“雙一流”建設背景下納米材料與技術跨學科課程教學平臺的融合與構建

[摘 要]該研究以納米材料與技術創新創業課程前期的建設成果為抓手，推進納米材料與技術課程教學活動供給側改革，組建以跨學科的研究型教師為主的專業課程教學團隊，將科研成果轉化為有效的教學資源，規劃納米材料與技術課程跨學科的研究性教學內容，打造航空材料納米材料模塊化課程、環境化學納米材料模塊化課程，借助大數據、云計算等信息技術，建設納米材料與技術跨學科課程的師生互動平臺，共建共享教學資源，由此解決教學和科研相脫節問題，提高學生學習主動性，并及時了解學科的最新前沿研究成果，達到高質量的人才培養目標。

[關鍵詞]納米材料與技術;跨學科課程教學平臺;課程建設

[中圖分類號] G640 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2022）04-0076-03

納米技術是21世紀的三大高新技術領域之一，納米材料與技術課程的教學，對相關專業高科技人才的培養具有很大的現實意義[1]。本課程的教學內容包括納米材料以及納米技術的基礎知識、理論及其應用，同時介紹納米科學的最新前沿研究成果及其進展，是一門理論與實踐相結合的課程。

一、納米材料與技術課程教學平臺融合與構建的背景

筆者講授的納米材料與技術課程，曾獲南昌航空大學（簡稱“我校”）青年教師講課比賽一等獎和第十五批校級教學成果二等獎，主持的課件“納米材料與技術課程資源網”，獲第十四屆全國多媒體課件大賽理科組二等獎。同時，課題組在已完成江西省教改課題和我校創新創業課程培育項目即基于研究性教學的“互聯網+《納米材料與技術》”創新課堂建設的基礎上，鑒于我校材料科學與工程學院（簡稱“材料學院”）和環境與化學工程學院（簡稱“環化學院”）都開設了納米材料與技術課程，因此提出跨學科融合與構建納米材料與技術課程教學平臺。

我校的材料科學、環境化學均進入ESI全球排名前1%，環境化學、材料科學分別入選江西省一流學科優勢學科和建設學科（支撐）。課題組以納米材料與技術創新創業課程已有的建設成果為抓手，在材料學院、環化學院建立多層次、多形式的納米材料與技術課程教學交流與展示平臺，推進納米材料與技術課程教學活動供給側改革，組建以跨學科的研究型教師為主的專業課程教學團隊，對教學團隊成員的30余項高水平科研項目進行認真梳理總結，將科研成果轉化為有效的教學資源，規劃納米材料與技術課程跨學科的研究性教學內容，打造環境化學納米材料模塊化課程、航空材料納米材料模塊化課程，形成環境化學工科優勢突出、材料科學航空特色鮮明的納米材料與技術課程特色教學資源[2]。

課題組在課程教學平臺的融合與構建過程中，將創新創業教育理念貫穿在納米材料與技術課程教學中，凝練“雙一流”學科的納米材料與技術課程特色精品教學內容，構建創新創業教育與跨學科納米材料與技術課程教學融合新模式[3]。在此基礎上，借助大數據、云計算等信息技術，建設納米材料與技術跨學科課程線上線下混合式教學的師生互動平臺，共建共享優質教育資源。課題組在課程教學實踐中，完善教學內容的融合、實踐平臺的融合和新模式下人才培養內在機制，以高質量的教學培養拔尖創新人才[4-5]。

二、納米材料與技術課程教學平臺的跨學科融合與構建對促進該課程教學質量提升的意義

納米材料與技術課程教學內容涉及材料科學、環境化學等學科，課題組在不同學科、不同專業的納米材料與技術課程教學實踐中，找差距、補短板、優結構、顯特色、重創新，跨學科組建新型教學團隊，整合教學資源，合力服務于高質量教學。納米材料與技術跨學科課程教學平臺的融合與構建對促進這門課程教學質量的提升具有很大的意義。

其一，跨學科的教學團隊成員搭配合理，主持納米材料與技術相關科研項目30余項，包括國家基金項目、航天基金項目、航空基金項目、江西省重點研發計劃項目等，致力于做好科研反哺教學，培養拔尖創新人才。

