“省一流專業(yè)建設(shè)背景下”無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)規(guī)范實(shí)踐課程的構(gòu)建

郝玉成 秦廣超 程繼海 季宇凡

合肥學(xué)院，安徽 合肥 230601

一、省一流專業(yè)建設(shè)背景

省級一流專業(yè)建設(shè)是指建設(shè)有特色高水平本科教育的省級一流本科專業(yè)。省級一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)是教育部實(shí)施一流本科專業(yè)雙萬計(jì)劃建設(shè)的省級專業(yè)點(diǎn)，屬于一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)。

省一流專業(yè)建設(shè)在社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著重要的基礎(chǔ)性和戰(zhàn)略性作用，對推動(dòng)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，增強(qiáng)國家核心競爭力都具有十分重要的意義。根據(jù)國務(wù)院2015 年印發(fā)的《統(tǒng)籌推進(jìn)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)總體方案》指出，到21 世紀(jì)中葉，我國一流大學(xué)和一流學(xué)科的數(shù)量和實(shí)力將進(jìn)入世界前列，基本建成高等教育強(qiáng)國的戰(zhàn)略目標(biāo)。這表明，一流專業(yè)建設(shè)將是實(shí)現(xiàn)高等教育新型發(fā)展的戰(zhàn)略安排，也是未來中國高等教育工作的重點(diǎn)。

自20 世紀(jì)末以來，在中國基本上形成了中央和省級人民政府“兩級管理、以省為主”的高等教育管理體制。因此，充分發(fā)揮省級政府在一流大學(xué)建設(shè)中的基礎(chǔ)作用，是實(shí)現(xiàn)中國一流大學(xué)建設(shè)戰(zhàn)略構(gòu)想的前提和保障［1］。省一流專業(yè)建設(shè)正是基于這樣的背景下展開的。就目前的戰(zhàn)略形勢來看，省一流建設(shè)專業(yè)已經(jīng)取得一定成效［1］。

截至2021 年，教育部共立項(xiàng)三批國家和省級一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，我省44 所省屬本科高校共入選國家級一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)298 個(gè)、省級一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)617 個(gè)，省屬本科高校一流本科專業(yè)點(diǎn)建設(shè)實(shí)現(xiàn)了全覆蓋，入選國家級一流本科專業(yè)點(diǎn)總數(shù)較全國平均233 個(gè)高出65 個(gè)。

高等教育發(fā)展的復(fù)雜性決定了省一流專業(yè)建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。在省一流專業(yè)建設(shè)進(jìn)程中，必須結(jié)合當(dāng)下的國家國情和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)際情況，以專業(yè)規(guī)范體系構(gòu)建為核心，以人才隊(duì)伍建設(shè)為引領(lǐng)，加快體制機(jī)制創(chuàng)新，保證省一流專業(yè)建設(shè)能夠科學(xué)、有效、有力地推進(jìn)［1］。

在以計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的信息社會(huì)中，任何高等教育專業(yè)的教學(xué)過程都無法脫離計(jì)算機(jī)。從高等教育的角度來看，無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)關(guān)注培養(yǎng)學(xué)生在專業(yè)相關(guān)軟件方面的應(yīng)用，是為了滿足學(xué)生以后的個(gè)人發(fā)展和企業(yè)對人才的需求。日漸蓬勃發(fā)展的信息社會(huì)要求我們無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的同學(xué)，必須了解專業(yè)相關(guān)軟件技術(shù)的相關(guān)知識，必須掌握軟件的基本操作，必須具備綜合運(yùn)用知識的能力。由此可見，計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用是無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)教學(xué)中完成培養(yǎng)目標(biāo)、培訓(xùn)學(xué)生的專業(yè)技術(shù)能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是專業(yè)人才培養(yǎng)方案和教學(xué)計(jì)劃的重要組成部分。

