“金課”建設背景下 “材料科學基礎”課程教學創(chuàng)新與實踐

李發(fā)國 尹付成 岳慧君

[摘 要]提升課程教學質(zhì)量，打造“金課”需要依托已有的基礎，重新設計教學大綱、課程內(nèi)容、課堂教學、課后測驗、期末評估、課程體系、學科競賽、考研評估、校友反饋等各個教學環(huán)節(jié)以滿足“優(yōu)質(zhì)講授”的條件，從而打造高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度的“材料科學基礎”課程。

[關(guān)鍵詞]金課;材料科學基礎;教學改革;優(yōu)質(zhì)講授

[中圖分類號] G642? ? ? ? ? ? [文獻標志碼] A [文章編號] 1008-2549（2022） 05-0104-04

2018年8月份，教育部印發(fā)了《關(guān)于狠抓新時代全國高等學校本科教育工作會議精神落實的通知》（教高函〔2018〕8號），提出“各高校要全面梳理各門課程的教學內(nèi)容，淘汰‘水課’、打造‘金課’，合理提升學業(yè)挑戰(zhàn)度、增加課程難度、拓展課程深度，切實提高課程教學質(zhì)量”。[1]“金課”的本義指的是國家實施的一流課程建設“雙萬計劃”，也就是“金課建設”計劃，即在2019-2021年期間，建設10000門左右國家級一流課程和10000門左右省級一流課程?！敖鹫n”和“金課建設”計劃的出發(fā)點，基于一個共識，即我國高等教育在經(jīng)歷了從精英高等教育階段轉(zhuǎn)向大眾化高等教育階段之后，高等教育已經(jīng)從規(guī)模擴張全面轉(zhuǎn)向內(nèi)涵式發(fā)展，高校的課程與教學需要實現(xiàn)一場以質(zhì)量為核心的自我升華和變革。從近三年來學者圍繞“金課”和“金課建設”開展的大量實踐探索，通過課程教學各環(huán)節(jié)的再設計[2]以及轉(zhuǎn)變各環(huán)節(jié)的教學中心（學生為中心、學習為中心、專業(yè)為中心等）來提升課程教學的質(zhì)量。[3，4]主要實踐經(jīng)驗包括：（1）激發(fā)學生興趣。圍繞課堂主陣地，采取更加豐富的教學手段引導學生思考，激發(fā)學生興趣。[5]（2）多元創(chuàng)新?！敖鹫n”課程內(nèi)容要新穎，具有前言性，課程資源多樣化，實時更新。傳統(tǒng)課堂與網(wǎng)絡課堂相結(jié)合，以傳統(tǒng)課堂為主，網(wǎng)絡課堂為輔，打造線上線下混合式教學，[6]不同的知識點用更適合的教學方式呈現(xiàn)，打造教學視頻、教學設計、課件、教學思考、練習測試、學生反饋及教學評價等模塊。（3）課堂延伸。將理論教學延伸至實驗室、課程設計，將理論知識延伸至實驗實踐;[7]將課堂搬到工廠工地，實地體驗，培養(yǎng)工程概念。（4）多角度、全過程考核。采用實踐考核、章節(jié)測試、實驗考核、平時成績、期末考試等多角度、全過程考核。[8]

因此，將“金課”建設要求和成功范例引入“材料科學基礎”專業(yè)必修課程教學，系統(tǒng)性地構(gòu)建教研相互促進的教學模式，精心組織教學內(nèi)容，采用多種教學手段，全方位考核教學質(zhì)量，以最大限度地提升課程教學質(zhì)量，實現(xiàn)課程目標，是極具現(xiàn)實意義的。

一、湘潭大學“材料科學基礎”課程建設歷程

湘潭大學自恢復高考以來就開始培養(yǎng)材料類專業(yè)的本科生，包括金屬材料及熱處理、焊接、模具、高分子材料等專業(yè)，材料類專業(yè)基礎課程是“金屬學原理”。20世紀90年代，隨著材料類本科專業(yè)、材料科學與工程一級學科的建設，該課程改名為“材料科學基礎”，并逐步成為金屬材料工程、材料物理、材料科學與工程、新能源材料與器件和材料成型及控制工程等專業(yè)的專業(yè)基礎課程。2017年開始課程團隊將工程教育專業(yè)認證理念融入課程教學改革，在教學過程中實施團隊教學，豐富教學手段，增加過程考核。2018年開始整理出知識點相關(guān)的思政元素并在教學中廣泛實施。[9] 2019年，課程團隊積極響應教育部和學校號召，開展“金課”建設教學改革。2019年底，本課程被評為湖南省線下一流課程。本課程在課程團隊建設、課程內(nèi)容優(yōu)化、教學方法改進和課程達成度評價等方面進行革新與實踐。

