“雙一流”背景下應用型本科《材料化學》課程改革探索

宋月紅，代衛(wèi)麗，張國春

(商洛學院化學工程與現(xiàn)代材料學院，陜西省尾礦綜合利用重點實驗室，陜西 商洛 726000)

“雙一流”背景下，課程改革的進展與人才培養(yǎng)的成功息息相關，促進學生將理論知識與生產(chǎn)實踐相結合，培養(yǎng)全面發(fā)展的應用創(chuàng)新型高級技術人才，是應用型本科院校的改革目標和前進方向，具有非常重要的意義[1-2]。材料化學是材料學科與化學學科新起的一門交叉學科，主要培養(yǎng)學生運用化學方面的知識從微觀角度來探究宏觀體系下材料的結構和性能。它是材料專業(yè)課程體系中非常重要的一門專業(yè)基礎課，材料專業(yè)要求學生具有很強的實際操作能力和創(chuàng)造能力，而對于材料性能的應用，我們必須通過學習材料的結構才能更好運用和掌握它們，正所謂是結構決定性能。因此，對于一個實踐性很強的工科專業(yè)，化學相關知識體系的學習顯得尤為重要。材料化學課程是商洛學院針對金屬材料工程專業(yè)大三的學生開設的一門專業(yè)基礎課程，主要內(nèi)容包括材料的結構、制備及性能，涉及金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、復合材料和納米材料，內(nèi)容覆蓋面廣，概念性的內(nèi)容居多。如果按照傳統(tǒng)的填鴨式、灌輸式的教學方式進行講解，學生學習的積極性不高，不會對所學知識的進行融通，阻礙了他們自主學習力的發(fā)揮，造成創(chuàng)新能力不足，難以達到教學的預期效果和要求。同時，參考書上的內(nèi)容有滯后性，和實際生產(chǎn)生活實踐有脫節(jié)現(xiàn)象，使學生不能真正掌握當前技術發(fā)展的動態(tài)。因此，在課程教學過程中將理論知識和實際生產(chǎn)聯(lián)系起來，提高學生的學習效率，培養(yǎng)學生分析和解決問題的能力具有重要的意義。

1 “雙一流”背景下課程改革的意義

2015年10月，國務院出臺“雙一流”建設的總體方案，推動我國高等教育的歷史性轉(zhuǎn)變。2017年1月，教育部、財政部、國家發(fā)改委聯(lián)合印發(fā)《統(tǒng)籌推進世界一流大學和一流學科建設實施辦法(暫行)》，明確提出以中國特色、世界一流為核心，落實立德樹人根本任務，以一流為目標、以學科為基礎、以績效為杠桿、以改革為動力，推動一批高水平大學和學科進入世界一流行列。陜西省為對接國家戰(zhàn)略，把“雙一流”拓展為“四個一流”，即一流大學，一流學科，一流學院和一流專業(yè)。2016年8月，中共陜西省委辦公廳、陜西省人民政府辦公廳印發(fā)《關于加快推進“四個一流”建設的若干措施》，以一流創(chuàng)建為統(tǒng)領，使各個層次和類型的學校都有沖擊一流的機會，引導所有高校始終腳踏實地的打牢教育教學基礎。同時，《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》明確提出“創(chuàng)立高等學校與科研院所、行業(yè)企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機制”[3]。因此，應用型本科院校要想在“雙一流”建設中有所作為，打造“一流學院”和“一流專業(yè)”的本科教育，就要結合當?shù)刭Y源，推進以政產(chǎn)學研協(xié)同育人的改革模式。其中，校企合作作為高校將理論知識與生產(chǎn)實際相結合的重要教學形式，對人才的培養(yǎng)起到關鍵的作用，有助于推動高校辦學質(zhì)量的提升和內(nèi)涵式發(fā)展，對雙一流高校的建設具有決定性的意義[4-5]。我校金屬材料工程專業(yè)為推進一流本科建設，加強教學改革與創(chuàng)新，從人才培養(yǎng)模式、教學內(nèi)容設計、教學中教師的授課模式以及學生的學習模式四個方面實現(xiàn)全面轉(zhuǎn)變，以人才培養(yǎng)模式為綱要，帶動教學內(nèi)容和教學模式改革，為培養(yǎng)創(chuàng)新性人才打好基礎。其中，材料化學課程改革將實行產(chǎn)教融合，結合校、政、企等多方資源，采取協(xié)同育人模式，對于學生創(chuàng)新能力和實踐能力的培養(yǎng)具有顯著作用。

