以學(xué)生學(xué)為中心的材料計(jì)算基礎(chǔ)雙語教學(xué)設(shè)計(jì)
——以大連民族大學(xué)物理與材料工程學(xué)院功能材料專業(yè)本科生為例

趙 英 于乃森 馮志慶 董 斌

（大連民族大學(xué)物理與材料工程學(xué)院 遼寧·大連 116600）

0 引言

計(jì)算機(jī)在現(xiàn)實(shí)工作和生活中的應(yīng)用越來越廣泛，Origin軟件作為用于數(shù)據(jù)分析和科技繪圖的強(qiáng)大計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序，是科學(xué)研究和工程工作者必備的軟件之一。Origin 軟件是一款公認(rèn)的簡單易學(xué)、操作靈活、功能強(qiáng)大的計(jì)算科學(xué)軟件。[1]

從功能材料專業(yè)領(lǐng)域來說，培養(yǎng)具有國際視野和國際競爭力的綜合型人才，專業(yè)英語的學(xué)習(xí)是必不可少的。在少數(shù)民族大學(xué)生中開展嵌入式的計(jì)算機(jī)應(yīng)用與專業(yè)英語兩方面的教學(xué)，是少數(shù)民族大學(xué)生深入社會，了解行業(yè)，增長才干的重要途徑。“材料計(jì)算基礎(chǔ)”課程是自2012 年以來我校物理與材料工程學(xué)院為功能材料專業(yè)大學(xué)二年級學(xué)生開設(shè)的選修課程。此課程主要系統(tǒng)地介紹Origin 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)管理、科技作圖、數(shù)據(jù)分析、圖形處理、函數(shù)擬合等使用方法，旨在培養(yǎng)學(xué)生具有數(shù)據(jù)分析和科技作圖的能力，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理、化學(xué)、材料等理論基礎(chǔ)和材料專業(yè)基礎(chǔ)知識的能力，培養(yǎng)學(xué)生具有較強(qiáng)的創(chuàng)新能力以及分析解決工程問題的基本能力，為服務(wù)國家戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)需要，為少數(shù)民族地區(qū)培養(yǎng)功能材料專業(yè)人才。

1 目前存在的主要問題

“材料計(jì)算基礎(chǔ)”課程面向物理與材料工程學(xué)院功能材料專業(yè)的學(xué)生講授，在教學(xué)過程中，筆者發(fā)現(xiàn)存在以下問題：（1）不受重視的問題。由于此課程是針對少數(shù)民族學(xué)生的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)與英語水平較差的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置的選修課程。學(xué)生往往把選修課看作是休息課或者是其他必修課程的作業(yè)課，所以導(dǎo)致學(xué)生往往平時(shí)不用功學(xué)習(xí)，學(xué)生普遍缺乏主體意識、參與意識、學(xué)習(xí)積極性不高，同時(shí)缺乏自主學(xué)習(xí)能力，從而大大影響教學(xué)質(zhì)量，達(dá)不到此課程設(shè)置的教學(xué)目標(biāo)。（2）學(xué)生興趣的問題。一般的選修課程已然得不到學(xué)生的足夠重視，主要由“教師教為中心”的授課方式更不會得到學(xué)生的關(guān)注，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣往往普遍較低，達(dá)不到學(xué)習(xí)效果。（3）課程考核方式的問題。本課程的考核模式仍以期末考試為主，學(xué)生往往平時(shí)不用功學(xué)習(xí)，采用突擊式學(xué)習(xí)模式，對于知識的掌握往往停留在死記硬背層面，不能達(dá)到提高學(xué)生能力的目標(biāo)。因此，針對上述問題，筆者所在課題組通過建立“材料計(jì)算基礎(chǔ)”專業(yè)課程的雙語教學(xué)改革新模式，并建立“以學(xué)生學(xué)為中心”的基于學(xué)生產(chǎn)出的OBE 理念對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行考核，增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

2 思考與改進(jìn)

