基于“知木·树人·铸魂”理念的“高等木材学”教学改革与实践

一、背景研究

“高等木材学”是木材科学与技术国家级重点学科研究生必修的一门专业基础学位课，共计32学时，2学分。1996年，“木材学”研究生专业课程开设，采用日本的专著《木材组织构造》和美国的专著《Water in Wood》作为教学参考资料。随后，“木材学”曾一度被拆解为“木材解剖”和“木材物理”两门独立的研究生专业课程，并再次于2010年合并为“高等木材学”，其主要授课内容仍为木材解剖学和木材物理学两个方面。自课程开设以来，主要进行了以下三方面的教学改革与探索工作。

第一，配套教材的出版。2012年授课教师出版了课程的配套教材《木材物理学专论》，该教材不但介绍了木材物性方面的基础理论，更纳入了包括编者本人在内的最新研究成果。

第二，英语教学的探索。对英语授课的可行性、效果及考核方式等方面开展了调研。主要研究生生源高校均设置了木材科学专业英语类本科生专业课程，这为“高等木材学”的双语授课进行了必要的积垫。目前，“高等木材学”采取讲授与研讨相结合的教学方式，讲授的知识点均配有相应的专业英语词汇；而对于研讨的环节，则提前安排学生课下阅读英文文献，从而形成了专业英语的学习气氛，为学生国际化视野的培养奠定了基础。

第三，教学团队的建设。教学团队由省部级、校级教学名师构成。同时，凝聚多方力量，丰富教师队伍，与一线行业专家、知名学者内外联动，将理论与生产实践、科学研究有效结合，延伸教学内涵。

二、现状分析

据调研，美工弗吉尼亚理工大学、爱达荷大学、加拿大UBC大学、欧洲吕勒奥理工大学、日本京都大学、北海道大学等国际知名高校均设有木材科学相关的学科，其研究生的培养虽然未开设集成化的“高等木材学”专业核心课程，但是都配有“木材解剖”和“木材物理”等分支课程。另一方面，在国内农林类兄弟院校中，特别是东北林业大学、南京林业大学、福建农林大学、内蒙古农业大学、西南林业大学、山东农业大学等我校木材科学与技术学科的主要研究生生源高校，“高等木材学”课程无一例外采用中文授课，没有配套的教材，教学模式以讲授为主（部分高校结合研讨环节），且基本以开卷考试或结课报告作为课程的考核方式。

近年来，世界一流大学和一流学科发展战略的出台、我校服务于生态文明建设办学目标的提出、以及课程授课对象跨专业（木材科学与工程、家具设计、以及林学等）与跨类别（学术硕士、专业硕士）的动态重构，为我校“高等木材学”的教学提出了挑战，课程改革既是紧迫任务，更是内在需求。主要痛点问题包括以下四方面：

（1）经典教学内容支撑研究生学术研究在深度和广度的不足；

（2）传统教学目标服务绿色发展战略和生态文明建设的不足；

（3）常规教学方法应对学生差异化基础和个性化需求的不足；

（4）单一学习评价适配教学目标和学生多种维度发展的不足。

三、改革思路

图1 针对教学痛点的总体改革思路

针对上述痛点，“高等木材学”经过十余载的改革和实践，提出了“知木⠂树人⠂铸魂”的育人理念，建立了“WOOD”的教学思想，构建了“四化”的行动框架（图1）。课程获得北京林业大学优质研究生核心课程、研究生精品课程；课程的教学创新成果依托教育部虚拟教研室等平台进行交流，在东北林业大学、南京林业大学、中南林业大学等多所林业院校进行推广应用，对研究生专业课程建设发挥了高度示范作用；课程培养了一批北京市和校级教学名师、教学杰青和教学引导员。

