新工科建設(shè)背景下“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程案例教學(xué)模式設(shè)計(jì)與創(chuàng)新

凌意瀚 朱文武 牛繼南 張平

[摘 要] 在新工科建設(shè)的大背景下，基于中國礦業(yè)大學(xué)材料學(xué)院材料科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)改革的目標(biāo)，本文主要討論“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程教學(xué)模式的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新中的一些熱點(diǎn)問題以及教改實(shí)踐?！安牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)”是材料專業(yè)最為基礎(chǔ)和重要的一門課程，在理論知識和科研實(shí)踐之間起到了橋梁作用。利用此專業(yè)學(xué)科門類齊全的優(yōu)勢，在加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)、注意理論體系的貫通融合，對課程教學(xué)模式創(chuàng)新與設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想、教學(xué)內(nèi)容的組織及相應(yīng)的教學(xué)方法作初步探討。教學(xué)模式的設(shè)計(jì)創(chuàng)新需要教師具備較高的學(xué)術(shù)素養(yǎng)與創(chuàng)新精神、學(xué)生具備較強(qiáng)的學(xué)習(xí)意識與探索精神、高校教育管理部門提供有效的政策支持，從而更好地推動大學(xué)課堂教學(xué)模式的革新，取得了一些較好的教改效果和經(jīng)驗(yàn)。

[關(guān)鍵詞] 材料科學(xué)基礎(chǔ);設(shè)計(jì)創(chuàng)新;教學(xué)改革

長期以來，材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。材料科學(xué)與技術(shù)研發(fā)速度的加快使得社會對高層次人才的能力及素質(zhì)提出了更高要求。作為材料科學(xué)與工程學(xué)科最重要的基礎(chǔ)課程“材料科學(xué)基礎(chǔ)”，正面臨著以加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)知識面和加強(qiáng)實(shí)踐訓(xùn)練為主要目標(biāo)的課程改革[1]?！安牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)”是對“材料科學(xué)基礎(chǔ)理論”和“材料實(shí)驗(yàn)技術(shù)”兩門課程綜合應(yīng)用的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是各高校工科材料類相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)方案中非常重要的組成部分，很多高校對該課程進(jìn)行了各種教學(xué)改革探索。本文在借鑒相關(guān)教學(xué)改革方案的基礎(chǔ)上，提出對材料科學(xué)基礎(chǔ)的教學(xué)模式進(jìn)行創(chuàng)新型研究與設(shè)計(jì)。

一、傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足

源深流自遠(yuǎn)，行健天同功。在中國礦業(yè)大學(xué)材料學(xué)院60多年的發(fā)展歷史中，每一代材料人胸懷祖國、銳意進(jìn)取，形成了“攻堅(jiān)克難、爭創(chuàng)一流”的辦學(xué)理念，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展，掌握材料學(xué)的基本理論、基本知識、基本技能和方法及其相關(guān)知識，能夠從事材料物質(zhì)設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用等領(lǐng)域工作的高端人才，為我國材料行業(yè)人才的積累錦上添花。該專業(yè)材料科學(xué)基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)鮮明，是理論與實(shí)踐的重要結(jié)合，還具有課內(nèi)容的廣泛性。這就要求學(xué)生對于材料微觀和宏觀的基本知識和理論具有很好的綜合掌握。為此，本文基于課程教學(xué)模式，探討材料科學(xué)基礎(chǔ)這門課程的創(chuàng)新與設(shè)計(jì)教學(xué)模式，以滿足新工科建設(shè)背景的需求。

總體來講，教學(xué)模式的不足之處主要體現(xiàn)在以下三個方面：

（一）課程教學(xué)模式單一化

傳統(tǒng)的“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程在課程教學(xué)模式上存在教學(xué)理念落后、教學(xué)內(nèi)容不連貫等問題，不能滿足新形勢、新常態(tài)、新工科背景下學(xué)生個性化發(fā)展、學(xué)校應(yīng)用型本科轉(zhuǎn)型、地方乃至國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，急需解決相關(guān)問題。部分教師受傳統(tǒng)的教學(xué)思維影響，學(xué)生以教師為中心，以授課內(nèi)容為主線，刻苦學(xué)習(xí)，力求能做好習(xí)題，考試獲得高分，這嚴(yán)重地限制了學(xué)生的思維，難以有效地提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力，難以滿足學(xué)生個性化的發(fā)展，所培養(yǎng)的學(xué)生難以滿足新時代的社會需求。教學(xué)的內(nèi)容也是按照教學(xué)組討論的結(jié)果，時而會發(fā)生內(nèi)容的不連貫的現(xiàn)象，使得學(xué)生不能很好地、有邏輯地去理解課本知識。

