基于新工科背景下《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程項(xiàng)目化教學(xué)模式的應(yīng)用研究

＊王艷琴

（內(nèi)蒙古大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 內(nèi)蒙古 010020）

隨著科技的飛速進(jìn)步和工業(yè)化時(shí)代的不斷深入，對(duì)于工程技術(shù)人才的要求也隨之發(fā)生深刻變革。新工科的提出，標(biāo)志著我們正從傳統(tǒng)的工程教育模式邁向一個(gè)更加開(kāi)放、創(chuàng)新和跨學(xué)科的新時(shí)代[1]。材料科學(xué)，作為工程學(xué)的核心學(xué)科之一，在現(xiàn)代工程技術(shù)中占有舉足輕重的地位。無(wú)論是航空、汽車還是日常生活中的各種產(chǎn)品，都離不開(kāi)新材料的研發(fā)與應(yīng)用。因此，對(duì)于《材料科學(xué)基礎(chǔ)》的教學(xué)，不僅要確保學(xué)生掌握扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，還要讓他們能夠運(yùn)用這些知識(shí)去解決實(shí)際問(wèn)題[2]。然而，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式往往重視理論知識(shí)的傳授，而忽視了實(shí)踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。這與新工科的教育理念存在明顯的沖突。為了適應(yīng)新的教育需求，我們需要尋找一種更加有效的教學(xué)方法，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中能夠更好地結(jié)合理論與實(shí)踐，發(fā)揮創(chuàng)新精神。項(xiàng)目化教學(xué)模式，作為一種重視實(shí)踐和團(tuán)隊(duì)合作的教學(xué)方式，正好滿足了這一要求。它不僅可以幫助學(xué)生鞏固基礎(chǔ)知識(shí)，還可以讓他們?cè)趯?shí)踐中體驗(yàn)到解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

1.項(xiàng)目化教學(xué)模式概述

在教育的廣泛領(lǐng)域中，項(xiàng)目化教學(xué)模式近年來(lái)已經(jīng)受到了廣大教育者和學(xué)者的青睞。這種模式不僅是一種新的教學(xué)方法，更是一種全新的教育理念，它強(qiáng)調(diào)學(xué)生在實(shí)踐中的學(xué)習(xí)、在探索中的體驗(yàn)、以及在合作中的交流和溝通。

首先，我們要明確什么是項(xiàng)目化教學(xué)。與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)不同，項(xiàng)目化教學(xué)是一種將學(xué)生放置于真實(shí)或模擬的情境中，讓他們圍繞一個(gè)特定的項(xiàng)目或任務(wù)，進(jìn)行深入的研究、探索和實(shí)踐[3-4]。這通常要求學(xué)生運(yùn)用多學(xué)科的知識(shí)，整合各種資源，通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作，完成項(xiàng)目的所有階段，從策劃、實(shí)施到評(píng)價(jià)。在整個(gè)項(xiàng)目的過(guò)程中，學(xué)生都處于主導(dǎo)地位。他們需要自己決策，自己解決問(wèn)題，自己承擔(dān)責(zé)任。這樣的學(xué)習(xí)過(guò)程，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力，還可以培養(yǎng)他們的自主學(xué)習(xí)和自我管理的能力。

此外，項(xiàng)目化教學(xué)還具有很強(qiáng)的合作性。無(wú)論是小組合作還是跨學(xué)科合作，學(xué)生都需要與他人交流、協(xié)商、合作，共同完成項(xiàng)目任務(wù)。這樣的合作學(xué)習(xí)，不僅可以提高學(xué)生的溝通和團(tuán)隊(duì)合作能力，還可以培養(yǎng)他們的領(lǐng)導(dǎo)力和組織協(xié)調(diào)能力[5]。但是，項(xiàng)目化教學(xué)也帶來(lái)了一系列的挑戰(zhàn)。如何選擇合適的項(xiàng)目，如何確保學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)效果，如何評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)成果等，都是教師在實(shí)施項(xiàng)目化教學(xué)時(shí)需要面臨的問(wèn)題。

2.項(xiàng)目化教學(xué)模式在《材料科學(xué)基礎(chǔ)》中的應(yīng)用

(1)項(xiàng)目選擇與設(shè)定

在進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué)時(shí)，選擇合適的項(xiàng)目并正確地設(shè)定其內(nèi)容和目標(biāo)是成功的關(guān)鍵。不僅要保證項(xiàng)目能夠與《材料科學(xué)基礎(chǔ)》的課程內(nèi)容相結(jié)合，還需要確保其具有足夠的吸引力和實(shí)踐意義，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度[6]。