（1）提出“知木树人铸魂”的理念，助力育人内涵发展：“知木”即通过课程的学习，培养学生发现问题、探究问题背后的本质与规律，既要知其所以然、识其所以必然，又要知其所来、明其所往。“树人”即通过课程的学习，实现自身在高度和广度上的成长，构建师生双向激励的学习共同体。其体现在共生、共长、共创三个方面，共生即教师与学生共同存在、相互统一；共长即教师与学生相互促进、在教学过程中共同成长；共创即教师与学生融合实现在专业领域的创新发展。“铸魂”即通过课程的学习，弘扬传统文化的同时充分体现林木生物质材料在绿色发展和“双碳”战略中的价值，打造科学素养与人文情怀同向同行的新机制。

（2）建立“WOOD”的教学新思想，解决长期教学痛点。“W”代表“What（教什么）”，旨在通过教学内容的高阶化解决经典教学内容支撑研究生学术研究在深度和广度的不足问题；第一个“O”代表“Objectives（达到什么目标）”，旨在通过教学目标的价值化传统教学目标服务绿色发展战略和生态文明建设的不足问题；第二个“O”代表“Organization（怎么进行组织）”，旨在通过教学组织的定制化解决考常规教学方法应对学生差异化基础和个性化需求的不足问题；“D”代表“Development（如何以评促进）”，旨在通过学习评价的立体化单一学习评价适配教学目标和学生多种维度发展的不足。

（3）构建了“四化”的行动框架，即以教学内容的高阶化为根本，教学目标的价值化为灵魂，教学组织的定制化为关键，学习评价的立体化为保障，四化一体，协同攻关，打造具有学科优势与特色的高质量研究生课程，为社会输送具有过硬本领和林业初心的学术创新人才。

四、改革措施

（1）迭代教学内容，开展高阶化赋能

针对当下木材科学与技术的研究已不断深入到分子层面，并逐渐扩展至生物学、化学、物理学、材料学等多个领域，迭代经典教学内容，一方面融入木材细胞壁微纳结构的研究前沿，强化深度，学生建立多尺度构效关系；另一方面，增设跨学科进展专题（表1），拓展广度，构筑学生广阔视野与认知格局，通过深度和广度的升级对学生高阶化赋能，使国际前沿的敏锐度、科技创新的方向性成为人才培养的新质生产力。

表1 近五年邀请国内、外专家开展的专题性讲座情况

（2）强化价值引领，实现无痕化育人

面向国家绿色发展战略和我校服务生态文明建设的定位，将课程传统的知识、能力、素质目标，与不同维度的思政目标创新结合实现价值共鸣与无痕化育人。通过解读木材碳足迹的优越性与木材资源安全之间的矛盾，使学生认同“双碳”的意义，激发使命感与责任感；通过揭示树木生长与木材形成的顶层设计，使学时形成尊重自然、敬畏自然的观念；通过“不植树的造林”的专业价值，发展学生充分利用木材资源的生态意识；通过木科学、木技术与学术前沿、实际生活相结合的案例研讨，使学生感受学科在促进社会发展、解决实际问题方面顶天、立地的作用，体会木科技成就生活之美的能量，塑造行业志趣；通过木材在时间域和空间域的积淀，厚植木材美学，展现木文化底蕴；通过民间木作艺人匠心独运、物自天成，培养工匠精神。塑造学生既有立足本来木材研究的扎实知识、又有吸收外来优秀思想的能力，更有面向未来国家需求的情怀。

（3）重构教学组织，实施定制化策略

围绕授课对象人员构成复杂，通过“教学方法定制”、“学习小组定制”、“数智分析定制”满足学生的差异化和个性化学习。

①教学方法定制：剖析教学内容的重难点，对于中低阶问题采用同伴教学法启发智慧，对于高阶问题采用思考分享法挑战未知，对于发散性问题采用头脑风暴法驱动创新，将单向讲授转变为基于学习共同体的研讨，构建自主学习、合作学习的教学情景使学生成为课堂的主体。

