新工科專業核心課程教學方法改革研究

高晨

摘要： 為了解決工科學生對專業課程不感興趣的問題，以高校相關專業的教學過程為例，在激發學生好奇心和好奇心的基礎上，不同于傳統的教學順序，教師首先解釋晶體和原子模型，然后研究相圖。教師帶領學生在實驗室內進行二元合金冷卻曲線的實驗。通過實際操作，使學生掌握制作金相試樣和冷卻的方法。在學習理論之前，實踐經驗首先教導學生觀察二元合金轉變過程中的轉變現象、數據測量、驗證和收集。通過這種教學方法，學生可以提前認識到理論學習在促進科研活動中的重要性，而不是用固定的知識來預裝。因此，當好奇心作為一種激勵能量在課堂上使用時，認知過程可以被高度激活。

關鍵詞：學生; 教學法; 材料學; 求知欲; 相圖;

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：（2021）-09-385

引言：為了迎接新經濟的挑戰，面向未來發展，服務國家戰略，滿足行業需求，“新工程科”提出了深化工程教育改革的重大行動計劃。2017年以來，教育部發布了《關于開展新型工程研究與實踐活動的通知》等一系列文件，探索新形勢下工程教育的模式和變化。因此，新型工程的建設受到了高校的廣泛關注。推進和實施工程新學科對深化工程教育改革，建設教育強國，服務和支持經濟轉型升級具有重要意義。

一、新工科專業課程改革概述

工科新課程的“新”主要體現在新的教育理念和新的學科專業結構上[1]。隨著社會的快速發展，傳統工程需要進行改造和升級。工程新學科的建設與發展，要求工程教育具有創新性、綜合性、全周期性的“新理念”和學科專業的“新結構”。新的工程學科結構不僅包括高等學科專業，而且包括對傳統工程專業的改革與創新，以反映工程教育的新要求。推進傳統工程課程的跨界整合與跨界整合，對于培養科學基礎厚、工程能力強、綜合素質高的人才具有重要意義。實踐環節是工程教育中的一個重要環節，對提高學生的實踐創新能力和適應相關行業的能力有著直接的作用。因此，構建工程實踐教學新體系顯得尤為重要。隨著各種高性能材料的廣泛應用，我國迫切需要材料專業人才。本文提出的教學方法是以學生如何做事為基礎，將有目的地學習或學習的個體劃分為教與被教，從而拓展學習的教學模式，使之具有實踐性。將這種方法或模式應用于材料科學基礎教學活動中，不僅為學生提供了實現學業和智力成長的工具，而且有助于學生實現自我價值，提高自尊和自信，防止成為網絡的犧牲品。根據阿根廷理工大學工科專業教學改革的實踐，以材料專業為例，從金屬鑄造實驗入手，以實踐為理論教學的前提。傳統教學認為實踐只是理論的副產品。通過這種從實踐到理論的教學方法，打破了傳統的教學秩序。在某種意義上，學生們開始面對學習，克服任何可能分散他們注意力的障礙。

二、 從實踐到理論的過程和方法

所采用的方法是使用直接教學法來完成兩種不同質量分數的金屬鑄造工藝，學生們被要求自己切割和稱量金屬材料，然后老師指示他們加熱金屬，直到它完全熔化。還鼓勵他們參加輔助工序，如澆注金屬、加入助熔劑和在爐體上安裝可拆卸的熱電偶。當金屬達到所需溫度時，取出金屬，放入培養箱，避免立即冷卻。學生們讓金屬保持涼爽，他們的工作從物理模型開始，他們在實驗室里看到的現象，以及被老師和學者充分記錄和解釋的模型。這意味著重點首先介紹了凝固，枝晶生長，晶體網絡，細胞，最后原子，原子模型，周期表。再一次，課程回到實驗室，在那里制作不同類型的鋼的回火樣品。當樣品在馬弗爐中加熱時，它們必須被放置在一個箱子中，以去除鐵氧化層，這樣它們就不會脫碳。觀察不同的溫度點和相應的冷卻時間。詳細的過程數據記錄可以幫助學生繪制冷卻曲線，找出臨界點并分別標記。當學生們學習如何制作一小塊金屬時，每個小組都仔細地記錄下所獲得的數據，所用的材料，以及基于這些知識的分數比例。每根鋼筋都被切成兩半，但只有一根鋼筋被鍛煉過。這兩部分試樣后來用于研究，制作金相試樣和測量硬度回火（和非回火）。在鋼筋回火過程中，教師可以用黑板或鐵碳圖來教學生同素異序以及如何改變金屬的組織。當達到試驗終點時，回火試樣在油或水中冷卻。在接下來的研討會中，老師以同樣的方式討論了 fe-c 二元相圖。

