新工科背景下金屬材料專業外語“金課”教學改革與實踐

張海礁 周長海 孫儉峰

摘? 要：新工科背景條件下，培養具有國際競爭力的綜合知識型人才是當代高等教育中面臨的重要挑戰，同時針對具有工程背景的金屬材料專業學生的培養提出了新的要求。基于互聯網模式下翻轉教學模式的探索為金屬材料工程專業英語教學奠定了基礎，實現金屬材料專業外語向“金課”的轉變，使學生成為教學環節的參與者、實踐者，并成為新時代奮斗路上的建設者。

關鍵詞：新工科;互聯網;翻轉教學;金課

中圖分類號：G642? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2021）12-0149-04

Abstract： Under the new engineering and technical disciplines， it is an important challenge in contemporary higher education to train comprehensive knowledge talents with international competitiveness. The exploration of the flipped teaching mode based on the internet model has laid a foundation for "Metal Materials Science and Engineering"， and realized the transformation of professional English to "golden course". This will guide students to become participants and practitioners in the teaching process， and builders of the new era.

Keywords： new engineering and technical disciplines; internet; flip teaching; golden course

新工科建設是應對新經濟的挑戰，從服務國家戰略、滿足產業需求和面向未來發展的高度，在“卓越工程師教育培養計劃”（簡稱“卓越計劃”）的基礎上，提出的一項持續深化工程教育改革的重大行動計劃。新工科建設具有反映時代特征、內涵新且豐富、多學科交融、多主體參與、涉及面廣等特點[1]，目的是培養終身具有可持續國際競爭力、創造力、實踐力和領導力的卓越工程創新人才。大學不但培養學生立德樹人的品質，更要注重培養其國際視野、創新發展和終身學習的能力。金屬材料工程《專業英語》是一門專業性很強的應用課程，要求學生不但具有深厚的專業理論知識，而且具備扎實的英語語言基礎，教學實踐中應注重對學生理論意識、專業思維、交流方法、閱讀與撰寫能力及分析與解決問題能力的培養。

基于互聯網翻轉課堂是大數據時代新穎而高效的教學模式，這種新型線上-線下相結合的教學方法，改變了傳統專業類英語教學過程中以翻譯科技文獻和閱讀為主，而忽視用英語交流、表達與運用專業知識的能力，而是將學習的決定權從教師向學生過渡，教師不再是單一的“供給側”，學生不再是單一的“需求側”，而是滿足一定平衡關系的“杠桿定律”。這種動態平衡關系正是通過線上-線下相結合的教學方式，使得教師和學生之間有的放矢，充分培養學生自主學習能力。

課堂內的時間，不再是教師將專業英語以“灌輸”的模式講授給學生，而是讓學生能夠更加專注于主動學習，如講授金屬材料科學與工程專業英語“晶體結構”章節中，教師需要準備晶體結構與點陣、缺陷等關鍵詞匯、短語、英文原版書的解讀、科技文獻中相關內容和知識，以及慕課、動畫、ppt、課外作業等學習資源，并將其上傳至網絡教學平臺，讓學生在課前進行適當的了解和學習。教師在平臺上動態了解學生預復習情況。通過互聯網翻轉課堂模式，學生可以根據內容需求有針對性地對學習資料進行重點復習，如在講述金屬鍵（metallic bonding）、離子鍵（ionic bonding）和共價鍵（covalent bonding）等關鍵詞時，要引導學生掌握這類專業詞匯在科研文獻和專著中所處的語意和語境，所代表含義的差別及聯系，如何掌握這類重點詞匯的記憶和運用等，激發學生提高自主學習的靈活性和主動性。共同研究基于專業知識的基礎上，如何通過查閱、比較、分析與解決學習和科研中面臨的問題，從而獲得更深層次的理解，將金屬材料科學與工程專業英語由枯燥的閱讀“水課”打造成精彩互動的“金課”。

一、注重教學環節，提高教學質量

教學環節的掌控是提高教學質量的重要保障。課堂上不但要求教師對每個教學環節熟記于心，同時要求能將知識點循序漸進地傳授給學生。疫情條件下，針對大部分的教學內容由線下轉為線上，客觀條件上使得教師要針對教學方法進行較大調整。那么，這種基于互聯網條件下，教學環節的多樣性更賦予教師能夠將具有綜合性的專業知識由淺入深，由易到難進行講解。或基于關鍵知識點，讓學生通過自問、自學、自查的形式就問題進行拓展，建立自己的思維導圖，并采用翻轉課堂的教學方法，向同學闡述自己對知識點的認知和理解，與同學互動，與教師交流，從而真正達到掌握知識的目的。這種基于互聯網條件下翻轉課堂教學模式探索，有望將相對“枯燥”的專業英語課轉變成“金課”。