（一）課程團隊建設

教學的實施者是教師，教師職業(yè)道德、專業(yè)理論、科學觀都會潛移默化地成為學生的思想導向。教師是教書育人實施的主體，也是課堂教學的第一責任人。持續(xù)提高專業(yè)教師思政理論及教學技能。教師通過繼續(xù)教育加強理論、思想的學習，加強文、理、工教師之間的交流討論。最終建立一支“以德立身、以德立學、以德施教”的課程教學團隊。

（二）課程內(nèi)容優(yōu)化

按照“材料科學基礎”課程教學大綱確定教學內(nèi)容，建立教學內(nèi)容與畢業(yè)要求之間的對應關(guān)系，打破教材的局限性，注重教學內(nèi)容與其他課程的橫向/縱向聯(lián)系，改善課程知識體系，幫助學生記憶、理解和分析課程知識點。強調(diào)知識的實際運用性，梳理和構(gòu)建課程內(nèi)部的知識網(wǎng)以及課程之間的知識網(wǎng)，讓學生明白所學知識“有什么用”和“能用來干什么”。達到增強學生知識運用能力、實踐操作能力、方案選取能力、問題分析能力以及創(chuàng)新能力等。對此，挖掘課程思政元素，講好科學故事，引入科學前沿知識，做好新舊知識的關(guān)聯(lián)。

（三）教學方法的改進

按照“金課”設計理念來構(gòu)建新型的課堂教學，打破傳統(tǒng)的“固定教室”，依托課程中心（學習通）網(wǎng)絡平臺，采用多媒體等現(xiàn)代教育技術(shù)，開展討論式課堂教學、“翻轉(zhuǎn)課堂”教學等互動教學方法讓學生主動學習融入課程學習當中。學生在獲取“魚和漁”的同時，還獲取“欲和愉”，即有學習的欲望和愉快地學習。通過實例分析，激發(fā)學生“追根溯源”的科學態(tài)度以及正確處理科學問題的能力，有益于今后的科研和工作能力的培養(yǎng)。

（四）課程達成度評價

按照“挑戰(zhàn)度”的要求，跟蹤評估改革過程中“材料科學基礎”課程教學質(zhì)量。首先是對學生課程成績的考核，可以分為兩大塊，即形成性考核和課程結(jié)束后終結(jié)性考試。其中形成性考核成績占30%-40%，終結(jié)性考試成績占70%-60%。形成性考核評分體系包括課堂測驗、課后作業(yè)、課堂討論、在線學習、課程調(diào)查報告等。其次要跟蹤學生在后續(xù)其他課程學習中對“材料科學基礎”課程相應內(nèi)容的理解程度，以及工作、考研情況。通過專業(yè)課程知識點關(guān)聯(lián)研究、問卷調(diào)查等方式建立可以量化的評估指標。

二、湘潭大學“材料科學基礎”課程實施“金課”建設意義

（一）“金課”建設對全面提升本科教學質(zhì)量具有重要意義

我國高等教育進入大眾化階段，數(shù)量的增加導致了高等教育系統(tǒng)的復雜化，不同水平與類型的高等教育機構(gòu)間的課程質(zhì)量表現(xiàn)得不盡相同。許多高校受擴招和保證就業(yè)等剛性因素的影響，實施嚴格的課程與教學評價、淘汰不合格大學生一直面臨著較大的阻力和復雜的輿論環(huán)境，“混學分”“水課”“清考”等是在高等教育大眾化進程中長期存在的難題。同時，高校長期以來存在著重科研、輕教學的傾向，這些使精英高等教育時期本不在人們視野中的課程與教學質(zhì)量問題開始成為大眾關(guān)注的焦點。[10]為此，教育部密集出臺政策強調(diào)高校本科教學的重要性。尤其是自2018年以來，對本科專業(yè)建設、本科教學與課程質(zhì)量等主題提出了非常明晰的要求。一流的大學要有一流的課程，一流的學科要有一流的課程，“以本為本”、回歸教學等觀念為越來越多的人所接受?？梢哉f，“金課”建設計劃及相關(guān)要求已成為新時代高等教育的自覺追求，是社會對高校教學質(zhì)量，尤其是本科教學質(zhì)量要求和高校自身在提升人才培養(yǎng)質(zhì)量的合力結(jié)果。

（二）能夠促進“材料科學基礎”課程目標的實現(xiàn)與教學質(zhì)量的提升

“材料科學基礎”是一門典型的交叉學科的課程，基礎性、理論性強，強調(diào)工程實踐能力，知識點多，教學內(nèi)容不斷更新，對教學模式要求越來越高。本課程橫跨并融合了金屬材料、無機非材料和高分子材料的材料基礎理論，又縱向連接材料測試、材料加工和材料應用等后續(xù)課程知識，具有知識跨度大、理論性強等特點，成為各高等院校材料專業(yè)相對難教、難學的課程之一。所以，課程教學中常出現(xiàn)“兩淺現(xiàn)象”：學生淺學，教師淺教。因此，按“金課”建設目標開展本課程的教學改革已實現(xiàn)教與學質(zhì)量的進一步提升。

