“雙一流”建設(shè)背景下納米材料與技術(shù)跨學(xué)科課程教學(xué)平臺(tái)的融合與構(gòu)建

[摘 要]該研究以納米材料與技術(shù)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程前期的建設(shè)成果為抓手，推進(jìn)納米材料與技術(shù)課程教學(xué)活動(dòng)供給側(cè)改革，組建以跨學(xué)科的研究型教師為主的專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)，將科研成果轉(zhuǎn)化為有效的教學(xué)資源，規(guī)劃納米材料與技術(shù)課程跨學(xué)科的研究性教學(xué)內(nèi)容，打造航空材料納米材料模塊化課程、環(huán)境化學(xué)納米材料模塊化課程，借助大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等信息技術(shù)，建設(shè)納米材料與技術(shù)跨學(xué)科課程的師生互動(dòng)平臺(tái)，共建共享教學(xué)資源，由此解決教學(xué)和科研相脫節(jié)問(wèn)題，提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，并及時(shí)了解學(xué)科的最新前沿研究成果，達(dá)到高質(zhì)量的人才培養(yǎng)目標(biāo)。

[關(guān)鍵詞]納米材料與技術(shù);跨學(xué)科課程教學(xué)平臺(tái);課程建設(shè)

[中圖分類(lèi)號(hào)] G640 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2022）04-0076-03

納米技術(shù)是21世紀(jì)的三大高新技術(shù)領(lǐng)域之一，納米材料與技術(shù)課程的教學(xué)，對(duì)相關(guān)專(zhuān)業(yè)高科技人才的培養(yǎng)具有很大的現(xiàn)實(shí)意義[1]。本課程的教學(xué)內(nèi)容包括納米材料以及納米技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)、理論及其應(yīng)用，同時(shí)介紹納米科學(xué)的最新前沿研究成果及其進(jìn)展，是一門(mén)理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程。

一、納米材料與技術(shù)課程教學(xué)平臺(tái)融合與構(gòu)建的背景

筆者講授的納米材料與技術(shù)課程，曾獲南昌航空大學(xué)（簡(jiǎn)稱(chēng)“我?！保┣嗄杲處熤v課比賽一等獎(jiǎng)和第十五批校級(jí)教學(xué)成果二等獎(jiǎng)，主持的課件“納米材料與技術(shù)課程資源網(wǎng)”，獲第十四屆全國(guó)多媒體課件大賽理科組二等獎(jiǎng)。同時(shí)，課題組在已完成江西省教改課題和我校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程培育項(xiàng)目即基于研究性教學(xué)的“互聯(lián)網(wǎng)+《納米材料與技術(shù)》”創(chuàng)新課堂建設(shè)的基礎(chǔ)上，鑒于我校材料科學(xué)與工程學(xué)院（簡(jiǎn)稱(chēng)“材料學(xué)院”）和環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院（簡(jiǎn)稱(chēng)“環(huán)化學(xué)院”）都開(kāi)設(shè)了納米材料與技術(shù)課程，因此提出跨學(xué)科融合與構(gòu)建納米材料與技術(shù)課程教學(xué)平臺(tái)。

我校的材料科學(xué)、環(huán)境化學(xué)均進(jìn)入ESI全球排名前1%，環(huán)境化學(xué)、材料科學(xué)分別入選江西省一流學(xué)科優(yōu)勢(shì)學(xué)科和建設(shè)學(xué)科（支撐）。課題組以納米材料與技術(shù)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程已有的建設(shè)成果為抓手，在材料學(xué)院、環(huán)化學(xué)院建立多層次、多形式的納米材料與技術(shù)課程教學(xué)交流與展示平臺(tái)，推進(jìn)納米材料與技術(shù)課程教學(xué)活動(dòng)供給側(cè)改革，組建以跨學(xué)科的研究型教師為主的專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)，對(duì)教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員的30余項(xiàng)高水平科研項(xiàng)目進(jìn)行認(rèn)真梳理總結(jié)，將科研成果轉(zhuǎn)化為有效的教學(xué)資源，規(guī)劃納米材料與技術(shù)課程跨學(xué)科的研究性教學(xué)內(nèi)容，打造環(huán)境化學(xué)納米材料模塊化課程、航空材料納米材料模塊化課程，形成環(huán)境化學(xué)工科優(yōu)勢(shì)突出、材料科學(xué)航空特色鮮明的納米材料與技術(shù)課程特色教學(xué)資源[2]。

