新工科背景下的《无机材料科学基础》的教学改革设想

胡庆 江伟辉 罗民华 包镇红 江峰

【摘要】在新工科背景下，对材料类专业的人才培养提出了新的要求。《无机材料科学基础》是无机非金属材料专业重要的专业基础课程，但该课程在教学过程中存在诸多问题。结合新工科发展内涵，从教学理念、教学方法和教学模式上提出了新工科背景下该课程的改革设想，以期望培养适应新时代要求的创新型和应用型工程技术人才。

【关键词】新工科 无机材料科学基础 教学改革

【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）32-0064-01

一、引言

21世纪以来，面对新一轮的改革发展浪潮，我国部署“中国制造2015”、“互联网+”等重大战略，提出要实施创新驱动发展，加快发展先进制造业，促进产业转型升级，向着制造强国目标迈进[1]。这些都对高等工程教育提出了新的挑战，新产业的发展要靠工程教育提供创新型人才支撑，因此，教育部积极推动新工科建设，发布了《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》，明确各高校必须加强对新工科人才的培养，助力高等教育强国建设[2]。

《无机材料科学基础》是无机非金属材料专业的主干专业基础课程，具有较强的知识理论性，又对实践起着重要的指导作用，对培养高层次创新型和应用型人才发挥着关键的作用。然而在新工科背景下，无论是教学理念、教学方法还是教学模式都存在诸多问题，本文在分析该课程教学存在的问题基础上，提出了在新工科背景下《无机材料科学基础》的改革设想。

二、课程教学现状及问题

《无机材料科学基础》课程内容抽象，如晶体结构包含大量三维结构模型，较难理解。此外，课程知识点多，理论性强，然而，目前在教学方法上大多采用的是以教师为主体的满堂灌教学，学生处于被动接受状态，缺乏独立思考，抓不住重点，使学生失去了对该课程学习的兴趣和信心，长此以往，恶性循环，使得该门课成为无机非金属材料专业的老大难。此外，传统教学模式更注重理论的灌输，造成培养的学生不能将理论知识与实践相结合，不能用所学的材料科学理论知识分析和解决工程实践中的具体问题。因此，在新工科背景下，该课程改革势在必行。

三、新工科背景下的课程教学改革

1.转变课程教学理念，突破传统教育壁垒

传统的课堂教学理念是以教师为中心，忽视了学生的主体地位，在新工科背景下应树立“以学生为主体，教为学服务”的新型教学理念，以学生为核心，让学生成为整个教学过程的主体。教师应尽可能地通过多样创新的教学方式引导学生主动学习、主动思考、主动讨论、主动实践，调动学生学习兴趣。此外，课堂教学不仅要传授课程最基本的理论知识，更要注重培养学生创新实践能力和工程应用能力，理论讲解在先，举例深入在后，在讲授基本知识的同时要引入相关内容的工程实践案例，积极引导学生加入其中，思考讨论，学以致用，弥补传统课堂教学中对学生实践能力培养的不足[3]。

2.丰富课程教学方法，激发内在学习兴趣

新的教学理念倡导教为学服务，教师是服务者，学生是主体，显然所谓“填鸭式”教学在新工科时代已经行不通。因此，在教学过程中，应丰富和创新教学方法。（1）启发提问式教学：设计一些启发式的问题进行提问。如：讲授同质多晶知识点，以“为什么金刚石与石墨化学组成都是碳，但在性质上却有着天壤之别”启发学生独立思考，联系前期所学知识发表见解，温故知新，又能使教师进一步了解学生对知识点的掌握情况，及时应对并引导帮助学生自主获取相关知识。（2）翻转讨论式教学：选取较简单的章节中的若干问题，在完成引导工作后，让学生自由分组，利用课余时间查阅资料，做教学设计，准备教学内容，推荐代表上台以PPT形式讲授，臺下学生就授课内容进行提问和讨论。教师在整个教学过程中作为组织者和服务者，学生通过换位方式自主学习，赋予学生学习的新鲜感，同时培养学生科学探索精神、团队协作以及语言表达能力，在掌握知识点的同时进一步提高分析和解决问题的能力[4]。

3.创新课程教学模式，推动创新人才培养

随着互联网技术和在线教育的发展，慕课、微课等网络在线课程以及以“雨课堂、学习通”为辅助工具的移动教学模式逐渐兴起。这种信息化移动教学模式以网络为平台，不受时空、地域的限制，拓展了教学时空，为工程教育个性化培养模式提供了技术支撑，但是教学的中心始终是教师和学生，最有效的沟通还是教师与学生之间的面对面的深度交流和实时观察。因此，在教学模式上，可以将传统与网络教学模式深度融合与创新，融通线上线下、课内课外两个空间，推动学科专业交叉融合，培养创新型工程技术人才。线上教学部分，学生在课外以自主学习为主，教师提前将导学部分的教学视频等相关教学资源发布到网络平台，将简单易懂的知识点以视频讲解的形式传达给学生，同时布置课前作业配合课前导学，提高学生预习内容的针对性和精炼性，使学生带着问题进课堂，有利于课堂教学部分的讲解和深度讨论。课后，学生和教师可以在平台上就课堂知识点或学术问题进行深度探讨，充分以学生为中心，促进师生互动，解决学生学习中所遇到的问题。

四、结束语

《无机材料科学基础》是一门科学性强、知识面广的基础理论课程，随着时代的发展，学生对于该课程的学习不应只局限于理论知识。为适应新时代需求，本课程的教学改革迫在眉睫，要将基础理论和实践相结合，转变教学理念、丰富教学方式、创新教学模式，以学生为主体，充分调动学生自主学习的积极性，不断改革，勇于实践，才能培养出理论基础扎实，实践能力强，具有创新能力的应用型高级技术人才。

参考文献：

[1]夏建国，赵军.新工科建设背景下地方高校工程教育改革发展刍议[J].高等工程教育研究，2017（3）：15-19.

[2]林健.面向未来的中国新工科建设[J].清华大学教育研究，2017（2）：26-35.

[3]李燕.基于CDIO理念的《无机材料科学基础》课程教学改革初探[J].教育教学论坛， 2018（14）.

[4]祝瑜，周爱国.《无机材料科学基础》课程教学方法改革的体会[J].科技视界，2016（7）：144.

作者简介：

胡庆（1987-），男，讲师，研究方向：生物活性材料。