項(xiàng)目的來(lái)源可以多種多樣。可以來(lái)自實(shí)際工業(yè)界的真實(shí)需求，與工業(yè)界的合作為學(xué)生提供一個(gè)接近真實(shí)工作環(huán)境的場(chǎng)景。例如，某家企業(yè)希望尋找一種新的材料，以改善其產(chǎn)品的性能，這樣的需求就可以作為一個(gè)項(xiàng)目的主題。另外，學(xué)術(shù)界的研究也是一個(gè)寶貴的資源。當(dāng)今的材料科學(xué)研究，如納米材料、生物材料等，為學(xué)生提供了廣闊的研究和探索領(lǐng)域。而某些時(shí)下熱門(mén)的社會(huì)議題，例如環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展，也可以轉(zhuǎn)化為與材料科學(xué)相關(guān)的實(shí)踐項(xiàng)目。當(dāng)然，學(xué)生自己的興趣和好奇心也是項(xiàng)目來(lái)源的一個(gè)不可忽視的部分。有時(shí)，一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題或好奇心的驅(qū)使，可能會(huì)孕育出一個(gè)非常有價(jià)值的項(xiàng)目。例如，為什么某種材料在特定環(huán)境下會(huì)變脆？能否開(kāi)發(fā)一種輕便又堅(jiān)固的合成材料用于特定場(chǎng)合？在選擇項(xiàng)目時(shí)，必須確保項(xiàng)目與課程內(nèi)容高度相關(guān)。只有當(dāng)學(xué)生可以將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中，他們才能更加深刻地理解這些知識(shí)，并掌握其應(yīng)用的方法和技巧。同時(shí)，項(xiàng)目還應(yīng)具有一定的挑戰(zhàn)性，使學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中能夠不斷挑戰(zhàn)自己、超越自己[7]。

項(xiàng)目的設(shè)定也是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。首先，需要明確項(xiàng)目的目標(biāo)和任務(wù)。這些目標(biāo)和任務(wù)不僅應(yīng)該具體、明確，還應(yīng)該是可實(shí)現(xiàn)的。另外，提供足夠的資源和指導(dǎo)也是確保項(xiàng)目順利進(jìn)行的關(guān)鍵。這包括所需的資料、工具、設(shè)備及專家指導(dǎo)等。而評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定，也是保證教學(xué)效果的重要手段。這些標(biāo)準(zhǔn)可以是項(xiàng)目的完成度、質(zhì)量、創(chuàng)新性及學(xué)生的參與度和合作程度等。

(2)項(xiàng)目實(shí)施與團(tuán)隊(duì)合作

項(xiàng)目的實(shí)施與團(tuán)隊(duì)合作在項(xiàng)目化教學(xué)模式中起到了關(guān)鍵的作用。在《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程中，當(dāng)項(xiàng)目被確定后，學(xué)生通常按照?qǐng)F(tuán)隊(duì)來(lái)進(jìn)行分工和合作，確保項(xiàng)目順利進(jìn)行。團(tuán)隊(duì)中的每個(gè)成員都需要明確自己的職責(zé)，并與其他團(tuán)隊(duì)成員密切合作。團(tuán)隊(duì)合作不僅可以促進(jìn)學(xué)生之間的交流與溝通，還可以幫助他們培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神和協(xié)作能力[8-9]。此外，項(xiàng)目的實(shí)施也需要教師的指導(dǎo)與支持。教師通常會(huì)定期檢查項(xiàng)目的進(jìn)展，為學(xué)生提供必要的幫助和建議，確保項(xiàng)目能夠按照計(jì)劃順利進(jìn)行。整體來(lái)看，項(xiàng)目的實(shí)施與團(tuán)隊(duì)合作不僅可以提高學(xué)生的實(shí)踐能力，還可以培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，為他們的未來(lái)職業(yè)生涯打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