（二）課程教學(xué)內(nèi)容淺薄

在新形勢、新常態(tài)、新工科背景下，“材料科學(xué)基礎(chǔ)”這門課程作為材料學(xué)專業(yè)中最為基礎(chǔ)、最為重要的一門課程，內(nèi)容多而雜，大量的深層次理論知識、推導(dǎo)的公式，以及與實(shí)踐工程相聯(lián)系的工藝要求，對學(xué)生的學(xué)習(xí)提出了很高的要求[2]。但作為只有80學(xué)時的一門課程，把所有的知識全部傳授給學(xué)生，也是不現(xiàn)實(shí)的。所以，造成的結(jié)果就是，學(xué)生能夠?qū)W習(xí)到的僅僅皮毛，內(nèi)容很淺薄，只能應(yīng)付結(jié)課考試。這顯然是不正確的。另外，“材料科學(xué)基礎(chǔ)”也是全國碩士生材料專業(yè)的入學(xué)專業(yè)考試，隨著教育時代背景的發(fā)展，教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到專業(yè)考試的要求標(biāo)準(zhǔn)。此外，教學(xué)方法雖然經(jīng)典，但也比較單一與滯后，缺少先進(jìn)理念的引進(jìn)，教學(xué)內(nèi)容大多為理論教學(xué)，抽象空洞，課程知識吸收率低。因此，急需解決相關(guān)問題。

（三）課程考核評價方式單調(diào)

在中國教育的大背景下，課程的主要考核方式是通過一張?jiān)嚲韥頉Q定成績，考勤只占有很小的比例?？荚嚥捎瞄]卷方式，以較為標(biāo)準(zhǔn)化的試題對該課的主要內(nèi)容和知識點(diǎn)進(jìn)行考核。這種考試方式強(qiáng)調(diào)學(xué)生對基礎(chǔ)知識點(diǎn)的掌握，而忽略了靈活運(yùn)用所學(xué)知識的能力，不利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。“材料科學(xué)基礎(chǔ)”這門課程最大的特點(diǎn)是知識點(diǎn)多而廣泛，所以，我們最終考試的內(nèi)容基本就是課堂上所經(jīng)常講解的所謂的難點(diǎn)或重點(diǎn)。因此，學(xué)生們的復(fù)習(xí)重點(diǎn)就顯得單一而局限，造成了大部分其他有用的內(nèi)容，學(xué)生們都不會去學(xué)習(xí)和了解。造成了這一種局面的結(jié)果就是，學(xué)生對這門課程的掌握程度不容易被顯現(xiàn)出來。另外一種客觀因素是大學(xué)生們的考試，往往會集中在學(xué)期末的最后一兩周時間，使得學(xué)生們負(fù)擔(dān)很大，往往顧此失彼。所以，學(xué)生往往依靠最后這段時間的突擊來應(yīng)付考試，造成部分同學(xué)平時不努力，但最后成績卻不錯。從這個角度來講，期末考核也不能科學(xué)地評價學(xué)生的知識掌握情況，同時損害了一部分認(rèn)真學(xué)習(xí)的學(xué)生們的積極性。

二、教學(xué)模式的創(chuàng)新與設(shè)計(jì)路徑

教學(xué)模式的創(chuàng)新與設(shè)計(jì)是以問題的建構(gòu)為存在前提的，以學(xué)生主體為核心內(nèi)容，以能力培養(yǎng)為目標(biāo)導(dǎo)向，體現(xiàn)出我國創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的理論內(nèi)涵，已成為當(dāng)前創(chuàng)新教育教學(xué)方法的有益嘗試?！安牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)”課程創(chuàng)新與設(shè)計(jì)的實(shí)踐路徑大致有以下三個方面：

（一）教師具備較高的學(xué)術(shù)素養(yǎng)與創(chuàng)新精神

創(chuàng)新性案例教學(xué)能夠獲得有效實(shí)施，其基本要求是教師具有較高的學(xué)術(shù)素養(yǎng)與創(chuàng)新精神。這里的學(xué)術(shù)素養(yǎng)主要體現(xiàn)在教師需提升自我的科研水平，力求成為本領(lǐng)域的專家，不僅把握本專業(yè)的深度知識，還要能夠洞察本專業(yè)的學(xué)術(shù)前沿與應(yīng)用前景。同時，教師還要有創(chuàng)新精神，這里的創(chuàng)新精神主要集中在教師在創(chuàng)新性案例教學(xué)中提出問題的能力，“教師需要好好地了解學(xué)生的興趣點(diǎn)，這門課程與實(shí)際應(yīng)用的連接點(diǎn)，形成一種對課堂、對學(xué)生、對社會需要的高度敏感[3]”。有效問題的提出將成為創(chuàng)新性案例教學(xué)的核心，也是激發(fā)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新性學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。這里的有效問題應(yīng)是針對現(xiàn)實(shí)語境出發(fā)的，從實(shí)踐中采擷而來的。

