應用型大專業背景下“材料性能”課程教學改革與實踐

付斌 吳楨干 張騁 郭艷輝 徐春

摘 要 “材料性能”課程是應用型本科材料科學與工程專業的主干課程，為適應應用型本科院校大專業人才培養目標的要求，從教學內容、師資隊伍建設、教學手段與方法、考核方式等方面對課程進行了改革與實踐，充分結合課程自身特點，培養“寬口徑、強基礎、重實踐”的創新應用型人才。

關鍵詞 材料科學與工程專業 材料性能 教學改革中圖分類號：G424文獻標識碼：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2019.04.044

Abstract The "Material Performance" course is the main course of applied undergraduate materials science and engineering. In order to meet the requirements of the training of large professional talents in applied undergraduate colleges， from the content of teaching， the construction of teaching staff， teaching methods and methods， and assessment methods in the other aspects， the curriculum has been reformed and practiced， and the characteristics of the curriculum are fully combined to cultivate innovative and applied talents with "wide caliber， strong foundation and heavy practice".

Keywords materials science and engineering; material performance; teaching reform

1 背景

隨著社會對人才需求的多元化和層次的不斷提高，介于學術研究型和職業技能型人才之間的可將知識轉化為實際生產力的應用型人才將成為社會需求的主體。應用型人才不但需要具有較好的專業知識背景，更要求具備解決實際問題的實踐能力。[1]同時，單一的知識體系已經不能滿足未來應用型人才的需要，應更加注重學生知識面的寬度、多元化及交叉性。[2]為了滿足應用型大專業下的人才培養目標的要求，應用型本科院校的課程設置也需要進行相應的改革。

“材料性能”課程是材料科學與工程專業的最為重要的專業基礎課程之一。通過本課程的學習，要求學生掌握材料各種主要性能的基本概念、物理本性、變化規律以及性能指標的工程意義，了解影響材料性能的主要因素及材料性能與其化學成分、組織結構之間的關系，基本掌握改善或提高材料性能指標、充分發揮材料性能潛力的主要途徑，同時對材料性能測試原理、方法及相關儀器設備有所了解，以培養學生具有合理選材用材、開發新材料的必要的基礎知識和基本技能，并為后續專業課程打下扎實的基礎。

我?！安牧闲阅堋闭n程的前身原先為兩門課程，分別針對金屬專業方向開設“金屬力學性能”和無機專業方向開設“材料結構與性能”，金屬專業以講授力學性能為主，無機專業以講授物理性能為主。根據應用型本科院校大專業人才培養目標的要求，將原先的兩門課程進行整合后新開設“材料性能”專業課。

2 教學改革的措施

2.1 課程體系和教學內容的優化

授課內容中，不再拘于力學性能或物理性能，而是需要拓展到整個材料的力學性能、物理性能和化學性能。課程內容包含材料各種性能的基本概念、物理本性、影響因素及及性能指標，同時涉及材料性能的測試原理、方法和設備。

在課程內容的設計上，以“寬口徑、強基礎、重實踐”為指導思想，充分考慮基礎性、時代性和實踐性，培養具備扎實理論基礎和較強實踐能力的復合型人才。[3]原先的兩門課程分別為48學時（包含課內實驗部分），整合后的課程分為理論和實踐兩部分。其中，理論學時數48學時不變，為提高學生的實踐能力，將原先的課內實驗改為1周的獨立實驗環節。課程體系調整后，課程涵蓋的內容大幅度增加，然而理論學時數基本保持不變，在內容的廣度和深度上存在著一定的矛盾。因此，在內容上必須進行調整，分清主次、重點和難點。在整個材料科學與工程專業課程體系中，其他課程中已涉及的內容可適當的壓縮學時數，如滑移和孿生作為塑性變形機理在“材料科學基礎”課程中已講授，可適當壓縮該部分課時，避免重復。根據教學內容的需要，搜集選用更適合課程教學的教材，并輔以相應的參考資料。原先的課內實驗改為獨立的大型實驗，調整實驗項目，重新編寫實驗指導書，充分利用條件，培養學生的動手能力，提高對專業知識的掌握。課程內容圍繞力學性能和物理性能兩條主線，力學性能主要包括材料的拉伸性能、沖擊韌性、斷裂韌性、疲勞性能、磨損性能及高溫力學性能;物理性能主要包括材料的熱膨脹和熱傳導性能、磁學性能、電學性能、光學性能、壓電性能與鐵電性能。為了保證“材料性能”課程的整合不是機械地疊加和刪減，在內容中應當要做到以下幾點：（1）以拓展對不同材料性能的掌握為基礎;（2）課程內容體現前沿性，將最新的研究成果和動態融入教學過程;（3）提高學生動手實踐能力和思考能力。

