科研成果融入研究生课程教学研究——以“洗消剂及其应用”课程为例.pdf

2023 年 10 月第 39 卷 第 10 期Oct.2023Vol.39 No.10科研成果融入研究生课程教学研究以“洗消剂及其应用”课程为例邵高耸，郭玉龙，卢林刚，胡定煜，李向欣中国人民警察大学，河北 廊坊 065000摘 要：以研究生课程“洗消剂及其应用”为例，从科研成果融入课程教学的必要性出发，提出课程思政教育、课堂讨论专题及案例分析等创新教学模式。在课程设计环节，重点介绍思政教育设计、科研成果教学内容选择、教学方法选择及教学成果评价等方面科研成果融入课堂教学实践；在理论授课环节，重点研究抽象理论知识和案例分析这两个环节中科研成果融入课程教学实践；最后阐述科研成果融入课程教学实践取得的成效。科研成果融入课程教学实践研究，将育才和育人融为一体，大大提高了研究生学习理论知识积极性和主动性，提升人才培养质量和教学品质。关键词：研究生课程；科研成果；创新教学中图分类号：G643 文献标志码：A 文章编号：2097-0900（2023）10-0092-05人才培养和教学改革是当今高等院校的重要任务，新时代条件下，高等教育中研究生教育，培养具有创造精神和创造能力、能够适应和支撑产业发展、具有创新高素质和国际竞争力的人才，实现科技和教育一体化，既是当务之急，也是长远之策。高校长期以来一直承担着教学和科学研究的双重职能。19世纪德国教育学家洪堡（Alexander Von Humboldt）提出“高校应该是研究和教学的统一体”1。美国高校教学鼓励课题讨论，针对学科前沿，提倡学生自行搜集材料，在课堂中提出不同的见解和看法2。德国高校采取教学与科研统一的办学原则，德国高校主动去企业寻找课题和开展面向企业的科研项目3。我国高校对科研成果引入课堂、创新课堂教学的理念越来越重视4-6，尤其是研究生教育阶段。中国人民警察大学（以下简称“警察大学”）将科研理念、科研方法和科研成果融入课堂，与教学融合，提升教学质量。“洗消剂及其应用”是警察大学研究生教育消防材料学研究方向的一门必修课程，该课程理论知识深、实践操作性强。新型洗消技术发展迅速，亟须科研成果融入课堂，创新教学研究，以提高教学和人才培养质量。但是，如何筛选获得真实、有效、可行的科研成果是教学成果应用和教学评价的难点和关键问题。如何在课程设计和教学环节等过程中进行科研成果应用，如何针对不同学收稿日期：2022-06-06基金项目：河北省教育教学改革研究与实践项目“食药犯罪侦查技术学科 食药安全专题 课程思政教育全过程设计与实践”（2020GJJG637）；中国人民警察大学研究生教育教学成果转化推广项目“科研成果进课堂在研究生理论教学中的实践探索”（2020yjsjg025）作者简介：邵高耸（1980 ），女，山东济宁人，副教授，博士；郭玉龙（1999 ），男，山东东营人，在读硕士研究生；卢林刚（1974 ），男，陕西扶风人，教授，博士；胡定煜（1969 ），男，湖北天门人，教授，博士；李向欣（1977 ），女，河北唐山人，教授。生选择合适的科研成果，做到因材施教，是科研成果融入课堂过程中应该考虑的问题。一、科研成果融入“洗消剂及其应用”课程教学的必要性“洗消剂及其应用”是警察大学研究生教育消防材料学研究方向中一门必修课程，该课程的设计与创新应用在研究生人才培养方面发挥重要作用。“洗消剂及其应用”课程分为洗消理论、洗消应用和新型洗消技术三大模块。主要内容分为事故现场应急洗消方法、洗消原理、洗消剂分类、洗消工作实施和典型洗消案例评析及新型洗消技术（具体教学内容设计如图1所示）。将相关洗消科研成果融入“洗消剂及其应用”课程主要有4个方面原因。（一）由课程思政教育的必要性决定研究生培养任务与本科生相比有着明显不同。研究生学习阶段的主要任务是通过科学系统的学习和研究实践，发挥自身的主观能动性，从学习和实践中总结并且掌握基本的科研方法和必备的操作技能，从而达到培养具有一定创新意识和科研能力优秀人才的目的7。同时，要实现坚持政治性和学理性相统一，注重价值引领和价值导向8。警察大学承担了洗消剂及洗消技术相关内容的国家重点研发项目、省部级技术研究重点项目和厅局级计划研究项目等课题。