应用型本科院校材料物理性能课程改革探索

高荣礼

摘要：应用型本科院校的主要特征是大众化教育，功能材料专业更加注重对学生工程应用能力及创新能力的培养。本文根据应用型本科院校自身特点与办学定位，以提高学生实践能力、竞争能力和可持续发展能力为核心目标，针对材料物理性能课程教学现状及存在问题，结合教学科研中的实际经验，提出在应用型本科高校中材料物理性能课的教学目的，着手从教学模式、教学手段、评价机制和教学内容等方面对材料物理性能课程进行初步改革与探索。

关键词：材料物理性能；教学方法；课程改革；实验能力

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）51-0129-02

应用型本科教育是一种以培养知识、能力和素质全面协调发展的高等教育[1]。我校是重庆市应用型本科院校之一，材料物理性能课程是材料系功能材料专业的一门主干课程。然而，现有的教学理念、方法等存在严重缺陷，在这种教学模式下，在课程结束之后，学生普遍不能掌握相关知识，久而久之，教师不但很难完成教学任务，也会使学生对学习失去信心，很大程度上阻碍学生的学业进步。因此，为了适应应用型本科人才的培养目标，在课程建设中如何把专业知识和各种能力的培养有机地结合起来，寻求教学理念和方法的全新变革，迫在眉睫。

一、教学中存在的问题

目前，材料物理性能课程教学中存在的问题，主要有以下几个方面：从教学内容上看，理论课程学时少，内容覆盖面广，各章节独立性强、概念多，实验课偏少；从教学方法上看，以教师课堂教學为主，引导学生学习，而学生被动接受教师所传授知识；从课程实践上看，实验课学时较少，只能让学生看到部分相关知识的印证，并不能从根本上调动学生学习兴趣，教学效果得不到有效保障；从课程考核机制上看，理论考核采用试卷考试形式，得到的学生理论成绩比较公正客观，但实践考核方面，由于实践操作情况比较复杂，教师往往只能根据学生现场表现给出印象分数。

二、优化课程教学内容

首先，教学内容方面，对以半导体工艺生产运行和工艺设计为主的专业学生来说，学习的重中之重是电学性能，只有正确认识和了解电学性能，才能保证有效地对材料进行改进，对工艺进行合理的设计和创新。从功能材料来看，因为所满足的功能各异，材料性能要求不尽相同，伴随化学建材的发展，各式各样的新功能材料不断涌现[2]。作为教师，在传统功能材料的教学中，务必清楚地将其讲解出来，熟练掌握教材内容，对现实中出现的新内容及时加到教学中去，尽可能地让课程站在时代前沿，使学生学到最新的前沿知识。

其次，教学手段方面，根据不同内容特点，采用不同的教学手段与方法。一方面，充分利用现代网络资源，将整理和收集来的资料尽量用更加生动、更加形象的方式展示给学生，让他们能够更深刻地理解课堂讲授知识，激发兴趣。另一方面，将课程理论教学与实践教学相结合，将为企业服务的理念和科技成果等相关的继续教育工程理念纳入日常教学方法和教学内容中来，从而将理论与实践相结合，这会在很大程度上提高学生对材料科学深入学习和探究的能力[3]。

三、更新教学观念，改变理论课教学模式

传统教学方法忽视教学对象特点，使材料物理性能课出现较为难堪的局面。因此，作为教师，必须对该课程的教学观念进行有效的更新，教学中始终落实“以学生为主体”的教学理念，因材施教，采用积极有效的教学方式，激发学生学习兴趣，积极发散思维，培养创新能力和自学意识。

1.“现场导入”教学模式。以实验室为切入点，展现要研究和解决的问题，围绕教学目标导入正常课堂，最后再回到现场。以材料的铁电性质为例，在讲授时，教师先向学生展示某一材料的电滞回线图，展示此种材料的资料，包括材质、制备参数、温度和压强等报告。之后，适时提出问题，让学生带着问题进入课堂学习中。这样的教学设计，不仅能让学生明确学习目标，还能充分调动学生学习主动性。在我们常见材料的性能与应用这一章中，可使用这种教学方法。

2.案例式教学模式。采用案例式教学方式的课堂引入，是一种以案例为基础的教学法，在让学生主动接受知识的同时，积极探索知识原理和应用。案例式教学模式能在教学中取得很好效果的章节有：材料的组成、性能与结构之间的关系。但此种教学模式不能过度使用，一般作为阶段性总结时可运用。

四、建立以工程实际为背景的实验课教学新模式

作为材料物理性能课程重要环节的实验教学，在整个材料物理性能课中，占据着十分重要的位置，是构建学生工程应用能力的重要教学环节，也是培养学生创新能力的重要手段之一。解决本课程的难点，要靠增加学生的感性认识，通过多观察、多接触、多动手，培养动手能力。

