先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料雙語(yǔ)課程教學(xué)改革研究與實(shí)踐

摘要：面向無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)開(kāi)設(shè)的先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料雙語(yǔ)課程，旨在使學(xué)生加深對(duì)新型無(wú)機(jī)非金屬結(jié)構(gòu)材料的制備、組成、結(jié)構(gòu)和性能及其相互關(guān)系的理解，同時(shí)掌握一定數(shù)量的相關(guān)專業(yè)英語(yǔ)詞匯，能閱讀英文專業(yè)文獻(xiàn)和使用英語(yǔ)進(jìn)行寫作。根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)以及教學(xué)中存在的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，通過(guò)優(yōu)化授課內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法、實(shí)施過(guò)程性評(píng)價(jià)等改革措施，取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料；雙語(yǔ)課程；教學(xué)改革

結(jié)構(gòu)材料是一類用以制造受力構(gòu)件的具有特定力學(xué)性能的材料，大量先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料的涌現(xiàn)對(duì)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料課程主要介紹新型無(wú)機(jī)非金屬結(jié)構(gòu)材料的相關(guān)理論知識(shí)和技術(shù)，是無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)必修課程。本課程一般開(kāi)設(shè)在第七學(xué)期，對(duì)于即將畢業(yè)的本科生，一方面可鞏固學(xué)生的專業(yè)知識(shí)，另一方面采用中英文雙語(yǔ)教學(xué)可提升學(xué)生的專業(yè)英語(yǔ)閱讀和寫作能力，為將來(lái)參加工作或繼續(xù)深造打下基礎(chǔ)[1-2]。結(jié)合近年來(lái)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新形勢(shì)以及“新工科”建設(shè)的實(shí)際，為提高本專業(yè)學(xué)生綜合分析能力、工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力以及專業(yè)英語(yǔ)的實(shí)際運(yùn)用能力，對(duì)先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料雙語(yǔ)課程教學(xué)進(jìn)行改革具有重要的意義[2-4]。

一、課程教學(xué)中存在的問(wèn)題

先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料課程內(nèi)容專業(yè)性強(qiáng)，為培養(yǎng)出綜合能力突出的國(guó)際化專業(yè)人才，本門課程以專業(yè)知識(shí)講授為基礎(chǔ)，以中英兩種語(yǔ)言進(jìn)行教學(xué)為手段，主要對(duì)先進(jìn)無(wú)機(jī)非金屬結(jié)構(gòu)材料的組成、結(jié)構(gòu)、工藝和性質(zhì)進(jìn)行全面深入的講解，同時(shí)介紹其他類型結(jié)構(gòu)材料及其物理化學(xué)性能。當(dāng)前，先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料雙語(yǔ)課程教學(xué)存在一些問(wèn)題：一是課程內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)分散繁雜。本門課程所包含的課程內(nèi)容涉及到金屬、無(wú)機(jī)非金屬材料和聚合物三大類材料的原料、制備工藝、結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用，內(nèi)容覆蓋了大量的基體材料和增強(qiáng)材料的合成工藝條件和結(jié)構(gòu)特性，而各種技術(shù)之間的系統(tǒng)性、聯(lián)系性不強(qiáng)，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)于一些基礎(chǔ)知識(shí)容易混淆，而且在學(xué)習(xí)的過(guò)程中會(huì)感覺(jué)枯燥乏味，這就使得學(xué)生難以快速抓住重點(diǎn)內(nèi)容，故而教學(xué)效果很差。二是學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高。本門課程內(nèi)容多、覆蓋面廣，專業(yè)知識(shí)較為枯燥，重難點(diǎn)分散，學(xué)生在理解掌握本門課程復(fù)雜零碎的知識(shí)點(diǎn)上存在一定的困難，導(dǎo)致學(xué)習(xí)積極性不高。三是課程評(píng)價(jià)體系不完善。本門課程期末考試卷面成績(jī)占總成績(jī)權(quán)重為 80% ，而平時(shí)成績(jī)所占比重僅為20%。部分學(xué)生期末考試前突擊復(fù)習(xí)，僅僅是單純應(yīng)付期末考試，對(duì)課程知識(shí)的掌握既不系統(tǒng)也不扎實(shí)，影響后續(xù)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)。四是雙語(yǔ)教學(xué)難度較大。本門課程采用雙語(yǔ)進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生對(duì)于材料學(xué)專業(yè)學(xué)術(shù)英語(yǔ)較為陌生，若不對(duì)學(xué)術(shù)英語(yǔ)進(jìn)行解釋，多數(shù)學(xué)生無(wú)法準(zhǔn)確理解所授知識(shí)。教師往往需要耗費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行英語(yǔ)知識(shí)的教學(xué)，導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。