（三）能為類似課程的教學提供可資借鑒的參考與范例

高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度是“金課”三個標志。目前專業(yè)必修課存在一些問題：（1）課程門類眾多，單一課程課時量小，課程內(nèi)容多，不少知識點只能“走馬觀花”式“點到為止”。（2）由于必修課成績與評獎評優(yōu)、保研等掛鉤，學生中存在“考分第一”的思想，只對考點感興趣，并不關(guān)心知識的系統(tǒng)性。（3）教師的科研、知識有限，不足以支撐課程教學。（4）團隊教學存在知識銜接不連貫、教學風格切換導致學生不適應的問題。如何跳出專業(yè)必修課的共性問題，提升課程教學質(zhì)量，發(fā)揮必修課程在培養(yǎng)人才中的作用，值得進一步思考、探索與實踐。

三、湘潭大學“材料科學基礎”課程“金課”之道

“金課”的本質(zhì)特征是“兩性一度”：高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度。[11]所謂“高階性”，就是知識能力素質(zhì)的有機融合，是要培養(yǎng)學生解決復雜問題的綜合能力和高級思維。所謂“創(chuàng)新性”，是指課程內(nèi)容要反映前沿性和時代性，教學形式呈現(xiàn)先進性和互動性，學習結(jié)果具有探究性和個性化。所謂“挑戰(zhàn)度”，是指課程有一定難度，需要跳一跳才能夠得著，對老師備課和學生課下有較高要求?！吧疃葘W習”是判斷“金課”的價值標準，而“教學感知”是實現(xiàn)“深度學習”這一“‘金課’標準”的關(guān)鍵路徑，其中，“優(yōu)質(zhì)講授”又是其核心要素。[12，13]因此，構(gòu)建“優(yōu)質(zhì)講授”體系是關(guān)鍵。根據(jù)湘潭大學材料類專業(yè)人才培養(yǎng)大綱，結(jié)合專業(yè)科研特色，突破單一教材限制，構(gòu)建高度組織化和結(jié)構(gòu)化的知識體系;通過多種教學手段啟發(fā)式教學;最終激活學生學習的熱情，達到“優(yōu)質(zhì)講授”。

（一）優(yōu)化課程教學大綱

課程教學大綱是根據(jù)教學計劃的要求，課程在教學計劃中的地位、作用，以及課程性質(zhì)、目的和任務而規(guī)定的課程內(nèi)容、體系、范圍和教學要求的基本綱要。按照工程教育專業(yè)認證要求、學院各材料類專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，將課程內(nèi)容-課程目標-課程支撐畢業(yè)要求進行了梳理，體現(xiàn)課程知識內(nèi)容的基礎性、交叉性，課程知識應用的廣泛性、發(fā)展性，滿足學生工程、科研能力的知識儲備需求，滿足學生后續(xù)課程學習、考研、工作的多方面需求。這就為課程的“高階性”提供了綱領(lǐng)性指引。

（二）教學內(nèi)容提質(zhì)

“優(yōu)質(zhì)講授”的關(guān)鍵是要有“優(yōu)質(zhì)”教學資源，這也是“創(chuàng)新性”的具體化：滿足專業(yè)特色和學生需求的參考書、化繁為簡的理論知識、縱橫相連的拓展知識?！安牧峡茖W基礎”課程市面上的教材有幾十種，絕大多數(shù)教材的內(nèi)容是以《金屬學原理》為基礎編寫的?？紤]到我院材料類專業(yè)的科研背景以金屬材料為主以及我院考研錄取率超過50%的情況，我們選用偏向金屬學及全國大多數(shù)材料專業(yè)考研指定參考書籍為教學參考書籍。

“材料科學基礎”課程開設于第3學期，是學生最早接觸的材料學科專業(yè)課程，在前期的教學中，我們發(fā)現(xiàn)很多材料微觀理論由于缺乏可視化資料造成學生晦澀難懂。為此，我們通過收集最新的原位觀測研究成果或者動畫演示來實現(xiàn)微觀理論的可視化，不但講清楚了理論，也讓學生更直觀地理解這些理論。