科研人员在承担重大科研任务中形成的工匠精神、协作精神、责任精神和奉献精神，对学生价值观塑造及职业精神培养具有重要意义。因此，在理论课程教学过程中，增加这些思政教育元素，能将育人和育才融为一体。（二）由提高人才培养质量的必要性决定科研成果融入课程教学能将科研与教学紧密结合，可加快新型人才的培养9，尤其是创新型人才的培养。“洗消剂及其应用”课程专业性强、理论知识理解难度大、实践操作性强，相关洗消技术发展迅速，亟须将科研成果融入课堂，教授最新的科研成果。研究生通过了解相关科研成果，可有效减少理论知识与实际应用的差距，进一步提高运用理论知识指导实际应用的能力和水平。此外，研究生通过了解科研课题研究思路，了解实际洗消领域面临的难题和技术瓶颈，能提高研究生学习理论知识积极性和主动性，提升自主学习能力和创新能力，实现人才培养质量的提升。（三）由教研相长的必要性决定所谓“教研相长”，是强调教学和科研的互相促进，互相提高。教学和科研两者融为一体能够相互促进，相得益彰。朱熹诗中说：“半亩方塘一鉴开，天光云影共徘徊。问渠哪得清如许，为有源头活水来。”科研成果融入课堂就是将科研成果、科研思维、科研规律等知识融入教学内容、教学过程中。同时，把握教学规律性，挖掘理论深层次的知识体系，从而产生科研课题，二者相辅相成。只有正确处理教学与科研之间的关系，使他们相辅相成，最终才能涌现出源源不断的“活水”。实践证明，教学能力和科研能力是教师成才的双翼。双翼一强一弱，自身就会失去平衡，唯有双翼强健，才能飞得高远。教师善于从事教学和科研工作，研究教学规律性的经验，可以不断推进教学工作，做到教师教得精彩，学生学得出色。（四）由创新教学模式决定丰富多样的课堂教学模式可以重组教学内容，激发学生学习兴趣，还可以丰富教学内容及教学过程，克服单一的教学方式10。当前，创新教育模式主要包括课程思政教育授课模式、理论知识讲解授课模式、案例分析授课模式、课堂讨论专题模式、科技创新项目研究模式等。本课程结合教学内容特点，在实施教学过程中主要采用课程思政教育授课模式、课堂讨论专题模式、理论知识讲解授课模式和案例分析授课模式。二、科研成果融入“洗消剂及其应用”课程教学设计（一）思政教育元素设计国势之强由于人，人材之成出于学。新时代高校思政教育的重要性日益凸显，其主要解决“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人”这一根本问题，必须从思政教育下手。就“洗消剂及其应用”课程而言，图1“洗消剂及其应用”课程教学内容设计92 教育训练研究 生选择合适的科研成果，做到因材施教，是科研成果融入课堂过程中应该考虑的问题。一、科研成果融入“洗消剂及其应用”课程教学的必要性“洗消剂及其应用”是警察大学研究生教育消防材料学研究方向中一门必修课程，该课程的设计与创新应用在研究生人才培养方面发挥重要作用。“洗消剂及其应用”课程分为洗消理论、洗消应用和新型洗消技术三大模块。主要内容分为事故现场应急洗消方法、洗消原理、洗消剂分类、洗消工作实施和典型洗消案例评析及新型洗消技术（具体教学内容设计如图1所示）。将相关洗消科研成果融入“洗消剂及其应用”课程主要有4个方面原因。（一）由课程思政教育的必要性决定研究生培养任务与本科生相比有着明显不同。研究生学习阶段的主要任务是通过科学系统的学习和研究实践，发挥自身的主观能动性，从学习和实践中总结并且掌握基本的科研方法和必备的操作技能，从而达到培养具有一定创新意识和科研能力优秀人才的目的7。同时，要实现坚持政治性和学理性相统一，注重价值引领和价值导向8。警察大学承担了洗消剂及洗消技术相关内容的国家重点研发项目、省部级技术研究重点项目和厅局级计划研究项目等课题。科研人员在承担重大科研任务中形成的工匠精神、协作精神、责任精神和奉献精神，对学生价值观塑造及职业精神培养具有重要意义。因此，在理论课程教学过程中，增加这些思政教育元素，能将育人和育才融为一体。（二）由提高人才培养质量的必要性决定科研成果融入课程教学能将科研与教学紧密结合，可加快新型人才的培养9，尤其是创新型人才的培养。“洗消剂及其应用”课程专业性强、理论知识理解难度大、实践操作性强，相关洗消技术发展迅速，亟须将科研成果融入课堂，教授最新的科研成果。