二、教學(xué)改革探索

（一）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

針對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)分散繁雜等問(wèn)題，在教學(xué)過(guò)程中對(duì)教學(xué)內(nèi)容加以優(yōu)化。本門課程所用的英語(yǔ)原版教材Materials Science and Engineering ——An Introduction，該教材所涉及的內(nèi)容過(guò)多、難度較大，并且較少涉及材料領(lǐng)域的一些前沿研究熱點(diǎn)，因此，需根據(jù)本校材料學(xué)專業(yè)學(xué)生的實(shí)際情況合理選擇、設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容。 一方面， 有選擇地使用英語(yǔ)原版教材中的部分內(nèi)容；另一方面， 采取自編和改編的形式，并且增添一些材料學(xué)科學(xué)研究前沿?zé)狳c(diǎn)問(wèn)題，中英文雙語(yǔ)并用。

先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料課程教學(xué)內(nèi)容的主題是結(jié)構(gòu)材料，結(jié)構(gòu)材料是以力學(xué)性能或機(jī)械性能為基礎(chǔ)，為制造受力構(gòu)件而使用的材料，除了力學(xué)性能影響結(jié)構(gòu)材料的性能之外，材料的物理化學(xué)性能如光澤度、電導(dǎo)率、熱導(dǎo)率、抗腐蝕、抗氧化、抗輻照等都對(duì)結(jié)構(gòu)材料的性能有著重要影響。因此對(duì)于結(jié)構(gòu)材料相關(guān)的物理化學(xué)性能的講解可使得學(xué)生更好地理解結(jié)構(gòu)材料的組成、結(jié)構(gòu)、工藝和性能之間的關(guān)系。例如，在講解有色玻璃這一小節(jié)時(shí)，學(xué)生對(duì)有色玻璃的內(nèi)在機(jī)制產(chǎn)生濃厚的興趣，教師利用固體能帶理論對(duì)其進(jìn)行闡釋，使學(xué)生清晰認(rèn)識(shí)不同的材料為什么會(huì)有不同的顏色和透明度，從而激發(fā)了學(xué)生的探索精神，達(dá)到了良好的教學(xué)效果。

先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料課程是面向無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的學(xué)生開(kāi)設(shè)的，主要是講授新型無(wú)機(jī)非金屬結(jié)構(gòu)材料，但為適應(yīng)當(dāng)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展對(duì)人才綜合能力越來(lái)越高的要求，本門課程的內(nèi)容不能僅僅局限于無(wú)機(jī)非金屬材料相關(guān)的結(jié)構(gòu)材料，還應(yīng)適當(dāng)補(bǔ)充介紹金屬結(jié)構(gòu)材料、高分子結(jié)構(gòu)材料和復(fù)合結(jié)構(gòu)材料。在實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生往往對(duì)不太熟悉的其他領(lǐng)域的材料有著更為濃厚的學(xué)習(xí)興趣，教師可以因勢(shì)利導(dǎo)，將繁雜分散的知識(shí)點(diǎn)連接在一起，在專業(yè)知識(shí)體系上形成有機(jī)整體，進(jìn)而拓寬學(xué)生的視野。

（二）改革教學(xué)方法

針對(duì)先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料課程內(nèi)容相對(duì)較為枯燥、學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏興趣這一問(wèn)題，采用以下幾種方法加以改進(jìn)：（1）問(wèn)題引入的啟發(fā)式教學(xué)法。教師在教學(xué)中設(shè)置相關(guān)問(wèn)題，啟發(fā)學(xué)生思考，并要求學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析、解釋，激發(fā)學(xué)生的求知欲和探索欲，使學(xué)生真正參與教學(xué)活動(dòng)中。比如在介紹陶瓷材料的性能特點(diǎn)時(shí)，要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)去思考如何提高陶瓷材料的導(dǎo)電性或透光性，并要求提出具體的技術(shù)解決方案。問(wèn)題導(dǎo)入法可快速引起學(xué)生的興趣，訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。（2）動(dòng)畫/圖片/視頻等直觀教學(xué)法。本課程主要采用多媒體進(jìn)行授課，在教學(xué)過(guò)程中，大量使用動(dòng)畫、圖片和視頻以生動(dòng)形象地解釋相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。（3）案例教學(xué)法。在教學(xué)過(guò)程中引入大量實(shí)際案例，如最新的相關(guān)新聞報(bào)導(dǎo)、最新科技動(dòng)態(tài)，學(xué)院的相關(guān)科研成果等作為教學(xué)實(shí)例，可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。（4）翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法。在學(xué)期開(kāi)始即布置一項(xiàng)任務(wù)，將全班分成若干個(gè)大組，每組在學(xué)期末作與先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料知識(shí)相關(guān)的英文報(bào)告，促使每位同學(xué)都參與課程報(bào)告的設(shè)計(jì)制作和講解，提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)和學(xué)術(shù)英語(yǔ)的理解和掌握。