（二）理論與實(shí)際相結(jié)合

創(chuàng)新“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程的基本概念、基本理論及原理較多，如何將所學(xué)基本知識應(yīng)用到實(shí)際的科研工作和解決工程實(shí)際問題，是學(xué)習(xí)本課程的最終目標(biāo)之一?；纠碚撝R與學(xué)科前沿內(nèi)容或工程實(shí)際問題的結(jié)合，也能夠有效地幫助學(xué)生理解抽象而難以理解的知識。例如，在講述四種強(qiáng)化方式之一冷作硬化理論時，我們在講述過程中將金屬材料的研究熱點(diǎn)——鋼材與冷作硬化理論相結(jié)合。鋼材具有加工硬化的特性，由于冷軋具有較好的機(jī)械性能，很多直接使用的鋼材都使用冷軋鋼材。因此，鋼材的冷熱處理操作的引入不僅可以幫助學(xué)生理解和掌握固溶強(qiáng)化理論在合金強(qiáng)化方式中的應(yīng)用，提高學(xué)生分析問題和解決實(shí)際問題的能力，還能夠引導(dǎo)學(xué)生辯證地看待所學(xué)的知識，在學(xué)習(xí)過程中有自己獨(dú)立的思考，增加了學(xué)生的創(chuàng)新意識。

（三）優(yōu)化考核方式

檢查考核是驗(yàn)證一個學(xué)生掌握這門課程程度的方式，若設(shè)置得不合理，只會讓考核變成形式主義。要讓考核工作體現(xiàn)出真實(shí)的結(jié)果，就得優(yōu)化考核方式。要用科學(xué)合理的辦法進(jìn)行精準(zhǔn)設(shè)置，才能考得準(zhǔn)、實(shí)，公平地評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。為了避免“一張?jiān)嚲矶ǔ煽儭钡谋锥?，?yīng)該增加課程的中間過程考核。在具體執(zhí)行過程考核時，應(yīng)特別注意相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定，盡量實(shí)現(xiàn)考核的相對公平?？己朔绞綉?yīng)多樣化，為了更加全面地考核學(xué)生掌握和應(yīng)用基礎(chǔ)知識的能力，考核方式應(yīng)當(dāng)多樣化[4]。除了試卷考試以外，可以適當(dāng)?shù)卦黾右恍┳鳂I(yè)的練習(xí)、課堂檢測、PPT匯報等。這些方式不僅使得學(xué)生能夠及時地跟進(jìn)適當(dāng)章節(jié)的深入學(xué)習(xí)，也可以考察他們的團(tuán)隊(duì)精神，改正他們的錯誤認(rèn)識。另一方面，也可以使學(xué)生能夠?qū)ο乱粚玫膶W(xué)弟學(xué)妹有一個更好的引導(dǎo)，知道他們未來如何學(xué)好“材料科學(xué)基礎(chǔ)”這門重要的課程，因?yàn)榭己酥饕菍W(xué)生解決實(shí)際問題的能力培養(yǎng)。

三、結(jié)語

在新工科建設(shè)的大背景下，基于中國礦業(yè)大學(xué)材料學(xué)院材料科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)改革的目標(biāo)，本文主要討論“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程教學(xué)模式的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新中的一些熱點(diǎn)問題以及教改實(shí)踐?！安牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)”是材料專業(yè)最為基礎(chǔ)和重要的一門課程，在理論知識和科研實(shí)踐之間起到了橋梁作用。利用此專業(yè)學(xué)科門類齊全的優(yōu)勢，在加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)、注意理論體系的貫通融合，對課程教學(xué)模式創(chuàng)新與設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想、教學(xué)內(nèi)容的組織及相應(yīng)的教學(xué)方法作初步探討。教學(xué)模式的設(shè)計(jì)創(chuàng)新需要教師具備較高的學(xué)術(shù)素養(yǎng)與創(chuàng)新精神、學(xué)生具備較強(qiáng)的學(xué)習(xí)意識與探索精神、高校教育管理部門提供有效的政策支持，從而更好地推動大學(xué)課堂教學(xué)模式的革新，取得了一些較好的教改效果和經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

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