以學生學為中心的材料計算基礎(chǔ)雙語教學設(shè)計
——以大連民族大學物理與材料工程學院功能材料專業(yè)本科生為例

趙 英 于乃森 馮志慶 董 斌

（大連民族大學物理與材料工程學院 遼寧·大連 116600）

0 引言

計算機在現(xiàn)實工作和生活中的應(yīng)用越來越廣泛，Origin軟件作為用于數(shù)據(jù)分析和科技繪圖的強大計算機應(yīng)用程序，是科學研究和工程工作者必備的軟件之一。Origin 軟件是一款公認的簡單易學、操作靈活、功能強大的計算科學軟件。[1]

從功能材料專業(yè)領(lǐng)域來說，培養(yǎng)具有國際視野和國際競爭力的綜合型人才，專業(yè)英語的學習是必不可少的。在少數(shù)民族大學生中開展嵌入式的計算機應(yīng)用與專業(yè)英語兩方面的教學，是少數(shù)民族大學生深入社會，了解行業(yè)，增長才干的重要途徑。“材料計算基礎(chǔ)”課程是自2012 年以來我校物理與材料工程學院為功能材料專業(yè)大學二年級學生開設(shè)的選修課程。此課程主要系統(tǒng)地介紹Origin 軟件進行數(shù)據(jù)管理、科技作圖、數(shù)據(jù)分析、圖形處理、函數(shù)擬合等使用方法，旨在培養(yǎng)學生具有數(shù)據(jù)分析和科技作圖的能力，培養(yǎng)學生運用物理、化學、材料等理論基礎(chǔ)和材料專業(yè)基礎(chǔ)知識的能力，培養(yǎng)學生具有較強的創(chuàng)新能力以及分析解決工程問題的基本能力，為服務(wù)國家戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)需要，為少數(shù)民族地區(qū)培養(yǎng)功能材料專業(yè)人才。

1 目前存在的主要問題

“材料計算基礎(chǔ)”課程面向物理與材料工程學院功能材料專業(yè)的學生講授，在教學過程中，筆者發(fā)現(xiàn)存在以下問題：（1）不受重視的問題。由于此課程是針對少數(shù)民族學生的計算機基礎(chǔ)與英語水平較差的特點進行設(shè)置的選修課程。學生往往把選修課看作是休息課或者是其他必修課程的作業(yè)課，所以導致學生往往平時不用功學習，學生普遍缺乏主體意識、參與意識、學習積極性不高，同時缺乏自主學習能力，從而大大影響教學質(zhì)量，達不到此課程設(shè)置的教學目標。（2）學生興趣的問題。一般的選修課程已然得不到學生的足夠重視，主要由“教師教為中心”的授課方式更不會得到學生的關(guān)注，使得學生的學習興趣往往普遍較低，達不到學習效果。（3）課程考核方式的問題。本課程的考核模式仍以期末考試為主，學生往往平時不用功學習，采用突擊式學習模式，對于知識的掌握往往停留在死記硬背層面，不能達到提高學生能力的目標。因此，針對上述問題，筆者所在課題組通過建立“材料計算基礎(chǔ)”專業(yè)課程的雙語教學改革新模式，并建立“以學生學為中心”的基于學生產(chǎn)出的OBE 理念對學生的學習效果進行考核，增強學生的自主學習能力。

2 思考與改進

（1）對學情進行深入分析是以“學生學為中心”進行教學設(shè)計的前提?！耙詫W生學為中心”是以學生學為核心內(nèi)容，真正關(guān)注學生的學習、他們?nèi)绾螌W以及學到了什么。[2]強調(diào)學生學習的主動性和自我探索性，以學生為本，看到學生發(fā)展的重要性，重視學生的學習效果、學習過程而不是學習結(jié)果。強化如何基于學生學情、學科特點，如何通過教學內(nèi)容、教學方式方法、教學評價創(chuàng)新設(shè)計與實踐，實現(xiàn)學生培養(yǎng)目標的達成。 筆者所在課題組對大連民族大學功能材料專業(yè)學生的學情進行了認真分析。功能材料專業(yè)大學二年級學生已經(jīng)學習完 “高等數(shù)學”“大學物理”和“普通化學”的基礎(chǔ)課程，具有一定的理工科知識基礎(chǔ)。選修“材料計算基礎(chǔ)”課程的學生以少數(shù)民族學生為主，他們基礎(chǔ)較差，理論功底薄弱，兩極分化現(xiàn)象明顯，知識能力參差不齊。然而，他們關(guān)注社會，希望把自己的專業(yè)知識服務(wù)社會，實現(xiàn)自身價值。