研究生通过了解相关科研成果，可有效减少理论知识与实际应用的差距，进一步提高运用理论知识指导实际应用的能力和水平。此外，研究生通过了解科研课题研究思路，了解实际洗消领域面临的难题和技术瓶颈，能提高研究生学习理论知识积极性和主动性，提升自主学习能力和创新能力，实现人才培养质量的提升。（三）由教研相长的必要性决定所谓“教研相长”，是强调教学和科研的互相促进，互相提高。教学和科研两者融为一体能够相互促进，相得益彰。朱熹诗中说：“半亩方塘一鉴开，天光云影共徘徊。问渠哪得清如许，为有源头活水来。”科研成果融入课堂就是将科研成果、科研思维、科研规律等知识融入教学内容、教学过程中。同时，把握教学规律性，挖掘理论深层次的知识体系，从而产生科研课题，二者相辅相成。只有正确处理教学与科研之间的关系，使他们相辅相成，最终才能涌现出源源不断的“活水”。实践证明，教学能力和科研能力是教师成才的双翼。双翼一强一弱，自身就会失去平衡，唯有双翼强健，才能飞得高远。教师善于从事教学和科研工作，研究教学规律性的经验，可以不断推进教学工作，做到教师教得精彩，学生学得出色。（四）由创新教学模式决定丰富多样的课堂教学模式可以重组教学内容，激发学生学习兴趣，还可以丰富教学内容及教学过程，克服单一的教学方式10。当前，创新教育模式主要包括课程思政教育授课模式、理论知识讲解授课模式、案例分析授课模式、课堂讨论专题模式、科技创新项目研究模式等。本课程结合教学内容特点，在实施教学过程中主要采用课程思政教育授课模式、课堂讨论专题模式、理论知识讲解授课模式和案例分析授课模式。二、科研成果融入“洗消剂及其应用”课程教学设计（一）思政教育元素设计国势之强由于人，人材之成出于学。新时代高校思政教育的重要性日益凸显，其主要解决“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人”这一根本问题，必须从思政教育下手。就“洗消剂及其应用”课程而言，图1“洗消剂及其应用”课程教学内容设计93邵高耸，等：科研成果融入研究生课程教学研究思政教育主要从以下几个方面设计。1.人民至上、生命至上思想。危险化学品事故现场洗消处置是危险化学品事故救援的一个非常重要的环节，直接关系到危险化学品事故应急救援处置的成败。洗消能有效降低染毒人员和物资的污染程度，为事故后的恢复节省大量的人力、物力和财力。洗消的本质就是为了人民，有效降低人员伤亡率，降低人民群众的财产损失，减少由于灾害事故造成的环境污染。2.胸怀祖国、服务人民的爱国精神。习近平总书记在科学家座谈会上的重要讲话中提出大力弘扬科学家精神。我们要贯彻落实习近平总书记重要讲话精神，胸怀祖国、服务人民，不计名利、敢于创造，肩负起历史赋予的科技创新重任。只有心中想着祖国，想着人民，才能赋予科学研究创造力，才能产生科技新能量。在洗消领域中，就是利用洗消剂，采用科学的方法、技术和装备，有效降低或完全清除毒物，有效保护人民和环境安全等。3.勇攀高峰、敢为人先的创新精神。创新精神是科学精神的非常重要的一方面。随着经济和社会的不断发展，人们面临的各种毒物或者面临更加复杂的洗消难题，亟须创新应用新型洗消技术，这就需要不断勇攀高峰、大胆创新。4.淡泊名利、潜心研究的奉献精神。科研之路上会出现各种各样的问题，也会出现技术瓶颈，需要持之以恒的科学精神，要有不怕困难，甘于坐冷板凳的精神，才能在科研路上走得更远。例如，在研发新型溢油污染洗消剂的过程中，确定了洗消剂的配方，但是在将配方进行有效合成方面遭遇技术壁垒，我们先后尝试了自主蒸发法、球磨法、高分散法和熔融铸造法等方法，最后才合成制备出高效的溢油污染洗消剂。这再次证明了科研无任何捷径可走，只有脚踏实地不断探索，才能找到最正确的方法。（二）科研成果内容选择设计不同学生对科研的研究方向及兴趣不同，在科研成果融入课程教学内容选择过程中，教师不是全部引进，而是结合学生的科研方向，在科研方向共性的地方或者科研思路相近的地方，有选择地引进，既注重理论的理解，又注重理论的应用。例如，在洗消剂结构分析教学内容中，结合当前消防材料不同的研究方向（灭火材料、阻燃材料及洗消材料三个方向），对洗消剂的结构表征技术，有选择地重点讲授热重分析技术、红外分析技术、扫描电镜等分析技术的原理在洗消评价中的应用研究。