應(yīng)用型本科院校材料物理性能課程改革探索

高榮禮

摘要：應(yīng)用型本科院校的主要特征是大眾化教育，功能材料專業(yè)更加注重對學(xué)生工程應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。本文根據(jù)應(yīng)用型本科院校自身特點(diǎn)與辦學(xué)定位，以提高學(xué)生實(shí)踐能力、競爭能力和可持續(xù)發(fā)展能力為核心目標(biāo)，針對材料物理性能課程教學(xué)現(xiàn)狀及存在問題，結(jié)合教學(xué)科研中的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，提出在應(yīng)用型本科高校中材料物理性能課的教學(xué)目的，著手從教學(xué)模式、教學(xué)手段、評價機(jī)制和教學(xué)內(nèi)容等方面對材料物理性能課程進(jìn)行初步改革與探索。

關(guān)鍵詞：材料物理性能；教學(xué)方法；課程改革；實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>

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

應(yīng)用型本科教育是一種以培養(yǎng)知識、能力和素質(zhì)全面協(xié)調(diào)發(fā)展的高等教育[1]。我校是重慶市應(yīng)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(yè)的一門主干課程。然而，現(xiàn)有的教學(xué)理念、方法等存在嚴(yán)重缺陷，在這種教學(xué)模式下，在課程結(jié)束之后，學(xué)生普遍不能掌握相關(guān)知識，久而久之，教師不但很難完成教學(xué)任務(wù)，也會使學(xué)生對學(xué)習(xí)失去信心，很大程度上阻礙學(xué)生的學(xué)業(yè)進(jìn)步。因此，為了適應(yīng)應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)目標(biāo)，在課程建設(shè)中如何把專業(yè)知識和各種能力的培養(yǎng)有機(jī)地結(jié)合起來，尋求教學(xué)理念和方法的全新變革，迫在眉睫。

一、教學(xué)中存在的問題

目前，材料物理性能課程教學(xué)中存在的問題，主要有以下幾個方面：從教學(xué)內(nèi)容上看，理論課程學(xué)時少，內(nèi)容覆蓋面廣，各章節(jié)獨(dú)立性強(qiáng)、概念多，實(shí)驗(yàn)課偏少；從教學(xué)方法上看，以教師課堂教學(xué)為主，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，而學(xué)生被動接受教師所傳授知識；從課程實(shí)踐上看，實(shí)驗(yàn)課學(xué)時較少，只能讓學(xué)生看到部分相關(guān)知識的印證，并不能從根本上調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果得不到有效保障；從課程考核機(jī)制上看，理論考核采用試卷考試形式，得到的學(xué)生理論成績比較公正客觀，但實(shí)踐考核方面，由于實(shí)踐操作情況比較復(fù)雜，教師往往只能根據(jù)學(xué)生現(xiàn)場表現(xiàn)給出印象分?jǐn)?shù)。

二、優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容

首先，教學(xué)內(nèi)容方面，對以半導(dǎo)體工藝生產(chǎn)運(yùn)行和工藝設(shè)計為主的專業(yè)學(xué)生來說，學(xué)習(xí)的重中之重是電學(xué)性能，只有正確認(rèn)識和了解電學(xué)性能，才能保證有效地對材料進(jìn)行改進(jìn)，對工藝進(jìn)行合理的設(shè)計和創(chuàng)新。從功能材料來看，因?yàn)樗鶟M足的功能各異，材料性能要求不盡相同，伴隨化學(xué)建材的發(fā)展，各式各樣的新功能材料不斷涌現(xiàn)[2]。作為教師，在傳統(tǒng)功能材料的教學(xué)中，務(wù)必清楚地將其講解出來，熟練掌握教材內(nèi)容，對現(xiàn)實(shí)中出現(xiàn)的新內(nèi)容及時加到教學(xué)中去，盡可能地讓課程站在時代前沿，使學(xué)生學(xué)到最新的前沿知識。

