基于工程教育認(rèn)證的材料科學(xué)基礎(chǔ)課程建設(shè)

彭開(kāi)萍+邵艷群+李湘祁

摘要：以工程教育認(rèn)證為導(dǎo)向，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性為目的，在分析工程教育認(rèn)證對(duì)材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)要求的基礎(chǔ)上，從材料科學(xué)基礎(chǔ)課程師資、教學(xué)大綱、教學(xué)方法、考試方式，以及教學(xué)質(zhì)量改進(jìn)等方面對(duì)課程綜合改革進(jìn)行探索，使其達(dá)到工程教育認(rèn)證對(duì)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求。

關(guān)鍵詞：材料科學(xué)基礎(chǔ)；工程教育認(rèn)證； 教學(xué)方式； 教學(xué)目標(biāo)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0；TB3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1005-2909（2017）06-0080-03

工程教育認(rèn)證是中國(guó)高等教育質(zhì)量保障體系的重要組成部分，是推進(jìn)中國(guó)工程師注冊(cè)制度的前提和組成部分，是國(guó)際工程教育學(xué)歷互認(rèn)和工程師互認(rèn)的重要基礎(chǔ)。開(kāi)展專(zhuān)業(yè)認(rèn)證工作，有助于促進(jìn)中國(guó)工程教育改革，加強(qiáng)工程實(shí)踐教育，進(jìn)一步提高工程教育的質(zhì)量[1-2]。中國(guó)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì)在2015年3月修訂的《工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（2015版）》中，明確要求課程體系要設(shè)置4類(lèi)課程：（1）與本專(zhuān)業(yè)畢業(yè)要求相適應(yīng)的數(shù)學(xué)與自然科學(xué)類(lèi)課程，至少占總學(xué)分的15%；（2）符合本專(zhuān)業(yè)畢業(yè)要求的工程基礎(chǔ)類(lèi)課程、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)類(lèi)課程與專(zhuān)業(yè)類(lèi)課程，至少占總學(xué)分的30%，工程基礎(chǔ)類(lèi)課程和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)類(lèi)課程能體現(xiàn)數(shù)學(xué)和自然科學(xué)在本專(zhuān)業(yè)應(yīng)用能力方面的培養(yǎng)，專(zhuān)業(yè)類(lèi)課程能體現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)能力的培養(yǎng)；（3）工程實(shí)踐與畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），至少占總學(xué)分的20%；（4）人文社會(huì)科學(xué)類(lèi)通識(shí)教育課程，至少占總學(xué)分的15%[3-5]。材料科學(xué)基礎(chǔ)在材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)被定義為專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，需要體現(xiàn)數(shù)學(xué)和自然科學(xué)在本專(zhuān)業(yè)應(yīng)用能力的培養(yǎng)。掌握材料科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)起著重要作用，為此，從師資、實(shí)驗(yàn)教學(xué)以及課程教學(xué)大綱的制定、教學(xué)方法的更新、考核方法的改進(jìn)、可持續(xù)發(fā)展等方面進(jìn)行課程優(yōu)化設(shè)置。

一、成立課程組

工程教育認(rèn)證的主要目的是提高教學(xué)質(zhì)量。通過(guò)成立課程組，可以有效促進(jìn)教師之間交流經(jīng)?；?、制度化、實(shí)效化。作為公共基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課之間起著橋梁作用的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，教師要幫助學(xué)生建立這種聯(lián)系，在講到每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)都應(yīng)該深入淺出地涉及其他課程的內(nèi)容，使學(xué)生的知識(shí)條理化、系統(tǒng)化，做到觸類(lèi)旁通，避免支離破碎、掛一漏萬(wàn)。只有這樣才能吸引學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的求知欲，提高學(xué)習(xí)的積極性。