認識的辯證發(fā)展過程是實踐、認識、再實踐、再認識，循環(huán)往復的過程，學生在海量知識的學習過程中，很難做到完整的“實踐-認識-實踐”鏈。對此，我們引入“故事”來敘述“實踐”。一是知識點的發(fā)展歷史，包括該知識點何時發(fā)現(xiàn)、誰發(fā)現(xiàn)、有什么用處等等。二是知識點在目前應用情況、改進情況，包括在材料、機械、經(jīng)濟、社會關(guān)系的應用關(guān)系，存在的問題，新的科研發(fā)現(xiàn)等等。三是該知識點與別的知識點的關(guān)聯(lián)關(guān)系，包括支撐該知識點的知識點以及所能支撐的其他知識點，最終構(gòu)成一個知識點“思維導圖”。

（三）課程團隊能力發(fā)展

“優(yōu)質(zhì)講授”需要“優(yōu)秀”的教師團隊，也是對教師個人提出“挑戰(zhàn)度”。團隊教學能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)驗共享、知識共享、成果共享。以知名教授為團隊負責人，組建“教授-副教授-講師，老-中-青”有階梯性的團隊。課程團隊經(jīng)常討論教學改革、交流教學經(jīng)驗、共同備課、共同評卷，鼓勵多教師合上一堂課，鼓勵年輕教師參加講課比賽，實施教學改革，不斷磨課，豐富老師的教學方法。近三年來，“材料科學基礎”課程團隊青年教師在學校、學院的講課比賽中成績突出，并且在教改方面做出了大量的成績，獲得湖南省教學成果獎二等獎1項、湖南省教改項目4項，發(fā)表教改論文5篇，個別教師也成為學院“走教學口”評職稱的成功案例。

（四）發(fā)展多線程教學模式

“多線程”的教學模式提升“優(yōu)質(zhì)講授”，也有助于對學生提出實實在在的“挑戰(zhàn)度”?！岸嗑€程”是一個計算機術(shù)語，指的是在單個程序中同時運行多個線程完成不同的工作，稱為多線程。一個采用了多線程技術(shù)的應用程序可以更好地利用系統(tǒng)資源。為了提升一門課程教學資源的利用率，2020年下學期，課程團隊在金屬材料工程專業(yè)、師昌緒班開展“線下教學為主、線上教學為輔”的教學改革試點，借助超星學習通app+學校課程中心平臺，將拓展知識、習題、互動環(huán)節(jié)放到線上，學生隨時上網(wǎng)自學自測，課堂上傳統(tǒng)的“一對一”互動轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙粚Χ唷被?，提高了學生的參與率，學生的平均成績提升了10個百分點，受到學生廣泛好評。

學生除了在課程教學中獲取知識外，我們還將學習能力強的學生組織起來，開展學科競賽、科研實驗培訓，串聯(lián)起實驗實踐課程、實習、畢業(yè)論文等工程能力訓練課程，激發(fā)學生的學習興趣、科研興趣、專業(yè)興趣，形成良好的成長之路，從而為素質(zhì)教育“高階性”提供支持。近三年來，本科生發(fā)表論文、申請專利20余項，主持創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目40余項，在全國熱處理創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、全國大學生金相技能大賽中都獲得了較好的成績。

（五）建立全過程閉環(huán)評估體系

“優(yōu)質(zhì)講授”需要持續(xù)改進作為保障，打造動態(tài)“金課”建設體系。沒有最好的教學，只有更好的教學，在教學過程中不斷“評估-反饋-改進-評估”閉環(huán)評估才能把教學工作做到極致。為了提高課程教學質(zhì)量，我們在教學大綱、課程內(nèi)容、課堂教學、課后測驗、期末評估、課程體系、學科競賽、考研評估、校友反饋等各個教學環(huán)節(jié)中設置對“材料科學基礎”課程實施閉環(huán)評估。評估包括教學團隊內(nèi)部評估、專家評估、教學督導評價、師生互評、校友評價、成果評價等。反饋包括對課程問題反饋、教學團隊問題反饋、教師個人問題反饋、每個教學環(huán)節(jié)問題反饋。改進則由教學團隊共同探討改進方案，并付諸實施。再評估，除了對已存在問題改進的再評估，還要繼續(xù)全過程跟蹤再評估各個教學環(huán)節(jié)。

找問題、曬問題、討論問題，不隱瞞、不回避、不拒絕，課程改革是一個持續(xù)發(fā)展的過程，同時也是與時代教學改革密切聯(lián)系的過程，只有自己主動革新才能適應新形勢，滿足學生的需求，打造出真正的“金課”。

四、結(jié)束語

“材料科學基礎”作為一門學科基礎課，是材料類專業(yè)學生必修的一門基礎課程，是學生期待最多，使用最多，應用最多的一門課程，對任課教師教學能力要求較高的一門課程，也是材料類專業(yè)教學改革中分量較重的一門課程。打造具有高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度的“金課”，需要課程團隊的大膽改革實踐，學生的廣泛參與，管理部門的大力支持。

參考文獻

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（責任編輯： 張宏玉）