三、實踐結果與討論

3.1 從實踐到理論的教學效果

測試結果表明，對于與測試內容直接相關的問題，學生可以得到100% 的正確答案，即使將部分內容（概念）擴展到課外，也可以得到50% 以上的正確答案[2]。最后，應該制定激勵策略來幫助學生自主學習或復習以前的課程筆記。雖然以上述方式編排課程可能會增加教師的工作量，但教師對研究結果的滿意程度顯示這項工作是值得的。在金屬科學與熱處理課程結束時，班上幾乎所有學生都能夠根據關鍵的理論知識點進行相關的實驗。80% 的學生說他們對這個概念充滿熱情。不僅如此，還有一些學生不努力學習，甚至認為他們不能學習無聊的東西，改變了他們的想法，重新規劃了他們課上的學習。

3.2 結果分析與討論

在此背景下，我們研究了網絡產業引起的社會問題對學生注意行為的影響。這種方法有助于讓學生參與學習過程，以克服這種現象所造成的學習障礙，并使教師有機會與學生保持持續的聯系[3]。一旦學生專注于課堂活動，無論是冶金、材料或其他工科專業，教師有不同的機會來討論學習對個人的重要性。面對困難，老師有機會向學生解釋“我不能”不是一個有效的答案。如果學生通過向他們展示如何追求一個特定的目標而獲得滿足感，他們可能需要依靠外部刺激來避免浪費時間。當然，先實踐后理論的教學方法也可以極大地改善師生關系。該方法不同于傳統的主動型教師和被動型學生的教學態度，通過平衡師生關系，將師生關系建立在一個平臺上，極大地減少了師生關系的存在。良好的師生關系能顯著提高學生的學習能力。在師生關系中，教師在實踐學習過程中只需正確回答學生的問題，這種親密的感覺會讓學生不再有距離感和陌生感，學生會有更大的參與學習的積極性。

結語：由實踐到理論的教學方法，是需要事先擬定一個緊湊的綱要，結果對學生和老師都是積極的。一方面，學生所獲得的專業知識的概念往往難以有效地掌握。如果將來他們決定從事技術管理或科學研究，這將成為學科基礎知識的重要組成部分。另一方面，學生也有機會體驗自學的過程，態度的轉變，消除對互聯網和現代信息搜索的過度依賴。最后，這種教學方法對教師的專業能力和教學能力提出了新的挑戰，教師必須重新整合教學理念和課程體系，以拓寬教學方法，同時有效地加強學生的學習，掌握扎實的知識水平。

參考文獻

[1]鄧義群 ， 張超超 ， 孫雯嬪 ， 肖宗梁 ， 蔣鴻輝. 新工科建設背景下材料類專業實踐教學改革研究 [ J]· 科教導刊： 學科探索 ， 2020，（6）：21-22.

[2]朱榮濤 ， 胡炳濤，王艷飛 ， 李延鋒. 新工科下高校實驗與實踐教學體系改革與探索 [J] · 教育教學論壇 ， 2019，（16）：72-74.

[3]鐘登華. 新工科建設的內涵與行動 [J]. 高等工程教育研究 ， 2019，（3）：1-6，

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