2.2 教學方法和手段建設

單純的“填鴨式”教學方法已不能適應應用型人才培養的要求。在教學方法上，可綜合采用直觀式、啟發式、討論式、案例式等多種形式，激發學生的專業學習興趣，充分調動學習的主動性，引導運用所學知識解決實際問題。（1）引導式。如在應力—應變曲線的授課過程中，從最新Science中發表的論文導入，一方面讓學生了解最新的科研進展，另一方面說明應力—應變曲線在材料研究過程中的基礎性和重要性，調動學生學習的興趣和熱情。（2）討論啟發式教學。在講授理論斷裂強度時，推導得出理論斷裂強度與材料實際強度間在數量級上的差距，與學生展開討論，如何提高材料的強度？目前，提高材料強度的手段主要以增加缺陷為主，如固溶強化、形變強化等。啟發學生是否可以換一個思路，減小材料內部的缺陷，使得材料的強度達到或接近理論斷裂強度。（3）案例式教學。在介紹低溫脆性現象時，可以以泰坦尼克號的沉沒事件為例進行展開，充分調動學生的興趣。

在教學手段上，運用多媒體手段，但應避免將板書搬到PPT上的簡單化處理。充分利用多媒體課件的優勢，以文字、圖形、動畫等形式，將抽象、復雜的概念和理論更加形象、逼真地展示給學生，便于學生的記憶、理解和運用。同時，鼓勵學生利用圖書、文獻、數據庫、網絡等資源，提高自我學習能力，了解材料性能研究領域的最新進展。開設專題討論課，學生以小組的形式進行準備，讓學生進行匯報并展開討論，教師在課堂中進行引導和點評，引導學生將理論知識與實際應用緊密結合，提高實踐和團隊協作能力。

2.3 師資隊伍的建設

師資隊伍建設主要包括三個方面的內容：一是結合授課內容，選擇具有不同專業特長的教師授課。由于大專業培養目標的要求，材料性能課程中既包含力學性能部分的內容，也包括光、磁、熱等物理性能的內容。高校中的教師一般有著自己的專業特長及研究方向，因此，在教師隊伍的建設中，應整合一支多學科的教師隊伍進行材料性能的授課，才能充分發揮教師的專業特長，獲得良好的授課效果。二是以老帶新的師資隊伍建設。授課團隊中的青年教師均已落實青年教師培養導師制，傳幫帶工作取得較好效果。優化教師隊伍。三是積極推進“雙師型”師資隊伍建設。采用“請進來，走出去”的方針，邀請行業內專家走進課堂給學生授課，同時團隊中的教師積極投身產學研實踐，積累實踐經驗，使授課內容更加貼近實際，增加授課的生動性。

2.4 考核方式的改革

充分發揮考核對學生學習的引領作用和對學生知識掌握、能力培養、素質提升的評價作用，建立一套更加科學合理，符合應用型人才培養要求，有利于調動學生學習積極性和主動性，有利于全面評價學生學習成效的考試制度和考核體系。改變傳統單一的考核評價方式，將課程評價分解到教學全過程，使學習評價從單一考試成績轉變為“多個階段、多種形式”的過程評價。綜合采用課堂考勤、課堂討論、課堂測驗、課程論文、課外作業、調研報告、案例分析、實驗操作等多種考核形式，并結合期末考試，綜合評定學生學習成績。

3 結語

在應用型本科院校大專業人才培養的背景下，經過“材料性能”課程的改革和實踐，取得了一定的效果與成績，發揮了“寬口徑、強基礎、重實踐”的創新應用型人才培養中的作用。然而，伴隨著時代和社會發展的變化，教育教學的改革和創新也永無止境，很多問題也值得我們不斷的思考和完善，比如在大專業培養條件下的人才專業化問題，在寬口徑的基礎上，針對不同專業方向，在課程內容設計、實踐及考核中嘗試進行有針對性的調整也值得今后進一步探索。 資助;上海應用技術大學教師教學能力建設計劃資助（編號：39110N183014）

參考文獻

[1] 柳禮泉，陳宇翔.精品課程建設與一流教師隊伍培養[J].高等教育研究， 007（3）：77-81.

[2] 宋曉薇.對新建應用型本科院校專業課程體系構建的思考[J].教育教學論壇，2013（50）：74-75.

[3] 陳建清，江靜華，楊東輝等.“材料性能學”課程的教學改革與實踐[J].教育教學論壇，2016（43）：104-106.