課題組在課程教學(xué)平臺(tái)的融合與構(gòu)建過(guò)程中，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念貫穿在納米材料與技術(shù)課程教學(xué)中，凝練“雙一流”學(xué)科的納米材料與技術(shù)課程特色精品教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與跨學(xué)科納米材料與技術(shù)課程教學(xué)融合新模式[3]。在此基礎(chǔ)上，借助大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等信息技術(shù)，建設(shè)納米材料與技術(shù)跨學(xué)科課程線(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué)的師生互動(dòng)平臺(tái)，共建共享優(yōu)質(zhì)教育資源。課題組在課程教學(xué)實(shí)踐中，完善教學(xué)內(nèi)容的融合、實(shí)踐平臺(tái)的融合和新模式下人才培養(yǎng)內(nèi)在機(jī)制，以高質(zhì)量的教學(xué)培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才[4-5]。

二、納米材料與技術(shù)課程教學(xué)平臺(tái)的跨學(xué)科融合與構(gòu)建對(duì)促進(jìn)該課程教學(xué)質(zhì)量提升的意義

納米材料與技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容涉及材料科學(xué)、環(huán)境化學(xué)等學(xué)科，課題組在不同學(xué)科、不同專(zhuān)業(yè)的納米材料與技術(shù)課程教學(xué)實(shí)踐中，找差距、補(bǔ)短板、優(yōu)結(jié)構(gòu)、顯特色、重創(chuàng)新，跨學(xué)科組建新型教學(xué)團(tuán)隊(duì)，整合教學(xué)資源，合力服務(wù)于高質(zhì)量教學(xué)。納米材料與技術(shù)跨學(xué)科課程教學(xué)平臺(tái)的融合與構(gòu)建對(duì)促進(jìn)這門(mén)課程教學(xué)質(zhì)量的提升具有很大的意義。

其一，跨學(xué)科的教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員搭配合理，主持納米材料與技術(shù)相關(guān)科研項(xiàng)目30余項(xiàng)，包括國(guó)家基金項(xiàng)目、航天基金項(xiàng)目、航空基金項(xiàng)目、江西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目等，致力于做好科研反哺教學(xué)，培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才。

其二，課題組成員是海歸博士、海外留學(xué)人員或北大訪問(wèn)學(xué)者等，發(fā)表過(guò)較多高水平科研論文，這些科研成果經(jīng)過(guò)整理可以轉(zhuǎn)化為有效的教學(xué)資源。

其三，依托大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等信息技術(shù)，建設(shè)融信息技術(shù)、教學(xué)資源、教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)等為一體的在線(xiàn)開(kāi)放納米材料與技術(shù)課程。采用新的信息技術(shù)，基于CSS媒體查詢(xún)（Media Query），課程網(wǎng)站通過(guò)同一份代碼快速、有效適配手機(jī)、平板、PC設(shè)備，實(shí)現(xiàn)響應(yīng)式布局。增加獨(dú)立的問(wèn)答社區(qū)，為“Nanometer在線(xiàn)”公眾號(hào)建立的知識(shí)社區(qū)，專(zhuān)注于納米知識(shí)的整理、歸類(lèi)、檢索、分享，有非常豐富的教學(xué)資源，學(xué)生更方便自主學(xué)習(xí)。關(guān)注“Nanometer在線(xiàn)”公眾號(hào)也能同步學(xué)習(xí)納米材料與技術(shù)課程，實(shí)現(xiàn)立體式、多維度教學(xué)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)課程教學(xué)資源的共建共享。

三、納米材料與技術(shù)跨學(xué)科課程教學(xué)平臺(tái)融合與構(gòu)建的實(shí)施方案與解決的問(wèn)題

納米材料與技術(shù)跨學(xué)科課程教學(xué)堅(jiān)持“以本為本”，緊緊圍繞培養(yǎng)復(fù)合型創(chuàng)新型高級(jí)專(zhuān)門(mén)人才的定位，以前期納米材料與技術(shù)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革所取得的成果為抓手，積極推進(jìn)材料科學(xué)、環(huán)境化學(xué)“雙一流”學(xué)科的納米材料與技術(shù)課程體系結(jié)構(gòu)優(yōu)化和特色強(qiáng)化，推進(jìn)教學(xué)育人與科研育人的深度融合。

整合不同學(xué)科的納米材料與技術(shù)課程教學(xué)資源，通過(guò)課程教學(xué)活動(dòng)的供給側(cè)改革，以高水平研究型教師的教學(xué)團(tuán)隊(duì)作為保障，做好信息技術(shù)與納米材料與技術(shù)教學(xué)的深層次融合，量身定制工科優(yōu)勢(shì)突出、航空特色鮮明的環(huán)境化學(xué)納米材料模塊化課程、航空材料納米材料模塊化課程。教師團(tuán)隊(duì)在材料科學(xué)、環(huán)境化學(xué)領(lǐng)域的科研成果，都可以成為納米材料與技術(shù)跨學(xué)科課程的特色教學(xué)資源。

