新工科背景下地方院?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》教學(xué)改革*

孫琳琳，黃 玲，焦更生，鄭 博

(渭南師范學(xué)院化學(xué)與材料學(xué)院，陜西 渭南 714099)

為了滿足“一帶一路”、“中國(guó)智造2025”、“互聯(lián)網(wǎng)+”等國(guó)家戰(zhàn)略對(duì)人才的需求，提出了工程學(xué)科教育改革以及“新工科”的建設(shè)要求。據(jù)工信部調(diào)查，中國(guó)智能制造產(chǎn)業(yè)所需關(guān)鍵新材料32%國(guó)內(nèi)完全空白，52%嚴(yán)重依賴進(jìn)口，所以關(guān)鍵新材料創(chuàng)新突破對(duì)智能制造業(yè)的發(fā)展起著決定性作用[1]。在“新工科”建設(shè)背景下，地方應(yīng)用型本科院校也要主動(dòng)對(duì)接地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新要求，把握行業(yè)人才需求方向，充分利用地方資源發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，凝練辦學(xué)特色，深化產(chǎn)教融合，盡快轉(zhuǎn)變思想、找準(zhǔn)定位、調(diào)整人才培養(yǎng)模式、加快課程教學(xué)改革，增強(qiáng)學(xué)生的就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力，培養(yǎng)大批具有較強(qiáng)行業(yè)背景知識(shí)、工程實(shí)踐能力、勝任行業(yè)發(fā)展需求的應(yīng)用型和技術(shù)技能型人才[2-3]。

渭南師范學(xué)院是一所普通地方性普通高校，其材料科學(xué)與工程專業(yè)旨在培養(yǎng)為適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，可從事材料科學(xué)領(lǐng)域相關(guān)的科學(xué)研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)及經(jīng)營(yíng)管理等方面工作。為了培養(yǎng)具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神和實(shí)踐能力高素質(zhì)應(yīng)用型人才，落實(shí)應(yīng)用型人才培養(yǎng)計(jì)劃解決課程建設(shè)問(wèn)題是當(dāng)前重要任務(wù)，而專業(yè)基礎(chǔ)課程的改革地位顯得更加尤為重要?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》課程是“材料科學(xué)與工程”類最重要的基礎(chǔ)理論專業(yè)課，也是相關(guān)專業(yè)研究生入學(xué)考試必選課程之一，該課程涉及了很多材料基本概念和理論，具有內(nèi)容廣而深，微觀結(jié)構(gòu)抽象難理解等特點(diǎn)；同時(shí)它又對(duì)從事材料研究、生產(chǎn)和使用的科研人員和工程技術(shù)人員具有重要的指導(dǎo)作用。因此，本文結(jié)合我院專業(yè)培養(yǎng)方向，以《材料科學(xué)基礎(chǔ)》為改革對(duì)象，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段等方面進(jìn)行探索，以期快速提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

1 課程教學(xué)模式改革

1.1 教學(xué)現(xiàn)狀分析

在地方應(yīng)用型本科院校里，普遍存在學(xué)生課前不預(yù)習(xí)、課堂上精力不集中、課后不復(fù)習(xí)等現(xiàn)象，對(duì)于概念性極強(qiáng)、內(nèi)容繁雜的知識(shí)點(diǎn)理解不到位，除極少數(shù)學(xué)生能做到知識(shí)點(diǎn)的靈活遷移及運(yùn)用外，大多數(shù)學(xué)生學(xué)到的知識(shí)點(diǎn)不及時(shí)消化和吸收。針對(duì)這一現(xiàn)象，這就要求教師在授課時(shí)應(yīng)以學(xué)生為中心，以學(xué)生就業(yè)為目標(biāo)導(dǎo)向，不僅需要把材料科學(xué)基礎(chǔ)的知識(shí)講清楚，更要把材料領(lǐng)域內(nèi)的前沿成果與課堂知識(shí)相結(jié)合，探索新的教學(xué)模式和方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與激情，提高學(xué)生剖析及解決實(shí)踐問(wèn)題的能力，提高學(xué)生創(chuàng)新思維能力，從而達(dá)到“新工科”的教學(xué)目的。

1.2 教學(xué)內(nèi)容改革

《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程內(nèi)容體系要求學(xué)生能夠?qū)⒏鞣N材料的組成-結(jié)構(gòu)-性能-應(yīng)用之間的關(guān)系并建立基礎(chǔ)知識(shí)框架。根據(jù)我校材料科學(xué)與工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，課程內(nèi)容包括原子排列、固體相中結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)、凝固、相圖、擴(kuò)散、塑性變形、回復(fù)與再結(jié)晶及固態(tài)相變等內(nèi)容。然后，通過(guò)材料分析手段(例如透射電子顯微鏡)以及制備工藝將它們進(jìn)行有機(jī)連接(例如通過(guò)透射電子顯微鏡與力學(xué)性能測(cè)試分析鍛造等工藝過(guò)程中塑性變形過(guò)程中原子的變化)，幫助同學(xué)們先建立一個(gè)框架，然后將內(nèi)容填充進(jìn)去。應(yīng)用型本科院校定位的是將理論運(yùn)用到實(shí)踐中去，因此晶體學(xué)基礎(chǔ)、晶體缺陷等中特別難理解的理論可以進(jìn)行適當(dāng)刪減，通過(guò)講解生產(chǎn)實(shí)踐的案例將具體的工藝和方法與微觀結(jié)構(gòu)及性能相聯(lián)系，擴(kuò)展學(xué)生的視野。

