許晨陽 李國華 陳華輝

中國礦業(yè)大學(北京) 北京 100083

國務院辦公廳于2015年5月印發(fā)了《關于深化高等學校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實施意見》。因此，推進高等教育綜合改革、促進高校畢業(yè)生更高質量創(chuàng)業(yè)就業(yè)成為目前國內(nèi)高校改革和發(fā)展的戰(zhàn)略目標。心理學的實驗研究與教育家的科學論證都表明：創(chuàng)新能力在合理的教育與培養(yǎng)下可能在每個身心健康的個體上得到發(fā)展和實現(xiàn)。教育的英文是educate，源于拉丁文的“educate”，本意是引出。可見，教育的責任就在于把這種潛在的創(chuàng)造力誘導、開發(fā)出來。這一點需要通過以探索和研究為基礎的教學[1]過程培養(yǎng)，通過教學過程的優(yōu)化實現(xiàn)。

就材料科學與工程專業(yè)而言，材料科學基礎課程是非常重要的一門專業(yè)基礎課。一方面，該課程的內(nèi)容對構建材料類工程技術人員的專業(yè)知識體系，培養(yǎng)學生科學的思維方法和創(chuàng)新能力以及運用基礎理論解決實際問題的能力具有奠基作用；另一方面，專業(yè)的拓寬，學生培養(yǎng)模式的變化，均涉及該課程，特別是隨著材料科學的發(fā)展，新材料、新技術、新工藝均在該課程中有所反映。因此，建立與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)背景下的高等教育人才培養(yǎng)方案及教學體系相適應的材料科學基礎課程教學內(nèi)容、教學方法、考核制度等就成為材料專業(yè)教學改革的一項重要任務。

1　調整課程結構　優(yōu)化教學內(nèi)容

長期以來，人們一直按照材料的化學屬性將其分為金屬、無機和有機材料三大類，各類材料具有不同的化學鍵，因而具有不同的結構和特性。但隨著與材料性能和結構有關的學科的出現(xiàn)和現(xiàn)代測試技術的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)具有不同化學屬性的材料之間仍存在著共同或相似的基礎理論和規(guī)律。于是，金屬材料、無機非金屬材料和有機高分子材料已不再是孤立存在的學科，相互間的聯(lián)系更趨密切，相互滲透更趨明顯。這也使得原來可以比較容易區(qū)分的材料屬性變得模糊起來。同時，材料的宏觀性能、微觀結構狀態(tài)和制備工藝技術等均表現(xiàn)出相互聯(lián)系、交叉和滲透的趨勢。這就從客觀上對材料學科專業(yè)的人才培養(yǎng)提出了更高的要求，即拓寬專業(yè)口徑，以材料科學為基礎研究和開發(fā)新材料。

因此，為保證課程設置和課程結構的系統(tǒng)性和科學性，使學生形成較為合理的知識結構，我們開設了整合金屬學原理、硅酸鹽物理化學、高分子材料結構等多門學科，提取其共性、精粹和關鍵技術內(nèi)容基礎上形成的課程—材料科學基礎。并將材料科學基礎課程的教學內(nèi)容定位于以基礎理論為主，結合實際材料(包括金屬材料、高分子材料、無機非金屬材料)闡述其結構、性能及其相互關系。強調學生對基礎理論的理解和應用，使學生能夠掌握從材料的內(nèi)部結構來探討材料結構與性能的內(nèi)在聯(lián)系及規(guī)律的方法，注重培養(yǎng)學生從其基本理論出發(fā)，解決材料的生產(chǎn)與科研以及材料使用中的問題的能力。

此外，由于進入21世紀以來，材料科學發(fā)展更加迅速[2]，因此我們在教學內(nèi)容中，除了講解材料科學的基本原理及相關理論，還注意不斷更新和補充，隨時穿插的介紹材料科學的發(fā)展和研究前沿，使課程內(nèi)容兼具基礎性和先進性。這樣既大大提高學生的學習興趣，拓寬學生的知識面，對學生的學習起到很大的促進作用，又開闊了學生的視野，為他們今后進一步深造或從事科研工作打下了基礎。