教学内容选择上，选用这些表征技术不仅仅因为在洗消剂方向有应用，在灭火剂、阻燃材料方向都有相应的表征技术手段和数据分析应用。教师通过科研研究思路设计、原始谱图和结果分析等数据和学生一起分析讨论，加深了学生对洗消效能评价理论知识的理解。此教学模式不仅丰富了教学内容，还提高了学生对未来科学实验的数据分析能力。学习过程不仅要有横向知识的学习，也要有纵向知识的学习，最终形成完整的知识网络。（三）教学方法选择设计1.依托项目研究，翻转课堂，组织开展以学生为主体的专题讨论，提高学生学习理论知识的兴趣和科学研究的兴趣。洗消剂一般分为酸性洗消剂、碱性洗消剂、氧化氯化型洗消剂、吸附型洗消剂、催化型洗消剂、螯合型洗消剂及复合型新型洗消剂等。依托学生参与的科技创新项目，学生在自愿搭配的基础上自由分组，开展不同类洗消剂的专题讨论。专题讨论以学生为主体，主要针对洗消机理、洗消成果评价及洗消应用示范等内容分别开展科研成果介绍和讨论。教师对学生讨论内容和深度进行全盘把握，对研讨内容事先组织试讲。教师在研讨过程中进行分析点评，积极调动全体学生的积极性和主动性，让学生在体会和理解中，加深对理论知识的理解，培养学习理论知识的兴趣。从中还可以培养学生科研思路和科研素养，提升学生自主发现问题和运用理论知识解决问题的能力和水平，提高学生自主学习能力和参与科研的成就感。2.通过实物模型展示和理论讲授相结合的教学方法，提升学生对抽象理论知识的理解能力和运用理论知识解决实际问题的能力。“洗消剂及其应用”课程涉及很多抽象的理论知识，也涉及很多公式、定理，比如单分子层吸附与多分子层吸附理论、催化原理和催化活性等知识。单纯的书本公式、定理知识十分枯燥，难以理解和消化吸收。当科研成果与教学理论知识讲授相结合时，通过实物模型展示教学方法，学生在学习中模仿应用创新，加深了对抽象基础理论知识的掌握。在“洗消剂及其应用”课程中，包含“苯系物水质污染洗消教具模型”“VOCs催化吸附洗消教具模型”“全自动磁性吸附分离洗消教具模型”等实物科研成果。实物模型展示和理论讲授相结合可以让学生直观感受科研成果的强大魅力，帮助学生提升对抽象理论知识的理解和对科研的热94 教育训练研究 爱，提高解决实际问题的能力，为后续的科研工作开展和技术攻关奠定根基。（四）教学成果评价设计教学评价可以学生或教师为主体。“洗消剂及其应用”课程主要研究以学生为主体的评价方式。主要通过调查问卷法等方式，开展对科研成果融入课堂教学的教学效果评价。调查问卷涉及选择题和简答题，问题简单列举如下：对本课程中科研成果融入课程学习效果的总体评价？科研成果融入课程教学模式的应用，是否激发了您对科学研究的热爱？科研成果融入课程教学模式的应用，是否帮助您加深对抽象理论知识的理解？您对科研成果融入课程教学内容选择方面有何建议？根据评价结果，再进一步调整课程教学中具体实施的细节，最后摸索出适用新时代、新阶段研究生教育的理论教学模式。三、科研成果融入“洗消剂及其应用”课程教学在授课环节中的应用（一）科研成果融入课程教学在抽象理论知识授课中的应用洗消剂洗消过程及洗消机理非常复杂抽象，例如复合洗消技术，包含酸碱中和反应、氧化还原反应、螯合反应、催化反应等洗消机理，很多学生难以理解。洗消机理不是一个反应完毕再开展下一个反应，实际情况是多相反应，多个物理和化学反应同时进行，这也是洗消剂洗消效率大大提升的原因。但是其中的洗消过程和洗消机理非常深奥，难以理解。因此，可以运用模拟推演仿真技术模拟洗消过程，将洗消机理用动画模拟的方式呈现出来，枯燥复杂的洗消机理借助动画视频展现，容易让学生理解和接受。（二）科研成果融入课程教学在案例分析授课中的应用案例教学是本课程必不可少的教学内容，积极将科研成果引入案例教学是提高课程内容学术水平和培养高素质创新人才的重要举措11。洗消剂及洗消技术都是为了服务实战、指导实战，案例分析能很好地将学到的知识应用到实战中。例如，在讲解氯气泄漏事故时，一般事故处置都会选用碱性液体进行中和洗消，如选用氢氧化钠洗消池等。虽然酸碱中和洗消反应速率快，洗消效率高，但是也会产生很多副反应，如反应产生大量的热，容易发生喷溅等次生灾害。