新工科背景下的《無機材料科學(xué)基礎(chǔ)》的教學(xué)改革設(shè)想

胡慶 江偉輝 羅民華 包鎮(zhèn)紅 江峰

【摘要】在新工科背景下，對材料類專業(yè)的人才培養(yǎng)提出了新的要求。《無機材料科學(xué)基礎(chǔ)》是無機非金屬材料專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，但該課程在教學(xué)過程中存在諸多問題。結(jié)合新工科發(fā)展內(nèi)涵，從教學(xué)理念、教學(xué)方法和教學(xué)模式上提出了新工科背景下該課程的改革設(shè)想，以期望培養(yǎng)適應(yīng)新時代要求的創(chuàng)新型和應(yīng)用型工程技術(shù)人才。

【關(guān)鍵詞】新工科 無機材料科學(xué)基礎(chǔ) 教學(xué)改革

【中圖分類號】G642.0 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）32-0064-01

一、引言

21世紀(jì)以來，面對新一輪的改革發(fā)展浪潮，我國部署“中國制造2015”、“互聯(lián)網(wǎng)+”等重大戰(zhàn)略，提出要實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，加快發(fā)展先進制造業(yè)，促進產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，向著制造強國目標(biāo)邁進[1]。這些都對高等工程教育提出了新的挑戰(zhàn)，新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要靠工程教育提供創(chuàng)新型人才支撐，因此，教育部積極推動新工科建設(shè)，發(fā)布了《教育部高等教育司關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》，明確各高校必須加強對新工科人才的培養(yǎng)，助力高等教育強國建設(shè)[2]。

《無機材料科學(xué)基礎(chǔ)》是無機非金屬材料專業(yè)的主干專業(yè)基礎(chǔ)課程，具有較強的知識理論性，又對實踐起著重要的指導(dǎo)作用，對培養(yǎng)高層次創(chuàng)新型和應(yīng)用型人才發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。然而在新工科背景下，無論是教學(xué)理念、教學(xué)方法還是教學(xué)模式都存在諸多問題，本文在分析該課程教學(xué)存在的問題基礎(chǔ)上，提出了在新工科背景下《無機材料科學(xué)基礎(chǔ)》的改革設(shè)想。

二、課程教學(xué)現(xiàn)狀及問題

《無機材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程內(nèi)容抽象，如晶體結(jié)構(gòu)包含大量三維結(jié)構(gòu)模型，較難理解。此外，課程知識點多，理論性強，然而，目前在教學(xué)方法上大多采用的是以教師為主體的滿堂灌教學(xué)，學(xué)生處于被動接受狀態(tài)，缺乏獨立思考，抓不住重點，使學(xué)生失去了對該課程學(xué)習(xí)的興趣和信心，長此以往，惡性循環(huán)，使得該門課成為無機非金屬材料專業(yè)的老大難。此外，傳統(tǒng)教學(xué)模式更注重理論的灌輸，造成培養(yǎng)的學(xué)生不能將理論知識與實踐相結(jié)合，不能用所學(xué)的材料科學(xué)理論知識分析和解決工程實踐中的具體問題。因此，在新工科背景下，該課程改革勢在必行。

三、新工科背景下的課程教學(xué)改革

1.轉(zhuǎn)變課程教學(xué)理念，突破傳統(tǒng)教育壁壘

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)理念是以教師為中心，忽視了學(xué)生的主體地位，在新工科背景下應(yīng)樹立“以學(xué)生為主體，教為學(xué)服務(wù)”的新型教學(xué)理念，以學(xué)生為核心，讓學(xué)生成為整個教學(xué)過程的主體。教師應(yīng)盡可能地通過多樣創(chuàng)新的教學(xué)方式引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)、主動思考、主動討論、主動實踐，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。此外，課堂教學(xué)不僅要傳授課程最基本的理論知識，更要注重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實踐能力和工程應(yīng)用能力，理論講解在先，舉例深入在后，在講授基本知識的同時要引入相關(guān)內(nèi)容的工程實踐案例，積極引導(dǎo)學(xué)生加入其中，思考討論，學(xué)以致用，彌補傳統(tǒng)課堂教學(xué)中對學(xué)生實踐能力培養(yǎng)的不足[3]。