其次，教學(xué)手段方面，根據(jù)不同內(nèi)容特點(diǎn)，采用不同的教學(xué)手段與方法。一方面，充分利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)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(xué)生，讓他們能夠更深刻地理解課堂講授知識，激發(fā)興趣。另一方面，將課程理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，將為企業(yè)服務(wù)的理念和科技成果等相關(guān)的繼續(xù)教育工程理念納入日常教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容中來，從而將理論與實(shí)踐相結(jié)合，這會在很大程度上提高學(xué)生對材料科學(xué)深入學(xué)習(xí)和探究的能力[3]。

三、更新教學(xué)觀念，改變理論課教學(xué)模式

傳統(tǒng)教學(xué)方法忽視教學(xué)對象特點(diǎn)，使材料物理性能課出現(xiàn)較為難堪的局面。因此，作為教師，必須對該課程的教學(xué)觀念進(jìn)行有效的更新，教學(xué)中始終落實(shí)“以學(xué)生為主體”的教學(xué)理念，因材施教，采用積極有效的教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，積極發(fā)散思維，培養(yǎng)創(chuàng)新能力和自學(xué)意識。

1.“現(xiàn)場導(dǎo)入”教學(xué)模式。以實(shí)驗(yàn)室為切入點(diǎn)，展現(xiàn)要研究和解決的問題，圍繞教學(xué)目標(biāo)導(dǎo)入正常課堂，最后再回到現(xiàn)場。以材料的鐵電性質(zhì)為例，在講授時，教師先向?qū)W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(zhì)、制備參數(shù)、溫度和壓強(qiáng)等報告。之后，適時提出問題，讓學(xué)生帶著問題進(jìn)入課堂學(xué)習(xí)中。這樣的教學(xué)設(shè)計，不僅能讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，還能充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性。在我們常見材料的性能與應(yīng)用這一章中，可使用這種教學(xué)方法。

2.案例式教學(xué)模式。采用案例式教學(xué)方式的課堂引入，是一種以案例為基礎(chǔ)的教學(xué)法，在讓學(xué)生主動接受知識的同時，積極探索知識原理和應(yīng)用。案例式教學(xué)模式能在教學(xué)中取得很好效果的章節(jié)有：材料的組成、性能與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。但此種教學(xué)模式不能過度使用，一般作為階段性總結(jié)時可運(yùn)用。

四、建立以工程實(shí)際為背景的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)新模式

作為材料物理性能課程重要環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在整個材料物理性能課中，占據(jù)著十分重要的位置，是構(gòu)建學(xué)生工程應(yīng)用能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要手段之一。解決本課程的難點(diǎn)，要靠增加學(xué)生的感性認(rèn)識，通過多觀察、多接觸、多動手，培養(yǎng)動手能力。

1.建立實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。作為實(shí)踐性強(qiáng)的課程——材料物理性能課，為了提供更多的應(yīng)用型人才，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容已逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計性、創(chuàng)新性和綜合性。

首先，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式上看，應(yīng)適時增加創(chuàng)意性實(shí)驗(yàn)，調(diào)動學(xué)生積極主動參與實(shí)踐的興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新能力和動手能力。依據(jù)材料特點(diǎn)和課程要求，在教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，一改傳統(tǒng)材料驗(yàn)證模式，改為研究型和設(shè)計型實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健８鶕?jù)課程要求，可開設(shè)鐵電材料光伏特性設(shè)計和鐵電納米線器件設(shè)計的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。

其次，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上，教師可根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)內(nèi)容采用不同教學(xué)指導(dǎo)模式：必選實(shí)驗(yàn)，先給出實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，讓學(xué)生在教師指導(dǎo)下完成實(shí)驗(yàn)；任選實(shí)驗(yàn)，給出比較簡略的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，另一部分只給出題目，由學(xué)生確定實(shí)驗(yàn)步驟和方法，自行進(jìn)行實(shí)驗(yàn)[3]。此種方式，可有效提高學(xué)生對系統(tǒng)知識的應(yīng)用能力及解決、分析問題的能力。