通过视频展示洗消处置过程中的次生灾害，让学生对次生灾害有了更加深刻的印象。这时可以选用课题组研发的针对氯气类危险化学品洗消的新型复合洗消剂，该洗消剂包含酸碱中和剂、低温控制剂、表面活性剂、吸热剂和反应指示剂等组分。可以有效降低事故现场氯气的浓度水平。不仅不会产生次生灾害，新型洗消剂的原料绿色环保，对洗消事故现场周围的环境安全十分有利。四、科研成果融入“洗消剂及其应用”课程教学取得的成效（一）提高了人才培养质量本课程讲授完毕后对学生评分的标准不是以考试分数作为衡量学生对所学内容的掌握程度，而是根据所讲内容，学生根据自己感兴趣的某一切入点，查阅文献资料，归纳总结分析，撰写科技论文并尝试发表12-13。通过科研成果融入课程教学实践，大大激发了学生学习兴趣，提升了学生的成就感和获得感。通过本课程的学习，学生对本领域科学研究内容有了系统认识，对自己后续科学研究有了更加明确的方向，培养了科学严谨、求实创新精神和潜心研究的科学精神。此外，科研成果融入研究生理论课程的教学实践也符合OBE教育理念的核心内涵14，不仅提高了研究生学习理论知识的积极性和主动性，而且提升了学生自主学习能力、科研创新能力、分析和解决实际问题能力，还提升了学生的成就感和获得感，使其亲身感受到科学研究的魅力所在。（二）实现了教研相长，极大提升教学品质科研成果融入课程教学激发了学生对科学研究的兴趣，许多学生积极参与科研课题研究。课题组吸纳了优秀研究生，壮大了科研团队。学生可以自己申请研究生创新项目开展研究，也可以合作的方式与教师共同开展一系列的科研和教学活动，实现了教研相长，极大提升了教学品质。五、结束语科研成果融入课程教学实践将育才和育人融为一体，不仅丰富了教学内容、大大提高了学生学习理论知识积极性和主动性，还提升学生自主学习能力、科研创新能力、运用理论知识分析和解决实际问题的能力，最终实现了教研相长，提升人才培养质量。随着科研成果融入课程教学改革的推进，还可以积极鼓励学生参与教师科研项目，学生也可以积极申报各类创新项目及实践项目，让学生有更多机会学95邵高耸，等：科研成果融入研究生课程教学研究以致用，全面提升人才培养质量。参考文献：1 周川.从洪堡到博耶：高校科研观的转变 J.教育研究，2005（6）：26-30，61.2 高德胜.国外高校教学和科研关系研究述评 J.上海高教研究，1997（11）：62-65.3 孙进.德国高等教育机构的分类与办学定位 J.中国高教研究，2013（1）：61-67.4 金顶峰，洪波，彭晓领，等.科研成果进课堂研学之旅助成长 J.科技经济导刊，2020，28（4）：139-140.5 金顶峰，洪波，彭晓领，等.把握科研规律创新课堂教学：科研成果入课堂在材料化学专业教学中的实践探索 J.教育教学论坛，2019（43）：152-154.6 王宇蕴，汤利，达布希拉图，等.云南农业大学“作物施肥法”课程体系教学改革与创新 J.河北农机，2021（4）：47-48.7 张天巍，李思成.面向科研能力养成的研究生课程教学改革研究与实践：以警察大学“自然科学研究方法”为例J.武警学院学报，2021，37（4）：78-82.8 刘长龙.公安院校思政课坚持政治性和学理性相统一的实践路径 J.中国人民警察大学学报，2022，38（5）：54-58.9 郝喜海，肖颖喆，张昌凡.科研成果进课堂的教学模式在包装工程专业教学中的探索与实践 J.当代教育理论与实践，2012，4（12）：38-40.10 高秉祥.新工科背景下水利工程制图“2+3”创新教学模式的探索与实践J.甘肃高师学报，2022，27（2）：82-85.11 王世练，杨力斌，张炜，等.科研成果在案例教学中的探索与实践 J.高等教育研究学报，2014，37（3）：95-97.12 孙磊，邵高耸.关于有毒气体扩散的国内研究进展分析及发展建议 J.武警学院学报，2017，33（6）：27-30.13 黄傲，赵敏，赵宸豫，等，阻燃防火硅橡胶研究进展 J.合成橡胶工业，2022，45（2）：146-151.14 刘容筝.基于OBE理念的公安院校思想政治理论课教学改革研究 J.