二、制定既有共性又有個(gè)性的課程教學(xué)大綱

課程體系與畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度是課程負(fù)責(zé)人制定教學(xué)大綱的依據(jù)，是教師設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式和試題內(nèi)容的依據(jù)。課程負(fù)責(zé)人根據(jù)課程具體支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)，結(jié)合學(xué)校相關(guān)文件組織課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)制定教學(xué)大綱。課程教學(xué)大綱按照專(zhuān)業(yè)認(rèn)證中教學(xué)大綱的要求進(jìn)行撰寫(xiě)，除了通常教學(xué)大綱中必須的，如：課程中英文名稱(chēng)與課程編號(hào)、課程性質(zhì)、授課對(duì)象、學(xué)分學(xué)時(shí)、本課程與其它課程的聯(lián)系與分工，以及課程教學(xué)主要內(nèi)容和教學(xué)方法外，特別增加了課程教學(xué)的目標(biāo)，明確了本課程支撐哪些畢業(yè)要求并簡(jiǎn)述擬達(dá)到的特定教學(xué)目標(biāo)。

材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)制定的畢業(yè)要求共有12條，每一條須通過(guò)完成指標(biāo)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此課程的教學(xué)內(nèi)容必須支撐這些指標(biāo)點(diǎn)，進(jìn)而支撐畢業(yè)要求。如材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)要求1——工程知識(shí)：具備數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和材料專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于解決本專(zhuān)業(yè)的復(fù)雜工程問(wèn)題。為了達(dá)到畢業(yè)要求1，下設(shè)若干指標(biāo)點(diǎn)，其中指標(biāo)點(diǎn)1為掌握材料制備、生產(chǎn)、應(yīng)用的基本原理和相關(guān)知識(shí)，并結(jié)合數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程基礎(chǔ)知識(shí)，解決本專(zhuān)業(yè)的復(fù)雜工程問(wèn)題。相對(duì)應(yīng)的材料科學(xué)基礎(chǔ)課程能夠支撐這個(gè)指標(biāo)點(diǎn)。畢業(yè)要求2——問(wèn)題分析：能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識(shí)別、表達(dá)、分析復(fù)雜工程問(wèn)題，獲得有效結(jié)論。指標(biāo)點(diǎn)2為能夠應(yīng)用物理、化學(xué)知識(shí)對(duì)材料的組成、結(jié)構(gòu)、物相、性能以及相互關(guān)系進(jìn)行識(shí)別、表達(dá)和分析，并獲得有效結(jié)論。畢業(yè)要求3——研究：掌握材料結(jié)構(gòu)和性能的分析方法、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法和材料的制備與加工工藝，具備設(shè)計(jì)和實(shí)施實(shí)驗(yàn)的能力，能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析并得出合理有效的結(jié)論。指標(biāo)點(diǎn)3為掌握材料表征與分析的方法和相關(guān)儀器使用方法，能夠根據(jù)材料研究的需求選擇不同儀器、測(cè)試參數(shù)，并能夠通過(guò)查閱資料對(duì)研究數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出合理有效的結(jié)論。學(xué)生通過(guò)材料科學(xué)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，獲得以上3個(gè)指標(biāo)點(diǎn)所涉及的能力，從而達(dá)到上述3個(gè)畢業(yè)要求。依據(jù)課程對(duì)畢業(yè)要求的支撐，確立了本課程的教學(xué)目標(biāo)：（1）通過(guò)講授純質(zhì)材料、合金的凝固、固體材料的擴(kuò)散、晶體缺陷以及材料形變與再結(jié)晶的基本原理和相關(guān)知識(shí)，掌握材料制備、生產(chǎn)、應(yīng)用的基本原理和相關(guān)知識(shí)，并結(jié)合數(shù)學(xué)、物理化學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)，解決本專(zhuān)業(yè)材料制備、生產(chǎn)、應(yīng)用中的復(fù)雜工程問(wèn)題。（2）掌握固體材料的結(jié)構(gòu)、相平衡、分析相圖的基本理論以及相變的基本原理，能夠應(yīng)用物理、化學(xué)知識(shí)對(duì)材料的組成、結(jié)構(gòu)、物相、性能以及相互關(guān)系進(jìn)行識(shí)別、表達(dá)和分析，并獲得有效結(jié)論。（3）能夠識(shí)別材料的組織與缺陷，掌握材料科學(xué)與工程的核心思想，根據(jù)材料研究的需求能夠通過(guò)查閱資料對(duì)研究數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出合理有效的結(jié)論。

