《材料物理性能》教學改革的一點經(jīng)驗和心得

張 華，李 蛟，孫武珠，王衛(wèi)偉，叢日敏

(山東理工大學 材料科學與工程學院，山東 淄博 255000)

隨著人類社會和科技的發(fā)展，人們的生產(chǎn)生活方式發(fā)生著飛速的變化。為適應(yīng)現(xiàn)代社會的生產(chǎn)和生活模式，進入21世紀后國家教育部提出并陸續(xù)推動高等教育的教學改革。近年來，課堂教學改革已經(jīng)步入深水區(qū)，改革的深度和廣度已經(jīng)發(fā)生了巨大變化。這些變化體現(xiàn)在當今的高校課堂教學活動中，也必將對未來的課堂教學思想和教學方式產(chǎn)生深遠的影響[1]。筆者根據(jù)多年來在高校的教學經(jīng)驗，結(jié)合大學本科材料專業(yè)課程《材料物理性能》近幾年的教學工作簡單梳理一下課堂教學改革對該課程教學思想和教學方法所產(chǎn)生的影響，并淺要介紹課堂改革所取得的成果和對教學工作的一些經(jīng)驗心得。

1 《材料物理性能》課堂教學改革實踐和經(jīng)驗

1.1 教學目標的改革

在傳統(tǒng)的應(yīng)試教育中，課堂教學目標是讓學生掌握教師課堂中講授的知識，記憶、理解這些知識并通過做習題的方式訓練這些知識在紙面上運用。簡單說，就是以應(yīng)試為目的，讓學生會考試，能在考試中得到不錯的考試成績。隨著教學改革的推進，教學目標逐漸從應(yīng)試為主轉(zhuǎn)變?yōu)榧骖檶W生實踐能力的培養(yǎng)，即學以致用，更加強調(diào)學校教育給予學生的技能為學生未來走上社會謀生、為國家相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)[2]。近幾年則在這個基礎(chǔ)上又有了新的發(fā)展，它強調(diào)教育對人格健全和塑造的作用，強調(diào)學習能力的培養(yǎng)而不再是特定知識或技能的掌握。自主學習、終身學習的理念成為教育發(fā)展趨勢，相應(yīng)的課堂教學目標則轉(zhuǎn)向激發(fā)學生的學習內(nèi)驅(qū)力，使學習成為自主選擇的過程而非學制強加的義務(wù)，也即“樂享學習”的概念。

1.2 教學內(nèi)容的改革

教學改革之前教學內(nèi)容是以教科書為教學依據(jù)的。經(jīng)過多年的教學實踐，雖然任課教師對同一課程的掌握和表述能力會逐年提高，也會適當增補教學內(nèi)容，但總體而言，教學內(nèi)容仍然趕不上時代發(fā)展的步伐，知識更新的速度跟不上當代互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟的發(fā)展要求，使得整個知識體系明顯落后于時代發(fā)展的要求[3]。以《材料物理性能》課程中的固體材料拉伸實驗為例，教學改革前實驗大綱承接的是二十世紀末的內(nèi)容，實驗過程中樣品所承受的應(yīng)力和發(fā)生的應(yīng)變在老舊型號設(shè)備上是靠人工讀取記錄的，相關(guān)的操作要點自然放在參數(shù)讀取的準確性上。但現(xiàn)階段老型號的設(shè)備早已淘汰，新型號的測試機完全由電腦控制，整個過程的應(yīng)力、應(yīng)變關(guān)系可以被電腦準確、完整的記錄下來。測試者只需要對應(yīng)力應(yīng)變曲線進行分析即可，分析過程也可以依靠設(shè)備自帶的軟件程序快速完成。這樣，研究者已經(jīng)可以把精力放在樣品形制和實驗參數(shù)設(shè)置對實驗結(jié)果的影響上，去探索一些更為深層的規(guī)律。也就是說，實驗課程的重點已經(jīng)從實驗操作轉(zhuǎn)向了實驗條件設(shè)定和結(jié)果分析，也即，實驗教學理念發(fā)生了根本的變化。