二、無機(jī)非金屬材料科學(xué)工程專業(yè)實(shí)際課程中存在的問題

（一）課程現(xiàn)狀

隨著無機(jī)非金屬材料科學(xué)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占比逐漸增大，許多高校以此為立足點(diǎn)進(jìn)行無機(jī)非金屬材料方面相關(guān)教學(xué)課程的開設(shè)，為相關(guān)領(lǐng)域高級應(yīng)用型人才培養(yǎng)奠定了良好的基礎(chǔ)。當(dāng)下，工程教育在絕大部分高校以專業(yè)知識為主、以實(shí)踐教學(xué)為輔的問題廣泛存在，這無疑會(huì)造成學(xué)生在工程實(shí)踐能力及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力上的匱乏，不利于學(xué)生工程意識的培養(yǎng)和工程素質(zhì)的養(yǎng)成。

就目前的理工科專業(yè)課程的情況而言，大多數(shù)課程都以線下授課為主，相關(guān)的課程視頻或者是線上的相關(guān)資料都作為課前預(yù)習(xí)或擴(kuò)展型的資料。對于課程的實(shí)際進(jìn)展并沒有太大的影響。

但是，以《計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用》這門課程為例，《計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用》這門課程中，計(jì)算機(jī)應(yīng)用是課程主體，這就表明這門課程即使是線下授課，它的大多數(shù)課程時(shí)間也應(yīng)當(dāng)是在機(jī)房中進(jìn)行的，確保同學(xué)們能夠擁有足夠的上機(jī)時(shí)間進(jìn)行操作練習(xí)，這無疑是對課程建設(shè)的挑戰(zhàn)，這要求老師在線下授課的過程中確保同學(xué)們能夠集中精力在老師所講的授課內(nèi)容中，并在后續(xù)的實(shí)操過程中能夠吸收課堂上學(xué)習(xí)到的知識，充分掌握。

且自2019 年年底的新冠疫情暴發(fā)后，疫情防控期間給正常的教學(xué)工作帶來了一定的影響。如果學(xué)校所在地區(qū)出現(xiàn)疫情，那么由于疫情導(dǎo)致的不可抗力因素，學(xué)校在特殊情況下不得不采取封校措施來保證在校學(xué)生及教職工的安全，在這種情況下，所有的線下課程將無法正常進(jìn)行，需要全部轉(zhuǎn)為線上，上網(wǎng)課隨時(shí)可能成為一種常態(tài)。在這種情況下，線上授課無疑會(huì)對課程的建設(shè)情況起到一定的影響，老師們需要通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行教學(xué)，在授課過程中需要時(shí)刻關(guān)注學(xué)生們的上課狀態(tài)，想方設(shè)法調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，要在保證課堂質(zhì)量的同時(shí)，保證學(xué)生能夠參與課堂并掌握這些知識。

（二）存在的問題

無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)課程面臨的問題主要可以分為以下幾點(diǎn)：

1．疫情防控期間，線下上課隨時(shí)可能會(huì)受到影響，線上授課即全民在線教育時(shí)代被動(dòng)催熟。線下授課的方式無法完全照搬至線上授課，這無疑對老師們提出了更大的挑戰(zhàn)。

2．傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料工程的建設(shè)，課程目標(biāo)主要在于課程相關(guān)專業(yè)知識的傳授，缺乏實(shí)踐教學(xué)。就目前的課程安排而言，實(shí)踐相關(guān)的教學(xué)課程中主要是實(shí)驗(yàn)演示，學(xué)生們?nèi)鄙僮銐虻膶?shí)踐機(jī)會(huì)，實(shí)踐能力缺失。

以開展的教學(xué)實(shí)踐體驗(yàn)為根據(jù)，筆者以為無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)中《計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用》這門課程，存在以下問題：

1．課時(shí)較短，缺乏足夠的實(shí)踐時(shí)間。同學(xué)們的上課時(shí)間雖然都是在機(jī)房進(jìn)行的，但是由于老師上課需要有一定的示范時(shí)間，且課程課時(shí)相對較短，同學(xué)們擁有的實(shí)踐時(shí)間不免相應(yīng)縮小。

2．上課效率低。由于課程的上課時(shí)間都在機(jī)房，且教學(xué)模式采用的是一對多，在上課過程中，老師難免會(huì)有照顧不到的地方，部分同學(xué)在缺乏老師監(jiān)督的情況下，容易注意力不集中，影響到教學(xué)效果，進(jìn)而導(dǎo)致上課效率的降低。