1.3 教學(xué)方法及手段改革

(1)以學(xué)生為中心：在教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)研究學(xué)生的就業(yè)方向，以實(shí)際的工作需求為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)生活中的案例及新聞，或是材料科學(xué)界最新科研成果，讓學(xué)生們感受到科研就在自己身邊，引發(fā)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣，在該過(guò)程可以通過(guò)視頻，動(dòng)漫圖片等方式引入到新課中。另外，根據(jù)每個(gè)模塊的知識(shí)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單有趣并具有啟發(fā)性的問(wèn)題，不停地引發(fā)學(xué)生思考，在課堂上有一種思考的緊迫感。同時(shí)根據(jù)課堂內(nèi)容的難易程度可采用項(xiàng)目化教學(xué)，互動(dòng)討論式、翻轉(zhuǎn)課堂等方式讓學(xué)生在課堂上動(dòng)起來(lái)。每個(gè)章節(jié)學(xué)完之后，教師提出創(chuàng)新科研項(xiàng)目中存在問(wèn)題，例如擴(kuò)散部分學(xué)完之后，提出非晶合金-金屬層狀復(fù)合材料制備過(guò)程中，當(dāng)工藝控制不合理，易出現(xiàn)開(kāi)裂等現(xiàn)象；學(xué)完塑性變形部分之后，提出鎳基高溫合金在多道次旋壓成型半球件結(jié)束后，在其法蘭部分易出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象，在制備過(guò)程中如何避免這些現(xiàn)象的發(fā)生。讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣分組進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)解決該問(wèn)題，讓每個(gè)學(xué)生都參與其中，完成相應(yīng)的任務(wù)并進(jìn)行相互點(diǎn)評(píng)，提高學(xué)生的思辨能力以及溝通協(xié)作能力。

(2)互聯(lián)網(wǎng)+教育進(jìn)入課堂：處于互聯(lián)網(wǎng)+教育時(shí)代的學(xué)生和教師可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)電子資源，突破高校圍墻，遠(yuǎn)程尋求更好的學(xué)習(xí)資源，比如大學(xué)慕課、微課、實(shí)驗(yàn)視頻、實(shí)踐視頻等教學(xué)服務(wù)，均可推動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。當(dāng)然，教師也可提前將課程知識(shí)重、難點(diǎn)提前錄成的微課，或者將實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)況錄制成視頻及動(dòng)畫(huà)、網(wǎng)頁(yè)等資料轉(zhuǎn)化為二維碼，植入教材相應(yīng)板塊，以方便學(xué)生隨時(shí)查閱。例如，將鈦合金在模鍛成型過(guò)程的視頻與單晶體微觀的塑性變形機(jī)理內(nèi)容錄成微課，或轉(zhuǎn)化成二維碼，使學(xué)生更方便地通過(guò)這種直觀方式學(xué)生理解復(fù)雜概念，從而掌握本章節(jié)的重難點(diǎn)。當(dāng)然也可以通過(guò)手機(jī)APP藍(lán)墨云班課以及雨課堂等方式進(jìn)行點(diǎn)名和做題互動(dòng)，大大節(jié)省了課堂時(shí)間，調(diào)節(jié)課堂氣氛。將這些全新的教學(xué)模式與傳統(tǒng)的教學(xué)方法相結(jié)合，通過(guò)具體化、形象化的視聽(tīng)刺激，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，從而全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)。

(3)課外自學(xué)與實(shí)踐：課堂授課時(shí)間較短，這就需要學(xué)生們充分利用課外時(shí)間，將老師提前布置的教學(xué)案例開(kāi)展分析與交流。通過(guò)從圖書(shū)館、網(wǎng)絡(luò)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行資料的搜集并進(jìn)行整合和思考，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。另外，除了教學(xué)過(guò)程安排的(認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí))，教師也要鼓勵(lì)學(xué)生多參與各種競(jìng)賽(如各種材料類實(shí)驗(yàn)技能競(jìng)賽以及國(guó)家級(jí)、省、校級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。學(xué)生根據(jù)不同的興趣愛(ài)好選擇不同方向的導(dǎo)師開(kāi)展相應(yīng)科研項(xiàng)目，通過(guò)完成相應(yīng)的任務(wù)，搜集資料、處理數(shù)據(jù)信息等，引導(dǎo)學(xué)生把學(xué)到的專業(yè)理論知識(shí)應(yīng)用到解決實(shí)際問(wèn)題過(guò)程。通過(guò)以上實(shí)踐教學(xué)的鍛煉，使學(xué)生具有較強(qiáng)的綜合實(shí)踐與科研創(chuàng)新能力，為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才打下良好基礎(chǔ)，以便為社會(huì)發(fā)展提供動(dòng)力源泉[4-5]。

2 考核方式的改革

傳統(tǒng)教學(xué)考核方式基本上以卷面成績(jī)(70%)+平時(shí)成績(jī)(30%)方式，其中平時(shí)成績(jī)即為出勤率。為了取得更好的教學(xué)效果，有必要改變課程考核方式，將學(xué)生平時(shí)出勤、學(xué)生在課堂上的活躍度、課上討論以及大作業(yè)完成情況進(jìn)行分類打分，最終計(jì)入平時(shí)成績(jī)。注重學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程考核，讓學(xué)生把功夫用到平時(shí)，起到公平監(jiān)督的作用，從而提高教學(xué)效果。

3 結(jié) 語(yǔ)

為了培養(yǎng)新工科背景下的高素質(zhì)創(chuàng)新應(yīng)用型人才，鑒于傳統(tǒng)課堂教學(xué)中存在的問(wèn)題和地方應(yīng)用型本科院校學(xué)生學(xué)情，我們針對(duì)渭南師范學(xué)院材料科學(xué)與工程專業(yè)的《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程進(jìn)行教學(xué)改革，通過(guò)以學(xué)生為中心，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核體系等方面提出了有效變革方案。