2.改革實(shí)驗(yàn)方法，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。“學(xué)以致用”是應(yīng)用型本科院校的辦學(xué)核心理念，特別是要加強(qiáng)工程實(shí)踐環(huán)節(jié)，積極提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)、解決和分析問題的能力，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和意識的應(yīng)用型人才[4]。因此，在實(shí)驗(yàn)方法上，可進(jìn)行如下改革：（1）實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)按實(shí)驗(yàn)類型安排專門教師負(fù)責(zé)，保證每個實(shí)驗(yàn)都具體落實(shí)到人；（2）通過學(xué)校和企業(yè)單位的通力合作，提高教師教學(xué)業(yè)務(wù)水平，通過實(shí)踐教學(xué)提高學(xué)生綜合能力；（3）在教師做實(shí)踐調(diào)研課題時，可讓學(xué)生參與到相關(guān)課題調(diào)研中去，提高實(shí)踐創(chuàng)新能力；（4）對學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計，可適時指導(dǎo)，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(diào)研的科研課題，或是來自工程一線，所選課題必須服務(wù)于培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。通過畢業(yè)設(shè)計，可以進(jìn)一步有效提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

3.開放實(shí)驗(yàn)室，培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力。實(shí)施實(shí)驗(yàn)室開放制度，學(xué)生可利用相應(yīng)儀器、設(shè)備進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和能力。而且，實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備要齊全，這是因?yàn)榱己玫膶?shí)踐條件是課程教學(xué)效果的本質(zhì)保證。近年來，我院實(shí)驗(yàn)室引進(jìn)一些先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，材料物理性能實(shí)驗(yàn)?zāi)荛_出的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有20余個，一半以上為綜合型和設(shè)計型實(shí)驗(yàn)。這不僅有助于提高學(xué)生創(chuàng)新和應(yīng)用的能力，調(diào)動學(xué)習(xí)積極性，還有利于教師教學(xué)目標(biāo)的更快達(dá)成。

五、建立基于能力本位的課程考核與學(xué)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(xué)習(xí)的傳統(tǒng)模式，改為重視對學(xué)生“理論+實(shí)踐”能力的培養(yǎng)，將實(shí)踐部分和理論部分各自進(jìn)行考察，更加全面地對學(xué)生所學(xué)課程內(nèi)容的掌握程度進(jìn)行評定[5]。課程成績由理論知識、實(shí)驗(yàn)和小論文三部分構(gòu)成，比例分別為30%、20%、50%，以討論、訓(xùn)練成果等為主要考核形式，將職業(yè)素質(zhì)考核與專業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)作為基礎(chǔ)。考核內(nèi)容著重考查學(xué)生的工程實(shí)踐能力及創(chuàng)新能力。采用理論和實(shí)踐考核并重的方法，豐富材料物理性能課程體系結(jié)構(gòu)，保證課程建設(shè)達(dá)到良好的教學(xué)效果。

其次，在學(xué)生評價機(jī)制上，增加實(shí)踐、實(shí)訓(xùn)環(huán)境在各科中的考試重量。[6]尤其是在綜合素質(zhì)測評中，對表現(xiàn)優(yōu)秀的團(tuán)體或個人，可作為學(xué)生評干或評優(yōu)的首先條件。[7]

總之，對學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)是一個大工程，需要在大學(xué)教育教學(xué)中進(jìn)行不斷的滲透，對專業(yè)課程和專業(yè)基礎(chǔ)課程的實(shí)踐、理論教學(xué)部分各有強(qiáng)化，互相制約，根據(jù)學(xué)校實(shí)際和個人情況，應(yīng)地制宜，因人而異。只有科學(xué)理性地安排課程教學(xué)內(nèi)容，才能最終達(dá)成材料物理性能課程的教學(xué)目的。

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