比如筆者在開(kāi)展納米材料與技術(shù)課程的一次課堂教學(xué)時(shí)，考慮到講授對(duì)象是高分子材料與工程專(zhuān)業(yè)和復(fù)合材料與工程專(zhuān)業(yè)的大學(xué)生，于是結(jié)合自己主持的科研課題“江西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目‘基于三聯(lián)苯MJLCP的新型航空柔性光電材料研究開(kāi)發(fā)’”中的聚合物太陽(yáng)能電池器件制作以及“上海航天科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目‘航天器復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件損傷的可再構(gòu)及智能自修復(fù)新技術(shù)’”中的微/納復(fù)合微膠囊的智能自修復(fù)來(lái)補(bǔ)充科研資料，將科研成果轉(zhuǎn)化為有效的教學(xué)資源，從而實(shí)現(xiàn)以科研促教學(xué)。

以上成功的教學(xué)案例被推廣到環(huán)化學(xué)院陳德志老師的科研課題“江西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目‘MOFs派生的磁性有序多孔結(jié)構(gòu)碳基材料的可控合成及其去除水體污染物研究’”“航空科學(xué)基金項(xiàng)目‘新型中空鐵氧體/RGO核殼結(jié)構(gòu)填充的聚合物基納米吸波涂層的可控制備及性能研究’”，以及無(wú)機(jī)非金屬材料系黃軍同老師的科研課題“江西省青年科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目‘納米技術(shù)強(qiáng)化潔凈鋼冶煉用Sialon結(jié)合SiC復(fù)合耐高溫材料的應(yīng)用基礎(chǔ)研究’”“國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目‘酚醛樹(shù)脂/三輥差速剝離微納石墨片及其在低碳MgO/Al2O3-C耐火材料中應(yīng)用的研究’”，都有助于有效提煉出教學(xué)元素，闡述納米材料在環(huán)境化學(xué)和航空材料領(lǐng)域的應(yīng)用。

納米材料與技術(shù)跨學(xué)科課程教學(xué)平臺(tái)的融合與構(gòu)建的實(shí)施方案包括三個(gè)過(guò)程：轉(zhuǎn)觀念、重過(guò)程、強(qiáng)互動(dòng)。

其一是轉(zhuǎn)觀念。關(guān)鍵是以學(xué)生為中心。納米材料與技術(shù)跨學(xué)科課程體系的設(shè)計(jì)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等都要體現(xiàn)“以本為本”;根據(jù)納米材料與技術(shù)課程的性質(zhì)來(lái)實(shí)施研究性教學(xué)，加大教學(xué)中的研究分量（可≥30%）;培養(yǎng)創(chuàng)新思維，將最前沿的科研動(dòng)態(tài)引入教學(xué)內(nèi)容。

其二是重過(guò)程。強(qiáng)化課程教學(xué)的過(guò)程管理，加大過(guò)程考核成績(jī)?cè)谡n程總成績(jī)中的比重，重視學(xué)生在課堂問(wèn)答、測(cè)驗(yàn)等平時(shí)教學(xué)活動(dòng)中展現(xiàn)出來(lái)的創(chuàng)造性成果。同時(shí)開(kāi)展課程考試改革，學(xué)生除了需要參加試卷考試，還必須完成納米材料與技術(shù)前沿科技研究的學(xué)術(shù)性PPT報(bào)告，并參加教師組織的答辯考核。

其三是強(qiáng)互動(dòng)。大力推行互動(dòng)式教學(xué)方法，就是讓學(xué)生參與教學(xué)過(guò)程，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的活力。一次高質(zhì)量的課堂教學(xué)往往是一場(chǎng)頭腦風(fēng)暴訓(xùn)練。通過(guò)開(kāi)展互動(dòng)式的研究性教學(xué)，使學(xué)生的批判性思維、辯證思維能力得到進(jìn)一步加強(qiáng)。

“雙一流”建設(shè)背景下，納米材料與技術(shù)跨學(xué)科課程教學(xué)平臺(tái)融合與構(gòu)建的實(shí)施路徑如下圖所示。

課題組通過(guò)納米材料與技術(shù)跨學(xué)科課程教學(xué)平臺(tái)的融合與構(gòu)建，解決了以下問(wèn)題。

其一，解決了教學(xué)和科研脫節(jié)的問(wèn)題，以科研成果有效反哺教學(xué)，促進(jìn)了課程教學(xué)的科教融合。實(shí)施研究性教學(xué)理念，在教學(xué)內(nèi)容中引入納米材料與技術(shù)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)的前沿研究，將其科研成果轉(zhuǎn)化為有效的教學(xué)資源，滿(mǎn)足了學(xué)生對(duì)前沿知識(shí)的求知欲，使學(xué)生的知識(shí)廣度和深度都得到了拓展。