教學(xué)目標(biāo)是教學(xué)大綱重要的內(nèi)容之一，教學(xué)內(nèi)容的講授必須圍繞教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行。例如：講授純質(zhì)材料、合金的凝固等內(nèi)容時(shí)，除了講授其基本原理，重點(diǎn)是將知識(shí)點(diǎn)與材料的制備、生產(chǎn)、應(yīng)用相結(jié)合，通過(guò)工程實(shí)例，學(xué)會(huì)運(yùn)用相關(guān)知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題。

三、更新教學(xué)方法

工程教育認(rèn)證使“提高教學(xué)質(zhì)量”第一次有了明確的參照標(biāo)準(zhǔn)，為了完成教學(xué)目標(biāo)，達(dá)到畢業(yè)要求，就必須深化課堂教學(xué)改革，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。這是達(dá)成培養(yǎng)目標(biāo)的重要基礎(chǔ)，為此需要實(shí)現(xiàn)四個(gè)轉(zhuǎn)變，即：從灌輸課堂向?qū)υ?huà)課堂轉(zhuǎn)變、從封閉課堂向開(kāi)放課堂轉(zhuǎn)變、從知識(shí)課堂向能力課堂轉(zhuǎn)變、從句號(hào)課堂向問(wèn)號(hào)課堂轉(zhuǎn)變。

材料科學(xué)基礎(chǔ)課程內(nèi)容多、概念多、理論性強(qiáng)，學(xué)生普遍反映難學(xué)。在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)。教師為了活躍課堂氣氛，通常采用課堂提問(wèn)的方式，但并不是每位學(xué)生都能夠與教師互動(dòng)，往往是一些學(xué)習(xí)較好的或者是樂(lè)意學(xué)習(xí)的學(xué)生能夠積極應(yīng)答，這種方式已無(wú)法達(dá)到課程教學(xué)效果。盡管學(xué)生都知道該課程很重要，但學(xué)習(xí)興趣和積極性總是難以提高，通過(guò)與學(xué)生溝通和分析發(fā)現(xiàn)，主要問(wèn)題在于學(xué)生不清楚公共基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)課三者之間的聯(lián)系，甚至在學(xué)完后還不知道為什么要學(xué)。因此，除了任課教師的責(zé)任心外，還必須有一套切實(shí)可行的教學(xué)方法。課堂教學(xué)和在線教學(xué)雙管齊下，鼓勵(lì)學(xué)生自覺(jué)自主、探究創(chuàng)新學(xué)習(xí)，允許學(xué)生有不同見(jiàn)解，營(yíng)造民主的課堂氛圍，正確引導(dǎo)學(xué)生“為何學(xué)？ 學(xué)什么？ 怎樣學(xué)？ ”并鼓勵(lì)學(xué)生在線下課堂和在線課堂上積極交流互動(dòng)。學(xué)生之間的交流互動(dòng)討論，相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，不僅可以提高自身對(duì)知識(shí)的理解和掌握程度，而且還可以在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行歸納、總結(jié)、實(shí)踐，最終達(dá)到能力提升的目的。endprint