近些年，無論線下授課還是線上教學，“金課”與“水課”的討論始終是教育系統關注的話題，其目的就是杜絕學生“學分課”、教師“考核課”的存在。教育部高教司司長吳巖給出的“金課”“水課”的定義是“兩性一度”是“金課”標準，即高階性、創新性、挑戰度，反之，“水課”則是低階性、陳舊性和不用心的課[2]。然而，2020年突如其來的新冠肺炎疫情給授課方式與授課質量帶來了嚴峻的挑戰，更是對“金課”與“水課”的全新考驗。授課方式全部轉為線上授課，教師面對的是“冰冷”屏幕，不再是課堂上每個朝氣蓬勃的學生個體。線上另一端學生的聽課狀態、效果完全未知。這就需要教師充分運用“杠桿定律”，動態調節方式、方法，抓住高質量“金課”本質，讓屏幕真正地“熱起來”。可以根據所學知識點設置討論話題，如“What is the unit cell？ Why is the unit cell important？”。鼓勵學生勇于表達，敢于發言，這樣既提高了英語運用和表達能力又鞏固了專業基礎知識。但是，無論授課方式如何改變，高質量“金課”內涵始終未變。“金課”與“水課”重點是在教學環節。教學是體現師生關系的重要環節，培養學生能力是教學的重要任務，是一把雙刃劍，既需要教師全身心投入，也需要學生珍視課堂學習過程，因此教師要重新定位在人才培養過程中的角色，是否真正做到傳道授業解惑。因學生個體差異，課程的教學模式與方法不可能適合所有學生，教師應充分了解學生掌握知識情況，因材施教，真正幫助學生完成學習目標，讓學生以“主人”的身份真正融入到掌握知識、探索知識、解決問題的自主學習當中。本文通過金屬材料專業兩屆110名學生樣本調查，初步考察了教學環節過程的改變對學生知識掌握和應用情況的影響，如表1所示。

樣本一為傳統授課模式條件下，教學環節對學生學習意識的影響，從隨機調查的四種水平來看（簡答題-討論題-講解題-應用題），學生主觀意識對知識的掌握不夠積極，需經過引導等環節來強化對課堂重點和難點的掌握，主觀應答率低于10%;樣本二為經過改革教學環節后，包括線上-線下、課堂反轉、問題提出、分組討論、“我的課堂我做主”等多種教學方法相結合的方式，學生在學習意識形態上有了較大的改變，不再把專業英語看成是“頭疼課”“刷分課”，而是“我學習專業英語能給我帶來怎樣的發展”“我能從中獲得什么，對未來的職業規劃有何促進作用”進行了認真思考，極大地調動了學生的學習熱情和主動性。通過樣本分析可知，針對金屬材料工程專業外語的課程體系的改革，學生的主觀應答率由8%提高到43.2%，說明通過不斷的持續改進不但可以極大提高學生的學習興趣，更重的是能夠讓學生通過“我要學”從而達到掌握、理解和運用知識的目的，具有觸類旁通的效果，更能夠讓本門課程成為高質量的“金課”。

