學(xué)時也保留，很方便！”另外，學(xué)校和學(xué)院分別組織督導(dǎo)專家從師德師風(fēng)、課程設(shè)計、教學(xué)內(nèi)容、教師能力、教學(xué)方法、教學(xué)效果等幾個方面進(jìn)行督導(dǎo)聽課，而從表4中結(jié)果上可以看出校、院兩級督導(dǎo)專家對四門課程授課教師的線上教學(xué)效果的充分肯定。此外，一名授課教師被評為2020年度“優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)授課教師”，而“表面物理化學(xué)”還獲得哈工大第九批在線開放課程建設(shè)立項(xiàng)[7]。

5 研究生線上課程教學(xué)改革的反思

高校新工科建設(shè)本質(zhì)目的就是要圍繞國家戰(zhàn)略方向，培養(yǎng)更多具備創(chuàng)新意識的先進(jìn)工程和科技人才。結(jié)合哈工大化工學(xué)科自身特色，不斷開展和深化基于“新工科”建設(shè)的研究生課程線上教學(xué)模式改革，是哈工大化工學(xué)科建設(shè)的重要任務(wù)之一?？偨Y(jié)和反思本次線上教學(xué)實(shí)踐，梳理今后一段時期內(nèi)化工學(xué)科的研究生線上課程改革，其重點(diǎn)集中在以下兩個方面。

(1) 哈工大化工學(xué)科在“新工科”建設(shè)中急需加強(qiáng)與之相適應(yīng)的線上課程建設(shè)。而線上課程建設(shè)不是一門課和幾門課的一次線上教學(xué)實(shí)踐就可以完成的，而是需要以專業(yè)為單位、甚至以學(xué)科為單位的線上課程體系的宏觀頂層設(shè)計和統(tǒng)籌安排，從而真正實(shí)現(xiàn)人才的高效培養(yǎng)，同時又切實(shí)有效地可以應(yīng)對和規(guī)避各類社會風(fēng)險。本文以化學(xué)工藝專業(yè)四門典型課程為例，進(jìn)行了線上課程教學(xué)實(shí)踐與探索，不僅為我?；W(xué)科在電化學(xué)、高分子等其他專業(yè)研究生線上課程教學(xué)改革提供借鑒，也可以為其他相近或相關(guān)專業(yè)的研究生線上教學(xué)改革提供參考。

(2) 課程是學(xué)科和專業(yè)方向教學(xué)模式改革的微觀單元，而不同課程之間其課程特點(diǎn)、學(xué)習(xí)要求、選課人數(shù)等各不相同。因此，研究生線上課程建設(shè)既要突出自身課程的特點(diǎn)和專業(yè)結(jié)構(gòu)定位，不斷更新和調(diào)整課程知識體系；還要基于學(xué)科人才培養(yǎng)方向的要求，構(gòu)建專業(yè)之間、甚至學(xué)科之間交叉互補(bǔ)的課程體系。并通過營造良好的線上教學(xué)生態(tài)、創(chuàng)新網(wǎng)課教學(xué)理念，反復(fù)進(jìn)行線上教學(xué)實(shí)踐探索和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，不斷提高線上課程建設(shè)的質(zhì)量和總量，打造出越來越多的金課，真正服務(wù)于人才培養(yǎng)的大局。

總之，我?；W(xué)科研究生教育改革是一項(xiàng)既迫切又長遠(yuǎn)的任務(wù)，需要我們在宏觀上統(tǒng)籌規(guī)劃線上線下混合教學(xué)的研究生課程體系，微觀上打造越來越多的研究生金課。同時在建設(shè)過程中充分實(shí)現(xiàn)課程體系內(nèi)的課程交叉互補(bǔ)、理論實(shí)踐的統(tǒng)一。