《材料物理性能》教学改革的一点经验和心得

张 华，李 蛟，孙武珠，王卫伟，丛日敏

(山东理工大学 材料科学与工程学院，山东 淄博 255000)

随着人类社会和科技的发展，人们的生产生活方式发生着飞速的变化。为适应现代社会的生产和生活模式，进入21世纪后国家教育部提出并陆续推动高等教育的教学改革。近年来，课堂教学改革已经步入深水区，改革的深度和广度已经发生了巨大变化。这些变化体现在当今的高校课堂教学活动中，也必将对未来的课堂教学思想和教学方式产生深远的影响[1]。笔者根据多年来在高校的教学经验，结合大学本科材料专业课程《材料物理性能》近几年的教学工作简单梳理一下课堂教学改革对该课程教学思想和教学方法所产生的影响，并浅要介绍课堂改革所取得的成果和对教学工作的一些经验心得。

1 《材料物理性能》课堂教学改革实践和经验

1.1 教学目标的改革

在传统的应试教育中，课堂教学目标是让学生掌握教师课堂中讲授的知识，记忆、理解这些知识并通过做习题的方式训练这些知识在纸面上运用。简单说，就是以应试为目的，让学生会考试，能在考试中得到不错的考试成绩。随着教学改革的推进，教学目标逐渐从应试为主转变为兼顾学生实践能力的培养，即学以致用，更加强调学校教育给予学生的技能为学生未来走上社会谋生、为国家相关产业发展奠定基础[2]。近几年则在这个基础上又有了新的发展，它强调教育对人格健全和塑造的作用，强调学习能力的培养而不再是特定知识或技能的掌握。自主学习、终身学习的理念成为教育发展趋势，相应的课堂教学目标则转向激发学生的学习内驱力，使学习成为自主选择的过程而非学制强加的义务，也即“乐享学习”的概念。

1.2 教学内容的改革

教学改革之前教学内容是以教科书为教学依据的。经过多年的教学实践，虽然任课教师对同一课程的掌握和表述能力会逐年提高，也会适当增补教学内容，但总体而言，教学内容仍然赶不上时代发展的步伐，知识更新的速度跟不上当代互联网经济的发展要求，使得整个知识体系明显落后于时代发展的要求[3]。以《材料物理性能》课程中的固体材料拉伸实验为例，教学改革前实验大纲承接的是二十世纪末的内容，实验过程中样品所承受的应力和发生的应变在老旧型号设备上是靠人工读取记录的，相关的操作要点自然放在参数读取的准确性上。但现阶段老型号的设备早已淘汰，新型号的测试机完全由电脑控制，整个过程的应力、应变关系可以被电脑准确、完整的记录下来。测试者只需要对应力应变曲线进行分析即可，分析过程也可以依靠设备自带的软件程序快速完成。这样，研究者已经可以把精力放在样品形制和实验参数设置对实验结果的影响上，去探索一些更为深层的规律。也就是说，实验课程的重点已经从实验操作转向了实验条件设定和结果分析，也即，实验教学理念发生了根本的变化。

经过多年课程教学改革，现阶段《材料物理性能》课程不再以教科书为讲授依据，而是由课程教研组拟定教学大纲，再由大纲规划好的基本教学内容板块。本课程现行的学习内容被规划为材料力学、材料热学、材料电学、材料磁学、材料光学和材料声学六大部分，每部分具体内容并非固定不变而是由主讲教师依据近期的材料发展状况和自身科研情况及网络资料检索整理出最新的教学资料进行授课。这样，就使得书本上原本死的知识在与现今的材料科技发展的联系中鲜活了起来。

1.3 教学方式和考核方式的改革

伴随课堂教学改革的推行，课堂教学方式已经完成了从教师板书口述为主的方式向多媒体课件辅助教学为主的转变。但这种改变仍然无视学生个体的差别，无法顾及不同学生在性格、兴趣和特长等方面的差异，对所有学生采用同一个标准来要求。虽然便于学校对师生的管理和考评，也能体现公平性原则，但却不利于学生个体优势的发展。首先，我们必须承认一个现实问题，那就是不同学生的学习能力和知识基础是有差异的。其次，我们必须意识到，不同学生毕业后的去向也是差异化的。因此，我们对学生的课堂教育不应该像工厂批量化生产工业产品一样要求产品质量整齐划一。恰恰相反，随着互联网经济的兴起，差异化和个性化的私人订制更符合时代发展的要求。在教学改革中，我们本着因材施教的原则对教学方式和考核方式进行了调整。

以《材料物理性能》的教学为例，为了克服传统课堂教学方式的弊端，我们首先对课程考核方式做了调整。考核大纲要求学生只需要熟练掌握课程体系六大部分中任意三个部分即可达到考核合格。毕竟本科生的出路不论是考研究生还是工作，他们所从事的领域不会太过宽泛，学生在学校期间主要任务应该是培养自己的学习能力。考核目标调整后，学生可以投入主要精力在自己擅长和喜欢的领域去探索、体会。学生在这个过程中可以体验到学习和探索的乐趣并从中获得成就感，为乐享学习奠定了基础。