經(jīng)過多年課程教學改革，現(xiàn)階段《材料物理性能》課程不再以教科書為講授依據(jù)，而是由課程教研組擬定教學大綱，再由大綱規(guī)劃好的基本教學內(nèi)容板塊。本課程現(xiàn)行的學習內(nèi)容被規(guī)劃為材料力學、材料熱學、材料電學、材料磁學、材料光學和材料聲學六大部分，每部分具體內(nèi)容并非固定不變而是由主講教師依據(jù)近期的材料發(fā)展狀況和自身科研情況及網(wǎng)絡(luò)資料檢索整理出最新的教學資料進行授課。這樣，就使得書本上原本死的知識在與現(xiàn)今的材料科技發(fā)展的聯(lián)系中鮮活了起來。

1.3 教學方式和考核方式的改革

伴隨課堂教學改革的推行，課堂教學方式已經(jīng)完成了從教師板書口述為主的方式向多媒體課件輔助教學為主的轉(zhuǎn)變。但這種改變?nèi)匀粺o視學生個體的差別，無法顧及不同學生在性格、興趣和特長等方面的差異，對所有學生采用同一個標準來要求。雖然便于學校對師生的管理和考評，也能體現(xiàn)公平性原則，但卻不利于學生個體優(yōu)勢的發(fā)展。首先，我們必須承認一個現(xiàn)實問題，那就是不同學生的學習能力和知識基礎(chǔ)是有差異的。其次，我們必須意識到，不同學生畢業(yè)后的去向也是差異化的。因此，我們對學生的課堂教育不應(yīng)該像工廠批量化生產(chǎn)工業(yè)產(chǎn)品一樣要求產(chǎn)品質(zhì)量整齊劃一。恰恰相反，隨著互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟的興起，差異化和個性化的私人訂制更符合時代發(fā)展的要求。在教學改革中，我們本著因材施教的原則對教學方式和考核方式進行了調(diào)整。

以《材料物理性能》的教學為例，為了克服傳統(tǒng)課堂教學方式的弊端，我們首先對課程考核方式做了調(diào)整。考核大綱要求學生只需要熟練掌握課程體系六大部分中任意三個部分即可達到考核合格。畢竟本科生的出路不論是考研究生還是工作，他們所從事的領(lǐng)域不會太過寬泛，學生在學校期間主要任務(wù)應(yīng)該是培養(yǎng)自己的學習能力?？己四繕苏{(diào)整后，學生可以投入主要精力在自己擅長和喜歡的領(lǐng)域去探索、體會。學生在這個過程中可以體驗到學習和探索的樂趣并從中獲得成就感，為樂享學習奠定了基礎(chǔ)。

課堂教學環(huán)節(jié)我們采用傳統(tǒng)教師主導講授和近年來流行的以學生主導交流為特征的翻轉(zhuǎn)課堂等多種教學方式靈活結(jié)合的混合式教學模式[4]?；A(chǔ)理論知識部分由教師主講，把基礎(chǔ)理論模型構(gòu)建、描述和推論等主干理論講解清楚；材料應(yīng)用發(fā)展等部分則由學生主導，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，整理和總結(jié)盡可能新的知識在課堂上進行分享，由學生分組承擔不同知識板塊的知識在課堂上分享交流，并將該環(huán)節(jié)納入課程考核總評成績。其評分構(gòu)成由組外學生對組內(nèi)學生的工作進行評分，再依據(jù)組內(nèi)成員的互評成績來決定組內(nèi)每個成員在這次教學任務(wù)中得到的分數(shù)。這種評價方法既體現(xiàn)了小組團隊的整體成就，也將組內(nèi)不同成員的貢獻區(qū)別開來，非常有利于調(diào)動大多數(shù)學生的主觀能動性，使他們根據(jù)自身的特長去優(yōu)化分配組內(nèi)成員的任務(wù)。例如，有些同學善于資料檢索，有些同學善于總結(jié)整理，有些同學幻燈片制作得美輪美奐，有些同學講述的清楚明白，通過一個教學任務(wù)把學生的優(yōu)點整合在一起，即為每個學生提供了發(fā)揮自己才能的機會，同時也鍛煉了組隊合作協(xié)調(diào)的能力。