材料學(xué)科是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，材料科學(xué)基礎(chǔ)是典型的以基礎(chǔ)理論和工程實(shí)踐緊密結(jié)合為特征的課程。增強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的重要方法，也是課程建設(shè)的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)、創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力的重要途徑。通過(guò)觀察和實(shí)際操作，學(xué)生對(duì)課本知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)，反過(guò)來(lái)又會(huì)促進(jìn)對(duì)課本知識(shí)的理解，使學(xué)生實(shí)際動(dòng)手的能力和科研能力得到進(jìn)一步提升。堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際，將課堂理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、工程實(shí)訓(xùn)有機(jī)結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，倡導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與、樂(lè)于探究、勤于動(dòng)手，大力改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)的形式和內(nèi)容，加大綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的比重，鼓勵(lì)學(xué)生盡早參與科研實(shí)踐活動(dòng)，如：福州大學(xué)本科生科研訓(xùn)練計(jì)劃、福建省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃、國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決本專(zhuān)業(yè)的復(fù)雜工程問(wèn)題。

四、考核方式

課程授課結(jié)束后，任課教師要根據(jù)課程具體支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)和相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行試卷命題。例如：指標(biāo)點(diǎn)2主要考查學(xué)生對(duì)材料的組成、結(jié)構(gòu)、物相、性能以及相互關(guān)系知識(shí)點(diǎn)的掌握和問(wèn)題解決。任課教師依據(jù)課程具體支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)，包括期末考試和平時(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程，如出勤率、作業(yè)、讀書(shū)報(bào)告、期中考試等完成情況。課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度分析要明確教學(xué)任務(wù)是否滿(mǎn)足畢業(yè)要求的達(dá)成，同時(shí)找出教學(xué)任務(wù)的不足之處，并提出改進(jìn)措施。完成“材料科學(xué)基礎(chǔ)課程考核合理性確認(rèn)表”和“材料科學(xué)基礎(chǔ)達(dá)成度評(píng)價(jià)表”，學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)指派專(zhuān)人檢查任課教師的教學(xué)大綱、上課內(nèi)容、考核內(nèi)容及方式是否符合該課程的畢業(yè)要求，對(duì)任課教師的課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)進(jìn)行審核，做到課程考核與課程教學(xué)目標(biāo)一致，以保證相關(guān)能力培養(yǎng)在課程中得以實(shí)現(xiàn)。

五、結(jié)語(yǔ)

工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證強(qiáng)調(diào)合格評(píng)價(jià)與質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)，要求建立持續(xù)有效的質(zhì)量改進(jìn)機(jī)制、質(zhì)量監(jiān)控與反饋機(jī)制。具體措施：（1）在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)校教學(xué)督導(dǎo)組和學(xué)院教學(xué)督導(dǎo)組對(duì)課堂教學(xué)質(zhì)量、考試紀(jì)律、實(shí)踐性環(huán)節(jié)教學(xué)執(zhí)行情況進(jìn)行檢查，開(kāi)展教學(xué)工作的日常督導(dǎo)、學(xué)期教學(xué)過(guò)程監(jiān)控，以及教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)計(jì)劃實(shí)施全過(guò)程監(jiān)控。通過(guò)對(duì)教學(xué)全過(guò)程質(zhì)量評(píng)價(jià)及效果反饋，促進(jìn)教學(xué)活動(dòng)和畢業(yè)要求的持續(xù)改進(jìn)；（2）在考試結(jié)束后，通過(guò)對(duì)試卷每道題得分情況以及與此對(duì)應(yīng)的相關(guān)指標(biāo)點(diǎn)的達(dá)成度分析，找出問(wèn)題的原因并提出改進(jìn)建議；（3）在制定教學(xué)大綱和教學(xué)目標(biāo)時(shí)，建立畢業(yè)生跟蹤反饋和社會(huì)評(píng)價(jià)機(jī)制，定期對(duì)應(yīng)屆畢業(yè)生、往屆畢業(yè)生和用人單位進(jìn)行調(diào)研，以進(jìn)一步改進(jìn)和完善課程教學(xué)大綱和課程目標(biāo)，提高教學(xué)質(zhì)量。

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