其二，借助大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等信息技術(shù)，構(gòu)建納米材料與技術(shù)跨學(xué)科課程的師生互動(dòng)平臺(tái)。鼓勵(lì)學(xué)生線(xiàn)上線(xiàn)下多提問(wèn)，在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)，積極參與教學(xué)活動(dòng)，有效發(fā)揮了教師主導(dǎo)和學(xué)生主體的作用。

四、納米材料與技術(shù)跨學(xué)科課程教學(xué)平臺(tái)的融合與構(gòu)建所取得的教學(xué)成果

教學(xué)團(tuán)隊(duì)用一流的科研成果提高教學(xué)質(zhì)量，又以高質(zhì)量的教學(xué)助推拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)。另外，信息技術(shù)推動(dòng)納米材料與技術(shù)課程教學(xué)模式改革，移動(dòng)課堂有助于發(fā)揮教師主導(dǎo)和學(xué)生主體的作用，教師、學(xué)生、教學(xué)資源之間開(kāi)展多維度的互動(dòng)交流。納米材料與技術(shù)跨學(xué)科課程教學(xué)平臺(tái)的融合與構(gòu)建實(shí)踐取得了較多的成果。

建立多層次、多形式的納米材料與技術(shù)課程教學(xué)交流與展示平臺(tái)。在材料學(xué)院、環(huán)化學(xué)院納米材料與技術(shù)跨學(xué)科課程教學(xué)實(shí)踐中，開(kāi)展不同系、不同專(zhuān)業(yè)、不同學(xué)院多層次的教學(xué)交流與研討會(huì)，穩(wěn)步推進(jìn)高質(zhì)量教學(xué)的開(kāi)展。

構(gòu)建了“雙一流”建設(shè)背景下納米材料與技術(shù)跨學(xué)科課程特色教學(xué)內(nèi)容融合的平臺(tái)。在納米材料與技術(shù)課程教學(xué)過(guò)程中，教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)要求采用案例式教學(xué)方法，案例的素材來(lái)自教師主持的科研項(xiàng)目，使專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)效果更加直觀、生動(dòng)，將科研成果轉(zhuǎn)化為有效的教學(xué)資源，做好以科研促進(jìn)教學(xué)，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)的科教融合。

在“雙一流”建設(shè)背景下建立了納米材料與技術(shù)跨學(xué)科課程教學(xué)體系統(tǒng)籌協(xié)調(diào)機(jī)制，開(kāi)展跨學(xué)科課程教學(xué)實(shí)踐平臺(tái)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育實(shí)踐平臺(tái)的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享。

納米材料與技術(shù)跨學(xué)科課程的融合與構(gòu)建實(shí)踐所取得的成果還體現(xiàn)在落實(shí)了以學(xué)生為中心的人才培養(yǎng)理念。培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才的知識(shí)創(chuàng)新能力，主要指獲取知識(shí)的能力、運(yùn)用知識(shí)的能力以及創(chuàng)造新知識(shí)的能力。整合了納米材料與技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容與特色教學(xué)資源，整體推進(jìn)了融合課程教學(xué)的各個(gè)階段，使學(xué)生實(shí)現(xiàn)了從“學(xué)會(huì)”到“會(huì)學(xué)”的飛躍。注重全面提升拔尖創(chuàng)新人才的綜合素質(zhì)，注重理論和實(shí)踐的結(jié)合，能解決學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過(guò)程中所遇到的實(shí)際問(wèn)題，在科教融合過(guò)程中讓學(xué)生受益。

綜上所述，課題組通過(guò)納米材料與技術(shù)跨學(xué)科課程教學(xué)平臺(tái)的融合與構(gòu)建，堅(jiān)持教學(xué)與科研相統(tǒng)一的原則，將科研成果轉(zhuǎn)化為有效的教學(xué)資源。重視開(kāi)展研究性教學(xué)，做好環(huán)境化學(xué)工科優(yōu)勢(shì)突出、材料科學(xué)航空特色鮮明的納米材料與技術(shù)課程教學(xué)規(guī)劃，量身定制有利于在“雙一流”建設(shè)背景下培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才的納米材料與技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容的融合創(chuàng)新，同時(shí)完成了實(shí)踐平臺(tái)的融合創(chuàng)新。在課程教學(xué)改革的探索中，創(chuàng)造性打造航空材料納米材料模塊化課程、環(huán)境化學(xué)納米材料模塊化課程，建立納米材料與技術(shù)跨學(xué)科課程教學(xué)體系統(tǒng)籌協(xié)調(diào)機(jī)制，使優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源通過(guò)跨學(xué)科課程教學(xué)實(shí)踐平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了共建共享。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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[2] 劉建軍.進(jìn)一步重視科研在高校育人中的地位和作用[J].中國(guó)高等教育，2015（6）：34-37.

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