1.建立实验课程教学模式，优化实验内容。作为实践性强的课程——材料物理性能课，为了提供更多的应用型人才，实验教学内容已逐渐转变为设计性、创新性和综合性。

首先，从实验教学模式上看，应适时增加创意性实验，调动学生积极主动参与实践的兴趣，培养创新能力和动手能力。依据材料特点和课程要求，在教学实验中，一改传统材料验证模式，改为研究型和设计型实验模式。根据课程要求，可开设铁电材料光伏特性设计和铁电纳米线器件设计的创新实验。

其次，在实验内容上，教师可根据不同实验内容采用不同教学指导模式：必选实验，先给出实验指导书，让学生在教师指导下完成实验；任选实验，给出比较简略的实验指导书，另一部分只给出题目，由学生确定实验步骤和方法，自行进行实验[3]。此种方式，可有效提高学生对系统知识的应用能力及解决、分析问题的能力。

2.改革实验方法，培养学生创新能力。“学以致用”是应用型本科院校的办学核心理念，特别是要加强工程实践环节，积极提高学生发现、解决和分析问题的能力，培养具有创新能力和意识的应用型人才[4]。因此，在实验方法上，可进行如下改革：（1）实验指导按实验类型安排专门教师负责，保证每个实验都具体落实到人；（2）通过学校和企业单位的通力合作，提高教师教学业务水平，通过实践教学提高学生综合能力；（3）在教师做实践调研课题时，可让学生参与到相关课题调研中去，提高实践创新能力；（4）对学生的毕业设计，可适时指导，加重对前沿性材料物理性能的选题比重。选题可以是教师正在调研的科研课题，或是来自工程一线，所选课题必须服务于培养学生的工程实践能力。通过毕业设计，可以进一步有效提高学生的工程实践能力。

3.开放实验室，培养学生工程应用能力。实施实验室开放制度，学生可利用相应仪器、设备进行创新设计，培养创新意识和能力。而且，实验实训设备要齐全，这是因为良好的实践条件是课程教学效果的本质保证。近年来，我院实验室引进一些先进的实验设备，材料物理性能实验能开出的实验项目有20余个，一半以上为综合型和设计型实验。这不仅有助于提高学生创新和应用的能力，调动学习积极性，还有利于教师教学目标的更快达成。

五、建立基于能力本位的课程考核与学生评价制度

首先，在课程考核制度上，一改以往的只注重理论学习的传统模式，改为重视对学生“理论+实践”能力的培养，将实践部分和理论部分各自进行考察，更加全面地对学生所学课程内容的掌握程度进行评定[5]。课程成绩由理论知识、实验和小论文三部分构成，比例分别为30%、20%、50%，以讨论、训练成果等为主要考核形式，将职业素质考核与专业技术标准作为基础。考核内容着重考查学生的工程实践能力及创新能力。采用理论和实践考核并重的方法，丰富材料物理性能课程体系结构，保证课程建设达到良好的教学效果。

其次，在学生评价机制上，增加实践、实训环境在各科中的考试重量。[6]尤其是在综合素质测评中，对表现优秀的团体或个人，可作为学生评干或评优的首先条件。[7]

总之，对学生工程实践能力的培养是一个大工程，需要在大学教育教学中进行不断的渗透，对专业课程和专业基础课程的实践、理论教学部分各有强化，互相制约，根据学校实际和个人情况，应地制宜，因人而异。只有科学理性地安排课程教学内容，才能最终达成材料物理性能课程的教学目的。

参考文献：

[1]岳晓东.大学生创新能力培养之我见[J].高等教育研究，2004，25（1）：84-91.

[2]刘红艳，朱朝艳.应用型本科院校的土木工程材料课程改革实践[J].辽宁工业大学学报（社会科学版），2011，13（3）：119-121.

[3]李大胜，张辉，胡娟.应用型本科院校数控技术课程改革探索[J].吉林农业科技学院学报，2011，20（1）：113-116

[4]姚智华，易勇，陈丰，陈洪军.应用型本科院校材料物理性能课程改革与实践[J].安徽工业大学学报（社会科学版），2013，30（1）：98-101.

[5]臧杰，安永东，张德生.应用型本科院校“材料物理性能”中国冶金教育[J].高等教育研究，2008，（5）：43-51.

[6]王章忠，張相琼.地方应用型本科院校科技创新体系的构建[J].技术与创新管理，2008，（01）.

[7]周金城，刘林奇.应用型本科院校国际经济与贸易专业课程改革的新思路[J].湖南工程学院学报（社会科学版），2006，（02）.