（2）翻轉(zhuǎn)課堂，通過雙語教學設(shè)計，增強學生興趣。學生作為高等教育的全程參與者、體驗者，在課程建設(shè)過程中占有最為核心的地位?！耙詫W生學為中心”要促進學生發(fā)展、學生學習和提升學生學習效果為目標，推動學生學習參與，服務(wù)學生學習過程，關(guān)注學生學習成果。[2]按照“以學生為主體，以教師為主導，知識、素質(zhì)和能力協(xié)調(diào)發(fā)展”的現(xiàn)代教育理念，教學過程是教師的教和學生的學的多邊活動過程，在教學中必須充分發(fā)揮學生的主體地位作用，讓學生主動參與到教學中來，讓學生成為學習的主人、課堂的主人，才能有效地實現(xiàn)教學目標。課堂是學生獲取知識的首要途徑，也是教學質(zhì)量保障的主要對象。[2]通過修訂“材料計算基礎(chǔ)”的教學大綱，重構(gòu)課程的教學內(nèi)容，引入靈活的教學方法，例如，使用啟發(fā)式教學、采用講授式教學、研討的教學方法，強調(diào)精講多練，注重對大學生邏輯思維能力、分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)。通過小組討論和虛擬上機實驗的應(yīng)用實踐過程，增強課堂互動、討論交流、小組設(shè)計與展示，同伴互教等學習方式，增強學生的學習興趣。在課程教學實踐中，利用雨課堂教學平臺，通過隨機點名等方式開展專業(yè)英語猜詞和虛擬上機實驗。例如，在上機實驗過程中，先請學生自主習題演練，再通過雨課堂隨機點名，請學生到課堂前進行展示，通過同伴互教完成上機實驗的過程。開展以形式豐富的英文猜詞競賽和虛擬上機實驗為引導，以學生感興趣方式進行組隊，中國好聲音等模式開展創(chuàng)新式教學，激發(fā)學生的學習興趣，讓學生在課程期間通過各類專業(yè)性質(zhì)的競賽，多動口，多動手，多動腦，同時培養(yǎng)團隊意識。雙語教學是社會經(jīng)濟和科學技術(shù)發(fā)展的需要，專業(yè)課程的雙語教學使學生在獲取專業(yè)知識的同時，在聽課、作業(yè)、實驗等各環(huán)節(jié)中大量接觸英語，提高英語，在全面、持續(xù)的環(huán)境中提高英語的應(yīng)用能力。本課程采用英文版的Origin計算應(yīng)用程序為教學內(nèi)容，充分合理的利用多媒體和網(wǎng)絡(luò)平臺等教學資源和教學手段，通過播放Origin軟件的英文講解視頻，提高學生的英語聽力，通過“漸進” 和“穿插”等教學模式，增加專業(yè)英語的信息量，提高雙語教學效率。選擇重點的專業(yè)英語詞匯讓學生自學，培養(yǎng)學生的自學能力。充分調(diào)動和發(fā)揮學生的主動性和學習興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。在教學中根據(jù)因材施教的原則，使學生掌握科學的學習方法，真正達到從學會到會學，通過雙語教學實現(xiàn)學生的專業(yè)英語能力培養(yǎng)。[3]同時在授課過程中引入課程思政的理念，建設(shè)符合互聯(lián)網(wǎng)時代需要的專業(yè)課程虛擬仿真實驗教學資源，重構(gòu)教學內(nèi)容，優(yōu)化實驗教學體系，服務(wù)國家戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)需要，為少數(shù)民族地區(qū)培養(yǎng)功能材料專業(yè)人才。

（3）采用OBE 的課程方式考核，培養(yǎng)學生自主學習的能力。OBE 的教育理念是基于產(chǎn)出的教育模式，可以用“產(chǎn)出導向”“學生中心”和“持續(xù)改進”來進行概括，要求能夠建立一種符合學習者發(fā)展需要的自適應(yīng)與完善機制。[4]OBE 理念的課程教學是從教師教為中心到學生學為中心的重大轉(zhuǎn)變，是對原有課程教學的重大修正，可以改善課程教學質(zhì)量，提升培養(yǎng)人才質(zhì)量的重要途徑。[4]課程考核是檢驗學生對所學內(nèi)容掌握程度的必要手段之一。我們將在考核內(nèi)容設(shè)置上側(cè)重兩個方面，即基礎(chǔ)知識的考核與活學活用、運用所學知識解決實際問題的能力，引導其自主學習。擬構(gòu)建“整合-連貫式”課程以及階段性考核模式，將課程內(nèi)容模塊化，層次化。優(yōu)化課程體系，優(yōu)化期末考試成績比例，同時進一步將培養(yǎng)方案課程優(yōu)化，逐步實現(xiàn)基礎(chǔ)性課程（教師為主體）-發(fā)展性課程（學生一定程度自主）-研究性課程（學生自主）的學習模式。健全考試模式的設(shè)計，推行試題庫和案例數(shù)據(jù)庫建設(shè)，逐步做到標準命題、隨機抽題、區(qū)分均勻、難度適中的筆試評價，并將筆試成績限定在所占總成績的一定比例。使得學生在豐富多樣的方式中各有側(cè)重，發(fā)揮學生各自的個性與潛能。以階段過程考核為主的方式，引導其自主學習。對上機實驗的教學內(nèi)容進行模塊化劃分，虛擬上機實驗分為8 個部分，即8 次上機實驗，對“學生以學為中心”的學習過程與學習目標進行考核，提高了學生專業(yè)英語的語言表達能力、動手能力、自主學習能力、邏輯分析能力以及解決問題的能力。學習過程的分值占總成績的40%。通過學習任務(wù)的布置，學生通過上機實踐完成學習任務(wù)，達到自主學習的目的，學生的知識學習的深度與廣度得到了發(fā)展，學生的能力與思維得到了提高。

3 結(jié)束語

本文對功能材料專業(yè)本科生的材料計算基礎(chǔ)課程教學過程中的一些問題進行了總結(jié)和思考，并提出相應(yīng)的改善思路。以學生學為中心的教學理念的改變，不僅需要翻轉(zhuǎn)課堂的教學設(shè)計增強學生的學習興趣，而且需要對學生過程性學習的OBE考核評價方式提高學生的自主學習能力，讓學生在達到教學目標的路上不斷學習，適應(yīng)新時代背景下的大學生的基本要求，成為應(yīng)用型高素質(zhì)人才。