课堂教学环节我们采用传统教师主导讲授和近年来流行的以学生主导交流为特征的翻转课堂等多种教学方式灵活结合的混合式教学模式[4]。基础理论知识部分由教师主讲，把基础理论模型构建、描述和推论等主干理论讲解清楚；材料应用发展等部分则由学生主导，充分利用网络资源，整理和总结尽可能新的知识在课堂上进行分享，由学生分组承担不同知识板块的知识在课堂上分享交流，并将该环节纳入课程考核总评成绩。其评分构成由组外学生对组内学生的工作进行评分，再依据组内成员的互评成绩来决定组内每个成员在这次教学任务中得到的分数。这种评价方法既体现了小组团队的整体成就，也将组内不同成员的贡献区别开来，非常有利于调动大多数学生的主观能动性，使他们根据自身的特长去优化分配组内成员的任务。例如，有些同学善于资料检索，有些同学善于总结整理，有些同学幻灯片制作得美轮美奂，有些同学讲述的清楚明白，通过一个教学任务把学生的优点整合在一起，即为每个学生提供了发挥自己才能的机会，同时也锻炼了组队合作协调的能力。

1.4 实验教学模式的改革

传统实验教学通常包括实验计划和实验审批等环节才能确定一门课程的实验教学安排情况。从实验性质上可分为验证实验、创新实验、综合实验、研究实验和演示实验。经过教学改革，我们把《材料物理性能》课内的实验从之前的演示实验和验证实验为主调整为研究实验和综合实验为主。为此，学校增加了实验设备配套，将学生划分为多组次进行分时教学，保证了每个实验项目均有充足的学习和练习时间。另外，实验成绩不再单独考核学生个体，而是对共享设备的学生进行统一考核。同组学生仅需要出具一份实验报告，除了实验原理外，实验设计、过程需要由每个组的学生自主设计并实施。因为各组的实验方案是差异化的，相应的实验现象、数据和分析也是差异化的。这一方面避免了学生在实验教学中因为任务和操作都一样造成的学习兴趣缺失及实验报告相互抄袭的现象，另一方面也使得学生在实验教学中拥有更多的自主权，可以充分发挥其在实验规划、实施和总结等领域不同的优势。虽然学生自主设计的实验方案不一定可以得到预期的结论，但经过各实验小组不同方案和实验结果的对比分析，学生反而可以得到更多的实践经验，从而大大提高了学生的学习动力和探究兴趣。

2 互联网的发展在教学改革中的作用

追求课堂教学的高效率，是以传递知识、教授方法为前提的，现代课堂的教学目标、课堂结构、课堂性质已经发生根本性变化。随着互联网的高度发展，自主学习、生活化学习、碎片化学习、跨时空、多维度的学习方式成为可能[5]。在把控好课堂教学质量的同时，我们推出了《材料物理性能》网络教学平台。经过三年的建设，形成了以基础理论为主干、具体应用案例为分支、互动讨论和习题为末端的辅助学习体系。每年度的教学内容会根据当年的课堂教学反馈对网络教学平台内容进行维护和更新。此外，学习讨论QQ群的建立也有效拉近了教师和学生们的距离，方便课前教学预习的引导和课后的交流讨论。这些措施的采用使得互联网的普及和发展大大惠及和便利了教学的整个过程。

3 结语

以《材料物理性能》课程的教学改革为例我们不难看出，随着课堂教学改革的推进，除了传递知识和教授方法外，生成、交流、展示和体悟逐渐成为课堂主体。教学依据和教学方法逐步向课程标准回归，学科课程体系已成为达成课程标准的主要载体。课堂概念随着网络时代的到来已经发生根本性变化，课堂边界被打破，固定时间、固定空间的教学方式逐渐被生活化学习、碎片化学习、网络化学习、个性化学习所替代，“教与学活动发生的地方就是课堂”，这样的课堂定位会被越来越多的教育实践者所接受。

参考文献

[1]吴维仲,关晓辉,曲朝阳.“慕课”浪潮引发的高校教学改革思考[J].东北师大学报(哲学社会科学版),2015(2):190-194．

[2]刘 旭,梁 婷.高校课堂教学改革：一种教师课程意识视角的思考[J].教师教育研究,2012,24(6):52-55.

[3]任之光,梅 红.双创背景下高校教育教学改革探索研究[J].中国高教研究,2017(1):86-90．

[4]李艳东.利用现代信息技术促进高校教学改革[J].现代情报,2007(3):200-201.

[5]潘懋元,陈 斌.“互联网+教育”是高校教学改革的必然趋势[J].重庆高教研究,2017,5(1):3-8．