2　改進教學方式　提高教學質量

材料科學基礎課程內(nèi)容豐富、知識點多、知識量大，知識結構系統(tǒng)而又基礎，對這門課程的教和學均有非常高的要求，也是比較各高校材料專業(yè)本科教學質量和水平的一個核心考核內(nèi)容。由于該課程概念多、理論性強、實踐性也很強，加之有些微觀結構看不見、摸不到，內(nèi)容抽象、枯燥，因此學生感到難學。作為該課程的主講教師，為了解決這個問題，除了課上講清難點，課外多做習題外，在改進教學技巧、教學方法和教學手段上做了很多工作。

在教學技巧方面，(1)重視引言：全書有個緒論，每一章節(jié)又有一個引言，講好各部分的引言非常重要，讓學生知道要學什么，為什么要學，怎樣入手去學，對于隨后正文內(nèi)容的講解非常有益；(2)在加強基本概念和基礎理論的前提下，注重展示知識形成的過程與學科思想發(fā)展的脈絡，使學生明白所學知識前后的關聯(lián)性，有助于學生建立完整的知識體系；(3)在內(nèi)容的敘述上力求由淺入深，循序漸進，力求做到層次分明，重點突出；(4)在語言表述上，抑揚頓挫、剛柔相濟，不斷激起語感和美感；并盡量用簡單、易懂的語言表達復雜的概念或理論，幫助學生對問題的理解。

在教學手段上，將傳統(tǒng)的教學手段與現(xiàn)代教學技術有機結合。一方面，把部分的教學內(nèi)容制作成實用、圖文并茂的多媒體課件，這樣既省去了不少板書時間，可以在較短的時間內(nèi)給學生以更大的信息量，拓寬學生的知識面，而精彩的畫面又大大提高了學生的學習興趣，此外，還輔之以教學模型，使抽象概念和空間結構形象化；另一方面，對于關鍵的公式推導，必要的例題則以板書方式講解，逐步引導學生的學習和思維過程。

在教學方法上，常采用提問式(教師問，學生回答)、問答式(教師問，教師自己回答，讓學生有恍然大悟的感覺)、引而不發(fā)式(教師問，不回答，由學生自己思考)、討論式等，讓學生充分運用頭腦中已有的知識去思考、猜測本課程將會怎樣延續(xù)，給學生充分表現(xiàn)自己的機會，緊緊抓住學生的注意力，讓學生成為教學活動的積極參與者而不是旁觀者，取得良好的師生互動。

3　更新教學理念　引入探究式教學

美國教育家里歐?巴士卡里雅曾經(jīng)說過：“我們的教育不成功，因為我們從不幫助教師們撕下教師的面具，平平易易的做人，從來不使他們認識到教師的作用只在于引導”。因此，筆者轉變了傳統(tǒng)的教育理念，把自己的角色從知識的權威者向知識的組織者轉換，從知識的傳遞者向學習的促進者轉換，不是那種居高臨下，令學生敬而遠之的教師，而是讓自己和學生處于平等地位，使學生以放松的心境與教師交流，說自己之所想，問自己之所惑。例如，在材料科學基礎的課堂教學中，我們以“蘋果離液態(tài)金屬還有多遠？是差一個iPhone7還是一個 iPhone8？”為題，讓學生在課外閱讀文獻資料，組織學生在課堂上進行探討、研究，以學生發(fā)言為主，各抒己見，讓學生直接參與教學。在探究中讓學生對材料科學中的有關“液態(tài)金屬的結構、性能及制備工藝，晶體與非晶體”等基礎理論有深入的認識。教學實踐證明，這種新的教育理念下的探究式教學，贏得了學生的普遍喜愛，取得了較好效果。

4　照本宣科變能力拓展

4.1　開設綜合設計性實驗

材料科學基礎是一門基礎理論與工程實踐結合得非常緊密的學科，實驗教學對于幫助學生鞏固和加深課堂所學的理論知識，掌握基本實驗技能，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際，自己動手分析問題、解決問題的能力具有舉足輕重的作用[3]。因此，首先，我們編寫了材料科學基礎實驗用教材。其次，改革傳統(tǒng)的實驗教學方式，由單一操作性和驗證性實驗向設計性和綜合性實驗過渡，有針對性地開設綜合性實驗，強調教師指導和學生參與相結合，壓縮教師講授時間，鼓勵學生自己擬定實驗方案，創(chuàng)造條件讓學生獨立完成實驗，以培養(yǎng)學生綜合的實踐技能和創(chuàng)新能力。