2.豐富課程教學(xué)方法，激發(fā)內(nèi)在學(xué)習(xí)興趣

新的教學(xué)理念倡導(dǎo)教為學(xué)服務(wù)，教師是服務(wù)者，學(xué)生是主體，顯然所謂“填鴨式”教學(xué)在新工科時代已經(jīng)行不通。因此，在教學(xué)過程中，應(yīng)豐富和創(chuàng)新教學(xué)方法。（1）啟發(fā)提問式教學(xué)：設(shè)計一些啟發(fā)式的問題進行提問。如：講授同質(zhì)多晶知識點，以“為什么金剛石與石墨化學(xué)組成都是碳，但在性質(zhì)上卻有著天壤之別”啟發(fā)學(xué)生獨立思考，聯(lián)系前期所學(xué)知識發(fā)表見解，溫故知新，又能使教師進一步了解學(xué)生對知識點的掌握情況，及時應(yīng)對并引導(dǎo)幫助學(xué)生自主獲取相關(guān)知識。（2）翻轉(zhuǎn)討論式教學(xué)：選取較簡單的章節(jié)中的若干問題，在完成引導(dǎo)工作后，讓學(xué)生自由分組，利用課余時間查閱資料，做教學(xué)設(shè)計，準(zhǔn)備教學(xué)內(nèi)容，推薦代表上臺以PPT形式講授，臺下學(xué)生就授課內(nèi)容進行提問和討論。教師在整個教學(xué)過程中作為組織者和服務(wù)者，學(xué)生通過換位方式自主學(xué)習(xí)，賦予學(xué)生學(xué)習(xí)的新鮮感，同時培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探索精神、團隊協(xié)作以及語言表達能力，在掌握知識點的同時進一步提高分析和解決問題的能力[4]。

3.創(chuàng)新課程教學(xué)模式，推動創(chuàng)新人才培養(yǎng)

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和在線教育的發(fā)展，慕課、微課等網(wǎng)絡(luò)在線課程以及以“雨課堂、學(xué)習(xí)通”為輔助工具的移動教學(xué)模式逐漸興起。這種信息化移動教學(xué)模式以網(wǎng)絡(luò)為平臺，不受時空、地域的限制，拓展了教學(xué)時空，為工程教育個性化培養(yǎng)模式提供了技術(shù)支撐，但是教學(xué)的中心始終是教師和學(xué)生，最有效的溝通還是教師與學(xué)生之間的面對面的深度交流和實時觀察。因此，在教學(xué)模式上，可以將傳統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式深度融合與創(chuàng)新，融通線上線下、課內(nèi)課外兩個空間，推動學(xué)科專業(yè)交叉融合，培養(yǎng)創(chuàng)新型工程技術(shù)人才。線上教學(xué)部分，學(xué)生在課外以自主學(xué)習(xí)為主，教師提前將導(dǎo)學(xué)部分的教學(xué)視頻等相關(guān)教學(xué)資源發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)平臺，將簡單易懂的知識點以視頻講解的形式傳達給學(xué)生，同時布置課前作業(yè)配合課前導(dǎo)學(xué)，提高學(xué)生預(yù)習(xí)內(nèi)容的針對性和精煉性，使學(xué)生帶著問題進課堂，有利于課堂教學(xué)部分的講解和深度討論。課后，學(xué)生和教師可以在平臺上就課堂知識點或?qū)W術(shù)問題進行深度探討，充分以學(xué)生為中心，促進師生互動，解決學(xué)生學(xué)習(xí)中所遇到的問題。

四、結(jié)束語

《無機材料科學(xué)基礎(chǔ)》是一門科學(xué)性強、知識面廣的基礎(chǔ)理論課程，隨著時代的發(fā)展，學(xué)生對于該課程的學(xué)習(xí)不應(yīng)只局限于理論知識。為適應(yīng)新時代需求，本課程的教學(xué)改革迫在眉睫，要將基礎(chǔ)理論和實踐相結(jié)合，轉(zhuǎn)變教學(xué)理念、豐富教學(xué)方式、創(chuàng)新教學(xué)模式，以學(xué)生為主體，充分調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，不斷改革，勇于實踐，才能培養(yǎng)出理論基礎(chǔ)扎實，實踐能力強，具有創(chuàng)新能力的應(yīng)用型高級技術(shù)人才。

參考文獻：

[1]夏建國，趙軍.新工科建設(shè)背景下地方高校工程教育改革發(fā)展芻議[J].高等工程教育研究，2017（3）：15-19.

[2]林健.面向未來的中國新工科建設(shè)[J].清華大學(xué)教育研究，2017（2）：26-35.

[3]李燕.基于CDIO理念的《無機材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)改革初探[J].教育教學(xué)論壇， 2018（14）.

[4]祝瑜，周愛國.《無機材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)方法改革的體會[J].科技視界，2016（7）：144.

作者簡介：

胡慶（1987-），男，講師，研究方向：生物活性材料。