其二，課題組成員是海歸博士、海外留學人員或北大訪問學者等，發表過較多高水平科研論文，這些科研成果經過整理可以轉化為有效的教學資源。

其三，依托大數據、云計算等信息技術，建設融信息技術、教學資源、教師教學、學生學習等為一體的在線開放納米材料與技術課程。采用新的信息技術，基于CSS媒體查詢（Media Query），課程網站通過同一份代碼快速、有效適配手機、平板、PC設備，實現響應式布局。增加獨立的問答社區，為“Nanometer在線”公眾號建立的知識社區，專注于納米知識的整理、歸類、檢索、分享，有非常豐富的教學資源，學生更方便自主學習。關注“Nanometer在線”公眾號也能同步學習納米材料與技術課程，實現立體式、多維度教學，實現優質課程教學資源的共建共享。

三、納米材料與技術跨學科課程教學平臺融合與構建的實施方案與解決的問題

納米材料與技術跨學科課程教學堅持“以本為本”，緊緊圍繞培養復合型創新型高級專門人才的定位，以前期納米材料與技術創新創業教育改革所取得的成果為抓手，積極推進材料科學、環境化學“雙一流”學科的納米材料與技術課程體系結構優化和特色強化，推進教學育人與科研育人的深度融合。

整合不同學科的納米材料與技術課程教學資源，通過課程教學活動的供給側改革，以高水平研究型教師的教學團隊作為保障，做好信息技術與納米材料與技術教學的深層次融合，量身定制工科優勢突出、航空特色鮮明的環境化學納米材料模塊化課程、航空材料納米材料模塊化課程。教師團隊在材料科學、環境化學領域的科研成果，都可以成為納米材料與技術跨學科課程的特色教學資源。

比如筆者在開展納米材料與技術課程的一次課堂教學時，考慮到講授對象是高分子材料與工程專業和復合材料與工程專業的大學生，于是結合自己主持的科研課題“江西省重點研發計劃項目‘基于三聯苯MJLCP的新型航空柔性光電材料研究開發’”中的聚合物太陽能電池器件制作以及“上海航天科技創新基金項目‘航天器復合材料結構件損傷的可再構及智能自修復新技術’”中的微/納復合微膠囊的智能自修復來補充科研資料，將科研成果轉化為有效的教學資源，從而實現以科研促教學。

以上成功的教學案例被推廣到環化學院陳德志老師的科研課題“江西省自然科學基金項目‘MOFs派生的磁性有序多孔結構碳基材料的可控合成及其去除水體污染物研究’”“航空科學基金項目‘新型中空鐵氧體/RGO核殼結構填充的聚合物基納米吸波涂層的可控制備及性能研究’”，以及無機非金屬材料系黃軍同老師的科研課題“江西省青年科學基金重點項目‘納米技術強化潔凈鋼冶煉用Sialon結合SiC復合耐高溫材料的應用基礎研究’”“國家自然科學基金面上項目‘酚醛樹脂/三輥差速剝離微納石墨片及其在低碳MgO/Al2O3-C耐火材料中應用的研究’”，都有助于有效提煉出教學元素，闡述納米材料在環境化學和航空材料領域的應用。

納米材料與技術跨學科課程教學平臺的融合與構建的實施方案包括三個過程：轉觀念、重過程、強互動。

其一是轉觀念。關鍵是以學生為中心。納米材料與技術跨學科課程體系的設計、教學內容、教學方法等都要體現“以本為本”;根據納米材料與技術課程的性質來實施研究性教學，加大教學中的研究分量（可≥30%）;培養創新思維，將最前沿的科研動態引入教學內容。

其二是重過程。強化課程教學的過程管理，加大過程考核成績在課程總成績中的比重，重視學生在課堂問答、測驗等平時教學活動中展現出來的創造性成果。同時開展課程考試改革，學生除了需要參加試卷考試，還必須完成納米材料與技術前沿科技研究的學術性PPT報告，并參加教師組織的答辯考核。

其三是強互動。大力推行互動式教學方法，就是讓學生參與教學過程，激發學生學習的活力。一次高質量的課堂教學往往是一場頭腦風暴訓練。通過開展互動式的研究性教學，使學生的批判性思維、辯證思維能力得到進一步加強。