(3)結(jié)果評(píng)估與反饋

在項(xiàng)目化教學(xué)中，結(jié)果評(píng)估與反饋是教學(xué)過(guò)程的核心環(huán)節(jié)。評(píng)估不僅是對(duì)學(xué)生知識(shí)的檢驗(yàn)，更多的是對(duì)其實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、創(chuàng)新思維和解決實(shí)際問(wèn)題的能力進(jìn)行考察。對(duì)于《材料科學(xué)基礎(chǔ)》這樣的課程，評(píng)估通常包括了理論知識(shí)的測(cè)試、實(shí)驗(yàn)技能的驗(yàn)證及項(xiàng)目完成度的評(píng)價(jià)。同時(shí)，有效的反饋機(jī)制可以確保學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中獲得及時(shí)的指導(dǎo)，幫助他們認(rèn)識(shí)到自己的不足，并指導(dǎo)他們進(jìn)行改進(jìn)[10]。為了做到這一點(diǎn)，教師需要及時(shí)收集學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行深入的分析，然后為每個(gè)學(xué)生提供針對(duì)性的反饋。這種評(píng)估與反饋機(jī)制不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，也有助于教師不斷完善教學(xué)方法，為學(xué)生提供更為優(yōu)質(zhì)的教學(xué)服務(wù)。

3.項(xiàng)目化教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)

(1)優(yōu)勢(shì)

項(xiàng)目化教學(xué)模式，作為一種創(chuàng)新的教育方法，已經(jīng)在《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程中得到了廣泛的應(yīng)用和推廣。其在教育過(guò)程中所展現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)，無(wú)疑為當(dāng)代高等教育注入了新的活力，為學(xué)生的成長(zhǎng)提供了更廣闊的空間。

首先，項(xiàng)目化教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生的主動(dòng)參與與實(shí)踐操作。與傳統(tǒng)的“灌輸式”教學(xué)方法相比，這種模式更注重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維。學(xué)生不再是被動(dòng)接受知識(shí)的對(duì)象，而是成為了探索知識(shí)、解決問(wèn)題的主體。在實(shí)踐中，他們可以更加深入地理解和掌握材料科學(xué)的基本原理和方法，培養(yǎng)出扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)和技能[11]。其次，項(xiàng)目化教學(xué)模式為學(xué)生提供了豐富的實(shí)踐機(jī)會(huì)。材料科學(xué)是一門(mén)高度實(shí)踐性的學(xué)科，只有真正地“動(dòng)手做”，學(xué)生才能真正地理解和掌握相關(guān)的知識(shí)。在項(xiàng)目實(shí)施的過(guò)程中，學(xué)生可以直接面對(duì)真實(shí)的材料科學(xué)問(wèn)題，使用真實(shí)的材料和設(shè)備，進(jìn)行真實(shí)的實(shí)驗(yàn)和研究，這種“真實(shí)”的體驗(yàn)不僅可以幫助學(xué)生更好地理解理論知識(shí)，還可以培養(yǎng)他們的實(shí)踐能力和工程思維。再者，項(xiàng)目化教學(xué)模式促進(jìn)了團(tuán)隊(duì)合作與交流。在現(xiàn)代社會(huì)，團(tuán)隊(duì)合作已經(jīng)成為了解決復(fù)雜問(wèn)題的必要手段，而項(xiàng)目化教學(xué)模式恰恰提供了這樣的機(jī)會(huì)。學(xué)生在團(tuán)隊(duì)中可以分工合作，共同探討和解決問(wèn)題，這種合作不僅可以提高工作效率，還可以培養(yǎng)學(xué)生的溝通、協(xié)調(diào)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。與此同時(shí)，團(tuán)隊(duì)中的交流和討論，還可以促進(jìn)知識(shí)的共享和傳播，幫助學(xué)生開(kāi)闊眼界，提高綜合素質(zhì)。此外，項(xiàng)目化教學(xué)模式也有助于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。除了專業(yè)技能和知識(shí)，現(xiàn)代社會(huì)更加重視個(gè)體的綜合素質(zhì)，如創(chuàng)新能力、批判思維、道德覺(jué)悟等。在項(xiàng)目實(shí)施的過(guò)程中，學(xué)生不僅可以掌握知識(shí)，還可以培養(yǎng)出一系列的軟技能，如時(shí)間管理、項(xiàng)目管理、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等，這些都是現(xiàn)代社會(huì)所必需的重要素質(zhì)。

(2)挑戰(zhàn)