②学习小组定制：以学情分析为支点，利用库伯学习圈理论对授课对象进行分组（图2），确保组内学习风格、学生类别、专业基础不同，充分考虑不同学生倾向于个体或团体学习、观察或实践学习的特点，通过小组学习模式开展课堂讨论与小组报告，发挥同伴学习优势，增强合作意识，调动全员积极性。

图2 基于学习风格建立学习小组

③数智分析定制：利用人工智能促进教与学的高质量发展，助大数据追踪学生学习轨迹，研判学习状态，分析学习效果，在此基础上定制学生画像，开展教学反思，优化教学设计，实现因材施教；通过人机交互助力学生对重、难点的内化，提升数智力，形成智慧课堂。

（4）优化学习评价，打造立体化发展

图3 小组报告的展示现场及自评、互评机制

图4 课程多元化学习资源促进学生立体化发展

聚焦教学目标，构建纳入随堂测试、课后作业、小组报告和期末考试的全过程、多元化的评价体系。强化形成性评价对科技创新潜力的评估，将小组报告引入学生自评、互评机制，通过反馈环节的设计培养反思精神（图3）。以促进学生立体化发展为出发点，通过引进英文论著、自编配套教材、建设资源平台等丰富教学资源，形成包括数字微课与教学视频、英文电子图书、专业英语词汇库等学习素材库（图4），为延伸课堂与自主成长提供多元化空间，为适配不同层次的学习需求提供进阶路径。

五、实施情况与已取得成绩

（1）学生成长，教学评价好评如潮

①学习效果：近年来学生平均成绩纵向提升3~5个百分点，同一学年过程考核平均成绩横向进步5~10个百分点，不仅达到了课程培养目标，更为研究生后续的科学研究工作奠定了坚实的基础。

②学生评教：教学评价均在98分以上，“生动有趣、活跃融洽、学有所获”是学生评教系统留言区的高频关键词；自制调查问卷表明教师对于教学深度与广度把握适中，课程中关于小组研讨、过程考核的设置可以有效提高学习效果、培养综合素质。

③同行评价：教学内容具有高阶性，教学方法具有创新性，学习评价具有挑战度，3份同行观摩课评价表打分分别为98分、98分和96分。

（2）课程获奖，改革成效硕果累累

①课程获奖：课程先后获批北京林业大学优质研究生核心课程（2020年）、北京林业大学研究生精品课程（2023年），北京林业大学研究生教学成果一等奖（2025年），并有效支撑了北京林业大学研究生教学成果二等奖（木材科学与技术学科“顶天-立地-聚人”人才培养体系的构建与实践，2019年）的建设。

②改革成果：针对课程没有配套教材的问题，授课教师编写出版了教材《木材物理学专论》，纳入了包括编者本人在内的研究成果；同时，发表了《“高等木材学”课程“教-学-考”三维联动人课程改革与实践》等教研论文。

（3）深耕细作，推广辐射持续扩大

①团队成长：教学团队由省部级、校级教学名师构成，近年来依托课程建设促进了教学水平的显著提升，有效辐射了本科教学质量，获得了北京高校青年教师教学基本功比赛一等奖、最佳教案奖、最佳演示奖及最佳指导教师奖、北京高校“优质本科课程”重点项目、第一届北京高校教师教学创新大赛三等奖、北京林业大学教学成果一等奖、第一届北京林业大学教师教学创新大赛一等奖等省部级、校级教学荣誉。

②推广应用：课程教学创新成果依托教育部虚拟教研室等平台进行交流，在东北林业大学、南京林业大学、浙江农林大学、西南林业大学、广西大学等多所林业院校进行推广应用，对研究生专业课程建设发挥了高度示范作用。同时，积极投身于我校“新教师领航计划”、ISW教学技能工作坊、青年教师基本功比赛赛前辅导等工作，并受邀为教育部“职教国培”项目、北京师范大学、中国石油大学（北京）、陆军炮兵防空兵学院、陆军步兵学院等院校教师开展教学创新培训，发挥辐射作用，累积参与教师超过千人（图5）。

图5 教学推广应用情况