“卓越計劃”下應用型高?！安牧峡茖W基礎”課程的實踐教學探索

王相虎

【摘 要】“材料科學基礎”課程是材料、機械等專業(yè)的核心基礎課程之一，授課內容既具有較強理論性，也與生產實際緊密聯系，本文圍繞教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（簡稱“卓越計劃”）項目下人才培養(yǎng)目標，結合目前該課程教學過程中存在的實踐能力培養(yǎng)不足，通過對教學內容、方法與考核評價體系等方面的改革探索實踐，提出一些具體建議，旨在提高該課程教學過程中學生實踐能力培養(yǎng)水平。

【關鍵詞】材料科學基礎；教學內容與方法；實踐能力；考核評價體系

“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”是貫徹教育部《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》精神的一項重大改革計劃，是落實上海電機學院“技術立校、應用為本”辦學方略、實現學?！芭囵B(yǎng)和造就卓越的高等技術應用型人才”培養(yǎng)目標的重要舉措。在理論聯系實際的工程教育傳統(tǒng)基礎上，樹立“面向工業(yè)界、面向世界、面向未來”的工程教育理念，以社會需求為導向，以實際工程為背景，以工程技術為主線，著力提高學生的工程意識、工程素質和工程實踐能力，培養(yǎng)在國內同行業(yè)具有創(chuàng)新意識和競爭力的技術應用型人才。

“材料科學基礎”課程是材料、機械等業(yè)的核心基礎課程之一，研究對象為材料的共性基礎知識，闡明材料的成分、組織、制備工藝和性能之間的關系，與生產實際緊密聯系?！安牧峡茖W基礎”課程包涵金屬材料、功能材料等材料科學多方面知識，課程部分內容抽象、概念性強，初學者難以理解，例如晶體結構、結晶過程、位錯等。“材料科學基礎”知識內容又與生產實際緊密聯系，用該課程理論知識可以解釋、指導生產過程中遇到的現象和問題的解決。材料科學是科技進步的先行者，重大科技的進步總是與材料科學相關聯，隨著科學技術的發(fā)展，新材料、新工藝、新機理被不斷發(fā)現，可以看出，該課程講授的知識要與時俱進，能夠趕上相關學科科技的發(fā)展。但是，目前的教學過程中，該課程教材內容和教師授課內容，都偏重于理論教學方面，內容比較抽象，有些知識對于初學者難以理解，如位錯理論等，此外，在一些應用型高校中該課程的授課方式和研究型高校沒有什么差別，實驗和實訓課時不夠，教學過程中授課知識與生產實踐脫節(jié)，沒有體現實踐能力培養(yǎng)，不能很好的培養(yǎng)學生解決實際問題的能力，與應用型高校培養(yǎng)目標不相一致。因此，在課程教學過程中，圍繞“卓越計劃”目標，需要加強實踐能力培養(yǎng)，教學內容、教學方法和考核體系的改革勢在必行。

1 優(yōu)化教學內容，強化實踐教學

上海電機學院是一所工科特色明顯的地方應用型高校，材料成型及控制工程專業(yè)于2013年獲批為教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，“材料科學基礎”課程主要教學對象為該專業(yè)本科生。我校的材料成型及控制工程專業(yè)以塑性成形工藝及設備、模具設計與制造為主，培養(yǎng)的是工程技術型創(chuàng)新人才，大部分學生畢業(yè)后，服務于熱加工、模具制造等行業(yè)。因此，需要在夯實基礎、拓寬口徑的前提下，結合我校人才培養(yǎng)目標，優(yōu)化教學內容，強化實踐教學。

該課程的教學內容主要有材料的結構、相圖、凝固、缺陷、擴散、塑性變形、回復與再結晶以及材料的電、熱、磁、光等性能[1-3]，可以看出，課程概念多且比較抽象。應用型高校隨著教育改革的深入開展，一般設置該課程為48至60課時，課時量偏少，教師在授課過程中為了能夠將課程內容講授完整，往往偏重于理論知識教學，實驗和實訓課時少，導致該課程與工程實際應用聯系不多，不能很好地培養(yǎng)學生解決實際問題的能力，不符合應用型高校和“卓越計劃”的培養(yǎng)目標。為解決這個矛盾，我們采用增加課內實驗課和增設單列“材料科學綜合實驗”課程相結合的辦法，具體為：課內教師開發(fā)計算機模擬晶體結構等實踐課程；課外（一般在學期末或假期）增設一周的“材料科學綜合實驗”課程，主要有金屬塑性變形、金相實驗等。此外，該課程有些理論知識過深，導致初學者學習起來感到困難，因此，有必要優(yōu)化教學內容，降低部分課程內容教學難度與深度，特別是相關公式推導，有些難理解且與后續(xù)專業(yè)課知識重疊的理論知識可以留待專業(yè)課中精講，如位錯理論、鐵-碳合金相圖可以在《金屬學原理及熱處理》課程中精講。

2 改革教學方法，體現實踐能力培養(yǎng)

“材料科學基礎”課程知識內容具有很強的理論性和抽象性，同時，也具有很強的生產實踐性，如果應用型高校仍然采用單一的傳統(tǒng)理論教學模式，就會導致實踐教學效果差，學生的實踐能力也得不到很好培養(yǎng)[4-5]。為提高課程教學效果，特別是實踐能力教學效果，需要根據課程的特點，以材料的“成分-組織-工藝-性能”為主線，把孤立的內容有機的聯系起來，通過教學方法的改進，體現實踐能力培養(yǎng)。