1.4 實驗教學模式的改革

傳統(tǒng)實驗教學通常包括實驗計劃和實驗審批等環(huán)節(jié)才能確定一門課程的實驗教學安排情況。從實驗性質(zhì)上可分為驗證實驗、創(chuàng)新實驗、綜合實驗、研究實驗和演示實驗。經(jīng)過教學改革，我們把《材料物理性能》課內(nèi)的實驗從之前的演示實驗和驗證實驗為主調(diào)整為研究實驗和綜合實驗為主。為此，學校增加了實驗設(shè)備配套，將學生劃分為多組次進行分時教學，保證了每個實驗項目均有充足的學習和練習時間。另外，實驗成績不再單獨考核學生個體，而是對共享設(shè)備的學生進行統(tǒng)一考核。同組學生僅需要出具一份實驗報告，除了實驗原理外，實驗設(shè)計、過程需要由每個組的學生自主設(shè)計并實施。因為各組的實驗方案是差異化的，相應(yīng)的實驗現(xiàn)象、數(shù)據(jù)和分析也是差異化的。這一方面避免了學生在實驗教學中因為任務(wù)和操作都一樣造成的學習興趣缺失及實驗報告相互抄襲的現(xiàn)象，另一方面也使得學生在實驗教學中擁有更多的自主權(quán)，可以充分發(fā)揮其在實驗規(guī)劃、實施和總結(jié)等領(lǐng)域不同的優(yōu)勢。雖然學生自主設(shè)計的實驗方案不一定可以得到預(yù)期的結(jié)論，但經(jīng)過各實驗小組不同方案和實驗結(jié)果的對比分析，學生反而可以得到更多的實踐經(jīng)驗，從而大大提高了學生的學習動力和探究興趣。

2 互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展在教學改革中的作用

追求課堂教學的高效率，是以傳遞知識、教授方法為前提的，現(xiàn)代課堂的教學目標、課堂結(jié)構(gòu)、課堂性質(zhì)已經(jīng)發(fā)生根本性變化。隨著互聯(lián)網(wǎng)的高度發(fā)展，自主學習、生活化學習、碎片化學習、跨時空、多維度的學習方式成為可能[5]。在把控好課堂教學質(zhì)量的同時，我們推出了《材料物理性能》網(wǎng)絡(luò)教學平臺。經(jīng)過三年的建設(shè)，形成了以基礎(chǔ)理論為主干、具體應(yīng)用案例為分支、互動討論和習題為末端的輔助學習體系。每年度的教學內(nèi)容會根據(jù)當年的課堂教學反饋對網(wǎng)絡(luò)教學平臺內(nèi)容進行維護和更新。此外，學習討論QQ群的建立也有效拉近了教師和學生們的距離，方便課前教學預(yù)習的引導和課后的交流討論。這些措施的采用使得互聯(lián)網(wǎng)的普及和發(fā)展大大惠及和便利了教學的整個過程。

3 結(jié)語

以《材料物理性能》課程的教學改革為例我們不難看出，隨著課堂教學改革的推進，除了傳遞知識和教授方法外，生成、交流、展示和體悟逐漸成為課堂主體。教學依據(jù)和教學方法逐步向課程標準回歸，學科課程體系已成為達成課程標準的主要載體。課堂概念隨著網(wǎng)絡(luò)時代的到來已經(jīng)發(fā)生根本性變化，課堂邊界被打破，固定時間、固定空間的教學方式逐漸被生活化學習、碎片化學習、網(wǎng)絡(luò)化學習、個性化學習所替代，“教與學活動發(fā)生的地方就是課堂”，這樣的課堂定位會被越來越多的教育實踐者所接受。

參考文獻

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[4]李艷東.利用現(xiàn)代信息技術(shù)促進高校教學改革[J].現(xiàn)代情報,2007(3):200-201.

[5]潘懋元,陳 斌.“互聯(lián)網(wǎng)+教育”是高校教學改革的必然趨勢[J].重慶高教研究,2017,5(1):3-8．