武警学院学报，2021，37（9）：63-67.The Study on Scientific Research Achievements into Classroom for Graduate Theory CourseA Case Study of“Decontamination and Its Application”CourseSHAO Gaosong，GUO Yulong，LU Lingang，HU Dingyu，LI XiangxinChina People s Police University，Langfang，Hebei Province 065000，ChinaAbstract:Taking the graduate course of“Decontamination and Its Application”as an example，this paper mainly introduces the innovative teaching application of scientific research achievements.Through the analysis of the necessity of introducing scientific research achievements，this paper firstly puts forward several innovative teaching models，including course ideological and political education，classroom discussion topics，case analysis，and so on.In the course design process，the paper mainly focuses on the analysis of the practice and application research of scientific research achievements，including the design of ideological and political education content，the selection of teaching content，teaching methods，and evaluation of scientific research achievements.In the theoretical teaching process，the main focus was on the practical application of scientific research achievements through theoretical knowledge and case analysis.Finally，it studies the achievements of innovative teaching practice.The research on innovative teaching practice of scientific research achievements integrates the educating people and fostering talent，which not only enriches the teaching content，greatly improves the enthusiasm and initiative of graduate students in learning theoretical knowledge，improves students scientific research and innovation ability，and improves the quality of talent training and teaching quality.Key words:graduate course；scientific research achievements；innovative teaching（责任编辑 陈 华）96