3．課后作業(yè)形式相對單一。本門課程的課后作業(yè)均以Word 文檔形式提交。但是課程上學(xué)習(xí)的軟件操作功能各不相同，許多軟件它的操作結(jié)果并不能夠通過Word 文檔顯示出來。課后作業(yè)是老師針對當(dāng)前課堂教學(xué)布置下的作業(yè)，用于檢測課堂效果。這需要課后作業(yè)能夠清晰地反映出同學(xué)們對于課程內(nèi)容的掌握程度，Word 文檔雖然能在一定程度上體現(xiàn)同學(xué)們的學(xué)習(xí)效果，但是并不能夠幫助老師更加清晰地掌握同學(xué)們對于課程情況的了解程度。

三、無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)規(guī)范實(shí)踐教學(xué)體系改革與創(chuàng)新策略

高校理工科無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是“培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)需要、德智體全面發(fā)展、具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力獲得工程師基本訓(xùn)練的高級工程技術(shù)人才”。顯然要滿足上述工程技術(shù)人才的培養(yǎng)目標(biāo)，科學(xué)的實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建是完成這個(gè)目標(biāo)的重要保證［2］。

材料科學(xué)專業(yè)的規(guī)范知識體系重點(diǎn)在于實(shí)踐教學(xué)體系，圍繞人才培養(yǎng)目標(biāo)，在制定教學(xué)計(jì)劃時(shí)，通過合理的課程設(shè)置和各個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)（實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新制作等）的合理配置，建立起來的與理論教學(xué)體系相輔相成的一套教學(xué)內(nèi)容體系［2］。實(shí)踐教學(xué)知識體系的構(gòu)建要以學(xué)生知識和能力協(xié)調(diào)發(fā)展為目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生工程能力和創(chuàng)新能力，提高學(xué)生綜合素質(zhì)為目標(biāo)，構(gòu)建完整的實(shí)踐環(huán)節(jié)知識體系，以順利實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)規(guī)范實(shí)踐教學(xué)體系在改革創(chuàng)新上需要堅(jiān)持以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為核心，構(gòu)建開放的教學(xué)模式，重視教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量，以教促學(xué)，教學(xué)相長［3］。

（一）改善教學(xué)行為，改進(jìn)教學(xué)方法

以教學(xué)內(nèi)容為重點(diǎn)，參照專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求來改進(jìn)教學(xué)方法，教學(xué)內(nèi)容的前后形成銜接，構(gòu)建完整的教學(xué)體系。在教學(xué)過程中，可由課本上的內(nèi)容聯(lián)系材料領(lǐng)域的實(shí)際操作，與工程實(shí)際相結(jié)合。

按照教育部提出的“提高科學(xué)素養(yǎng)、在課堂中開展探索性學(xué)習(xí)”，改進(jìn)教學(xué)手段，通過探索式和啟發(fā)式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)自主的探索能力，學(xué)生對于工程實(shí)際的認(rèn)識進(jìn)一步加強(qiáng)。以學(xué)生為中心，充分發(fā)揮學(xué)生的自我能動(dòng)性，教師策略性引導(dǎo)，讓學(xué)生自發(fā)探索并掌握知識，學(xué)會(huì)認(rèn)識和解決問題，發(fā)現(xiàn)問題的背后因素和聯(lián)系，逐步產(chǎn)生自己的獨(dú)特認(rèn)識，讓學(xué)生對學(xué)習(xí)的知識理解得更透徹，掌握得更牢固［4］。

以計(jì)算機(jī)技術(shù)在材料科學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行舉例，由Origin 軟件的部分操作擴(kuò)展到一些專業(yè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)過程中。能夠通過Origin 軟件達(dá)到的效果，數(shù)據(jù)處理的相關(guān)過程。這些內(nèi)容的優(yōu)化，不僅滿足了學(xué)生的學(xué)習(xí)成長規(guī)律，更滿足社會(huì)發(fā)展的新要求，有利于學(xué)生的個(gè)人發(fā)展和企業(yè)對人才的相關(guān)需求。