（1）對學(xué)情進(jìn)行深入分析是以“學(xué)生學(xué)為中心”進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的前提。“以學(xué)生學(xué)為中心”是以學(xué)生學(xué)為核心內(nèi)容，真正關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)、他們?nèi)绾螌W(xué)以及學(xué)到了什么。[2]強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和自我探索性，以學(xué)生為本，看到學(xué)生發(fā)展的重要性，重視學(xué)生的學(xué)習(xí)效果、學(xué)習(xí)過程而不是學(xué)習(xí)結(jié)果。強(qiáng)化如何基于學(xué)生學(xué)情、學(xué)科特點(diǎn)，如何通過教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式方法、教學(xué)評價(jià)創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成。 筆者所在課題組對大連民族大學(xué)功能材料專業(yè)學(xué)生的學(xué)情進(jìn)行了認(rèn)真分析。功能材料專業(yè)大學(xué)二年級學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)完 “高等數(shù)學(xué)”“大學(xué)物理”和“普通化學(xué)”的基礎(chǔ)課程，具有一定的理工科知識基礎(chǔ)。選修“材料計(jì)算基礎(chǔ)”課程的學(xué)生以少數(shù)民族學(xué)生為主，他們基礎(chǔ)較差，理論功底薄弱，兩極分化現(xiàn)象明顯，知識能力參差不齊。然而，他們關(guān)注社會，希望把自己的專業(yè)知識服務(wù)社會，實(shí)現(xiàn)自身價(jià)值。

（2）翻轉(zhuǎn)課堂，通過雙語教學(xué)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)學(xué)生興趣。學(xué)生作為高等教育的全程參與者、體驗(yàn)者，在課程建設(shè)過程中占有最為核心的地位。“以學(xué)生學(xué)為中心”要促進(jìn)學(xué)生發(fā)展、學(xué)生學(xué)習(xí)和提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果為目標(biāo)，推動學(xué)生學(xué)習(xí)參與，服務(wù)學(xué)生學(xué)習(xí)過程，關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)成果。[2]按照“以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，知識、素質(zhì)和能力協(xié)調(diào)發(fā)展”的現(xiàn)代教育理念，教學(xué)過程是教師的教和學(xué)生的學(xué)的多邊活動過程，在教學(xué)中必須充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位作用，讓學(xué)生主動參與到教學(xué)中來，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人、課堂的主人，才能有效地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。課堂是學(xué)生獲取知識的首要途徑，也是教學(xué)質(zhì)量保障的主要對象。[2]通過修訂“材料計(jì)算基礎(chǔ)”的教學(xué)大綱，重構(gòu)課程的教學(xué)內(nèi)容，引入靈活的教學(xué)方法，例如，使用啟發(fā)式教學(xué)、采用講授式教學(xué)、研討的教學(xué)方法，強(qiáng)調(diào)精講多練，注重對大學(xué)生邏輯思維能力、分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)。通過小組討論和虛擬上機(jī)實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用實(shí)踐過程，增強(qiáng)課堂互動、討論交流、小組設(shè)計(jì)與展示，同伴互教等學(xué)習(xí)方式，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在課程教學(xué)實(shí)踐中，利用雨課堂教學(xué)平臺，通過隨機(jī)點(diǎn)名等方式開展專業(yè)英語猜詞和虛擬上機(jī)實(shí)驗(yàn)。例如，在上機(jī)實(shí)驗(yàn)過程中，先請學(xué)生自主習(xí)題演練，再通過雨課堂隨機(jī)點(diǎn)名，請學(xué)生到課堂前進(jìn)行展示，通過同伴互教完成上機(jī)實(shí)驗(yàn)的過程。開展以形式豐富的英文猜詞競賽和虛擬上機(jī)實(shí)驗(yàn)為引導(dǎo)，以學(xué)生感興趣方式進(jìn)行組隊(duì)，中國好聲音等模式開展創(chuàng)新式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在課程期間通過各類專業(yè)性質(zhì)的競賽，多動口，多動手，多動腦，同時(shí)培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)意識。雙語教學(xué)是社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要，專業(yè)課程的雙語教學(xué)使學(xué)生在獲取專業(yè)知識的同時(shí)，在聽課、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)等各環(huán)節(jié)中大量接觸英語，提高英語，在全面、持續(xù)的環(huán)境中提高英語的應(yīng)用能力。本課程采用英文版的Origin計(jì)算應(yīng)用程序?yàn)榻虒W(xué)內(nèi)容，充分合理的利用多媒體和網(wǎng)絡(luò)平臺等教學(xué)資源和教學(xué)手段，通過播放Origin軟件的英文講解視頻，提高學(xué)生的英語聽力，通過“漸進(jìn)” 和“穿插”等教學(xué)模式，增加專業(yè)英語的信息量，提高雙語教學(xué)效率。選擇重點(diǎn)的專業(yè)英語詞匯讓學(xué)生自學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。充分調(diào)動和發(fā)揮學(xué)生的主動性和學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。在教學(xué)中根據(jù)因材施教的原則，使學(xué)生掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，真正達(dá)到從學(xué)會到會學(xué)，通過雙語教學(xué)實(shí)現(xiàn)學(xué)生的專業(yè)英語能力培養(yǎng)。[3]同時(shí)在授課過程中引入課程思政的理念，建設(shè)符合互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代需要的專業(yè)課程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，服務(wù)國家戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)需要，為少數(shù)民族地區(qū)培養(yǎng)功能材料專業(yè)人才。

