互動式教學法在“材料表面工程”課程中的應用

袁明月

【摘要】材料表面工程是材料科學與工程領域一門重要的專業課程。我國自2016年加入華盛頓協議后，對工程專業的人才培養提出了更高的目標。互動式教學法作為一種新興的教學法，其培養學生創造力方面有著顯著的優勢。本文嘗試將互動式教學法引入“材料表面工程”課程的教學中，以期對該課程的教學質量有所改善。

【關鍵詞】工程教育 互動式教學法 課程教學

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）36-0104-02

一、引言

“材料表面工程”課程是材料工程專業的一門基礎專業課程。對于這樣一門以“定性”介紹為主、沒有公式講解和詳細專業理論分析的課程，當前課程教學方式以傳統講授法為主，學生自主的學習能力沒有得到很好的開發，教學效果不能很好的滿足培養卓越工程師的需求。為了提高教學質量，培養學生的學習理念和創新精神，本文嘗試將互動式教學法引入“材料表面工程”課程，對其在教學中的應用進行探討。

二、傳統教學方法的局限性

《材料表面工程》是一門廣博精深且極具實際應用價值的基礎技術，也是一門新興的邊緣交叉學科。該課程主要講解與材料表面相關的基本概念和重要理論，具有涉及范圍廣、內容繁雜、實用性強等特點，在目前的教學中教學方式單一，基本以講授法為主，造成課堂仍然為赫爾巴特所主張的教師中心制，盡管教學技術和教學設備在進步，但從靜態黑板到動態PPT的過渡并未讓課堂真的活起來，學生仍然處于帶著耳朵進課堂狀態，缺乏學習興趣，達不到奧蘇貝爾所說的有意義學習，也并未完成自我知識體系的建構，導致教學效果較差。

三、互動式教學法

1981年，互動式教學法作為教學方法的一種創新模式在哈佛大學被運用，在教學實踐中得到了不斷發展，曾被譽為該校的法寶案例教學法[1]。互動式教學法被普遍認為是一種能有效提高教學效果的教學方法，并在各學科得到了廣泛的應用。

互動式教學模式的核心在于“師生間平等的互動”，互動式教學注重師生之間的對話和合作，強調通過構建和諧的課堂氣氛和平等民主的師生關系，使師生之間坦誠的進行對話。教學的中心由以教師為主轉向了以教師和學生并重。教師的角色從主導變為引導，讓學生從以往的被動接受變為主動探索，使學生認識到自己在學習中的主體地位。

在具體運用中，教師要明確每堂課的教學需要，再去選擇互動式教學法的具體形式，如問題法、討論法、案例法和情景模擬法[2]。不要為了互動而互動，要選取適合的互動點。

四、互動式教學法在“材料表面工程”課程中的應用舉例：熱噴涂技術

熱噴涂技術包括熱噴涂原理、典型熱噴涂簡介、熱噴涂材料和熱噴涂應用四大方面，是材料表面工程課程的重點之一。其中主要涉及到原理及應用的介紹，屬于事實性知識和概念性知識。學生在課上對于此類知識的認知過程一般停留于記憶與理解階段，被動性接受會阻礙其向應用、分析、評價和創造階段過渡。導致學生對學過的內容短期記憶，容易遺忘。將互動式教學法應用到本章的學習中，使學生對熱噴涂知識主動建構，提高教學效果。

1.課前準備及小組合作式互動

第一部分：典型熱噴涂簡介

典型熱噴涂簡介部分屬于事實性知識，學習挑戰度較小，利用講授法獨此部分進行講解容易使課程氣氛低沉，甚至讓學生覺得枯燥無味，不能集中注意力。因此，對典型熱噴涂簡介進行學習時，教師可以在課程之前布置分組作業，將五種典型熱噴涂工藝，火焰噴涂、等離子噴涂、電弧噴涂、爆炸噴涂及超音速噴涂，分配給各組并選出一人做課上匯報，其他成員補充發言。在熱噴涂簡介課程中，教師在黑板上對各組收集的信息進行總結，并讓各組相互補充。小組合作的互動形式，使各小組合理分工，共享學習資源，共同完成學習任務，共同討論學習問題，每個人都作為獨立的知識體去貢獻自己的知識體系，同時在思維的碰撞中互相影響，在已有的基礎上建構新的知識體系。之后教師給出PPT總結。

2.問題法

第二部分：熱噴涂材料的基本成分與特點

在對熱噴涂材料的基本成分與特點進行講解時，教師可采用主題討論法，首先對熱噴涂的原理及其五種類型進行回顧，之后教師拋出問題，“熱噴涂工藝對材料有什么要求？”教師引導學生根據熱噴涂涂層形成過程推斷出熱涂層工藝需要材料具有熱穩定性、熱膨脹系數匹配、良好的固態流動性和良好的濕潤性四個特征，繼而教師繼續追問“請大家根據之前所學的專業知識進行思考，符合這些條件的材料都有哪些呢？”教師在黑板上寫出3種材料的分類方式對學生進行提示，引導學生按材料的形態、功能和成分去分別對應。可給學生5分鐘自由討論時間，期間教師圍繞教室走動，可適時加入學生的討論之中。最后教師給出總結PPT，帶領學生進行最后的梳理。

教師運用問題法，使學生在邏輯、語言表達能力等方面都得到訓練。問題的設置要緊密與教學內容與教學目的相關聯，切忌過于簡單或過于復雜，最好具有引導性。

3.情景啟發法

第三部分：熱噴涂應用

熱噴涂應用部分脫離了原理性知識，主要向學生介紹熱噴涂在實際生活中的運用，較貼近生活，學生對這一部分的接受度較強。因此在這一部分使用情景啟發法，教師選取貼近學生日常生活的熱噴涂典型應用，選取在汽車、航空、鋼鐵等方面應用的典型案例，構建類似情景，有針對性的進行講解，使學生對身邊的熱噴涂應用有所了解。

如果有條件，教師可帶領學生去汽車制造廠參觀汽車工藝制造流程，使學生身臨其境，真實體驗熱噴涂工藝。使學生把抽象的知識具體化，從而加深記憶和理解，也增強其今后在社會實踐中解決問題的能力，真正的做到學以致用。在條件有限的情況下，教師則可以將一個汽車模型帶去課堂，引導學生討論在汽車中有哪些部件用到熱噴涂工藝。

五、結束語

互動式教學法的教學效果適應了“材料表面工程”課程的高級培養目標，即讓學生理解學科和產業發展前沿，培養學生對專業的興趣，培養學生的工創造力。因此，在材料表面工程課程教學中引入互動式教學法將會是一個有益的教學探索。

參考文獻：

[1]孫翠蘭.全程互動教學法應怎樣實施[J].中國教育報，2016（8）.

[2]羅志華.互動式教學法的運用[J].教育旬刊，2013（1）：52.

[3]陶春元，曹小華等.大學化學綜合性、設計性實驗教學實踐與探索[J].實驗技術與管理，2011，28（06）：182-184.

本文系北京工業大學第十五屆研究生科技基金重點項目“工程教育中互動式教學法應用現狀研究”研究成果之一。endprint