（1）改革單一的理論教學方法。單一的理論教學方法一般是教師在講臺上講授課程，通過“板書”形式表達授課主要內容和邏輯推理，學生做著聽的方式。這樣的授課形式呆板，學生學習效率底下，不適應“材料科學基礎”課程中有關實踐知識教學。為此，我們在授課方式進行了改革探索，在課堂教學過程中采用精講重點內容，略講或以“繁”化“間”方法講解過深的理論知識，增加教師與學生互動討論、學生自學、學術報告（教師參加相關學術報告，將學術報告錄像后在課堂播放的方式）等多種形式的教學方式，讓學生積極參與課堂教學，并讓學生充分感覺到自己才是課堂教與學的主體，增強責任感，覺得自己有責任也有義務學好相關知識，從而達到“拓寬知識廣度，增加學習深度”的教學目標。例如，課堂上可以通過講解實例：比利時在1938 年冬季發(fā)生的阿爾伯特運河鋼橋突然斷裂墜河的事件，讓學生感受到真實的畫面，引發(fā)學生了解鋼的力學性能與成分之間關聯的興趣，然后，教師可以布置任務讓學生分析原因，最后，教師可以總結分析原因，即，建造橋時，所用鋼材的磷含量過高，引起冷脆，從而造成橋體斷裂，帶動學生思考。

此外，教師要時刻關注本學科最新科技發(fā)展情況，要將相關新材料、新工藝、新機理等與教材理論知識融合后，再進行講授，讓學生認識到課本知識確有其應用的地方，增強實踐感，感受到理論知識的重要性，激發(fā)學習興趣，例如，任課教師在課堂講授過程中將自己科研工作中的一些成果、相關材料研究前沿領域等結合到課堂教學中，起到拓展學生視野、激發(fā)學生好奇心，提高學習興趣，也體現了實踐能力的培養(yǎng)。

（2）充分運用多媒體教學?！安牧峡茖W基礎”課程部分內容抽象、概念性強，對于大多數初學者來說，感到難學。因此，在課堂教學過程中，教師應盡可能采用啟發(fā)式教育，多使用PPT演示文稿，發(fā)揮多媒體輔助教學作用，提高理論教學的直觀性，便于理解接受，例如，用動態(tài)畫面演示晶體結晶、空間點陣、晶體缺陷、以及相圖等內容。在多媒體教學的輔助下，組織學生自學，并進行課堂討論，以學生發(fā)言為主，這既能讓他們直接參與教學，也能讓教師了解學生學習的不足部分與難點，從而提高課堂的質量和效果。

此外，采用多媒體教學，還可增大教學容量，提高教學效率，積極改進教學過程。例如，在講授金屬形核和長大等理論知識時，采用PPT動畫演示具有很好的教學效果，PPT動畫演示能讓學生直觀感受到晶體形核和長大過程，減少理論教學時間。

3 改革評價方式，提高實踐能力考核比重

“材料科學基礎”是一門理論和實踐相結合的課程，因此，在進行理論教學同時，要加強實踐教學，學生在實踐教學中（下轉第104頁）（上接第160頁）能充分發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力，擴大知識面，形成工程實踐思想[6，7]。因此，在對學生進行基礎理論考核的同時，更應注重對實踐能力的考核。然而，目前“材料科學基礎”課程的考核普遍存在以下幾方面問題：（1）以卷面單一考試成績決定最終成績；（2）偏重理論知識考試，工程實踐能力沒有引起足夠重視；（3）題目的難易程度難以把握等。

為應付考試，學生往往是在考試前幾天突擊，通過死記硬背有關理論知識應付考試過關，這種應試教育很難調動學生學習的積極性和主動性，考試結束后，學生基本忘記所學知識，達不到培養(yǎng)目標，因此需要對評價方式進行改革。對于“材料科學基礎”這門課程，我們采用量化考核和模糊考核相結合的方式進行，分別占總成績的70%和30%。量化考核還是采用試卷方式進行，主要有理論知識、實驗設計等內容。模糊考核主要根據學生在理論和實驗課中的表現，如出勤率、課堂紀律、向老師提問和課堂回答問題的積極性、實驗操作能力、學習積極性的提高、團隊合作能力等方面，同時結合自評和同學間互評的方式對實驗課程進行考核評價。

4 結束語

當前，我國正處于應用技術大學轉型發(fā)展的關鍵時期，“卓越計劃”下教育的重心已不再是單純的知識傳授，更注重學生工程實踐等能力的培養(yǎng)。“材料科學基礎”與生產緊密結合，對于培養(yǎng)材料類和機械類專業(yè)學生的基礎理論知識和工程實踐能力極為重要。為實現上述課程目標，我們建議以下改革措施：（1）優(yōu)化教學內容，強化實踐教學。根據卓越計劃的培養(yǎng)要求，課程教學過程中堅持“實踐能力培養(yǎng)”，突出“應用優(yōu)先”的培養(yǎng)方向，優(yōu)化重組授課內容，減少理論課時，刪除過深或難理解的理論知識，增加實踐教學課時。（2）改革教學方法，體現實踐能力培養(yǎng)。（3）改革評價方式，提高實踐能力考核比重，采用量化考核和模糊考核相結合的方式，提高實踐考核比重。

【參考文獻】

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