二、提煉教學重點，拓寬知識視野

一門課程能否打造成“金課”不但取決于教師對課程的理解和態度、學生的認知程度，授課過程中的“細枝末節”也十分重要，可以說“細節的成敗”決定了“金課”質量。金屬材料科學與工程專業英語是在學生掌握一定的專業基礎知識，具備一定的英語水平基礎上，通過學習金屬的結構、缺陷、擴散、凝固、相圖等方面的基本理論知識，并受到英語聽、說、讀、寫、譯等良好技能訓練，掌握一定的科研方法，能夠從事相關專業文獻的閱讀、翻譯、撰寫研究等工作，同時能夠表達、交流，具備一定的國際視野。能夠掌握關鍵詞匯、語句并能進行合理的表達與交流是專業英語課程的目的。課前教師根據學生預習過程中出現的問題，如翻譯的準確性、表達的完整性等，確定學生對相關專業英語的理解程度，對共性問題進行講解、分析、討論。課堂設置互動環節，將重點、難點以問卷的形式通過網絡平臺在線發送給學生，網絡平臺記錄學生答案，出現的問題現場討論答疑。不但增加了學生的英語表達與交流能力，強化了學生對金屬材料專業基礎知識的掌握，同時，吸引學生線上上課注意力，使學生即使在線上上課也能夠感受到自己是課堂的參與者，而不是旁聽者，真正做到“在特殊時期”停課不停學，同時對教學方法的改革也是一次認真的思考和改革過程。這一過程中教師要引導學生在課程教學中有針對性的學習，如在講解二元相圖的時候，首先要在網絡平臺上給出binary phase diagrams，degrees of freedom，components，equilibrium conditions等關鍵詞匯的釋義，讓學生們在基礎英語的基礎上，拓展金屬材料類專業詞匯的解讀，然后給出相關的科技英語的語句和段落，嘗試進行翻譯與理解，并結合專業基礎知識檢測翻譯的準確性，使得學生們在應用中能夠掌握關鍵知識點，激發學生積極學習思考的熱情。討論時每組都設有小組長，小組長是平臺學習的積極組織者和倡導者，能夠引領學生一起討論學習，并能夠進行總結，與其他討論組分享成功經驗。教師也要積極參與其中，啟發學生，引導學生。學生不再是知識的被動接受者，而是主動學習者、自主建構者和探索者[3]。科技文獻的閱讀和翻譯是專業英語學習最重要的方式之一，這種案例分析式教學方法不但能夠加深學生對專業英語的熟知程度，更能激發學生的求知欲望和科研興趣。課下，學生可針對專業方面感興趣的方向，大量收集資料，查閱文獻，以研究報告或ppt的形式進行總結，并以小組的形式，通過外語進行簡單交流，教師可跟學生一起討論分析。教師要在平臺上建立學習園地，隨時關注網絡平臺，定期推送相關專業英語知識，科技文獻、最新科技成果進展等，學生全方位掌握專業科技進展，并按時完成網絡平臺作業，教師能夠對翻轉課堂的教學效果進行評價，計入學生的最終考核成績。

三、改革教學內容，培養學生家國情懷

傳統教學模式中，教師將專業性的系統知識傳授給學生，側重對學生的技能訓練和邏輯思維的培養，而針對思想道德方面的教育相對較少。通常情況下，學生思想道德教育是在思政課堂進行講授，而大學思政課時間相對集中，具有階段性，而方向性更強的專業課程很少涉及，這就使得高等教育培養的人才很難適應社會主義現代化建設的需要。因此，有必要在專業課講授過程中積極貫徹黨在新的歷史條件下的思想、方針、政策，正確樹立人生觀和價值觀，培養學生愛國主義情操，懷有理想和抱負，樹立遠大的人生目標，努力把學生培養成專業理論知識精、業務工作能力強、思想道德情操高的專門人才[4]。因此，在教學過程中教師必須進行教學方法改革，將思政課“穿針引線”地引入到專業課教學當中，引導學生樹立正確的價值觀、人生觀和世界觀，培養學生積極向上的家國情懷和愛國熱情。讓學生通過對專業英語的學習了解世界科技發展前沿，讓學生充分認識到只有奮斗的青春，無悔的努力才能建設強大的祖國。如在金屬材料專業英語中解析“graphite（石墨）”專業詞匯時，通過介紹“graphite”的衍生詞，如“graphene（石墨烯）”“graphdiyne（石墨炔）”等，使學生們充分了新材料發展的前沿信息，通過對專業英語的學習，能夠迅速掌握相關科技新聞、技術信息發展的最新動態，同時認識到我國科技的發展與世界發達國家之間的差距，只有通過不懈努力才能從“跟跑”成為“領跑”。另外，通過擴展思維，使同學們能夠清楚地認識到，我國雖然是石墨產量大國，但附加值高的石墨產品相當一部分還需進口，這說明我國在石墨領域的精-深加工技術還不成熟。為改變這一現狀，只有通過不斷努力學習，技術創新才能縮小同發達國家之間的差距。學生只有真正掌握所學內容，才能認識到所面臨的嚴峻挑戰，就會意識到“幸福是奮斗出來的”內涵與真諦，那么作為知識傳遞的方式，教學不僅僅意味著“教”與“學”，更承載著希望與未來。因此，“金課”建設的內涵更需要課堂主體（教師-學生）開啟更深層次意義。從而激發學生們的學習熱情，培養高尚的家國情懷，讓同學們意識到只有通過不斷學習專業知識，投身祖國建設，才能實現我國的百年奮斗目標。

