應用型本科院校材料物理性能課程改革探索

高榮禮

摘要：應用型本科院校的主要特征是大眾化教育，功能材料專業更加注重對學生工程應用能力及創新能力的培養。本文根據應用型本科院校自身特點與辦學定位，以提高學生實踐能力、競爭能力和可持續發展能力為核心目標，針對材料物理性能課程教學現狀及存在問題，結合教學科研中的實際經驗，提出在應用型本科高校中材料物理性能課的教學目的，著手從教學模式、教學手段、評價機制和教學內容等方面對材料物理性能課程進行初步改革與探索。

關鍵詞：材料物理性能；教學方法；課程改革；實驗能力

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）51-0129-02

應用型本科教育是一種以培養知識、能力和素質全面協調發展的高等教育[1]。我校是重慶市應用型本科院校之一，材料物理性能課程是材料系功能材料專業的一門主干課程。然而，現有的教學理念、方法等存在嚴重缺陷，在這種教學模式下，在課程結束之后，學生普遍不能掌握相關知識，久而久之，教師不但很難完成教學任務，也會使學生對學習失去信心，很大程度上阻礙學生的學業進步。因此，為了適應應用型本科人才的培養目標，在課程建設中如何把專業知識和各種能力的培養有機地結合起來，尋求教學理念和方法的全新變革，迫在眉睫。

一、教學中存在的問題

目前，材料物理性能課程教學中存在的問題，主要有以下幾個方面：從教學內容上看，理論課程學時少，內容覆蓋面廣，各章節獨立性強、概念多，實驗課偏少；從教學方法上看，以教師課堂教學為主，引導學生學習，而學生被動接受教師所傳授知識；從課程實踐上看，實驗課學時較少，只能讓學生看到部分相關知識的印證，并不能從根本上調動學生學習興趣，教學效果得不到有效保障；從課程考核機制上看，理論考核采用試卷考試形式，得到的學生理論成績比較公正客觀，但實踐考核方面，由于實踐操作情況比較復雜，教師往往只能根據學生現場表現給出印象分數。

二、優化課程教學內容

首先，教學內容方面，對以半導體工藝生產運行和工藝設計為主的專業學生來說，學習的重中之重是電學性能，只有正確認識和了解電學性能，才能保證有效地對材料進行改進，對工藝進行合理的設計和創新。從功能材料來看，因為所滿足的功能各異，材料性能要求不盡相同，伴隨化學建材的發展，各式各樣的新功能材料不斷涌現[2]。作為教師，在傳統功能材料的教學中，務必清楚地將其講解出來，熟練掌握教材內容，對現實中出現的新內容及時加到教學中去，盡可能地讓課程站在時代前沿，使學生學到最新的前沿知識。

其次，教學手段方面，根據不同內容特點，采用不同的教學手段與方法。一方面，充分利用現代網絡資源，將整理和收集來的資料盡量用更加生動、更加形象的方式展示給學生，讓他們能夠更深刻地理解課堂講授知識，激發興趣。另一方面，將課程理論教學與實踐教學相結合，將為企業服務的理念和科技成果等相關的繼續教育工程理念納入日常教學方法和教學內容中來，從而將理論與實踐相結合，這會在很大程度上提高學生對材料科學深入學習和探究的能力[3]。

三、更新教學觀念，改變理論課教學模式

傳統教學方法忽視教學對象特點，使材料物理性能課出現較為難堪的局面。因此，作為教師，必須對該課程的教學觀念進行有效的更新，教學中始終落實“以學生為主體”的教學理念，因材施教，采用積極有效的教學方式，激發學生學習興趣，積極發散思維，培養創新能力和自學意識。

1.“現場導入”教學模式。以實驗室為切入點，展現要研究和解決的問題，圍繞教學目標導入正常課堂，最后再回到現場。以材料的鐵電性質為例，在講授時，教師先向學生展示某一材料的電滯回線圖，展示此種材料的資料，包括材質、制備參數、溫度和壓強等報告。之后，適時提出問題，讓學生帶著問題進入課堂學習中。這樣的教學設計，不僅能讓學生明確學習目標，還能充分調動學生學習主動性。在我們常見材料的性能與應用這一章中，可使用這種教學方法。

2.案例式教學模式。采用案例式教學方式的課堂引入，是一種以案例為基礎的教學法，在讓學生主動接受知識的同時，積極探索知識原理和應用。案例式教學模式能在教學中取得很好效果的章節有：材料的組成、性能與結構之間的關系。但此種教學模式不能過度使用，一般作為階段性總結時可運用。

四、建立以工程實際為背景的實驗課教學新模式

作為材料物理性能課程重要環節的實驗教學，在整個材料物理性能課中，占據著十分重要的位置，是構建學生工程應用能力的重要教學環節，也是培養學生創新能力的重要手段之一。解決本課程的難點，要靠增加學生的感性認識，通過多觀察、多接觸、多動手，培養動手能力。