（3）采用OBE 的課程方式考核，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。OBE 的教育理念是基于產(chǎn)出的教育模式，可以用“產(chǎn)出導(dǎo)向”“學(xué)生中心”和“持續(xù)改進(jìn)”來進(jìn)行概括，要求能夠建立一種符合學(xué)習(xí)者發(fā)展需要的自適應(yīng)與完善機(jī)制。[4]OBE 理念的課程教學(xué)是從教師教為中心到學(xué)生學(xué)為中心的重大轉(zhuǎn)變，是對原有課程教學(xué)的重大修正，可以改善課程教學(xué)質(zhì)量，提升培養(yǎng)人才質(zhì)量的重要途徑。[4]課程考核是檢驗(yàn)學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容掌握程度的必要手段之一。我們將在考核內(nèi)容設(shè)置上側(cè)重兩個方面，即基礎(chǔ)知識的考核與活學(xué)活用、運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力，引導(dǎo)其自主學(xué)習(xí)。擬構(gòu)建“整合-連貫式”課程以及階段性考核模式，將課程內(nèi)容模塊化，層次化。優(yōu)化課程體系，優(yōu)化期末考試成績比例，同時(shí)進(jìn)一步將培養(yǎng)方案課程優(yōu)化，逐步實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)性課程（教師為主體）-發(fā)展性課程（學(xué)生一定程度自主）-研究性課程（學(xué)生自主）的學(xué)習(xí)模式。健全考試模式的設(shè)計(jì)，推行試題庫和案例數(shù)據(jù)庫建設(shè)，逐步做到標(biāo)準(zhǔn)命題、隨機(jī)抽題、區(qū)分均勻、難度適中的筆試評價(jià)，并將筆試成績限定在所占總成績的一定比例。使得學(xué)生在豐富多樣的方式中各有側(cè)重，發(fā)揮學(xué)生各自的個性與潛能。以階段過程考核為主的方式，引導(dǎo)其自主學(xué)習(xí)。對上機(jī)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行模塊化劃分，虛擬上機(jī)實(shí)驗(yàn)分為8 個部分，即8 次上機(jī)實(shí)驗(yàn)，對“學(xué)生以學(xué)為中心”的學(xué)習(xí)過程與學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行考核，提高了學(xué)生專業(yè)英語的語言表達(dá)能力、動手能力、自主學(xué)習(xí)能力、邏輯分析能力以及解決問題的能力。學(xué)習(xí)過程的分值占總成績的40%。通過學(xué)習(xí)任務(wù)的布置，學(xué)生通過上機(jī)實(shí)踐完成學(xué)習(xí)任務(wù)，達(dá)到自主學(xué)習(xí)的目的，學(xué)生的知識學(xué)習(xí)的深度與廣度得到了發(fā)展，學(xué)生的能力與思維得到了提高。

3 結(jié)束語

本文對功能材料專業(yè)本科生的材料計(jì)算基礎(chǔ)課程教學(xué)過程中的一些問題進(jìn)行了總結(jié)和思考，并提出相應(yīng)的改善思路。以學(xué)生學(xué)為中心的教學(xué)理念的改變，不僅需要翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)設(shè)計(jì)增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且需要對學(xué)生過程性學(xué)習(xí)的OBE考核評價(jià)方式提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，讓學(xué)生在達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的路上不斷學(xué)習(xí)，適應(yīng)新時(shí)代背景下的大學(xué)生的基本要求，成為應(yīng)用型高素質(zhì)人才。