本門課程為雙語(yǔ)教學(xué)，主要是采用英語(yǔ)對(duì)先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料課程的知識(shí)進(jìn)行講授，使學(xué)生能夠在中英文雙語(yǔ)環(huán)境下學(xué)習(xí)和掌握課程的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，一方面提高學(xué)生的專業(yè)知識(shí)技能，另一方面提升學(xué)生運(yùn)用專業(yè)英語(yǔ)的能力。傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)多地集中在英語(yǔ)能力的教學(xué)和訓(xùn)練上，而對(duì)課程的專業(yè)知識(shí)的教授方面則較為簡(jiǎn)單，不夠深入。因此，在教學(xué)內(nèi)容上加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)的傳授，同時(shí)兼顧英語(yǔ)聽(tīng)說(shuō)有困難的學(xué)生，做到專業(yè)知識(shí)傳授和英語(yǔ)語(yǔ)言運(yùn)用相結(jié)合。因此在雙語(yǔ)教學(xué)的過(guò)程中，要適當(dāng)使用英文，運(yùn)用英語(yǔ)教學(xué)要有合理的“度”，不能為了雙語(yǔ)而雙語(yǔ)，雙語(yǔ)僅是手段，其核心目的仍是加強(qiáng)學(xué)生對(duì)相關(guān)學(xué)科專業(yè)知識(shí)的理解和掌握[5]。在課堂教學(xué)中，對(duì)比較形象、直觀和易懂的部分，實(shí)行“完全沉浸式”英文教學(xué)。而對(duì)于教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，通過(guò)教師和學(xué)生共同分析和討論，可由學(xué)生用英語(yǔ)進(jìn)行總結(jié)和歸納，最后由教師進(jìn)行更正、補(bǔ)充的課堂互動(dòng)策略，使得學(xué)生能夠完全參與課堂活動(dòng)，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。對(duì)于教學(xué)中內(nèi)容較為抽象的部分，采用以中文為主、以英語(yǔ)為輔的教學(xué)方式，并做好中英文之間的雙語(yǔ)過(guò)渡。通過(guò)中英雙語(yǔ)的適當(dāng)使用和過(guò)渡，使得絕大多數(shù)的學(xué)生都能夠理解和掌握所教授的專業(yè)知識(shí)，提升了教學(xué)效果。

（三）實(shí)施課程思政

先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料雙語(yǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容覆蓋材料的工藝、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、應(yīng)用以及專業(yè)學(xué)術(shù)英語(yǔ)等多方面的知識(shí)，其中蘊(yùn)含豐富的思政元素。實(shí)施課程思政對(duì)于實(shí)現(xiàn)立德樹(shù)人根本任務(wù)具有重要的意義。所采用的關(guān)于課程思政建設(shè)的幾個(gè)典型案例做法如下：（1）關(guān)于雙語(yǔ)課程的學(xué)習(xí)。以中國(guó)女排精神激勵(lì)學(xué)生不畏艱難，持續(xù)提升自己，重點(diǎn)在于不斷堅(jiān)持。播放與中國(guó)女排有關(guān)的紀(jì)錄片、新聞圖片及電影《奪冠》，并以往屆優(yōu)秀學(xué)生的事例激發(fā)學(xué)生斗志，培養(yǎng)學(xué)生努力奮斗不斷進(jìn)取的精神。（2）關(guān)于材料的發(fā)展歷程。早在西漢時(shí)期《淮南子·萬(wàn)畢術(shù)》一書(shū)中就有“曾青得鐵則化銅”濕法煉銅的文字記載，東漢成書(shū)的《神農(nóng)本草經(jīng)》有“石膽能化鐵為銅”的記載，講述中國(guó)古人在發(fā)現(xiàn)制備新材料新工藝等方面聰明才智，激發(fā)學(xué)生的專業(yè)熱情和信心。（3）關(guān)于材料四要素工藝、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、性能之間的關(guān)系。以我國(guó)在非晶材料領(lǐng)域取得的突破性進(jìn)展為例，播放相關(guān)紀(jì)錄片如《大國(guó)之材·非晶》，并讓學(xué)生進(jìn)行分組討論然后發(fā)表看法和意見(jiàn)。引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到經(jīng)過(guò)科學(xué)家和工程人員的努力和攻關(guān)，在非晶材料領(lǐng)域取得的成果打破了國(guó)外封鎖，為我國(guó)航空和軍用裝備等的發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn)。（4）關(guān)于材料的熱膨脹性能。講解材料熱脹冷縮等一些熱性能將會(huì)對(duì)測(cè)量器具和儀表等精確度造成影響。通過(guò)講述一則關(guān)于河南虞城卷尺的新聞“一把卷尺量世界，小小鋼卷尺量出大市場(chǎng)”，讓學(xué)生感受精益求精、不斷進(jìn)取的大國(guó)工匠精神，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感，培養(yǎng)學(xué)生不斷創(chuàng)新、追求卓越的工匠精神。