“雙一流”建設背景下，納米材料與技術跨學科課程教學平臺融合與構建的實施路徑如下圖所示。

課題組通過納米材料與技術跨學科課程教學平臺的融合與構建，解決了以下問題。

其一，解決了教學和科研脫節的問題，以科研成果有效反哺教學，促進了課程教學的科教融合。實施研究性教學理念，在教學內容中引入納米材料與技術課程教學團隊的前沿研究，將其科研成果轉化為有效的教學資源，滿足了學生對前沿知識的求知欲，使學生的知識廣度和深度都得到了拓展。

其二，借助大數據、云計算等信息技術，構建納米材料與技術跨學科課程的師生互動平臺。鼓勵學生線上線下多提問，在教師的引導下，學生學習主動，積極參與教學活動，有效發揮了教師主導和學生主體的作用。

四、納米材料與技術跨學科課程教學平臺的融合與構建所取得的教學成果

教學團隊用一流的科研成果提高教學質量，又以高質量的教學助推拔尖創新人才培養。另外，信息技術推動納米材料與技術課程教學模式改革，移動課堂有助于發揮教師主導和學生主體的作用，教師、學生、教學資源之間開展多維度的互動交流。納米材料與技術跨學科課程教學平臺的融合與構建實踐取得了較多的成果。

建立多層次、多形式的納米材料與技術課程教學交流與展示平臺。在材料學院、環化學院納米材料與技術跨學科課程教學實踐中，開展不同系、不同專業、不同學院多層次的教學交流與研討會，穩步推進高質量教學的開展。

構建了“雙一流”建設背景下納米材料與技術跨學科課程特色教學內容融合的平臺。在納米材料與技術課程教學過程中，教師根據教學內容與教學要求采用案例式教學方法，案例的素材來自教師主持的科研項目，使專業課程教學效果更加直觀、生動，將科研成果轉化為有效的教學資源，做好以科研促進教學，實現課程教學的科教融合。

在“雙一流”建設背景下建立了納米材料與技術跨學科課程教學體系統籌協調機制，開展跨學科課程教學實踐平臺和創新創業教育實踐平臺的優質教學資源共享。

納米材料與技術跨學科課程的融合與構建實踐所取得的成果還體現在落實了以學生為中心的人才培養理念。培養拔尖創新人才的知識創新能力，主要指獲取知識的能力、運用知識的能力以及創造新知識的能力。整合了納米材料與技術課程的教學內容與特色教學資源，整體推進了融合課程教學的各個階段，使學生實現了從“學會”到“會學”的飛躍。注重全面提升拔尖創新人才的綜合素質，注重理論和實踐的結合，能解決學生在自主學習過程中所遇到的實際問題，在科教融合過程中讓學生受益。

綜上所述，課題組通過納米材料與技術跨學科課程教學平臺的融合與構建，堅持教學與科研相統一的原則，將科研成果轉化為有效的教學資源。重視開展研究性教學，做好環境化學工科優勢突出、材料科學航空特色鮮明的納米材料與技術課程教學規劃，量身定制有利于在“雙一流”建設背景下培養拔尖創新人才的納米材料與技術課程教學內容，實現了教學內容的融合創新，同時完成了實踐平臺的融合創新。在課程教學改革的探索中，創造性打造航空材料納米材料模塊化課程、環境化學納米材料模塊化課程，建立納米材料與技術跨學科課程教學體系統籌協調機制，使優質教學資源通過跨學科課程教學實踐平臺實現了共建共享。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 萬里鷹，羅軍明.基于研究性教學的互聯網+“納米材料與技術”創新課堂建設與實踐[J].南昌航空大學學報（自然科學版），2018（4）：105-110.

[2] 劉建軍.進一步重視科研在高校育人中的地位和作用[J].中國高等教育，2015（6）：34-37.

[3] 何發勝.“雙一流”建設背景下高校創新創業教育與專業教育融合存在問題與對策[J].職教通訊，2018（16）：59-62.

[4] 李宗臣.跨學科創新視角下創客教育與STEAM 教育的融合[J].教育現代化，2019（47）：3-4.

[5] 牟小剛.“雙一流”建設背景下高校教學活動供給側改革模式的構建[J].中國成人教育，2018（18）：93-96.

[責任編輯：龐丹丹]