1.建立實驗課程教學模式，優化實驗內容。作為實踐性強的課程——材料物理性能課，為了提供更多的應用型人才，實驗教學內容已逐漸轉變為設計性、創新性和綜合性。

首先，從實驗教學模式上看，應適時增加創意性實驗，調動學生積極主動參與實踐的興趣，培養創新能力和動手能力。依據材料特點和課程要求，在教學實驗中，一改傳統材料驗證模式，改為研究型和設計型實驗模式。根據課程要求，可開設鐵電材料光伏特性設計和鐵電納米線器件設計的創新實驗。

其次，在實驗內容上，教師可根據不同實驗內容采用不同教學指導模式：必選實驗，先給出實驗指導書，讓學生在教師指導下完成實驗；任選實驗，給出比較簡略的實驗指導書，另一部分只給出題目，由學生確定實驗步驟和方法，自行進行實驗[3]。此種方式，可有效提高學生對系統知識的應用能力及解決、分析問題的能力。

2.改革實驗方法，培養學生創新能力。“學以致用”是應用型本科院校的辦學核心理念，特別是要加強工程實踐環節，積極提高學生發現、解決和分析問題的能力，培養具有創新能力和意識的應用型人才[4]。因此，在實驗方法上，可進行如下改革：（1）實驗指導按實驗類型安排專門教師負責，保證每個實驗都具體落實到人；（2）通過學校和企業單位的通力合作，提高教師教學業務水平，通過實踐教學提高學生綜合能力；（3）在教師做實踐調研課題時，可讓學生參與到相關課題調研中去，提高實踐創新能力；（4）對學生的畢業設計，可適時指導，加重對前沿性材料物理性能的選題比重。選題可以是教師正在調研的科研課題，或是來自工程一線，所選課題必須服務于培養學生的工程實踐能力。通過畢業設計，可以進一步有效提高學生的工程實踐能力。

3.開放實驗室，培養學生工程應用能力。實施實驗室開放制度，學生可利用相應儀器、設備進行創新設計，培養創新意識和能力。而且，實驗實訓設備要齊全，這是因為良好的實踐條件是課程教學效果的本質保證。近年來，我院實驗室引進一些先進的實驗設備，材料物理性能實驗能開出的實驗項目有20余個，一半以上為綜合型和設計型實驗。這不僅有助于提高學生創新和應用的能力，調動學習積極性，還有利于教師教學目標的更快達成。

五、建立基于能力本位的課程考核與學生評價制度

首先，在課程考核制度上，一改以往的只注重理論學習的傳統模式，改為重視對學生“理論+實踐”能力的培養，將實踐部分和理論部分各自進行考察，更加全面地對學生所學課程內容的掌握程度進行評定[5]。課程成績由理論知識、實驗和小論文三部分構成，比例分別為30%、20%、50%，以討論、訓練成果等為主要考核形式，將職業素質考核與專業技術標準作為基礎。考核內容著重考查學生的工程實踐能力及創新能力。采用理論和實踐考核并重的方法，豐富材料物理性能課程體系結構，保證課程建設達到良好的教學效果。

其次，在學生評價機制上，增加實踐、實訓環境在各科中的考試重量。[6]尤其是在綜合素質測評中，對表現優秀的團體或個人，可作為學生評干或評優的首先條件。[7]

總之，對學生工程實踐能力的培養是一個大工程，需要在大學教育教學中進行不斷的滲透，對專業課程和專業基礎課程的實踐、理論教學部分各有強化，互相制約，根據學校實際和個人情況，應地制宜，因人而異。只有科學理性地安排課程教學內容，才能最終達成材料物理性能課程的教學目的。

參考文獻：

[1]岳曉東.大學生創新能力培養之我見[J].高等教育研究，2004，25（1）：84-91.

[2]劉紅艷，朱朝艷.應用型本科院校的土木工程材料課程改革實踐[J].遼寧工業大學學報（社會科學版），2011，13（3）：119-121.

[3]李大勝，張輝，胡娟.應用型本科院校數控技術課程改革探索[J].吉林農業科技學院學報，2011，20（1）：113-116

[4]姚智華，易勇，陳豐，陳洪軍.應用型本科院校材料物理性能課程改革與實踐[J].安徽工業大學學報（社會科學版），2013，30（1）：98-101.

[5]臧杰，安永東，張德生.應用型本科院校“材料物理性能”中國冶金教育[J].高等教育研究，2008，（5）：43-51.

[6]王章忠，張相瓊.地方應用型本科院校科技創新體系的構建[J].技術與創新管理，2008，（01）.

[7]周金城，劉林奇.應用型本科院校國際經濟與貿易專業課程改革的新思路[J].湖南工程學院學報（社會科學版），2006，（02）.