2 《材料化學》課程現(xiàn)狀

材料化學是一門新興的交叉學科，也是近年來新起的一個熱門專業(yè)。目前，在教育部公布的專業(yè)目錄里面[6]，材料化學屬于材料類下的一個分支專業(yè)。但是從學科性質(zhì)來看，材料化學是在材料學科和化學學科等學科相互交叉、滲透而形成的交叉學科，因此，在教育部公布的學科門類中[7]，看不到材料化學的具體歸屬。正由于材料化學的交叉性，使其學科內(nèi)容至今都還沒有得到一致的認同，而且不同專業(yè)的側重點各不相同，目前適用的教材針對性不強，導致各個學校材料化學課程大綱中的內(nèi)容與其他相關課程的內(nèi)容或多或少的都出現(xiàn)重疊。因此，它的開設課程內(nèi)容如何設置也難以給出一個普適性的建議。盡管各個高校材料化學所選的教材規(guī)定的內(nèi)容不一致，但還是可以總結出它們許多的共同內(nèi)容。大部分的人才培養(yǎng)方案中規(guī)定的內(nèi)容包括三個部分：第一，化學相關的基礎知識，如物理化學中的化學熱力學部分和無機化學中的晶體學基礎知識；第二，材料的制備方法和表征手段等方面的知識；第三，各個類型材料的介紹，如金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料、功能材料和復合材料等，這些內(nèi)容是目前材料化學知識點的主要來源。具體到應該包括哪些內(nèi)容需要結合開設課程的專業(yè)方向和領域才能給出合理的答案。顯然，材料化學的學科知識點不能簡單的累加材料學和化學的某些知識點，也不能簡單的組合化學課程的內(nèi)容和材料課程的內(nèi)容，它應該是化學知識與材料學知識的有機結合，是化學知識在材料結構的調(diào)控中的具體應用[8]。目前，我校材料化學課程主要還是采用傳統(tǒng)的授課方式，整堂課都由授課教師采用PPT和板書結合的方式進行講授，內(nèi)容枯燥乏味，很多學生課堂精力不集中，上課玩手機、睡覺的現(xiàn)象普遍存在，學生學習積極性不高，學習的能動性不強，達不到預期的效果。其次，材料專業(yè)的學生化學方面的知識儲備相對有限，在學習材料化學之前僅學習了無機化學和物理化學課程，而分析化學和高分子化學的課程均沒有涉及，因此，這在一定程度上增加了授課的難度。再加上《材料化學》課程涉及的內(nèi)容較多，相對安排的課時較少，以至于后續(xù)的金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、復合材料與納米材料部分只能講授基礎知識，無法進行深入擴展，導致最終的教學效率不高。

3 《材料化學》課程改革

3.1 優(yōu)化課程體系

《材料化學》課程展現(xiàn)出很明顯的交叉學科特點，主要知識點包括材料的結構、制備、性能和應用等方面，前部分材料的結構、制備及性能為基礎部分，后部分為各類材料具體應用部分。材料化學課程內(nèi)容主要側重于材料學科中與化學相關的部分，其中材料的制備是重點內(nèi)容，它是具體的化學知識在材料中的運用；材料結構、性能方面的內(nèi)容是為材料的制備而服務的。同時，現(xiàn)有的材料化學教材中，有關化學熱力學、相圖和晶體學等方面的知識在其他的課程中都有介紹，有些內(nèi)容還是重點講解章節(jié)，這部分相關的知識應該適當減少學時。對于后部分各類材料的應用，本學院有從事各類材料研究的教師，相對于單一教師的授課，很難把握各類材料的發(fā)展方向及動態(tài)。因此，由幾位教師采取專題講座的形式，既可以幫助學生深入了解前沿動態(tài)，又可以提升學生的興趣，增加學生學習的積極性。同時，最終的考核機制由平時成績占20%、實驗成績占30%和期末考試成績50%組成，導致有些學生平時不學習，考試時臨時突擊也可以取得一個好成績。因此，最終的成績評定應該適當往教學過程傾斜，提高平時成績的比重到30%或者40%，更加注重課堂表現(xiàn)、文獻查閱和隨堂測試等環(huán)節(jié)的考核。

3.2 創(chuàng)新教學手段

應用型本科院校實行雙四六的教學模式，相應理論課程的學時縮減不少。然而隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的融合催生出很多很好的平臺可供學生學習，如在線課堂、智慧樹、BB平臺等，因此有必要采取混合式教學模式，讓學生把碎片化的時間利用起來。同時，教學過程中采用慕課、微課、翻轉(zhuǎn)課堂等多維互動教學模式，讓學生主動去查閱資料，獲取知識，以此來提高學生的自主學習性。其次，講授過程中應該融入案例教學法，這樣有助于學生對于概念性內(nèi)容的理解和掌握。對于材料表征方面，學校沒有的一些高端精密儀器，可以通過搭建虛擬仿真實驗室平臺，讓學生上機操作來加強他們的印象，便于理解。最后，利用學校和企業(yè)共同搭建的實踐實驗平臺，讓學生親身實踐各類材料的制備方法，帶領學生前往相關生產(chǎn)單位開展實習，深入一線，幫助其建立學以致用的信心。

3.3 加強“雙師型”教師隊伍建設

課程教師隊伍建設是教學內(nèi)容和教學方法改革的關鍵力量。學校應該制定激勵政策，鼓勵教師參加在職培訓和實訓基地的建設開發(fā)等項目，調(diào)動教師的積極性，不斷優(yōu)化教師隊伍的結構，增強“雙師型”教學隊伍的建設。同時，各學院應該有計劃的派出相關教師去企業(yè)掛職鍛煉，擔任技術指導、項目顧問、首席工程師，深入企業(yè)生產(chǎn)實踐活動中，提高教師自身的實踐能力和服務地方能力，同時也要邀請企業(yè)資深的技術人員到學校進行兼職授課， 讓學生了解目前行業(yè)的現(xiàn)狀以及面臨的問題，激勵學生去尋找解決企業(yè)難題的方法，讓學生從學習中尋求自身的價值。優(yōu)秀教學團隊及校企合作實踐平臺的組建，能夠增強學生的實踐應用能力，提升合作培養(yǎng)人才的質(zhì)量。

4 結 語

課程是人才培養(yǎng)的核心， 應用型本科院校人才培養(yǎng)模式的改革最終要落實到課程改革中。以《材料化學》課程為例，從教學體系、教學方法和“雙師型”教師隊伍的建設方面，對課程改革進行了探索，提升學生的興趣，對于培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力具有重要的意義。