培養創新復合型人才

楊曉蕾　楊振國

[摘 要]材料失效分析課程是復旦大學面向材料科學系大二至大四學生開設的第一門涉及多學科交叉的綜合性學科的專業選修課，并于2016年獲評上海市精品課程。教師可以對該課課程內容的設置、教學形式的改革及課程教學成果及評價等多個方面進行探討，展現課程教學與培養順應國家發展需要的創新復合型人才之間的有機聯系。

[關鍵詞]材料失效分析；創新復合型人才；教學改革

[中圖分類號] G642.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）10-0039-03

材料是現代工業發展的基石，是人類賴以生存和發展的物質基礎。隨著材料產業的持續發展，材料與國民經濟領域的聯系愈加密切，材料失效的問題在核電、火電、化工、冶金、醫學、航天、軍事等各個行業逐漸得到重視，人們對材料的關注點也逐漸從傳統的制造加工擴展到對其失效問題的研究，材料失效分析成了一門新興的綜合性學科。材料失效分析不僅對查清事故原因，排除安全隱患有著重大意義，還對新材料的研究和發展有著重要的反向推動作用，不僅能帶來巨大的經濟效益，還對社會的穩定和國家綜合實力的提升起到不可替代的作用。

材料失效分析是一門多學科交叉的綜合性學科，涉及內容廣泛，對理論基礎要求極高，同時還要求學生具有實踐動手能力和綜合分析能力，這就要求學生敢于創新、勇于思辨，具有全方位綜合性的分析視角，成為順應國家發展需要的創新復合型的人才。而教育在培養民族創新精神和培養創新人才方面，肩負著特殊的使命。教育部在1998年12月制訂的《面向21世紀教育振興行動計劃》中更明確規定：“高等學校要跟蹤國際學術發展前沿，成為知識創新和高層次創造性人才培養的基地。”[1]但在傳統的教學模式下，學生接觸到的主要是書本上的理論和概念，導致思考問題的角度過于狹窄，學習熱情沒有得到足夠的激發。因此我們在進行材料失效分析課程的內容設置時，應充分重視基礎知識與前沿科技的融合、專業講述與生活實際的融合，以及個人價值與國家發展的融合；在培養學生創新意識的同時，也幫助其建立社會責任感與使命感。此外，我們還進一步改革教學形式，通過對實際案例進行分析和講解，補上了理論聯系實際的最重要一環，再運用新媒體平臺，鼓勵學生進行線上討論，以培養學生的思辨能力。最后通過期末演講的考核方式，幫助學生培養自學能力并提升自信感，達到培養創新復合型人才目的，并總結出一套最優的培養模式。

一、課程內容的設置

（一）基礎知識與前沿科技的融合

材料失效分析是一門綜合性學科，涉及普通物理、普通化學、材料科學、材料力學、材料分析等多門基礎課程，基礎知識和基礎理論的講述有利于學生夯實基礎，為實際失效問題的分析提供足夠的知識鋪墊，是失效分析的必備基礎。在此基礎上，教師要密切關注相關領域的最新研究成果，在課程內容設置中融入前沿科技的講述。比如，我們專門開辟了前沿專題講座，著重講解了當今社會大家關注度較高的納米材料及其在制備過程中的毒理性和安全性問題，解析了納米材料引起安全問題的物理和化學機制，激發學生的學習興趣，幫助他們養成全面、系統的思考習慣。同時，因為材料失效分析是一門專業選修課，修讀的學生年級分布范圍廣泛，從大二到大四都有，學生的知識儲備存在著一定的差異。因此，我們給學生整理了近10本中英文參考書籍，鼓勵學生針對自身情況進行學習，同時根據學生情況為他們提供個性化的指導。在我們多年的教學過程中，課程內容的設置并不是一成不變的，而是與時俱進，時刻緊跟科學的發展腳步，為學生不斷傳遞相關領域的最新動態。我們對課程準備的認真負責態度得到了學生的一致好評。

（二）專業講述與生活實際的融合

很多學生在高校的課程學習中，存在著理論知識無法和生活實際相連的問題，因此也就無法理解自己所學知識究竟有什么重要意義，甚至對就業等個人未來發展問題產生焦慮，因此無法充分發揮其主觀能動性和創造性進行自發學習。因此，我們在課程內容的設計中，就十分注意將專業知識的講述和生活中實際的案例結合起來。比如，我們在講述材料的失效模式、失效機理、失效缺陷和失效起因的概念差異及相互關聯時，為了方便學學的理解，使他們具有更深更直觀的認識，特別引入了大家所知的泰坦尼克號的失效案例。為了獲取第一手的資料，主講教師到英國實地考察了2012年開放的泰坦尼克號博物館，拍攝了現場圖片，再現當時的泰坦尼克號沉沒的場景，將復雜的、難以理解的概念與生活化的實例和口語化的講述聯系在一起，深入淺出地進行講解。同時鼓勵學生對失效模式、失效機理進行討論，發表各自的觀點和看法，在觀點的碰撞中加深對這些基本概念的認識和理解，進而提升學習的熱情，打破理論教學的沉默氛圍，為學生創造性思維觀點的產生和探索提供了一個良好的教學氛圍。