（四）完善課程評(píng)價(jià)體系

目前先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料的考核方式較為單一，早期的考試大綱規(guī)定的考核方式為平時(shí)成績(jī)占比20%，期末考試成績(jī)占比80%，期末考試成績(jī)占比過(guò)重，難以反映學(xué)生平時(shí)真實(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)。結(jié)合學(xué)校教育教學(xué)的新理念和新政策，在考核中引入過(guò)程性評(píng)價(jià)，增加平時(shí)成績(jī)考核的比重，如將平時(shí)成績(jī)與期末考試成績(jī)?cè)O(shè)置為各占50%。在實(shí)際教學(xué)考核中采取的具體措施為：（1）組織學(xué)生每節(jié)課開(kāi)始進(jìn)行英語(yǔ)口頭報(bào)告，時(shí)間約5分鐘，與先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料課程相關(guān)的主題均可，并要求每位學(xué)生均需參加，鍛煉學(xué)生專業(yè)英語(yǔ)表達(dá)能力。（2）學(xué)期末舉辦分組英文學(xué)術(shù)報(bào)告，每組報(bào)告時(shí)間約20分鐘，主題是材料學(xué)專業(yè)領(lǐng)域較為前沿的研究熱點(diǎn)，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生材料學(xué)相關(guān)的學(xué)術(shù)英文的訓(xùn)練。（3）要求學(xué)生按照學(xué)術(shù)論文的格式用英語(yǔ)撰寫不少于2000字的綜述性大論文，主題需與材料學(xué)領(lǐng)域相關(guān)，鍛煉學(xué)生專業(yè)學(xué)術(shù)英語(yǔ)的閱讀和寫作能力。（4）在平時(shí)的考核過(guò)程中，教師與學(xué)生進(jìn)行及時(shí)溝通，對(duì)學(xué)生的學(xué)術(shù)報(bào)告、論文等及時(shí)加以點(diǎn)評(píng)。采用提問(wèn)和答辯等方式與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)，加深學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的理解。在實(shí)施多元考核評(píng)價(jià)后，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維能力得到了明顯的提升，達(dá)到了預(yù)期教學(xué)效果。

三、教學(xué)改革效果

針對(duì)教學(xué)中存在的一些問(wèn)題，通過(guò)教學(xué)改革和實(shí)踐，取得了較好的教學(xué)效果。教師對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，將繁雜分散的知識(shí)點(diǎn)連接在一起，在專業(yè)知識(shí)體系上形成有機(jī)整體，使得學(xué)生對(duì)本專業(yè)相關(guān)領(lǐng)域有更深入全面的了解。通過(guò)教學(xué)模式上的改革，提升了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，充分激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解和掌握。通過(guò)實(shí)施多元考核評(píng)價(jià)，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維能力得到了明顯的提升。通過(guò)合理安排雙語(yǔ)教學(xué)的模式，根據(jù)課程內(nèi)容的難易程度做好中英文之間的雙語(yǔ)過(guò)渡，使得大多數(shù)學(xué)生都能對(duì)所學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)有正確理解和掌握。經(jīng)過(guò)這些教學(xué)改革和措施，學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性、學(xué)術(shù)英語(yǔ)運(yùn)用能力和創(chuàng)新思維能力得到了鍛煉和提高。

四、結(jié)語(yǔ)

實(shí)施先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料課程雙語(yǔ)教學(xué)，符合當(dāng)前本科教學(xué)及國(guó)際化人才培養(yǎng)需求的實(shí)際。在今后的教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)更加強(qiáng)調(diào)過(guò)程性評(píng)價(jià)，避免以結(jié)果為導(dǎo)向的評(píng)價(jià)考核方式，并對(duì)本門課程進(jìn)行持續(xù)性的改革和實(shí)踐，優(yōu)化先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料雙語(yǔ)課程的教學(xué)、考核和評(píng)價(jià)體系，不斷提升本門課程的教學(xué)質(zhì)量和效果。

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