（二）改革線下教學(xué)，改變教學(xué)模式

對于線下教學(xué)的改革，需要以學(xué)生為主體，探索適合運(yùn)用于今年學(xué)生的個(gè)性課堂學(xué)習(xí)方式，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式。把教學(xué)的重點(diǎn)從單純的知識傳授向知識體系的構(gòu)建方向轉(zhuǎn)移，重視構(gòu)建學(xué)生的知識網(wǎng)絡(luò)以及思維邏輯的培養(yǎng)。

充分發(fā)揮傳統(tǒng)授課課堂在知識轉(zhuǎn)化方面的優(yōu)勢，包括對學(xué)生專業(yè)志向的確立、學(xué)習(xí)路徑的獲取以及應(yīng)用能力的提升等等。以O(shè)BE 產(chǎn)出導(dǎo)向理念為指引，在課堂教學(xué)中充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性，老師更多扮演指引和啟發(fā)的重要角色；讓學(xué)生積極參與探究和討論，弱化復(fù)雜公式的推導(dǎo)和記憶，概念化、機(jī)械化背誦等等；應(yīng)用為導(dǎo)向，強(qiáng)化材料科學(xué)專業(yè)理論公式在工程實(shí)踐和教師科研中的具體應(yīng)用。通過教學(xué)改革，逐漸扭轉(zhuǎn)重“教”輕“學(xué)”的填鴨式教育模式，使“教與學(xué)”的質(zhì)量得以同步提高［4］。

（三）優(yōu)化線上課程資源

依托超星、慕課的在線學(xué)習(xí)資源平臺向?qū)W生提供課程相關(guān)的優(yōu)質(zhì)課程資料，讓學(xué)生能夠自主進(jìn)行線上學(xué)習(xí)；建設(shè)作業(yè)題庫和線上考試內(nèi)容，能夠讓同學(xué)們隨時(shí)隨地在手機(jī)端對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行檢測，便于同學(xué)們了解自身對課程的掌握，及時(shí)采取相應(yīng)措施，同時(shí)，有利于教師掌握同學(xué)們對課程的了解程度，及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。

（四）培養(yǎng)工程意識，強(qiáng)化工程素養(yǎng)

以工程教育專業(yè)認(rèn)證為契機(jī)，加強(qiáng)政府、學(xué)校和企業(yè)的合作，全面調(diào)研地方產(chǎn)業(yè)、工業(yè)和企業(yè)對工程技術(shù)人才需求的大數(shù)據(jù)，形成“工程應(yīng)用”知識體系；對課程內(nèi)容和當(dāng)?shù)仄髽I(yè)資源深度融合，形成優(yōu)勢互補(bǔ)的鏈條機(jī)制。對教師隊(duì)伍結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，做到“引進(jìn)來”和“走出去”并行，積極引進(jìn)工程實(shí)踐背景的技術(shù)技能型人才；同時(shí)，讓校內(nèi)專業(yè)教師走出去，深入企業(yè)一線掛職鍛煉，不斷提升專業(yè)教師的工程素養(yǎng)和實(shí)踐能力，力爭達(dá)到工程師和學(xué)生職業(yè)指導(dǎo)師的素質(zhì)要求［5］。與此同時(shí)，可以采用模擬仿真系統(tǒng)，確保同學(xué)們即使是在一些特殊情況下，也可以通過模擬仿真系統(tǒng)體會(huì)參與工程實(shí)踐，了解工程實(shí)踐的實(shí)際內(nèi)容，增加相應(yīng)的知識和了解，有利于加強(qiáng)工程素質(zhì)培育。

四、結(jié)語

本文結(jié)合自身專業(yè)特色，提出了基于《計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用》這門課為基礎(chǔ)的“省一流專業(yè)建設(shè)背景下”無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)規(guī)范實(shí)踐教學(xué)體系的教學(xué)體系改革與創(chuàng)新，致力于通過改善教學(xué)方法，改革線下教學(xué)，優(yōu)化線上資源，培養(yǎng)工程意識，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)一步提升教學(xué)效果，以期獲得更好的教學(xué)效果。對于無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的學(xué)生來說，如何將計(jì)算機(jī)操作知識與無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)知識及自身所需有機(jī)結(jié)合，使學(xué)校教育真正做到滿足學(xué)生自身成長需求，達(dá)到企業(yè)對人才的要求、切合社會(huì)預(yù)期。