四、改革評價體系及考核方式，堅持可持續發展

“金課”建設最終目的是培養德才兼備的新時代建設者。學生的“本職工作”是掌握知識、學習本領。通過一定階段課堂的學習，將對知識的理解、掌握和應用情況能夠正確付諸于生產和實踐當中，助力社會主義建設當中。這就要求學生在求學期間的考核評價體系科學合理，并且能夠持續改進。因此，教學評價方式不僅僅起到督導作用，更是服務、協作“金課”的“催化劑”。傳統的教學評價方式是通過課程結束后的期末考試，或者簡單融入一些作業、期中考試等評價方法來考查學生對知識的掌握情況，這類考核方法擺脫不了學習過程中采用機械式、充填式傳統學習模式，已不能適應現代教育理念中多角度、立體式、融合式的教育理念。“金屬材料科學與工程專業英語”知識面覆蓋廣，交叉學科多，并結合了專業知識和英語的聽、說、讀、寫能力，是對知識綜合運用能力要求較強的一門學科，在掌握專業基礎知識的同時，要求具有一定的國際交流和溝通能力。因此，傳統的、片面的采用以期末成績記分等形式，無法正確、客觀地評價學生對知識的掌握情況，更激發不了學生的學習熱情，使學生又回到了基礎英語的學習狀態，靠死記硬背來完成學習任務，久而久之產生厭學情緒。特別是在“疫情”期間，這種完全線上非體感式教學方法更容易讓學生產生乏力、枯燥的心理負擔。因此，評價體系及考試方式也應遵循“杠桿定律”，向過程考核側重，如通過專業問題的回答，可考查學生重點關鍵詞的掌握情況;通過英文文獻的閱讀與翻譯，可考查學生對專業領域的前沿進展情況的了解，并初步掌握英文文章寫作的基本規律及語句的運用;通過科技文章的寫作，可考查學生對專業英語的綜合運用能力，包括對知識點的理解、實驗方案設計、原理的闡述、結果討論等系列問題的外文描述;通過國際會議的參加與交流等都可作為過程考核的方式，考查學生專業英語的運用情況，又可考查學生對當今科技發展的最新動態及金屬材料最新科技前沿的掌握情況。

課程考核方法是“金課”評價的重要組成部分。在建設“金課”的同時，應避免“虎頭蛇尾”的課程體系，應做到“重過程、重結果、重應用”的可持續發展的教學理念，通過合適的考核評價標準來全面評估教師的“教”與學生的“學”這一融合推進教學改革不斷發展的創新驅動力。

五、結束語

“金課”的打造需要潛心研究，需要師生的共同努力，尤其是應用科技型大學做好新工科建設背景前提下，針對“專業英語”這類起點高的專業課程，教師如何“上好課”“怎么上”，如何讓“金課”真正走進校園是每位教學一線工作者必須思考與解決的問題。從教學理念上進行根本轉變，改變教師課堂“獨撐門面”的單一教學方法，“模糊”教師的“教”與學生的“學”界限，全面完善考核評價體系，不僅對學生進行考核，對教師也需進行合理評價，如圖1所示。

特別是基于互聯網模式下的翻轉教學模式的探索，為金屬材料工程專業英語教學探索奠定了基礎，實現金屬材料專業外語向“金課”的轉變，這就需要每位教師從業務能力上不斷的自我提升，從思想意識上不斷的自我總結，從教研教法上不斷的自我創新，更需要教學方法多樣化、具體化、全面化、深度化等手段實現“水課”向精品課程轉換，最終成為“金課”;讓學生真正感受到自己是課堂的參與者、實踐者，能夠提出自己的想法、觀點，并設計、創建、構架解決問題的方法，而不是被動的旁聽者，著力實現學生自主學習、自主認知、自我提升、自我充實的全面轉變。

參考文獻：

[1]林健.引領高等教育改革的新工科建設[J].中國高等教育，2017（Z2）：40-43.

[2]史劍，張雪艷.以“兩性一度”為標準建設海洋科學專業“金課”的思考[J].教育現代化，2019，6（A3）：142-143+150.

[3]丁建飛.化工類專業化工原理課程教學改革方法研究[J].化工時刊，

2018，32（10）：51-52.

[4]石勇.“材料科學導論”課程教學改革與實踐[J].教育理論與實踐，

2017，37（21）：56-57.