盡管項(xiàng)目化教學(xué)模式為《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程帶來(lái)了諸多優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)踐中，我們也面臨著不少挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)往往需要教育者、學(xué)生及相關(guān)教育機(jī)構(gòu)共同去面對(duì)和解決。

首先，資源配置是一個(gè)顯而易見(jiàn)的問(wèn)題。項(xiàng)目化教學(xué)模式要求學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐操作，這往往意味著需要更多的教學(xué)資源，如實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)備、實(shí)驗(yàn)室空間等。然而，許多學(xué)校和教育機(jī)構(gòu)可能面臨資源有限的問(wèn)題，如何在有限的資源下滿足項(xiàng)目化教學(xué)的需求，是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。與此相關(guān)的是資金問(wèn)題。項(xiàng)目化教學(xué)往往需要更多的資金投入，以保障項(xiàng)目的正常進(jìn)行。然而，教育經(jīng)費(fèi)往往是有限的，如何合理分配和使用資金，以保障項(xiàng)目化教學(xué)的質(zhì)量和效果，是一個(gè)重要的挑戰(zhàn)。其次，教師的能力和經(jīng)驗(yàn)也是一個(gè)不可忽視的問(wèn)題。項(xiàng)目化教學(xué)模式對(duì)教師的要求更為嚴(yán)格，不僅要求他們具備扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，還要求他們具備一定的項(xiàng)目管理、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通能力。然而，許多教師可能缺乏相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)和培訓(xùn)，如何幫助他們快速適應(yīng)和掌握這種新的教學(xué)模式，是一個(gè)重要的課題。

此外，學(xué)生的適應(yīng)性也是一個(gè)挑戰(zhàn)。與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比，項(xiàng)目化教學(xué)模式對(duì)學(xué)生提出了更高的要求，如自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、項(xiàng)目管理等。然而，不少學(xué)生可能習(xí)慣了傳統(tǒng)的“灌輸式”教學(xué)，對(duì)于這種新的教學(xué)模式會(huì)感到不適應(yīng)。如何幫助他們快速適應(yīng)和掌握項(xiàng)目化教學(xué)，是教育者需要關(guān)注的問(wèn)題。再者，評(píng)估和反饋機(jī)制也是一個(gè)挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的教學(xué)評(píng)估往往側(cè)重于學(xué)生的知識(shí)掌握程度，而項(xiàng)目化教學(xué)模式則更注重學(xué)生的綜合能力和實(shí)踐成果。如何建立一個(gè)公正、全面的評(píng)估和反饋機(jī)制，確保學(xué)生的努力得到公正的回報(bào)，是一個(gè)重要的課題。

4.結(jié)論

隨著教育領(lǐng)域的持續(xù)變革與創(chuàng)新，項(xiàng)目化教學(xué)模式在《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程中的引入及應(yīng)用成為了時(shí)代的產(chǎn)物，旨在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)合作精神與創(chuàng)新思維。經(jīng)過(guò)深入的研究與探討，我們對(duì)該教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)進(jìn)行了全面的評(píng)估。

首先，這一模式提升了學(xué)生的主動(dòng)參與度，增強(qiáng)了他們的實(shí)踐操作能力，將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用更為緊密地結(jié)合。同時(shí)，項(xiàng)目化教學(xué)模式還鼓勵(lì)了團(tuán)隊(duì)之間的合作與交流，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，為他們的未來(lái)職業(yè)生涯做好了鋪墊。然而，每一種教學(xué)模式的實(shí)施都不可避免地會(huì)面臨挑戰(zhàn)。項(xiàng)目化教學(xué)模式對(duì)資源、資金的需求增加，以及教師和學(xué)生對(duì)新模式的適應(yīng)性，都是當(dāng)前面臨的實(shí)質(zhì)性問(wèn)題。對(duì)于評(píng)估機(jī)制的建立與完善，也是教育者在實(shí)施過(guò)程中需要密切關(guān)注的部分。

綜上所述，項(xiàng)目化教學(xué)模式在《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程中的應(yīng)用，既展現(xiàn)出巨大的潛力和優(yōu)勢(shì)，也面臨著一些現(xiàn)實(shí)的挑戰(zhàn)。但我們堅(jiān)信，只要我們堅(jiān)持不懈地努力，持續(xù)地創(chuàng)新和完善，這一模式必將為材料科學(xué)教育培養(yǎng)出更多的高質(zhì)量人才，為社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步做出更大的貢獻(xiàn)。