4.2　改革作業(yè)的布置內(nèi)容與形式

我們傳統(tǒng)作業(yè)的內(nèi)容和布置往往側重于檢查學生對某一知識點的掌握，這些知識往往可以從書上直接找到答案，使學生缺乏思維的動力和機會，常常出現(xiàn)抄作業(yè)的現(xiàn)象。而創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)背景下的本科教育要求我們培養(yǎng)的學生具有創(chuàng)造能力以及探求知識和綜合運用知識的能力[4]。因此，作業(yè)的內(nèi)容和布置的形式應該多樣化。我們布置了幾個大作業(yè)，完成它學生需要查閱一些參考書。通過閱讀有關參考書，讓學生就某些重點內(nèi)容進行深入學習，有利于他們理論水平的提高。同時，又使學生眼界大開，激發(fā)學生對材料科學及其專業(yè)的熱愛。例如：前段時間，關于高錳鋼燒水壺會析出錳，讓人變傻、變癡呆、致癌的說法瘋傳朋友圈，甚至掀起了一波“換水壺”潮。在作業(yè)布置時我們就以“高錳鋼電水壺你還敢用嗎？”為題，讓學生利用所學的Fe-Fe3C相圖，研究錳對鋼中奧氏體相區(qū)的影響，錳在鋼中的固溶與析出等。

4.3　改革考核方式　建立科學的評價指標

引導學生死記硬背，以考試分數(shù)確定學生優(yōu)劣的傳統(tǒng)考試方法顯然已不能與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)的方案及教學體系相適應。在考核方式上需要建立更加科學的評價指標。在考試命題時，一方面，不僅考記憶性、認知性的知識，還要考綜合性、分析性、理解性、創(chuàng)造性的知識。此外，為培養(yǎng)學生提煉、歸納、總結的能力，我們增設了新的考核內(nèi)容，即在課程臨近尾聲時，讓學生根據(jù)課堂上所學的知識，查找資料，寫一篇小論文—“通過學習材料科學基礎，你認為材料強化的機制有哪些？”，小論文的成績在期末總成績中也占有一定比例，以此促進學生對知識的綜合應用以及分析和創(chuàng)新能力的發(fā)展，并為以后撰寫科研論文打下堅實的基礎。

5　結語

為培養(yǎng)出富有創(chuàng)新精神、勇于投身實踐的創(chuàng)業(yè)人才，其本科教學模式可以體現(xiàn)在教學各環(huán)節(jié)上。任課教師基于一門課程—材料科學基礎，在課程內(nèi)容調整，探究式教學、設計性實驗開發(fā)、作業(yè)的布置內(nèi)容與形式、考核方式等方面進行了探索和實踐，取得了一定效果。不過，雙創(chuàng)型人才的培養(yǎng)有若干種模式，且需要每個專業(yè)所設置的各門課程的共同協(xié)調，模式才能構成一個 “完整”框架。在這個框架建立的過程中，還可能出現(xiàn)一些新問題，也需要各級管理人員和廣大教師的積極配合、群策群力，需要高校同行間的廣泛交流、集思廣益。總之，構建培養(yǎng)富有創(chuàng)新精神、勇于投身實踐的創(chuàng)業(yè)人才的本科教學模式是一項復雜的系統(tǒng)工程，任重而道遠，我們尚需不斷探索，大膽實踐。

[1]楊平,陳冷,孟利.材料科學基礎研究型教學示范課建設思考與實踐[J].中國冶金教育,2013(2):23-25.

[2]姚可夫,鞏前明,張弓.迎接挑戰(zhàn) 建設精品課程:課時減少條件下的工程材料課程建設[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2013(19):14-16.

[3]李國華,位會娟,張婉婷.材料專業(yè)本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)探索[J].實驗技術與管理,2014,31(12):9-12.

[4]邵紅紅,王蘭,紀嘉明.金屬材料工程專業(yè)應用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的研究與實踐[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2016(1):80-81.