材料類專業理論課程教學模式改革的思考

劉景順 劉澤田 白亮 劉瑞 烏力吉賀希格

[摘 要] 針對傳統材料類專業理論課程的教學現狀和升級改造問題，圍繞新工科建設背景下材料類專業理論課程的特點，探索了地方高校材料類專業人才培養體系構建新模式，揭示了材料類專業理論課程教學模式改革的必要性。同時，針對新工科和工程認證的人才培養實際需求，提出通過校企合作、資源共享、產學融合的具體實施策略，實現新工科背景下材料類專業從學科基礎導向到產業需求導向的轉變，推進線上線下混合式教學、翻轉課堂、第二課堂和課程思政等教學模式改革，搭建產學研用一體化的實踐創新平臺，不斷提升學生的工程實踐創新能力和新工科需求的自適應能力。

[關鍵詞] 新工科;材料類專業理論課程;教學模式;人才培養

[基金項目] 2018年度內蒙古工業大學教改重點項目“新工科背景下材料類專業建設與人才培養模式改革”（2018102）;2020年度內蒙古工業大學課程建設項目“《材料物理》線上線下混合課程”（BC2020009）;2020—2022年內蒙古工業大學學科團隊建設項目“材料學重點學科團隊建設”（ZD202012）

[作者簡介] 劉景順（1981—），男，河北景縣人，工學博士，內蒙古工業大學材料科學與工程學院教授，博士生導師（通信作者），主要從事功能材料開發與應用研究;劉澤田（1986—），男，山西朔州人，工學博士，內蒙古工業大學材料科學與工程學院講師，主要從事非平衡凝固理論及輕合金強韌化研究;白 亮（1984—），男，內蒙古巴彥淖爾人，工學博士，內蒙古工業大學材料科學與工程學院副教授，主要從事金屬材料強化與斷裂研究。

[中圖分類號] C229.29? ?[文獻標識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）37-0061-04? ? [收稿日期] 2021-04-30

“工業制造4.0”“互聯網+”“大眾創業、萬眾創新”等重要部署為新工科發展和新工科專業建設指明了方向，促使高校教育教學與產業經濟發展的聯系更加緊密。同時，新經濟快速發展、科技革命日新月異、產業變革加速進行，使我國經濟和社會發展、高等教育事業步入嶄新階段，并需要大量新工科背景的專業人才作為有力支撐[1]。因此，推進新工科專業建設，構建新工科人才培養模式體系，培養具有多元化、創新型的新工科工程科技人才的需求日益迫切。在工科專業系列理論課程中，材料類專業理論課程是新工科工程教育改革的主陣地之一，旨在豐富學生的知識面，激發學生的創新思維，培養學生思考、分析、解決復雜工程問題的能力，讓其在未來具備從事材料類專業工程實踐、科學研究的能力。然而，材料類專業理論課程中普遍存在著授課內容陳舊、教學模式單一、偏離產業發展等問題，并逐漸成為工科專業理論課程體系中的薄弱環節。

現階段，新工科專業建設已逐步實現從學科基礎導向到產業需求導向的轉變，特別是傳統優勢特色專業的升級改造。在新工科建設背景下，通過對材料類專業理論課程教學模式存在的問題進行分析與研究，以注重專業理論課程與產業對接，注重教學模式的創新，注重學科交叉，注重學生國際化視野和家國情懷的培養為指導思想，對培養方案、課程體系、教材建設、師資隊伍、實踐創新條件等方面進行改革探索與完善，設計新工科背景下材料類專業模塊化課程，并構建創新創業實踐平臺，進而激發學生的實踐創新能力，提高新工科教育人才培養質量，以期滿足國家經濟和社會發展的實際需求[2]。

一、新工科背景下材料類專業課程教學模式改革的意義

在新一輪產業技術革命的推動下，新興產業與交叉產業對工程技術人才的需求和質量層次要求越來越高，新工科的概念應運而生。新工科不僅指大數據、云計算、新材料和智能制造等新興的工科專業，還包括傳統工科專業的升級改造和工程實踐能力的提升等[3]。目前，高等院校中實際的專業建設和人才培養模式與新工科工程教育模式，以及工科專業的人才需求存在著一定偏差或不匹配現象。新工科背景下，以材料類專業課程教學模式為例，在專業人才培養的知識結構中存在教學模式單一、專業理論教學與工程創新實踐教學脫節的實際問題，同時存在多數學生工程實踐能力、創新能力不強的現象，難以達到培養學生的工程素養、解決復雜工程問題的能力，進而影響材料類專業人才整體培養質量。因此，新工科背景下材料類專業建設應緊密結合行業產業發展特點，以行業及社會需求為導向，圍繞工程教育理念調整知識體系，推動新工科工程創新實踐人才培養模式改革，培養出具有良好創新能力、工程應用實踐能力的新工科專業技術人才，進而滿足產業和社會發展對人才的實際需求。

二、新工科背景下傳統材料類專業理論課程教學模式存在的問題

新工科專業建設的核心是工程教育人才培養方式的革新，以提高工程教育人才培養的質量，樹立創新性、綜合型、周期性的工程教育新理念，構建新工科和傳統工科專業相結合的新學科專業體系，探索實施工程教育人才培養的新模式[4]。新工科工程教育模式是順應經濟和社會發展趨勢的，傳統專業人才培養模式與新工科卻存在一些偏差，如學校培養的學生與企業實際需求存在差異等，主要表現在如下幾方面。

（一）專業理論教學與工程實踐創新脫節

傳統工科專業多數是建立在較為成熟的行業產業基礎上的，缺乏新科技及產業的特征，導致專業理論教學與工程實踐教學脫節問題出現。同時，傳統教育模式和人才培養方案通常以專業課程為核心，知識體系中教學內容陳舊、教學方法單一，教師僅注重對理論知識的傳授和積累，重理論、輕實踐，導致學生工程實踐和創新能力不足，即使學生參加各類實習、專業創新實踐、綜合實驗等實踐活動，亦存在實踐動手機會少、時間短等問題，難以綜合運用理論課程提高學生的工程素養和解決實際工程問題的能力。

（二）傳統教學模式缺乏新工科的普適性

傳統教學模式是以教師講授為主導，學生被動式接受，難以激發學生學習的積極性和主動性。同時，多數專業課程壓縮學時數，導致知識點跨度大、不銜接，學生難以“吃透”講授內容，容易出現“掉隊”現象。專業類課程教學過程中，各種考核方式對學生學習專業課程知識產生不同影響，難點在于如何培養學生的工程創新意識，如何考核學生工程創新實踐的能力，達到新工科專業建設和工程教育認證的要求。此外，針對少數民族班學生，由于其漢語基礎薄弱，在接受材料類專業理論知識時存在困難，而材料類專業課程作為工科專業的必修課程，相關術語對于民族班學生較為陌生，這使得其在接受理論教學和知識學習方面的難度加大。