（三）個人價值與國家發展的融合

個人價值的實現與國家的繁榮和進步是一個相輔相成、雙向互動的過程，人的全面自由發展是構建社會主義和諧社會的終極目標和內在動力。[2]因此在材料失效分析的課堂上，我們不僅要向學生傳授知識，更要培養學生成為胸懷天下，能夠為國家發展貢獻一份力量的創新復合型的人才。因此，我們在失效案例的選擇上，主要圍繞國家發展戰略的需求和國民經濟重大工程建設的需要，從教師近年來在核電、火電、石化、化工、冶金、汽車、微電子、印制電路、城市管網、風電等十個行業內承擔完成的幾十項重大失效分析課題中精選幾十個典型案例作為教案[3]-[11]，每個案例都和社會的穩定和發展緊密相連，除了具有科學性之外，還具有很高的社會價值。在課程案例的分析學習中，教師要將民族責任感與使命感巧妙地融入其中，一方面使學生了解到材料失效分析這一學科對國家經濟的發展和社會穩定起到的重要作用，另一方面又在潛移默化中培養了學生的社會責任感和使命感，使其將個人的成才和發展與國家的繁榮和進步融為一體。

二、教學形式的改革

（一）運用新媒體平臺將學習變被動為主動endprint

網絡新媒體平臺擁有免費、高效、便捷等諸多優勢，尤其近年來發展迅速，已經成為學生相互交流、溝通和自我展示的主要途徑。而在傳統教學方式下，新媒體平臺的作用并沒有得到足夠的重視，大部分課程沒有建立新媒體平臺，即使有的課程建立了平臺，也只是用來進行通知的發布以及作業的布置和收取。我們在課程教學過程中，組建了材料失效分析課程新媒體平臺，隨時將最新發生的失效事故的視頻或報道發布到新媒體平臺上，學生可以在學習理解了理論知識的基礎上，對于造成失效的根本原因發表自己的觀點和看法。教師不會在一開始就給出一個答案，限制學生的思考與創新，而是鼓勵大家各抒己見，歡迎各種觀點的交流和碰撞。由于選課的學生的專業背景和年級各有不同，每個人分析的角度和思路也會有所差別。在交流過程中，學生會從被動的學習轉變為主動的思考，并在思考討論的過程中，將碎片化的知識整理成有體系的知識脈絡。這不僅增強了學習趣味性，也使學生的學習效率得到了大大的提升。在我們歷年的教學經歷中，網絡新媒體平臺儼然成了學生學習的第二課堂，為大家提供了將課堂上學習的理論知識應用到實踐中的平臺和機會，學生參與積極性極高，其主觀能動性得到了充分的調動，真正體會到了主動學習的熱情和樂趣。

（二）課堂考核方式的改進

一個復合型人才除了應掌握跨學科的理論知識，具備發掘失效根本原因的能力，還應具有將研究成果展示出來的表達能力和自信感，這樣才能更好地對材料失效分析這一學科的發展起到促進作用。材料失效分析課程的考核方式采用書面作業和課堂演講相結合的形式。教師提供國際失效分析期刊上發表的前沿英文文獻，每人分配論文一篇，讓學生各自在閱讀英文文獻后，完成讀書報告，并把自己理解的失效模式、失效機理、分析方法、創新要點等向全班同學進行演講。這一考核方法有很多的優點：首先，在準備報告的過程中，學生一方面了解了最新的失效分析案例，同時也鍛煉了自己查閱英文文獻的能力，為其日后進入實驗室進行科研活動奠定了良好的基礎。其次，在進行演講的過程中，學生的邏輯思維得到了展現，表達能力得到了鍛煉，有利于增強學生在與他人進行學術交流時的自信感。最后，在聆聽他人演講的過程中，學生又可以同時學習，吸收新知識，通過一次演講可以學習了解到國際上近年發生的重大失效案例，可謂是一次快速擴展自己學術視野的好機會。而通過教師的提問和點評以及學生間的討論交流，還可以進一步發現自己在準備過程中理解得還不夠深入的地方，使自己的綜合能力在短時間內得到了有效的鍛煉和提升。

三、課程教學成果及評價

材料失效分析課程自開設以來，受到校內外專家、同行和學生的一致好評，在全體教師團隊的共同努力下，該課程被上海市教委評為2016年度上海市精品課程。[14]在課程的匿名評價中，大多數學生都提到了“互動性”“理論聯系實際”“綜合能力得到提升”“敢于質疑”等關鍵詞。有學生評價：“課程對失效分析的步驟、模式、機理等介紹全面，佐以實際的案例分析，理論和實踐相結合，知識性與趣味性兼顧，收獲非常大。”也有學生表示：“案例的講解有助于實事求是精神的培養，老師對案例進行了細致的分析，培養了我們敢于質疑的品質。”同時，也有學生表示：“老師為人非常親切，在課下也經常與學生進行交流，耐心解答同學們提出的問題。”通過對材料失效分析課程的學習，學生不僅得到了專業知識的提升，還提高了綜合素質；教師的教學不僅針對失效分析這一門課程，還指導了學生的人生發展方向。

四、結語

隨著當今社會的不斷發展，科學與社會經濟、政治等多個領域互相交織，各個領域的知識不斷融合，國家對于適應新的社會形勢的創新復合型人才的需求與日俱增。傳統課程教學通常偏重于書本知識的傳授，但是對于如何將理論應用到實踐中的問題思考得還不夠深入。本課程在講授理論知識的同時，注重社會導向性，將課程內容與生活實踐和國家發展緊密相連。運用新媒體平臺提高學生的學習積極性，變“被動接受”為“主動探索”。通過改進考核方式，讓學生在掌握知識的同時還具備將自己成果自信地展示出來的能力。希望通過本次教學改革，能夠提高相關專業的教育教學質量，達到培養創新復合型人才的目的。

感謝上海市教委對本文的大力支持。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 劉寶存.創新人才理念的國際比較[J].比較教育研究，2003（5）：6-11.

[2] 文妮.個人發展與國家進步的辯證統一關系[J].中共銀川市委黨校學報，2013（4）：24-26.endprint